Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải hộ gia đình bằng công nghệ bãi lọc ngầm dòng chảy đứng kết hợp canh tác rau sạch quy mô hộ gia đình

Luận Văn Group hỗ trợ viết luận văn thạc sĩ,chuyên đề,khóa luận tốt nghiệp, báo cáo thực
tập, Assignment, Essay
Zalo/Sdt 0967 538 624/ 0886 091 915 Website:lamluanvan.net
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜN ĐẠI HỌC CÔNG NGH
TP. HCM VI N KHOA HỌC
ỨNG DỰNG
ĐỒÁNT TN P
NGHIÊN CỨU CÔNG NGH XỬ LÝ NƢỚC THẢI
HỘ A ĐÌN BẰNG CÔNG NGH BÃI LỌC
NGẦM DÒNG CHẢY ĐỨNG KẾT HỢP CANH TÁC
RAU SẠCH QUY MÔ HỘ A ĐÌN
Ngành: Kỹ thuật môi trƣờng
Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trƣờng
GVHD: Ths Phạm Đức Phƣơng
SVTH: Nguyễn Thụy Thảo Quỳnh
MSSV: 1411090407 Lớp: 14DMT03
TP.HCM, tháng 7 năm 2018

i

LỜ CAM ĐOAN
Xin cam đoan đây là đồ án của riêng tôi, những kết quả đƣợc sử dụng và các số liệu trong
bài làm là kết quả và số liệu thực tế thu đƣợc từ việc làm thí nghiệm và mô hình nghiên cứu
. Tôi xin cam kết về tính trung thực của những vấn đề đƣợc nêu trong đồ án này.
TP.HCM , ngày……..tháng……..năm…….
(SV ký và ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian thực hiện và hoàn thành tiểu luận tốt nghiệp, nhờ có sự động
viên giúp đỡ, sự chia sẻ của các Gia đình, Thầy cô và bạn bè đã giúp đỡ tôi trang
bị thêm nhiều kiến thức và kinh nghiệm sống quý báu cho hành trang tƣơng lai
của mình. Với sự trân trọng và lòng biết ơn, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành
đến:
Trƣớc tiên con xin gửi lời đến Mẹ đã nuôi con ăn học và làm chỗ dựa vững
chắc cho con đến ngày hôm nay.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến ban chủ nhiệm, quý thầy cô khoa Môi trƣờng
Trƣờng Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh đã tận tình dạy dỗ, truyền đạt cho
tôi nhiều kiến thức quý báu trong suốt thời gian qua.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy Lâm Vĩnh Sơn và thầy Phạm Đức Phƣơng
đã tận tình giảng dạy, chỉ bảo, quan tâm trong suốt quá trình thƣc hiện luận văn
tốt nghiệp.
Cảm ơn tập thể 14DMT và các bạn cùng làm đồ án tốt nghiệp, những ngƣời
bạn đã cùng tôi chia sẻ và giúp đỡ mình rất nhiều trong quá trình học tập và thực
hiện tiểu luận tốt nghiệp.
Tuy nhiên do thời gian tìm hiểu, nghiên cứu có hạn, vốn kiến thức hạn chế
cũng nhƣ những kinh nghiệm thực tế chƣa nhiều nên tiểu luận tốt nghiệp của tôi
không tránh những thiếu sót. Tôi rất mong nhận đƣợc và đóng góp của thầy cô
để báo cáo của tôi đƣợc hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng 07 năm 2018
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thụy Thảo Quỳnh

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ i
MỤC LỤC .............................................................................................................. i
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ..................................................................... v
DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................. vii
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ ............................................................................... viii
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH ....................................................................... viii
TÓM TẮT ............................................................................................................ xi
MỞ ĐẦU ............................................................................................................. xii
1. Tính cấp thiết của đề tài ......................................................................... xii
2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................... xiii
2.1 Mục tiêu chung .......................................................................... xiii
2.2 Mục tiêu cụ thể .......................................................................... xiii
3. Nội dung nghiên cứu .............................................................................. xiii
4. Phƣơng pháp nghiên cứu ....................................................................... xiv
4.1. Phƣơng pháp luận ........................................................................ xiv
4.2 Phƣơng pháp cụ thể ........................................................................ xv
5. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ......................................................... xvi
5.1. Đối tƣợng: ...................................................................................... xvi
5.2. Phạm vi nghiên cứu: ..................................................................... xvi
6.Ý nghĩa của đề tài ................................................................................... xvi
6.1 Ý nghĩa khoa học: .......................................................................... xvi
6.2. Ý nghĩa thực tiễn.......................................................................... xvii

CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .................................1
1.1 Tổng quan về nƣớc thải sinh hoạt hộ gia đình:.........................................1
1.1.1 Đặc tính của nƣớc thải sinh hoạt hộ gia đình 1
1.1.2 Tính chất của nƣớc
thải sinh hoạt hộ gia đình 1
1.1.3 Thông số vi sinh vật học 6
1.1.4 Các tác động tiêu cực của nƣớc thải sinh hoạt 8
1.2 Tổng quan về phƣơng pháp bãi lọc (Wetland) .........................................8
1.2.1 Khái niệm về bãi lọc 8
1.2.2 Phân loại bãi lọc trồng cây 9
1.2.3 Tổng quan về bãi lọc ngầm dòng chảy đứng (Vertical subsurface
flow constructed wetland) 14
1.2.4 Ứng dụng và đặc tính xử lý nƣớc thải của cây Lƣỡi Mác và cây
Thủy Trúc. 23
1.2.5 Tình hình áp dụng bãi lọc ngầm trồng cây trong xử lý nƣớc thải . 25
1.2.6 Những ƣu điểm và nhƣợc điểm trong việc sử dụng bãi lọc ngầm
trồng cây dòng chảy đứng để xử lý nƣớc thải 29
1.3 Tổng quan về hệ thống thủy canh ...........................................................30
1.3.2 Khái niệm về rau sạch 30
1.3.2 Vai trò và giá trị của rau 31
1.3.3 Khái niệm về thủy canh 34
1.3.4 Cơ sở khoa học của kĩ thuật thủy canh 34
1.3.5 Phân loại hệ thống thủy canh 35
1.3.6 Ƣu, nhƣợc điểm của hệ thống thủy canh 35
1.3.7 Chất dinh dƣỡng cần thiết cho hệ thống thủy canh 37
1.3.8 Môi trƣờng nuôi trồng thủy canh 38
1.3.5 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ thủy canh 40

ii

CHƢƠNG 2: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .........................................................41
2.1 Đối tƣợng nghiên cứu .............................................................................41
2.1.1 Hệ thống bãi lọc ngầm dòng chảy đứng 41
2.1.2 Hệ thống thu canh động 43
2.2 Các bƣớc thực hiện đề tài, vận hành mô hình.........................................48
2.2.1 Phân tích m u nƣớc nghiên cứu 48
2.2.2 SƠ Đ THỰC HIỆN NGHIÊN
CỨU 51
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ...........................................................52
3.1 Hiệu quả xử lý nƣớc thải khi qua mô hình bãi lọc với lƣu lƣợng 5L/ngày
52
3.1.1 Hiệu quả xử lý nƣớc thải của mô hình bãi lọc không trồng cây
(NTĐC) 52
3.1.2 Hiệu quả xử lý nƣớc thải của mô hình bãi lọc trồng cây lƣỡi mác
(NT1) 60
3.1.3 Hiệu quả xử lý nƣớc thải của mô hình bãi lọc trồng cây Thủy Trúc
(NT2).68
3.1.4 So sánh hiệu quả xử lý giữa giữa 3 mô hình 76
3.1.5 Xác định bãi lọc tối ƣu cấp nƣớc cho thủy canh 82
3.1.6 Xác định khả năng phát triển của rau muống và cải mầm83
3.1.7 So sánh khả năng phát triển ra muống với cải mầm của 2NT 86
CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................88
4.1 Kết luận ...................................................................................................88
4.2 Kiến nghị .................................................................................................90
TÀI LI U THAM KHẢO .................................................................................91
PHỤ LỤC............................................................................................................92
Phụ lục 1: Rau muống NTĐC sau 6 ngày phát triển ...............................92

iii

Phụ lục 2: Cải mầm NTĐC sau 3 ngày......................................................93
Phụ lục 3: Rau muống ở NT1’ sau 9 ngày phát triển...............................94
Phụ lục 5: Rau muống sau 12 ngày phát triển theo thứ tự là ĐC’, NT1’.
96
Phụ lục 6: Rau muống sau 18 ngày phát triển theo thứ tự là ĐC’, NT1’.
97
Phụ lục 7A: Rau cải mầm sau 12 ngày phát triển của NTĐC’. ..............98
Phụ lục 7B: Rau cải mầm sau 12 ngày phát triển của NT1’. ..................99
Phụ lục 9: Rau muống theo dõi sau 21 ngày ở NT1’..............................101

iv

1
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
BOD
( iochemical oxygen emand) – nhu cầu oxy sinh
hóa

v

2 BOD5
lƣợng oxy cần thiết để oxy hết các chất hữu cơ và
sinh hóa do vi khu n với thời gian xử lí là 5 ngày
3 CF (Conductivity factor) – sự phân hủy các muối khoáng
4 COD (Chemical oxygen emand) nhu cầu oxy hóa học
5 EC ( lectro – conductivity) – độ d n điện
ood and griculture Organization of the United
6 FAO Nations) – tổ chức Lƣơng thực và nông nghiệp Liên
Hiệp Quốc
7 SS (Suspended solids) – chất rắn lơ lửng
8 TDS (Total dissolved solids) – tổng lƣợng chất rắn h a tan
9 VSV Vi sinh vật
10 NT Nghiệm thức
11 NTĐC Nghiệm thức đối chứng
12 VNCKH Viện nghiên cứu khoa học
13 NTĐC Mô hình bãi lọc không trồng cây
14 NT1 Mô hình bãi lọc trồng cây Lƣỡi Mác
15 NT2 Mô hình bãi lọc trồng cây Thủy Trúc
16 NT1’ Nƣớc sau bãi lọc trồng cây Lƣỡi Mác
17 NTĐC’ Nƣớc sạch

