Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu cải thiện chất lượng nước hồ đô thị bằng giải pháp kết hợp làm thoáng qua hệ thống định hình dòng chảy và bãi lọc trồng cây.Nghiên cứu cải thiện chất lượng nước hồ đô thị bằng giải pháp kết hợp làm thoáng qua hệ thống định hình dòng chảy và bãi lọc trồng cây.Nghiên cứu cải thiện chất lượng nước hồ đô thị bằng giải pháp kết hợp làm thoáng qua hệ thống định hình dòng chảy và bãi lọc trồng cây.Nghiên cứu cải thiện chất lượng nước hồ đô thị bằng giải pháp kết hợp làm thoáng qua hệ thống định hình dòng chảy và bãi lọc trồng cây.Nghiên cứu cải thiện chất lượng nước hồ đô thị bằng giải pháp kết hợp làm thoáng qua hệ thống định hình dòng chảy và bãi lọc trồng cây.Nghiên cứu cải thiện chất lượng nước hồ đô thị bằng giải pháp kết hợp làm thoáng qua hệ thống định hình dòng chảy và bãi lọc trồng cây.Nghiên cứu cải thiện chất lượng nước hồ đô thị bằng giải pháp kết hợp làm thoáng qua hệ thống định hình dòng chảy và bãi lọc trồng cây.Nghiên cứu cải thiện chất lượng nước hồ đô thị bằng giải pháp kết hợp làm thoáng qua hệ thống định hình dòng chảy và bãi lọc trồng cây.Nghiên cứu cải thiện chất lượng nước hồ đô thị bằng giải pháp kết hợp làm thoáng qua hệ thống định hình dòng chảy và bãi lọc trồng cây.Nghiên cứu cải thiện chất lượng nước hồ đô thị bằng giải pháp kết hợp làm thoáng qua hệ thống định hình dòng chảy và bãi lọc trồng cây.Nghiên cứu cải thiện chất lượng nước hồ đô thị bằng giải pháp kết hợp làm thoáng qua hệ thống định hình dòng chảy và bãi lọc trồng cây.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI ỨNG THỊ THUÝ HÀ NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG NƯỚC HỒ ĐÔ THỊ BẰNG GIẢI PHÁP KẾT HỢP LÀM THỐNG QUA HỆ THỐNG ĐỊNH HÌNH DỊNG CHẢY VÀ BÃI LỌC TRỒNG CÂY Chuyên ngành Công nghệ môi trường nước nước thải Mã số: 9520320-2 Hà Nội - Năm 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI ỨNG THỊ THUÝ HÀ NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG NƯỚC HỒ ĐÔ THỊ BẰNG GIẢI PHÁP KẾT HỢP LÀM THOÁNG QUA HỆ THỐNG ĐỊNH HÌNH DỊNG CHẢY VÀ BÃI LỌC TRỒNG CÂY Chuyên ngành Công nghệ môi trường nước nước thải Mã số: 9520320-2 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS LỀU THỌ BÁCH PGS.TS TRẦN THỊ HIỀN HOA Hà Nội - Năm 2023 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, kết nghiên cứu trình bày luận án trung thực, khách quan chưa công bố nơi Tác giả luận án Ứng Thị Thuý Hà ii LỜI CẢM ƠN Lời xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Xây Dựng Hà Nội nơi tơi cơng tác học tập; Phịng Quản lý đào tạo, tạo điều kiện, giúp đỡ suốt q trình học tập nghiên cứu Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Lều Thọ Bách, PGS.TS Trần Thị Hiền Hoa hướng dẫn, động viên, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi thời gian tơi thực hồn thành luận án Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Khoa Kỹ thuật Môi trường, Trường Đại học Xây dựng Hà Nội, tập thể cán Bộ môn Công nghệ Quản lý Mơi trường, Bộ mơn Cấp nước, Trường Đại học Xây dựng Hà Nội tận tình giúp đỡ, dành nhiều thời gian trao đổi, đóng góp ý kiến q báu q trình tơi thực luận án Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Quỹ Nghiên cứu khoa học Nước Môi trường Kurita (KWEF); Bộ Giáo dục Đào tạo; Trường Đại học Xây dựng Hà Nội hỗ trợ kinh phí q trình tơi thực nghiên cứu Tôi xin gửi lời cảm ơn UBND phường Kim Liên, quận Đống Đa, Thành phố Hà Nội tạo điều kiện giúp đỡ xây dựng mơ hình nghiên cứu thực nghiệm