Download luận văn thạc sĩ ngành kĩ thuật môi trường với đề tài: Nghiên cứu sử dụng xỉ than Nhà máy Nhiệt điện Mông Dương làm chất nền trong hệ thống đất ngập nước nhân tạo để xử lý nước thải sinh hoạt

1. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
NGUYỄN THỊ LAN HƢƠNG
NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG XỈ THAN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
MÔNG DƢƠNG LÀM CHẤT NỀN TRONG HỆ THỐNG ĐẤT
NGẬP NƢỚC NHÂN TẠO ĐỂ XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội – Năm 2015

2. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
NGUYỄN THỊ LAN HƢƠNG
NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG XỈ THAN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
MÔNG DƢƠNG LÀM CHẤT NỀN TRONG HỆ THỐNG ĐẤT
NGẬP NƢỚC NHÂN TẠO ĐỂ XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT
Chuyên ngành : Kỹ thuật môi trƣờng
Mã số : 60520320
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Giáo viên hƣớng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Thị Loan
Hà Nội – Năm 2015

3. i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng kết quả nghiên cứu trong luận văn là do tôi tự làm.
Tôi xin cam đoan rằng mọi số liệu và thông tin trong luận văn đều được
ghi rõ nguồn gốc.
Hà nội, ngày 08 tháng 01 năm 2016
Người thực hiện luận văn
Nguyễn Thị Lan Hương

4. ii
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành Luận văn này, tôi đã
nhận được sự quan tâm giúp đỡ tận tình của nhiều tập thể và cá nhân. Nhân
dịp này tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến:
Các thầy giáo, cô giáo Khoa Môi trường, Phòng quản lý đào tạo Sau Đại
học, Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá
trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành Luận văn.
Tôi xin trân trọng cảm ơn PGS.TS. Nguyễn Thị Loan - người đã tận tình
hướng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành Luận văn.
Tôi xin cảm ơn các tập thể, cơ quan, ban, ngành đã tạo điều kiện và giúp
đỡ tôi trong quá trình thu thập tài liệu và nghiên cứu. Đặc biệt, tôi xin cảm ơn
tập thể lớp Cao học Công nghệ Kỹ thuật Môi trường K21 đã cùng chia sẻ với
tôi, đã giúp đỡ động viên tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu để hoàn
thành Luận văn.
Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn tất cả sự giúp đỡ quý báu của các
tập thể và cá nhân đã dành cho tôi.
Hà Nội, ngày 08 tháng 01 năm 2016
Người thực hiện luận văn
Nguyễn Thị Lan Hương

5. iii
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
1. Đặt vấn đề ..............................................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu..............................................................................................2
3. Nội dung nghiên cứu .............................................................................................3
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn..............................................................................3
CHƢƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU ........................................4
1.1. Tổng quan về nƣớc thải sinh hoạt ....................................................................4
1.1.1. Thành phần và tính chất của nước thải sinh hoạt.........................................4
1.1.2. Ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt đến môi trường ..................................10
1.2. Nguyên lý công nghệ xử lý nƣớc thải sinh hoạt.............................................11
1.2.1. Khảo sát và đánh giá mức độ ô nhiễm..........................................................11
1.2.2. Một số phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt ...........................................12
1.2.3. Công nghệ xử lý nước thải bằng hệ thống đất ngập nước nhân tạo...........17
1.3. Tính chất hóa lý của xỉ than Nhà máy Nhiệt điện.........................................26
1.4. Các nghiên cứu trên thế giới và tại Việt Nam về đất ngập nƣớc nhân tạo.......32
1.4.1. Nghiên cứu trên thế giới................................................................................32
1.4.2. Nghiên cứu tại Việt Nam ...............................................................................35
CHƢƠNG 2 PHƢƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .......................38
2.1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu...................................................................38
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu....................................................................................38
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu .......................................................................................41
2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ...................................................................41
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu.................................................................................41
2.3.1. Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu thứ cấp ............................................41
2.3.2. Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp............................................................41
CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN...............................50
3.1. Điều kiện thời tiết khí hậu vùng nghiên cứu .................................................50