vi

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Tóm tắt các vai tr cơ bản của thực vật trong bảng lọc trồng cây.
Bảng 1.2: Các yếu tố chính ảnh hƣởng đến sự tồn tại của vi sinh vật gây bệnh
Bảng 1.3: So sánh chi phí sản xuất và tiêu thụ rau và lúa Đài Loan.
Bảng 3.1: Kết quả pH của NTĐC
Bảng 3.2: Kết quả SS của NTĐC
Bảng 3.3: Kết quả COD của NTĐC.
Bảng 3.4: Kết quả BOD5 của NTĐC.
Bảng 3.5: Kết quả tổng – P của NTĐC.
Bảng 3.6: Kết quả tổng – N của NTĐC.
Bảng 3.7: Kết quả pH của NT1
Bảng 3.8: Kết quả SS của NT1
Bảng 3.9: Kết quả COD của NT1
Bảng 3.10: Kết quả BOD5 của mô hình trồng cây NT1.
Bảng 3.11: Kết quả tổng – P của NT1.
Bảng 3.12: Kết quả tổng – N của NT1
Bảng 3.13: Kết quả pH của NT2.
Bảng 3.14: Kết quả SS của NT2
Bảng 3.15: Kết quả COD của NT2
Bảng 3.16: Kết quả BOD5 của NT2
Bảng 3.17: Kết quả tổng – P của NT2
Bảng 3.18: Kết quả tổng – N của NT2
Bảng 3.19: So sánh khả năng xử lý hàm lƣợng SS của 3NT
Bảng 3.20: So sánh khả năng xử lý hàm lƣợng COD của 3NT
Bảng 3.21: So sánh khả năng xử lý hàm lƣợng BOD5 của 3NT
Bảng 3.22: So sánh hàm lƣợng tổng – P của 3NT
Bảng 3.23: So sánh hàm lƣợng tổng – N của 3NT
Bảng 3.25: Sự phát triển của rau muống và cải mầm của NT1’
Bảng 3.26: Sự phát triển rau muống ở 2 NT
Bảng 3.27: Sự phát triển của cải mầm của 3 NT

vii

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 1: Các bƣớc thực hiện
Sơ đồ 2.1: Mô hình bãI lọc ngầm trồng cây d ng chảy đứng.
Sơ đồ 2.2: Mô hình thu canh động tuần hoàn.
Sơ đồ 2.3: Sơ đồ các bƣớc thực hiện.
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Mô hình bãi lọc có dòng chảy bề mặt (SFW).
Hình 1.2: Mô hình bãi lọc có dòng chảy ngầm.
Hình 1.3: Mô hình bãi lọc ngầm dòng chảy đứng (VFS)
Hình 1.4: Tình hình nghiên cứu công nghệ thủy canh trên thế giới. (Từ năm 1966
đến nay)
Hình 2.1: Bản vẽ mô hình đất lọc ngầm trồng cây dòng chảy đứng.
Hình 2.2: Thành ph m mô hình bãi lọc trồng cây dòng chảy đứng.
Hình 2.3: Cây Thu Trúc
Hình 2.4: Cây Lƣỡi Mác
Hình 2.5A: Mô hình thu canh.
Hình 2.5B: Mô hình bản vẽ mô hình thủy canh.
Hình 2.6: Máy bơm P3500.

viii

DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ
Đồ thị 3.1: Nồng độ pH giữa đầu vào giữa nƣớc thải và đầu ra của NTĐC.
Đồ thị 3.2: So sánh hàm lƣợng SS giữa nƣớc thải đầu vào và đầu ra của NTĐC.
Đồ thị 3.3: so sánh hàm lƣợng COD giữa nƣớc thải đầu vào và đầu ra của
NTĐC.
Đồ thị 3.4: So sánh hàm lƣợng BOD5 giữa nƣớc thải đầu vào và đầu ra của
NTĐC.
Đồ thị 3.5: So sánh hàm lƣợng tổng - P giữa nƣớc thải đầu vào và đầu ra của
NTĐC
Đồ thị 3.6: So sánh hàm lƣợng tổng - N giữa nƣớc thải đầu vào và đầu ra của
NTĐC.
Đồ thị 3.7: Nồng độ pH giữa nƣớc thải đầu ra và nƣớc thải đầu vào của NT1.
Đồ thị 3.8: biểu diễn độ biến thiên SS giữa nƣớc thải đầu vào và đầu ra của NT1.
Đồ thị 3.9: Đồ thị so sánh hàm lƣợng COD giữa nƣớc thải đầu vào và đầu ra của
NT1
NT1.
Đồ thị 3.11: So sánh hàm lƣợng tổng - P giữa nƣớc thải đầu vào và đầu ra của
NT1.
Đồ thị 3.12: So sánh hàm lƣợng tổng - N giữa giữa nƣớc thải đầu vào và đầu ra
của NT1.
Đồ thị 3.13: Nồng độ pH giữa nƣớc thải đầu ra và nƣớc thải đầu vào của NT2.
Đồ thị 3.14: So sánh hàm lƣợng SS giữa nƣớc thải đầu vào và đầu ra của NT2.
Đồ thị 3.15: So sánh hàm lƣợng COD giữa nƣớc thải đầu vào và đầu ra của NT2.
NT2.
Đồ thị 3.17: Độ biến thiên tổng - P giữa nƣớc thải đầu vào và đầu ra của NT2.
Đồ thị 3.18: So sánh hàm lƣợng tổng - N giữa nƣớc thải đầu vào và đầu ra của
NT2.

ix

Đồ thị 3.19: So sánh hàm lƣợng pH giữa nƣớc thải đầu ra và đầu vào của 3NT.
Đồ thị 3.20: So sánh hàm lƣợng SS giữa nƣớc thải đầu ra và đầu vào của 3NT.
Đồ thị 3.21A: Hiệu quả xử lý COD giữa nƣớc thải đầu ra và đầu vào của 3NT
Đồ thị 3.21B: So sánh hiệu quả xử lý COD của 3 NT.
Đồ thị 3.22A: Hiệu quả xử lý BOD5 giữa nƣớc thải đầu ra và đầu vào của 3NT.
Đồ thị 3.22B: So sánh hiệu quả xử lý BOD5 của 3 NT.
Đồ thị 3.23: So sánh hàm lƣợng tổng - P giữa nƣớc thải đầu ra và đầu vào của
3NT
Đồ thị 3.24A: Hiệu quả xử lý tổng - N giữa nƣớc thải đầu ra và đầu vào của 3NT
Đồ thị 3.24B: So sánh hiệu quả xử lý tổng - N của 3 NT.
Đồ thị 3.25: Thay đổi chiều cao của rau muống theo từng ngày ở NTĐC’.
Đồ thị 3.26: Thay đổi chiều cao của cải mầm theo từng ngày ở NTĐC’.
Đồ thị 3.27: Thay đổi chiều cao của rau muống theo từng ngày ở NT1’.
Đồ thị 3.28: Thay đổi chiều cao của cải mầm theo từng ngày ở NT1’.
Đồ thị 3.29: Khả năng phát triển của rau muống giữa 2NT.
Đồ thị 3.30: Khả năng phát triển của cải mầm ở 2NT.

x

TÓM TẮT
Đề tài “Nghiên cứu công nghệ xử lý nƣớc thải hộ gia đình bằng công nghệ
bãi lọc ngầm dòng chảy đứng kết hợp canh tác rau sạch quy mô hộ gia đình”
đƣợc tiến hành trong khoảng thời gian từ tháng 03/2018 đến háng 07/2018

Nghiên cứu gồm hai nội dung chính

Theo dõi khả năng xử lý của bãi lọc ngầm dòng chảy đứng :
Hai loại cây đƣợc sử dụng trồng trong mô hình bãi lọc là cây Lƣỡi Mác và
cây Thủy trúc, khả năng xử lý của hai mô hình trồng cây này sẽ đƣợc đối chứng
với mô hình không trồng cây.
Chỉ ra khả năng canh tác rau sạch quy mô hộ gia đình bằng phƣơng pháp
thủy canh từ đó theo dõi sự phát triển của rau khi đƣợc trồng với mô hình thủy
canh trong đó nƣớc cấp đƣợc sử dụng là m u tối ƣu của bãi lọc xử lý tốt nhất.
Rau muống và rau cải mầm đƣợc trồng trong mô hình thủy canh. Tƣơng tự với
mô hình bãi lọc, khả năng phát triển của rau đƣợc trồng với nƣớc thải sau khi xử
lý sẽ đƣợc đối chứng với rau đƣợc trồng với nƣớc sạch.

Kết quả thu đƣợc



Biết đƣợc khả năng xử lý của bãi lọc trồng cây.



Sản ph m là rau muống và rau cải mầm sau khi đƣợc trồng từ mô hình
thủy canh


Điểm mới của đề tài lần này (đƣợc nêu rõ phần kết luận)


xi

Đề tài : Nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải hộ gia đình bằng công nghệ bãi lọc
ngầm dòng chảy đứng kết hợp canh tác rau sạch quy mô hộ gia đình.
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
nhiễm môi trƣờng nƣớc là một vấn đề lớn mà Việt Nam đang phải đối
mặt. Hầu hết nƣớc thải sinh hoạt cũng nhƣ nƣớc thải công nghiệp không đƣợc
xử lý mà đƣợc thải trực tiếp vào môi trƣờng, gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn
nƣớc mặt, nƣớc ngầm, tác động xấu đến điều kiện vệ sinh và ảnh hƣởng trực
tiếp đến sức kh e cộng đồng.
Xử lý nƣớc thải bằng bãi lọc trong đó là bãi lọc đứng đã và đang đƣợc áp dụng
tài nhiều nơi trên thế giới với ƣu điểm là rẻ tiền, dễ vận hành đồng thời mức độ xử
lý ô nhiễm cao. Đây là công nghệ xử lý nƣớc thải trong điều kiện tự nhiên, thân
thiện với môi trƣờng, cho ph p đạt hiệu xuất cao, chi phí thấp và ổn định, đồng thời
làm tăng giá trị đa dạng sinh học, cải tạo cảnh quan môi trƣờng, hệ sinh thái của địa
phƣơng. Mặt khác, Việt Nam là nƣớc nhiệt đới, khí hậu nóng
m, rất thích hợp cho sự phát triển của các loại thực vật thủy sinh.
Ngoài ra, trong quá trình chuyển đổi cơ cấu kinh tế, ngƣời nông dân chỉ chú
trọng đến năng suất, thâm canh tăng vụ chạy theo lợi nhuận. Nên đã trồng rau
theo cách bón cho rau một cách bừa bãi những loại thuốc kích thích tăng trƣởng
thực vật không đảm vệ sinh an toàn thực ph m. Phun thuốc trừ sâu một cách
không có giới hạn, thâm chí là các loại thuốc kích thích sinh trƣởng không đƣợc
ph p sử dụng…Từ đó d n đến mỗi năm có hàng nghìn ca ngộ độc thực ph m, do
sử dụng các sản ph m rau tƣơi có chứa dƣ lƣợng thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ
thực vật vƣợt xa mức độ cho ph p.
Thực tế hiện nay, việc hàng ngày ăn phải những loại rau không đảm bảo tiêu
chu n là mầm mống gây nên nhiều căn bệnh nguy hiểm nhƣ ung thƣ, ngộ độc
thần kinh, rối loạn chức năng thận… Nếu ăn phải rau nhiễm kim loại nặng nhƣ
kẽm sẽ d n đến tích tụ kẽm trong gan có thể gây ngộ độc hệ thần kinh, ung thƣ
đột biến và một loạt các chứng bệnh nguy hiểm khác.

