BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & MÔI TRƯỜNG
BÀI BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN
XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Giảng viên hướng dẫn : NGUYỄN THỊ NGỌC THANH
Sinh viên thực hiện: NHÓM 10
Lớp : 51- CNMT
ĐỀ TÀI: Tiềm năng sử dụng công nghệ thảm
thực vật trong xử lý nước thải ở Việt Nam
ĐỀ TÀI: Tiềm năng sử dụng công nghệ thảm
thực vật trong xử lý nước thải ở Việt Nam
Nha Trang, 04/10/2011
I. ĐẶT VẤN ĐỀ.
II. GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ THẢM THỰC VẬT SỬ DỤNG
CHO MỤC ĐÍCH XỬ LÝ NƯỚC THẢI.
II.1 – Cánh đồng tưới.
II.2 – Bãi lọc sinh học.
II.3 – Hồ sinh vật.
III. MỘT SỐ THỰC VẬT ĐIỂN HÌNH.
III.1 Đặc điểm và hiệu quả của một số thực vật.
1) Cỏ Vetiver
2) Lau, sậy
3) Lục bình
4) Ngổ
5) Tảo
III.2 So sánh khả năng làm sạch của cỏ Vetiver, tảo và lục bình.
IV. TIỀM NĂNG.
dụng CNSH trong XL đang còn hạn chế đối với cơ sở sản xuất có quy mô nhỏ.
Với lý do trên đã có một số giải pháp xử lý không chỉ đem lại hiệu quả cao mà
còn góp phần làm giảm chi phí đầu tư đã và đang được nhân rộng, trong đó có
công nghệ sử dụng thảm thực vật để xử lý nước thải. Sau đây nhóm chúng tôi
xin được trình bày cụ thể hơn về phương pháp này cũng như tiềm năng của
phương pháp này ở Việt Nam.
II. GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ THẢM THỰC VẬT SỬ DỤNG CHO
MỤC ĐÍCH XLNT.
II.1 CÁNH ĐỒNG TƯỚI. (Lê Anh Tuấn,ĐH Cần Thơ)
II.1.1 Mục đích:
Tưới bón cây, xử lý nước thải sinh hoạt, công nghiệp chứa nhiều chất hữu cơ
không chứa chất độc và vi sinh vật gây bệnh.
II.1.2 Phân loại.
Cánh đồng tưới công cộng: là những mảnh đất được san phẳng hoặc tạo
dốc không đáng kể và được ngăn cách tạo thành các ô và các bờ đất. Nước thải
phân bố vào các ô bằng mạng lưới phân phối gồm: mương chính, máng phân
phối và hệ thống tưới trong các ô.
Cánh đồng tưới nông nghiệp: nước thải được sử lý sơ bộ qua song chắn
rác, bể lắng cát, bể lắng được sử dụng như nguồn phân bón để tưới lên các cánh
đồng nông nghiệp.
II.1.3 Nguyên tắc .
Xử lý nước thải bằng cánh đồng tưới là việc tưới nước thải lên bề mặt của
một cánh đồng với lưu lượng tính toán để đạt được một mức xử lý nào đó
thông qua quá trình lý, hóa và sinh học tự nhiên của hệ đất - nước - thực vật
của hệ thống.
XỦ LÝ NƯỚC THẢI Trang 5
Hình 1: Sơ đồ cánh đồng tưới
1. Mương chính và máng phân phối; 2. Máng, rãnh phân phối trong các ô;
3. Mương tiêu nước; 4. Ống tiêu nước; 5. Đường đi.
- Nguyên tắc hoạt động: Việc xử lý nước thải bằng cánh đồng tưới dựa trên
b) Xử lý nước thải bằng cách thấm nhanh qua đất.
Hình 3: Mô hình xử lý nước thải bằng cách thấm nhanh qua đất
c) Xử lý nước thải trên tiến trình nước chảy tràn mặt.