6. iv
3.3. Kết quả nghiên cứu về khả năng xử lý nƣớc thải sinh hoạt của các công
thức vật liệu lọc........................................................................................................53
3.3.1. Hiệu suất xử lý COD......................................................................................53
3.3.2. Hiệu suất xử lý BOD5.....................................................................................54
3.3.3. Khả năng xử lý NH4
+
.....................................................................................55
3.3.4. Kết quả xác định một số chỉ tiêu vật lý sau xử lý của các công thức ..........56
3.4. Kết quả thử nghiệm trồng các loại thực vật thủy sinh khác nhau trên môi
trƣờng nền của xỉ than............................................................................................57
3.4.1. Xác định lượng nước và nồng độ COD đầu vào của thí nghiệm.................58
3.4.2. Biểu hiện kiểu hình của các loại cây trồng tham gia thí nghiệm................58
3.4.3. Tỷ lệ sống của các loại cây tham gia thí nghiệm..........................................59
3.4.4. Khả năng sinh trưởng của các loại cây ở các công thức thí nghiệm ..........60
3.5. Khả năng xử lý nƣớc thải của các công thức cây trồng................................66
3.5.1. Khả năng xử lý Amoni, Nitrit của các thức cây trồng .................................66
3.5.2. Hiệu quả xử lý BOD5 của các công thức cây trồng......................................69
3.5.3. Khả năng xử lý tổng chất rắn lơ lửng ở các công thức cây trồng...............71
3.5.4. Hiệu quả xử lý COD ở các công thức cây trồng...........................................72
3.5.5. Khả năng xử lý Phốtphát của các công thức cây trồng ...............................73
3.5.6. Kết quả đánh giá định tính (cảm quan) các chỉ tiêu vật lý ..........................74
3.6. So sánh hiệu suất xử lý giữa các công thức với các chỉ tiêu theo dõi ..........75
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................77
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................79
PHỤ LỤC.................................................................................................................81

7. v
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Tiêu chuẩn thải nước khu vực dân cư............................................... 5
Bảng 1.2. Tiêu chuẩn thải nước từ các khu dịch vụ thương mại ...................... 6
Bảng 1.3. Tiêu chuẩn thải nước từ các công sở ................................................ 6
Bảng 1.4. Tiêu chuẩn thải nước từ các khu giải trí........................................... 7
Bảng 1.5. Tải trọng chất thải trung bình một ngày tính theo đầu người........... 8
Bảng 1.6. Thành phần nước thải sinh hoạt phân tích theo các phương pháp
của APHA ....................................................................................... 9
Bảng 1.7. Một số loại thực vật thủy sinh tiêu biểu ......................................... 24
Bảng 1.8. Lượng than, tro xỉ thải ra hằng năm, diện tích bãi chứa tro xỉ....... 27
Bảng 1.9. Tro xỉ từ các nhà máy nhiệt điện trong giai đoạn 2010 – 2030...... 27
Bảng 1.10. Một số tính chất vật lý của xỉ than ............................................... 28
Bảng 1.11. Khác biệt về thành phần hóa học của tro xỉ khi đốt than ............. 29
Bảng 1.12. Thành phần hóa học của tro xỉ...................................................... 29
Bảng 1.13. Đặc tính của than dùng trong các NMNĐ ở Việt Nam................ 29
Bảng 2.1. Các vật liệu lọc được sử dụng ........................................................ 42
Bảng 2.2. Bảng công thức vật liệu lọc không trồng cây................................. 43
Bảng 2.3. Các loại cây được sử dụng trong thí nghiệm.................................. 43
Bảng 2.4. Các công thức cây trồng trong thí nghiệm .................................... 45
Bảng 3.1. Bảng số liệu điều kiện thời tiết khí hậu Hà Nội ............................. 50
Bảng 3.2. Độ ẩm của xỉ than NMNĐ Mông Dương 1.................................... 52
Bảng 3.3. pH của xỉ than NMNĐ Mông Dương 1.......................................... 52
Bảng 3.4. Tỉ trọng của xỉ than NMNĐ Mông Dương 1.................................. 52
Bảng 3.5. Thành phần khoáng của xỉ than NMNĐ Mông Dương 1............... 52
Bảng 3.6. Hàm lượng kim loại nặng của xỉ than NMNĐ Mông Dương 1 ..... 53
Bảng 3.7. Hiệu suất xử lý COD của các công thức vật liệu lọc...................... 53

