Giải pháp xử lý amoni và asen cho trạm xử lý cấp nước ngầm sinh hoạt làng nghề tân triều

9 1.1 Hiện trạng ô nhiễm và một số phương pháp xử lý hợp chất Nitơ và asen trong nước ngầm ..... Tuy nhiên, việc tìm kiếm công nghệ phù hợp để xử lý amoni trong nước ngầm Hà Nộ một cách

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

LÊ TIẾN DŨNG KHÓA : 2017 - 2019

GIẢI PHÁP XỬ LÝ AMONI VÀ ASEN CHO TRẠM XỬ LÝ CẤP NƯỚC NGẦM SINH HOẠT

LÀNG NGHỀ TÂN TRIỀU

Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ sở hạ tầng

Mã số : 60.58.02.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG

Hà Nội - 2019

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

LÊ TIẾN DŨNG KHÓA : 2017 - 2019

GIẢI PHÁP XỬ LÝ AMONI VÀ ASEN CHO TRẠM XỬ LÝ CẤP NƯỚC NGẦM SINH HOẠT

LÀNG NGHỀ TÂN TRIỀU

Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ sở hạ tầng

Mã số : 60.58.02.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS NGUYỄN VĂN HIỂ

Hà Nội - 2019

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

LÊ TIẾN DŨNG KHÓA : 2017 - 2019

GIẢI PHÁP XỬ LÝ AMONI VÀ ASEN CHO TRẠM XỬ LÝ CẤP NƯỚC NGẦM SINH HOẠT

LÀNG NGHỀ TÂN TRIỀU

Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ sở hạ tầng

Mã số : 60.58.02.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS NGUYỄN VĂN HIỂN

XÁC NHẬN CỦA CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN

Hà Nội - 2019

LỜI CẢM ƠN

Luận văn này là sản phẩm nghiên cứu của tác giả, tuy nhiên sự hoàn thiện sản phẩm không hẳn do công sức của một mình tác giả Trong quá trình thực hiện nghiên cứu này, tác giả đã nhận được sự giúp đỡ của rất nhiều người, rất nhiều đơn vị trong và ngoài ngành Hôm nay, khi sản phẩm nghiên cứu đã có kết quả nhất định, tác giả trân trọng gửi lời cảm ơn đến các tổ chức, đơn vị và các cá nhân đã

giúp tác giả hoàn thiện nghiên cứu của mình

Trước tiên, tác giả xinh gửi lời cảm ơn đến TS Nguyễn Văn Hiển, người luôn tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và đồng hành cùng tác

giả thực hiện nghiên cứu này trong thời gian vừa qua

Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến các giáo sư, tiến sĩ trong các hội đồng khoa học đã góp ý, hướng dẫ tác giả chỉnh sửa, định hướng cho nghiên cứu của mình một cách hoàn thiện hơn trong quá trình thực

hiện nghiên cứu của mình

Xin cảm ơn các thầy cô Khoa sau đại học – Đại học Kiến Trúc

Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tác giả trong quá trình đào

tạo cũng như trong quá trình thực hiện luận văn

Xin chân thành cảm ơn

Tác giả

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ này là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của tôi Các số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu

của Luận văn là trung thực và có nguồn gốc rõ ràng

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Lê Tiến Dũng

MỤC LỤC

Lời cảm ơn

Lời cam đoan

Mục lục

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt

Danh mục các bảng, biểu

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

PHẦN MỞ ĐẦU 1

Lý do chọn đề tài 1

Mục đích nghiên cứu 5

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 5

Phương pháp nghiên cứu 5

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 6

Các khái niệm, thuật ngữ 6

Cấu trúc luận văn 8

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NƯỚC NGẦM VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ AMONI VÀ ASEN 9

1.1 Hiện trạng ô nhiễm và một số phương pháp xử lý hợp chất Nitơ và asen trong nước ngầm 9

1.1.1 Ô nhiễm chất Nitơ và phương pháp xử lý 9

1.1.2 Ô nhiễm chất Asen và phương pháp xử lý 18

1.2 Thực trạng công nghệ các nhà máy nước ngầm Hà Nội 22

1.3 Thực trạng công nghệ xử lý nước ngầm làng nghề Tân Triều 23

1.3.1 Tổng quan về làng nghề Tân Triều 23

1.3.2 Công nghệ xử lý nước ngầm làng nghề 25

1.4 Đánh giá công nghệ xử lý nước ngầm hiện tại 26

1.4.1 Công nghệ xử lý nước ngầm Hà Nội 26

1.4.2 Công nghệ xử lý nước ngầm làng nghề Tân Triều 27

1.5 Tổng quan về tình hình nghiên cứu 28

1.5.1 Khái quát chung 28

1.5.2 Các đề tài nghiên cứu 28

1.5.3 Các luận án, dự án đã và đang được thực hiện 29

1.5.4 Nhận xét về tình hình nghiên cứu liên quan 30

1.6 Những vấn đề cần nghiên cứu, giải quyết của đề tài 31

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ KHOA HỌC CHO GIẢI PHÁP XỬ LÝ AMONI VÀ ASEN 33

2.1 Lý thuyết cho quá trình nitrat hóa và khử nitrat 33

2.1.1 Quá trình nitrat hóa 33

2.1.2 Quá trình khử nitrat 34

2.2 Lý thuyết cho quá trình lọc 37

2.2.1 Quy luật của quá trình lọc nước qua lớp vật liệu lọc giữ cặn bẩn trong các lỗ rỗng (lọc nhanh) 38

2.2.2 Quá trình thay đổi nồng độ cặn theo chiều dày lớp lọc và thời gian lọc 41 2.3 Lý thuyết cho quá trình lọc hấp phụ asen 45

2.3.1 Nguyên lý chung của lọc bằng vật liệu hấp phụ 45

2.3.2 Các thông số đặc trưng cho quá trình hấp phụ 46

2.3.3 Quy luật của quá trình hấp phụ nước qua màng hấp phụ tạo ra trên bề mặt lớp vật liệu hấp phụ 47

2.3.4 Vật liệu lọc hấp phụ ODM-3F 48

2.4 Lý thuyết cho quá trình lọc trao đổi ion 50

2.5 Các yếu tố ảnh hưởng quá trình xử lý amoni và asen 54

2.5.1 Quá trình ntrat hóa 54

2.5.2 Quá trình khử nitrat 55

2.6 Yếu tố ảnh hưởng tới giải pháp công nghệ xử lý trạm cấp nước sinh hoạt làng nghề Tân Triều 56

2.6.1 Các văn bản pháp lý, qui chuẩn, tiêu chuẩn: 56

2.6.2 Định hướng cấp nước của Thủ đô Hà Nội đến năm 2030 và tầm nhìn 2050 58 2.7 Bài học kinh nghiệm xử lý nước ngầm nhiễm Amoni và Asen cho Hà Nội 60 2.7.1 Mô hình xử lý Amoni nhà máy nước Nam Dư 60

