Nghiên cứu xử lý nước kênh nhiêu lộc bằng phương pháp oxy hóa nâng cao

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MƠI TRƯỜNG THÀNH PHĨ HỊ CHÍ MINH

KHOA MƠI TRƯỜNG
BO MON KY THUAT MOI TRUONG

DO AN TOT NGHIEP

NGHIEN CUU XU LY NUOC KENH NHIEU
LOC BANG PHUONG PHAP OXY HOA
NANG CAO
LUUY:
Tài liệu trong thư viện điện tử của trường Đại học Tài ngun và Mơi trường
TP. HCM chỉ được sử dụ@ŸÏa-gruc đích học tập và nghiên cứu cá nhân.

Nghiêm cấm mọi hình th
không được sự cháp thu
Trung tâm Thông tin-Thu

in ấn phục vụ các mục đích khác nếu
bản hoặc của tác giả.

ào
2

lịu,trả h wong cam on Quy NXB, Quy Tac gia da

tao diéu kién hé tro viée hoe*tapsWghién ctru ctia cdc ban sinh vién.

SVTH: LE QUANG THANG
MSSV: 0450020460

GVHD: TS. THAI PHUONG VU

TP.HCM, 04/2017


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước kênh Nhiêu Lộc bằng phương pháp oxy hóa nâng cao

LỜI CẢM ƠN
Ơng cha ta có câu ca dao:

“Máy ai là kẻ khơng thây
Thể gian thường nói đồ mày làm nên”
Thật vậy, được sự chỉ dẫn tận tình của thầy TS. Thái Phương Vũ, tơi đã hồn thành đúng
thời hạn đơ án tơt nghiệp. Em chân thành cảm ơn thây.
“Học thay không tay học bạn”

Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, tôi đã được sự giúp đỡ của các nhóm đề tài nghiên
cứu khác. Cảm ơn các bạn rất nhiều.

Ngoài ra, với những kiến thức em đã học được từ các quý thầy (cô) Khoa Môi trường —
Đại học Tài nguyên và Mơi trường Tp. Hồ Chí Minh truyền đạt lại trong suốt q trình

học tập góp phần khơng nhỏ dé tơi hiểu và hồn thành tốt hơn khóa luận tốt nghiệp của

mình.

SVTH: Lê Quang Thắng

GVHD: TS. Thái Phương Vũ

i


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước kênh Nhiêu Lộc bằng phương pháp oxy hóa nâng cao

TĨM TAT
Luận văn nghiên cứu “Nghiên cứu xử lý nước kênh Nhiêu Lộc bằng phương pháp
oxy hóa nâng cao” được thực hiện để đánh giá hiệu quả xử lý nước kênh Nhiêu Lộc.
Công nghệ keo tụ điện hóa kết hợp với phương pháp oxy hóa nâng cao đang được khuyến
khích áp dụng với hiệu quả xử lý chất ô nhiễm cao. Nghiên cứu này được thực hiện trên
mơ hình phịng thí nghiệm, kết quả chứng minh hiệu quả xử lý COD cao từ 60% đến 70%
khi thời gian sục Ozone là 15 phút, thời gian lắng là 60 phút và duy trì thời gian điện hóa
25 phút. Ngồi ra, nghiên cứu cịn chứng minh pH tăng dân trong khoảng pH trung tính
khi kéo dài thời gian điện hóa và sục ozone.

SVTH: Lê Quang Thắng

GVHD: TS. Thái Phương Vũ

ii


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước kênh Nhiêu Lộc bằng phương pháp oxy hóa nâng cao

ABTRACT
Research thesis "Research on water treatment of Nhieu Loc canal by Advanced
Oxidation Processes" was conducted to evaluate the effectiveness of waste water

treatment at Nhieu Loc canal. The combination of Electrocoagulation Technology and
Advanced Oxidation Processes are encouraged to used with high efficiency in treating
pollutants. This study was carried out on experimental model, which proved high COD
removal efficiency from 60% to 70% at 15 minutes of ozone humidification, 60 minutes
of settling time, and 25 minutes of maintaining electrochemical interval. In addition, the

study also proved that the pH was gradually increased in the neutral pH while prolonging
electrolysis and ozone.

SVTH: Lé Quang Thang

GVHD: TS. Thai Phương Vũ

iii


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước kênh Nhiêu Lộc bằng phương pháp oxy hóa nâng cao

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN...............................-s
HH... THHH.HHHHH.gH.rrHdrrrrirtrrrrrtrrrrrrorie i
TÓM TẮTT...............................
22c. E2 11.1... E1... 0... E1. tr
ii
ABTTIRACT....................................s
. 5-5.
00 00009000059 00080 800

MỤC L ỤỨC. . . . . . . . . . . . . .

5° 5° 5® S949

Hi

93 2980719 02.9403.48 0398039098 0910900800403040 96 iv

DANH MUC BANG .incsssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssessssssssssssesssssssssssssssssssees vii
DANH MUC HINHussssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssscccscccscccscsccscecessseseees viii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮTT..................................2°
V22££E222vvvssseerrrvvvvresse X

MỞ ĐẦU...............................
2 se HH... HH... THH.HTHH.HErHHEEtriHrtrrdrttrirrtrririrrie 1
1
Dat Va ................... 1
2.

I000019000...

.............

2

3.

Phạm vi nghiên cỨu.......................---2252 522S+SSE2E£SEEE+E£EE£EeEEEEeEeEErxrxerxrrererrrxrrrrrrree 2

4.

Nội dung nghiên cứu........................-----¿5-52 522+22£2E2E£EE2E2EEEE2ESEEEEEEEEEEEEErrrrrrrrrrrrrrer 2

5.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài..................... .---2222c++222222115222222EE..xce. 3

6.