8. vi
Bảng 3.8. Hiệu suất xử lý BOD5 của các công thức vật liệu lọc .................... 54
Bảng 3.9. Hiệu suất xử lý NH4
+
của các công thức vật liệu lọc...................... 55
Bảng 3.10. Kết quả xác định màu, mùi và pH sau xử lý của các công thức... 56
Bảng 3.11. Lượng nước cần pha tương ứng với các nồng độ cần .................. 58
Bảng 3.12. Sự biểu hiện hình thái màu sắc lá của các loại cây thí nghiệm... .59
Bảng 3.13. Tỷ lệ sống và chết của các loại cây trồng..................................... 59
Bảng 3.14. Chiều cao của các loại cây qua thời gian thí nghiệm ................... 60
Bảng 3.15. Tốc độ tăng trưởng chiều cao của các loại cây qua các lần đo .... 62
Bảng 3.16. Số lá qua thời gian theo dõi thí nghiệm........................................ 64
Bảng 3.17. Số rễ và chiều dài của rễ qua thời gian theo dõi thí nghiệm ........ 65
Bảng 3.18. Kết quả phân tích một số chỉ tiêu vật lý, hoá học của nước thải đầu
vào thí nghiệm................................................................................ 66
Bảng 3.19. Hàm lượng amoni, hiệu suất xử lý amoni sau 5, 10 ngày trồng cây
trên vật liệu 4.................................................................................. 67
Bảng 3.20. Hiệu suất xử lý nitrit sau 5, 10 ngày trồng cây trên vật liệu 4 ..... 68
Bảng 3.21. Hiệu suất xử lý BOD5 sau 5, 10 ngày trồng cây trên vật liệu 4 ... 69
Bảng 3.22. Hiệu quả xử lý TSS sau 5, 10 ngày trồng cây trên vật liệu 4....... 71
Bảng 3.23. Hiệu suất xử lý COD sau 5, 10 ngày trồng cây trên vật liệu 4..... 72
Bảng 3.24. Hàm lượng Phốtphát sau 5, 10 ngày trồng cây trên vật liệu 4 ..... 73
Bảng 3.25. Kết quả màu sắc và mùi nước thải trước và sau xử lý.................. 74
Bảng 3.26. Hiệu suất xử lý các chỉ tiêu theo dõi sau 10 ngày trồng cây trên vật
liệu 4............................................................................................... 79

9. vii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Bãi xỉ than của nhà máy Ninh Bình................................................ 30
Hình 1.2. Bãi thải 1 của nhà máy nhiệt điện Mông Dương 1......................... 31
Hình 2.1. Cây Dong Riềng, cây Mon Nước, cây Phát Lộc............................. 40
Hình 2.2. Cây Thủy Trúc, Muống Nhật.......................................................... 40
Hình 3.1. Hiệu suất xử lý NH4
+
, NO2
-
, BOD5, COD, TSS, PO4
3-
sau 10 ngày
trồng cây trên vật liệu 4................................................................... 75

10. viii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
STT Ký hiệu Tiếng Việt
1 BOD Nhu cầu oxy sinh hoá
2 COD Nhu cầu oxy hoá học
3 CHC Chất hữu cơ
4 CT Công thức
5 ĐNN Đất ngập nước
6 ĐV Động vật
7 HCHC Hợp chất hữu cơ
8 KLN Kim loại nặng
9 NMNĐ Nhà máy Nhiệt điện
10 NTSH Nước thải sinh hoạt
11 QCVN Quy chuẩn Việt Nam
12 TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
13 TSS Tổng chất rắn lơ lửng
14 TVTS Thực vật thủy sinh
15 VL Vật liệu
16 VK Vi khuẩn
17 VS Vi sinh
18 VSV Vi sinh vật
19 XLNT Xử lý nước thải
20 XT Xỉ than

