đánh giá sơ bộ hiện trạng ô nhiễm nước hồ linh quang quận đống đa hà nội và đề xuất một số giải pháp cải thiện

Từ đó hồ LinhQuang đã nhắc đến khá nhiều qua truyền thông về tình trạng ô nhiễm nước nặngnề, do đó mục tiêu nghiên cứu của đề tài này là: “Đánh giá sơ bộ hiện trạng ônhiễm nước hồ Linh Q

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

KHOA MÔI TRƯỜNG

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến TS Cái Anh Tú –

Bộ môn Công nghệ môi trường Khoa Môi Trường Đại học Khoa học Tự nhiên –Đại học Quốc gia Hà Nội, đã tạo mọi điều kiện tốt nhất và tận tình hướng dẫn emtrong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành Niên luận Công nghệ kỹ thuật Môitrường

Em cũng xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô trong Khoa Môi trường-Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội đã tận tỉnh truyềnđạt kiến thức trong những năm em học tập Với vốn kiến thức tiếp thu được trongquá trình học là hành trang quý báu để em hoàn thiện kỹ năng thực hiện Niên luậnnày

Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã khuyến khích và

hỗ trợ em trong quá trình học tập và thực hiện Niên luận Công nghệ kỹ thuật Môitrường của mình

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2023Sinh viên thực hiệnĐặng Lương Tuấn Mạnh

1.1 Tổng quan về thành phần hữu cơ và dinh dưỡng trong nước thải

1.1.1 Nguồn gốc ở nhiễm thành phần hữu cơ và dinh dưỡng trong nước thải 1.1.2 Đặc tính của nước thải giàu chất hữu cơ và dinh dưỡng

1.1.3 Nguy cơ gây ô nhiễm của nước thải giàu hữu cơ và dinh dưỡng

1.2 Công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học yếm khi

1.2.1 Giới thiệu công nghệ AnMBBR,

1.2.2 Giới thiệu công nghệ màng sinh học

1.2.3 Một số công nghệ xử lý nước thải giàu chất hữu cơ và dinh dưỡngCHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu 22.1.1 Đối tượng nghiên cứu

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu

2.2 Phương pháp nghiên cứu 22.3.1 Phương pháp thu thập tài liệu 22.3.2 Phương pháp thực nghiệm 32.3.3 Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu

2.3.4 Phương pháp phân tích 52.3.5 Hóa chất và thiết bị 72.3.6 Phương pháp xử lý và đánh giá số liệu

III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 8

IV KẾT LUẬN 24

V TÀI LIỆU THAM KHẢO 25

DANH MỤC HÌNH

Hình ảnh 1: Chỉ số trung bình lưu lượng nước được thải ra tại các bệnh viện Hà Nội 7Hình ảnh 2: Vị trí địa lý quận Đống Đa, Thành phố Hà Nội 9Hình ảnh 3: Điểm lấy mẫu trên bản đồ 12

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1: chỉ số và hiện trạng các hồ tại Hà Nội 8

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

BOD Biochemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy Sinh hóa)COD Chemical Oxygen Demand (Nhu cầu ôxy Hóa học)

MỞ ĐẦU

Ô nhiễm môi trường nước đang là vấn đề đáng báo động, hệ thống thoátnước hiện nay không đủ năng lực để đáp ứng nhu cầu thoát nước, hầu hết nước thảisinh hoạt cũng như nước thải công nghiệp không được xử lý mà được thải trực tiếpvào môi trường tự nhiên như kênh mương, ao, hồ, sông suối, …làm gây ô nhiễmmôi trường nước ngầm, nước mặt

Tại khu vực Hà Nội, quận Đống Đa, qua đoạn đường Văn Chương, hồ LinhQuang nơi mà đã từng đươc coi là lá phổi xanh của thành phố cách đây hơn chụcnăm Thì hiện giờ nước trong hồ đen kịt cùng nhiều rác thải sinh hoạt đang phủ kínmặt hồ, ảnh hưởng đến hàng trăm hộ dân sinh sống xung quanh đó Từ đó hồ LinhQuang đã nhắc đến khá nhiều qua truyền thông về tình trạng ô nhiễm nước nặng

nề, do đó mục tiêu nghiên cứu của đề tài này là: “Đánh giá sơ bộ hiện trạng ônhiễm nước hồ Linh Quang, Quận Đống Đa, Hà Nội và đề xuất một số giải phápcải thiện”

