TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
Đề Tài

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG
XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT CỦA
CÂY RAU CẦN NƯỚC (Oenanthe javanica) VÀ
CÂY RAU OM (Limnophila aromatic)

Cán bộ hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện:

Ths. NGUYỄN TRƯỜNG THÀNH

TRƯƠNG Ý THÍCH

1110863

HUỲNH THỊ NGỌC VUI 1110887

Cần Thơ, 05/2015


XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN




LỜI CẢM TẠ
Khi thực hiện một đề tài luận văn tốt nghiệp thực tế khó tránh khỏi những khó khăn,
thử thách và những lúc nản chí, bởi với kiến thức chuyên môn vốn có của mình còn
rất hạn chế và cả những kinh nghiệm về thực tiễn lại càng hạn hẹp. Vì vậy để hoàn
thành tốt luận văn tốt nghiệp thì cần phải có sự giúp đỡ của những người xung
quanh trong quá trình thực hiện luận văn.
Trước tiên, chúng con xin tỏ lòng cảm ơn và quý trọng sự ủng hộ, sự chăm sóc và
quan tâm của gia đình, đặc biệt là đấng sinh thành. Thời gian vừa qua là những gì sẽ
đánh dấu bước ngoặc trong cuộc đời của chúng con, nhờ có Cha, Mẹ chúng con mới
có được như ngày hôm nay. Những lúc đau ốm cũng như những lúc tinh thần chúng
con dường như suy sụp hoàn toàn, Cha, Mẹ là nguồn động lực tạo niềm tin và sức
mạnh, đã động viên con phải đứng dậy để đứng vững trên con đường này.
Đặc biệt, chúng em xin gửi lời tri ân và lòng cảm ơn sâu sắc đến Thầy Nguyễn
Trường Thành đã dẫn dắt và hướng dẫn chúng em từng bước một trong quá trình
thực hiện, những lời chỉ bảo tận tình giúp chúng em tìm ra hướng giải quyết khi gặp
bế tắc, nâng cao trình độ và kiến thức bị hỏng để đến giây phút này chúng em đã
hoàn thành tốt luận văn của mình.
Chúng tôi xin gửi đến lời cảm ơn chân thành đến các quý Thầy, Cô khoa Môi
trường và Tài nguyên Thiên nhiên của bộ môn Kỹ thuật Môi trường, cũng như
những lời động viên, chia sẻ và giúp đỡ từ bạn bè
Để thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp, chúng em đã cố gắng hết khả năng để hoàn
thành đề tài nhưng do thời gian và kiến thức chuyên môn, kinh nghiệm thực tế còn
hạn chế nên khó tránh khỏi sai sót và khuyết điểm. Kính mong nhận được sự góp ý
của quý Thầy, Cô để đề tài luận văn được hoàn thiện hơn.
Cần Thơ, ngày tháng năm 2015

SVTH: Trương Ý Thích
1110863
Huỳnh Thị Ngọc Vui 1110887


Trương Ý Thích

Huỳnh Thị Ngọc Vui

SVTH: Trương Ý Thích
1110863
Huỳnh Thị Ngọc Vui 1110887
v


MỤC LỤC
XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ........................................................... i
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ ii
TÓM TẮT ............................................................................................................. iii
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................v
MỤC LỤC ............................................................................................................. vi
DANH SÁCH HÌNH ........................................................................................... viii
DANH SÁCH BẢNG ............................................................................................ ix
CHƯƠNG 1:GIỚI THIỆU .......................................................................................1
1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI .................................................................................1
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ...........................................................................1
CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ..................................................................2
2.1 NƯỚC THẢI SINH HOẠT............................................................................2
2.1.1 Khái niệm................................................................................................2
2.1.2 Thành phần và tính chất của nước thải.....................................................2
2.1.3 Tác hại đến môi trường và con người ......................................................4
2.1.4 Các thông số ô nhiễm đặc trưng của nước thải.........................................5
2.1.5 Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt .............................................8
2.2 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG THỦY SINH THỰC VẬT ............................ 11

5.2 KIẾN NGHỊ .................................................................................................44
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................... 45
PHỤ LỤC .............................................................................................................. 46

