Việt Nam là nước đang phát triển và định hướng của Việt Nam sẽ trở thành nước công nghiệp hóa. Theo đó, áp lực phát triển công nghiệp gây tác động rất lớn đến môi trường, đặc biệt là môi trường nước. Các cơ sở sản xuất, doanh nghiệp đang đầu tư rất lớn vào sản xuất, đã và đang xả thải nước thải chưa qua xử lý, hoặc xử lý chưa triệt để vào các thủy vực, gây ô nhiễm môi trường nước tại các sông nội đô. Hiện nay tất cả các dòng sông thuộc khu vực trung tâm TPHN hay còn gọi tắt là sông nội đô Hà Nội đều đang bị ô nhiễm nặng do tải lượng lớn của các chất hữu cơ (CHC), chất vô cơ, vi sinh vật (VSV), kim loại nặng (KLN)… Ngoài ra các con sông nội đô Hà Nội đều có mầu đen đặc (do lượng CHC cao trong nước), bốc mùi hôi thối (mùi khí H2S) và gây ảnh hưởng trực tiếp đến vệ sinh môi trường, cảnh quan đô thị cũng như sức khỏe của người dân sống dọc theo sông. Hiện nay, xử lý nước thải với các đặc tính ô nhiễm chất hữu cơ bằng biện pháp sinh học được coi là phương pháp thân thiện với môi trường và được ứng dụng nhiều ở các nước trên thế giới. Đây là công nghệ xử lý nước thải dựa trên hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải mang lại hiệu quả cao, chi phí hợp lý, dễ dàng vận hành. Phương pháp điển hình để đưa oxy từ khí quyển vào trong nước có thể kể đến là phương pháp sục khí sử dụng máy thổi hoặc máy nén không khí. Hiện nay các nguồn năng lượng truyền thống, sẵn có trong tự nhiên đang dần cạn kiệt, suy giảm nghiêm trọng. Nếu con người không có những thay đổi kịp thời thì trong tương lai không xa nhân loại sẽ rơi vào tình trạng bất ổn về kinh tế, chính trị, xã hội, ô nhiễm môi trường nặng nề hơn. Năng lượng mặt trời là năng lượng sạch có tiềm năng nhất trên Trái Đất. Việc khai thác loại năng lượng này đang được nghiên cứu và triển khai ở nhiều quốc gia phát triển trên thế giới trong đó có Việt Nam. Xuất phát từ những thực tiễn trên, đề tài “Nghiên cứu khả năng xử lý ô nhiễm chất hữu cơ tại sông Tô Lịch bằng hệ thống sục khí sử dụng pin năng lượng mặt trời” là rất cần thiết để cơ sở nghiên cứu khả năng xử lý ô nhiễm chất hữu cơ theo hướng bền vững và thân thiện với môi trường mà không cần đưa thêm hóa chất vào môi trường bằng cách sử dụng hệ thống sục khí. Để phát triển theo hướng bền vững thì tác giả nghiên cứu khả năng thay thế của việc sử dụng điện năng cho máy sục khí sang dùng pin năng lượng mặt trời để tiết kiệm năng lượng. Tuy nhiên do giới hạn về thời gian cũng như về tài chính nên luận văn chỉ tập trung nghiên cứu các kịch bản có thể xảy ra khi sử dụng pin NLMT thay thế cho điện năng truyền thống. 2. Phạm vi nghiên cứu Luận văn giới hạn vùng nghiên cứu là toàn bộ sông Tô Lịch bao gồm đoạn từ Hoàng Quốc Việt đến Đập Thanh Liệt với chiều dài khoảng 13,5 km và đoạn rẽ nhánh từ Công ty TNHH Dịch vụ và Thương Mại Huy Văn qua trạm bơm Yên Sở với chiều dài khoảng 6,5 km. Như vậy tổng chiều dài của khu vực sông Tô Lịch giới hạn trong nghiên cứu của luận văn là khoảng 20 km. 3. Nội dung nghiên cứu Luận văn tập trung nghiên cứu các nội dung chính sau: Đánh giá được thực trạng và chất lượng nước sông Tô Lịch. So sánh phương pháp xử lý ô nhiễm CHC bằng hệ thống sục khí và phương pháp sử dụng hợp chất chứa sắt. Nghiên cứu giải pháp sử dụng pin năng lượng mặt trời thay thế việc sử dụng điện cho hệ thống sục khí theo các kịch bản mùa khô và mùa mưa. 4. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp kế thừa có chọn lọc Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu Phương pháp phân tích Phương pháp bố trí thí nghiệm Phương pháp thống kê