2.7.2 Mô hình xử lý Asen nhà máy nước Thanh Trì 61

CHƯƠNG 3 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ AMONI VÀ ASEN CHO TRẠM XỬ LÝ NƯỚC NGẦM SINH HOẠT LÀNG NGHỀ TÂN TRIỀU 63

3.1 Giải pháp xử lý Amoni kết hợp khử sắt 63

3.2 Giải pháp xử lý amoni và Asen bằng lọc hấp phụ sử dụng vật liệu ODM 3F 64

3.3 Giải pháp xử lý Amoni và Asen bằng lọc trao đổi ion sử dụng vật liệu cation Na+ 65

3.4 Giải pháp tích hợp xử lý sắt kết hợp với Amoni và Asen 65

3.5 Đánh giá và lựa chọn giải pháp tối ưu cho làng nghề Tan Triều 67

3.5.1 Hiện trạng trạm xử lý đang khai thác 67

3.5.2 Đề xuất giải pháp xử lý cho làng nghề Tân Triều 68

3.6 Tính toán, thiết kế dây chuyền công nghệ theo phương pháp lựa chọn 72

3.6.1 Tính toán công trình đơn vị 72

3.6.2 Thiết kế công trình trạm xử lý 81

3.7 Giải pháp quản lý và vận hành dây chuyền công nghệ 82

KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 86

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Số hiệu bảng,

biểu

Bảng 1.1 Đặc trưng chất lượng nước ngầm của một số

nhà máy nước ngầm khu vực Hà Nội

11

Bảng 1.2 Nồng độ Asen trong nước thô ở một số bãi

giếng khu vực Hà Nội

20

Bảng 1.3 Thống kê công trình, thiết bị 24

Bảng 2.1 Đặc tính kỹ thuật của vật liệu ODM-3F 46

Bảng 3.1 Bảng thống kê công trình, thiết bị 67

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH VÀ ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Đường cong Clo hóa tới điệm đột biến với nước

có chứa Amoni

14

Hình 1.2 Nồng độ Asen ở một số khu vực trong Hà Nội 20

Hình 1.3 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước ngầm

của các NMN Hà Nội (Không có công đoạn khử amoni)

Hình 2.7 Nguyên tắc hoạt động của hệ thống trao đổi ion 48

Hình 2.8 Hệ thống trao đổi ion trong nhà máy 49

Hình 2.10 Công nghệ hiện hành tại các nhà máy nước phía

Hình 3.3 sơ đồ xử lý amoni và asen bằng lọc trao đổi ion

sử dụng vật liệu cation Na+

62

Hình 3.4 sơ đồ tích hợp xử lý sắt kết hợp amoni và asen 62

Hình 3.5 Hiện trạng trạm xử lý nước ngầm làng nghề Tân

Triều đang khai thác

PHẦN MỞ ĐẦU

Lý do chọn đề tài

Amoni thực ra không gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người, nhưng trong quá trình khai thác, lưu giữ và xử lý…amoni được chuyển hóa thành Nitrit (NO2-) và nitrat (NO3-) là những chất có tính độc hại tới con người,

vì nó có thể chuyển hóa thành Nitrosamin có khả năng gây ung thư cho con người Chính vì vây qui định nồng độ nitrit cho phép trong nước sinh hoạt là khá ngặt ngèo

Trong nước ngầm, amoni không thể chuyển hóa được do thiếu oxy, khi khai thác lên vi sinh vật trong nước nhờ oxy trong không khí chuyển amoni thành nitrit và nitrat tích tụ trong thức ăn Khi ăn uống nước có chứa nitrit thì

có thể sẽ hấp thụ nitrit vào máu và chất này sẽ tranh oxy của hồng cầu làm hemoglobin mất khả năng lấy oxy, dẫn đến tình trạng thiếu máu, xanh da Vì vậy, nitrit đặc biệt nguy hiểm đối với trẻ mới sinh dưới sau tháng tuổi, nó có thể làm chậm sự phát triển, gây bệnh ở đường hô hấp Đối với người lớn, nitrit kết hợp với axit amin trong thực phẩm làm thành một họ chất Nitrosamin Nitrosamin có thể gây tổn thương di truyền tế bào, nguyên nhân gây ung thư Những thí nghiệm cho nitrit vào trong thức ăn, thức uống của chuột, thỏ… với hàm lượng vượt ngưỡng cho phép thì thấy sau một thời gian những khối u sinh

ra trong gan, phổi, vòm họng của chúng[16]

Các hợp chất nitơ trong nước có thể gây nên một số bệnh nguy hiểm cho người sử dụng nước Nitrat tạo ra chứng thiếu vitamin và có thể kết hợp với các amin để tạo nên những nitrosamine là nguyên nhân gây ung thư ở người cao tuổi Trẻ em sơ sinh đặc biệt nhạy cảm với nitrat lọt vào sữ mẹ, hoặc qua nước dung để pha sữa Sau khi lọt vào cơ thể, nitrat được chuyển hóa nhanh thành nitrit do vi khuẩn đường ruột Ion nitrit còn nguy hiểm hơn đối với sức khỏe

con người Khi tác dụng với các amin hay alkyl cacbonat trong cơ thể người, chúng có thể tạo thành các hợp chất chứa nitơ gây ung thư

Một số nghiên cứu ở Nepan đã khảng định, khi hàm lượng NO3- lên 45 mg/l nếu người dân dung thường xuyên nguồn nước này sẽ mắc các bệnh ung thư về dạ dày, thực quản và bệnh tiểu đường [16]

Ngoài ra, thức ăn có hàm lượng nitrit và nitrat cao cũng rất đáng lo ngại Mối quan hệ giữa nước giếng nhiễm nitrat và hội chứng BBS (Bady Blue Syndrome) lần đầu tiên dược Hunter Comly, bác sỹ ở Lowa tìm thấy hồi thập niên 40 khi ông điều trị cho hai đứa trẻ mắc chứng da xanh [16]

Bên cạnh đó hàm lượng NH4+ trong nước uống cao có thể gây một số hậu quả như sau:

- Có thể kết hợp với Clo tạo ra Cloramin là một chất làm cho hiệu quả khử trùng giảm rất nhiều so với Clo gốc

- Nó là nguồn nitơ thứ cấp sinh ra nitrit trong nước, một chất có tiềm năng gây ung thư

- NH4+ là nguồn dinh dưỡng để rêu tảo phát triển, vi sinh vật phát triển trong đường ống gâu ăn mòn, rò rỉ và mất mỹ quan

Mặc dầu bằng chứng về nhiễm độc của các hợp chất Nitơ trong nước chưa đầy đủ, nhưng có thể khẳng định rằng nó rất độc với trẻ em vì nguy cơ gây bệnh mất sắc tố máu, da xanh, hôn mê… và có thể gây ung thư đối với người lớn Để đề phòng sự nhiễm độc do các hợp chất Nitơ gây ra thì một số quóc gia và tổ chức thế giới đưa ra tiêu chuẩn về các hợp chất nit ơ sau đây:

