Nghiên cứu và đánh giá hiệu quả xử lý nước
thải bằng thực vật thủy sinh

Nguyễn Thị Thanh Huệ

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
Khoa Môi trường
Luận văn Thạc sĩ ngành: Khoa học môi trường; Mã số: 60 85 02
Người hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Thị Loan
Năm bảo vệ: 2012

Abstract. Tổng quan về vùng đất ngập nước tự nhiên và nhân tạo. Nghiên cứu các loài
thực vật thủy sinh được sử dụng trong xử lý nước thải. Ứng dụng đất ngập nước ở Việt
Nam và bài học kinh nghiệm trên thế giới trong xử lý nước rỉ rác. Thiết kế mô hình đất
ngập nước để xử lý nước rỉ rác tại thị trấn Hùng Quốc, huyện Trà Lĩnh- tỉnh Cao Bằng.

Keywords. Khoa học môi trường; Thực vật thủy sinh; Xử lý nước thải; Nước thải

Content
Mở đầu
Sự phát triển ngày một cao của nền kinh tế đi đôi với quá trình đô thị hóa đã làm cho
diện tích đất ngày càng thu hẹp trong đó có quá trình chuyển hóa đất ngập nước sang sản xuất
nông nghiệp hoặc nuôi trồng thủy sản hay san lấp để tạo ra các vùng đất cho phát triển công
nghiệp, đô thị.
Trong khi đó, đất ngập nước lại có một vai trò hết sức quan trọng đối với cuộc sống con
người. Một vai trò hết sức quan trọng của đất ngập nước đó là khả năng đồng hóa và xử lý
chất ô nhiễm bởi tự nhiên và các hoạt động của con người gây ra…
Hiện nay, xử lý nước rỉ rác từ các bãi chôn lấp rác hiện đang là vấn đề "nóng" tại các đô thị
lớn ở Việt Nam. Ðây là nguồn nước thải độc hại do có chứa nhiều chất độc hại hủy diệt đối
với sinh vật và con người như ni-tơ, a-mô-ni-ắc, vi khuẩn gây bệnh đường ruột, BOD
Có nhiều công trình nghiên cứu và ứng dụng xử lý nước rỉ rác, nhưng phần lớn các công trình

So với hệ đất ngập nước tự nhiên, hệ đất ngập nước nhân tạo được kiểm soát tốt hơn, do đó
tạo cơ sở cho việc thiết lập các hệ thống xử lí nước thải thử nghiệm với hàm lượng chất ô
nhiễm, loại thực vật và kiểu dòng chảy được xác định rõ ràng. Ngoài ra, hệ đất ngập nước
nhân tạo còn có thêm một số ưu điểm so với các vùng đất ngập nước tự nhiên bao gồm việc
lựa chọn vị trí, đa dạng về kích thước, và quan trọng nhất là tải thủy lực và thời gian lưu được
kiểm soát chặt chẽ.
Thực vật trong đât ngập nước có sự thích nghi về tổ chức cơ thể, hình thái, chức năng
cho phép chúng tiếp tục tồn tại trong những điều kiện khắc nghiệt. Trong nhiều hệ sinh thái
ĐNN, thực vật ĐNN tái sinh bằng hạt trong suốt những thời kỳ phơi dài đủ để nảy mầm và
thiết lập hạt giống. Mặt khác, sự phơi và làm ẩm lại của hạt sẽ quyết định giải phóng hạt khỏi
tình trạng ngủ, giai đoạn ẩm - lạnh cũng làm tăng phần nào của tình trạng này. Sự sống tiếp
tục và sự phát triển của hạt phụ thuộc vào khả năng chịu ngập trong nước hoàn toàn hoặc đối
với cây mọc cao đủ để các lá cây duỗi thẳng đến khu vực phía trên mặt nước.
Thực vật đất ngập nước ngoài khả năng sản xuất sinh khối, còn là thành phần then chốt của
hệ sinh thái đất ngập nước bởi vì chúng cung cấp lớp vỏ che chở cho sự sinh sản, nơi ẩn náu
thú săn mồi và nơi nghỉ cho các vật ở dưới nước cùng nhiều loài hoang dã. Theo đó, thực vật
ĐNN tạo dựng nên những chức năng hữu ích của ĐNN, chúng có giá trị xã hội đáng kể như
quản lý chất cặn và sự vận chuyển chất dinh dưỡng. Những giá trị về giải trí và giá trị cảnh
quan thẫm mỹ được cải thiện nhờ quản lý thành công thực vật ĐNN.
Thực vật thuỷ sinh là những loài có khả năng thích nghi cao với môi trường sống ngập trong
nước và một số trong các loài đó có khả năng xử lý các chất ô nhiễm trong nguồn nước với
hiệu quả rất cao. Thực vật thuỷ sinh được sử dụng để xử lý nước ô nhiễm có thể chia làm 3
loại: nhóm thực vật ngập nước, nhóm thực vật trôi nổi, nhóm thực vật nửa ngập nước.
Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Mô hình được xây dựng cho bãi rác thị trấn Hùng Quốc – Huyện Trà Lĩnh. Thị trấn
Hùng Quốc là thị trấn huyện lỵ miền núi, xuất phát từ điều kiện tự nhiên lý tưởng, vị thế
thuận lợi, vùng phía Đông Bắc của tỉnh Cao Bằng. Nơi đây đã thành lập khu kinh tế cửa khẩu
quốc gia Trà Lĩnh – Long Bang (Trung Quốc). Do đó lượng chất thải rắn trong tương lai sẽ là
vấn đề lớn đối với thị trấn Hùng Quốc. Trong khi đó, hiện này rác thải sinh hoạt được thu
gom và vận chuyển đến bãi chôn lấp rác thải của thị trấn chưa được xử lý đạt tiêu chuẩn. Khi