Rau mầm đƣợc coi là kim chỉ nam của vấn đề sản xuất rau tƣơi an toàn cung
cấp cho con ngƣời, đáp ứng đƣợc vệ sinh an toàn thực ph m, đảm bảo đƣợc các
yếu tố. Không sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, không sử dụng chất kích thích sinh
xii

trƣởng, không tƣới nƣớc b n, không sử dụng phân bón hóa học… nên đảm bảo
sức kh e cho ngƣời sử dụng. Rau mầm là loại thực ph m có giá trị dinh dƣỡng
cao gấp 5 lần so với những loại rau thƣờng, hơn nữa rau mầm không chứa mầm
bệnh và vi sinh vật gây hại cho sức kh e của con ngƣời.
Trồng rau mầm tại nhà là một cách giải quyết nhu cầu rau xanh tại chỗ, rất
tiện lợi đối với dân cƣ ở đô thị. Có thể sử dụng hiên nhà, sân thƣợng hay hành
lang để trồng rau mầm. Chỉ cần tranh thủ thời gian ngoài giờ chăm sóc chúng
hàng ngày là đủ và có rau an toàn tại chỗ để đảm bảo sức kh e gia đình khi sử
dụng, vừa tƣơi lại vừa ngon.
Từ hai lý do trên việc nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu công nghệ xử lý nƣớc
thải hộ gia đình bằng công nghệ bãi lọc đứng kết hợp canh tác rau sạch qui mô hộ
gia đình là hết sức cấp thiết.
2. Mục tiêu nghiên cứu
2.1 Mục tiêu chung
Xây dựng đƣợc mô hình xử lý nƣớc thải sinh hoạt và hoàn thiện quy trình
sản xuất rau sạch qui mô hộ gia đình.
2.2 Mục tiêu cụ thể
Nghiên cứu hệ thống bãi lọc ngầm trồng cây xử lý nƣớc thải sinh hoạt từ đó
xác định đƣợc các thông số thiết kế và vận hành thiết bị ứng với công suất và
chất lƣợng nƣớc khác nhau.
Đề xuất đƣợc quy trình công nghệ xử lý nƣớc thải bằng bãi lọc ngầm trồng
cây đáp ứng tiêu chu n hiện hành của Việt Nam.
Xây dựng đƣợc quy trình sản xuất rau cải mầm và một số loại rau khác bằng
hệ thống thủy canh có thể đƣa vào áp dụng thực tế nhằm thúc đ y sản xuất rau
sạch ngay tại nhà.
3. Nội dung nghiên cứu
Lựa chọn công thức vật liệu lọc để sử dụng trong mô hình bãi lọc trồng cây từ
đó đánh giá khả năng xử lý nƣớc thải của các công thức vật liệu.

xiii

Lựa chọn và xác định công thức cây trồng để trồng trong mô hình bãi lọc từ
đó đánh giá ngƣỡng chịu tải lƣợng nƣớc thải hộ gia đình của các công thức cây
trồng.
Xác định các thông số thiết kế, vận hành của mô hình bãi lọc trồng cây với
dòng chảy đứng
Xác định giá thể thích hợp.
Theo dõi sự phát triển của rau ở từng thời điểm.
Nghiên cứu pha chế dung dịch dinh dƣỡng từ các hóa chất có s n.
Nghiên cứu chế tạo mô hình sản xuất thủy canh từ những vật liệu có s n.
Hoàn thiện quy trình sản xuất rau thủy canh.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
4.1. Phƣơng pháp luận
Đề tài dựa trên phƣơng pháp thu thập thông tin khoa học từ các tài liệu, đề
tài nghiên cứu, các báo cáo và bài báo trong và ngoài nƣớc thông qua các
phƣơng tiện thông tin. Trên cơ sở đó, đề tài lập ra khung nghiên cứu cho phƣơng
pháp luận nhƣ sau:
Sơ đồ 1: Các bƣớc thực hiện

xiv

Luận Văn Group hỗ trợ viết luận văn thạc sĩ,chuyên đề,khóa luận tốt nghiệp, báo cáo thực tập,
Assignment, Essay
Thu thập dữ
Phân tích số liệu,
lựa chọn phƣơng
pháp xử lý
Thu gom nguyên
liệu
M u nƣớc thải
Tình hình ứng dụng bãi lọc, thủy canh
Các chỉ tiêu của nƣớc thải sinh hoạt
Các biện pháp xử lý nƣớc thải sinh hoạt
Xử lý bằng bãi lọc ngầm d ng chảy đứng
Vật liêu lọc: cát, s i, đất trồng cây, xơ
dừa …
Phƣơng pháp quang
Phân tích chỉ tiêu pH,
O 5, CO , TSS, Phƣơng pháp máy đo TOC
N-tổng, P-tổng
Phƣơng pháp chu n độ
Thành phần, tính chất nƣớc thải
Xử lý nguyên
liệu
M u nƣớc
sau xử lý
M u tối ƣu
Đánh giá tính khả thi khi xử lý nƣớc thải
Vận hành
mô hình bãi
lọc trồng cây
dòng chảy
ngang
Xác định khả
năng sử dụng
nƣớc thải sau xử
lý ở bãi lọc cho
mục đích thu
canh
X

Assignment, Essay
Xác định khả năng xử lý
nƣớc thải của từng bãi lọc
Trồng rau
muống, cải
mầm
hộ gia đình bằng bãi
lọc
Sự tăng trƣởng của 2 loại rau
Kiểmxv tra về an toàn thực ph m

4.2 Phƣơng pháp cụ thể
Phƣơng pháp kế thừa: biên hội, tổng hợp các tài liệu liên quan làm cơ sở luận
cho đề tài, các nghiên cứu cơ bản trong và ngoài nƣớc trong lĩnh vực bãi lọc
trồng cây, khoa học cây trồng và kỹ thuật thủy canh.
Phƣơng pháp lấy m u: số lƣợng m u (16 m u), vị trí lấy m u, phƣơng pháp lấy m
u.
Phƣơng pháp phân tích m u: áp dụng các kỹ thuật phân tích thực vật để đánh giá
các chỉ tiêu chất lƣợng rau khi sử dụng các loại giá thể và tỉ lệ dinh dƣỡng khác
nhau và các m u nƣớc thải với nƣớc sạch.
Phƣơng pháp phân tích tại phòng thí nghiệm: phƣơng pháp chu n độ, phƣơng
pháp đo quang, phƣơng pháp sử dụng máy TOC,..
Phƣơng pháp thực nghiệm: bố trí các mô hình thí nghiệm nhằm khảo sát hiệu
quả xử lý nƣớc thải cho năng suất và chất lƣợng rau tốt nhất.
Phƣơng pháp thống kê: thống kê tốc độ tăng trƣởng về kích thƣớc của cây ở
từng giai đoạn.
Phƣơng pháp đánh giá: đánh giá hiệu quả của quá trình lọc qua mô hình bãi lọc
trồng cây và đánh giá khả năng sinh trƣởng, phát triển của cây qua mô hình thủy
canh.
5. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
5.1. Đối tƣợng:
Khả năng xử lý nƣớc thải sinh hoạt của mô hình bãi lọc trồng cây d ng chảy
đứng đối với qui mô hộ gia đình qua các chỉ tiêu pH, SS, COD, BOD5, Tổng-
N, Tổng –P.
5.2. Phạm vi nghiên cứu:
Đề tài tập trung nghiên cứu khả năng xử lý nƣớc thải hộ gia đình của mô hình bãi
lọc trồng cây d ng chảy đứng, giải pháp tái sử dụng nƣớc thải vào tƣới cây cho
hệ thống thủy canh với quy mô hộ gia đình.

6. Ý nghĩa của đề tài
6.1 Ý nghĩa khoa học:
xvi

ổ sung phƣơng pháp xử lý nƣớc thải hộ gia đình làm cung cấp nƣớc cho hệ
thống thủy canh
Tính mới của đề tài
6.2. Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả của nghiên cứu sẽ là cơ sở cho những nghiên cứu sâu hơn về lĩnh
vực sản xuất rau thủy canh.
Giúp sinh viên nghiên cứu hiểu sâu sắc hơn về công nghệ xử lý nƣớc thải với
chi phí thấp, thân thiện với môi trƣờng.
ổ sung kiến thức và kĩ năng thực hành trong ph ng thí nghiệm.
Chế tạo đƣợc hệ thống xử lý nƣớc bằng công nghệ bãi lọc, trồng rau bằng mô
hình thu canh hoàn chỉnh, an toàn, phù hợp với quy mô hộ gia đình. Từ đó giải
quyết đƣợc vấn đề rau sạch (có thể tự trồng các loại rau sạch bệnh tại nhà, vừa an
toàn lại vừa tiết kiệm chi phí) và phần nào vấn đề nƣớc thải.

xvii

C ƢƠN : TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1 Tổng quan về nƣớc thải sinh hoạt hộ gia đình:
Nƣớc thải sinh hoạt là nƣớc đƣợc thải b sau khi sử dụng cho các mục đích
sinh hoạt của cộng đồng: tắm, giặt giũ, t y rửa, vệ sinh cá nhân,… Chúng thƣờng
đƣợc thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trƣờng học, bệnh viện, chợ và các công trình
công cộng khác. Lƣợng nƣớc thải sinh hoạt của một khu dân cƣ phụ thuộc vào
dân số, tiêu chu n cấp nƣớc và đặc điểm của hệ thống thoát nƣớc. Tiêu chu n cấp
nƣớc sinh hoạt cho một khu dân cƣ phụ thuộc vào khả năng cung cấp nƣớc của
các nhà máy nƣớc hay các trạm cấp nƣớc hiện có. Các trung tâm đô thị thƣờng
có tiêu chu n cấp nƣớc cao hơn so với các vùng ngoại thành và nông thôn, do đó
lƣợng nƣớc thải sinh hoạt tính trên một đầu ngƣời cũng có sự khác biệt giữa
thành thị và nông thôn. Nƣớc thải sinh hoạt ở các trung tâm đô thị thƣờng thoát
bằng hệ thống thoát nƣớc d n ra các sông rạch, còn các vùng ngoại thành và nông
thôn do không có hệ thống thoát nƣớc nên nƣớc thải thƣờng đƣợc tiêu thoát tự
nhiên vào các ao hồ hoặc thoát bằng biện pháp tự thấm.
1.1.1 Đặc tính của nƣớc thải sinh hoạt hộ gia đình
Nƣớc thải sinh hoạt hộ gia đình bao gồm nƣớc nhà tắm, giặt, nhà vệ sinh,
nƣớc rửa sàn nhà, nhà ăn,… Chúng chứa khoảng 58% chất hữu cơ và 42% chất
khoáng đặc điểm cơ bản của nƣớc thải sinh hoạt là hàm lƣợng cao nhất chất hữu
cơ không bền sinh học (nhƣ cacbonhydrat, protein, lipit), chất dinh dƣỡng
(photphat, nito), vi trùng, chất rắn và mùi.
1.1.2 Tính chất của nƣớc thải sinh hoạt hộ gia đình
A. Tính chất vật lý
Đƣợc xác định dựa trên: màu sắc, mùi, nhiệt độ và lƣu lƣợng (dòng chảy):

Màu: nƣớc thải mới có màu hơi nâu sáng, tuy nhiên nhìn chung màu nƣớc
thải thƣờng là màu xám có v n đục. Màu sắc của nƣớc thải sẽ bị thay đổi


đáng kể nếu nhƣ nó bị nhiễm khu n, khí đó sẽ có màu tối.