Tiêu chuẩn của EPA (U.S Rnviromental protection Agency –cơ quan bảo

vệ môi trường Hoa Kỳ) đối với NO2 – trong nước cấp uống trực tiếp không vượt quá 1 mg/l

Theo tiêu chuẩn châu Âu, trong nước uống trực tiếp hàm lượng NH4+không vượt quá 0,5 mg/l

Theo tiêu chuẩn của WHO và EPA đối với nước cấp uống trực tiếp hàm lượng NO3 – không vượt quá 10 mg/l

Tiêu chuẩn của một số quốc gia về các hợp chất Nitơ trong nước cấp giới thiệu ở bảng (1)

Bảng 1: Tiêu chuẩn một số quốc gia về các hợp chất Nitơ trong nước cấp Chỉ tiêu Hoa kỳ Châu Âu

(80/778/EEC)

WHO

1993

Quy chuẩn BYT 02/2009

Các nhà máy nước ngầm ở ta sau khi xử lý bằng dây chuyền công nghệ

xử lý truyền thống (làm thoáng, lắng hoặc lọc tiếp xúc, lọc nhanh và khử trùng), hàm lượng sắt và mang gan đạt yêu cầu (theo QCVN 02:2009/BYT) Fe2+ và

Mn2+ ≤ 0,3 mg/l, tuy nhiên hàm lượng amoni thì chưa được khử bỏ làm ảnh hưởng tới chất lượng nước sạch và gây lo ngại cho người sử dụng Hiện tại ở

Hà Nội chỉ mới có một dây chuyền công nghệ của NMN Nam Dư (Nam Dư có hai dây chuyền công nghệ với mỗi dây chuyền có công suất 30 000m3/ngày)

có công đoạn xử lý amoni Do đó xử lý amoni trong nước ngầm Hà nội đang là vấn đề được các cấp chính quyền, các cơ quan chuyên ngành, các chuyên gia CTN và người dân Hà nội hết sức quan tâm

Hàm lượng amoni tại đầu ra của một số nhà máy nước ở Hà Nội như bảng 2

Bảng 2: Hàm lượng amoni tại đầu ra của một số nhà máy nước ở Hà Nội STT Tên NMN [NH4+] (mg/l)

theo giá trị trung

sử dụng công nghệ truyền thống để khử sắt, mang gan và một phần amoni (NMN Nam Dư) Tuy nhiên, việc tìm kiếm công nghệ phù hợp để xử lý amoni trong nước ngầm Hà Nộ một cách hiệu quả nhằm giải quyết bài toán cải tạo các NMN đáp ứng nhu cầu dùng nước chất lượng, ổn định trong tương lai của TP

Hà Nội là hết sức cần thiết

Đề tài “Giải pháp xử lý Amoni và Asen cho trạm xử lý nước ngầm sinh hoạt làng nghề Tân Triều” để nghiên cứu lựa chọn công nghệ cho giải pháp cải tạo

các NMN ngầmHà Nội đáp ứng nhu cầu cấp nước Thủ đô Hà Nội đến năm

2030, tầm nhìn đến năm 2050 là cấp thiết và có ý nghĩa thực tiễn sâu sắc

Mục đích nghiên cứu

Đề xuất phương án xử lý amoni và asen trong nước ngầm tại làng nghề Tân Triều

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

 Đối tượng nghiên cứu: amoni và asen

 Phạm vi nghiên cứu: trạm xử lý cấp nước ngầm sinh hoạt làng nghề Tân Triều

Phương pháp nghiên cứu

 Điều tra khảo sát:

+ Điều tra, khảo sát hiện trường tại một số NMN ở Hà Nội như: NMN Nam Dư, NMN Tương Mai… nhằm thu nhập số liệu thực tế về chất lượng nước đầu vào, đầu ra; công nghệ xử lýhiện tại và những cải tiến đổi mới nhằm nâng cao sản lượng và chất lượng nước tiêu dung… + Thu thập tài liệu để tổng quan về nước ngầm khu vực Hà Nội (trữ lượng, chất lượng, khả năng khai thác…);

+ Các nghi định, thông tư, tiêu chuẩn, qui chuẩn về nguồn nước và chất lượng nước sử dụng;

+ Các tài liệu giảng dạy, công trình NCKH, các luận án tiến sĩ, luận văn thạc sĩ, các bài báo khoa học và các dự án đầu tư xây dựng có liên quan…

 Phương pháp kế thừa: Kế thừa có chọn lọc các kết quả nghiên cứu đi trước, chọn lọc mô hình và các bước triển khai nghiên cứu thực nghiệm;

 Phân tích tổng hợp và đánh giá các số liệu thu thập:

+ Xây dựng cơ sở lý thuyết;

+ Phân tích đánh giá bản chất các quá trình xử lý, thực trạng của công nghệ xử lý nước ngầm Hà Nội;

 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết khử Amoni và asen không dung hóa chất, từ đó xác định được các nhu cầu về oxy cho các quá trình khử sắt, mangan, amoni, asen tạo cơ sở nhận thức cho tính toán và lựa chọn các giải pháp công nghệ phù hợp;

 Phương pháp đề xuất: Từ kết quả nghiên cứu lý thuyết và kế thừa các kết quả thực nghiệm, đề xuất mô hình và các thông số kỹ thuật của hệ thống thực nghiệm khử amoni, asen không dùng hóa chất;

 Phương pháp chuyên gia: Thông qua người hướng dẫn khoa học, góp ý của các chuyên gia quản lý NMN và các nhà khoa học chuyên ngành để hoàn thiện nội dung đề tài nghiên cứu đảm bảo mục tiêu đặt ra

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Các công nghệ xử lý và hệ thống mô hình thực nghiệm được đề xuất trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm có thể áp dụng để triển khai các nghiên cứu xử lý amoni, asen nước ngầm đảm bảo chất lượng cung cấp nước

Các khái niệm, thuật ngữ

Amoni là gì: Amoni với công thức hóa học NH3 là chất không màu tại nhiệt độ phòng , có mùi hăng rõ ràng Khí amoni nén thành chất lỏng dưới áp lực Khi hòa tan trong nước, amoni tồn tại đồng thời hai hình thức không ion hóa (NH3)

và ion hóa (NH4+)

Nguồn hình thành Amoni: Amoni có mặt trong môi trường có nguồn gốc từ quá

trình chuyển hóa, nông nghiệp, công nghiệp và từ sự khử trùng nước bằng cloramin Lượng Amoni tự nhiên ở trong nước bề mặt và nước ngầm thường thấp hơn 0,2 mg/l Các nguồn nước rất hiếm khi có thể có nồng độ Amoini lên đến 3 mg/l Việc chăn nuôi gia súc qui mô lớn có thể làm gia tăng Amoni trong nước mặt Sự ô nhiễm Amoni có thể tăng lên do các đoạn nối ống bằng vữa xi

măng Amoni trong nước là một chất ô nhiễm do chất thải động vật, nước uống

và khả năng nhiễm khuẩn Khi hàm lượng Amoni trong nước ăn uống cao hơn tiêu chuẩn cho phép chứng tỏ nguồn nước đã bị ô nhiễm bởi chất thải động vật, nước cống và có khả năng xuất hiện các loại vi khuẩn, kể cả vi khuẩn gây bệnh

