Nghiên cứu xử lý ô nhiễm hữu cơ sông Tô Lịch bằng hệ thống sục khí năng lượng mặt trời

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan về điều kiện tự nhiên – kinh tế - xã hội của thành phố Hà Nội

1.1.1. Tổng quan về điều khiện tự nhiên của 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 về điều kiện kinh tế xã hội của TPHN

1.1.2.1. Dân số

1.1.2.2. Tình hình phát triển kinh tế

1.1.3. Tổng quan về hiện trạng môi trường của sông Tô Lịch

1.1.3.1. Vị trí địa lý, đặc điểm địa hình của sông Tô Lịch

1.1.3.2. Thực trạng nguồn thải sông Tô Lịch tiếp nhận

1.1.4. Tổng quan về hoạt động quản lý nước thải đô thị tại Hà Nội

1.1.5. Tổng quan về ô nhiễm các hợp chất hữu cơ trong nước sông

1.1.5.1. Phân loại các hợp chất hữu cơ

1.1.5.2. Ô nhiễm chất hữu cơ trong nước sông

1.1.5.3. Các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm chất hữu cơ

1.1.5.3.1. Tách nước thải và nước mưa đợt đầu khỏi sông

1.1.5.3.2. Xử lý nước thải trước khi xả vào sông

1.1.5.3.3. Tăng cường quá trình tự làm sạch trong sông

1.1.5.3.4. Giảm thiểu nguồn ô nhiễm từ tầng đáy và bùn cặn

1.1.6. Tổng quan xử lý ô nhiễm chất hữu cơ bằng phương pháp sục khí

1.1.6.1. Cơ sở khoa học

1.1.6.2. Thí nghiệm sử dụng công nghệ sục khí

1.1.6.2.1. Cơ sở khoa học của hệ thống sục khí

1.1.6.2.2. Mô hình hệ thiết bị sục khí quy mô PTN

1.1.6.3. Ảnh hưởng của phương pháp sục khí đến hiệu quả xử lý chất hữu cơ

1.1.6.4. Công nghệ sục khí ngầm được áp dụng trên thế giới

1.1.7. Tổng quan về năng lượng mặt trời

1.1.7.1. Tổng quan về năng lượng mặt trời tại Việt Nam

1.1.7.2. Ứng dụng hệ thống sục khí sử dụng pin mặt trời tại Việt Nam

2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tượng nghiên cứu

2.1.1. Chất lượng nước sông Tô Lịch

2.1.2. Phương pháp xử lý ô nhiễm chất hữu cơ bằng hợp chất chứa sắt

2.1.3. Khả năng thay thế điện năng dùng cho hệ thống sục khí bằng pin mặt trời

2.2. Phạm vi nghiên cứu

2.2.1. Phương pháp thừa kế có chọn lọc

2.2.2. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu

2.2.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm

2.2.4. Phương pháp thống kê

3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. Đánh giá chất lượng môi trường nước sông Tô Lịch

3.1.1. Kết quả phân tích chất lượng nước sông Tô Lịch mùa khô

3.1.2. Kết quả phân tích chất lượng nước sông Tô Lịch mùa mưa

3.2. Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật xử lý ô nhiễm chất hữu cơ

3.2.1. Xử lý ô nhiễm chất hữu cơ bằng hệ thống sục khí

3.2.1.1. Nguyên tắc hoạt động của máy sục khí ngầm

3.2.1.2. Sự phù hợp của phương pháp xử lý ô nhiễm CHC bằng hệ thống sục khí trên sông Tô Lịch

3.2.2. Xử lý ô nhiễm chất hữu cơ bằng hợp chất chứa sắt

3.3. So sánh ưu nhược điểm của 2 phương pháp xử lý COD

3.4. Sử dụng pin năng lượng mặt trời cho hệ thống sục khí

3.4.1. Tiềm năng sử dụng pin năng lượng mặt trời

3.4.2. Tính toán và thiết kế sơ đồ hệ thống sục khí sử dụng pin NLMT

3.4.3. Hiệu quả của hệ thống pin năng lượng mặt trời

3.4.4. Phương án thu gom xử lý pin năng lượng mặt trời sau khi hết hạn sử dụng

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ

DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Xử lý ô nhiễm hữu cơ

Nghiên cứu tập trung vào xử lý ô nhiễm hữu cơ tại sông Tô Lịch bằng hệ thống sục khí sử dụng năng lượng mặt trời. Phương pháp này nhằm giảm thiểu các chất hữu cơ trong nước, cải thiện chất lượng nước và bảo vệ môi trường. Công nghệ sục khí được đánh giá là hiệu quả trong việc tăng cường quá trình oxy hóa và phân hủy các chất hữu cơ, đồng thời giảm thiểu mùi hôi thối từ sông.