pháp tổng quan thu thập tài liệu, phương pháp điều tra và phỏng vấn ngoài thực địa, phương
pháp thu thập và tổng hợp tài liệu phương pháp chuyên gia, phương pháp phân tích tổng hợp
đánh giá và các phương pháp tính toán để xây dựng bể yếm khí, ô đất ngập nước.
Kết quả nghiên cứu
Căn cứ vào hiện trạng quả lý chất thải rắn tại thị trấn Hùng Quốc, cùng với nguồn kinh
phí hạn chế, đặc biệt nơi đây có địa hình chủ yếu chia cắt bởi các ngọn núi, đồi; việc đi lại
khó khăn, khả năng cung cấp điện hạn chế. Trong khí đó hệ thống đất ngập nước có thể được
vận hành ở những nơi thiếu điện.
Dựa trên thiết kế bãi rác của thị trấn cùng với quỹ đất còn lại trong bãi rác và lượng nước rác
tạo ra mỗi ngày là 110 m
3
nước rác để xây dựng hệ thống đất ngập nước. Tại bãi rác đã xây
đựng bể thu nước rác và nước mưa chảy tràn với S = 36m
2
, các thông số như BOD, COD, …
giảm đáng kể sau khoảng thời gian lưu tại bể chứa. Chính vì vậy, trước khi đưa nước rác vào
các ô đất ngập nước thì thu nước vào bể yếm khí S= 122m
2
(được mở rộng và cải tạo từ bể
thu nước rỉ rác và nước mưa chảy tràn).
Kết quả điển hình khi nghiên cứu một số hệ thống đất ngập nước xử lý nước rỉ rác:
Với hệ thống HF-VF là hệ thống dòng chảy ngang kết hợp với ô đất lọc sinh học dòng thẳng
đứng (S=75m
2
) trồng sậy và cỏ nến: loại bỏ NH
3
-N (Giá trị trung bình dòng vào = 211 mg/L,
dòng thải = 3,4 mg/L) và phốt pho (Giá trị TB dòng vào = 0,4 mg/L, dòng ra = không phát
hiện). Hiệu quả xử lý khá tốt, đủ điều kiện sử dụng nước cho tưới tiêu.
Với hệ thống HF là hệ thống dòng chảy ngang khi trồng sậy và cỏ nến.

của nó và đã trồng để giữ cho bờ ruộng lúa được vững chắc và quan trọng hơn là bộ rễ của nó
ngắn, không thích hợp để ổn định những sườn đất dốc. Hơn nữa, cũng chưa có công trình
nghiên cứu nào về khả năng của nó trong xử lý nước thải, phục hồi và cải thiện môi trường
nên sử dụng sử dụng giống V. zizanioides. Cùng với những công trình nghiên cứu được trình
bày ở trên, việc sử dụng cỏ Vetiver để xử lý nước thải cho hiệu quả cao. Chính vì vậy, tôi
quyết định lựa chọn cỏ Vetiver là loại thực vật được trồng trong hệ thống đất ngập nước ở
Trà Lĩnh – Cao Bằng. Chính vì vậy, đã chọn cỏ Vetiver trồng trong hệ thống đất ngập nước
tại khu vực nghiên cứu.
Sơ đồ tổng thể hệ thống đất ngập nước tại bãi rác thị trấn Hùng Quốc-
huyện Trà Lĩnh – tỉnh Cao Bằng