11. 1
MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Đất nước ta đang trên đà phát triển về mọi mặt nhất là trong lĩnh vực công
nghiệp hóa, hiện đại hóa nền kinh tế, nhằm đạt mục tiêu chiến lược là trở
thành một nước công nghiệp tiên tiến vào năm 2020. Song song với các hoạt
động để đạt mục tiêu đó, một trong những nhiệm vụ không thể thiếu phần
quan trọng là bảo vệ môi trường và phát triển bền vững nền kinh tế. Trong
nhịp điệu phát triển chung của cả nước, các đô thị Việt Nam không ngừng mở
rộng và phát triển theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Tốc độ đô thị
hóa ngày càng cao, đời sống của người dân được cải thiện đã làm nảy sinh
những vấn đề nghiêm trọng về môi trường. Công tác bảo vệ môi trường chưa
được đầu tư đúng cách, các hoạt động thương mại, dịch vụ, sinh hoạt là nguồn
phát sinh ô nhiễm nghiêm trọng cũng chưa được quan tâm. Trong đó ô nhiễm
môi trường nước đang là vấn đề đáng báo động.
Đặc biệt, tình trạng nước thải sinh hoạt ở các khu dân cư đô thị, ven đô và
nông thôn đều chưa được xử lý triệt để. Nước thải từ các khu vệ sinh (nước
đen) mới chỉ được xử lý sơ bộ tại các bể tự hoại, chất lượng chưa đạt yêu cầu
xả ra môi trường, là nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường. Đó là chưa kể
dòng nước thải sinh hoạt từ nhà bếp, tắm, giặt...(nước xám) thường không
được xử lý qua bể tự hoại đã thải trực tiếp vào nguồn tiếp nhận, gây ô nhiễm
nghiêm trọng các nguồn nước mặt, nước ngầm, đồng thời tác động xấu đến
cảnh quan đô thị và ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng.
Trong điều kiện hiện nay ở Việt Nam, phần lớn các dự án thoát nước, xử
lý nước thải còn chưa đến được mọi nơi, và nếu có cũng mới hướng tới giải
quyết vấn đề thoát nước mưa, khắc phục tình trạng ngập úng, và còn rất khó
có kinh phí để duy trì vận hành, bảo dưỡng hệ thống vì vậy việc nghiên cứu
làm sạch nước thải tại chỗ cho các cụm dân cư bằng công nghệ vừa đơn giản,