Trong niên luận này đã nghiên cứu đánh giá sơ bộ hiện trạng ô nhiễm nước

hồ Linh Quang, Quận Đống Đa, Hà Nội và đề xuất một số giải pháp cải thiện với mục đích:

1) Thu thập và tổng hợp được các nghiên cứu liên quan đến chất lượng nước, đánh giá được hiện trạng chất lượng nước

2) Chỉ ra các nguyên nhân và đưa ra đề xuất giải pháp xử lý nước để cải thiện tại

hồ Linh Quang

Nội dung nghiên cứu gồm:

1) Thu thập, tổng hợp các nghiên cứu liên quan

2) Điều tra, khảo sát; lấy và phân tích mẫu nước hồ Linh Quang

3) Đánh giá chất lượng nước hồ Linh Quang

4) Đề xuất các giải pháp cải thiện nâng cao hiệu quả cho việc xử lý ô nhiễm nước

hồ Linh Quang

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

1.1.Tổng quan về tài nguyên nước ở Việt Nam

1.1.1 Hiện trạng nước tại Việt Nam

Tại Việt Nam, chỉ khoảng 30% nguồn nước là chủ động, còn lại 70% lượngnước phát sinh từ bên ngoài lãnh thổ quốc gia Hơn nữa, tình trạng sử dụng nướcchưa hiệu quả, nguồn nước liên tục bị suy giảm cả về số lượng và chất lượng.Cùng với ảnh hưởng của thiên tai, biến đổi khí hậu đã và đang gây sức ép khôngnhỏ đến đời sống người dân và tăng trưởng kinh tế

Nước ta có 108 lưu vực sông với khoảng 3450 sông, suối tương đối lớn(chiều dài từ 10km trở lên), trong đó có 9 hệ thống sông lớn (diện tích lưu vực lớnhơn 10.000km ), bao gồm: sông Hồng, sông Thái Bình, sông Bằng Giang - Kỳ2

Cùng, sông Mã, sông Cả, sông Vu Gia - Thu Bồn, sông Ba, sông Đồng Nai và sôngCửu Long Tổng lượng nước mặt trung bình hằng năm khoảng 830-840 tỷ m ,3

trong đó hơn 60% lượng nước được sản sinh từ nước ngoài, chỉ có khoảng 310-320

tỷ m được sản sinh trên lãnh thổ Việt Nam Lượng nước bình quân đầu người trên3

9.000 m /năm Nước dưới đất cũng có tổng trữ lượng tiềm năng khoảng 63 tỷ3

m3/năm, phân bố ở 26 đơn vị chứa nước lớn, nhưng tập trung chủ yếu ở Đồng bằngBắc Bộ, Nam Bộ và khu vực Tây Nguyên

Về hồ chứa, có khoảng 2.900 hồ chứa thủy điện, thủy lợi tương đối lớn(dung tích từ 0,2 triệu m trở lên) đã vận hành, đang xây dựng hoặc đã có quy3

hoạch xây dựng, với tổng dung tích các hồ chứa trên 65 tỷ m Trong đó, có khoảng3

2.100 hồ đang vận hành, tổng dung tích hơn 34 tỷ m nước; khoảng 240 hồ đang3

xây dựng, tổng dung tích hơn 28 tỷ m , và trên 510 hồ đã có quy hoạch, tổng dung3

tích gần 4 tỷ m Các hồ chứa thủy điện mặc dù với số lượng không lớn, nhưng có3

tổng dung tích khoảng 56 tỷ m nước (chiếm 86% tổng dung tích trữ nước của các

hồ chứa) Trong khi đó, trên 2000 hồ chứa thủy lợi nêu trên chỉ có dung tích trữnước khoảng gần 9 tỷ m nước, chiếm khoảng 14% Các lưu vực sông có dung tích3

hồ chứa lớn gồm: sông Hồng (khoảng 30 tỷ m ); sông Đồng Nai (trên 10 tỷ m3 3);sông Sê San (gần 3,5 tỷ m ); sông Mã, sông Cả, sông Hương, sông Vũ Gia - Thu3

Bồn và sông Srêpok (có tổng dung tích hồ chứa từ gần 2 tỷ m đến 3 tỷ m ) 3 3

1.2 Tình hình ô nhiễm hồ tại Hà Nội

Hà Nội hiện nay đang đứng trước thách thức hết sức lớn về vấn đề ô nhiễmmôi trường nước mặt, đặc biệt tại những khu đô thị lớn nhỏ và khu công nghiệp.Hiện nay tại các vùng thượng lưu các con sông chính còn khá tốt Song bên cạnh

