Công nghệ / Thiết bị Công suất Chi phí lắp đặt
(đồng/bộ)
Chi phí sản xuất 1 m3 (đồng)
Hệ thống xử lý asen quy mô phân tán bằng vật liệu H1
2 m3/ngày 8.900.000 4.592
Hệ thống xử lý asen quy mô phân tán bằng vật liệu O1 2 m3/ngày 8.900.000 4.285 Nƣớc cấp đô thị tại thành phố Hà Nội - - 6.869 (cho 10 m3 đầu) Máy lọc nƣớc Kangaroo KG100HQ 10 l/h (0,24 m3/ngày) 6.250.000 464.285 Bình nƣớc thƣơng phẩm - - 600.000 – 750.000
Qua bảng trên ta thấy chi phí lắp đặt cũng nhƣ vận hành của hệ thống xử lý asen bằng vật liệu hydroxit sắt/ quặng sắt oxit là thấp hơn cả. Các thiết bị máy lọc nƣớc tuy nhỏ gọn tiện dụng cho các hộ gia đình nhƣng chi phí đầu tƣ ban đầu và vận hành cao chƣa phù hợp với điều kiện kinh tế của nhiều hộ gia đình tại các vùng nơng thơn, ngồi ra việc lắp đặt cho 1 trƣờng mầm non cũng không đảm bảo cung cấp lƣợng nƣớc, thời gian sử dụng cục lọc sẽ ngắn lại do nhu cầu lọc cao. Hệ thống xử lý asen quy mơ phân tán có chi phí sản xuất 1 m3 nƣớc uống đảm bảo thấp hơn khoảng 1,5 lần so với giá nƣớc cấp đơ thị (tính theo mức giá rẻ nhất của 10 m3 đầu) và thấp hơn gấp nhiều lần nếu so sánh với nƣớc đóng bình thƣơng phẩm.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
KẾT LUẬN
Sau khi nghiên cứu và hoàn thành, luận văn rút ra một số kết luận sau:
Tại xã Hồng Thái, 100% số hộ gia đình đƣợc khảo sát có giếng khoan và sử dụng nƣớc giếng khoan cho sinh hoạt, thậm chí ăn uống, tuy nhiên chất lƣợng nƣớc các giếng khoan ở 2 thôn Duyên Yết và Lạt Dƣơng đều có nồng độ asen vƣợt QCVN 02:2009/BYT. Hai địa điểm lắp đặt hệ thống xử lý asen tại điểm trƣờng mầm non xóm 6 và xóm Trại, xã Hồng Thái là các địa điểm ô nhiễm asen trong nƣớc ngầm, theo kết quả phân tích nằm trong khoảng 245 – 420 µg/l. Ngoài ra nồng độ sắt trong nƣớc ngầm tại đây nằm trong khoảng 6 – 15 mg/l.
Với mơ hình xử lý asen quy mơ phịng thí nghiệm, khoảng pH tối ƣu để hấp phụ asen của vật liệu H1 là từ 5 – 8, của vật liệu O1 là 6 – 8 phù hợp với điều kiện pH của nƣớc ngầm ngồi thực tế. Trong điều kiện dịng chảy liên tục với nồng độ asen đầu vào 507 µg/l, tốc độ dịng 10 ml/phút, chiều cao của cột vật liệu ảnh hƣởng đến hiệu quả xử lý asen trong nƣớc, chiều cao lớp vật liệu hấp phụ càng cao thì hiệu quả xử lý asen càng cao. Dung lƣợng hấp phụ cực đại của vật liệu H1 với asen trong trong điều kiện dòng chảy liên tục trong phịng thí nghiệm là 4,4 mg/g, dung lƣợng hấp phụ cực đại của vật liệu O1 tại cùng điều kiện là 3,9 mg/g.
Sau khi thiết kế, lắp đặt và vận hành 2 hệ thống xử lý asen trong nƣớc ngầm với công suất 2 m3/ ngày tại 2 địa điểm trên, nƣớc ngầm sau xử lý có các thơng số về pH, As, Fe đều phù hợp theo QCVN 01:2009/BYT. Hiệu quả xử lý lớn hơn 96,66% đối với asen và lớn hơn 96,48% đối với sắt.