8
GV: NGUYỄN THỊ NGỌC THANH NHÓM 10
XỦ LÝ NƯỚC THẢI Trang 9
Hình 4: sơ đồ tiến trình chảy tràn mặt với nhiều hình thức tưới
( Nguồn Metcalf & Eddy, Wastewater Engineering, 1995 )
Bảng 2: Hướng dẫn chọn tuyến xử lý nước thải qua đất
II.2 Bãi lọc trồng cây. (Constructed wetland):
Có thể phân loại bãi lọc trồng cây thành 2 nhóm chính:
Bãi lọc trồng cây ngập nước (BLNN).
Bãi lọc trồng cây dòng chảy ngầm với dòng chảy ngang hoặc đứng
(BLCN).
Có thể sử dụng các vật liệu lọc khác nhau trong bãi lọc trồng cây. Thực
vật trồng trong bãi lọc thường là các loại thực vật thủy sinh với các đặc điểm
như thân thảo, thân xốp, rễ chùm, nổi trên mặt nước, ngập hẳn trong nước hay
trồng trong nước nhưng thân cây nhô lên trên mặt nước
Mô hình cho BLCN với dòng chảy ngang và đứng
II.3 Hồ sinh học.
10
GV: NGUYỄN THỊ NGỌC THANH NHÓM 10
Hồ sinh học là các ao hồ có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo, còn gọi
là hồ oxy hóa, hồ ổn định nước thải,… Trong hồ diễn ra quá trình oxy hóa sinh
hóa các chất hữu cơ nhờ các loài vi khuẩn, Tảo và các loại thủy sinh vật khác.
Nguyên tắc hoạt động chung của hồ sinh học:
Vi sinh vật sử dụng oxy sinh ra từ rêu tảo trong quá trình quang hợp
cũng như oxy hóa từ không khí để oxy hóa các chất hữu cơ, rong tảo lại tiêu
thụ CO
2
• Chịu được các nguyên tố Nhôm (Al), Mangan (Mn) và những kim loại
nặng như Asen (As), Cadimi (Cd), Crôm (Cr), Niken (Ni), Chì (Pb), Thủy ngân
(Hg), Selen (Se) và Kẽm (Zn) trong đất.
Bảng 3: so sánh ngưỡng chịu đựng của cỏ vetiver với các cây cỏ khác
Kim loại nặng
Ngưỡng chịu trong đất (mg/kg)
Cỏ vetiver Cây cỏ khác
Acsen (As) 100-250 2.0
Cadmi (Cd) 20-60 1.5
Đồng (Cu) 50-100 -
Crôm (Cr) 200-600 -
Chì (Pb) >1.500 -
Thủy ngân >6 -
Đặc tính sinh thái.
XỦ LÝ NƯỚC THẢI Trang 11
Cỏ Vetiver sinh sản vô tính từ rễ, nó nở hoa nhưng không có hạt, do đó
không có đặc tính xâm lấn hoặc mọc lan tràn.
Trồng cỏ vetiver cũng có thể tạo ra môi trường sống tự nhiên hoang dã:
* Tại Australia, loài chim hoa mai thường làm tổ trên những lá cỏ vetiver đã
trưởng thành bởi những chiếc lá dày và cao này sẽ bảo vệ tổ của chúng trước
những trận gió và chim săn mồi.
* Nhiều loài chim khác, đặc biệt là thủy điểu, bị hấp dẫn bởi sự chở che từ
những luống cỏ vetiver, đặc biệt khi chúng được trồng quanh ao hồ.
Những đặc tính đặc biệt giúp cỏ Vetiver có khả năng kiểm soát ô
nhiễm
- Dễ dàng hấp thu những dưỡng chất hòa tan và kim loại nặng trong nguồn
nước ô nhiễm.
- Chịu được mức độ ô nhiễm cao.
- Chịu được hóa chất diệt cây cỏ và côn trùng.
- Khi được trồng gần nhau, những lá cỏ vetiver sẽ tạo thành luống dày đặc, ở
2,95mg/l đến 4,93mg/l trong 12 ngày, hiệu suất đạt tới 67,12%.
• Nhu cầu oxy hóa học (COD) lại giảm đáng kể, từ 420 mg/l xuống còn
120 mg/lit sau 12 ngày xử lý và đã giảm 1,92 lần so với trướckhi xử lý.