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Phí Phương Hạnh NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ Ô NHIỄM CHẤT HỮU CƠ TẠI SÔNG TƠ LỊCH BẰNG HỆ THỐNG SỤC KHÍ SỬ DỤNG PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2019 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Phí Phương Hạnh NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ Ô NHIỄM CHẤT HỮU CƠ TẠI SÔNG TÔ LỊCH BẰNG HỆ THỐNG SỤC KHÍ SỬ DỤNG PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã số: 8440301.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Trần Thiện Cường TS Nguyễn Hữu Huấn Hà Nội - 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn tập thể cán hướng dẫn Các kết nghiên cứu luận văn hoàn toàn trung thực chưa công bố công trình nghiên cứu khác Các trích dẫn sử dụng luận văn ghi rõ tên tài liệu tham khảo tác giả tài liệu TÁC GIẢ Phí Phương Hạnh i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thiện nội dung luận văn thạc sĩ khoa học, ngồi nỗ lực khơng ngừng thân, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới quý thầy cô môn Mơi trường Phát triển bền vững nói riêng tồn thể thầy Khoa Mơi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội nói chung ln quan tâm tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức bổ ích vơ quý báu cho suốt thời gian theo học trường Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tri ân sâu sắc tới TS Trần Thiện Cường TS Nguyễn Hữu Huấn, người trực tiếp hướng dẫn, luôn sát sao, động viên, nhắc nhở kịp thời tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian thực nghiên cứu phục vụ cho luận văn Tôi xin trân trọng cảm ơn cán thuộc Phòng Thí nghiệm Khoa Môi trường Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – ĐHQGHN, cảm ơn Trung tâm nghiên cứu quan trắc mơ hình hóa mơi trường hỗ trợ giúp đỡ tơi nhiệt tình q trình phân tích vận hành thiết bị thực nghiệm để tơi thuận lợi hồn thành luận văn cá nhân Cuối cùng, tơi xin dành lời cảm ơn chân thành tới tồn thể gia đình, bạn bè đồng nghiệp, người quan tâm, giúp đỡ, động viên đồng thời chỗ dựa tinh thần vững giúp tơi hồn thành tốt nhiệm vụ giao suốt thời gian học tập trình nghiên cứu thực luận văn thạc sĩ khoa học vừa qua TÁC GIẢ Phí Phương Hạnh ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iii DANH MỤC BẢNG iv DANH MỤC HÌNH v MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan điều kiện tự nhiên – kinh tế - xã hội thành phố Hà Nội 1.1.1 Tổng quan điều khiện tự nhiên TPHN 1.1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.1.2 Khí hậu 1.1.1.3 Thủy văn 1.1.2 Tổng quan điều kiện kinh tế xã hội TPHN 1.1.2.1 Dân số 1.1.2.2 Tình hình phát triển kinh tế 1.2 Tổng quan trạng môi trường sông Tô Lịch 1.2.1 Vị trí địa lý, đặc điểm địa hình sơng Tô Lịch 1.2.2 Thực trạng nguồn thải sông Tô Lịch tiếp nhận 1.3 Tổng quan hoạt động quản lý nước thải đô thị Hà Nội 1.4 Tổng quan ô nhiễm hợp chất hữu nước sông 13 1.4.1 Phân loại hợp chất hữu 13 1.4.2 Ô nhiễm chất hữu nước sông 14 1.4.3 Các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm chất hữu 16 1.4.3.1 Tách nước thải nước mưa đợt đầu khỏi sông 16 1.4.3.2 Xử lý nước thải trước xả vào sông 16 1.4.3.3 Tăng cường q trình tự làm sơng 17 1.4.3.4 Giảm thiểu nguồn ô nhiễm từ tầng đáy bùn cặn 19 1.5 Tổng quan xử lý ô nhiễm chất hữu phương pháp sục khí 21 1.5.1 Cơ sở khoa học 21 1.5.2 Thí nghiệm sử dụng cơng nghệ sục khí 21 1.5.2.1 Cơ sở khoa học hệ thống sục khí 21 1.5.2.2 Mơ hình hệ thiết bị sục khí quy mơ PTN 22 1.5.2.3 Ảnh hưởng phương pháp sục khí đến hiệu xử lý chất