Với 1 hệ thống xử lý nƣớc ngầm quy mơ phân tán, chi phí lắp đặt hệ thống là 8.900.000 đồng, chi phí vận hành sản xuất ra 1 m3 nƣớc là 4.592 đồng với hệ xử lý sử dụng vật liệu H1 và 4.285 đồng với hệ xử lý sử dụng vật liệu O1. Chi phí lắp đặt và chi phí vận hành của 2 hệ thống xử lý thấp hơn so với giá nƣớc cấp thành phố và thấp hơn nhiều lần so với chi phí và giá của một số hệ thống, thiết bị trên thị trƣờng.
KIẾN NGHỊ
Nghiên cứu cần tiếp tục đƣợc mở rộng để khảo sát khả năng hấp phụ asen (III), khảo sát đánh giá các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình hấp phụ asen nhƣ photphat, silicat, ..., thời gian bão hịa, tuổi thọ vật liệu, các dạng hình dạng của vật liệu.
Nghiên cứu cần tiếp tục đánh giá vật liệu sau khi bão hòa asen (Các nghiên cứu về độc học môi trƣờng hay nghiên cứu đánh giá khả năng ứng dụng sau khi đổ thải của vật liệu....) từ đó tìm ra phƣơng pháp giải hấp vật liệu cũng nhƣ tái sử dụng vật liệu hay biện pháp chôn lấp hợp lý.
Tiến hành rửa lọc các lớp vật liệu và kiểm tra độ an toàn của nƣớc sau xử lý sau khi rửa lọc tại hệ thống thực tế, tìm ra phƣơng án xử lý bùn cặn của quá trình xả đáy, rửa ngƣợc hay thay thế vật liệu.
Tiếp tục phát triển, ứng dụng hệ thống xử lý asen trong nƣớc ngầm quy mô phân tán tại các địa phƣơng khác với mức độ và các thông số ô nhiễm khác nhau.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Lê Huy Bá (2008), Độc học môi trường cơ bản, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh.
2. Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng (2016), Báo cáo Môi trường quốc gia 2016, Hà Nội.
3. Trần Hồng Côn (2005), Nghiên cứu công nghệ và chế tạo thiết bị xử lý asen trong nước cho quy mơ hộ gia đình và cụm dân cư, Đề tài Sở KHCN Hà Nội,
Mã số 01C- 09/11-2005-1.
4. Bùi Quang Cƣ (2007), Sử dụng quặng pyrolusite để loại bỏ asen (thạch tín - As)
trong nước là một nghiên cứu nhằm đa dạng các phương pháp xử lý asen trong nước ngầm, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
5. Đặng Ngọc Chánh (2010), Mơ hình xử lý Asen trong nước ngầm áp dụng cho cấp
nước tập trung tại xã Tân Long, huyện Long Bình, tỉnh Đồng Tháp.
6. Nguyễn Hoài Châu (2005), Nghiên cứu xây dựng công nghệ khả năng xử lý amoni và asen trong nước sinh hoạt, Báo cáo đề tài Viện khoa học và công
nghệ Việt Nam.
7. Vũ Ngọc Duy (2005), Nghiên cứu động học oxi hóa As (III) trong nước bằng Clo
và Cloramin, Luận văn Thạc sĩ Khoa học, Đại học Khoa Học Tự Nhiên, Đại
học Quốc Gia Hà Nội, Hà Nội.
8. Vũ Thị Duyên (2017), Nghiên cứu sự phân bố hàm lượng asen trong nước ngầm
và trầm tích tại khu vực tây bắc Hà Nội, Luận văn Thạc sĩ Khoa học, Đại học
Khoa Học Tự Nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội, Hà Nội.
9. Nguyễn Thị Hà, Hoàng Thị Trung Hiếu & Nguyễn Văn Hà (2006), “Nghiên cứu tách asen trong nƣớc ngầm bằng hệ thống lọc hấp phụ asen quy mơ hộ gia đình sử dụng quặng MnO2”, Hội nghị Khoa học lần thứ 20 Đại học Bách khoa Hà Nội - Phân ban: Môi trƣờng, trang. 80-86.
10. Lƣu Đức Hải, Trần Văn Quy, Nguyễn Mạnh Khải, Nguyên Xuân Huân, Trần Văn Sơn (2011), “Phƣơng hƣớng công nghệ xử lý bùn đỏ của các nhà máy
sản xuất Alumina tại Tây Nguyên”, Tạp chí khoa học ĐHQGHN tập 27 (Số 5S), trang. 61- 67.