1.1. Cơ sở khoa học

Phương pháp sục khí dựa trên nguyên lý tăng cường oxy hòa tan trong nước, thúc đẩy quá trình phân hủy sinh học của các chất hữu cơ. Nghiên cứu chỉ ra rằng, việc điều chỉnh áp suất và độ sâu sục khí có thể cải thiện hiệu suất xử lý. Hệ thống sục khí sử dụng năng lượng mặt trời không chỉ tiết kiệm năng lượng mà còn giảm thiểu tác động đến môi trường.

1.2. Ứng dụng thực tế

Nghiên cứu đã thử nghiệm hệ thống sục khí trên sông Tô Lịch, cho thấy hiệu quả giảm đáng kể nồng độ COD (Chemical Oxygen Demand) và BOD (Biochemical Oxygen Demand). Kết quả này khẳng định tiềm năng của công nghệ trong việc xử lý ô nhiễm hữu cơ tại các sông nội đô, đặc biệt trong điều kiện ô nhiễm nặng như sông Tô Lịch.

II. Sông Tô Lịch và ô nhiễm môi trường

Sông Tô Lịch là một trong những con sông bị ô nhiễm nặng nhất tại Hà Nội, với lượng lớn nước thải sinh hoạt và công nghiệp xả thẳng vào sông. Nghiên cứu đánh giá hiện trạng ô nhiễm, bao gồm các chỉ tiêu như COD, BOD, và hàm lượng kim loại nặng, cho thấy mức độ ô nhiễm nghiêm trọng cần được xử lý khẩn cấp.

2.1. Hiện trạng ô nhiễm

Sông Tô Lịch tiếp nhận khoảng 250.000 m³ nước thải mỗi ngày, chủ yếu từ sinh hoạt và công nghiệp. Các chất hữu cơ, kim loại nặng và vi sinh vật gây bệnh là nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng ô nhiễm nặng nề. Nghiên cứu chỉ ra rằng, nồng độ COD và BOD vượt quá tiêu chuẩn cho phép nhiều lần, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái và sức khỏe cộng đồng.

2.2. Tác động môi trường

Ô nhiễm tại sông Tô Lịch không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng nước mà còn gây ra các vấn đề về mùi hôi thối và suy thoái hệ sinh thái. Nghiên cứu nhấn mạnh sự cần thiết của các giải pháp xử lý ô nhiễm để bảo vệ môi trường và cải thiện chất lượng sống của người dân sống dọc theo sông.

III. Hệ thống sục khí và năng lượng mặt trời

Nghiên cứu đề xuất sử dụng hệ thống sục khí kết hợp năng lượng mặt trời như một giải pháp bền vững để xử lý ô nhiễm tại sông Tô Lịch. Hệ thống này không chỉ giảm thiểu chi phí năng lượng mà còn thân thiện với môi trường, phù hợp với xu hướng phát triển bền vững.

3.1. Thiết kế hệ thống

Hệ thống sục khí sử dụng pin năng lượng mặt trời được thiết kế để hoạt động liên tục, đảm bảo cung cấp đủ oxy cho quá trình phân hủy chất hữu cơ. Nghiên cứu đã tính toán và thiết kế sơ đồ hệ thống, bao gồm các thiết bị sục khí, pin mặt trời và hệ thống điều khiển tự động.

3.2. Hiệu quả kinh tế và môi trường

Việc sử dụng năng lượng mặt trời giúp giảm đáng kể chi phí điện năng, đồng thời giảm thiểu khí thải CO2. Nghiên cứu chỉ ra rằng, hệ thống này có thể tiết kiệm đến 30% chi phí vận hành so với các phương pháp truyền thống, đồng thời đóng góp vào bảo vệ môi trường và tái sử dụng nước.

IV. Giải pháp và khuyến nghị

Nghiên cứu đưa ra các giải pháp cụ thể để xử lý ô nhiễm hữu cơ tại sông Tô Lịch, bao gồm việc áp dụng hệ thống sục khí sử dụng năng lượng mặt trời, quản lý nguồn thải và nâng cao nhận thức cộng đồng. Các khuyến nghị nhằm hướng tới một môi trường bền vững và cải thiện chất lượng nước.

4.1. Quản lý nguồn thải

Nghiên cứu nhấn mạnh sự cần thiết của việc quản lý nguồn thải, bao gồm việc xử lý nước thải trước khi xả vào sông và tách nước thải khỏi nước mưa. Điều này giúp giảm thiểu tải lượng ô nhiễm đổ vào sông Tô Lịch, tạo điều kiện thuận lợi cho các biện pháp xử lý ô nhiễm.

4.2. Nâng cao nhận thức cộng đồng

Nghiên cứu khuyến nghị tăng cường giáo dục và nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ môi trường và tái sử dụng nước. Việc này không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn thúc đẩy sự tham gia của người dân trong các hoạt động bảo vệ môi trường.

Luận Văn Thạc Sĩ: Xử Lý Ô Nhiễm Chất Hữu Cơ Tại Sông Tô Lịch Bằng Hệ Thống Sục Khí Sử Dụng Pin Năng Lượng Mặt Trời