đó các vùng hạ lưu thì lại ô nhiễm rất nặng nề Đặc biệt chất lượng nước suy giảmmạnh, nhiều chỉ tiêu đánh giá vượt ngưỡng so với tiêu chuẩn nhiều lần cho phép.Tên hồ Chiều sâu(m) Diện tích(m )2 Hiện trạng

Hồ Cầm 2.0-2.5 9.880 Nước ít đục, màu xanh, không có

2.0-2.5 6.900 Nước hồ xanh đậm, có nhiều bèo,

có mùi hôi thối

Hồ Kim

Liên

1.0-1.5 3.400 Nước hồ có màu đen sẫm, có

nhiều rác trên hồ, có mùi hôi thối

20.000 Nước hồ có màu đen sẫm, có

nhiều rác trên hồ, có mùi hôi thối

Bảng 1: Chỉ số và hiện trạng các hồ tại Hà Nội

Năm 2015 số lượng ao, hồ Hà Nội đã được kè toàn phần tăng lên và chấtlượng vệ sinh ở các bờ hồ khá tốt; trong đó có 82% hồ đã kè toàn phần có bờ đượcđánh giá là sạch và khá sạch Tuy nhiên, còn 14% chất lượng nước là bẩn và 4% rấtbẩn Riêng với các ao hồ chỉ kè được một phần và chưa được kè, có đến 80% chấtlượng nước bẩn, trong đó có 52% chất lượng nước rất bẩn.[7]

1.2.1 Nguồn gốc gây ô nhiễm hồ tại Hà Nội

a) Nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt là nguồn nước gây ra ô nhiễm hồ tại đô thị, đây là loại nướcđược thải ra trong các quá trình sinh hoạt của con người Loại nước này do các hộ giađình, các khu đô thị, cơ quan, bệnh viện, chợ, các công trình và nhà máy thải ra Nướcthải sinh hoạt thường có nồng độ ô nhiễm cao do chứa các chất bẩn độc hại Trong nướcthải sinh hoạt có chứa các chất độc, thuốc trừ sâu, hóa chất, vi khuẩn, vi rút, chất tẩy rửa,

… Do đó, nước thải sinh hoạt sẽ ảnh hưởng đến cả sức khỏe mọi người và môi trườngxung quanh

- Các loại nước sau khi gia đình sử dụng như nước rửa xe, nước giặt, nước rửa chén,nước tắm,… Loại nước này được gọi là nước xám

- Nước chứa bùn rác, các chất độc hại, rò rỉ hoặc xả bể phốt, cống chứa nước thải,nước do con người bài tiết ra như: phân, nước tiểu, máu, giấy vệ sinh đã sử dụng, khănướt… Đây được gọi là nước đen.

- Các nguồn nước có chứa chất lỏng tồn dư sau quá trình hoạt động như: dầu ăn,thuốc diệt cỏ, diệt côn trùng, chất tẩy rửa,… Các chất lỏng này được gọi là chất thặng dưdạng lỏng tồn đọng

b) Nước thải y tế

Chỉ số trung bình lưu lượng nước được thải ra tại các bệnh viện Hà Nội

Hình ảnh 1 Chỉ số trung bình lưu lượng nước được thải ra tại các bệnh viện Hà Nội

Nhìn chung, nước thải gây ô nhiễm hồ có nguồn gốc rất đa dạng Do đó, nước thải cóchứa nhiều chất độc hại, các virus, vi khuẩn hơn các loại nước thải khác

1.2.2 Các tiêu chí đánh giá chất lượng nước

Muốn xử lí một nguồn nước nào đó cần phải phân tích một cách chính xác

ba loại chi tiêu cơ bản của nguồn nước đó là : chỉ tiêu về lí học, hóa học và vi sinh[3]

Các chỉ tiêu về lí học: Màu sắc, nhiệt độ, độ dẫn điện, độ đục, mùi,…

Các chỉ tiêu về hoá học: Độ pH, độ axit, độ cứng của nước, DO, BOD,COD,TSS, kim loại nặng,…

