Giải pháp khử nitơ amôn trong nước ngầm tại khu vực phía nam Hà Nội

Hotline: 1800 1522

Ứng dụng tiện ích

App yeumoitruong.vn

App Store Google Play

App Gom Rác GRAC

App Store Google Play

Chia sẻ trang

DucPhatCo

Hạt giống tốt
Bài viết
1
An toàn hóa chất | an toàn lao động | Sự cố tràn dầu | Bộ ứng cứu tràn đổ 25L

Ô nhiễm nitơ amôn trong nước ngầm tại khu vực phía Nam Hà Nội, tìm giải pháp xử lý thích hợp đang là các vấn đề bức xúc của các nhà quản lý, cơ quan chức năng, các nhà khoa học và của người dân sống tại khu vực.

Đề tài nghiên cứu mô hình và đề xuất phương án khả thi xử lý sinh học nitơ amôn trong nước ngầm Hà Nội đã được tiến hành nghiên cứu trên mô hình thực nghiệm trong phòng thí nghiệm và kiểm chứng vớ i nước ngầm thực tế tại nhà máy nước Pháp Vân. Đề tài nghiên cứu khả năng ứng dụng các vật liệu lưu giữ vi sinh vật dạng lưới sợi acrylic của Nhật và sợi polyeste ép thành tấm sản xuất tại Việt Nam.



Các kết quả nghiên cứu đã được hội đồng nghiệm thu đề tài khoa học và công nghệ cấp Bộ đánh giá cao về khả năng ứng dụng và triển khai thực tế. Một phần các kết quả nghiên cứu của đề tài được thực hiện bởi nhóm sinh viên nghiên cứu khoa học do tác giả hướng dẫn đã được nhận giải Nhì cuộc thi Giải thưởng Sáng tạo Khoa học công nghệ Việt Nam - Vifotech 2008.

Công nghệ và các kết quả nghiên cứu

Gần đây đã có nhiều nghiên cứu tìm giải pháp khắc phục tình trạng ô nhiễm nitơ amôn trong nước ngầm Hà Nội. Kết quả cho thấy xử lý sinh học là công nghệ có tính khả thi. Ứng dụng vật liệu sợ i acrylic nhập ngoại làm giá thể vi sinh có khả năng thu nhỏ khối tích công trình và đạt được hiệu suất nitrat hóa nitơ amôn cao. Dây chuyền công nghệ kết hợp hai quá trình nitrat hóa - khử nitrat (Hình 1a) có khả năng khử hoàn toàn nitơ amôn trong nước ngầm tạ i khu vực Pháp Vân, etanol là nguồn cacbon thích hợ p để bổ sung trong công đoạn khử nitrat [4]. Tuy nhiên, để đưa dây chuyền công nghệ nêu trên vào ứng dụng thực tế, còn một số vấn đề tồn tại cần xem xét: Vật liệu lưu giữ bùn trong các nghiên cứu trên là sợi tổng hợp acrylic nhập ngoại, chưa có tạ i Việt Nam nên giá thành cao, gây khó khăn khi sử dụng và thay thế. Lượng cacbon hữu cơ dư từ quá trình khử nitrat gây tái ô nhiễm nước. Kết quả nghiên cứu triển khai trong phòng thí nghiệm và kiểm chứng với nước ngầm thực tế (hình 4) của đề tài cho thấy: Vật liệu lưu giữ bùn mới dạng sợi Polyeste ép thành tấm có các đặc tính: nhẹ, thấm nước, bền trong môi trường ngậm nước, được gia công tạ i Việt Nam và dễ dàng cắt, ghép theo nhiều hình thức khuôn mẫu phù hợp với điều kiện thực tế của từng công trình, khả năng lưu giữ vi sinh vật tốt tương đương với vật liệu lưới sợi Acrylic của Nhật. Sử dụng vật liệu Polyeste sợi ép không yêu cầu các công tác vận hành phức tạp như thông tắc rửa lọc.

Việc ứng dụng các loại vật liệu trên để xử lý sinh học nitơ amôn trong nước ngầm Hà Nội đạt hiệu suất cao và ổn định đảm bảo khử được nitơ amôn trong nước đáp ứng yêu cầu do Bộ Y tế ban hành < 1,5 mg/l. Các phương án cải tạo và bổ sung cho dây chuyền công nghệ xử lý nước tại các trạm cấp nước trên địa bàn Hà Nội đã được đề xuất:

Đối với nguồn nước ngầm có mức độ ô nhiễm nhẹ và trung bình (nồng độ nitơ amôn < 11 mg/l) chỉ cần bổ sung công đoạn nitrat hóa (hình 3a). Ứ ng dụng các vật liệu trên sẽ đáp ứng được khả năng nitrat hóa hoàn toàn nitơ amôn đạt tải lượng tối đa là 750 g NH4-N/m3.ngđ;
Đối với nguồn nước có mức độ ô nhiễm nặng (nồng độ nitơ amôn > 11 mg/l) cần tiến hành khử triệt để nitơ amôn theo dây chuyền nêu trên hình 3b, etanol là nguồn các bon thích hợp cho công đoạ n khử nitrat.

