BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
TRỊNH XUÂN ĐỨC
NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG XỬ LÝ AMONI TRONG
NƯỚC NGẦM TRÊN HỆ THIẾT BỊ SỬ DỤNG VẬT
LIỆU MANG VI SINH CHUYỂN ĐỘNG
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
MÃ SỐ: 9 52 03 20
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ
KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
HÀ NỘI – 2018
Công trình được hoàn thành tại: Học viện Khoa học Công
nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Người hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS. Trần Đức Hạ
Người hướng dẫn khoa học 2: PGS.TSKH. Ngô Quốc Bưu
Phản biện 1:
Phản biện 2:
Phản biện 3:
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ
cấp Học viện, họp tại Học viện Khoa học Công nghệ - Viện
Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam vào hồi giờ
.........., ngày … tháng … năm 2018.
Có thể tìm hiểu luận án tại:
- Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ
- Thư viện Quốc gia Việt Nam
1
MỞ ĐẦU
1. SỰ CẦN THIẾT NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
Nhu cầu về nước sạch, đảm bảo vệ sinh luôn mối
quan tâm hàng đầu đã trở thành chiến lược của nhiều quốc
gia trong đó Việt Nam. Hiện nay, nước ta mức sống của
người dân đang từng ngày được cải thiện, ý thức về bảo vệ sức
khỏe ngày càng cao, đặc biệt tại các đô thị lớn như thủ đô
Nội. Đây khu vực mức độ tập trung dân cao thứ hai cả
nước với dân số khoảng 7 triệu người năm 2014. Tuy nhiên
cùng với sự phát triển nhiều mặt của thủ đô, thì vấn đề cấp
nước sạch vẫn chưa thể đáp ứng được cả v mặt số lượng
chất lượng.
Kết quả khảo sát của Liên đoàn địa chất thủy văn - Địa
chất công trình miền Bắc lại cho thấy hàm lượng ô nhiễm
amoni trong nước ngầm ở Hà Nội đã vượt tiêu chuẩn cho phép
nhiều lần, có những nơi cao gấp 10 - 20 lần.
Sự lo ngại lớn nhất về vấn đề amoni các sản phẩm
trung gian như hợp chất nitrit và nitrat được hình thành từ
amoni trong quá trình xử sử dụng nước cấp cho ăn uống
và sinh hoạt theo chế sau: Trong quá trình xử lý nước, trong
các bể lọc luôn luôn được hình thành một cách tự nhiên các vi
khuẩn Nitrosomonas. Các vi khuẩn này chuyển hoá một phần
amoni trong nước ngầm thành các sản phẩm trung gian là nitrit.
Nếu đủ điều kiện, dưới tác dụng của một loại vi khuẩn khác
cũng được hình thành một cách t nhiên trong bể lọc
Nitrobacter, các sản phẩm trung gian nitrit tiếp tục được
chuyển hoá thành nitrat. Trong khi chưa đủ sở để đánh giá
2
mức độ và hướng tác hại của amoni lên cơ thể con người thì tác
hại của sản phẩm nguồn gốc từ amoni nitrit NO2-, nitrat
NO3- lại được biết rõ. Các chất nitrit NO2- nitrat NO3- các
tác nhân gây nên sự phá hoại hồng cầu ở trẻ em và có thể là tác
nhân gây bệnh ung thư.
Một trong những công nghệ hiếm hoi thể đáp ứng
các tiêu chí đòi hỏi trên công nghệ màng vi sinh chuyển
động (Moving Bed Biofilm Reactor MBBR). Đó công
nghệ sử dụng màng vi sinh bám trên chất mang, chất mang
chuyển động trong nước khi hoạt động. Hiệu quả xử của
chỉ thấp hơn dạng kỹ thuật lưu thể (fluidized bed reactor), cao
hơn nhiều so với các kỹ thuật khác, lại vận hành đơn
giản hơn nhiều so với kỹ thuật tầng lưu thể (đòi hỏi trình độ tự
động hóa cao).
Từ thực tiễn nêu trên, Đề tài “Nghiên cứu, ứng dụng xử
amoni trong nước ngầm trên hệ thiết bị sử dụng vật liệu
mang vi sinh chuyển độngđược lựa chọn cho luận án tiến
này.
2. MỤC TIÊU NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA
LUẬN ÁN
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
- Nghiên cứu xử amoni trong nước ngầm vùng
Nội với hàm lượng nhỏ hơn 25mg/L (20mgN/L) bằng quá trình
Nitrat hóa (Nitrification) khử Nitrat (Denitrification) đồng
thời trong thiết bị sử dụng vật liệu mang vi sinh chuyển động
(MBBR) với vật liệu mang dạng xốp (DHY) diện tích bề
mặt cao khoảng 6.000-8.000 m2/m3, độ xốp lớn trọng lượng
3
nhẹ dễ chuyển động trong nước, trong điều kiện không bổ sung
cơ chất.
- Nghiên cứu thiết kế thiết bị xử sử dụng vật liệu
mang vi sinh DHY dưới dạng tích hợp bao gồm bể MBBR
bể lọc tự rửa để xử amoni trong ớc ngầm đảm bảo tiêu
chuẩn nước sạch cấp cho sinh hoạt ăn uống với hiệu quả
cao, phù hợp với khả năng đầu và điều kiện vận hành ở Việt
Nam.
2.2. Nội dung nghiên cứu
(1) Thu thập số liệu khảo t hiện trạng khai thác,
dây chuyền công nghệ xử của các nhà máy nước (NMN)
trong vùng Nội để đánh giá tổng quan về chất lượng nước
ngầm, về ô nhiễm amoni các yếu tố ảnh hưởng như: pH,
nhiệt độ, độ kiềm, chất hữu cơ, phốt pho đánh giá hiệu quả
xử lý amoni của các dây chuyền hiện nay.
(2) Nghiên cứu tổng quan các phương pháp xử
amoni trong nước thế giới phân tích ưu nhược điểm đưa
ra các vấn đề còn tồn tại.
(3) Nghiên cứu tổng quan về xử amoni bằng phương
pháp vi sinh để hiểu được cơ chế xử lý, các loại vi sinh vật, yếu
tố ảnh hưởng và các mô hình động học phản ứng làm sở lựa
chọn hình thí nghiệm, phân tích đánh giá các kết quả thu
được trên hình thí nghiệm hình thử nghiệm hiện
trường.
(4) Nghiên cứu tổng quan về màng vi sinh và các công
trình sử dụng kỹ thuật màng vi sinh, đánh giá ưu nhược điểm
của từng loại màng, từng loại công trình từ đó đề xuất vật liệu