11. Trần Mạnh Hùng (2012), Nghiên cứu thành phần, tính chất của bùn đỏ và định
hướng ứng dụng trong lĩnh vực môi trường, Luận văn Thạc sỹ Khoa học:
chuyên ngành Hóa phân tích, Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội.
12. Phạm Thị Mai Hƣơng (2008), Điều chế và khảo sát khả năng ứng dụng của một
số vật liệu tách asen trong nước ngầm, Luận văn Thạc sĩ, Đại học Khoa Học
Tự Nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội.
13. Nguyễn Thị Huệ (2011), Hiện trạng ô nhiễm asen trong nước ngầm ở Việt Nam, tuyển tập hội thảo “Công nghệ xử lý đồng thời asen và sắt trong nƣớc bằng phƣơng pháp lọc sinh học”, Hà Nội.
14. Nguyễn Mạnh Khải (2011), “Ô nhiễm asen trong nƣớc ngầm và khả năng xử lý tại chỗ quy mơ hộ gia đình tại xã Trung Châu, Đan Phƣợng, Hà Nội”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, tập 27, trang 22-
29.
15. Trịnh Xuân Lai (2011), Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp, Nhà xuất bản Xây Dựng, Hà Nội.
16. Phạm Văn Lâm (2011), Loại bỏ asen trong nước ăn uống bằng vật liệu nanocomposite NC-MF và NC-F20 tự chế tạo, tuyển tập hội thảo “Công
nghệ xử lý đồng thời asen và sắt trong nƣớc bằng phƣơng pháp lọc sinh học”, Hà Nội.
17. Lê Đình Minh (2004), Nghiên cứu phát hiện asen, nitrit trong nước giếng khoan, thăm dò khả năng xử lý asen trong phịng thí nghiệm, Báo cáo
nghiệm thu đề tài cấp Bộ Y tế.
18. Nguyễn Trung Minh (2011), “Hạt vật liệu chế tạo từ bùn đỏ bauxit Bảo Lộc và định hƣớng ứng dụng trong xử lý ô nhiễm nƣớc thải”, Các khoa học về trái
19. Nguyễn Thị Hằng Nga (2014), Nghiên cứu khả năng xử lý asen (As) trong nước
ơ nhiễm bằng sản phẩm đất phong hố nhiệt đới, Hội nghị khoa học thƣờng
niên, Khoa Kỹ Thuật Tài Nguyên Nƣớc, Trƣờng ĐH Thủy lợi, Hà Nội. 20. Trần Hiếu Nhuệ (2004) Ơ nhiễm mơi trường nước do asen và công nghệ xử lý
phục vụ cấp nước sinh hoạt. Viện kỹ thuật nƣớc và công nghệ môi trƣờng,
hội BVTN và MT Việt Nam.
21. Đào Ngọc Phong & Đặng Văn Can (2000), “Đánh giá tác động của asen tới môi sinh và sức khỏe con ngƣời ở các vùng mỏ nhiệt dịch có hàm lƣợng asen cao”, Tập san Địa chất và Khoáng sản 7, trang. 199.
22. Trần Văn Quy, Nguyễn Xuân Huân & Trần Văn Sơn (2012), “Nghiên cứu hiện trạng và hiệu quả xử lý ô nhiễm asen trong nƣớc ngầm ở huyện Hoài Đức, Hà Nội bằng các vật liệu có sẵn trong tự nhiên”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, tập 28, trang. 174 - 180.
23. Trần Quang Sáng (2014), Nghiên cứu sự hấp phụ của than hoạt tính dạng siêu
mịn, luận án tiến sĩ hóa học.
24. Vũ Minh Thắng (2012), Nghiên cứu xử lý asen trong nước ngầm bằng vật liệu
zeolit biến tính đioxít mangan (MnO2), Luận văn Thạc sĩ ngành Khoa học
môi trƣờng, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học quốc gia Hà nội. 25. Lê Văn Thanh (2004), Công nghệ sản xuất chất màu gốm sứ. Nhà xuất bản Xây
dựng, Hà Nội.
26. Nguyễn Hoàng Phƣơng Thảo (2016), “Nghiên cứu khả năng hấp phụ kim loại nặng và Asen của laterit đá ong của huyện Tam Dƣơng, tỉnh Vĩnh Phúc”,
Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, tập 32 (1S), trang. 321 - 326.