Thời gian và địa điểm nghiên cứu........................---------+222EE+222+++222222E2222zerztrrrrrrxce. 3

CHƯƠNG 1 TÔNG QUAN TÀI LIỆU...................................----«cccccsccccccccecessesssssrsssses 4
1.1.
TONG QUAN VE TINH TRANG VA CHAT LUGNG NUGC CUA KENH
l:ÿ,\05M9s7.)):83s198;1959s08)/11)1sYfÝ.......... 4
1.1.1...

Tổng quan về hiện trạng hé thong kênh rạch thành phó Hỗ Chí Minh........ 4

L12.

Tinh trang chat lượng nước của kênh Nhiêu Lộc............................----2-5--2-+5+ 9

12.

CÁC PHƯƠNG PHÁP XU LY NƯỚC THẢI..................................

10

IZZN,...3..16ảa. ae...

10

12.2.

Phương pháp hóa Ïý....................................---+©22555525+
2c seszesrsrerxcrs

10

12.3.

Phương pháp sinh học..........................................----5cc5cscscsccsrsrcrrsree

II

SVTH: Lê Quang Thắng
GVHD: TS. Thai Phuong Vii

IV


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước kênh Nhiêu Lộc bằng phương pháp oxy hóa nâng cao

1.2.4.

Ung dung tai sử dụng nước sau xử lý phục vụ cho đô thị và công nghiệp

trên thế giới...............------ccc22++++1111122211211111111112
E121.
de 13
13.
GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC Ơ NHIÊM BẰNG CƠNG
NGHỆ OXY HĨA NÂNG CAO.............................--...222222222222222222222222222222EEEEEEErrrrrrrrreer 18
1.3.1.

Sự cần thiết của công nghệ cao...............................-------ct22EEEEEEEEErrreeeeeecced 18

13.2. — Giới thiệu các q trình oxi hóa nâng €a0......................... -.--+--+--+=+©-s5-s><+>+ 20
1.3.3.

Cơ sở lý thuyết q trình fehton................................---cccccccccscEEEEEEeeesrrrrrrree 23

1.3.4.

Cơ sở lý thuyết quá trình peroXon............................---cccccccccsccEEEEEEeecrcrrrrree 29

14.

GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ ĐIỆN HÓA TRONG XỬ LÝ

)\U9e VẢ...

32

1.4.1.

Khái niệm điện hóa.........................................----+-+2+<+s+2+E£2E+EzE+E£EEEeErkzkrrrrrersrrcee 32

1.4.2.

Nghiên cứu về điện hóa trên thế giới.........................-.-------cc-c22cccvccccrrrrrree 33

1.4.3.

Nghiên cứu điện hóa tại Việt Nam................................-:-5-55-5+55+2cs>s+c+szsesrxsrs 37

1.5.

PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KẾT HỢP GIỮA KEO TỤ ĐIỆN HÓA VÀ OXY

HÓA NÂNG CAO.......................------2222222222222222222222.............2.2.2..2222222222222
xe 39
CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUU ...................................------2.1 TÔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................--22222222222222222 42
2.2 MƠ HÌNH VÀ VẬT LIỆU THÍ NGHIỆM.............................-------22222222222222222222.-.e 43
2.3 CACH TIEN HANH THI NGHIỆM..........................------------2222222222222222222.2..c.c.rc 44
2.4 PHƯƠNG PHÁP LÁY MẪU VÀ PHÂN TÍCH...........................----2222222222222222222zei 46
CHƯƠNG 3 KÉT QUÁ VÀ THẢO LUẬN ...............................
2° cccccssecccccccee 48
3.1. KET QUA NGHIEN CUU CAC YEU TO ANH HUONG DEN QUA TRINH

KEO TỤ ĐIỆN HOA KET HOP OXY HÓA NÂNG CAO........................-----c22c2222 48
3.1.1. Ảnh hưởng của thời gian sục Ozone đến hiệu quả xử {ý COD........................ 48
3.1.2. Ảnh hưởng của thời gian lắng đến hiệu quả xử lÿ COD..............................- 51
3.1.3 Sự thay đổi pH theo thời gian SUC OZONE ...c...ccccsscsscsvsscssssssssvssvssesssseevvssseesseee 54

KET LUAN VA KIEN NGHI weeccccsscssssssscsssssssssssecsesssssssssscessesssssssseeessessssssseceesessssssees 59

SVTH: Lé Quang Thang
GVHD: TS. Thai Phwong Vii

V


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước kênh Nhiêu Lộc bằng phương pháp oxy hóa nâng cao

500907...
KEN NGHO .......................
TAI LIEU THAM KHAO......ccsssssssssssssssssssssssssssssssssssscssscscscsssssssesessscsesesessses
PHU LUC wessssssssssssssssssssssssssssssssesssssssssssssssssssssssscssusssssssesssessesesssasssnssssesseeee

SVTH: Lé Quang Thang
GVHD: TS. Thai Phuong Vii

vi


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước kênh Nhiêu Lộc bằng phương pháp oxy hóa nâng cao

DANH MUC BANG
Bang 1.1 Khả năng oxy hóa của một số tác nhân oxy hóa ...............................-------- 21
Bang 1.2 Các q trình oxi hóa nâng cao không nhờ tác nhân ánh sáng............... 22
Bảng 1.3 Các q trình oxi hóa nâng cao nhờ (ác nhân ánh sáng........................... 23
Bảng 1.4 Nồng độ các chất ô nhiễm có trong nước thải đầu vào và đầu ra bễ keo

tụ điện hóa - 2 bé USBF với tổng thời gian lưu 8h

Bảng 2.2 Phương thức thí nghiệm ..................................s5 << 5< scssssessessesessessessese
Bảng PL.1 Số liệu thí nghiệm COD khi sục Ozone 5 phút...............................--------- 61
Bảng PL.2 Số liệu thí nghiệm COD khi suc Ozone 10 phút...............................------ 62
Bảng PL.3 Số liệu thí nghiệm COD khi sục Ozone 15 phút...............................------ 63
Bảng PL.4 Số liệu thí nghiệm COD khi suc Ozone 25 phút...............................-----¿ 64
Bảng PL.5 Số liệu thí nghiệm pH khi sục Ozone 5 phút ...............................--‹‹-‹--- 65
Bảng PL.6 Số liệu thí nghiệm pH khi sục Ozone 10 phút ................................--------- 65
Bảng PL.7 Số liệu thí nghiệm pH khi sục Ozone 15 phút ................................-------- 65
Bảng PL.8 Số liệu thí nghiệm pH khi sục Ozone 25 phút ................................-------- 65