hữu 25 1.5.2.4 Công nghệ sục khí ngầm áp dụng giới 30 1.6 Tổng quan lượng mặt trời 32 1.6.1 Tổng quan lượng mặt trời Việt Nam 32 1.6.2 Ứng dụng hệ thống sục khí sử dụng pin mặt trời Việt Nam 32 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36 2.1 Đối tượng nghiên cứu 36 2.1.1 Chất lượng nước sông Tô Lịch 36 2.1.2 Phương pháp xử lý ô nhiễm chất hữu hợp chất chứa sắt 37 2.1.3 Khả thay điện dùng cho hệ thống sục khí pin mặt trời 41 2.2 Phạm vi nghiên cứu 42 2.3.1 Phương pháp thừa kế có chọn lọc 44 2.3.2 Phương pháp lấy mẫu bảo quản mẫu 44 2.3.4 Phương pháp bố trí thí nghiệm 47 2.3.5 Phương pháp thống kê 50 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 51 3.1 Đánh giá chất lượng môi trường nước sông Tô Lịch 51 3.1.1 Kết phân tích chất lượng nước sông Tô Lịch mùa khô 51 3.1.2 Kết phân tích chất lượng nước sơng Tô Lịch mùa mưa 58 i 3.2 Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật xử lý ô nhiễm chất hữu 64 3.2.1 Xử lý ô nhiễm chất hữu hệ thống sục khí 64 3.2.1.1 Nguyên tắc hoạt động máy sục khí ngầm 64 3.2.1.2 Sự phù hợp phương pháp xử lý ô nhiễm CHC hệ thống sục khí sơng Tơ Lịch 65 3.2.2 Xử lý ô nhiễm chất hữu hợp chất chứa sắt 67 3.2.3 So sánh ưu nhược điểm phương pháp xử lý COD 72 3.2.4 Sử dụng pin lượng mặt trời cho hệ thống sục khí 73 3.2.4.1 Tiềm sử dụng pin lượng mặt trời 73 3.2.4.2 Tính tốn thiết kế sơ đồ hệ thống sục khí sử dụng pin NLMT 75 3.2.4.3 Hiệu hệ thống pin lượng mặt trời 79 3.2.4.4 Phương án thu gom xử lý pin lượng mặt trời sau hết hạn sử dụng 83 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 83 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 ii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT TPHN Thành phố Hà Nội NTSX Nước thải sản xuất NTSH Nước thải sinh hoạt NTCN Nước thải công nghiệp NTDV Nước thải dịch vụ NTBV Nước thải bệnh viện TLV Tiểu lưu vực HTTN Hệ thống thoát nước KCN Khu công nghiệp CCN Cụm công nghiệp NLMT Năng lượng mặt trời iii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Hàm lượng thải lượng số chất ô nhiễm thải vào sông Tô Lịch Bảng 1.2: Đánh giá hiệu xử lý nhà máy XLNT đô thị TPHN 12 Bảng 2.1: Phân vùng tiểu khu tiêu nước dọc theo sơng Tơ Lịch 37 Bảng 2.2: Vị trí lấy mẫu sông Tô Lịch 44 Bảng 2.3: Bảng phương pháp phân tích thông số 47 Bảng 3.1: Kết nồng độ COD đo nước thải 68 Bảng 3.2: Kết nồng độ COD đo nước thải 69 Bảng 3.3: Kết nồng độ COD đo nước thải 70 Bảng 3.4: Kết nồng độ COD đo nước thải 71 Bảng 3.5: So sánh ưu nhược điểm 72 Bảng 3.6: So sánh hiệu hệ thống định hướng trục trục 78 Bảng 3.7: Danh mục máy móc thiết bị sử dụng trình lắp đặt hệ thống điện mặt trời 78 Bảng 3.8: Hiệu môi trường việc tiết kiệm điện 80 Bảng 3.9: Tỷ giá thu mua điện 81 Bảng 3.10: Bảng giá điện sinh hoạt theo bậc ban hành tháng 3/2019 82 iv DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Tỷ lệ đóng góp thải lượng theo nguồn thải số chất ô nhiễm thải vào sông Tô Lịch Hình 1.2: Hệ thống nước chung điển hình thị Việt Nam 10 Hình 1.3: Hiện trạng quản lý nước thải đô thị Việt Nam 11 Hình 1.4: Cơng suất hoạt động thực tế công suất thiết kế nhà máy XLNT đô thị TPHN 12 Hình 1.5: Hình ảnh nạo vét sơng Tơ Lịch 20 Hình 1.6: Sơ đồ bố trí thí nghiệm sục khí cưỡng theo độ sâu 23 Hình 1.7: Mơ hình hệ thiết bị sục khí PTN 24 Hình 1.8: Xu diễn biến giá trị COD theo thời gian sục khí mơ đun 25 Hình 1.9: Xu diễn biến giá trị COD theo thời gian sục khí mơ đun 26 Hình 1.10: Xu diễn biến giá trị COD theo thời gian sục khí mơ đun 27 Hình 1.11: Diễn biến giá trị COD tầng mặt theo thời gian hệ sục