• Hàm lượng Ni tơ cũng giảm 1,94 lần, hàm lượng P cũng giảm 2,503 lần
so với trước khi xử lý.
• Nguồn nước sau khi xử lý có giá trị các thông số kỹ thuật hầu hết đạt
TCVN 5945 - 2005 loại B.
2) Cây sậy .
a) Đặc điểm.
- Loại sậy được chọn để xử lý nước thải có tên khoa học là Phragmites
communis.
- Sậy là loài cây có thể sống trong những điều kiện thời tiết khắc nghiệt nhất.
Hệ sinh vật xung quanh rễ của chúng vô cùng phong phú, có thể phân huỷ chất
hữu cơ và hấp thụ kim loại nặng trong nhiều loại nước thải khác nhau, như các
loại nước thải làng nghề. Các cánh đồng sậy có thể xử lý được nhiều loại nước
thải có chất độc hại khác nhau và nồng độ ô nhiễm lớn. Cây sậy có thân dày và
XỦ LÝ NƯỚC THẢI Trang 13
Mô hình trồng cỏ vetiver ở vùng ngập nước
có thể cao tới 4m sau 5 năm. Rễ cây sậy có khả năng làm tăng lượng ôxy trong
bể cát và bảo đảm khả năng chảy qua cát.
- Hệ thống xử lý nước thải bằng cây sậy dựa trên nguyên tắc sinh học. Nước
thải sinh hoạt và y tế được dẫn cho chảy vào một bể cát trồng cây sậy. Nước
bẩn sẽ được thấm qua rễ, tại đây, hệ vi khuẩn trong bộ rễ cây sẽ hoạt động và
tiêu hoá hoặc phân huỷ các tạp chất trong nước thải. Sau đó, nước tiếp tục thấm
qua các lớp vật liệu lọc rồi chảy xuống những ống thoát nằm phía dưới đáy bể
và thải ra tự nhiên.
- Hệ thống xử lý nước thải bằng cây sậy bao gồm bể cát có đáy và mặt bên
được phủ một lớp nhựa chống thấm để chống nước thải rò rỉ xuống hệ thống
nước ngầm. Bên ngoài bể cát có hàng rào bao quanh để chống sự xâm nhập của
người và các loại động vật khác.
b) Hiệu quả xử lý.
Hiệu suất xử lý nước thải của lục bình đối với độ đục là 97,79%.
COD là 66,10%; Nitơ tổng là 64,36%, phosphat tổng là 42,54%.
4) Ngổ.
a) Đặc điểm.
- Ngổ là cây thân thảo, mọc bò, thân rỗng giòn, dài 20 - 30cm, có nhiều lông,
mùi rất thơm, lá nhẵn, mọc đối, không cuống, hơi ôm thân. Phần lá gần thân
nhỏ lại, mép hơi có răng cưa thưa. Hoa gần như không cuống mọc đơn độc ở
14
GV: NGUYỄN THỊ NGỌC THANH NHÓM 10
nách lá. Quả nang nhẵn, có bướu và nếp nhăn dọc theo quả, ngắn hơn lá đài.
Hạt nhẵn hình trụ có màu đen nhạt, có vân mạng.
- Rau ngổ thích hợp trên những vùng đất nhiều nước như ruộng lầy, ao hồ. Do
đó, đất trồng rau ngổ cần nhiều bùn, đầy đủ dinh dưỡng, nhiều nước.
b) Hiệu quả xử lý.
Hiệu suất xử lý nước thải của rau ngổ đối với độ đục là 96,94%.
COD là 44,97%; Nitơ tổng là 53,60%, phosphat tổng là 33,56%.
5) Tảo, Rong câu.
a) Đặc điểm.
- Tảo, rong câu là nhóm sinh vật có khả năng quang hợp, chúng có thể ở dạng
đơn bào (vài loài có kích thước nhỏ hơn một số vi khuẩn), hoặc đa bào (như
các loài rong biển, có chiều dài tới vài mét). Các nhà phân loại thực vật dựa
trên các loại sản phẩm mà tảo tổng hợp được và chứa trong tế bào của chúng,
các loại sắc tố của tảo để phân loại chúng.