SVTH: Trương Ý Thích
1110863
Huỳnh Thị Ngọc Vui 1110887
vii


DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.1 Một số thủy sinh thực vật tiêu biểu ......................................................... 12
Hình 2.2 Minh họa họ Hoa Tán ............................................................................. 15
Hình 2.3 Cây rau cần nước .................................................................................... 16
Hình 2.4 Cây rau om ............................................................................................. 17
Hình 3.1 Mô hình thí nghiệm nạp nước một lần .................................................... 19
Hình 3.2 Mặt bằng bố trí trồng cây trong thí nghiệm nạp nước một lần ................. 19
Hình 3.3 Mô hình thí nghiệm nạp nước liên tục .................................................... 21
Hình 4.1 pH của các nghiệm thức.......................................................................... 36
Hình 4.2 pH của các nghiệm thức nạp nước liên tục .............................................. 42

SVTH: Trương Ý Thích
1110863
Huỳnh Thị Ngọc Vui 1110887
viii


DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1 Đặc tính của nước thải sinh hoạt ...............................................................3
Bảng 2.2 Tải lượng và nồng độ chất bẩn trong nước thải sinh hoạt từ các ngôi nhà



CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1

LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Hiện nay, phần lớn nước thải sinh hoạt ở các khu dân cư và đô thị, các hộ gia
đình nông thôn chưa được xử lý hoặc xử lý chưa đúng cách (như chỉ xử lý sơ bộ
bằng hầm tự hoại) được thải trực tiếp ra môi trường ngày càng nhiều. Đặc biệt nước
thải của các hộ gia đình nông thôn thì được thải trực tiếp ra ngoài môi trường tiếp
nhận như ao, hồ, kênh rạch nước thải này chẳng những làm ô nhiễm môi trường tiếp
nhận mà còn tuần hoàn trở lại nơi người dân sinh sống, nhất là các ao, kênh ở ven
nhà thường tù động. Tình trạng ô nhiễm ngày càng trầm trọng đã ảnh hưởng nghiêm
trọng đến môi trường sống, sức khỏe con người.
Chính vì thế, việc tìm kiếm những giải pháp thích hợp nhằm kiểm soát, hạn chế
và xử lý ô nhiễm là vấn đề đang được quan tâm hàng đầu hiện nay. Có thể nói đến
một trong những biện pháp xử lý môi trường có hiệu quả là biện pháp sinh học,
trong đó có biện pháp xử lý bằng thực vật thủy sinh (cây thủy trúc, cây lục bình, bèo
tai tượng, cây rau ngỗ, cây rau muống, cây rau cần nước, cây rau om …). Đây là
một trong những biện pháp xử lý nước thải thân thiện với môi trường, giá thành xử
lý thấp và thao tác tiến hành đơn giản mà đem lại hiệu quả xử lý đạt hiệu quả tương
đối cao.
Cây rau Cần Nước và cây rau Om là loại thực vật bán thủy sinh, có khả năng
sống ở bùn lầy, bãi bồi ven sông, các bãi đất ngập nước có nồng độ chất hữu cơ cao.
Bên cạnh đó, cây rau Cần Nước và cây rau Om có khả năng tích trữ các dưỡng chất
trong cơ thể cao, có thời gian sinh trưởng ngắn và thời gian nhân đôi mật số nhanh.
Chúng thích nghi đượcvới điều kiện thời tiết nắng nóng và ưa nắng. Vì vậy, đề tài
“Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cây rau Cần Nước
(Oenanthe javanica) và cây rau Om (Limnophila aromatica) ” được chọn để thực

Theo Lê Hoàng Việt (2003), nước thải sinh hoạt là nước thải có nguồn gốc phát
sinh từ các hộ dân cư, các khu thương mại, hay các cơ quan hành chính, bao gồm
nước tắm giặt, nấu nướng,... Loại nước thải này có lưu lượng biến thiên theo giờ
trong ngày, theo thời tiết, theo các thiết bị sử dụng nước và khả năng cấp nước sinh
hoạt của cộng đồng đó.
2.1.2 Thành phần và tính chất của nước thải
Thành phần của nước thải sinh hoạt gồm 2 loại:
 Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh.
 Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt: cặn bã, dầu mỡ từ nhà bếp,
các chất rửa tẩy rửa, nước rửa vệ sinh sàn nhà,….
Đặc tính và thành phần tính chất của nước thải sinh hoạt từ các khu phát sinh
nước thải đều giông nhau, chủ yếu là các chất hữu cơ, trong đó phần lớn các loại
carbonhydrate, protein, lipid là các chất dễ bị vi sinh vật phân hủy.
Nước thải sinh hoạt khi chưa bị phân hủy có màu nâu, chứa nhiều cặn lơ lửng
và chưa bốc mùi khó chịu. Trong nước thải sinh hoạt có các chất lơ lửng như các
mảnh vụn thức ăn, dầu mỡ, các phế thải khác sau khi phục vụ cho ăn uống sinh hoạt
của con người được thải ra môi trường nước. Dưới điều kiện nhất định, vi khuẩn tự
nhiên có trong nước và đất tấn công vào các chất thải gây ra các phản ứng sinh hóa
làm biến đổi tính chất của nước thải. Nước thải sẽ chuyển dần dần từ màu nâu sang
màu đen và bốc mùi khó chịu (Trịnh Xuân Lai, 2000).
SVTH: Trương Ý Thích
1110863
Huỳnh Thị Ngọc Vui 1110887