Lượng Amoni trong môi trường so với sự tổng hợp bên trong cơ thể là không đáng kể Tác hại của nó chỉ xuất hiện khi tiếp xúc với liều lượng khoảng trên 200 mg/kg thể trọng

Với những lý do đó, Amoni được xếp vào nhóm các chỉ tiêu cảm quan Khi Amoni trong nước ăn uống vượt quá tiêu chuẩn cho phép thì chưa ảnh hưởng lắm tới sức khỏe nhưng nó là dấu hiệu cho thấy nguồn nước bị nhiễm bẩn bởi các nguồn gốc động vật và có thể chứa các vi khuẩn gây bệnh

Khái niệm về công nghệ xử lý nước ngầm:

- Công nghệ khử sắt, mangan truyền thống là công nghệ được áp dụng từ lâu ở nước ta, công nghệ sử dụng oxy không khí để cung cấp cho quá trình oxy hóa sắt và mangan II thành sắt III và mangan III và IV kết tủa, sau đó lấy ra khỏi nước bằng quá trình lọc nhanh

- Công nghệ CHEMILES là công nghệ khử sắt, mangan và Amoni bằng

bể lọc nhanh nhờ lượng oxy hòa tan trong nước tuần hoàn Cơ chế của quá trình

một cách trực tiếp thành khí N2, với amoni là chất cho điện tử, còn nitrit là chất nhận điện tử để tạo thành khí N2 [32]

- Xử lý Amoni bằng công nghệ Sharon/Anammox đã được phát triển gần đây để giảm giá thành cho việc loại bỏ nitơ Trong đó, sự kết hợp của quá trình nitrat hóa một phần trước (Sharon) và quá trình oxy hóa amoni yếm khí tiếp theo (anammox) là một trong những phương pháp mới để loại bỏ nitơ trong nước có tỉ lệ C/N thấp và có hàm lượng amoni lớn Do phương pháp này sử dụng tối thiểu BOD và năng lượng nên giúp tiết kiệm được gía thành so với phương án truyền thống [36]

Cấu trúc luận văn

Ngoài phần MỞ ĐẦU và KẾT LUẬN, luận văn có phần NỘI DUNG bao gồm

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NƯỚC NGẦM VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ AMONI VÀ ASEN

1.1 Hiện trạng ô nhiễm và một số phương pháp xử lý hợp chất Nitơ và asen trong nước ngầm

1.1.1 Ô nhiễm chất Nitơ và phương pháp xử lý

Hiện trạng ô nhiễm amoni trong nước ngầm ở nước ta:

Theo đánh giá của nhiều báo cáo và hội thảo khoa học thì tình trạng ô nhiễm amoni trong nước ngầm đã được phát hiện tại nhiều vùng trong cả nước Chẳng hạn như TP Hồ Chí Minh: Theo chi cục bảo vệ môi trường Thành phố

Hồ Chí Minh, kết quả quan trắc nước ngầm tầng nông gần đây cho thấy lượng nước ngầm ở khu vực ngoại thành đang diễn biến ngày càng xấu đi Cụ thể nước ngầm tại trạm Đông Thạch (huyện Hóc Môn) bị nhiễm Amoni (68,73 mg/l cao gấp 1,9 lần so với năm 2005) và có hàm lượng nhôm cao, độ mặn tăng

và mức độ ô nhiễm chất hữu cơ cũng tăng nhanh trong những năm gần đây; nồng độ sắt trong nước ngầm một số khu vực khác như Long Trung, Trường Thọ (Thủ Đức), Tân Tạo (Bình Chánh)… cũng khá cao [18,21]

Ngoài ra còn một số khu vực khác cũng bị ô nhiễm amoni trong nước ngầm nặng nề nhất trong cả nước là khu vực đồng bằng Bắc Bộ Theo kết quả khảo sát của Trung tâm Nghiên cứu Khoa học tự nhiên và Công nghệ quốc gia

và Trường Đại Học Mỏ Địa Chất thì phần lớn nước ngầm khu vực đồng bằng Bắc Bộ gồm các tỉnh như: Hà Tây, Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình, Hải Dương, Hưng Yên, Thái Bình và phía Nam Hà Nội đều bị nhiễm amoni rất nặng Xác xuất các nguồn nhiễm amoni có nồng độ cao hơn tiêu chuẩn nước sinh hoạt (NH4+ ≤1,5 mg/l) khoảng 70 – 80% Trong nhiều nguồn nước ngầm còn chứa nhiều hợp chất hữu cơ, độ oxy hóa có nguồn đạt 30 – 40 mg O2/l Có thể cho

rằng phần lớn nguồn nước ngầm đang sử dụng không đạt tiêu chuẩn về amoni

Hiện trạng ô nhiễm amoni trong nước ngầm Hà Nội:

Tại Hà Nội, mọi người dân khai thác tầng nước ngầm trên (cách mặt đất

25 – 40m) bằng cách khoan giếng đã thấy ô nhiễm nặng ở nhiều nơi Điển hình

là Pháp Vân có hàm lượng amoni 31,6 mg/l, Phường Tương Mai có hàm lượng amoni là 13,5 mg/l, các phường Trung Hòa, xã Tây Mỗ, Trung Văn,…đều có hiện tượng tương tự [16]

Nguy hại hơn, mức ô nhiễm đang tăng dần theo thời gian, tại Yên Sở trong năm 2002 là 37,2 mg/l đến năm 2010 đã tăng lên 45,2 mg/l, phường Bách Khoa mức nhiễm từ 9,4 mg/l, 2010 tăng lên14,7 mg/l Có nơi chưa bị nhiếm amoni song năm 2010 cũng đã vượt tiêu chuấn cho phép như Long Biên, Tây

Mỗ, Đông Ngạc,… hiện bản đồ nguồn nước nhiễm bẩn amoni đã lan rộng trên toàn thành phố Hà Nội[16]

Theo kết quả nghiên cứu của nhiều đề tài đã và đang thực hiện, hàm lượng amoni trong nước ngầm của tầng Qa dao động từ vết đến 30 mg/l Hầu hết các khu vực đều nhiễm amoni, trong đó có các khu vực nhiễm nặng như: Pháp Vân, Định Công, Hạ Đình, Kim Giang, Tương Mai, Bạch Mai, Bách Khoa, Kim Liên, Quỳnh Mai Một số khu vực nhiễm nhẹ như Lương Yên, Yên Phụ, Ngô Sĩ Liêm, Đồn Thủy Ngoài ra một số khu vực cũng có dấu hiệu như Ngọc Hà, Mai Dịch Nhìn chung, các khu vực bị nhiễm nặng amoni tập trung nhiều hơn ở khu vực phía Nam thành phố và khu vực trung tâm Cao nhất là

khu vực Pháp Vân, Định Công (~20 ng/l), sau đó là khu Hạ Đình (~12 mg/l), Tương Mai (~10mg/l)[16]