Kiến nghị
- Tiếp tục nghiên cứu đầy đủ hơn về cơ chế và động học quá trình loại bỏ chất ô nhiễm
ra khỏi nước rỉ rác của hệ thống đất ngập nước.
Khảo sát quá trình xử lý BOD, COD, NH
3
-N, P theo thời gian, mực nước, thành phần
chất nền và theo chế độ dòng chảy để tìm ra điều kiện tối ưu cho quá trình xử lý và khả năng
áp dụng của hệ thống.
- Từ nghiên cứu trên có thể áp dụng và mở rộng hệ thống xử lý nước rỉ rác hiện nay, kết
hợp sử dụng các loài thực vật thủy sinh khác như: bèo tây, bèo tấm,

References
Tài liệu tham khảo tiếng Việt
1. Nguyễn Việt Anh (2006), “Xử lý nước thải sinh hoạt bằng bãi lọc ngầm trồng cây dòng
chảy thẳng đứng trong điều kiện Việt Nam”, www.nea.gov.vn
2. Nguyễn Tiến Bân (2000), Tên cây rừng Việt Nam, Nhà xuất bản Nông nghiệp.

13. Bastian, R.K. (1993), Constructed Wetlands for Wastewater Treatment and Wildlife
Habitat. 17 Case Studies. US EPA 832-R-93-005, Municipal Technology Branch,
Washington, D.C.
14. Best, E.P.H (1982), “Effects of water pollution on freshwater sumberged macrophytes”,
Water Pollut. Manage. Rev. 1982: 27-56.
15. Brix, H., (1993a), “Wastewater treatment in constructed wetlands: system design,
removal processes, and treatment performance”, in: Constructed Wetlands for Water Quality
Improvement, A.G. Moshiri, ed., CRC Press, Boca Raton, Florida, pp. 9-22.
16. Brix, H., and Schierup, H H., (1989c), “The use of aquatic macrophytes in water
pollution control”, Ambio 18: 100-107.
17. Cooper, P.F., and Boon, A.G., (1987), “The use of Phragmites for wastewater treatment
by the Root Zone Method: the UK approach”, in: Aquatic Plants for Water Treatment and
Resource Recovery, K.R.Reddy and W.H. Smith, eds., Magnolia Publishing: Orlando,
Florida, pp. 153-174.
18. Cooper, P.F., (2005), “The performance of vertical flow constructed wetland systems
with special reference to the significance of oxygen transfer and hydraulic loading rates”,
Wat. Sci. Tech. 51(9): 81-90.
19. DeBusk, T.A., and Reddy, K.R., (1987a), “Wastewater treatment using floating aquatic
macrophytes: contaminant removal processes and management strategies”, in: Aquatic
Plants for Water Treatment and Resource Recovery, K.R. Reddy and W.H. Smith, eds.,
Magnolia Publishing, Orlando, Florida, pp. 643-656.
20. Jan, Vymazal, Lenka and Kröpfelová (2008), “Wastewater Treatment in Constructed
Wetlands with Horizontal Sub-Surface Flow”, Enviroment phollution, volume 14.
21. Ian Percy1, and Paul Truong (2003), Landfill Leachate Disposal with Irrigated Vetiver
Grass.
22. Kadlec, R.H., and Knight, R.L., (1996), Treatment Wetlands, CRC Press, Boca Raton,
Florida.
23. Kadlec, R.H., Knight, R.L., Vymazal, J., Brix, H., Cooper, P. F., and Haberl, R., (2000),
Constructed Wetlands for Water Pollution Control: Processes, Performance, Design and
Operation, IWA Scientific and Technical Report No. 8, London.

Baccou, J.C., (1998), “Artificial wetland performances in the purification efficiency of
hydrocarbon wastewater”, Water Air Soil Pollut. 104: 313-329.
34. Sahai, R., and Sinha, A.B., (1976), “Productivity of submerged macrophytes in polluted
and non-polluted regions of the eutrophic lake, Ramgarh (U.P.)”, in: Aquatic Weeds in S.E.
Asia, C.K. Varshney and J. Rzoska, eds., Dr. Junk Publ., The Hague, The Netherlands, pp.
131-140.
35. Sardinia (2005), Leachate treatment using vertical subsurface flow wetland systems-
findings from two pilot studies. 10th Int. Waste Manag. & Landfill Symp & 3-7 Oct. 2005, S.
Margherita di Pula, Italy.
36. Seidel, K., (1976), “Macrophytes and water purification”, in: Biological Control of
Water Pollution, J. Tourbier, and R.W. Pierson, eds., Pennsylvania University Press,
Philadelphia, pp. 109-122.
37. Vymazal, J., ed., (2001a), Transformations of Nutrients in Natural and Constructed
Wetlands, Backhuys Publishers, Leiden, The Netherlands.
38. Wentz,W.A., (1987), “Ecological/environmental perspectives on the use of wetlands in
water treatment”, in: Aquatic Plants for Water Treatment and Resource Recovery,
K.R.Reddy and W.H. Smith, eds., Magnolia Publishing: Orlando, Florida, pp. 17-25.