27. Phạm Thị Thuý (2016), “Nghiên cứu chế tạo vật liệu xử lý asen trong nƣớc từ bùn đỏ”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, tập 32 (1S), trang. 370 - 376.
28. Phạm Thị Kim Trang (2007), “Hiện trạng ô nhiễm thạch tín trong nƣớc giếng khoan tại các tỉnh đồng bằng sơng Hồng”, Tạp chí Nơng nghiệp và Phát triển
29. Trung tâm quốc gia nƣớc sạch và vệ sinh môi trƣờng nông thôn (2016), Kết quả
phân tích mẫu nước 1218 cơng trình cấp nước nhỏ lẻ quy mô hộ gia đình nơng thơn Hà Nội năm 2016, Hà Nội.
30. UNICEF (2004), Ơ nhiễm thạch tín trong nguồn nước sinh hoạt ở Việt Nam – Khái quát tình hình & các biện pháp giảm thiểu cần thiết.
31. Nguyễn Trọng Uyển (2002), “Nghiên cứu sử dụng đá ong (laterit) làm tác nhân hấp phụ loại bỏ an toàn asen ra khỏi nƣớc sinh hoạt”, Tạp chí Hóa học, tập
40 (ĐB), trang. 107-111.
Tiếng Anh
32. HM Anawar, J Akai, KMG Mostofa, S Safiullah and SM Tareq (2002), “Arsenic poisoning in groundwater: health risk and geochemical sources in Bangladesh”, Environment International, Vol 27 (7), pp. 597-604.
33. R. Andres Sanchez (2017), “Arsenic in Groundwater Poses Ongoing Challenge”, WRRC Graduate Outreach Assistant, Vol 25 (1) Winter 2017, pp. 1 – 14.
34. Tetsuro Agusa, Pham Thi Kim Trang, Vi Mai Lan, Duong Hong Anh, Shinsuke Tanabe, Pham Hung Viet, Michael Berg (2013), “Human exposure to arsenic from drinking water in Vietnam”, Science Total Environenment, vol. 488, pp. 562-569.
35. Badal Kumar Mandal; Kazuo T. Suzuki (2002), “Arsenic round the world”,
Talanta, vol. 58, pp. 201-235.
36. Bissen M., Frimmel F.H. (2003), “Arsenic – a review. Part I: occurrence, toxicity, speciation, mobility”, Acta Hydrochim. Hydrobiol, Vol 31, pp. 9 –
18.
37. Bitner MJ, Chwirka JD (1994), Arsenic removal treatment technologies for drinking water supplies, Proceeding of 39th New Mexico water conference,
38. R. Chen and X. C. Wang (2009), “Cost–benefit evaluation of a decentralized water system for wastewater reuse and environmental protection”, Water Science & Technology - WST Vol 59 (8), pp. 1515 – 1522.
39. Chowdhury, Saidur Rahman, Yanful & Ernest K (2010), “Arsenic and chromium removal by mixed magnetite–maghemite nanoparticles and the effect of phosphate on removal”, Journal of Environmental Management,
Vol 91(11), pp. 2238-2247.
40. G. Chung, K. Lansey, P. Blowers, P. Brooks, W. Ela, S. Stewart, P. Wilson (2008) “A general water supply planning model: Evaluation of decentralized treatment”, Environmental Modelling & Software, Vol 23, pp. 893 – 905. 41. Frederick Partey, David Norman, Samuel Ndur & Robert Nartey (2008),
“Arsenic sorption onto laterite iron concretions: Temperature effect”, Journal
of Colloid and Interface Science, Vol 321 (2), pp. 493 – 500.
42. Pham Hoang Giang, Nguyen Quoc Hung, Le Danh Quan, Nguyen Manh Khai, Pham Thi Thuy, Dang Thi Thanh Huyen (2017), “Study on removal of arsenic (V) from groundwater by iron-rich adsorbent”, VNU Journal of Science: Earth and Environmental Science, Vol. 33 (1S), pp. 149 – 156.
43. Huaming Guo, Dongguang Wen, Zeyun Liu, Yongfeng Jia, Qi Guo (2014), “A review of high arsenic groundwater in Mainland and Taiwan, China: Distribution, characteristics and geochemical processes”, Applied Geochemistry, Vol 41, pp. 196 – 217.
44. Henke K. R. (2009), Arsenic: Environmental chemistry, Health threats and Waste treatment, John Wiley & Sons, Inc., New Jersey, USA.