khí 28 Hình 1.12: Diễn biến giá trị COD tầng đáy theo thời gian hệ sục khí 29 Hình 1.13: Sơ đồ thiết bị sục khí cưỡng kiểu ống chữ U 30 Hình 1.14: Mặt cắt mô tả hệ thống xử lý nước U-Tube sơng 31 Hình 1.15: Mặt mô tả hệ thống xử lý nước U-Tube sơng 32 Hình 1.16: Dàn pin NLMT nhà Bộ Cơng Thương 33 Hình 1.17: Dàn pin NLMT Trung tâm Hội nghị Quốc gia Mỹ Đình 33 Hình 1.18: Dàn pin NLMT đảo Trường Sa 34 Hình 2.1 : Phạm vi nghiên cứu điểm lấy mẫu Cầu Lủ 42 Hình 2.2: Thiết bị lấy mẫu nước kiểu ngang 46 Hình 2.3: Hình ảnh lấy mẫu thực tế 46 Hình 2.4: Mơ hình thí nghiệm 48 Hình 3.1: Giá trị pH DO mẫu quan trắc sông Tô Lịch mùa khô 51 v pha 03 pha SMA Thiết bị giám sát qua Internet Sungrow Dây cáp điện Helukabel Mét - MC4 Helukabel Bộ Hệ rail đỡ pin Antai Hệ Tủ điện tích hợp chống sét lan truyền Nhập Hệ Kingtek Hệ Kingtek Công - Thiết bị ngoại vi hệ thống, phí khảo sát, vận chuyển, thi cơng phần điện Chi phí thi cơng, hồn thiện khí Dưới sơ đồ hệ thống sục khí sử dụng pin mặt trời có hòa lưới điện quốc gia Hình 3.29: Sơ đồ hệ thống máy sục khí sử dụng pin lượng mặt trời 79 3.2.4.3 Hiệu hệ thống pin lượng mặt trời Hiệu môi trường Theo đánh giá Bộ Tài nguyên Môi trường, 1kW điện tiết kiệm giảm phát thải vào môi trường 0,6612 kg CO Bảng 3.8: Hiệu môi trường việc tiết kiệm điện Quy mô hệ thống 300 kW Điện mặt trời tạo ra/tháng 9.000 kWh Giảm phát thải CO2/tháng 5.951 kg Tương đương xanh trồng 263 Vậy sử dụng hệ thống pin mặt trời trạm sục khí ta tiết kiệm 9.000 kWh tương đương với giảm 5.951 kg CO2 phát thải vào môi trường tháng tương đương với lượng CO2 263 xanh hấp thụ năm Hiệu kinh tế Theo Thông tư 05/2019-BCT, dự án điện mặt trời thực chế mua bán điện theo chiều giao chiều nhận riêng biệt công tơ điện đo đếm hai chiều Giá mua điện (chưa bao gồm thuế giá trị gia tăng) tiền Việt Nam đồng (tương đương với 9,35 UScents/kWh nhân với tỷ giá trung tâm đồng Việt Nam với đô la Mỹ Ngân hàng Nhà nước Việt Nam công bố) Bằng việc sử dụng nguồn điện mặt trời tiết kiệm đến 100% điện bán lượng điện dư cho EVN với giá 2.134đ/ kWp Đây hiệu bật hệ thống điện lượng mặt trời nối lưới Hệ thống đồng pha kết nối điện mặt trời điện lưới; đó, ưu tiên sử dụng điện mặt trời cung cấp trực tiếp cho tải Cụ thể: Khi cơng suất hòa lưới cơng suất tải tải tiêu thụ hồn tồn điện từ hệ thống điện NLMT 80 Khi công suất tải tiêu thụ lớn cơng suất hòa lưới tải lấy thêm lưới bù vào Khi cơng suất tải tiêu thụ nhỏ cơng suất hòa lưới, lượng điện thừa đẩy lên công tơ điện công tơ điện chiều ghi nhận Điện lượng mặt trời phát đồng hồ hai chiều điện lực ghi nhận Nếu lượng điện mặt trời phát lớn mức tiêu thụ điện lượng điện dư bù trừ vào hóa đơn tiền điện Tổng lượng điện dư năm điện lực EVN mua lại với giá 9,35 UScent/kWh Với tuổi thọ kéo dài 25 năm giúp mang lại hiệu lâu dài mặt kinh tế Chính vậy, sử dụng điện mặt trời khơng tiết kiệm chi phí, bảo vệ mơi trường mà xem giải pháp tiết kiệm điện đáng đầu tư hiệu thời điểm Bảng 3.9: Tỷ giá thu mua điện Năm dự án Trước 01/01/2018 Giá mua điện (VNĐ) 2.086 đồng/kWh Tỉ giá VNĐ/ USD 22.316 đồng/USD (9,35 UScents/kWh) 01/01/2018 2.096 đồng/kWh 31/12/2018 (9,35 UScents/kWh) 01/01/2019 2.134 đồng/kWh 31/12/2019 (9,35 UScents/kWh) tiền Việt Nam đồng tương Từ 2020 đương với 9,35 22.425 đồng/USD 22.825 đồng/USD Theo tỉ giá NHNN ngày 31/12 năm liền trước UScents/kWh Với trạm sục khí sử dụng 288 kW/ngày tháng sử dụng 8.640 kW, với mức tính giá điện theo bậc bảng 3.10 khơng sử dụng pin mặt trời tháng phải trả 25.027.480 vnđ 81 Theo kịch lượng điện dư 3.720 kW bán cho EVN