ĐẠI HỌC HUẾ
PHÂN HIỆU ĐHH TẠI QUẢNG TRỊ

PHAN THANH HẢI

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG
ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT THÀNH PHỐ
ĐÔNG HÀ TỈNH QUẢNG TRỊ BẰNG MÔ HÌNH ĐẤT NGẬP NƢỚC NHÂN TẠO
KẾT HỢP HF – VF - FWS

QUẢNG TRỊ, 2015

1


ĐẠI HỌC HUẾ
PHÂN HIỆU ĐHH TẠI QUẢNG TRỊ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG

SVTH

: PHAN THANH HẢI

KHÓA

: 2011 – 2015

GVHD

5/ Giáo viên hƣớng dẫn:
Ths. Nguyễn Xuân Cường

Phần hƣớng dẫn
Toàn bộ nội dung đồ án

TRƢỞNG BỘ MÔN

GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN

(Ký, ghi rõ họ tên)

(Ký, ghi rõ họ tên)

3


LỜI CẢM ƠN
Trước tiên em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong Phân hiệu Đại học Huế tại
Quảng Trị nói chung và các thầy cô trong Bộ môn Công nghệ kỹ thuật Môi trường nói
riêng đã tạo điều kiện thuận lợi và tận tâm truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm cho em
trong suốt quá trình học tập.
Em xin đặc biệt gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Nguyễn Xuân Cường đã hết
lòng quan tâm, chỉ bảo và hướng dẫn tận tình cho em trong suốt thời gian xây dựng và
vận hành mô hình thí nghiệm để em có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Xin cảm ơn bạn Trần Thị Mai Thi và các bạn sinh viên của ba lớp môi trường đã
giúp đỡ em trong suốt quá trình xây dựng và vận hành mô hình đất ngập nước nhân tạo
kết hợp.
Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã luôn động viên em và cho em
những điều tốt đẹp nhất.

2.1.1. Tiêu chí lựa chọn mô hình .......................................................................... 9
2.1.2. Lựa chọn vật cây trồng ............................................................................... 9
2.1.2.1. Bông súng ........................................................................................... 9
2.1.2.2. Chuối hoa .......................................................................................... 10
2.1.2.3. Phát lộc .............................................................................................. 11
2.1.2.4. Môn đốm ........................................................................................... 12
2.1.2.5. Khoai môn ......................................................................................... 13
2.1.2.6. Ươm, trồng cây ................................................................................. 15
2.1.3. Lựa chọn vật liệu ...................................................................................... 15
2.1.3.1. Giá đỡ mô hình và mái che mưa ....................................................... 15

5


2.1.3.2. Bể thí nghiệm .................................................................................... 16
2.1.3.3. Vật liệu lọc ........................................................................................ 17
2.1.4. Hệ thống ống dẫn nước, van điều chỉnh, giàn phân phối nước thải ........ 17
2.1.5. Trồng cây .................................................................................................. 18
2.1.6. Sơ đồ mô hình thí nghiệm ........................................................................ 19
2.2. Vận hành và quan trắc mô hình thí nghiệm ..................................................... 20
2.2.1. Tính toán lưu lượng nước thải vào ........................................................... 20
2.2.2. Vận hành mô hình thí nghiệm .................................................................. 22
2.2.3. Quan trắc mô hình thí nghiệm .................................................................. 22
Chương 3: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH ............................................................................. 26
3.1. Kết quả phân tích hiệu quả xử lý nước thải cảu mô hình đối với nguồn
thải 1. ...................................................................................................................... 26
3.1.1. Phân tích mẫu nước thải đầu vào ............................................................. 26
3.1.2. Kết quả phân tích hiệu quả xử lý các thông số ô nhiễm........................... 27
3.2. Kết quả phân tích hiệu quả xử lý của mô hình đối với nguồn thải 2 ............... 29
3.1.1. Phân tích mẫu nước thải đầu vào ............................................................. 29