SVTH: Lê Quang Thắng

GVHD: TS. Thái Phương Vũ

vii


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước kênh Nhiêu Lộc bằng phương pháp oxy hóa nâng cao

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Mơ hình nghiên €ỨU......................................-<< << 4€ S S6 S 9919 6939 692195 34
Hình 1.2 Sơ đồ cơng nghệ cụm xử lý..........................- ---cc---se
Hình 2.1 Sơ đồ thí nghiệm................................+ E+©EE2E2vvesseettororvvsssserorrrre 42
Hình 3.1 Hiệu suất xử lý COD theo thời gian sục Ozone với thời gian lắng ........... 49

Hình 3.2 Hiệu suất xử lý COD theo thời gian sục Ozone với thời gian lắng........... 49
Hình 3.3 Hiệu suất xử lý COD theo thời gian suc Ozone với thời gian lắng .......... 50

Hình 3.4 Hiệu suất xử lý COD theo thời gian suc Ozone voi thoi gian lang.......... 50

Hình 3.5 Hiệu suất xử lý COD theo thời gian lắng với thời gian sục Ozone 5 phút.

Hình 3.7 Hiệu suất xử lý COD theo thời gian lắng với thời gian sục Ozone 15 phút.

——........................................ 53

Hình 3.9 pH thay đối theo thời gian sục Ozone với thời gian lắng 15 phút............ 54
Hinh 3.10 pH thay déi theo thoi gian sục Ozone với thời gian lắng 30 phút.......... 55
Hinh 3.11 pH thay đổi theo thời gian sục Ozone với thời gian lắng 45 phút.......... 55
Hinh 3.12 pH thay đổi theo thời gian sục Ozone với thời gian lắng 60 phút.......... 56

Hình 3.13 So d6 xir ly sat bang OZONC....sssseccsscssssssseeescssssssssesecsessssssssseessessssssseeesseeeses 57

Hình 3.14 Hiệu suất xử lý sắt theo thời gian sụt Ozone va thời gian lắng.............. 58
Hình PL.1 Bản điện cực sắt.............................2°
2s°EEE22vvveddeeetrrovrrassserrroree 66
Hình PL.2 Mẫu nước lấy tại kênh Nhiêu Lộc...........................-....---2---ccsc°cvcces 66
Hình PL.3 Mơ hình nghiên €Ứu. ........................................s- «<< «se sssssessessesessessessese 67

SVTH: Lê Quang Thắng

GVHD: TS. Thái Phương Vũ

viii


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước kênh Nhiêu Lộc bằng phương pháp oxy hóa nâng cao

Hình PL.4 Q trình keo tụ điện hóa kết hợp sục khí Ozone...........................------- 67

Hình PL.5 Lắng sau khi điện hóa.............................- --c--vvvvvssseervrevcveesee 68

Hình PL.6 Chất lượng nước ban đầu, sau điện hóa và sau lắng. ............................ 68
¡018 J xì

1) 8a...

.............. 69

Hình PL.8 Phân tích chỉ tiêu (CO. ..................................
«<< sesssssesssersserseosssose 69
Hình LP.9 Bản điện cực sau quá trình nghiên cỨu....................................ss-ss se
Hinh PL.10. Thiết bị chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành một chiều............... 70

SVTH: Lê Quang Thắng

GVHD: TS. Thái Phương Vũ

ix


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước kênh Nhiêu Lộc bằng phương pháp oxy hóa nâng cao

DANH MUC CHU VIET TAT
AOPs

:

Advanced Oxidation Processes

BTNMT

:

Bộ Tài nguyên Môi trường

COD

:

Chemical Oxygen Demand

DC

:

EC

:

QCVN

: — Quychuan Viét Nam

TSS

:

Direct Current
Electrocoagulation

Total suspended solids

SVTH: Lé Quang Thang
GVHD: TS. Thai Phuong Vii


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước kênh Nhiêu Lộc bằng phương pháp oxy hóa nâng cao

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Trong 36 những cơng trình ha tầng cơ sở tạo cú hích cho sự phát triển diện mạo của

thành phố Hồ Chí Minh, cơng trình hồi sinh dịng kênh chết Nhiêu Lộc- Thị Nghè

được nhìn nhận là điểm nhắn của năm 2012. Dòng kênh đen từng là nỗi ám ảnh của
người dân Sài Gòn đang từng bước gội rửa để trả lại sự trong xanh, sạch đẹp như cái
thuở xưa vốn là một trong ba tuyến sông tự nhiên cổ nhất của vùng đô thị lớn nhất

phương Nam cùng với sơng Sài Gịn và sơng Bến Nghé. Để có được sự sạch đẹp của
dịng kênh này thì hơn 5.000 hộ dân phải di dời, hơn 300 triệu USD từ ngân sách được

đầu tư và mắt hơn 10 năm hoàn tất việc thi công và cải cạo. Thế nhưng niềm vui hân

hoan của người dân chưa được bao lâu thì dịng kênh đang phải đối diện với nỗi lo tái