45. T. H. Hoan (2000), Survey of arsenic in Ma River Upstream Region, Hà Nội:
UNICEF.
46. Hug S. J., Leupin O. X. & Berg M. (2008), “Bangladesh and Vietnam: Different Groundwater Compositions Require Different Approaches to Arsenic Mitigation”, Environmental Science & Technology, Vol 42(17), pp. 6318‐
47. H. Hwanga, A. Forrestera, K. Lansey (2014), “Decentralized water reuse: regional water supply system resilience benefits”, Procedia Engineering, Vol 70, pp. 853 – 856.
48. Jack C.Ng, Jianping Wang and Amijad Shraim (2003), “A global health problem caused by arsenic from natural sources”, Chemosphere, Vol. 52, pp. 1353-1359.
49. James W.Moore and S. Ramamoorthy (1984), Heavy metal in natural waters,
New York: springer-Verlag New York Inc.
50. Al-Jayyousi, O. R. (2003), “Greywater reuse: towards sustainable water management”, Desalination, Vol 156(1), pp. 181 - 192.
51. Arub Joshi & Malay Chaudhuri (1996), “Removal of Arsenic from Ground Water by Iron Oxide-Coated Sand”, Journal of Environment Engineering,
Vol 122(8), pp. 769 - 770.
52. Kalyan R. Piratlaa, Suraj Goverdhanam (2015), “Decentralized water systems for sustainable and reliable supply”, Procedia Engineering, Vol. 118, pp. 720 – 726.
53. Kanel SR, Greneche JM, Choi H (2006), “Arsenic(V) removal from groundwater using nano scale zero-valent iron as a colloidal reactive barrier material”, Environmental Science Technology, vol. 40(6), pp. 2045-2050. 54. Kenneth G.Brown, Gilbert L. Ross (2002), “Arsenic, drinking water andhealth:
A postion paper of the American council on scien and health”, Regulatory Toxicology and Pharmacology, vol. 36, pp. 162-174.
55. Nguyen Van Lap & Ta Thi Kim Oanh (2006), Arsenic contamination on groundwater in Dong Thap province and adjacent areas, Mekong river delta, south Vietnam, Proceeding National Workshop, Hanoi.
56. Luis Rodríguez-Lado, Guifan Sun, Michael Berg, Qiang Zhang, Hanbin Xue, Quanmei Zheng, C.Annette Johnson (2013), “Ground water arsenic contamination throughout China”, Science, vol. 341(6148), pp. 866 - 868.
57. Michael Berg, Hong Con Tran, Thi Chuyen Nguyen, Hung Viet Pham, Roland Schertenleib, Walter Giger (2001), “Arsenic Contamination of Groundwater and Drinking Water in Vietnam: A Human Health Threat”, Environmental
Science Technology, vol. 35 (13), pp. 2621 – 2626.
58. G. Prakash Narayan, Mostafa H. Sharqawy, Edward K. Summers, John H. Lienhard ,Syed M. Zubair, M.A. Antar (2010), “The potential of solar-driven humidification–dehumidification desalination for small-scale decentralized water production”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 14, pp. 1187 – 1201.
59. Phuong Kim Nguyen (2008), Geochemical Study of Arsenic Behavior in Aquifer
of the Mekong Delta, Vietnam, Degree of Doctor of Engineering, Kyushu
University.
60. Nguyen T.V, Chaudhary D.S, Ngo H.H & Vigneswaran (2004), “Arsenic in water: Concerns and treatment technologies”, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, vol. 10, p. 337 – 348.
61. Rachana Singh (2015), “Arsenic contamination, consequences and remedition techiques: A review”, Ecotoxicology and Environmental Safety, Vol. 112, pp. 247 – 270.
62. Shahedur Rahman, Ki-Hyun Kim, Subbroto Kumar Saha, A.M.Swaraz, Dipak Kumar Paul (2014), “Review of remediation techniques for arsenic (As) contamination: a novel approach utilizing bio-organism”, Journal of Environmental Management, vol. 134, pp. 175 - 185.
63. Shankar S., Shanker U., Shikha (2014), “Arsenic Contamination of Groundwater: A Review of Sources, Prevalence, Health Risks, and Strategies for Mitigation”, The Scientific World Journal, Vol. 2014.
64. Smedley P.L., D.G. Kinniburgh (2002), “A review of the source, behaviour and distribution of arsenic in natural waters”, Applied Geochemistry, Vol. 17, pp.