Bảng 3.1. Kết quả phân tích mẫu nước đầu vào của mô hình thí nghiệm ...................... 27
Bảng 3.2. Kết quả phân tích PH ..................................................................................... 28
Bảng 3.3. Kết quả phân tích TSS .................................................................................... 28
Bảng 3.4. Kết quả phân tích BOD5 ................................................................................. 28
Bảng 3.5. Kết quả phân tích NO3- ................................................................................... 28
Bảng 3.6. Kết quả phân tích NH4+ .................................................................................. 29
Bảng 3.7. Kết quả phân tích PO43- .................................................................................. 29
Bảng 3.8. Kết quả phân tích coliform ............................................................................. 29
Bảng 3.9: Kết quả phân tích mẫu nước đầu vào của mô hình thí nghiệm...................... 30
Bảng 3.10: Kết quả phân tích hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt của mô hình đất ngập
nước nhân tạo kết hợp ..................................................................................................... 31
Bảng 4.1. Hiệu quả xử lý nước thải của toàn hệ thống lần 1 ......................................... 33
Bảng 4.2. Hiệu quả xử lý nước thải của toàn hệ thống lần 2 ......................................... 34
Bảng 4.3. Hiệu quả xử lý nước thải của toàn hệ thống lần 3 ......................................... 34
Bảng 4.4. Thông số PH ................................................................................................... 35
Bảng 4.5. Hiệu quả xử lý TSS lần 1 ................................................................................ 36
Bảng 4.6. Hiệu quả xử lý TSS lần 2 ................................................................................ 36
Bảng 4.7. Hiệu quả xử lý TSS lần 3 ................................................................................ 36
Bảng 4.8. So sánh hiệu quả xữ lý TSS qua mỗi bể .......................................................... 36
Bảng 4.9. Hiệu quả xử lý BOD5 lần 1 ............................................................................. 37
Bảng 4.10. Hiệu quả xử lý BOD5 lần 2 ........................................................................... 37
Bảng 4.11. Hiệu quả xử lý BOD5 lần ............................................................................. 38
Bảng 4.12. So sánh hiệu quả xử lý BOD5 qua mỗi bể..................................................... 38
Bảng 4.13. Thông số xử lý NH4+ lần 1 ............................................................................ 39
Bảng 4.14. Thông số xử lý NH4+ lần 2 ............................................................................ 39
Bảng 4.15. Thông số xử lý NH4+ lần 3 ............................................................................ 39
8


Bảng 4.16. So sánh hiệu quả xử lý NH4+ qua mỗi bể ..................................................... 39

Biểu đồ 4.3. Sơ đồ so sánh hiệu quả xử lý BOD5 qua các bể ..................................... 38
Biểu đồ 4.4. Sơ đồ so sánh hiệu quả xử lý NH4+ qua các bể ...................................... 40
Biểu đồ 4.5: Sơ đồ so sánh hiệu quả xử lý NO3- qua các bể ...................................... 41
Biểu đồ 4.6: Sơ đồ so sánh hiệu quả xử lý PO4 và coliform qua các bể .................... 42
Biểu đồ 4.7. Sơ đồ so sánh hiệu quả xử lý của bể HF trồng môn nước đối với các
thông số ô nhiễm .............................................................................................................. 43
Biểu đồ 4.8. Sơ đồ so sánh hiệu quả xử lý của bể HF trồng môn đốm đối với các thông
số ô nhiễm ........................................................................................................................ 43

10


Biểu đồ 4.10. Sơ đồ so sánh hiệu quả xử lý của bể HF trồng phát lộc đối với các thông
số ô nhiễm ........................................................................................................................ 44
Biểu đồ 4.11. Sơ đồ so sánh hiệu quả xử lý của bể VF trồng hoa chuối đối với các
thông số ô nhiễm .............................................................................................................. 44
Biểu đồ 4.12. Sơ đồ so sánh hiệu quả xử lý của bể FWS trồng môn nước đối với các
thông số ô nhiễm .............................................................................................................. 45