Mùi: mùi có trong nƣớc thải sinh hoạt là do có khi sinh ra từ quá trình phân hủy
các hợp chất hữu cơ hay do có một số chất đƣợc đƣa thêm vào nƣớc thải.

1

Nƣớc thải sinh hoạt thông thƣờng có mùi mốc, nhƣng nếu nƣớc thải bị nhiễm
khu n thì nó sẽ chuyển sang mùi trứng thôi do sƣu tạo thành H2S trong nƣớc.

Nhiệt độ: nhiệt độ của nƣớc thải thƣờng cao hơn so với nhiệt độ của nguồn
nƣớc sạch ban đầu, bởi vì có sự gia nhiệt vào nƣớc từ các đồ dùng trong gia
đình và các máy móc thiết bị công nghiệp. Tuy nhiên, chính những dòng
nƣớc thấm qua đất à lƣợng nƣớc mƣa đổ xuống mới là nhân tố làm thay đổi
một cách đáng kể nhiệt độ của nƣớc.



Lƣu lƣợng: thể tích thực của nƣớc thải cũng đƣợc xem là một trong những
đặc tính vật lý của nƣớc thải, có đơn vị là m3
/ngƣời.ngày. Hầu hết các thiết
bị xử lý đƣợc thiết kế để xử lý nƣớc thải có lƣu lƣợng 0.378-0.756
m3
/ngƣời.ngày. Vân tốc dòng chảy luôn thay đổi trong ngày.


Hàm lƣợng chất rắn lơ lửng:

Các chất rắn lơ lửng trong nƣớc ((Total) Suspended Solids – (T)SS – SS)
có thể có bản chất là:

Các chất vô cơ không tan ở dạng huyền phù (Phù sa, gỉ sét, bùn, hạt
sét);



Các chất hữu cơ không tan;



Các vi sinh vật (vi khu n, tảo, vi nấm, động vật nguyên sinh…).

Sự có mặt của các chất rắn lơ lửng cản trở hay tiêu tốn thêm nhiều hóa chất
trong quá trình xử lý.
B. Tính chất hóa học

Độ pH của nƣớc:

pH là chỉ số đặc trƣng cho nồng độ ion H+
có trong dung dịch, thƣờng
đƣợc dùng để biểu thị tính axit và tính kiềm của nƣớc.
Độ pH của nƣớc có liên quan dạng tồn tại của kim loại và khí hoà tan trong
nƣớc. pH có ảnh hƣởng đến hiệu quả tất cả quá trình xử lý nƣớc. Độ pH có ảnh

hƣởng đến các quá trình trao chất diễn ra bên trong cơ thể sinh vật nƣớc. Do vậy
rất có ý nghĩa về khía cạnh sinh thái môi trƣờng
2


Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand – COD):

Theo định nghĩa, nhu cầu oxy hóa học là lƣợng oxy cần thiết để oxy hóa các
chất hữu cơ trong nƣớc bằng phƣơng pháp hóa học (sử dụng tác nhân oxy hóa
mạnh), về bản chất, đây là thông số đƣợc sử dụng để xác định tổng hàm lƣợng các
chất hữu cơ có trong nƣớc, bao gồm cả nguồn gốc sinh vật và phi sinh vật.
Trong môi trƣờng nƣớc tự nhiên, ở điều kiện thuận lợi nhất cũng cần đến
20 ngày để quá trình oxy hóa chất hữu cơ đƣợc hoàn tất. Tuy nhiên, nếu tiến
hành oxy hóa chất hữu cơ bằng chất oxy hóa mạnh (mạnh hơn hẳn oxy) đồng
thời lại thực hiện phản ứng oxy hóa ở nhiệt độ cao thì quá trình oxy hóa có thể
hoàn tất trong thời gian rút ngắn hơn nhiều. Đây là ƣu điểm nổi bật của thông số
này nhằm có đƣợc số liệu tƣơng đôi về mức độ ô nhiễm hữu cơ trong thời gian
rất ngắn.
COD là một thông số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ
nói chung và cùng với thông số O , giúp đánh giá phần ô nhiễm không phân hủy
sinh học của nƣớc từ đó có thể lựa chọn phƣơng pháp xử lý phù hợp.

Nhu cầu oxy sinh học (Biochemical Oxygen Demand – BOD):

Về định nghĩa, thông số BOD của nƣớc là lƣợng oxy cần thiết để vi khu n
phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện chu n: 20°C, ủ m u 5 ngày đêm, trong bóng
tối, giàu oxy và vi khu n hiếu khí. Nói cách khác, BOD biểu thị lƣợng giảm oxy
hòa tan sau 5 ngày. Thông sô BOD5 sẽ càng lớn nếu m u nƣớc càng chứa nhiều
chất hữu cơ có thể dùng làm thức ăn cho vi khu n, hay là các chất hữu cơ dễ bị
phân hủy sinh học (Carbonhydrat, protein, lipid…).
BOD là một thông số quan trọng:

Là chỉ tiêu duy nhất để xác định lƣợng chất hữu cơ có khả năng phân

hu sinh học trong nƣớc và nƣớc thải.

Là tiêu chu n kiểm soát chất lƣợng các dòng thải chảy vào các thu
vực thiên nhiên.


3


Là thông số bắt buộc để tính toán mức độ tự làm sạch của nguồn
nƣớc phục vụ công tác quản lý môi trƣờng.



Oxy hòa tan (Dissolved Oxygen – DO):

Tất cả các sinh vật sông đều phụ thuộc vào oxy dƣới dạng này hay dạng
khác để duy trì các tiến trình trao đổi chất nhằm sinh ra năng lƣợng phục vụ cho
quá trình phát triển và sinh sản của mình. Oxy là yếu tố quan trọng đối với con
ngƣời cũng nhƣ các thủy sinh vật khác.
Oxy là chất khí hoạt động hóa học mạnh, tham gia mạnh mẽ vào các quá
trình hóa sinh học trong nƣớc:

Oxy hóa các chất khử vô cơ: e2+
, Mn2+
, S2-
, NH3..



Oxy hóa các chất hữu cơ trong nƣớc, và kết quả của quá trình này là
nƣớc nhiễm b n trở nên sạch hơn. Quá trình này đƣợc gọi là quá
trình tự làm sạch của nƣớc tự nhiên, đƣợc thực hiện nhờ vai trò quan
trọng của một sô vi sinh vật hiếu khí trong nƣớc.

Oxy là chất oxy hóa quan trọng giúp các sinh vật nƣớc tồn tại và phát triển.
Các quá trình trên đều tiêu thụ oxy h a tan. Nhƣ đã đề cập, khả năng h a tan
của Oxy vào nƣớc tƣơng đôi thấp, do vậy cần phải hiểu rằng khả năng tự làm
sạch của các nguồn nƣớc tự nhiên là rất có giới hạn. Cũng vì lý do trên, hàm
lƣợng oxy hòa tan là thông số đặc trƣng cho mức độ nhiễm b n chất hữu cơ của
nƣớc mặt.

Nitơ và các hợp chất chứa nitơ:

Nitơ là nguyên tố quan trọng trong sự hình thành sự sống trên bề mặt Trái
Đất. Nitơ là thành phần cấu thành nên protein có trong tế bào chất cũng nhƣ các
acid amin trong nhân tế bào. Xác sinh vật và các bã thải trong quá trình sống của
chúng là những tàn tích hữu cơ chứa các protein liên tục đƣợc thải vào môi
trƣờng với lƣợng rất lớn. Các protein này dần dần bị vi sinh vật dị dƣỡng phân

hủy, khoáng hóa trở thành các hợp chất Nitơ vô cơ nhƣ NH4
+
, NO2
–
, NO3
–
và
có thể cuối cùng trả lại N2 cho không khí.
4

Nhƣ vậy, trong môi trƣờng đất và nƣớc, luôn tồn tại các thành phần chứa
Nito: từ các protein có cấu trúc phức tạp đến các acid amin đơn giản, cũng nhƣ
các ion Nitơ vô cơ là sản ph m quá trình khoáng hóa các chất kể trên.
Các hợp chất hữu cơ thô đang phân hủy thƣờng tồn tại ở dạng lơ lửng trong
nƣớc, có thể hiện diện với nồng độ đáng kể trong các loại nƣớc thải và nƣớc tự
nhiên giàu protein.
Các hợp chất chứa Nito ở dạng hòa tan bao gồm cả Nito hữu cơ và Nito vô
cơ (NH4
+
,NO3
–
,NO2
–
)
Thuật ngữ “Nitơ tổng là tổng Nito tồn tại ở tất cả các dạng trên. Nitơ là một
chất dinh dƣỡng đa lƣợng cần thiết đôi với sự phát triển của sinh vật.

Phospho và các hợp chất chứa phospho:

Nguồn gốc các hợp chất chứa Phospho có liên quan đến sự chuyển hóa các
chất thải của ngƣời và động vật và sau này là lƣợng khổng lồ phân lân sử dụng
trong nông nghiệp và các chất t y rửa tổng hợp có chứa phosphate sử dụng trong
sinh hoạt và một số ngành công nghiệp trôi theo d ng nƣớc.
Trong các loại nƣớc thải, Phospho hiện diện chủ yếu dƣới các dạng
phosphate. Các hợp chất Phosphat đƣợc chia thành Phosphat vô cơ và phosphat
hữu cơ.
Phospho là một chất dinh dƣỡng đa lƣợng cần thiết đôi với sự phát triển
của sinh vật. Việc xác định p tổng là một thông số đóng vai tr quan trọng để đảm
bảo quá trình phát triển bình thƣờng của các vi sinh vật trong các hệ thông xử lý
chất thải bằng phƣơng pháp sinh học (tỉ lệ BOD:N:P = 100:5:1).
Phospho và các hợp chất chứa Phospho có liên quan chặt chẽ đến hiện
tƣợng phú dƣỡng hóa nguồn nƣớc, do sự có mặt quá nhiều các chất này kích
thích sự phát triển mạnh của tảo và vi khu n lam.