- Tảo có tốc độ sinh trưởng nhanh, chịu đựng được các thay đổi của môi
trường, có khả năng phát triển trong nước thải, có giá trị dinh dưỡng và hàm
lượng protein cao, do đó người ta đã lợi dụng các đặc điểm này của tảo để:
Xử lý nước thải và tái sử dụng chất dinh dưỡng. Các hoạt động sinh học
trong các ao nuôi tảo lấy đi các chất hữu cơ và dinh dưỡng của nước thải
chuyển đổi thành các chất dinh dưỡng trong tế bào tảo qua quá trình quang
thải. Tảo được sử dụng để tiêu thụ các chất dinh dưỡng và cung cấp Oxi cho
các vi khuẩn hiếu khí thông qua quá trình quang hợp.
Giảm sự hình thành bùn: Trong các hệ thống xử lý nước thải thông
thường, mục đích là để giảm thiểu hoặc loại bỏ bùn. Nước thải công nghiệp
thông thường được xử lý bằng cách sử dụng một loạt các hoá chất độc hại để
điều chỉnh pH, loại bỏ bùn, loại bỏ màu sắc và loại bỏ mùi. Việc sử dụng tảo
xử lý nước thải thì bùn với sinh khối tảo là những năng lượng có thể được tiếp
tục xử lý để làm nhiên liệu sinh học hoặc các sản phẩm khác có giá trị như
phân bón. Công nghệ này tránh sử dụng hoá chất và toàn bộ quá trình xử lý
nước thải được đơn giản hóa Làm giảm đáng kể việc hình thành bùn.
16
GV: NGUYỄN THỊ NGỌC THANH NHÓM 10
Giảm phát thải khí nhà kính .
Sản xuất sinh khối tảo hữu ích.
Nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng thông thường các nhà máy xử lý
nước thải tạo ra từ 3 đến 4% các khí gây hiệu ứng nhà kính trên thế giới, xử lý
nước thải dựa trên Tảo cũng giải phóng CO
2
nhưng ngược lại trong quá trình
phát triển thì tảo lại tiêu thụ một lượng CO
2
lớn hơn cả lượng CO
2
mà hệ thống
xử lý tạo ra, điều này làm cho toàn bộ hệ thống tiêu giảm đi một lượng lớn
CO
2
.
b) Hiệu quả xử lý.
Tảo, rong câu có thể xử lý một lượng lớn N, P. Qua nghiên cứu đã cho thấy,
4
+
(g/m
2
.ngày)
Tải PO4
3-
(g/m
2
.ngày)
Cỏ Vetiver 3.29 4.65 0.62
Lục bình 3.5 4.12 0.55
Tảo 2.16 2.94 0.5
- Khí hậu : Đặc điểm khí hậu của Việt Nam là nhiệt đới ẩm rất thích hợp cho
rất nhiều loài thực vật phát triển. Tạo điều kiện thuận lợi cho việc ứng dụng
thực vật để xử lý nước thải do hạn chế được số lượng thực vật chết do sâu bệnh
hoặc không thích nghi được do quá lạnh hoặc quá nóng.
- Chi phí : Chi phí đầu tư cho hệ thống xử lý với sự có mặt của thảm thực vật
thấp hơn nhiều so với các hệ thống khác.
Ví dụ :
Giá cho một cây cỏ Vetiver dao động từ 250 – 350 đồng. Một hệ thống
xử lý với diện tích khoảng 400 m
2
thì cần khoảng 11 triệu VND tiền giống cây
( chưa tính các chi phí khác )
Cách thức trồng cũng như đưa vào xử lý của hệ thống tương đối dễ
dàng, không đòi hỏi người nhân viên trình độ quá cao. Người kỹ thuật viên chỉ
cần được đào tạo qua khóa học về cách trồng cũng như cách chăm sóc thì sẽ có
thể ứng dụng nó vào công việc ngay.