ơ nhiễm do thiếu ý thức của người dân. Bằng chứng là tầm tháng 07/2016, người dân

ngỡ ngàng với việc hàng loạt cá chết nỗi trắng trên tuyến kênh này, kèm theo đó rác
ngập tuyến kênh và mùi hơi thối bốc lên nồng nặc đang quay trở lại với tuyến kênh
này. Vì vậy, yêu cầu cấp bách được đặt ra là ngoài việc nâng cao ý thức của người dân
sống dọc hai bên bờ kênh phải có phương pháp xử lý nguồn nước đạt yêu cầu chất
lượng.
Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ để đáp ứng trước những thách thức
ngày càng cao của môi trường, các nhà khoa học và cơng nghệ đã tiến hành nhiều cơng
trình nghiên cứu theo hướng tìm các cơng nghệ cao đề hỗ trợ cho các công nghệ truyền
thống. Các công nghệ cao thường gặp là: công nghệ lọc bằng màng, công nghệ khử
trùng nước bằng bức xạ tử ngoại và công nghệ khống hóa chất ơ nhiễm hữu cơ bằng
q trình oxy hóa nâng cao. Trong số đó, cơng nghệ dựa vào q trình oxy hóa nâng
cao là cơng nghệ được nghiên cứu và áp dụng nhiều nhất trong thời gian gần đây. Các

q trình oxi hóa nâng cao được định nghĩa là những quá trình phân huy oxi hoa dựa
vào gốc tự do hoạt động hydroxyl OH* được tạo ra tại chỗ ngay trong quá trình xử lý.
Gốc hydroxyl là một trong những tác nhân oxi hóa mạnh nhất được biết từ trước đến
nay, có khả năng phân hủy khơng chọn lựa mọi hợp chất hữu cơ, dù là loại khó phân
hủy nhất, biến chúng thành các hợp chất vô cơ (cịn gọi là khống hóa) khơng độc hại

như COa, H2O, các acid vơ cơ... Từ các tác nhân oxi hóa thơng thường như hydrogen
peroxide, Ozone... có thể nâng cao khả năng oxi hóa của chúng bằng các phản ứng
khác nhau để tạo ra gốc hydroxyl, thực hiện quá trình oxi hóa gián tiếp thơng qua gốc

hydroxyl. Ngồi ra, cơng nghệ keo tụ điện hóa (EC) cũng đang dần dần áp dụng vào
việc xử lý nước thải khi nhu cầu về chất lượng nước uống đang gia tăng và các quy

định về môi trường liên quan đến nguồn nước xả thải ngày càng nghiêm ngặt. Vì thế

SVTH: Lé Quang Thắng
GVHD: TS. Thai Phuong Vi

1


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước kênh Nhiêu Lộc bằng phương pháp oxy hóa nâng cao

ngày nay phương pháp keo tụ điện hóa ngày càng phát triển vì phương pháp này hoàn
toàn thân thiện với hệ sinh thái với hiệu quả xử lý cao và tốt hơn các phương pháp
khác.
Vì tính ưu việt và tầm quan trọng của hai cơng nghệ tiên tiến này mà ta có thể kết hợp

hai phương pháp này với nhau để xử lý nước đạt hiệu quả tốt hơn. Vi thế định hướng
“Nghiên cứu xử lý nước của kênh Nhiêu Lộc bằng phương pháp oxy hóa nâng cao”
được hình thành và sẽ giải quyết được phần nào nỗi lo tái ô nhiễm của dòng kênh này
cũng như làm cơ sở để nghiên cứu khả năng tái sử dụng nguồn nước khi áp dụng công

nghệ xử lý tiên tiến này.

2. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu thí nghiệm xử lý nước kênh Nhiêu Lộc bằng cơng nghệ oxy hóa nâng cao.
3. Pham vi nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu là mẫu nước thật được lấy trực tiếp từ kênh Nhiêu Lộc, thí nghiệm
theo mề trên mơ hình quy mơ phịng thí nghiệm.
4. Nội dung nghiên cứu
-

Đọc tải liệu

Thu thập tài liệu có liên quan mật thiết đến các cơng trình đã nghiên cứu trong và
ngồi nước, tìm hiểu những vấn đề cịn tồn tại, những vấn đề cần tập trung nghiên cứu,

tính tốn thiết kế mơ hình thí nghiệm.
-_

Thiết lập mơ hình thí nghiệm

Tiến hành lắp ráp và bố trí mơ hình thí nghiệm dựa trên cơ sở lý thuyết đã tìm hiểu.
Thực hiện thí nghiệm, nghiên cứu thực tế xử lý quy mơ phịng thí nghiệm.
- _ Thực hiện thí nghiệm
Chạy mơ hình thí nghiệm để hệ thống hoạt động ỗn định và phát huy hiệu quả xử lý,

đồng thời tìm ra nguyên nhân và điều chỉnh các sai sót trong q trình thiết lập mơ
hình.
- _ Thụ mẫu phân tích
Lấy mẫu và tiến hành thực hiện thí nghiệm phân tích để có số liệu nhằm phân tích và

đánh giá số liệu.
- _ Đánh giá kết quả
SVTH: Lé Quang Thắng
GVHD: TS. Thai Phuong Vi

2


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước kênh Nhiêu Lộc bằng phương pháp oxy hóa nâng cao

Mẫu nước được phân tích và đánh giá kết quả để xác định phương pháp xử lý đạt hiệu
quả.
- _ Phân tích số liệu và viết báo cáo thí nghiệm

Số liệu sau khi được tơng hợp thì bắt đầu tiến hành phân tích, biễu diễn, so sánh bằng
các phầm mềm phân tích, tính tốn để người đọc có thê dễ dàng hiểu rõ đề tài nghiên
cứu, thấy rõ hiệu quả của mơ hình khi được chạy tại các điều kiện khác nhau cũng như

điều kiện tối ưu khi áp dụng phương pháp vào mơ hình thực tế. Bài nghiên cứu sẽ
được trình bày dưới dạng văn bản một cách khoa học, logic và trung thực để báo cáo

và trình bày trước hội đồng.

