Giá Trị Nh 4 + Của Các Mẫu Quan Trắc Sông Tô Lịch Vào Mùa Mưa

nồng độ trung bình là 19,73 mg/l. So sánh với kết quả phân tích trong mùa khô dễ thấy mức độ ô nhiễm NH4+ của nước sông Tô Lịch trong mùa mưa có thấp hơn khi so với khoảng dao động 23,52 – 55,07 mg/l và nồng độ trung bình là 36,74 mg/l. Nồng độ NH4+ đối với một số mẫu nằm trên nhánh sông rẽ về hướng trạm bơm Yên Sở (CVD và TYS) có phần thấp hơn so với các điểm còn lại, đặc biệt là điểm trạm bơm Yên Sở với nồng độ NH4+ tại đây đạt giá trị thấp nhất 5,43 mg/l. Nồng độ NH4+ của mẫu nước tại các điểm quan trắc từ khu vực Nguyễn Trãi, Thanh Xuân chạy dọc xuống đập Thanh Liệt phía Nam khá tương đồng và đều đạt mức khá cao

so với mặt bằng chung.

NH4+ (mg/L)

QCVN 08:2015/BTNMT B1

HQV CGY TDH NTI CKD CLU CDU TTL STL NTL CVD TYS

Hình 3.14: Giá trị NH4+ của các mẫu quan trắc sông Tô Lịch vào mùa mưa

Đối với mức độ ô nhiễm NO3-, kết quả phân tích cho thấy nồng độ NO3- trong các mẫu nước dao động từ 0,02 – 9,62 mg/l trong đó nồng độ NO3- trung bình là khoảng 1,56 mg/l. So sánh với kết quả phân tích của mùa khô có thể thấy nồng độ NO3- trung bình trong mùa mưa thấp hơn (so với 3,69 mg/l trong mùa khô), khoảng dao động NO3- trong mùa mưa có phần rộng hơn so với mùa khô (0,96 – 7,20 mg/l). Diễn biến mức độ ô nhiễm NO3- trái ngược so với diễn biến ô nhiễm NH4+ khi mà càng về phía trạm bơm Yên Sở thì nồng độ NO3- trong mẫu nước quan trắc lại càng tăng dần lên. Có thể giải thích cho xu thế biến đổi này của NO3-là

do khi càng về đến phía trạm bơm Yên Sở, nồng độ DO dần dần được tăng lên (do có sự hợp dòng với nước từ phía hồ Yên Sở) tạo điều kiện cho các vi khuẩn hiếu khí

sẵn có trong môi trường nước chuyển hóa một phần NH4+ thành NO3- (quá trình nitrat hóa dưới hoạt động của nhóm vi khuẩn điển hình là nitro bacter).

NO3- (mg/L)

QCVN 08:2015/BTNMT B1

HQV CGY TDH NTI CKD CLU CDU TTL STL NTL CVD TYS

Hình 3.15: Giá trị NO3- của các mẫu quan trắc sông Tô Lịch vào mùa mưa

Giá trị PO43- tại 12 điểm quan trắc sông Tô Lịch được thể hiện trên hình

3.15. Nồng độ PO43- của các mẫu nước thay đổi trong khoảng từ 0,90 – 1,98 mg/l với giá trị trung bình là khoảng 1,35 mg/l. Các giá trị này đều nhỏ hơn khi so sánh với các giá trị tương ứng trong mùa khô (khoảng dao động từ 1,04 – 4,26 mg/l và giá trị trung bình là 2,77 mg/l). Nhìn chung tại các điểm quan trắc thì tất cả đều có giá trị PO43- vượt QCVN 08:2015/BTNMT cột B1.

PO43- (mg/L)

QCVN 08:2015/BTNMT B1

2,5

1,5

0,5

HQV CGY TDH NTI CKD CLU CDU TTL STL NTL CVD TYS

Hình 3.16: Giá trị PO43- của các mẫu quan trắc sông Tô Lịch mùa mưa

Clorua (Cl-)

Có thể nhận thấy rằng tại tất cả các điểm đo được đều cho kết quả đạt QCVN 08-MT:2015/BTNMT loại B1.

Cl- (mg/L)

QCVN 08:2015/BTNMT B1

700

600

500

400

300

200

100

HQV CGY TDH NTI CKD CLU CDU TTL STL NTL CVD TYS

Hình 3.17: Giá trị Cl- của các mẫu quan trắc sông Tô Lịch mùa mưa

Coliform

Giá trị Coliform trung bình của sông Tô Lịch vào mùa mưa là 45000 MPN/100ml (so với mùa khô là 60000 MPN/100ml). Giá trị này cao gấp 6 lần so với QCVN 08-MT:2015/BTNMT loại B1.