Chỉ tiêu về vi sinh: Tổng Coliform, vi khuẩn E.Coli,…

1.3 Tình trạng nước tại hồ Linh Quang

Trong số các hồ đã và đang được cải tạo hàng năm thì hồ Linh Quang cũnglên dự án cải tạo và nạo vét hồ từ năm 2007 UBND TP Hà Nội đã được phê duyệt.Tuy vậy dự án vẫn trong tình trạng đóng băng đến nay Dự án có từ năm 2004,nhưng do thiếu vốn, đến năm 2016 đã tiếp tục được triển khải hiện còn khoảng200m kè và đường chưa thể thi công được Song bên cạnh đó do sự trì hoãn lâunhững khu vực công trường xung quanh hồ đã biến thành bãi đỗ xe cộng thêm việc

di dời các hộ dân sang khu vực khác cũng chưa hoàn thành Rác vẫn đổ tràn lantrên mặt hồ, mặt nước thì đen , bốc mùi hôi thối nặng do vậy cần đánh giá chấtlượng nước qua các chỉ tiêu cụ thể tại hồ Linh Quang để đưa ra biện pháp phù hợpnhất để cải tạo

1.3.1 Đặc tính của nước thải gây ô nhiễm hồ

❖ Tính chất vật lý sau:

- Về màu sắc: nước có màu đen, nâu hoặc các màu khác như đỏ, vàng, xanh,… Tùy vàohàm lượng và màu sắc của các chất độc hại có trong nước tạo lên

- Về nhiệt độ: nước thải có nhiệt độ tù thuộc và môi trường tự nhiên và khu vực chứanước thải.

- Về mùi: có thể có mùi hôi thối, nồng, mùi của hóa chất,… Mùi nước thải phụ thuộc vàohàm lượng và đặc điểm của những chất chứa trong nước

❖ Tính chất hóa học

Nước hồ Linh Quang bao gồm những tính chất hoá học sau:

- Độ pH: Xác định được nồng độ pH có trong nước hồ Linh Quang rất quan trọng đối vớiviệc xử lý nước thải Nồng độ pH có trong nước thải sẽ quyết định đến phương pháp xử

lý nước thải Hoặc các hóa chất cần thiết trong quá trình xử lý nước thải

- Chỉ số DO: là hàm lượng oxy để duy trì sự sống cho các sinh vật trong nước

- Chỉ số BOD hay còn gọi là nhu cầu oxy hóa sinh học Là là hàm lượng oxy đạt mức yêucầu để oxy hóa các chất hữu cơ trong nước bằng các vi khuẩn hoại sinh, hiếu khí

- Chỉ số COD hay nhu cầu oxy hóa học là lượng oxy cần thiết để oxy hóa hóa học cácchất hữu cơ trong nước thải thành CO2 và H2O [2]

❖ Tính chất sinh học

Ngoài chứa các chất vô cơ và hữu cơ, nước thải sinh hoạt còn chứa các loại nấm, các sinhvật gây bệnh, có virus, vi khuẩn có hại cho con người Các loại virus, vi khuẩn nhưE.Coli,…

1.3.2 Ảnh hưởng của nước thải đến sức khoẻ con người và môi trường

a) Ảnh hưởng của ô nhiễm nguồn nước đối với sức khỏe con người:

- Mầm bệnh và vi sinh vật gây bệnh thường ẩn giấu trong các nguồn nước bị ô nhiễm cóthể lây lan sang người

- Nguồn nước ô nhiễm còn gây nên các bệnh về hô hấp, ung thư, bệnh tiêu chảy, rối loạnthần kinh và bệnh tim mạch Các chất hóa học chứa nito là nguyên nhân gây ra bệnh ungthư.

- Nước bị ô nhiễm có tác động tiêu cực lớn đối với những phụ nữ trong thời kỳ mangthai, dẫn đến tỷ lệ trẻ sơ sinh bị dị tật tăng lên

b) Ảnh hưởng đến môi trường

Không ít người dân nghĩ rằng xả nước thải sinh hoạt hằng ngày của gia đình ra các

ao hồ, sông suối sẽ không có hại Nhưng mọi người không ngờ rằng nước thải sinh hoạtlại tiềm ẩn rất nhiều tác hại Những thành phần độc hại trong nước thải sẽ hòa lẫn vào cácnguồn nước khác Do đó làm thay đổi cấu trúc và hàm lượng các chất có trong nguồnnước đó

Nếu con người sử dụng ngược lại nguồn nước này sẽ là một điều cực kỳ nguy hiểm.Chưa dừng lại ở đó, các công ty, xí nghiệp không xử lý nước thải mà xả trực tiếp ra sông,biển Các nguồn nước này sẽ bị biến đổi về thành phần, màu sắc và có mùi hôi thối hayhóa chất Điều này gây nguy hại đến cách sinh vật sống trong nước, cảnh quan môitrường và những người dân sống cạnh đó