ngồi trường phục vụ cho nghiên cứu Tôi xin gửi lời cảm ơn Phịng thí nghiệm, Bộ mơn Cấp nước, Trường Đại học Xây Dựng Hà Nội; Trung tâm Nghiên cứu phát triển Công nghệ Quản lý Môi trường, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội hỗ trợ, giúp đỡ tơi q trình phân tích thí nghiệm để thực nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô, nhà khoa học, chuyên gia dành nhiều thời gian trao đổi, đóng góp ý kiến quý báu cho luận án trình thực Cuối cùng, xin trân trọng cảm ơn giúp đỡ, động viên, chia sẻ gia đình giúp tơi có hậu phương vững chắc, tạo điều kiện thuận lợi, khích lệ động viên tinh thần, giúp tơi hồn thành luận án Tiến sỹ Tác giả luận án Ứng Thị Thuý Hà iii MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC… iii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii DANH MỤC CÁC BẢNG .x DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ xii MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu .3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 4 Phương pháp nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn luận án Những đóng góp luận án CHƯƠNG TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC HỒ ĐÔ THỊ TẠI VIỆT NAM VÀ CÁC GIẢI PHÁP CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG NƯỚC HỒ 1.1 Chức trạng sử dụng hồ đô thị 1.1.1 Vai trị hồ thị 1.1.2 Hiện trạng sử dụng hồ đô thị Việt Nam 1.2 Hiện trạng ô nhiễm hồ đô thị Việt Nam 10 1.2.1 Nguồn gốc gây ô nhiễm hồ đô thị 10 iv 1.2.2 Hiện trạng ô nhiễm hồ đô thị số thành phố 14 1.2.3 Hiện trạng ô nhiễm hồ thành phố Hà Nội 15 1.3 Tổng quan phương pháp kiểm soát chất lượng nước hồ 18 1.3.1 Các giải pháp giới 18 1.3.2 Các giải pháp Việt Nam .23 1.4 Đề xuất nội dung nghiên cứu 30 CHƯƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC CÁC QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC HỒ BỊ Ô NHIỄM BẰNG BÃI LỌC TRỒNG CÂY KẾT HỢP VỚI HỆ THỐNG ĐỊNH HÌNH DỊNG CHẢY 32 2.1 Cơ sở khoa học trình xử lý bãi lọc trồng 32 2.1.1 Khái niệm phân loại bãi lọc trồng .32 2.1.2 Cơ chế trình xử lý bãi lọc trồng .36 2.1.3 Vai trò vi sinh vật thực vật trình xử lý 43 2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu xử lý bãi lọc trồng .44 2.3 Động học trình xử lý chất ô nhiễm bãi lọc trồng 45 2.4 Cơ sở khoa học trình làm giàu ơ-xy cho nước 49 2.4.1 Ngun lý q trình làm thống tự nhiên 49 2.4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu trình làm thoáng .53 2.5 Cơ sở khoa học khả ứng dụng hệ thống định hình dịng chảy xử lý nước hồ bị ô nhiễm nước thải sinh hoạt .55 2.5.1 Khái niệm nguyên lý hoạt động mẫu định hình dịng chảy .55 2.5.2 Hình thái dịng chảy mẫu định hình dịng chảy 56 2.5.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả bổ cập ơ-xy hệ thống định hình dịng chảy 58 v 2.6 Khả kết hợp BLTC hệ thống định hình dịng chảy để xử lý nước hồ bị ô nhiễm nước thải đô thị 59 2.6.1 Quá trình xử lý chất hữu 59 2.6.2 Quá trình xử lý chất dinh dưỡng .60 2.6.3 Ảnh hưởng DO lên hiệu suất xử lý bãi lọc trồng 60 2.6.4 Phân tích ưu nhược điểm khả ứng dụng bãi lọc trồng cải thiện chất lượng nước hồ bị ô nhiễm 61 2.7 Nhận xét chương 62 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 64 3.1 Thiết lập nghiên cứu thực nghiệm .64 3.2 Nghiên cứu chế tạo mẫu định hình dịng chảy 66 3.2.1 Mục đích nghiên cứu .66 3.2.2 Mơ hình bước nghiên cứu 66 3.2.3 Lựa chọn mẫu định hình dòng chảy 67 3.2.4 Lựa chọn vật liệu chế tạo mẫu định hình dòng chảy 67 3.2.5 Chế tạo mẫu định hình dịng chảy UHPC 68 3.2.6 