11


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu
BOD

Tiếng anh
Biochemical Oxygen Demand
–

Đất ngập nước dòng chảy
ngầm ngang

HLR

Hydraulic Load Rate

Tải trọng bề mặt

HRT

Hydraulic Residence Times

Thời gian lưu nước

–

NT
ODA

Official Development Assistance
–

QCVN

Nước thải
Hỗ trợ phát triển chính thức
Quy chuẩn Việt Nam

SMEWW


Total Suspended Solids

Tổng chất rắn lơ lửng

VF

Vertical Flow

Đất ngập nước dòng chảy
ngầm đứng

1


MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Hiện nay, việc xử lý nước thải chi phí thấp được nghiên cứu và áp dụng nhiều
trên thế giới. Đặc biệt là xử lý nước thải bằng mô hình đất ngập nước nhân tạo kết hợp
(CW) đang được nghiên cứu và áp dụng nhiều ở nước ta.
Trên thế giới, đất ngập nước nhân tạo được sử dụng như một giải pháp hữu hiệu
để xử lý nước thải phân tán như sinh hoạt, chăn nuôi, công sở, bệnh viện trong tự
nhiên thân thiện với môi trường, đạt hiệu suất cao, chi phí thấp và ổn định đồng thời
làm tăng giá trị đa dạng sinh học, cải tạo cảnh quan môi trường. Các nghiên cứu khác
tại Đức, Thái Lan, Thụy Sỹ, Bồ Đào Nha còn cho thấy đất ngập nước nhân tạo có thể
loại bỏ vi sinh vật gây bệnh trong nước thải sinh hoạt và nước thải đô thị; xử lý phân
bùn bể phốt và xử lý nước thải công nghiệp, nước rò rỉ bãi rác...
Tại Việt Nam, phương pháp xử lý nước thải bằng đất ngập nước nhân tạo kết hợp
còn khá mới mẻ, bước đầu đang được một số trung tâm công nghệ môi trường và
trường đại học áp dụng thử nghiệm. Các đề tài nghiên cứu mới đây nhất về áp dụng

Tìm hiểu về các báo cáo của những công trình nghiên cứu thục nghiệm khác về
chủ đề xử lý nước thải bằng đất ngập nước nhân tạo hoặc khả năng xử lý nước thải của
các loại cây.
Tổng hợp các thông tin, tài liệu liên quan đến tình hình ô nhiễm nước thải trong
khu vực thành phố Đông Hà như: các nguồn gây ô nhiễm chính và lưu vực thoát nước;
hiện trạng thu gom và xử lý nước thải tại thời điểm trước và lúc đang xây dựng mô
hình.
Tìm hiểu, thu thập thông tin về các loài thực vật bản địa, đặc biệt là các loài có
khả năng hấp thụ ô nhiễm.
Thu thập các tài liệu liên quan đến thành phần, tính chất nước thải sinh hoạt, các
công nghệ sinh học xử lý nước thải sinh hoạt bằng thực vật thủy sinh,…
 Phương pháp thực nghiệm:
Khảo sát thực địa các địa điểm, các cống xả thải nước thải sinh hoạt trong khu
vực thành phố Đông Hà.
Khảo sát và thu thập các loài thực vật có khả năng xử lý các chất ô nhiễm trong
mô hình thí nghiệm. Tiến hành ươm mầm và khảo sát hiệu quả xử lý nước thải của
từng loại cây.
Xây dựng và vận hành mô hình thí nghiệm để kiểm tra khả năng xử lý nước thải
của các loại thực vật, tính toán thời gian lưu nước.
 Phương pháp lấy mẫu:
Xác định các địa điểm lẫy mẫu, số lượng mẫu cần lấy trên mỗi đợt.
Xác định các chỉ tiêu ô nhiễm cần xác định trong mẫu nước thải nhằm chọn cách
lấy mẫu và phương pháp bảo quản mẫu phù hợp.
 Phương pháp quan trắc đánh giá mức độ ô nhiễm của nước thải sinh hoạt thành
phố Đông Hà.
3


Bảng 0.1. Các phương pháp phân tích chất ô nhiễm [5]
STT


NH4+ - N

SMEWW 4500NH3F:2012

6

PO43- - P

TCVN 6202:2008

7

Coliform

TCVN 6187-2:1996

- Phương pháp thống kê và xử lý số liệu:
Số liệu thu được trong quá trình nghiên cứu được tổng hợp, sắp xếp thành các
bảng và được xử lý bằng phần mềm Microsoft Excel.
Thể hiện, thống kê các kết quả, thông số bằng đồ thị, biểu đồ nhằm so sánh khả
năng xử lý các chất ô nhiễm của các loại đất ngập nước nhân tạo; so sánh khả năng xử
lý chất ô nhiễm của các loài thực vật và khả năng tự làm sạch của môi trường đất.