Kết quả nghiên cứu thực nghiệm cũng đã đề xuất được các thông số thiết kế và vận hành cơ bản nhằm đảm bảo khả năng vậ n hành ổ n định của mô hình với hiệu suất khử nitơ đáp ứng yêu cầu do Bộ Y tế ban hành. Xử lý nitơ amôn theo sơ đồ công nghệ khử nitrat - nitrat hoá có dòng tuần hoàn (hình 1. b) có ưu điểm là quản lý được lượng cacbon hữu cơ dư từ quá trình khử nitrat, không gây tái ô nhiễm nước sau xử lý; DO là chỉ tiêu vậ n hành quan trọng trong quá trình nitrat hóa và khử nitrat. Để đạt được hiệu quả xử lý nitơ cao, cần duy trì nồng độ DO trong bể nitrat hoá ở mức 3 - 3,5 mg/l và trong bể khử nitrat ở mức 0,6 - 1 mg/l. Với công nghệ kết nối 2 quá trình khử nitrat - nitrat hóa trên bằng dòng tuần hoàn thì cầ n thiết kế 1 bể hoặc ngăn trung gian nhằm quản lý và duy trì DO trong bể khử nitrat ở mức thấp.

Đề xuất phương án công nghệ nâng cao hiệu suất khử nitơ tại Nhà máy nước Nam Dư

Qua khảo sát thực tế dây chuyền công nghệ xử lý nitơ amôn tại Nhà máy nước Nam Dư có thể thấ y rằng, để xử lý nitơ amôn (6 - 8 mg/l) trong nước ngầm được khai thác tại khu vực Nam Dư, dây chuyền công nghệ hiện hành của nhà máy (hình 3 a) là hợp lý. Nhà máy sử dụng vật liệu lưu giữ vi sinh vật dạng hạt nhự a (hình 5) trong công đoạn nitrat hóa nhằm khử nitơ amôn trong nước ngầm. Tuy nhiên, hiệu suất xử lý vẫn không đảm bảo ổn định khi vận hành với công suất thiết kế của nhà máy là 60.000 m3/ngđ. Nguyên nhân do khả năng lưu giữ vi sinh vật của vật liệu hạt nhựa có hạn không đảm bảo duy trì nồng độ vi sinh vật tối ưu trong hệ thống.

Với tổng dung tích khối bể nitrat hóa của Nhà máy nước Nam Dư hiện nay là 1.724 m3, nồng độ NH4-N tính toán tối đa là 14,5 mg/l, khi vận hành với công suất 60.000 m3/ngđ, tải lượng NH4-N tối đa qua khối công trình này là 504,6 gNH4-N/m3.ngđ nhỏ hơn so với tải lượng giới hạn tính toán được từ các kết quả nghiên cứu là 750g NH4-N/m3.ngđ. Điều này cho thấy, nếu thay thế vật liệu hạt nhựa bằng các vật liệu polyeste sợi ép, khối bể nitrat hóa của Nhà máy nước Nam Dư vẫn có khả năng xử lý hoàn toàn NH4-N khi vận hành với công suất vận hành 60.000 m3/ngđ.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Báo cáo kết quả vận hành pilot xử lý N-Amoni tại nhà máy nước Pháp Vân. Trung tâm Công nghệ Môi trường và Phát triển bền vững, Trường ĐHKHTN - Đại học Quốc gia, Hà Nội tháng 3/2002.

2. Lều Thọ Bách và Trần Hiếu Nhuệ “Ứng dụng vật liệu sợi tổng hợp acryl làm vật lưu giữ bùn nhằm xử lý sinh học nitơ ammôn trong nước ngầm Hà nội”, Tạp chí Khoa Học và Công nghệ

Xây dựng, Bộ Xây dựng, số 12/2005.

3. Lều Thọ Bách và Trần Hiếu Nhuệ “Nghiên cứu xử lý sinh học Nitơ Amôn trong nước ngầm Hà Nội”, Kỷ yếu hội thảo Phát triển thành phố Xanh trên lưu vực sông, TP. HCM, 2005.

4. Lều Thọ Bách và cộng sự , “Nghiên cứu xử lý sinh học nitơamôn trong nước ngầm bị ô nhiễm tại khu vực Pháp Vân”, Báo cáo Hội nghị KHCN lần thứ 14, ĐHXD, 2006.

TS. Lều Thọ Bách

Viện Khoa học và Kỹ thuật Môi trường

Đại học Xây dựng
 
scroll-topTop