5. Y nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Về mặt ý nghĩa khoa học: Từ trước đến nay, người ta chỉ áp dụng phương pháp oxy
hoa nang cao nay dé nghiên cứu xử lý nước thải công nghiệp nên chuyên sang phương
pháp này áp dụng cho xử lý nước kênh, đây cũng là phương pháp mới trong xừ lý
nước kênh. Nghiên cứu này sẽ cung cấp số liệu chính xác về hiệu quả xử lý chất ô
nhiễm cho kênh rạch. Từ đó, mang lại khả năng áp dụng vào thực tế của chúng vào
việc xử lý nước bị ô nhiễm trên các sông, kênh, rạch...và các nguồn nước thải khác.
Ngồi ra, phương pháp này có thê áp dụng trong việc tái tạo nguồn nước đáp ứng nhu
cầu nước sạch cho các hộ gia đình vùng lũ, vùng thiếu nước.
6. Thời gian và địa điểm nghiên cứu
Thời gian nghiên cứu từ tháng 01/2017 đến tháng 04/2017

tại Trường Đại học Tài

Nguyên và Mơi Trường Thành phố Hồ Chí Minh. Địa chỉ: 263/1B Lê Văn Sỹ, Phường

1, Quận Tân Bình, Thành phố Hồ Chí Minh.

SVTH: Lé Quang Thắng

GVHD: TS. Thái Phương Vũ

3


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước kênh Nhiêu Lộc bằng phương pháp oxy hóa nâng cao

CHUONG 1
TONG QUAN TAI LIEU
1.1.
1.1.1.

TONG QUAN VE TINH TRANG VA CHAT
KENH RACH THANH PHO HO CHi MINH

LUQNG

NUOC

CUA

Tổng quan về hiện trạng hệ thông kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh

Khu vực nội thành Thành phố Hồ Chí Minh có 5 hệ thống kênh rạch chính với tổng

chiều dài khoảng 55 km đảm nhận chức năng tiêu thoát nước cho khu vực nội thành,
bao gồm:
- Hệ thống kênh Nhiêu Lộc — Thị Nghè;

- Hệ thống kênh Tân Hố - Lị Gốm;
: Hệ thống kênh Tàu Hũ - kênh Đôi — kênh Tẻ;

- Hệ thống kênh Bến Nghé;

- Hệ thống kênh Tham Lương - Bến Cát — Vàm Thuật.
Độ dốc của phần lớn các kênh rạch này là rất nhỏ, đáy kênh thì bị lắp đầy bởi các vật
chất lắng đọng từ nước thải đô thị và rác rưởi ném từ các hộ dân cư sinh sống trên và

ven kênh rạch cũng như các ghe xuồng bn bán trên sơng, do đó khả năng thốt nước

rất kém. Nét đặc trưng của hệ thống kênh rạch thành phố là bị ảnh hưởng mạnh bởi

thuỷ triều, một vài kênh còn bị ảnh hưởng bởi nhiều hướng. Kết quả là các chất ô
nhiễm tồn đọng lại trong kênh và đang bị tích tụ dần. Sự ơ nhiễm nước và tích tụ bùn
lắng trên các kênh rạch này khơng chỉ làm xấu cảnh quan đô thị, đặc biệt khu vực gần

phía trung tâm thành phố, mà cịn ảnh hưởng không tốt đối với sức khoẻ cộng đồng.

a. Hệ thống kênh Nhiêu Lộc — Thị Nghè

Kênh Nhiêu Lộc — Thị Nghè chảy trên vùng trũng thấp của khối đất xám phát triển
trên phủ sa cơ có độ cao khoảng 8m, sa cấu là cát pha sét. Đây là hệ thống thốt nước
chính tự nhiên cho nhiều lưư vực thuộc các quận nội thành Thành phố Hồ Chí Minh
(Tân Bình, Gị Vấp, Phú Nhuận, Bình Thạnh, quận 10, quận 3 và quận 1) dé ra sơng

Sài Gịn. Hệ thống này có lưu vực khoảng gần 3.000 ha, chiều dài dịng chính của
kênh là 9.470m, các chi lưu có chiều dài tổng cộng 8.716m. Khi chưa nạo vét, ở đầu
nguồn , kênh chỉ rộng từ 3 -5m, nhưng đến gần cửa sông, chiều rộng mở ra đến 60 —
80m và sâu 4 -5m. Dọc theo kênh có 52 cửa xả. Mặc dù có chiều dài khá xa nhưng độ

chênh lệch giữa cao độ địa hình đầu nguồn (Tân Bình) và cuối nguồn (sơng Sài Gịn)
q thấp, chỉ khoảng 1m. Mặt khác, dịng kênh phải qua nhiều khúc uốn từ đoạn cầu

SVTH: Lé Quang Thắng
GVHD: TS. Thai Phuong Vi

4


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước kênh Nhiêu Lộc bằng phương pháp oxy hóa nâng cao

Lê Văn Sỹ đến cầu Bông nên mức độ chuyển tải các chất thải ra sơng Sài Gịn rất kém.

Trong suốt q trình phát triển của thành phó, hệ thống kênh Nhiêu Lộc — Thị Nghè đã
từng (và vẫn tiếp tục) là nguồn tiếp nhận chất thải nói chung của mọi hoạt động dân
sinh, dịch vụ, thương mại, sản xuất công nghiệp, nông nghiệp trên lưu vực. Thế nhưng

tất cả các chất thải đó đến nay hầu như vẫn chưa được xử lý mà thải trực tiếp vào kênh
rạch gây ra tình trạng ô nhiễm môi trường trầm trọng. Hơn thế nữa, nạn lắn chiếm lòng
kênh rạch để xây cất nhà ở (hệ quả của q trình đơ thị hố và phát triển dân số thiếu
quy hoạch) của hàng vạn căn nhà ổ chuột trên
các loại rác như phân, rác, xác súc vật xuống
nhiễm nguồn nước, thu hẹp dịng chảy gây bít
thị một cách trầm trọng. Ngoài ra do các yếu

hệ thống này hằng ngày đã thải trực tiếp
mặt nước càng làm tăng thêm mức độ ơ
tắt dịng chảy và làm mắt vẻ mỹ quan đô
tố khách quan, hệ thống kênh Nhiêu Lộc

— Thị Nghè còn chịu ảnh hưởng của chế độ bán nhật triều không đều của biển Đông.