Ảnh hưởng đến môi trường đất Nếu nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý mà thảithẳng ra môi trường đất sẽ làm thay đổi các thành phần có trong đất Điều này gây hạicho cây trồng được trồng trên loại đất bị ô nhiễm này Gây ảnh hưởng đến chất lượng câytrồng và hàm lượng dinh dưỡng của cây, củ, quả Ngoài ra, đất bị ô nhiễm do nước thải sẽ

có tác hại với các vật nuôi Nước sinh hoạt xả trực tiếp ra môi trường đất chứa rất nhiềuyếu tố độc hại, vi khuẩn, virus Nếu vật nuôi bị nhiễm các loại vi khuẩn, virus này có thểdẫn đến chết hoặc lây lan dịch bệnh cho con người

Hơn nữa, lượng nước sinh hoạt xả ra đất có thể ngấm vào các mạch nước ngầm.Con người sử dụng nước từ mạch nước ngầm này sẽ dẫn đến bị các bệnh không mongmuốn

1.4.1 Phương pháp cơ học

Phương pháp xử lý bằng biện pháp cơ học là tiền đề giúp cho phương pháp hóa học

và sinh học diễn ra thuận lợi hơn

Các chất rắn, rác thải được giữ lại ở song chắn rắc

Các yếu tố khác nhau khác nhau ảnh hưởng đến quá trình bồi lắng như các yếu tốxảy ra trong thực tế

Gheorghe Voicu chỉ ra rằng: Hiệu quả của sự lắng đọng phụ thuộc vào:

+ Kích thước và dạng của các hạt: Kích thước hạt càng lớn, sự lắng đọng nhanh hơn xảyra;

+ Mật độ của các hạt: Nếu sự khác biệt giữa mật độ hạt và chất lỏng mang lớn hơn, thìquá trình lắng đọng nhanh hơn;

+ Thành phần của hệ thống treo;

+ Nồng độ của huyền phù: Nồng độ càng lớn, hiệu quả quá trình lắng càng lớn + Sự phù hợp của các hạt đối với sự kết thúc

1.4.2 Phương pháp hóa lý, hóa học

a) Phương pháp trung hòa

Phương pháp trung hòa sẽ làm thay đổi nồng độ pH để về mức trung tính Thôngthường, lượng nước thải có nồng độ axit hoặc kiềm nhiều thì nên đưa nước thải vềngưỡng trung tính từ ở trị số từ 6,5 – 8,5

Đá vôi là một chất kiềm có khả năng trung hòa hoặc trung hòa một phần axit mạnh.Quá trình trung hòa xảy ra khi axit mạnh, tiếp xúc mật thiết với vụn đá vôi, phản ứng vớiCanxi cacbonat (CaCO , thành phần chính của đá vôi) để tạo thành nước, cacbon đioxit3

và muối canxi Sau đây mô tả quá trình trung hòa axit clohiđric bằng đá vôi

Nguyên lý của phương pháp trung hòa nước thải khi xử lý đó chính là việc phảnứng hóa học xảy ra giữa các cặp chất như axit - kiềm, giữa muối - axit (hoặc kiềm)

b) Keo tụ

Keo tụ là phương pháp xử lý nước thải có sự dụng hóa chất

Trong đó các hạt keo nhỏ lơ lửng trong nước nhờ tác dụng của chất keo tụ mà liênkết với nhau tạo thành bông có kích thước lớn hơn và có thể tách chúng ra khỏi nước dễdàng bằng các phương pháp lắng, lọc

Quá trình keo tụ - tạo bông được coi là một trong những quá trình xử lý nước thảiquan trọng và được sử dụng rộng rãi do tính đơn giản và hiệu quả Sử dụng quá trình kẹo

tụ có thể làm giảm hàm lượng các kim loại nặng, chất bẩn lơ lửng, đồng thời cải thiệnđược độ đục, mùi và độ màu của nước thải Trong công nghệ xử lý nước thải bằngphương pháp keo tụ, thường sử dụng phương pháp keo tụ với hệ kẹo ngược dấu và hệ kẹodùng các chất polymer

- Keo tụ bằng hệ keo ngược dấu: Trong quá trình này sử dụng muối nhôm hoặc sắt(III) để làm chất keo tụ Các muối này được đưa vào dưới dạng dung dịch hòa tan, các