với giá 2.134 vnđ tháng thu 7.938.480 vnđ Theo kịch lượng điện thiếu 1.608 kW Vậy tháng cần phải trả thêm 4.444.816 vnđ Theo tính tốn năm số tiền tiết kiệm đầu tư hệ thống pin mặt trời là: 321.291.744 vnđ Vậy với mức đầu tư cho trạm khoảng 1,5 đến tỷ đồng sau khoảng năm đến năm thu hồi vốn Bảng 3.10: Bảng giá điện sinh hoạt theo bậc ban hành tháng 3/2019 Hiệu thẩm mỹ Con đường dọc bờ sông Tô Lịch hoàn thành Nếu sử dụng hệ thống pin lợp phía mái che phần mái cách nhiệt hệ thống pin giúp giảm nóng Ngồi đem lại tính thẩm mỹ mẻ cho đường 82 Hình 3.30: Đường dọc theo sông Tô Lịch 3.2.4.4 Phương án thu gom xử lý pin lượng mặt trời sau hết hạn sử dụng Trước đây, chuyên gia môi trường lo lắng bùng nổ điện lượng mặt trời, họ lo ngại sản phẩm trở thành lượng rác thải công nghệ khổng lồ hết vòng đời sử dụng Thơng thường, pin lượng mặt trời có tuổi thọ khoảng 20 - 30 năm Do đó, khơng có quy trình tái chế sản phẩm này, có thêm 60 triệu chất thải công nghệ nằm bãi chơn lấp vào năm 2050, điều gián tiếp khiến điện lượng mặt trời khơng thực thân thiện với môi trường ban đầu Tuy nhiên, vấn đề giải phương thức mới, vừa đem lại hiệu kinh tế, vừa làm môi trường Pin lượng mặt trời hay pin mặt trời hay pin quang điện (Solar panel/module) bao gồm nhiều tế bào quang điện (solar cell) - phần tử bán dẫn có chứa bề mặt số lượng lớn cảm biến ánh sáng điốt quang, thực biến đổi lượng ánh sáng thành lượng điện Ngày nay, vật liệu chủ yếu chế tạo tế bào quang điện (solar cell) silic dạng tinh thể (đơn tinh thể, đa tinh thể) màng silic mỏng Tế bào quang điện (solar cell) ghép lại thành khối để trở thành pin lượng mặt trời (solar panel) Thông thường 60 72 tế bào quang điện pin lượng mặt trời 83 Hình 3.31: Cấu tạo pin lượng mặt trời Khung (Frame): Khung làm nhôm Kính (Glass): Kính loại cường lực/an tồn Phim EVA (Encapsulant): lớp phim mỏng giúp liên kết vững tế bào quang điện (solar cell) kính cường lực/lớp phủ polymer (backsheet) nhằm bảo vệ chống va đập nâng cao tuổi thọ tế bào quang điện (solar cell) EVA loại vật liệu polymer (Ethylene Vinyl Acetate Copolymer) kết hợp Ethylene Acetate sản xuất qua phản ứng trùng hợp áp suất cao, ứng dụng rộng rãi ngành may mặc, giày dép, công nghiệp phụ trợ… Tế bào quang điện (solar cell): silic dạng tinh thể (đơn tinh thể, đa tinh thể) màng silic mỏng yếu tố pin mặt trời Lớp phủ polymer (Backsheet): lớp bảo mặt tế bào quang điện (solar cell) tránh bị mài mòn môi trường Phần lớn nhà sản xuất pin mặt trời sử dụng PVF (Polyvinyl fluoride) để làm Backsheet PVF vật liệu polymer chủ yếu sử dụng nội thất máy bay, làm áo mưa Một số pin cao cấp sử lớp “Backsheet” kính cường lực (loại double glass) Hộp nối điện (Junction box): Vỏ hộp thông thường loại polymer chịu nhiệt, chịu lửa, chịu thời tiết, chống tia UV gây lão hóa Các đầu nối hộp thường làm đồng thau, phủ bạc phủ thiếc Các dây dẫn (Wiring): liên kết tế bào quang điện (solar cell) liên kết với hộp nối điện Các dây dẫn làm đồng bạc Trong thành phần cấu tạo nêu trên, kính cường lực tế bào quang điện sản xuất từ cát với thành phần chủ yếu Oxit Silic (SiO 2) vật liệu để 84 sản xuất đồ dùng thường thấy đời sống hàng ngày chai lọ thủy tin đựng thức ăn Khối lượng chủ yếu pin lượng mặt trời theo thứ tự từ nặng đến nhẹ (1) Tấm kính cường lực: ~65%; (2) Khung: ~20%; (3) Tế bào quang điện (solar cell): 6%-8%; (4) thành phần lại Một pin mặt trời có 72 cell thơng thường có khối lượng khoảng 22-27kg, (1) (2) (3) chiếm khoảng 92-94% khối lượng toàn pin lượng mặt trời Hình 3.32: Quy trình tái chế pin NLMT Biện