2


Theo Nguyễn Văn Phước (2007), đặc điểm cơ bản của nước thải sinh hoạt là
hàm lượng cao các chất hữu cơ không bền sinh học (như cacbonhydrat, protein,
mỡ), chất dinh dưỡng (photphat, nitơ), vi trùng, chất rắn và mùi.


8

Đạm amon

50

25

12

Đạm tổng số

85

40

20

Lân tổng số

15

8

4

Tổng số chất rắn

1200

(g/người.ngày)

Nồng độ (mg/lít)

Tổng chất rắn

115 – 117

680 – 1000

Các chất rắn dễ bay hơi

65 – 85

380 – 500

Cặn lơ lửng

35 – 50

200 – 290

Cặn lơ lửng dễ bay hơi

25 – 40

150 – 240

BOD5


10 11 – 4x10 12

10 8 - 10 10

( Trần Đức Hạ, 2002)
Nước thải sinh hoạt chứa các thành phần chủ yếu sau: protein (40- 60%),
cacbohydrate (25- 50%), dầu, mỡ (10%), u rê từ nước tiểu, và nhiều loại chất hữu
cơ với số lượng rất thấp như: thuốc trừ sâu, chất hoạt động bề mặt, phenol, các hợp
chất benzen và các hợp chất chlor hóa ở mức độ cao,… và các chất vô cơ như kim
loại (Cd, Hg, Pb,..), phi kim loại (As, Se,…).
Các hợp chất hữu cơ có số lượng nhiều trong nước thải sinh hoạt là các loại dễ
phân hủy sinh học. (Lâm Minh Triết – Lê Hoàng Việt, 2009).
2.1.3 Tác hại đến môi trường và con người
Nước thải sinh hoạt tác hại đến con người và môi trường là do các thành phần ô
nhiễm tồn tại trong nước gây ra.
 COD, BOD: nếu ô nhiễm quá mức điều kiện yếm khí hình thành, trong quá
trình phân hủy sinh ra các khí: H2S, NH3, CH4,… làm cho nước có mùi hôi và làm
giảm pH của môi trường.
 SS: lắng đọng nguồn tiếp nhận, gây điều kiện yếm khí.
 Vi trùng gây bệnh: gây ra các bệnh lan truyền bằng đường nước như tiêu
chảy, tả, các bệnh về đường ruột,…
 Màu: làm mất cảnh quang môi trường.
SVTH: Trương Ý Thích
1110863
Huỳnh Thị Ngọc Vui 1110887

4


 Dầu mỡ: ngăn khuếch tán oxy trên bề mặt dẫn đến có mùi hôi.

H2S
(CH3)2S, (C6H5)2H
C9 H 9 N

Mùi
Tanh của cá
Mùi nước tiểu
Mùi cá rửa
Mùi trứng thối
Mùi bắp cải thối
Mùi phân

(Lê Hoàng Việt, 2000)
 Độ màu
Nước thải vừa được thải ra có màu xám nhạt, tuy nhiên khi nó di chuyển trong
hệ thống thu gom một thời gian và khi điều kiện yếm khí hình thành trong hệ thống
thu gom màu nước sẽ đậm dần và cuối cùng chuyển thành màu đen. Màu đen của
nước thải do sự hình thành các sulfide kim loại trong quá trình yếm khí. (Lê Hoàng
Việt, 2000).

SVTH: Trương Ý Thích
1110863
Huỳnh Thị Ngọc Vui 1110887

5


b. Thông số hóa học
 pH của nước thải
pH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H+ có trong dung dịch, thường được