Nên khi nước lớn, nuớc thải trên kênh rạch chưa kịp thốt ra sơng Sài Gòn đã bị thuỷ
triều dồn ứ đọng vào sâu trong rạch và trong đường cống, tạo điều kiện thuận lợi cho
sự tích tụ các chất ơ nhiễm và bồi lắng lịng kênh rạch, gây khó khăn lớn cho việc

thốt nước của hệ thống này. Ngồi tuyến kênh chính, hệ thống kênh Nhiêu Lộc — Thị
Nghè cịn có các rạch nhánh:

+ Rạch Văn Thanh: dai 2.200m, nam trên địa bàn quận Bình Thạnh. Trước đây, có

khả năng lưu thơng thuỷ, nay đã bị bồi lắp nhiều, mất dần khả năng giao thơng thuỷ và

khả năng thốt nước.

+ Rach Cau Son — Cau Bong: dai 3.950m, cũng nằm trên địa bàn quận Bình Thạnhvà
ăn thơng với rạch Văn Thánh. Tuyến rạch này hiện nay cũng bị bồi lắp nhiều
+ Rạch Bùi Hữu Nghĩa: là một tuyến rạch nhỏ dọc theo đường Bùi Hữu Nghĩa, thuộc
dia ban quan Binh Thanh.

+ Rạch Phan Văn Hân: nằm trên địa bàn quận Bình Thạnh. Nay đã bị lấp gần kín.
+ Rạch Ơng Tiêu: thuộc khu qui hoạch Miếu Nỗi, thuộc địa bàn quận Phú Nhuận.
+ Rạch Miếu Nỗi: thuộc khu quy hoạch Miếu Nổi thuộc địa bàn quận Phú Nhuận.

+ Rạch Bùng Binh.

b. Hệ thống kênh Tân Hố- Lị Gốm
Hệ thống kênh Tân Hố — Lò Gốm nằm trong khu cận trung tâm của nội thành Thành

phố Hồ Chí Minh, tuyến kênh chính có chiều đài khoảng 7.6 km chạy từ hướng Đông

Bắc xuống Tây Nam Thành phố đi ngang qua các quận: Tân Bình, quận 11, quận ó,

SVTH: Lé Quang Thắng

GVHD: TS. Thái Phương Vũ

5


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước kênh Nhiêu Lộc bằng phương pháp oxy hóa nâng cao

quận 8 và kết thúc tại điểm nối với kênh Tàu Hũ. Ngoài tuyến kênh chính, hệ thống
kênh Tân Hố - Lị Gốm cịn có các rạch nhánh:

+ Rạch Đầm Sen: rộng 6-8m, dài khoảng 300m, nằm trên địa bàn quận 11. Rạch này
nối với khu cơng viên Đầm Sen và có một nhánh là rạch Cầu Mé đảm nhận chức năng

thoát nước cho khu vực Hàn Hải Nguyên- Minh Phụng- Lạc Long Quân. Rạch Cầu Mé
đã lập dự án đầu tư cải tạo thành cống hộp, còn rạch Đầm

Sen được giữ lại sau khi

thực hiện các biện pháp làm sạch, chỉnh trang kết hợp với công viên Đầm Sen phục vụ
nghỉ ngơi, giải trí.
+ Rạch Bến Trâu: rộng 4-8m, dài 1.000m, là ranh giới hành chánh giữa 2 quận: Tân
Bình và quận 6, đảm nhận chức năng tiêu thốt nước cho Xí nghiệp Thực phẩm Cầu
Tre (1200m2 nước thải/ngày) và khu vực dân cư, tiểu thủ công nghiệp lân cận. Rạch
này dang bi bồi lấp, lấn chiếm và ô nhiễm rất nặng. Rạch Bến Trâu cịn có một nhánh
là kênh Hiệp Tân, hiện đang được cải tạo lại. Đoạn đầu là cống kín cịn đoạn sau là

mương hở kè đá nhưng chưa phát huy tác dụng vì rạch Bến Trâu đã bị lắp.
+ Rach Ba Lai: rong khoảng 10m, dài 1200m, thoát nước cho khu phía Tây quận 6,
nhiều đoạn bị san lấp, gây tình trạng ngập úng cục bộ do bị cắt mất nguồn thốt, cần
có sự nghiên cứu giải quyết gấp để phục vụ thoát nước và phù hợp với kế hoạch san
lấp.
+ Kênh Thúi: rộng 2m, dài 720m, thoát nước cho khu vực phường 19 quận Tân Bình,

hiện khơng cịn khả năng thốt nước, gây ngập và ơ nhiễm nặng nề cho khu vực , đã
lập dự án đầu tư cải tạo kênh thành cống kín. Một phần kênh Hàng Bàng: từ đường

Bình Tiên đến rạch Lị Gốm, rộng 1,5 - 2m, dài 300m. Gây ngập cho một phần khu
vực quận 6.