pháp panel hết hạn: có nhiều biện pháp khác lại tách thành phần vật liệu cấu tạo nên panel (kính, cell, kim loại, plastic/polymer) để tái sử dụng, thủy tinh làm chai lọ, cell xử lý hóa học để nhà máy tái sử dụng sản xuất cell cho panel có hiệu suất/hiệu cao Nguyên lý tái chế pin lượng mặt trời, 85 cần tìm hiểu sơ qua cấu tạo thiết bị công nghệ Một pin lượng mặt trời làm từ tinh thể silicon điển hình tạo thành từ 65 - 75% thủy tinh, 10 15% nhôm để làm khung, 10% nhựa - 5% silicon Với công nghệ tại, hiệu suất tái chế lên đến 96%, giúp tận thu hoàn toàn lại rác thải Nguyên lý vận hành hình 3.32 Pin mặt trời hết hạn sử dụng chất thải nguy hại mà nguồn tài nguyên để tái sử dụng cho mục đích sản xuất pin mặt trời có chất lượng cao giá thành rẻ hơn, ngồi sử dụng cho mục đích khác Trong nghiên cứu năm 2016 tái chế pin lượng mặt trời, quan lượng tái tạo quốc tế (IRENA) cho rằng, lâu dài, việc xây dựng nhà máy tái chế PV chun dụng có ý nghĩa IRENA ước tính vật liệu thu hồi trị giá 450 triệu USD vào năm 2030 15 tỷ USD vào năm 2050 Đáp ứng lại dự đoán xu này, vào năm 2018, tập đoàn xử lý nước thải chất thải Veolia Pháp khởi chạy nhà máy tái chế pin lượng mặt trời châu Âu Nhà máy đặt Rousset, miền Nam nước Pháp có hợp đồng với tổ chức Tái Chế Pin Năng Lượng Mặt Trời PV Cycle France để tái chế 1.300 pin mặt trời vào năm 2018 dự kiến công suất tăng lên đến 4.000 vào năm 2022 86 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ A Kết luận Chất lượng nước sông Tô Lịch đảm bảo yêu cầu chất lượng nguồn nước mặt quy định QCVN 08:2015/BTNMT – Cột B1, mức độ ô nhiễm dự báo có chiều hướng tiếp tục gia tăng tương lai Nước mưa có ảnh hưởng rõ rệt tới mức độ ô nhiễm nước sông nhờ trình pha lỗng Nước sơng Tơ Lịch nhiễm chủ yếu loại hình nước thải sinh hoạt thành phố Hà Nội, giá trị pH dao động khoảng trung tính đến kiềm nhẹ, giá trị trung bình mùa khô 7,38 mùa mưa 7,66 Nồng độ oxy hòa tan nước sơng Tơ Lịch thấp, giá trị trung bình đo mùa khô 0,55 mg/l 0,73 mg/l mùa mưa, giá trị pH DO nước sông Tơ Lịch khơng có chênh lệch nhiều hai mùa Giá trị TSS trung bình vào mùa khơ mùa mưa có chênh lệch lơn, giá trị TSS hai mùa 507,2 mg/L 308,4 mg/l Giá trị COD nước sông Tô Lịch trung bình 127,9 mgO2/l mùa khơ 124,73 mgO2 /l mùa mưa Giá trị BOD5 trung bình sông Tô Lịch vào mùa khô mùa mưa 90,21 mgO2/L 67,66 mgO2/L Về mức độ ô nhiễm dinh dưỡng N P, nồng độ NH4+ trung bình nước sơng Tơ Lịch 36,74 mg/l cao so với giá trị trung bình mùa mưa 19,73 mg/l Nồng độ trung bình NO3- 3,69 mg/l mùa khô, mùa mưa giá trị có xu hướng thấp đạt 1,56 mg/l Đối với thông số PO 3- mùa khô giá trị 2,77 mg/l cao so với mùa mưa 1,35 mg/l Thông số Cl- hai mùa khô mưa đạt so với QCVN 08/2015 Giá trị Coliform hai mùa khô mưa 60.000 MPN/100ml 45.000 MPN/100ml So sánh phương pháp xử lý COD hệ thống sục khí hợp chất chứa sắt nhận thấy ưu nhược điểm phương pháp Nhưng xét tính bền vững bảo vệ mơi trường phương pháp sục khí đem lại hiệu tốt 87 Ưu điểm hệ thống sử dụng pin lượng mặt trời như: Hệ thống khơng sử dụng ắc quy phí đầu tư bảo dưỡng thấp Hệ thống, thao tác vận hành đơn giản, Dễ dàng nâng cấp mở rộng hệ thống; Tuổi thọ hệ thống pin lượng mặt trời cao, công suất đỉnh ngõ pin bảo hành 25 năm; Hệ thống tự động ngưng hoạt động trường hợp điện lưới để đảm bảo an toàn cho lưới điện người sử dụng Chính ưu điểm nên việc sử dụng pin mặt trời để cung cấp điện cho hệ thống sục khí khả thi đem lại hiệu kinh tế góp phần giảm nhiễm mơi trường B Khuyến nghị Luận văn góp phần làm rõ hiệu xử lý hợp chất hữu nước thải biện