Việc chăm sóc hệ thực vật quan trọng trong thời gian đầu vì khi đó cây
18
GV: NGUYỄN THỊ NGỌC THANH NHÓM 10
đi. Và khi cây chết đi thì chất ô nhiễm sẽ quay trở lại môi trường. Vì vậy chúng
ta cần xem xét đến một số giải pháp nhằm thu được sinh khối của thực vật vừa
tạo thêm thu nhập vừa có điều kiện để thay lứa cây mới vì cây mới sẽ có khả
năng hút chất ô nhiễm cao hơn so với cây đã bão hào.
IV.2. Một số cơ sở đã ứng dụng thảm thực vật vào xử lý nước thải.
- Cỏ Vetiver đã được trồng thử nghiệm ở nhiều nơi với các mục đích khác
nhau như: Làm sạch nước trong đầm hồ chăn nuôi cá ở đồng bằng sông Cửu
Long, xử lý nước thải Nhà máy giấy ở Bắc Ninh, xử lý nước thải nhà máy Phân
đạm Hà Bắc
- Trung tâm Tư vấn và Công nghệ môi trường (Tổng cục Môi trường) phối
hợp cùng với Công ty Đầu tư phát triển Thiên An, đưa cây cỏ Vetiver vào xử lý
nước thải chăn nuôi tại thôn 1, xã Ngọc Lũ (Bình Lục - Hà Nam), là một vùng
đang gây ô nhiễm nặng do mật độ chăn nuôi hộ gia đình rất cao.
- Lê Như Hậu & CS (2005) đã áp dụng nuôi rong Câu trong việc làm sạch
nước và gia tăng chất lượng môi trường phục vụ cho việc nuôi tôm sú thương
phẩm. Sử dụng nguồn nước thải của tôm làm nguồn dinh dưỡng cho rong và sử
dụng ao rong Câu trong vai trò của hệ thống lọc sinh học với 100% nước thải
từ ao nuôi tôm được tái sử dụng sau khi lọc qua ao rong Câu trong suốt một vụ
nuôi 4,5 tháng ( từ ngày 4/3/2004 đến 19/7/2004 tại đầm Phước Thái, thành
phố Nha Trang). Sau 4 tháng thử nghiệm, sản lượng rong câu đạt 3,2 tấn tươi
và tôm sú là 2,4 tấn.
- Các nhà nghiên cứu đến từ Trung tâm Sinh học Thực nghiệm thuộc Viện ứng
dụng Công nghệ của Việt Nam mới đây cũng thử nghiệm thành công phương
pháp sử dụng cây sậy trong việc làm sạch nguồn nước thải tại một cơ sở tuyển
quặng thiếc ở Thái Nguyên.
- Bệnh viện Nhân Ái (Bình Phước) đã xây dựng công trình xử lý nước thải
bằng phương pháp rễ cây sậy. Hệ thống này giải quyết được toàn bộ nước thải
của bệnh viện trước khi thải ra hồ Thác Mơ. Đây là bệnh viện phía Nam đầu
4) />%C4%91%C3%A0nASEMv%E1%BB%81T%C4%83ngtr%C6%B0%E1%BB
%9Fngxanh.aspx (Tổng cục môi trường – Bộ tài nguyên môi trường)
5) />tment.html
6) />xu-ly-moi-chat-thai-chan-nu/
7) (The Vetiver Network International)
8) />%20trinh%20dien%20tu/xlnt/aquatreat.htm (Đại học Cần Thơ)
9) />portalid=33&tabid=19&distid=946
10) />ai/Pages/X%E1%BB%ADl%C3%BDn%C6%B0%E1%BB%9Bcth%E1%BA
%A3ib%E1%BA%B1ngraung%E1%BB%95v%C3%A0l%E1%BB%A5cb
%C3%ACnh.aspx
11) Nghiên cứu khả năng tự làm sạch của hồ đô thị
bằng hệ thực vật nước - Tuyển tập báo cáo ‘ Hội nghị Sinh viên
nghiên cứu khoa học’ lần thứ 6 tại Đại học Đà Nẵng – năm
2008.
12) ( />art_id=7951)
13) />thai-bang-thuy-sinh-thuc-vat.aspx
14) />option=com_content&view=article&id=3320:hien&catid=11:gii-phap-ng-
dng&Itemid=9
XỦ LÝ NƯỚC THẢI Trang 21