Lưu vực kênh Tân Hố- Lị Gốm có diện tích khoảng 1.484ha, trải rộng ra 5 quận:
Tân Bình, quận 11, quận 6, quận 8 và Bình Chánh. Độ sâu nguyên thuỷ của kênh nay
là óm, giờ đây giảm chỉ cịn 2,5-3m hoặc thậm chí bị lap gan day bởi bùn va rác rưởi

như ở đoạn từ cầu Phú Lâm đến thượng nguồn. Kênh này đảm nhận chức năng tiêu
thốt nước cho các quận nói trên. Đáy kênh vừa nhỏ lại hẹp và bị lấn chiếm bởi các

căn hộ xây cất bất hợp pháp. Kênh còn bị ảnh hưởng bởi thuỷ triều cũng như mực

nước tăng lên ở sông Cần Giuộc. Ảnh hưởng triều chỉ biêu hiện rõ ở phần kênh phía hạ
lưu từ cầu Hậu Giang trở ra, phần còn lại của kênh đã bị tắc nghẽn cùng với nước thải

gây ra vấn đề ô nhiễm nghiêm trọng .

Việc xây cất lấn chiếm bừa bãi ven kênh gây trở ngại lớn đến dịng chảy và là nguồn
gây ơ nhiễm quan trọng do tình trạng thiếu các phương tiện vệ sinh, các chất thải được

SVTH: Lé Quang Thắng

GVHD: TS. Thái Phương Vũ

6


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước kênh Nhiêu Lộc bằng phương pháp oxy hóa nâng cao

xả trực tiếp xuống dịng kênh. Mặt khác, cơng tác duy tu bảo dưỡng thường kỳ cũng
khó thực hiện vì khơng có đường cơng vụ cho xe, máy móc thi cơng.
Chịu ảnh hưởng của chế độ bán nhật triều trên sơng Sài Gịn và do lưu lượng nước thải

rất nhỏ so với khả năng thốt nước của kênh. Vào mùa khơ, phần lớn nước thải từ cầu
Tân Hoá trở lên thượng nguồn bị lưu giữ nhiều ngày trên kênh, phần còn lại được thau
rửa hàng ngày bởi nước sông Cần Giuộc đưa vào pha lỗng. Tình trạng này biến đoạn
kênh từ thượng nguồn đến cầu Tân Hóa thành một hồ sinh vật tự nhiên, hoạt động chủ

yếu trong mơi trường ky khí (lượng oxy hoà tan bổ sung qua bề mặt nước rất nhỏ do
dịng chảy chậm).
c.

Hệ thống kênh Tàu Hủ- kênh Đơi — kénh Té

Hệ thống kênh Tàu Hủ — kênh Đôi —- kênh Tẻ được đào vào năm 1819 nằm ngay ở
phía Nam quận thương mại trung tâm thành phó. Hệ thống kênh này chảy qua 7 quận:
4, 5, 6, 7, 8 va 11 voi tong do dai 19,5km. Kénh bị giới hạn bởi rạch Cần Giuộc và
sơng Sài Gịn ở hai đầu, nhận nước thải sinh hoạt và nước thải cơng nghiệp từ các
quận đã nói ở trên. Hơn nữa, việc xả trực tiếp rác từ các cư dân và ghe xung trong các
quận này và các căn hộ lụp xụp xây cất bất hợp pháp đã làm xấu đi tình trạng mơi
trường của các kênh. Kênh cịn bị ảnh hưởng bởi thuỷ triều từ hai hướng.

Ngồi tuyến kênh chính, hệ thống này cịn có rất nhiều các kênh, rạch nhánh và các
chi lưu ăn thông ra các sông lớn: Sài Gòn, Nhà Bè.

+ Rạch Ụ Cây: đài 1.150m hiện đã bị lắn chiếm và bồi lắng.
+ Rạch Ông Nhỏ: 1.700m.
+ Rạch Xóm Củi: 1.100m- Rạch Bà Tàng 2.050m.

+ Kênh Ngang số 1: 450m
+ Kênh Ngang số 2: 450m
+ Kênh Ngang số 3: 450m
+ Kênh Hàng Bàng: I.700m
Hệ kênh này chịu ảnh hưởng của thuỷ triều từ sơng Sài Gịn và sông Cần Giuộc nên

chế độ thuỷ văn của kênh rất phức tạp, hình thành những vùng giáp nước, ơ nhiễm tích
tụ lại và khó thau rửa.
Hiện tại, mặt cắt kênh vẫn cịn khá rộng nhưng cạn vì bị bồi lắng. Tuyến kênh này
ngồi nhiệm vụ thốt nước cịn giữ chức năng rất quan trọng là giao thông thuỷ.

SVTH: Lé Quang Thắng

GVHD: TS. Thái Phương Vũ

7


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước kênh Nhiêu Lộc bằng phương pháp oxy hóa nâng cao

Nhưng lưu lượng tàu thuyền đi lại trên tuyến đã bị giảm sút rõ rệt vì rạch đã bị cạn,
khơng đảm bảo độ sâu chạy tàu, thời gian chờ tàu khá lâu và thường bị kẹt rác.

d. Hệ thống kênh Bến Nghé
Kênh Bến Nghé bắt đầu từ cửa sơng Sài Gịn đến cầu chữ Y đài 3.15km. Cao độ đáy
chênh lệch là 0,61m, độ dốc đáy rạch 0,019% , tại cửa rạch Bến Nghé là sơng Sài Gịn

bờ trái có bãi đất bồi cao độ lên đến 1-1,2m so với đáy kênh hiện hữu. Dân sống hai
bên bờ, thường dùng những mặt nước trống này trồng rau muống thành những bãi lớn
làm hạn chế thốt nước của cửa rạch ra sơng Sài Gịn. Mặt cắt lớn nhất của kênh là 88-

92m, nhỏ nhất là 60-5§m. Cao độ đáy rạch từ 2,2m cho đến 1,87m. Ở giữa kênh phần

mặt cắt bị thu hẹp cao độ 1,75m.
Như vậy kênh Bến Nghé có đặc điểm: sâu và rộng ở hai đầu; hẹp và cạn ở giữa. Dọc

kênh là hai con đường: đường bến Vân Đồn ở quận 4 và đường bến Chương Dương ở
quận 1. Dân chúng ở hai bên bờ kênh xây cất nhà lấn chiếm lịng kênh xả rác. Hơn
nữa, phía quận 1 có chợ Cầu Mối, chợ Cầu Ông Lãnh cũng là nơi tập trung nhiều rác
rưởi, và kênh lại trở thành những bãi đồ rác của chợ này (rác của chợ này gồm các loại
vỏ sò, vỏ hến, rau quả thối, cá tôm chết hay các chất thải khác) làm bồi lắng lòng kênh,

cản trở dòng chảy.
Dọc theo chiều dài của rạch có 21 cửa xả chính của hệ thống thốt nước đỗ ra rạch.
Các cửa xả này hiện bị xả rác bừa bãi, chỉ hoạt động được từ 60-80% so với thiết kế

ban đầu.
e.