Chất hoạt động bề mặt:


5

Các chất hoạt động bề mặt là những chất hữu cơ gồm 2 phần: kị nƣớc và
ƣa nƣớc tạo nên sự phân tán của các chất đó trong dầu và trong nƣớc. Nguồn tạo
ra các chất hoạt động bề mặt là do việc sử dụng các chất t y rửa trong sinh hoạt
và trong một số ngành công nghiệp.
1.1.3 Thông số vi sinh vật học
Nhiều vi sinh vật gây bệnh có mặt trong nƣớc thải có thể truyền hoặc gây
bệnh cho ngƣời. Chúng vốn không bắt nguồn từ nƣớc mà cần có vật chủ để sông
ký sinh, phát triển và sinh sản. Một số các sinh vật gây bệnh có thể sống một thời
gian khá dài trong nƣớc và là nguy cơ truyền bệnh tiềm tàng, bao gồm vi khu n,
vi rút, giun sán.

Vi khuẩn:

Các loại vi khu n gây bệnh có trong nƣớc thƣờng gây các bệnh về đƣờng
ruột, nhƣ dịch tả (cholera) do vi khu n Vibrio comma, bệnh thƣơng hàn
(typhoid) do vi khu n Salmonella typhosa…

Vi rút:

Vi rút có trong nƣớc thải có thể gây các bệnh có liên quan đến sự rối loạn
hệ thần kinh trung ƣơng, viêm tủy xám, viêm gan… Thông thƣờng sự khử trùng
bằng các quá trình khác nhau trong các giai đoạn xử lý có thể diệt đƣợc vi rút.

Giun sán (helminths):

Giun sán là loại sinh vật ký sinh có v ng đời gắn liền với hai hay nhiều động
vật chủ, con ngƣời có thể là một trong số các vật chủ này. Chất thải của ngƣời và
động vật là nguồn đƣa giun sán vào nƣớc. Tuy nhiên, các phƣơng pháp xử lý
nƣớc hiện nay tiêu diệt giun sán rất hiệu quả.
Nguồn gốc của vi trùng gây bệnh trong nƣớc là do nhiễm b n rác, phân ngƣời
và động vật. Trong ngƣời và động vật thƣờng có vi khu n E. coli sinh sông và phát

triển. Đây là loại vi khu n vô hại thƣờng đƣợc bài tiết qua phân ra môi trƣờng. Sự
có mặt của E.Coli chứng t nguồn nƣớc bị nhiễm b n bởi phân rác và
6

khả năng lớn tồn tại các loại vi khu n gây bệnh khác, số lƣợng nhiều hay ít tuỳ
thuộc vào mức độ nhiễm b n. Khả năng tồn tại của vi khu n .coli cao hơn các
vi khu n gây bệnh khác. o đó nếu sau xử lý trong nƣớc không còn phát hiện thấy
vi khu n E.coli chứng t các loại vi trùng gây bệnh khác đã bị tiêu diệt hết. Mặt
khác, việc xác định mức độ nhiễm b n vi trùng gây bệng của nƣớc qua việc
xác địng số lƣợng số lƣợng .coli đơn giản và nhanh chóng. o đó vi khu n này
đƣợc chọn làm vi khu n đặc trƣng trong việc xác định mức độ nhiễm b n vi trùng
gây bệnh của nguồn nƣớc.

Tác hại đến môi trường

Tác hại đến môi trƣờng của nƣớc thải do các thành phần ô nhiễm tồn tại
trong nƣớc thải gây ra.

COD, BOD: sự khoáng hoá, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lƣợng

lớn và gây thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận d n đến ảnh hƣởng đến
hệ sinh thái môi trƣờng nƣớc. Nếu ô nhiễm quá mức, điều kiện yếm
khí có thể hình thành. Trong quá trình phân hu yếm khí sinh ra các
sản ph m nhƣ H2S, NH3, CH4,…làm cho nƣớc có mùi hôi thúi và
làm giảm pH của môi trƣờng.

SS: lắng đọng ở nguồn tiếp nhận, gây điều kiện yếm khí.



Nhiệt độ: nhiệt độ của nƣớc thải sinh hoạt thƣờng không ảnh hƣởng

đến đời sống của thu sinh vật nƣớc.

Vi trùng gây bệnh: gây ra các bệnh lan truyền bằng đƣờng nƣớc nhƣ
tiêu chảy, ngộ độc thức ăn, vàng dạ,…



mmonia, P: đây là những nguyên tố dinh dƣỡng đa lƣợng. Nếu

nồng độ trong nƣớc quá cao d n đến hiện tƣợng phú dƣỡng hoá (sự
phát triển bùng phát của các loại toả, làm cho nồng độ oxy trong
nƣớc rất thấp vào ban đêm gây ngạt thở và diệt vong các sinh vật,

trong khi đó vào ban ngày nồng độ oxy rất cao do quá trình hô hấp
của tảo thải ra).

Màu: mất mỹ quan

7


Dầu mỡ: gây mùi, ngăn cản khuếc tán oxy trên bề mặt

1.1.4 Các tác động tiêu cực của nƣớc thải sinh hoạt
a. Tác động đến cuộc sống con ngƣời
Trong nƣớc thải sinh hoạt có chứ rất nhiều hóa chất độc hại, từ các vật dụng
chúng ta sử dụng hằng ngày nhƣ xà bông, nƣớc rửa chén, thuốc t y, hay các rác
thải rắn khó phân hủy nhƣ túi nilong, lọ chai thủy tinh, chai nhựa. Những chất
thải này khi xuống nguồn nƣớc mà không thông qua xử lý thì sẽ gây ô nhiễm
nguồn nƣớc, c n kèm theo đó là những mầm bệnh mà vô tình chúng ta mắc phải
nhƣ tiêu chảy, đau bụng, uốn ván, hay thậm chí nguy hiểm hơn là các bệnh về
đƣờng ruột, hay ung thƣ…
b. Tác động đến môi trƣờng sống
Không những gây ảnh hƣởng đến sức kh e mà việc ô nhiễm nƣớc thải sinh
hoạt c n đang hủy hoại dần môi trƣờng, làm ảnh hƣởng tới các mạch nƣớc
ngầm, ảnh hƣởng tới đất làm cho đất không thể trồng trọt, không khí cũng bị đe
dọa khi bốc những mùi rất khó chịu.
1.2 Tổng quan về phƣơng pháp bãi lọc (Wetland)
1.2.1 Khái niệm về bãi lọc
Bãi lọc trồng cây chính là mô hình đất ngập nƣớc nhân tạo và nó đƣợc định
nghĩa nhƣ sau: “Hệ thống đƣợc thiết kế và xây dựng nhƣ một vùng đất ngập
nƣớc nhƣng việc xử lý nƣớc thải hiệu quả hơn, giảm diện tích và đặc biệt có thể
quản lý đƣợc quá trình vận hành ở mức đơn giản .
Đất ngập nƣớc nhân tạo hay bãi lọc trồng cây chính là công nghệ xử lý sinh
thái mới, đƣợc xây dựng nhằm khắc phục những nhƣợc điểm của bãi đất ngập
nƣớc tự nhiên mà v n có đƣợc những ƣu điểm của đất ngập nƣớc tự nhiên. Các
nghiên cứu cho thấy, bãi lọc nhân tạo trồng cây hoạt động tốt hơn so với đất ngập
nƣớc tự nhiên cùng diện tích, nhờ đáy của bãi lọc nhân tạo có độ dốc hợp lý và
chế độ thủy lực đƣợc kiểm soát. Độ tin cậy trong hoạt động của bãi lọc nhân tạo

cũng đƣợc nâng cao do thực vật và các thành phần khác trong bãi lọc nhân tạo có
thể quản lý đƣợc nhƣ mong muốn.
8

Bãi lọc trồng cây gần đây đã đƣợc biết đến trên thế giới nhƣ một giải pháp
công nghệ mới, xử lý nƣớc thải trong điều kiện tự nhiên với hiệu suất cao, chi
phí thấp và ổn định, ngày càng đƣợc áp dụng rộng rãi. Ở Việt Nam, công nghệ
trên thực chất còn rất mới.
Bãi lọc trồng cây dùng để xử lý nƣớc thải trong điều kiện tự nhiên. Với các
thông số làm việc khác nhau, bãi lọc trồng cây đƣợc sử dụng rộng rãi trong xử lý
nhiều loại nƣớc thải. Khác với bãi đất ngập nƣớc tự nhiên, thƣờng là nơi tiếp
nhận nƣớc thải sau khi xử lý, với chất lƣợng đã đạt yêu cầu theo tiêu chu n và
chúng chỉ làm nhiệm vụ xử lý bậc cao hơn, bãi lọc trồng cây là một thành phần
trong hệ thống các công trình xử lý nƣớc thải sau bể tự hoại hay sau xử lý bậc
hai.
1.2.2 Phân loại bãi lọc trồng cây
Bãi lọc trồng cây có thể đƣợc phân loại theo hình thức nuôi trồng điển hình
của các loại thực vật nhƣ: hệ thống thực vật nổi, hệ thống rễ chùm nổi và hệ
thống thực vật chìm [Brix và Schierup, 1989]. Hầu hết các hệ thống đều sử dụng
các loại cây rễ chùm, tuy nhiên có thể phân loại theo dạng vật liệu sử dụng và chế
độ dòng chảy trong hệ thống.
Có 2 kiểu phân loại đất ngập nƣớc kiến tạo cơ bản theo hình thức chảy: Loại
dòng chảy tự do trên mặt đất (Surface flow wetland) và loại chạy ngầm trong đất
(Subsurface slow).
a. Bãi lọc trồng cây có dòng chảy bề mặt (Surface flow wetland - SFW)
Hệ thống dòng chảy bề mặt là hệ thống đƣợc thiết kế có lớp nƣớc bề mặt tiếp
xúc với không khí. Trong hệ thống dòng chảy ngầm, mực nƣớc đƣợc cố định
thấp hơn so với bề mặt vật liệu. Đối với hệ thống dòng chảy ngầm ngang, lớp vật
liệu luôn đƣợc giữ trong trạng thái bão hoà nƣớc, đối với hệ thống dòng chảy
đứng, lớp vật liệu không ở trạng thái bão hoà vì nƣớc đƣợc cấp không liên tục

mà theo các khoảng thời gian nhất định và đƣợc thấm qua lớp vật liệu (tƣơng tự
nhƣ trong hệ thống lọc cát gián đoạn).
9