4


Chƣơng 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về nƣớc thải sinh hoạt thành phố Đông Hà
1.1.1. Nguồn gốc và phân loại nƣớc thải sinh hoạt

- Trong nước thải sinh hoạt có mặt nhiều dạng vi sinh vật: vi khuẩn, virut, nấm,
rong, tảo, trứng giun sán… Trong đó có thể có cả các vi trùng gây bệnh như tả, lỵ,
thương hàn… và có khả năng gây thành dịch bệnh.
1.1.3. Hiện trạng thu gom, xử lý nƣớc thải
Thành phố Đông Hà hiện tồn tại một mạng lưới cống thoát nước chung cho cả
nước mưa và nước thải sinh hoạt. Hiện tại chưa có trạm xử lý nước thải được xây dựng
trong khu vực. Nước thải sinh hoạt và sản xuất chảy theo cống chung qua các sông và
kênh trong nội thị xả trực tiếp ra sông Hiếu, sông Thạch Hãn,… hoặc lưu lại các hồ
trong thành phố tạo nên một môi trường đô thị không trong sạch. Các hồ nước trong
thành phố đang bị thu hẹp và chất lượng nước trong các hồ bắt đầu có dấu hiệu bị ô
nhiễm.
- Một số khu vực dân cư chưa có cống, nước bẩn sinh hoạt tự thấm, chảy vào
rãnh kênh mương.
- Nước thải bệnh viện tỉnh khoảng 45 m3/ngày đã có hệ thống xử lý nước thải
trước khi thải ra môi trường.
- Nước thải tiểu thủ công nghiệp: chưa được xử lý mà thải luôn vào cống chung
chảy ra môi trường bên ngoài.
- Nguồn tiếp nhận thoát nước của thành phố chủ yếu ra sông Hiếu (chiếm hơn
80%), phần còn lại thuộc các phường phía Nam thành phố thoát ra sông Vĩnh Phước.
- Hệ thống cống thoát nước chung còn chưa hoàn chỉnh, chưa có hệ thống thu
gom, xử lý nước thải đô thị nên tình trạng ô nhiễm môi trường đô thị là rất trầm trọng,
đặc biệt là sau mỗi trận mưa.

6


1.2. Tổng quan về mô hình đất ngập nƣớc nhân tạo
1.2.1. Khái niệm bãi lọc đất ngập nƣớc nhân tạo (Contructed Wetlands)
- Bãi lọc ngập nước nhân tạo là những vùng đất được quy hoạch sẵn, phân thành
từng thửa và từng ô, trong đó mức nước cao hơn hoặc ngang bằng so với mặt đất trong

điều hiếu khí.
- Bãi lọc dòng chảy bề mặt(FWS):
+ Hệ thống dòng chảy bề mặt là hệ thống được thiết kế có lớp nước bề mặt tiếp
xúc với không khí.
+ Cấu trúc: dưới đáy là lớp chống thấm, là một lớp đất sét tự nhiên hay nhân tạo,
hoặc rải một lớp vải nhựa chống thấm. Trên lớp chống thấm là đất hoặc vật liệu lọc
phù hợp cho sự phát triển của thực vật có thân nhô lên mặt nước. Dòng nước thải chảy
ngang trên bề mặt lớp vật liệu lọc.
+ Các hợp chất hữu cơ được phân hủy nhờ các vi sinh vật dính bám trên thân,
cành, lá của cây.