Coliform (MPN/100ml)

QCVN 08:2015/BTNMT B1

60000

50000

40000

30000

20000

10000

HQV CGY TDH NTI CKD CLU CDU TTL STL NTL CVD TYS

Hình 3.18: Giá trị Coliform của các mẫu quan trắc sông Tô Lịch mùa mưa

3.2 Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật xử lý ô nhiễm chất hữu cơ

3.2.1 Xử lý ô nhiễm chất hữu cơ bằng hệ thống sục khí

3.2.1.1 Nguyên tắc hoạt động của máy sục khí ngầm

Nguyên tắc hoạt động của máy sục khí ngầm dựa vào lực hút chân không, thông qua hệ thống ống dẫn từ trên mặt nước. Khi máy hoạt động sẽ hút nước vào khu vực hút, lực hút càng mạnh thì áp lực càng giảm. Sự chênh lệch áp suất ở đáy bể và không khí trên bề mặt giúp cho không khí trên bề mặt được hút vào và hòa trộn với nước, thông qua ống khuếch tán tạo áp lực cần thiết đẩy dòng sục khí ra ngoài. Chính dòng sục khí này sẽ giúp phân tán oxy vào trong nước được tối ưu, nhanh và đều khắp bể chứa. Do thiết bị nằm hoàn toàn dưới bể nên có thể sục khí oxy sạch xuống sâu đến 4m.

Hình 3.19: Nguyên tắc hoạt động của máy sục khí ngầm

Máy sục khí ngầm (hay còn gọi là máy sục khí chìm) là một loại thiết bị được thiết kế để sử dụng hoàn toàn chìm trong nước, chúng có cấu tạo và thiết kế giống với bơm chìm hút nước thải.

Cấu tạo của máy sục khí ngầm bao gồm các thiết bị:

- Máy bơm chìm: được chế tạo bằng thép không gỉ, có khả năng chống mài mòn cao, hoạt động chìm dưới mặt nước có tác dụng hút nước tạo sự chênh lệch áp suất.

- Ống hút không khí: được chế tạo bằng thép không gỉ, hút không khí từ trên bề mặt bể chứa đi vào thiết bị

- Bộ khuếch tán không khí: Là nơi hòa trộn không khí và dòng nước thải

- Đầu thổi khí: Tạo áp lực để đẩy dòng sục khí vào trong bể chứa.

Với máy sục khí ngầm, người ta còn chia làm 2 loại:

Hình 3.20: Máy sục khí ngầm

Máy sục khí chìm Aerator và Máy sục khí chìm Ejector

– Máy sục khí chìm kiểu ejector: dòng sục khí được thổi ra theo một hướng cụ thể, bọt khí sẽ to hơn và sự chuyển động của dòng nước sẽ lớn hơn

– Máy sục khí chìm kiểu aerator: dòng sục khí được thổi ra xung quang thiết bị, vì vậy sẽ có bọt khí nhỏ hơn, sóng nước tạo thành ít hơn so với kiểu ejector

Tùy thuộc mục đích sử dụng cũng như hiệu quả mong muốn mà có thể lựa chọn một trong hai loại máy sục khí chìm trên sao cho phù hợp nhất

3.2.1.2 Sự phù hợp của phương pháp xử lý ô nhiễm CHC bằng hệ thống sục khí trên sông Tô Lịch

Giải pháp kỹ thuật xử lý ô nhiễm CHC trên sông Tô Lịch bằng hệ thống sục khí đem lại nhiều hiệu quả và có nhiều thuận lợi để áp dụng.

 Hiệu quả xử lý của công nghệ: Nước thải trên sông Tô Lịch chủ yếu là từ nguồn nước thải sinh hoạt do vậy có tỷ lệ BOD/COD; pH; EH phù hợp để áp dụng biện pháp sục khí. Biện pháp này không bổ sung thêm VSV mà chỉ làm thay đổi điều kiện về DO, EH để tạo điều kiện cho nhóm VSV hiếu khí sinh trưởng phát triển tự nhiên sông, từ đó nâng cao khả năng tự làm sạch của dòng sông, góp phần phục hồi và duy trì các chức năng mặt nước của đô thị. Biện pháp sục khí cưỡng bức có áp lực cao cũng làm tăng tốc độ xáo trộn cũng như gia tăng dòng chảy góp phần nâng cao khả năng tự làm sạch của dòng sông.

 Việc áp dụng công nghệ sục khí cưỡng bức ngầm sẽ không làm ảnh hưởng đến các hoạt động khai thác diện tích mặt nước như cảnh quan và các hoạt động khai thác khác như hoạt động thể thao, giải trí dưới nước và giao thông thủy do vậy tiết kiệm diện tích xây dựng.

 Giải pháp đề xuất chỉ sử dụng biện pháp sục khí cưỡng bức ở độ sâu không lớn (4m) từ nguồn oxy không khí. Quy trình vận hành đơn giản, không bổ sung hoá chất, không áp dụng các quy trình kỹ thuật đặc biệt do vậy dễ dàng quản lý, vận hành và bảo dưỡng phù hợp với năng lực trình độ quản lý, vận hành của địa phương.