Tất cả các dạng bãi lọc ngập nƣớc đều đƣợc cấy trồng ít nhất là một loại
thực vật có rễ trong một loại vật liệu nào đó (thƣờng là đất, s i hoặc cát). Các
chất ô nhiễm đƣợc khử nhờ sự phối hợp của các quá trình hóa học, lý học, sinh
học, lắng, kết tủa và hấp thụ vào đất, quá trình đồng hóa bởi thực vật và các sự
chuyển hóa bởi các vi khu n [Brix, 1993; Vymazal và các cộng sự, 1998].
Hình 1.1: Mô hình bãi lọc có dòng chảy bề mặt (SFW).
b. Bãi lọc trồng cây có dòng chảy ngầm (Subsurface flow constructed
wetland).
ãi lọc trồng cây có d ng chảy ngầm c n đƣợc gọi là bãi lọc ngầm trồng cây. Ở
châu Âu, các hệ thống bãi lọc d ng chảy ngầm qua đất và s i đã đƣợc ứng dụng và
xây dựng rất phổ biến. Sậy (Phragmites australis) là loại thực vật đƣợc cấy trồng
phổ biến nhất trong hầu hết các hệ thống, một số hệ thống có trồng thêm các loại
thực vật khác. Đất hoặc s i thƣờng đƣợc dùng làm vật liệu trong các bãi lọc vì
chúng có khả năng duy trì d ng chảy ngầm. Các hệ thống sử dụng đất thƣờng gập
các vấn đề về d ng chảy tràn bề mặt, đối với các hệ thống sử dụng s i thƣờng gập các
hiện tƣợng tắc d ng. Hệ thống d ng chảy ngầm thƣờng có diện tích bề mặt nh (<0,5
ha) và tải lƣợng thủy lực lớn hơn so với hệ thống d ng chảy bề mặt.
Loại này bao gồm cả các loại bãi lọc có d ng chảy nằm ngang hay d ng chảy
thẳng đứng từ dƣới lên, từ trên xuống.

10

Assignment, Essay
Đề tài : Nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải hộ gia đình
ngầm dòng chảy đứng kết hợp canh tác rau sạch quy mô hộ gia
bằng công nghệ bãi lọc
đình.
Hình 1.2: Mô hình bãi lọc có dòng chảy ngầm.
c. Vai trò của thực vật trong bãi lọc
Vai tr quan trọng nhất của thực vật trong chức năng xử lý nƣớc thải của bãi
lọc là dựa trên các đặc tính vật lý của các mô thực vật nhƣ kiểm soát sói m n, lọc
nƣớc, tạo nơi sống và hoạt động cho các VSV.
Sự trao đổi chất của thực vật (sự hấp thu, thải khí oxy…) ảnh hƣởng đến việc
xử lý theo những cấp độ khác nhau tùy theo thiết kế. Thực vật c n có vai tr đáng
quý khác nhƣ tạo cảnh quan, môi trƣờng sống cho các loài thú hoang dã.
Bảng 1.1: Tóm tắt các vai trò cơ bản của thực vật trong bảng lọc trồng cây.
Các bộ phận
ai trò trong ử lý
của thực vật
 Giảm ánh sáng giảm sự phát triển của các phiêu sinh vật.
 Ảnh hƣởng đến khí hậu tại khu vực các nhiệt về mùa
Những mô nổi đông.
trên mặt nƣớc
 Giám sức gió giảm nguy cơ sáo trộn.
 Tích tụ chất dinh dƣỡng

Assignment, Essay
11

Assignment, Essay
 Có tác dụng lọc lọc các vật thể trong d ng nƣớc thải.
 Giảm tốc độ d ng chảy tăng tốc độ lắng đọng, giảm nguy
cơ sáo trộn.
Những mô chìm
 Cung cấp bề mặt dính bám cho các màng sinh học.
dƣới nƣớc
 Nhả khí oxy thông qua quá trình quang hợp tăng cƣờng quá
trình phân hủy hiếu khí.
 Tiêu thụ chất dinh dƣỡng.
 Gia cố bề mặt lớp bùn lắng đọng ít s i m n.
 Chống tắc nghẽn trong hệ thống d ng chảy đứng.
Rễ và thân rễ  Nhả khí oxy làm tăng cƣờng quá trình phân hủy hiếu khí và
trong lớp bùn nitrat hóa.
 Tiêu thụ chất dinh dƣỡng.
 Làm phát sinh các chất kháng sinh.
Nguồn: Bri , 1997
d. Sơ lƣợc về một số loại cây trong bãi lọc
Cây trồng đƣợc sử dụng trong bãi lọc là những cây dễ tìm kiếm, có khả
năng sinh trƣởng tốt trong nƣớc, thích nghi tốt với điều kiện môi trƣờng và tạo
đƣợc vẻ đẹp cảnh quan.
 Cây Hoa Bóng Nước

Tên thƣờng gọi: Hoa óng Nƣớc hay c n có tên
khác là cây Hoa Móng Tayhay cây Nắc Nẻ.

Tên khoa học: Impatiens balsamina L.


Assignment, Essay

Thuộc họ: bóng nƣớc LS MIN C .
12


Loài: I. Balsamina.



Hoa bóng nƣớc là một cây trồng làm cảnh với hoa đẹp nhiều màu sặc sỡ, trắng,

hồng, đ , tím và vàng. Ngoài ra Hoa óng Nƣớc đƣợc dùng trong Y học cổ
truyền với tên thuốc là Phƣợng tiên hoa, thu hái khi chƣa có hoa, lá c n xanh
chƣa bị úa vàng. ịch chiết từ lá bóng nƣớc với thành phần hóa học chủ yếu là
chất axit p-hydroxybenzoic đã đƣợc nghiên cứu dƣợc lý thấy có tác dụng
kháng khu n rất mạnh.
 Cây Mon Nước

Tên thƣờng gọi: Cây Mon Nƣớc hay cây Khoai Nƣớc.



Tên khoa học: Colocasia esculenta.



Thuộc họ: Ráy ( raceae).



Đặc điểm: là một loại thực vật thuộc họ Ráy bản địa bao gồm vùng nhiệt đới
châu Á và lan rộng đến miền đông bắc Úc. Đây là một loại cây mọc hoang có
sức sống mãnh liệt hay mọc ở ruộng hay dựa vào bờ nƣớc, có củ, lá cọng cao
0,3 - 0,8 m, lá, phiến không thấm nƣớc vì lông mịn nhƣ nhung. Lá có kích
thƣớc đến 40 × 24,8 cm, mọc từ củ (thân rễ), mặt trên màu xanh lục đậm,
mặt dƣới nhạt hơn, thông thƣờng có hình oval – tam giác. Cuống lá cao 0,8 -
1,2 m. Cây mon nƣớc đƣợc dùng làm thức ăn gia súc ngoài ra c n trồng làm
rau ăn, dùng để chữa bệnh.


 Cây Thủy Trúc

Tên thƣờng gọi Thủy Trúc.



Tên khoa học Cyperus alternifolius Linn.



Họ: Cyperaceae (Cói).



Nguồn gốc: Cây có nguồn gốc từ Madagasca (Châu Phi)




Đặc điểm: Có dáng đặc sắc, mọc thành bụi dày, thẳng nhƣ cây dừa, cau tí hon.
Cây có thân tr n màu xanh đậm, lá giảm thành các bẹ ở gốc, thay vào đó các lá
bắc ở đỉnh lại lớn, xếp v ng xoè ra, dài, cong xuống, khá đẹp. Cuống chung

13

của hoa dài thẳng, xếp toả ra nổi trên đám lá bắc, hoa lúc non màu trắng sau
chuyển sang nâu. Cây mọc khoẻ, chịu đƣợc đất úng, nƣớc, nên đƣợc gây
trồng làm cảnh ở vƣờn, trên h n non bộ. Mô tả: Thân thảo mọc đứng thành
cụm, dạng thô, cao 0,7 - 1,5 m, có cạnh và có nhiều đƣờng vân dọc, phía gần
gốc có những bẹ lá màu nâu không có phiến. Lá nhiều, mọc tập trung ở đỉnh
thân thành v ng dày đặc, xếp theo dạng xoắn ốc và xoè rộng ra, dài có thể tới
20 cm. Cụm hoa tán ở nách lá, nhiều. ông nh hình bầu dục hoặc hình bầu dục
ngắn, dẹp, dài chừng 8 mm, thông thƣờng không có cuống, hợp thành cụm
hoa đầu ở đỉnh các nhánh hoa, ra hoa tháng 1 - 2.
 Cây lưỡi mác

Tên thƣờng gọi: Cây lƣỡi mác, bách thủy tiên. Tên khoa học: chinodorus


Amazonicus.

Thuộc họ: Từ cô ( lismataceae)


Nguồn gốc: Cây có nguồn gốc từ miền bắc Nam Mỹ hoặc ắc Mỹ.

Đặc điểm: Cây lƣỡi mác thuộc loại cây thân thảo, nhiều cành nhánh, sống lâu
năm, thân mập mạp, chiều cao khoảng 0,3-0,6m. Lá lƣỡi mác có hình oval hơi tr
n, đỉnh nhọn hình lƣỡi mác, đáy hình tim, dài khoảng 10-12cm, rộng 7-9 cm,
màu xanh sáng bóng quanh năm, lá to và tr n hơn khi chìm dƣới

nƣớc. Mặt dƣới lá màu nhạt hơn và có nhiều gân nổi rõ. Lá mọc trên cuống
dài tạo thành bẹ rẻ quạt. Hoa lƣỡi mác nh xinh, có màu trắng mịn, có 3 cánh
rời, mọc theo đốt thân, trên mỗi đốt có vài bông hoa trông xa nhƣ những
cánh bƣớm dập dờn trên cành. Chùm hoa uốn cong rủ xuống rất mềm mại,
đặc biệt trên đài hoa có các gai thịt nh . Nhị hoa màu vàng ở giữa thu hút côn
trùng đến khám phá.
1.2.3 Tổng quan về bãi lọc ngầm dòng chảy đứng (Vertical
subsurface flow constructed wetland)
a. Giới thiệu về bãi lọc ngầm dòng chảy đứng

Hệ thống này chỉ mới xuất hiện gần đây và đƣợc biết đến với các tên đầy đủ là
Vertical subsurface flow constructed wetland hay Vertical subsurface flow – VSF.
14