Hình 1.2. Phân loại hệ thống xử lý nước thải bằng bãi lọc trồng cây
1. Bãi lọc dòng chảy bề mặt (FWS)
2. Bãi lọc dòng chảy ngầm ngang (HF)
3. Bãi lọc dòng chảy ngầm đứng (VF)
1.2.3. Cơ chế xử lý các thành phần ô nhiễm
8


Bảng 1.1. Cơ chế xử lý ô nhiễm trong bãi lọc ngập nước [2,68]
Cơ chế xử lý

Thành phần
TSS

- Lắng/lọc và phân hủy
- Phân hủy bởi VSV

BOD5



9


Chƣơng 2. XÂY DỰNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM
2.1. Xây dựng mô hình thí nghiệm
2.1.1. Tiêu chí lựa chọn mô hình
- Đảm bảo hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Đông Hà đạt QCVN
14:2008/BTNMT
- Kế thừa kết quả nghiên cứu từ các công trình trong và ngoài nước, đó là sử
dụng hệ thống kết hợp (“lai”) cho hiệu quả cao hơn mô hình đơn lẽ.
- Sử dụng cây trồng bản địa và một số cây trồng chưa được nghiên cứu; các loại
vật liệu lọc có sẵn, dễ kiếm và rẻ tiền ở địa phương.
2.1.2. Lựa chọn cây trồng
2.1.2.1. Bông súng
Tên gọi khác: Cây hoa súng (Miền Bắc), [10]
-Tên tiếng Anh: Water lily.
-Tên khoa học: Nymphaea spp.

Hình 2.1. Hoa súng được đem về trồng tại bể FWS
Phân bố
10


Ở Việt Nam các loài cây bông súng sống lâu năm, mọc hoang dại trong ao,
mương, kênh, rạch, bàu trũng khắp mọi khu vực của Việt Nam. Hoa súng có khả năng
tái sinh mạnh.
Đặc điểm
Ở Việt Nam bông súng là loài cây dại mọc nơi ao hồ hoặc ở những thửa ruộng
thấp vào mùa nước nổi ở miền Tây. Loài cây này vươn lên theo nước lũ, nước càng

được sự phát triển của cây và đặc biệt là cho hoa đẹp, góp phần tạo mỹ quan trong
khuôn viên của cơ sở.
2.1.2.3. Phát lộc
Cây Phát lộc (Dracaena sanderiana ) hay được gọi là cây thần tài, phát tài,…
thuộc chi Huyết giác (Dracaena), họ Dracatenaceae, thuộc Bộ Măng Tây
(Asparagales) trong lớp thực vật một lá mầm [14].
Nguồn gốc, phân bố
Phần lớn loài có nguồn gốc ở châu Phi và các đảo cận kề, với chỉ một ít loài có
tại miền nam Châu Á và một loài tại khu vực nhiệt đới Trung Mỹ. Ở Việt Nam loài
phân bố rộng khắp.
Đặc điểm
Phát Lộc thuộc cây có thân cột, hệ rễ chùm, ngắn, màu trắng. Cây trưởng thành
cao khoảng 1m, đường kính 3 – 4 cm, có khả năng sinh trưởng nhanh, sống được
trong điều kiện thiếu ánh sáng, nhiệt độ thích hợp cho sự tăng trưởng và phát triển nhất
là 21 – 27 0C. Cây có thể sống rất lâu trong đất và có thể sống từ 4 – 5 năm trong lọ
nước.

12


Đặc biệt loài cây này không yêu cầu chăm sóc kỹ càng, dễ sống. Cây sinh sản
bằng cách nhân giống từ giâm cành, mọc khỏe. Chồi mọc từ thân cây mọc rất khỏe,
tốt, rất dễ đâm chồi từ mắt của thân.

Hình 2.3. Cây phát lộc đang được chọn lựa trước khi trồng vào mô hình
2.1.2.4. Môn đốm
- Cây môn đốm hay cây môn đỏ , hay cây môn trắng, có tên khoa học: Caladium
bicolor, thuộc họ Môn [13].
- Cây môn đốm là cây thân thảo, cây cảnh lá. Cây thường trồng trong bóng râm.