SVTH: Trương Ý Thích
1110863
Huỳnh Thị Ngọc Vui 1110887

6


 Nitơ và các hợp chất chứa nitơ
Trong nước mặt cũng như nước ngầm nitơ tồn tại ở 3 dạng chính là: ion amoni
(NH4+), nitrit (NO2-) và nitrat (NO3-). Dưới tác động của nhiều yếu tố hóa lý và do
hoạt động của một số sinh vật các dạng nitơ này chuyển hóa lẫn nhau, tích tụ lại
trong nước và có độc tính đối với con người.
 Photpho và các hợp chất chứa photpho
Trong các loại nước thải, Photpho hiện diện chủ yếu dưới các dạng
Photphate.Các hợp chất Photphat được chia thành Photphat vô cơ và Photphat hữu
cơ.
Photpho là một chất dinh dưỡng đa lượng cần thiết đối với sự phát triển của
sinh vật. Việc xác định Photpho tổng là một thông số đóng vai trò quan trọng để
đảm bảo quá trình phát triển bình thường của các vi sinh vật trong các hệ thống xử
lý chất thải bằng phương pháp sinh học.
Photpho và các hợp chất chứa Photpho có liên quan chặt chẽ đến hiện tượng
phú dưỡng hóa nguồn nước, do sự có mặt quá nhiều các chất này kích thích sự phát
triển mạnh của tảo và vi khuẩn lam.
 Chất hoạt động bề mặt
Các chất hoạt động bề mặt là những chất hữu cơ gồm 2 phần: kị nước và ưa
nước tạo nên sự phân tán của các chất đó trong dầu và trong nước. Nguồn tạo ra các
chất hoạt động bề mặt là do việc sử dụng các chất tẩy rửa trong sinh hoạt và trong
một số ngành công nghiệp.
c. Vi sinh vật học

chất bẩn có trong đó, đồng thời có thể loại các chất đó ra khỏi nước thải dưới dạng
cặn lắng hoặc dạng hòa tan không độc hại.
Gồm các quá trình: trung hòa, keo tụ, hấp phụ, khử trùng, khử chlor và các quá
trình khác.
Bảng 2.5 Các quá trình xử lý hóa học
Quá trình

Ứng dụng

Trung hòa

Để trung hòa các nước thải có độ kiềm cao hoặc axit cao

Keo tụ

Loại bỏ photpho và tăng hiệu quả lắng của các chất rắn lơ lửng
trong các công trình lắng sơ cấp

Hấp phụ

Loại bỏ các chất hữu cơ không thể xử lý được bằng các phương
pháp hóa học hay sinh học thông dụng. Cũng được dùng để khử
Chlor của nước thải sau xử lý, trước khi thải ra môi trường

Khử trùng

Để loại bỏ các vi sinh vật gây bệnh. Các phương pháp thường
sử dụng là: chlorine, chlorine dioxide, bromide chloride,
ozone,…


Các phương pháp xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo gồm:
+ Bể lọc sinh học
+ Bể bùn hoạt tính
+ Hầm biogas
 Các loại bể xử lý trong điều kiện tự nhiên
 Hồ sinh vật ( tảo )
Tảo là sinh vật đơn hoặc đa bào có khả năng quang hợp, tốc độ sinh trưởng
nhanh, chịu được các thay đổi của môi trường. Tảo lấy các chất hữu cơ và dưỡng
chất có trong nước thải để chuyển thành các chất dinh dưỡng thông qua quá trình
quang hợp
 Cánh đồng lọc
Tưới nước thải lên bề mặt của cánh đồng với lưu lượng tính toán để đạt được
mức nào đó thông qua quá trình lý, hóa, sinh học tự nhiên.
Cánh đồng lọc được chia làm ba loại: chậm, nhanh và chảy tràn.
Tác dụng: chất rắn lơ lửng bị giữ lại do tác dộng của quá trình lắng của dòng
chảy và quá trình lọc bởi các thực vật
 Đất ngập nước
Gồm đất ngập nước tự nhiên và nhân tạo.
Vùng đất bị nước tràn ngập nhưng độ sâu không lớn hơn 0,6m, thích hợp cho sự
phát triển của sậy, nến, thủy trúc,… Hệ thực vật cung cấp diện tích để các vi sinh
vật bám vào và phát triển, đồng thời giúp đưa oxy vào nước cho quá trình lọc và
hấp phụ các chất có trong nước thải và khống chế sự phát triển của tảo.
SVTH: Trương Ý Thích
1110863
Huỳnh Thị Ngọc Vui 1110887

9


 Các loại bể xử lý trong điều kiện nhân tạo


Loại có dòng chảy tùy nghi
(arbitrary flow)

Có đặc điểm phần nào giống với plug-flow một
phần giống như complete-mix

Loại khuấy trộn hoàn toàn
với nhiều bể đặc nối tiếp

Nếu chỉ có một bể thì complete-mix chiếm ưu thế.
Nếu có nhiều bể thì plug-flow chiếm ưu thế

Loại thảm cố định (Packed
bed)