Cấu tạo của bãi lọc ngầm trồng cây về cơ bản cũng gồm các thành phần tƣơng tự
nhƣ bãi lọc trồng cây ngập nƣớc nhƣng nƣớc thải chảy ngầm trong phần lọc của
bãi lọc. Lớp lọc, nơi thực vật phát triển trên đó, thƣờng gồm có đất, cát, s i, đá dăm
và đƣợc xếp theo thứ tự từ trên xuống dƣới, giữ độ xốp của lớp lọc. ng chảy có thể
có dạng chảy từ dƣới lên, từ trên xuống dƣới hoặc chảy theo phƣơng nằm ngang.
ng chảy phổ biến nhất ở bãi lọc ngầm là d ng chảy ngang. Hầu hết các hệ
thống đƣợc thiết kế với độ dốc 1% hoặc hơn.
Khi chảy qua lớp vật liệu lọc, nƣớc thải đƣợc lọc sạch nhờ tiếp xúc với bề mặt
của các hạt vật liệu lọc và vùng rễ của thực vật trồng trong bãi lọc. Vùng ngập nƣớc
thƣờng thiếu oxy, nhƣng thực vật của bãi lọc có thể vận chuyển một lƣợng oxy
đáng kể tới hệ thống rễ tạo nên tiểu vùng hiếu khí cạnh rễ và vùng rễ, cũng có một
vùng hiếu khí trong lớp lọc sát bề mặt tiếp giáp giữa đất và không khí.
ãi lọc ngầm trồng cây d ng chảy đứng có khả năng xử lý chất hữu cơ và
rắn lơ lửng tốt, có khả năng xử lý chất dinh dƣỡng tốt , do điều kiện hiếu khí
trong bãi lọc cho ph p nitrat hoá amoni nên khả năng xử lý nitơ đạt hiệu quả cao.
Xử lý phốt pho cũng khá hiệu quả.
Hình 1.3: Mô hình bãi lọc ngầm dòng chảy đứng (VFS)

15

b. Cơ chế các quá trình xử lý trong bãi lọc ngầm trồng cây
Để thiết kế, xây dựng, vận hành bãi lọc trồng cây chính xác, đạt hiệu quả cao,
việc nắm rõ cơ chế xử lý nƣớc thải của bãi lọc là hết sức cần thiết. Các cơ chế đó
bao gồm lắng, kết tủa, hấp phụ hoá học, trao đổi chất của vi sinh vật và sự hấp
thụ của thực vật. Các chất ô nhiễm có thể đƣợc loại b nhờ nhiều cơ chế đồng thời
trong bãi lọc.

Loại bỏ chất rắn

Các chất rắn đƣợc loại b dễ dàng qua cơ chế lọc, các chất cặn đƣợc giữ lại
trên và trong lớp đất. Sau đó các chất cặn này sẽ phân hủy sinh học (do sự phát
triển của vi sinh vật), hút bám, hấp phụ lên các chất rắn khác (thực vật, đất, cát, s
i…) nhờ lực hấp d n Van De Waals, chuyển động rown. Đối với sự hút bám trên
lớp nền, một thành phần quan trọng của bãi lọc ngầm, Sapkota và Bavor (1994)
cho rằng, chất rắn lơ lửng đƣợc loại b trƣớc tiên nhờ quá trình lắng và phân hủy
sinh học, tƣơng tự nhƣ các quá trình xảy ra trong bể sinh học nh giọt.
Các cơ chế xử lý trong hệ thống này phụ thuộc rất nhiều vào kích thƣớc và
tính chất của các chất rắn có trong nƣớc thải và các dạng vật liệu lọc đƣợc sử
dụng. Trong mọi trƣờng hợp, thực vật trong bãi lọc không đóng vai tr đáng kể
trong việc loại b các chất rắn.

Loại bỏ Nitrogen


Sự amon hóa urea

Để amon hóa urea đầu tiên các vi khu n tiết ra enzyme urease biến urea thành
carbonate ammonium rồi sau đó biến thành NH3,NH4
+
, CO2 và H2O,
Phƣơng trình:
→
Nhiều loài vi khu n có khả năng amon hóa urea nhƣ planosarcina urea,
Bacillus, proteus vulgaris. Đa số các sinh vật này hiếu khí hoặc hiếm khí tùy
nghi, chúng ƣa thích pH trung tính hoặc hơi kiềm.

16


Sự amon hóa protein

Quá trình khoáng hóa protein thành NH4
+
trải qua các giai đoạn sau :
Protein
amino acid
khử amin thành NH4
+
Có hai quá trình khoáng hóa protein thành NH4
+
là quá trình khử và quá trình
oxy hóa.
Quá trình oxy
R−CH−COOH 1 O R−CO−COOH NH+
hóa :
NH
Quá trình khử
R−CH−COOH H R−CH −COOH NH+
NH
Các vi sinh vật có khả năng amon hóa protein trong đất là: Bacillus,
Mesentrius, Bacillus Subtilis, Pseudomonas Fluourescens, Clostridium
sporogenes…
Quá trình nitrat hóa: quá trình này gồm hai giai đoạn: quá trình biến NH3
thành NO2
-
đƣợc thực hiện bởi nhóm vi khu n nitrosomonas và quá trình chuyển
NO2
-
thành NO3
-
bởi nhóm nitrobacter.

Quá trình nitrit hóa

Các vi khu n oxy hóa nitrite hóa qua trung gian NH2OH
2NH4 ++ O2

2NH2OH +2H+
NH4 + + O2

NO2 - + H2O + 2,75kj
Các vi khu n thực hiện các việc này đều là những vi khu n hiếu khí nhƣ
Nitrosomonas eropaea, Nitrosomonas oligocarbogenes, Nitrosospiara,
Nitrosococcus…

Quá trình nitrate hóa

Đƣợc thực hiện bởi vi khu n hiếu khí nitrobacter chúng có khả năng oxy hóa
NO2
-
thành NO3
-
và tạo năng lƣợng. Năng lƣợng này đƣợc dùng để đồng hóa
CO2, bicarbonate, carbonate thành đƣờng.

17

NO2
-
+ ½ O2

NO3
-
+ năng lƣợng
Các loại vi khu n thực hiện quá trình này là các loại tự dƣỡng hiếu khí
Nitrobacter agilis, Nitrobacter uinugradski và các vi khu n khác nhƣ Nitrospira,
Nitrococcus hoặc là các vi khu n dị dƣỡng hiếu khí Pseudomonas,
Corynebacterium. Nhiệt độ tối ƣu cho quá trình này là 30o
C.

Quá trình phản nitrate

Có hai cơ chế song song trong quá trình khử nitrate đó là cơ chế đồng hóa và
cơ chế dị hóa.
- Quá trình đồng hóa : trong quá trình này, nitrate đƣợc vi sinh vật và thực
vật hấp thu chuyển chúng thành nitrite, sau đó là ammonia. mmonia sẽ
đƣợc dùng để tổng hợp protein và acid nucleic. Sự khử nitrate đƣợc thực
hiện bởi nhiều enzyme nitrate reductase. Sự hiện diện của oxy không ảnh
hƣởng gì đến hoạt động của enzyme này. Vi khu n đồng hóa là
Pseudomonas aeruginosa.
- Quá trình phản nitrate dị hóa: đây là hô hấp hiếm khí trong đó nitrate đóng
vai trò chất nhận điện tử cuối cùng, nitrate bị khử thành nitrous oxide
(N2O) và N2, trong đó N2 là sản ph m chính của quá trình. Các vi sinh vật
tham gia vào quá trình phản nitrate là những vi sinh vật tự dƣỡng hay dị
dƣỡng hiếu khí.
Khi môi trƣờng không có oxy thì chúng chuyển qua hô hấp yếm khí sử dụng
nitrate làm chất nhận điện tử.
NO3
- 
NO2
-

NO-

N2O
N2
Các vi sinh vật tham gia trong quá trình này rất đa dạng thuộc nhiều chi nhƣ :
Pseudomonas, Bacillus, Hyphomicrobium, Agrobacterium, Propioni bacterium.

Loại bỏ phosphore

Trong nƣớc thải có các dạng phosphore chủ yếu nhƣ Orthophosphate
(PO4
3-
) các polyphosphate và các hợp chất phosphore hữu cơ. Đầu tiên các hợp

chất phosphore này đƣợc một nhóm vi sinh vật phân hủy thành các dạng hợp
chất vô cơ khó tan và dễ tan.
18

- Quá trình khoáng hóa lân hữu cơ: sự chuyển hóa các hợp chất phosphore
hữu cơ thành muối của H3PO4 đƣợc thực hiện bởi các nhóm vi sinh vật
phân hủy hợp chất hữu cơ. Những vi sinh vật này có khả năng tiết ra
enzyme phosphatase làm xúc tác cho quá trình phân giải.
Nudeoproteit
Nucleic
Acid Nucleic
H3PO4
Leucitin

Glyxerophotphate
H3PO4
Nhóm vi khu n có khả năng thực hiện quá trình này đều thuộc 2 chi: Bacillus
và Pseudomonas nhƣ: Bacillus Megatherium, Bacillus Mycoides.
- Quá trình biến lân vô cơ khó tan thành dạng dễ tan.
Về cơ chế quá trình phân giải phosphore vô cơ do vi sinh vật cho đến nay
v n còn nhiều tranh cãi. Nhƣng đại đa số các nhà nghiên cứu đều cho rằng sự
sinh acid trong quá trình sống của một nhóm vi sinh vật đã làm cho nó có khả
năng chuyển các hợp chất phosphore khó tan sang dễ tan. Đa số các vi sinh vật có
khả năng phân giải lân vô cơ đều sinh CO2 trong quá trình sống, CO2 sẽ phản
ứng với H2 trong môi trƣờng tạo thành phosphate dễ tan theo phƣơng trình sau:
Ca3(PO4)2 + 4H2CO3 + H2O

Ca(H2PO4)2 + H2O + Ca(HCO3)
Dạng không tan dạng dễ tan dạng dễ tan
Các dạng dễ tan này đƣợc cây trồng hấp thụ. Ngoài ra các vi khu n nitrate
hóa sống trong đất cũng có khả năng phân giải lân vô cơ do nó có khả năng
chuyển NH3 thành NO2
-
rồi NO3
-
, NO3
-
sẽ phản ứng với H+
tạo thành HNO3,
HNO3 sẽ phãn ứng với phosphate khó tan tạo thành dạng dễ tan.
Ca3(PO4)2 + 4HNO3

Ca(H2PO4)2 + 2Ca(NO3)2
Các vi khu n sulphate cũng có khả năng phân hủy phosphate khó tan do sự
tạo thành H2SO4 trong quá trình sống.
Ca3(PO4)2 + 2H2SO4

Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4
Các loài có khả năng phân hủy mạnh là Bacillus Megatherium, Bacillus
Mycodes, Pseudomonas, Vadibacter, Pseudomonas Gracilis… Hầu hết chúng là

vi khu n hiếu khí và trong quá trình phân giải chúng đều làm giảm pH của môi
trƣờng.
19

Một số loại vi khu n có khả năng tích lũy polyphosphate trong tế bào, khoảng
1-3% trọng lƣợng khô tế bào. Enzyme polyphosphate kinase xúc tác quá trình
này trong sự hiện diện của Mg2+
, bằng cách chuyển đổi nhóm phosphoryl từ
ATP sang chuỗi polyphosphate.
→
Nhƣ vậy quá trình loại b phosphate đƣợc diễn ra tốt thì phải duy trì tình
trạng hiếu khí để các vi khu n hiếu khí có điều kiện tổng hợp polyphosphate trong
tế bào hoặc thủy phân nó thành dạng lân dễ tan để cây có thể hấp thu, pH của quá
trình nên duy trì từ 5-7.