Tầng nước ngầm dưới mặt đất (cách 45 – 60m) là nguồn cung cấp cho các nhà máy xử lý nước cũng bị nhiễm bẩn Đề tài “nghiên cứu xử lý nước ngầm nhiễm Amoni” do sở Giao thông Công Chính Hà Nội nay là Sở Giao thông Vận tải Hà nội cho thấy: “Do cấu tạo địa chất, nước ngầm NMN Pháp Vân, Hạ Đình, Tương Mai có hàm lượng sắt và amoni (NH4) vượt quá tiêu chuẩn cho phép khá nhiều Tại NMN Tương Mai hàm lượng NH4 là 6 – 12, có khi 18 mg/l; Hạ Đình: 12 – 20, có khi 25 mg/l; Pháp Vân: 15 – 30, có khi 40 mg/l [16]

Bảng 1.1 Đặc trưng chất lượng nước ngầm của một số nhà máy nước ngầm khu vực Hà Nội [16]

Máy pH NH4+

(mg/l)

NO3- (mg/l)

Fe (mg/l)

CT (mg/l)

Độ cứng (odH)

Mn (mg/l)

Độ oxy (mg/l)

13,3

0 1,5

10,6

0 0,7

16,7 0,4 3,1

0,1

0 0,7

5

0 1,0

4

0 0,4

19,9 2,8 7,2

1,8

0 0,4 Tương Mai

Cao

Thấp

Trung bình

8 6,3 6,8

30 2,6 10,4

5

0 0,3

27,4 4,4 10,3

12,8 0,2 2,9

20

4 12,8

5

0 0,4

19,7 6,7 11,4

8,2 1,3 3,0 Pháp Vân

Cao

Thấp

Trung bình

7,8 6,5 7.0

60 6,6 19,7

3

0 0,2

12 3,8 8,1

14,2 2,9 6,3 Mai Dịch

1,3

0 0,2

12,3

0 1,3

3,3

0 0,7

3

0 0,3 Ngọc Hà

Cao

Thấp

Trung bình

7,1 6,1 6,7

30

0 1,8

7,5

0 0,9

4,7 0,1 1,6

2,6

0 0,5 Yên Phu

Cao

Thấp

Trung bình

8,2 6,2 7,2

20

0 2,8

5

0 0,2

11,6 0,3 3,7

51

4

15

17 0,3

11

2,9 0,3 0,6

6,6

0 0,8 Sóc Sơn

Phương pháp sinh học có kiểm soát:

Nhiều nghiên cứu cho thấy công nghệ xử lý amoni trong nước ngầm bằng phương pháp sinh học đạt hiệu quả cao so với các công nghệ xử lý dùng hóa chất, trao đổi ion,… đặc biệt là đối với công suất xử lý vừa và lớn Tuy nhiên

dù là dùng phương pháp nào thì việc xử lý amoni nhiễm trong nguồn nước đều khá phức tạp, đòi hỏi qui trình chặt chẽ, tỉ mỉ khi vận hành hệ thống xử lý

Quá trình khử hợp chất nitơ không dùng hóa chất (bằng sinh học) có thể

sơ đồ hóa như sau [19,20]

Đồng hóa O2O2

NH3NH4+ → (NO2- → NO3- ) → (NO2 → N2)

Nước Nitrat hóa Khử Nitrat N hữu cơ

Như vậy, để khử hợp chất Nitơ bằng sinh học cần có 4 phản ứng cơ bản: Amon hóa, đồng hóa, nitrat hóa và khử nitrat

Quá trình nitrat hóa và khử nitrat giới thiệu đầy đủ ở mục 2.1.3, chương

2

2/ Phương pháp Clo hóa nước đến điểm dừng:

Clo là chất oxy hóa mạnh có khả năng oxy hóa Amoni/Ammoniac ở nhiệt

độ phòng thành N2 Khi hoà tan Clo trong nước tùy theo pH của nước mà Clo

có thể ở dạng HClO hay ion ClO- do có phản ứng theo phương trình:

Cl2 + H2O = HCl + HClO (pH < 7)

HClO + H+ + ClO- (pH > 8)

Amon hóa

Khi trong nước có NH3 sẽ xẩy ra các phản ứng sau:

Lúc này lượng Clo dư trong nước sẽ giảm tới số lượng nhỏ nhất vì xẩy

ra phản ứng phân hủy Cloramin, điểm tương ứng với giá trị này gọi là điểm đột biến

Theo lý thuyết về xử lý NH4+ phải dùng tỉ lệ Cl:N = 7,6:1 song trên thực

tế phải dùng tỉ lệ 8:1 hoặc hơn để oxy hóa NH3 Do xẩy ra các phán ứng đã nêu, quá trình Clo hóa thực tế xẩy ra theo một đường cong đặc biệt, có “điểm đột biến” như ở hình 1.1 Những nghiên cứu đi trước cho thấy, tốc độ phản ứng Clo với các hợp chất hữu cơ bằng một nửa so với phản ứng với amoni Khi amoni phản ứng gần hết, Clo dư sẽ phản ứng với các hợp chất hữu cơ có trong nước

để hình thành nhiều hợp chất Clo có mùi đặc biệt khó chịu Trong đó khoảng 15% là các chất nhóm THM-trihalometan và HAA-axit axetic halogen đều là các chất gây ung thư và bị hạn chế nồng độ nghiêm ngặt

Lượng

Clodư D

 B

 A

 C mg/l

Phản ứng NH3 Amin Lượng Clo

Với Fe2+, Amin N2 cho vào dư

Hình 1.1 Đường cong Clo hóa tới điệm đột biến với nước có chứa Amoni [21]

Ngoài ra với lượng Clo cần dùng rất lớn, vấn đề an toàn trở nên khó giải quyết đối với các nhà máy xử lý nước lớn Đây là những lý do khiến phương pháp Clo hóa mặc dù đơn giản về mặt thiết bị, rẻ về mặt kinh tế và xây dựng

cơ bản nhưng rất khó áp dụng

3/ Phương pháp kiềm hóa và làm thoáng:

Amoni trong nước tồn tại ở dạng cân bằng:

NH4+ ↔ NH3 (dạng khí hòa tan)+ H+ ; pH = 9,5

Như vậy, ở pH gần 7 chỉ có một lượng rất nhỏ khí NH3 so với ion amoni Nếu tăng pH tới 9,5 tỉ lệ [NH3]/[NH4+] = 1, và càng tăng pH cân bằng càng chuyển về phía tạo thành NH3 Khi đó nếu áp dụng các kỹ thuật sục khí hoặc thổi khí thì NH3 sẽ bay hơi theo qui luật Henry, làm chuyển cân bằng về phía phải:

Sục khí

NH4+ + OH- → NH3↑ + H2O

Trong thực tế pH càng nâng lên xấp xỉ 11, lượng khí cần để đuổi NH3 ở mức 1600 m3 không khí/m3 nước [21] và quá trình phụ thuộc vào nhiệt độ và môi trường Phương pháp này áp dụng được cho xử lý nước thải, khó có thể đưa được nồng độ NH4+ xuống dưới 1,5 mg/l, nên rất hiếm khi áp dụng để xử

lý nước cấp

4/ Phương pháp Ozôn hóa với xúc tác Bromua:

Để khắc phục nhược điểm của phương pháp Clo hóa tới điểm đột biến người ta có thể thay thế một số tác nhân oxy hóa khác là ozon với sự có mặt của Br- Vềcơ bản xử lý NH4+ bằng O3 với sự có mặt của Br- cũng xẩy ra theo

cơ chế giống như phương pháp xử lý dùng Clo Dưới tác dụng của O3, Br- bị oxy hóa thành BrO- theo phản ứng sau đây:

5/ Phương pháp trao đổi ion:

Quá trình trao đổi ion là một quá trình hóa lý thuận nghịch trong đó xẩy

ra phản ứng trao đổi giữa các ion ion trong dung dịch điện ly với các ion trên

bề mặt hoặc bên trong các pha rắn tiếp xúc với nó Quá trình trao đổi ion tuân theo định luật bảo toàn điện tích, phương trình trao đổi ion ông được mô tả một cách tổng quát như sau:

AX + B- = AB + X

-CY + D+ = CD + Y+

Trong đó AX là chất trao đổi anion, CY là chất trao đổi cation

Phản ứng trao đổi là phản ứng thuận nghịch, chiều thuận được gọi là chiều trao đổi, chiều nghịch được gọi là chiều phản ứng tái sinh Mức độ trao đổi ion phụ thuộc vào:

- Kích thước hóa trị của ion

- Nồng độ ion có trong dung dịch

- Bản chất của chất trao đổi ion

- Nhiệt độ

Nhựa trao đổi ion dạng rắn được dùng để thu những ion nhất định trong dung dịch và giải phóng vào dung dịch một lượng tương đương các ion khác

có cùng dấu điện tích Nhựa trao đổi cation (Cationit) là những hợp chất cao phân tử hữu cơ có chứa các nhóm chức có khả năng tra đổi với công thức chung

là RX Trong đó R là gốc hữu cơ phức tạp, có thể là COOH-, Cl-,… Phản ứng trao đổi cation giữa chất trao đổi và cation có trong dung dịch

R-H(Na) + NH4+ ↔ R-NH4 + H+(Na)

-2R-H + Ca2+ ↔ R2Ca + 2H+

Chất trao đổi ion có thể có sẵn trong tự nhiên như các loại khoáng sét trong đó quan trọng nhất là Zeolit, các loại sợi,…cũng có thể là chất vô cơ tổng hợp (aluminosilicat, aluminophotphat,…) hoặc hữu cơ (nhựa trao đổi ion) Trong thực tế nhựa trao đổi ion được sản xuất và ứng dụng rộng rãi nhất Trong nước ngầm ngoài ion amoni (thường chiếm tỉ lệ thấp so với các cation khác) còn tồn tại các cation hóa trị I và hóa trị II như Ca2+,Mg2+, K+, Na+ …phần lớn các nhựa cation có độ chọn lọc thấp đối vơi ion amoni Để ứng dụng thực tiễn cần tìm được chất trao đổi ion có độ chọn lọc cao đối với ion amoni Trong khi

đó, Zeolit đặc biệt là Clinoptilolit tự nhiên có thể đáp ứng được trao đổi trên Clinoptilolit là loại Zeolit tự nhiên có công thức hóa học là (Na4K4)Al20O40.20H2O, độ lớn mao quản nằm trong khoảng 3 – 8Ao, độ xốp khoảng 34% Độ chọn lọc của clinoptilolit đối với ion amoni tuân theo thứ tự:

Ca+>Rb+>K+>NH4+>Ba2+>Na+>Ca2+>Fe2+>Al3+>Mg2+>Li+

Từ dạy chọn lọc này cho thấy hầu hết các cation có mặt trong nước tự nhiên như Ca2+, Mg2+, Na+ đều có tính chọn lọc kém hơn so với amoni và tính chọn lọc của amoni gần ngang với Kali [21]

Các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu suất loại bỏ amoni:

- Độ pH

- Tiền xử lý

- Nồng độ amoni trong nước cấp

- Loại hạt

- Cation cạnh tranh với amoni như canxi, magie, kali

6/ Phương pháp màng lọc (RO, màng phản ứng sinh học):

Màng lọc RO có thể được sử dụng để loại bỏ amoni Khi sử dụng màng

RO yêu cầu việc xử lý nước thô trước như lọc, làm mềm, khử Clo Nước sau khi qua màng RO cần được điều chỉnh pH, bổ sung chất ức chế ăn mòn và khử trùng

1.1.2 Ô nhiễm chất Asen và phương pháp xử lý

Hiện trạng ô nhiễm asen trên thế giới

Như đã trình bày từ đầu, nhiễm độc asen đã không còn là vấn đề riêng của một quốc gia nào Việc sử dụng nước ngầm là nguồn cung cấp cho sinh hoạt phổ biến ở hầu hết các quốc gia Vì vậy, hiện trạng nước ngầm nhiễm asen là đáng quan tâm Trên thế giới hiện nay có rất nhiều nước và vùng lãnh thổ sử dụng nước ngầm bị nhiễm asen một cách trầm trọng như: Tây Bengal (ấn Độ), Băngladesh, Đài Loan, Alaska, một số vùng ở Achentina, Canađa, Mỹ

Qua phân tích cho thấy nồng độ asen nhiều nơi đã vượt quá giới hạn cho phép của WHO (10 g/l) ở Manikaganj, Harirampar, Faridpur, Gopalganj (Bangladesh) có 19 mẫu thì 14 vượt quá tiêu chuẩn cho phép của Bangladesh (50 g/l), riêng vùng Harirampar cả 4 mẫu đều trên 100 g/l Nồng độ cao của asen có thể tìm thấy lên tới 1000 g/L Còn ở phía tây nam Đài Loan nồng độ asen trung bình từ 147671 g/L và người dân sử dụng nước ở đây đã bị bệnh đen chân (blackfoot)

Hai khu vực của Achentina là San Antonio delos Codres và Taco Poro, mỗi nơi nồng độ asen khoảng 200 g/L

Sự nhiễm asen trong nước ngầm ở phía đông sông Hoogky, một nhánh của sông Hằng phía tây Bengal đã được báo cáo từ đầu năm 1978 Nhóm bệnh nhân đầu tiên được phát hiện vào tháng 7/1983 Kể từ đó phạm vi ảnh hưởng

và số bệnh nhân mới ngày càng tăng Khu vực ảnh hưởng rộng 3400 km2, xấp

xỉ 30 triệu dân, số người sử dụng nước nhiễm độc asen lên tới 1 triệu người, trong đó hơn 200 000 người đã được xác nhận là có triệu chứng nhiễm độc asen Đây là vụ nhiễm độc asen lớn nhất trong lịch sử