pháp kỹ thuật dựa cách tiếp cận phát triển bền vững nhằm cải thiện, nâng cao khả tự làm dòng sơng, nhằm phục hồi trì chức tự nhiên dòng sơng Cần tiếp tục nghiên cứu thêm vấn đề liên quan khả áp dụng phương pháp điều kiện thực tiễn 88 DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN Lương Duy Hanh, Nguyễn Xuân Hải, Trần Thị Hồng,Nguyễn Hữu Huấn, Phạm Hùng Sơn, Đinh Tạ Tuấn Linh, Nguyễn Việt Hồng, Hồ Ngun Hồng, Phí Phương Hạnh, “Đánh giá chất lượng nước sông liên quan đến ô nhiễm mùi số sông nội đô thành phố Hà Nội”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, tập 32, số 1S (2016) 147-155 Lương Duy Hanh, Nguyễn Mạnh Khải, Phạm Hùng Sơn, Nguyễn Hữu Huấn, Phí Phương Hạnh (2019), ”Hiện trạng ô nhiễm chất hữu sông nội đô thành phố Hà Nội giải pháp kỹ thuật sục khí cưỡng nhằm gi ảm nhiễm chất hữu cơ”, Kinh tế môi trường, tr40-45 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Quyết định số 11/2017/QĐ-TTg - 12/04/2017 - Cơ chế khuyến khích phát triển dự án điện mặt trời Việt Nam [2] Thông tư số: 16/2017/TT-BCT - Quy Định Về Phát Triển Dự Án Và Hợp Đồng Mua Bán Điện Mẫu Áp Dụng Cho Các Dự Án Điện Mặt Trời [3] Quyết định số 02/2019/QĐ-TTg - Sửa đổi, bổ sung định số 11 chế khuyến khích phát triển dự án điện mặt trời Việt Nam [4] Quyết định số 05/2019/TT-BCT - Sửa đổi, bổ sung thông tư 16/2017/TT-BCT quy định phát triển dự án hợp đồng mua bán điện mẫu áp dụng cho dự án điện mặt trời [5] QCVN 08 – MT:2015/BTNMT – quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt [6] Trần Bách (2000), “Lưới điện Hệ thống điện”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [7] Trần Văn Ngân, Ngơ Thị Nga (2002), “Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải”, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [8] UBND TPHN (2005), ”Báo cáo đầu tư xây dựng cơng trình dự án nước nhằm cải tạo môi trường TPHN, Dự án (2005-2010) Hà Nội” [9] Bộ Khoa học đầu tư, Văn phòng chương trình nghị 21 (2008), “Tiềm phương hướng khai thác dạng lượng tái tạo Việt Nam” [10] Bộ kế hoạch đầu tư, văn phòng Agenda 21 (2009), “Tiềm định hướng phát triển lượng tái tạo Việt Nam” [11] Nguyễn Xuân Hải, Nguyễn Hữu Huấn (2010), “Khả sinh khí H2S từ nước sơng Tơ Lịch”, Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển Nông thôn 1, tr 28-33 90 [12] Cục QLMTYT (2012), ”Báo cáo đánh giá lĩnh vực cấp nước vệ sinh môi trường Việt Nam”, Bộ Y tế, WHO, UNICEF, Hà Nội [13] Nguyễn Hữu Huấn, Nguyễn Xuân Hải, Trần Yêm (2012), “Nghiên cứu ứng dụng mô hình METI-LIS dự báo mức nhiễm khí H2 S từ sơng Tơ Lịch”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ, 28(4S), tr 95-102 [14] Nguyễn Thị Như Quyên (2012), “Nghiên cứu trạng môi trường nước phục vụ quy hoạch hệ thống xử lý nước thải sơng Tơ Lịch – Đoạn từ Hồng Quốc Việt đến Ngã Tư Sở”, Luận văn thạc sĩ khoa học Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – ĐHQGHN [15] Phạm Mạnh Cổn, Nguyễn Mạnh Khải, Phạm Quang Hà, Trần Ngọc Anh (2013), “Nghiên cứu chất lượng nước mặt khu vực nội thành Hà Nội”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ, 29(3S), tr 24-30 [16] Lý Ngọc Thắng (2013) “Nghiên cứu thiết kế hệ thống tự động thích ứng với vị trí mặt trời nhằm nâng cao hiệu sử dụng thiết bị dùng n ăng lượng mặt trời”, Viện Năng lượng, Bộ Công Thương [17] World Bank (2013), Báo cáo ”Đánh giá hoạt động quản lý nước thải đô thị Việt Nam” [18] Ngơ Thị Bích (2014), “Đánh giá nguy ô nhiễm hợp chất hữu sông Tô Lịch đề xuất biện pháp giảm thiểu”, Luận văn thạc sĩ Khoa học Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – ĐHQGHN [19] Dương Quỳnh Nga (2014), “Thiết kế điều khiển hệ thống điện sử dụng lượng mặt trời hòa lưới điện 22kv”, Hội thảo cấp trường, Trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp – Đại học Thái Nguyên tr.102-107 [20] Nguyễn Hữu Huấn (2015), ”Nghiên cứu hình thành phát tán hydrosunfua từ sông Tô Lịch”, Luận án Tiến sĩ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – ĐHQGHN 91 [21] Lương Duy Hanh, Nguyễn Xuân Hải, Trần Thị Hồng, Nguyễn Hữu Huấn, Phạm Hùng Sơn, Đinh Tạ Tuấn Linh, Nguyễn Việt Hồng, Hồ Ngun Hồng, Phạm Anh Hùng, Phí Phương Hạnh (2016), “Đánh giá chất lượng nước sông liên quan đến ô nhiễm mùi số sông nội đô thành phố Hà Nội ”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, 32(1S), tr 166-174 [22] Nguyễn Việt Hoàng (2016), “Nghiên cứu ảnh hưởng biện pháp sục khí cưỡng đến khả xử lý chất hữu nước sông Tô Lịch ” Luận văn Thạc sĩ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – ĐHQGHN [23] REN21 (2017), “Báo cáo trạng Năng lượng tái tạo Toàn cầu 2017” [24] MOIT/GIZ Energy Support Programme (24/1/2018) “Đánh giá tiềm phát triển dự án điện mặt trời nối lưới quốc gia Việt Nam tới năm 2020, tầm nhìn 2030” [25] Lương Duy Hanh, Nguyễn Mạnh Khải, Phạm Hùng Sơn, Nguyễn Hữu Huấn, Phí Phương Hạnh (2019), ”Hiện trạng nhiễm chất hữu sông nội đô thành phố Hà Nội giải pháp kỹ thuật sục khí cưỡng nhằm giảm ô nhiễm chất hữu cơ”, Kinh tế môi trường, tr40-45 [26] https://hanoi.gov.vn/home [27] https://vi.wikipedia.org/wiki/H%C3%A0_N%E1%BB%99i [28] https://solarpower.vn/danh-gia-ung-dung-nang-luong-mat-troi-o-viet-nam/ [29] http://evnhanoi.vn/tin-tuc-evnhanoi/cong-dong-noi-ve-evn-hanoi/4937-evnhanoi-chu-trong-ung-dung-cong-nghe-xanh [30] http://nangluongvietnam.vn/news/vn/dien-hat-nhan-nang-luong-tai-tao/lap- quy-hoach-phat-trien-dien-mat-troi-thanh-pho-ha-noi.html [31] https://solarpower.vn/phuong-phap-thiet-ke-he-thong-dien-nang-luong-mat- troi/ [32] http://kingteksolar.com.vn/he-thong-dien-nang-luong-mat-troi-hoa-luoi.html 92 Tiếng Anh [33] Jones & Stokes (2004), Aeration technology feasibility report for the San Joaquin River deep water ship channel Final October (J&S 03-405.) Sacramento, CA Prepared for the California Bay-Delta Authority, Sacramento, CA [34] Nguyen Huu Huan, Nguyen Xuan Hai, Tran Yem, Nguyen Nhan Tuan (2012), “Meti-Lis model to estimate H2S emission rates from Tolich river, Vietnam”, ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences 7(11), pp 1473-1479 [35] Nguyen Huu Huan, Nguyen Xuan Hai, Tran Yem, Nguyen Nhan Tuan (2013), “Factors effect to the sunfua generation in the Tolich river, Vietnam”, ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences 8(3), pp 190-199 [36] Nguyen Huu Huan, Nguyen Xuan Hai, Tran Yem (2014), “Economic valuation of health impacts of air pollution due to H S emission from To Lich river, Vietnam”, ARPN Journal of Agricultural and Biological Science 9(1), pp 7-13 93 ... tài Nghiên cứu khả xử lý ô nhiễm chất hữu sông Tô Lịch hệ thống sục khí sử dụng pin lượng mặt trời cần thiết để sở nghiên cứu khả xử lý ô nhiễm chất hữu theo hướng bền vững thân thiện với môi... - Phí Phương Hạnh NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ Ô NHIỄM CHẤT HỮU CƠ TẠI SÔNG TƠ LỊCH BẰNG HỆ THỐNG SỤC KHÍ SỬ DỤNG PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã số: 8440301.01... trạng chất lượng nước sông Tô Lịch So sánh phương pháp xử lý ô nhiễm CHC hệ thống sục khí phương pháp sử dụng hợp chất chứa sắt Nghiên cứu giải pháp sử dụng pin lượng mặt trời thay việc sử dụng