Hệ thống kênh Tham Lương — Bến Cát- Vàm Thuật

Tuyến Tham Lương - Bến Cát- Vàm Thuật là một tuyến rạch quan trọng ở phía Bắc
thành phố, nằm ngay ranh giới nội thành (cũ) của thành phố Hồ Chí Minh. Tuyến kênh
đài 12km, trong đó đoạn Vàm Thuật hiện cịn rất rộng, lưu thơng thuỷ và thốt nước

khá tốt. Riêng đoạn kênh Tham Lương, từ cầu Chợ Cầu đến thượng nguồn đã bị bồi
lấp, thu hẹp dòng chảy và ơ nhiễm đến mức bao động. Tại đây, có khá nhiều xí nghiệp
cơng nghiệp như: thực phâm Vifon, dầu Tường An, dệt Thắng Lợi, dệt Thành Công...
xả nước thải ra kênh, thuỷ triều không đủ để thau rửa nên đã tích tụ ơ nhiễm khá trầm
trọng.

SVTH: Lé Quang Thắng

GVHD: TS. Thái Phương Vũ

8


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước kênh Nhiêu Lộc bằng phương pháp oxy hóa nâng cao
1.12.

Tình trạng chat lượng nước cua kénh Nhiéu Lộc

Sau con mua đầu mùa ngày vừa qua, trên kênh Nhiêu Lộc-Thị Nghè lại xảy ra hiện
tượng cá chết hàng loạt. Chi cục Quản lý chất lượng và Bảo vệ nguồn lợi Thủy sản

Thành phố Hồ Chí Minh đã lấy mẫu kiêm tra và xác nhận, cá chết là do nguồn nước
kênh bị ô nhiễm trầm trọng.

Kết quả phân tích nước kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè, lấy mẫu vào chiều ngày
19/05/2016, cho thấy các chỉ tiêu hóa lý đều cao hơn nhiều lần so với tiêu chuẩn cho

phép, cụ thể như hàm lượng amoni (NH¿) cao gap 10 lan, nitrit (NO2) gap 100-250 lan
tùy vào quy chuân áp dụng cho nước mặt thông thường hay cho nước mặt với mục
đích bảo vệ đời sống thủy sinh. Kết quả phân tích cũng cho thấy càng về cuối kênh
tình trạng ơ nhiễm càng nặng. Cụ thể, hàm luong oxy hoa tan (DO) 1a 2,8 mg/l, trong
khi

hàm

lượng cho phép nước

mặt cho mục

đích bảo vệ đời sống thủy sinh (theo

QCVN 38:2011/BTNMT) phải lớn hơn 4,0 mg/1. Hàm lượng NHà (amom)) trong kênh

Nhiêu Lộc - Thị Nghè gấp 10 lần quy chuẩn (B2) của nước mặt (theo QCVN

08-

MT:2015/BTNMT). NH¿ trong kênh Nhiêu Lộc — Thị Nghé là 10 mg/l, trong khi quy
chuẩn B2 là 1 mg/1. Hàm lượng NO: (nitrit) trong con kênh này gấp 100 lần theo quy
chuẩn nước mặt B2 và gấp 250 lần quy chuẩn nước mặt cho mục đích bảo vệ đời sống
thủy sinh. NO¿ trong kênh Nhiêu Lộc — Thị Nghè là 5,0 mg/1, trong khi quy chuẩn B2
la 0,05 mg/l và quy chuẩn nước mặt cho mục đích bảo vệ đời sống thủy sinh là 0,02

mgil.
Việc cá chết hàng loạt trên kênh Nhiêu Lộc — Thị Nghè sau cơn mưa giữa tháng 5 vừa

rồi không phải là lần đầu tiên, hai năm trước sau những cơn mưa lớn đầu mùa cá trên
con kênh cũng chết trong tình trạng tương tự, do nguồn nước bị ô nhiễm mà nguyên
nhân là do mưa lớn làm nước mưa cuốn trôi một lượng lớn nước thải sinh hoạt ở cống,

rãnh trong khu dân cư ra kênh, cùng với rác thải có trong kênh do dân vứt xuống. Hiện
nay, nước thải trong lưu vực kênh Nhiêu Lộc —- Thị Nghè được gom về khu vực giáp
sơng Sài Gịn, vớt sơ rác nổi sau đó bơm thẳng ra sơng Sài Gịn mà khơng qua xử lý.

Trời mưa đã làm nước thải theo các hồ ga chảy tràn ra kênh.
GS.TS Lê Huy Bá, Chủ tịch Hội đồng Khoa học và Đào tạo, Viện Khoa học công nghệ

và Quản lý môi trường, thuộc Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh,

nhận xét rằng hơn 8.600 tỉ đồng đã được chi cho việc cải tạo kênh như làm kè, hệ

thống thu gom nước thải, nạo vét bùn, làm đường là chi phí quá cao, trong khi vấn đề
cốt yếu là nước thải vẫn chưa được xử lý. Việc bơm nước thải sinh hoạt trong lưu vực

SVTH: Lé Quang Thắng

GVHD: TS. Thái Phương Vũ

9