 Chi phí đầu tư không quá lớn do diện tích chiếm dụng, đền bù không lớn, không phải đầu tư các thiết bị chuyên dùng, đặc biệt và không bổ hoá chất, vi sinh vật … Giải pháp ưu tiên xử lý nước thải tuy nhiên vẫn duy trì được mặt thoáng phục vụ cho du lịch, giao thông thuỷ từ đó mở ra cơ hội cho nhà đầu tư khai thác về hiệu quả kinh tế mặt nước.

 Giải pháp đề tài đề xuất sử dụng sục khí cưỡng bức tuy nhiên ở độ sâu chỉ là 4 m mức gia tăng khoảng 0,4 at do vậy cũng không cần sử dụng các thiết bị tạo áp suất lớn, sử dụng ô xy từ không khí, các công trình đặt ngầm dưới đáy sông do vậy giải pháp có tính an toàn cao.

 Giải pháp không đưa thêm hoá chất do vậy không làm gia tăng lượng bùn phát sinh. Giải pháp cung không sử dụng bổ sung VSV do vậy sẽ không gây tác

động xấu đến hệ sinh thái nước, đa dạng sinh học. Đồng thời giải pháp còn góp phần phân huỷ CHC làm giảm thiểu phát sinh lượng bùn cặn trên dòng sông.

 Giải pháp được thiết kế lặp đặt theo các modul, hoạt động có thể độc lập dẫn đến khả năng mở rộng công suất hay cải thiện hiệu quả xử lý trong tương lai là khả thi. Trong tương lai, khi hệ thống thoát nước thải và hệ thống thoát nước mưa được tách riêng thì giải pháp vẫn có thể sử dụng được để cải thiện chất lượng nước trên dòng sông nhằm xử lý ô nhiễm do nước mưa chảy tràn được thu gom. Ngoài ra giải pháp còn được thiết kế lặp đặt theo các modul, hoạt động có thể độc lập, công trình đặt ngầm dưới đáy sông do vậy ít chịu tác động của khi có sự thay đổi bất thường về chất lượng nước đầu vào, thời tiết và biến đổi khí hậu

Giải pháp có sử dụng năng lượng, tuy nhiên không đòi hỏi nguồn điện năng lớn, do vậy có thể cơ hội phát triển hệ thống sử dụng pin năng lượng mặt trời đem lại hiệu quả kinh tế và góp phần giảm ô nhiễm môi trường.

 Biện pháp xử lý bằng sục khí cưỡng bức đã được kiểm chứng qua thực tế trên thế giới tại các sông như San Joaquin River (Mỹ), sông Swan and Canning (Úc). Công nghệ áp dụng không quá phức tạp, các công nghệ áp dụng trong công nghiệp xây dựng, công trình thuỷ ở Việt Nam hoàn toàn đáp ứng được, không phụ thuộc vào công nghệ nhập khẩu.

3.2.2 Xử lý ô nhiễm chất hữu cơ bằng hợp chất chứa sắt

Thí nghiệm xác định thời gian phản ứng tối ưu

Trong thí nghiệm này, phản ứng biến thiên từ 10 - 120 phút, với mỗi khoảng biến thiên là 10 phút. Kết quả thí nghiệm được thể hiện ở hình 3.21. Kết quả cho thấy nồng độ COD đo được là từ 207,5mg/l ở 10 phút tương ứng với hiệu suất xử lý khoảng từ 17% và tại 30 phút thì hiệu suất xử lý đạt đến 20%. Từ 40 phút đến 90 phút thì hiệu suất xử lý COD tăng dần từ 25% đến 55%. Tại thời điểm 90 phút, nồng độ COD đo được là 112mg/l tương ứng với hiệu suất đạt 55% và gần như không thay đổi trong thời gian từ đấy đến 120 phút. Vậy thời gian tối ưu cho thí nghiệm này là 90 phút thì hiệu suất xử lý COD đạt 55%.

Nồng độ COD

Hiệu suất xử lý

300

250

200

150

100

Đầu 10 20 30 40

vào phút phút phút phút

Nồng độ COD 250 207,5 203,3 200 187,5

Hiệu suất xử lý 0 20 25

phút

170

60 70 80 90

phút phút phút phút

162,5 146,3 121,8 112,5

18,7

41,5 51,3

100 110 120

phút phút phút

115 114,8 114,8

54 54,1 54,1

Hình 3.21: Nồng độ và hiệu suất xử lý COD theo thời gian

Thí nghiệm xác định nồng độ axit oxalic tối ưu

Kết quả thí nghiệm thể hiện ở hình 3.22 và bảng 3.1 như sau:

Bảng 3.1: Kết quả nồng độ COD đo được trong nước thải

Nồng độ axit oxalic (mg/l)

Nồng độ COD (mg/l)	Hiệu suất xử lý COD (%)
0	125,1 - 201	20-50
30	187,6 – 195,3	22-51
40	105 - 124,8	20-58
50	112 - 132,5	47-55
60	87,7 - 144	42-65
70	146 - 240	4-42