Loại bỏ kim loại nặng.


Khi các kim loại nặng hoà tan trong nƣớc thải chảy vào bãi lọc trồng cây, các
cơ chế loại b chúng gồm có:

Kết tủa và lắng ở dạng hydrôxit không tan trong vùng hiếu khí, ở
dạng sunfit kim loại trong vùng kị khí của lớp vật liệu.



Hấp phụ lên các kết tủa oxyhydrôxit sắt, Mangan trong vùng hiếu
khí.



Kết hợp, l n với thực vật chết và đất.



Hấp thụ vào rễ, thân và lá của thực vật trong bãi lọc trồng cây.

Các nghiên cứu chƣa chỉ ra đƣợc cơ chế nào trong các cơ chế nói trên có vai
trò lớn nhất, nhƣng nhìn chung có thể nói rằng lƣợng kim loại đƣợc thực vật hấp
thụ chỉ chiếm một phần nhất định (Gersberg et al, 1984; Reed et al…, 1988;
Wildemann&Laudon, 1989; Dunbabin&Browmer, 1992). Các loại thực vật khác
nhau có khả năng hấp thụ kim loại nặng rất khác nhau. Bên cạnh đó, thực vật
đầm lầy cũng ảnh hƣởng gián tiếp đến sự loại b và tích trữ kim loại nặng khi
chúng ảnh hƣởng tới chế độ thủy lực, cơ chế hoá học lớp trầm tích và hoạt động
của vi sinh vật. Vật liệu lọc là nơi tích tụ chủ yếu kim loại nặng. Khi khả năng
chứa các kim loại nặng của chúng đạt tới giới hạn thì cần nạo vét và xả b để loại
kim loại nặng ra kh i bãi lọc.

Loại bỏ các hợp chất hữu cơ


20

Assignment, Essay
Các hợp chất hữu cơ đƣợc loại b trong các bãi lọc trồng cây chủ yếu nhờ cơ
chế bay hơi, hấp phụ, phân hủy bởi các vi sinh vật (chủ yếu là vi khu n và nấm),
và hấp thụ của thực vật.
Yếu tố quan trọng ảnh hƣởng đến hiệu suất loại b các hợp chất hữu cơ nhờ
quá trình bay hơi là hàm số phụ thuộc của trọng lƣợng phân tử chất ô nhiễm và
áp suất riêng phần giữa hai pha khí-nƣớc xác định bởi định luật Henry.
Quá trình phân hủy các chất b n hữu cơ chính nhờ các vi khu n hiếu khí và kị
khí đã đƣợc khẳng định (Tabak và nnk, 1981; Bouwer&McCarthy, 1983), nhƣng
quá trình hấp phụ các chất b n lên màng vi sinh vật phải xảy ra trƣớc quá trình
thích nghi và phân hủy sinh học. Các chất b n hữu cơ chính c n có thể đƣợc loại b
nhờ quá trình hút bám vật lý lên bề mặt các chất rắn lắng đƣợc và sau đó là quá
trình lắng. Quá trình này thƣờng xảy ra ở phần đầu của bãi lọc. Các hợp chất hữu
cơ cũng bị thực vật hấp thụ (Polprasert và an, 1994), tuy nhiên cơ chế này c n
chƣa đƣợc hiểu rõ và phụ thuộc nhiều vào loài thực vật đƣợc trồng, cũng nhƣ
đặc tính của các chất b n.

Loại bỏ các vi sinh vật gây bệnh

Những yếu tố chính ảnh hƣởng đến sự tồn tại của vi khu n gây bệnh
đƣờng ruột trong đất là nhiệt độ, độ m đất, ánh sáng mặt trời, pH, chất hữu cơ,
chất vô cơ, loại vi khu n trong hệ sinh thái cạnh tranh.
Bảng 1.2: Các yếu tố chính ảnh hưởng đến sự tồn tại của vi sinh vật gây bệnh
Yếu tố Ảnh hƣởng
Yếu tố vật lý
Nhiệt độ Sống lâu hơn trong nhiệt độ thấp
Khả năng giữ nƣớc
Khả năng sống thấp trong nƣớc có độ thấm
thấp
Ánh sáng Khả năng sống thấp dƣới ánh sáng mặt trời

Assignment, Essay
Kết cấu đất
Đất s t và đất mùn làm tăng sự giữ nƣớc
do đó tăng khả năng kết bám vi sinh vật.
21

Assignment, Essay
Yếu tố hóa học
pH
Ion dƣơng
Chất hữu cơ
nh hƣởng đến tính hấp thu của đất,
đặc biệt là với virus.
Một vài cation nhƣ (Mg2+) có khả năng
ổn định nhiệt độ virrus.
nh hƣởng đến sự tồn tại và phát triển của
vi sinh vật đất, làm tăng tính cạnh tranh.
Yếu tố sinh học, cạnh tranh sinh hóa Sống lâu hơn trong đất tiệt trùng
Cơ chế loại b vi khu n, virut trong các bãi lọc trồng cây về bản chất cũng
giống nhƣ quá trình loại b các vi sinh vật này trong hồ sinh học. Vi khu n và
virut có trong nƣớc thải đƣợc loại b nhờ:

Các quá trình vật lý nhƣ dính kết và lắng, lọc, hấp phụ.



Bị tiêu diệt do điều kiện môi trƣờng không thuận lợi trong một thời gian
dài.

Các quá trình vật lý cũng d n đến sự tiêu diệt vi khu n, virut. Tác động của
các yếu tố lý-hoá của môi trƣờng tới mức độ diệt vi khu n đã đƣợc công bố trong
nhiều tài liệu: nhiệt độ (Mara và Silva, 1979), pH (Parhad và Rao, 1974; Him và
nnk, 1980; Pearson và nnk, 1987), bức xạ mặt trời (Moeller và Calkins, 1980;
Polprasert và nnk,1983; Sarikaya và Saatci, 1987). Các yếu tố sinh học bao gồm :
thiếu chất dinh dƣỡng (Wu và Klein, 19760), do các sinh vật khác ăn (Ellis,
1983). Hiện những bằng chứng về vai trò của thực vật trong việc khử vi khu n,
virut trong hệ sinh thái đầm lầy c n chƣa đƣợc nghiên cứu rõ.

Assignment, Essay
22

1.2.4 Ứng dụng và đặc tính xử lý nƣớc thải của cây Lƣỡi Mác và
cây Thủy Trúc.
a. Đặc tính của cây Lưỡi Mác và cây Thủy Trúc

Cây Lƣỡi Mác

Cây Lƣỡi Mác có tên khoa học là Echinodorus cordifolius, thuộc họ
Alismataceae, một loài cây có thể sống trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt
và phù hợp với khí hậu Việt Nam. Cây Lƣỡi Mác tthân cây mập mạp, sống
lâu năm, chiều cao khoảng 0,3-1m. Lá cây có khả năng quang hợp rất cao.
Cây Lƣỡi mác chịu đƣợc bóng, sinh trƣởng và phát triển tốt ở những
nơi có nƣớc và đầy đủ ánh sáng, thƣờng đƣợc trồng làm cây thủy sinh trong
các ao, hồ nhân tạo, hay sử dụng cây trong các tiểu cảnh nƣớc sân vƣờn biệt
thự rất phù hợp. Cây lƣỡi mác cũng đƣợc dùng làm cây cảnh trang trí hồ cá
trong các quán café, nhà hàng.

Cây thủy trúc


Cây Thủy Trúc có tên khoa học là Cyperus involucratu, thuộc họ
Cyperaceae (họ Cói), Cây Thủy Trúc có hình dáng đặc sắc, thân và lá đẹp. Cây
có thân tròn cứng cáp, bề mặt nh n bóng với màu xanh lục đậm. Cây mọc thành
bụi dày thẳng nhƣ cây cau, dừa tí hon. Rễ của cây là dạng rễ chùm bám chắc vào
đất và rất kh e. Lá thủy trúc m ng, gân chính nổi rõ, có màu xanh, giảm thành các
bẹ ở gốc, mặc khác các lá bắc ở đỉnh lại phát triển lớn, dài xếp vòng xòe ra và
cong xuống.
Cây Thủy Trúc phát triển rất tốt trong môi trƣờng nƣớc, cây có tác dụng lọc
và làm sạch môi trƣờng nƣớc. Cây thƣờng đƣợc sử dụng làm cây thủy sinh để
trang trí nhà cửa, sân vƣờn, hồ nƣớc. Trồng trong các chậu, lọ thủy tinh, trồng
trong các bể cả cảnh, hồ cá nhân tạo, trồng trang trí sân vƣờn, tạo tiểu cảnh
nƣớc. Cây Thủy Trúc vừa có tác dụng th m mỹ, vừa có tác dụng lọc không khí,
lọc nƣớc.


iệu quả loại bỏ các chất ô nhiễm của cây lƣỡi mác và cây thủy trúc

23

Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải hộ gia đình bằng công nghệ bãi lọc ngầm dòng chảy đứng kết hợp canh tác rau sạch quy mô hộ gia đình

Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải hộ gia đình bằng công nghệ bãi lọc ngầm dòng chảy đứng kết hợp canh tác rau sạch quy mô hộ gia đình

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải hộ gia đình bằng công nghệ bãi lọc ngầm dòng chảy đứng kết hợp canh tác rau sạch quy mô hộ gia đình

Similar to Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải hộ gia đình bằng công nghệ bãi lọc ngầm dòng chảy đứng kết hợp canh tác rau sạch quy mô hộ gia đình (20)

More from lamluanvan.net Viết thuê luận văn

More from lamluanvan.net Viết thuê luận văn (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (11)

Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải hộ gia đình bằng công nghệ bãi lọc ngầm dòng chảy đứng kết hợp canh tác rau sạch quy mô hộ gia đình