Hiện tượng ô nhiễm nguồn nước ngầm cung cấp cho nước uống của hơn

1 triệu giếng ở Bangladesh và tây Bengal với nồng độ asen vượt quá giới hạn

50 g/ L đã gây nguy hiểm cho hơn 20 triệu người sử dụng nguồn nước đó

Hiện trạng ô nhiễm asen ở nước ta

Do cấu tạo địa chất, nhiều vùng ở nước ta nước ngầm bị nhiễm Asen Khoảng 13,5% dân số Việt Nam (10-15 triệu người) đang sử dụng nước ăn từ nước giếng khoan, rất dễ bị nhiễm Asen

Theo thống kê chưa đầy đủ, cả nước hiện có khoảng hơn 1 triệu giếng khoan, trong đó có nhiều giếng có nồng độ Asen cao hơn từ 20-50 lần nồng độ cho phép (0.01mg/l), ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ, tính mạng của cộng đồng Tại vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng, những vùng bị nhiễm nghiêm trọng nhất là phía nam Hà Nội, Hà Nam, Hà Tây, Hưng Yên, Nam Định, Thái Bình, ở vùng đồng bằng sông Cửu Long, cũng phát hiện nhiều giếng khoan

có nồng độ Asen cao nằm ở Đồng Tháp và An Giang Sự ô nhiễm Asen ở miền

Bắc phổ biến và cao hơn miền Nam Gần 1/4 số hộ gia đình sử dụng trực tiếp nước ngầm không qua xử lý Hà Nội đã bị nhiễm Asen, tập trung nhiều ở phía Nam Hà Nội

Theo ước tính của tổ chức UNICEF tại Việt Nam hiện nay, số người có nguy cơ mắc bệnh do tiếp xúc với Asen lên tới 10 triệu Sự ô nhiễm Asen trong nước ngầm đã ở mức cao và phổ biến ở vùng châu thổ sông Hồng

Hiện trạng ô nhiễm asen trong nước ngầm ở Hà Nội

Hiện nay, toàn bộ nước sinh hoạt của Hà Nội lấy từ nước ngầm, song tỷ

lệ người dân chưa được dùng nước sạch từ các nhà máy nước sạch vẫn còn nhiều Điều đáng lo ngại nhất là những hộ gia đình sử dụng giếng khoan qua

hệ thống xử lý đơn giản hoặc không qua xử lý có nguy cơ rất nhiễm độc Asen rất cao (Qua nghiên cứu 500 giếng khoan vào mùa khố tại một số khu vực như Quỳnh Lôi – HBT, Viện KHCNMT Liên bang Thuỵ Sỹ và liên đoàn địa chất thuỷ văn-công trình miền Bắc cho thấy 34% số điểm mẫu vượt quá hàm lượng cho phép)

Theo kết quả phân tích của Trung Tâm Hoá Môi Trường và Viện Hoá Công ghiệp thì nồng độ asen trong nước ngầm một số bãi giếng khu vực Hà Nội vượt quá tiêu chuẩn cho phép 10 g/L (Bộ Y Tế công bố năm 2002) Bảng dưới đây là kết quả phân tích nồng độ asen một số bãi giếng khu vực Hà Nội của Trung Tâm Hoá Môi Trường

Bảng 1.2 Nồng độ Asen trong nước thô ở một số bãi giếng khu vực Hà Nội

Bãi giếng Nồng độ asen tổng số (g/ L)

Qua khảo sát thì thấy ở một số nhà máy nước trong khu vực Hà Nội có nồng

độ arsen như sau :

Hình 1.2 Nồng độ Asen ở một số khu vực trong Hà Nội

1.2 Thực trạng công nghệ các nhà máy nước ngầm Hà Nội

Công nghệ xử lý nước ngầm của các NMN Hà Nội đang tồn tại:

- Sơ đồ 1: Sơ đồ công nghệ khử sắt và mang gan (tất cả các NMN Hà

Nội) giới thiệu ở hình 1.2

Hình 1.3 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước ngầm của các NMN Hà Nội

(Không có công đoạn khử amoni)

- Sơ đồ 2:

Sơ đồ công nghệ khử săt, mang gan và có khử amoni (dây chuyền 1 NMN Nam Dư) giới thiệu ở hình 1.3

Hình 1.4 Sơ đồ dây chuyền khử sắt, mangan và có công đoạn khử amoni

Chất lượng nước ngầm Hà nội có khác nhau tùy thuộc vào vị trí các giếng khoan Phần đa các giếng khoan có hàm lượng sắt và mang gan ≤ 10mg/l, cũng

có nơi cao hơn, thậm còn có cả các thành phần khác như amoni (NMN Nam

Dư và khu vực phía Nam sông Hồng), các thành phần hợp chất hữu cơ (NMN Cáo Đỉnh ), kim loại nặng và chất độc hại khác…

Tùy thuộc vào chất lượng nước thô khai thác từ các giếng mà trong các dây chuyền công nghệ giới thiệu ở trên có bổ sung thêm các biện pháp hóa lý khác để tạo điều kiện cho các quá trình khử sắt, mang gan và amoni được thận lợi Nhưng nhìn chung các công nghệ xử lý nước ngầm tại Hà Nội là những công nghệ khử sắt, mang gan và amoni truyền thống không dùng hóa chất

Qua số liệu điều tra khảo sát cho thấy hiệu quả khử sắt và mangan nước ngầm khu vực Hà Nội đều đạt yêu cầu của QCVN 02:2009/BYT, tuy nhiên phần lớn các NMN chưa có công đoạn khử amoni

1.3 Thực trạng công nghệ xử lý nước ngầm làng nghề Tân Triều

1.3.1 Tổng quan về làng nghề Tân Triều

Cụm làng nghề Tân Triều được thành lập theo quyết định 8923/QĐ - UBND của UBND TP Hà Nội, ngày 27/12/2017, với quy mô 9885 ha Với chức năng phát triển công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, khu ở và các yêu cầu dịch

vụ khác

- Vị trí: Tại phân khu đô thị H2-3, xã Tân Triều, huyện Thanh Trì, thành phố Hà Nội

- Quy mô: Bao gồm 3 khu đất với chức năng khác nhau:

+ Lô B (2048m2), lô 3A(1211m2), lô 4(3392m2), lô 2(2851m2) với lần các chức năng là khu dịch vụ, khu cây xanh, bãi đỗ xe và nhà trưng bày giới thiệu sản phẩm kết hợp nhà khách, có 11 tầng nổi và 1 tầng hầm trong đó diện tích tầng hầm là 883m2