Sản phẩm mẫu định hình dịng chảy .69 3.2.7 Nhận xét mẫu định hình dịng chảy 70 3.3 Nghiên cứu khả bổ cập ơ-xy từ khơng khí vào nước hệ thống định hình dịng chảy 70 3.3.1 Mục đích nghiên cứu .70 3.3.2 Mơ hình thực nghiệm, chế độ vận hành 70 3.3.3 Xác định nồng độ ơ-xy hịa tan theo mức lưu lượng 71 3.4 Đánh giá tác động hệ thống ĐHDC điều kiện vận hành BLTC đến vi phân bố DO dọc theo BLTC hiệu xử lý chất gây nhiễm 72 3.4.1 Mục đích nghiên cứu .72 3.4.2 Lựa chọn đối tượng địa điểm nghiên cứu 73 3.4.3 Thiết kế mơ hình thử nghiệm thực tế 76 3.4.4 Xây dựng, lắp đặt mơ hình thí nghiệm 81 3.4.5 Kế hoạch thực nghiệm 85 3.5 Phương pháp lấy mẫu phân tích 90 3.5.1 Phương pháp lấy mẫu trường 90 3.5.2 Phương pháp phân tích tiêu 90 3.6 Phương pháp xác định hệ số tốc độ xử lý chất nhiễm 91 3.6.1 Mơ hình Kadlec Knight .91 3.6.2 Mơ hình Reed S.C cộng 92 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 94 4.1 Đánh giá khả bổ cập ơ-xy từ khơng khí vào nước 94 4.1.1 Sự biến thiên DO qua bậc hệ thống ĐHDC .94 4.1.2 Kết luận thí nghiệm 98 4.2 Vận hành mơ hình BLTC hệ thống ĐHDC 98 4.2.1 Hiệu suất xử lý mơ hình giai đoạn - bãi lọc trồng khơng kết hợp hệ thống định hình dịng chảy 99 4.2.2 Hiệu suất xử lý mơ hình giai đoạn - bãi lọc trồng kết hợp hệ thống định hình dịng chảy 107 4.2.3 So sánh, đánh giá hiệu xử lý nước hồ nhỏ Kim Liên hai mơ hình nghiên cứu .115 4.3 Xác định hệ số tốc độ xử lý chất ô nhiễm đặc trưng theo chế độ vận vii hành khác .117 4.3.1 Hệ số tốc độ xử lý BOD5 117 4.3.2 Hệ số tốc độ xử lý NH4+ - N 120 4.3.3 Hệ số tốc độ xử lý TN 122 4.3.4 Hệ số tốc độ xử lý PO43 P 125 4.3.5 Hệ số tốc độ xử lý TSS .127 4.4 Đề xuất ứng dụng kết nghiên cứu xử lý nước hồ bị ô nhiễm nước thải sinh hoạt 130 4.4.1 Đánh giá ưu/nhược điểm hai mơ hình nghiên cứu .130 4.4.2 Đề xuất ứng dụng kết từ hai mơ hình nghiên cứu 131 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHI 136 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ 139 TÀI LIỆU THAM KHẢO 140 PHỤ LỤC .PL1 viii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Anamox Tiếng Anh Anaerobic Ammonium Oxydation BLTC BOD Tiếng Việt Ơ-xy hóa amoni kỵ khí Bãi lọc trồng Biochemical Oxxygen Demand BTNMT Nhu cầu ơ-xy sinh hóa Bộ Tài nguyên Môi trường COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu ô-xy hóa học CW Constructed Wetland Bãi lọc trồng DIP Dissolved Inorganic Phosphorus Phốt-pho vơ hịa tan DO Dissolved Oxygen Ơ-xy hịa tan DOC Dissolved Organic Carbon Cacbon hữu hòa tan DOP Dissolved Organic Phosphorus Phốt-pho hữu hịa tan ĐHDC Flowform Định hình dịng chảy FWS Free Water Surface Dòng chảy bề mặt tự GĐ1 Giai đoạn GĐ2 Giai đoạn HF Horizontal Flow Dòng chảy ngang HSSF Horizontal Subsurface Flow Dòng chảy ngang ngầm HLR Hydraulic Loading Rate Tải trọng thủy lực HRT Hydraulic Retention Time Thời gian lưu nước HTTN Hệ thống thoát nước HST Hệ sinh thái N Nitrogen Ni-tơ ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI ỨNG THỊ THUÝ HÀ NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG NƯỚC HỒ ĐÔ THỊ BẰNG GIẢI PHÁP KẾT HỢP LÀM THỐNG QUA HỆ THỐNG ĐỊNH HÌNH DỊNG CHẢY VÀ BÃI LỌC TRỒNG... hình giai đoạn - bãi lọc trồng không kết hợp hệ thống định hình dịng chảy 99 4.2.2 Hiệu suất xử lý mơ hình giai đoạn - bãi lọc trồng kết hợp hệ thống định hình dịng chảy 107... XỬ LÝ NƯỚC HỒ BỊ Ô NHIỄM BẰNG BÃI LỌC TRỒNG CÂY KẾT HỢP VỚI HỆ THỐNG ĐỊNH HÌNH DỊNG CHẢY 32 2.1 Cơ sở khoa học trình xử lý bãi lọc trồng 32 2.1.1 Khái niệm phân loại bãi lọc trồng