Đáy của bể phản ứng trải một lớp đá, xỉ, sứ hoặc
nhựa. Nước thải trong bể phản ứng có thể đầy
(trong trường hợp của anaerobiec filter), hoặc cho
vào theo từng chu kỳ (trong trường hợp của
trickling filter)

Loại Fluidized bed)

Gần giồng như Paeked bed nhưng các hạt đá, hạt
sứ, hạt nhựa có thể di chuyển từ dưới lên phía trên
các tác động của việc cung cấp nước thải và không
khí từ phía dưới đáy bể. Độ rỗng giữa các hạt có
thể thay đổi bởi việc điều khiển lưu lượng nước
hay không khí cung cấp cho bể

SVTH: Trương Ý Thích
1110863
Huỳnh Thị Ngọc Vui 1110887

11


Bảng 2.6 Một số thủy sinh thực vật tiêu biểu
Loại

Tên thông thường

Tên khoa học

Thực vật thủy
sinh sống chìm

Hydrilla

Hydrilla verticillata

Water milfoil

Myriophyllum spicatum

Blyxa

Blyxa aubertii

Lục bình


Thực vật thủy
sinh sống nổi

(Nguồn: Lê Hoàng Việt, 2005)

Hình 2.1 Một số thủy sinh thực vật tiêu biểu
(Nguồn: Lê Hoàng Việt, 2000)
SVTH: Trương Ý Thích
1110863
Huỳnh Thị Ngọc Vui 1110887

12


2.2.3 Thành phần cơ thể của thực vật thủy sinh
a. Hàm lượng nước
Cơ thể thực vật thủy sinh chứa 85 – 95% nước so với trọng lượng cơ thể. Với
loài sống trôi nổi chứa từ 90 – 95% nước, loài sống chìm chứa từ 84 – 95% nước và
loài sống nổi chứa từ 76 – 90% nước.
b. Hàm lượng khoáng
Hàm lượng khoáng trong thực vật thủy sinh biến thiên tùy theo địa phương và
mùa. Hàm lượng khoáng biến thiên từ 8 – 60% (trọng lượng khô) tùy theo hàm
lượng khoáng trong nguồn nước.
Hàm lượng photpho, magne, sodium, sulfur, manganese, đồng và kẽm tương tự
như các thực vật cạn, nhưng hàm lượng Fe, Ca, K thì cao hơn.
c. Hàm lượng Protein
Đối với hầu hết các thực vật thủy sinh (TVTS) thì 80% đạm tổng số dưới dạng
protein. TVTS chứa từ 8 – 30% protein thô (trọng lượng khô) tương đương với thực
vật cạn. Hàm lượng protein của các TVTS này biến động tùy theo hàm lượng chất

Trong đó quá trình nitrat hóa và khử nitrat là chủ yếu. Quá trình khử nitrat chỉ
xảy ra khi hàm lượng DO ở mức 0,6 – 1,0mg/L, đồng thời quá trình này diễn ra
trong điều kiện thiếu khí và cần thêm nguồn cacbon cho vi sinh vật tổng hợp tế bào,
pH trung tính. Tốc độ phụ thuộc nguồn cacbon, pH, nhiệt độ,….
d. Cơ chế loại photpho
Photpho được khử do thực vật thủy sinh hấp thu, hấp phụ hay kết tủa, trong đó
quan trọng nhất là hiện tượng kết tủa và hấp phụ.
Loại bỏ khỏi hệ thống bằng cách thu họach thực vật thủy sinh và thu gom bùn
lắng ở đáy.
e. Cơ chế khử kim loại nặng
Kim loại nặng được khử nhờ thực vật thủy sinh hấp thụ; kết tủa dưới dạng các
oxit, hydroxit, cacbonat phot phat.v.v; trao đổi ion và hấp phụ bởi các hợp chất
hữu cơ trong bể.
f. Cơ chế khử vi sinh vật
Vi sinh vật bị khử do sự lắng tụ của vi sinh vật xuống đáy bể ( lý học ); các hiện
oxi hóa khử, các độc tố trong bể xử lý ( hóa học ); sự cạnh tranh của vi sinh vật tự
nhiên khác ( sinh học ).
Bảng 2.7 Nhiệm vụ của thực vật thủy sinh trong hệ thống xử lý
Phần cơ thể
Rễ và/ hoặc than

Nhiệm vụ
- Là giá bám cho vi khuẩn phát triển.
- Lọc và hấp thu các chất rắn.

SVTH: Trương Ý Thích
1110863
Huỳnh Thị Ngọc Vui 1110887

14


15