+ Lô 3B (2263.6m2) với chức năng là khu dịch vụ và khu cây xanh

+ Lô 3C (1915m2) với chức năng là kho vật tư (phục vụ trạm xử lý nước sạch và xử lý nước thải), trạm cấp nước sạch, khu cây xanh và cụm xử lý nước thải

- Khí hậu

+ Mang đặc trưng khí hậu của thành phố Hà Nội, thời tiết có 4 mùa rõ rệt xuân, hạ, thu, đông Ngoài ra do ảnh hưởng hoàn lưu gió mùa Đông Nam Á nên khí hậu bị phân hoá thành hai mùa: mùa hạ nóng ẩm với mùa mưa, mùa đông lạnh với mùa khô:

+ Mùa nóng bắt đầu từ giữa tháng 4 đến tháng giữa tháng 9, khí hậu nóng

ẩm và mưa nhiều rồi mát mẻ, khô ráo vào tháng 10;

+ Mùa đông thường có sương mù;

+ Mùa lạnh bắt đầu từ hạ tuần tháng 11 đến cuối tháng 3 năm sau; + Từ cuối tháng 11 đến tháng 1 rét và hanh khô, từ tháng 2 đến hết tháng

3 lạnh và mưa phùn kéo dài từng đợt;

+ Trong khoảng cuối tháng 9 đến tháng 11, có những ngày thu với thời tiết mát mẻ do đón vài đợt không khí lạnh yếu tràn về Tuy nhiên, do sự tác động mạnh mẽ của gió mùa nên thời gian bắt đầu và kết thức của mỗi mùa thường không đồng đều nhau giữa các năm, nên sự phân chia các tháng chỉ mang tính tương đối;

+ Nhiệt độ trung bình mùa đông: 16,5°C (lúc thấp xuống tới 2,7°C); + Trung bình mùa hạ: 29,5°C (lúc cao nhất lên tới 43,7°C);

+ Nhiệt độ trung bình cả năm là 23,2°C;

+ Lượng mưa trung bình hằng năm vào mức 1.800mm

1.3.2 Công nghệ xử lý nước ngầm làng nghề

Công nghệ xử lý nước ngầm đang được áp dụng tại làng nghề Tân Triều – Triều Khúc thể hiện như sau:

Giàn mưa: để loại bỏ sắt và mangan có trong nước ngầm

Bể lắng, lọc nhằm loại bỏ các hạt cặn chứa trong nước, trước bể lọc có hệ thống bơm hóa chất keo tụ

Bể lọc nhanh trọng lực có vật liệu lọc: cát, sỏi

Nước trước khi vào bể chứa được khử trùng

1.4 Đánh giá công nghệ xử lý nước ngầm hiện tại

1.4.1 Công nghệ xử lý nước ngầm Hà Nội

- Trong nước Nitơ tồn tại dưới dạng hợp chất vô cơ và hữu cơ Các dạng

vô cơ cơ bản gồm NH3 tồn tại ở dạng hydroxit amoni (NH4OH) thường phân hủy thành NH4- và OH-, NO2- tồn tại trong điều kiện đặc biệt, NO3- là muối của Nitơ vô cơ trong môi trường có oxy

- Có nhiều nguyên nhân gây ô nhiễm amoni trong nước, có thể bao gồm: + Sử dụng phân bón hữu cơ, thuốc trừ dâu, hóa chất bảo vệ thực vật; + Quá trình phân hủy chất hữu cơ trong tự nhiên;

+ Loại hình canh tác nông nghiệp;

+ Kết quả của những hoạt động địa chất làm xói mòn đất đai gây xâm thực tầng chứa nước;

+ Khai thác nước ngầm tùy tiện, quá mức kéo theo giải phóng các hợp chất nitơ phát sinh ngay trong tầng đất bùn chứa nhiều hợp chất hữu cơ phân hủy;

+ Tồn tại các nguồn nhiễm bẩn bề mặt thấm qua tầng đất vào nguồn nước;

+ Do có tốc độ thủy lực dòng chảy lớn làm tăng khả năng xâm thực amoni vào nguồn nước ngầm…

- Đã phát hiện nhiều vùng trong cả nước như khu vực TP Hồ Chí Minh, vùng đồng bằng Bắc Bộ, khu vực Hà Nội… đã bị ô nhiễm amoni nặng nề Ví dụ: tại Đông Thạch (huyện Hóc Môn) 68,73 mg/l; Tại Lý nhân (Nam Hà) 11,8 mg/l Nguy hại hơn, mức ô nhiễm amoni đang tăng dần theo thời gian, ví dụ: khu vực Hà Nội, tại Yên Sở trong năm 2002 là 67,2 mg/l, hiện nay đã tăng lên 45,2 mg/l; tại Phường Bạch Mai nhiếm từ 9,4 mg/l năm 2002, nay tăng lên 14,7 mg/l; nhiều nới khác chưa bị ô nhiễm năm 2002, nay cũng đã vượt tiêu chuẩn

cho phép… Bản đồ nguồn nước nhiễm bẩn amoni thực tế là đang lan rộng trên toàn TP Hà Nội

- Các hợp chất Nitơ trong nước: (1) Có thể gây nên một số nguy hiểm cho người sử dụng nước: đối với trẻ sơ sinh có thể làm chậm sự phát triển, gây bệnh đường hô pấp, thiếu máu, da xanh; đối với người lớn gây tổn thương di truyền tế bào là nguyên nhân gây ung thư; (2) Kết hợp với Clo tạo ra Cloramin làm giảm khả năng triệt trùng trong nước cấp; (3) là nguồn dinh dưỡng phát triển rêu tảo, vi sinh vật gây ăn mòn, rò rỉ và làm mất mỹ quan ống dẫn nước…

- Có nhiều phương pháp xử lý amoni trong nước như: Phương pháp sinh học có kiểm soát, phương pháp Clo hóa đến điểm dừng, phương pháp kiềm hóa và làm thoáng; phương pháp oxy hóa có xúc tác bằng Bromua, phương pháp trao đổi ion, phương pháp hấp thụ, phương pháp điện hóa, điện thẩm tách Tuy nhiên, theo nhiều nghiên cứu cho thấy phương pháp sinh học xử lý amoni là kinh tế và hiêu quả nhất do giá thành quản lý thấp và quá trình xử lý đơn giản và thuận thiện hơn các phương pháp khác

1.4.2 Công nghệ xử lý nước ngầm làng nghề Tân Triều

Công nghệ xử lý nước ngầm làng nghề Tân Triều trong quá trình đưa vào khai thác sử dụng gặp rất nhiều vấn đề Hiện tại, trạm xử lý cơ bản đã khử được phần nào Sắt và Mangan trong nước ngầm, tuy nhiên chưa triệt để Bên cạnh

đó, hàm lượng Amoni và Asen hầu như chưa loại bỏ được

Hiện trạng các đường ống và các bể xử lý trong trạm đã gỉ và hỏng hóc nhiều

vị trí Cần có biện pháp xử lý các vấn đề trên một cách hiệu quả nhất