12. 2
có chi phí xây dựng và vận hành thấp, vừa đảm bảo vệ sinh môi trường, là
một hướng giải quyết hợp lý và khả thi.
Mô hình đất ngập nước nhân tạo những năm gần đây đã được biết đến trên
thế giới như một giải pháp công nghệ xử lý nước thải với ưu điểm là chi phí
thấp, dễ vận hành đồng thời mức độ xử lý ô nhiễm cao. Đây là công nghệ xử
lý nước thải trong điều kiện tự nhiên, thân thiện với môi trường, cho phép đạt
hiệu suất cao, chi phí thấp và ổn định, đồng thời góp phần làm tăng giá trị đa
dạng sinh học, cải tạo cảnh quan môi trường, hệ sinh thái của địa phương.
Bên cạnh đó, Việt Nam là nước nhiệt đới, khí hậu nóng ẩm, rất thích hợp cho
sự phát triển của các loài thực vật thủy sinh. Do đó, việc sử dụng mô hình đất
ngập nước nhân tạo để xử lý nước thải sinh hoạt có thể thay thế và bổ sung
những công nghệ hóa lý tuy mang tính công nghệ cao nhưng lại tốn kém.
Mặt khác, mỗi năm, các nhà máy nhiệt điện Việt Nam tiêu thụ gần 14 triệu
tấn than và thải ra khoảng 4,5 triệu tấn tro xỉ. Đến năm 2020, lượng tro xỉ thải
lên đến 16 triệu tấn/năm. Ngoài việc gây tốn hàng nghìn ha đất để chứa và
chôn lấp thì tro xỉ nhiệt điện còn là nguồn gây ô nhiễm môi trường đặc biệt
nghiêm trọng cho đất, nước và không khí. Tìm kiếm giải pháp tận thu tro xỉ
nhiệt điện, biến loại phế thải này thành nguồn nguyên liệu có giá trị đang
được đặt ra cấp bách.
Xuất phát từ thực tiễn trên, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu sử
dụng xỉ than Nhà máy Nhiệt điện Mông Dương làm chất nền trong hệ
thống đất ngập nước nhân tạo để xử lý nước thải sinh hoạt ”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Nâng cao hiệu quả xử lý nước thải nói chung và nước thải sinh hoạt nói riêng
bằng việc sử dụng hệ thống đất ngập nước nhân tạo với chất nền từ vật liệu xỉ
than, có chi phí xây dựng cũng như vận hành bảo dưỡng thấp, phù hợp với điều
kiện Việt Nam, tận dụng chất thải, đảm bảo giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

13. 3
3. Nội dung nghiên cứu
 Tính chất lý hóa của xỉ than NMNĐ Mông Dương.
 Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của xỉ than và các vật liệu lọc khác.
 Thử nghiệm trồng các loại cây thủy sinh khác nhau trên môi trường nền
của xỉ than để tìm ra loài cây có thể phát triển tốt.
 Nghiên cứu khả năng xử lý của hệ thống đất ngập nước với chất nền là
xỉ than và loài thực vật được lựa chọn để xử lý nước thải sinh hoạt.
 Xác định tải lượng dòng thải đầu vào mô hình ĐNN nhân tạo (nồng độ
các chỉ tiêu pH, TSS, COD, NH4
+
, NO2
-
, NO3
-
, PO4
3-
của NTSH trước xử lý).
 Xác định tải lượng dòng thải đầu ra như pH, TSS, COD, NH4
+
, NO2
-
,
NO3
-
, PO4
3-
và hiệu suất xử lý nước thải sinh hoạt.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
4.1. Ý nghĩa khoa học
Kết quả nghiên cứu sẽ xác định được khả năng xử lý của hệ thống đất ngập
nước nhân tạo trồng thực vật thủy sinh với chất nền là xỉ than đối với môi
trường nước thải sinh hoạt, các thông số này rất cần thiết để tính toán ra một
hệ thống đất ngập nước nhân tạo hoàn thiện để xử lý nước thải sinh hoạt.
4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Ngăn ngừa nguy cơ ô nhiễm nguồn nước ngầm, nước mặt từ các hoạt động
sống, hoạt động sản xuất của con người.
Giảm thiểu nguồn tro xỉ thải ra hàng năm tại Nhà máy Nhiệt điện và tận
dụng được nguồn nguyên liệu này làm chất nền trong hệ thống ĐNN nhân tạo
để xử lý nước thải sinh hoạt.
Đây là một giải pháp công nghệ xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên,
thân thiện với môi trường, đạt hiệu suất cao, chi phí thấp và ổn định, góp phần
làm tăng giá trị đa dạng sinh học, cải tạo cảnh quan môi trường địa phương.

14. 4
CHƢƠNG I
TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về nƣớc thải sinh hoạt
1.1.1. Thành phần và tính chất của nước thải sinh hoạt
1.1.1.1. Nguồn phát thải nước thải sinh hoạt
Nước thải là nước đã qua sử dụng vào các mục đích như sinh hoạt, dịch
vụ, tưới tiêu thủy lợi, chế biến công nghiệp, chăn nuôi... Thông thường nước
thải được phân loại theo nguồn gốc phát sinh ra chúng.
Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục
đích sinh hoạt của cộng đồng: tắm, giặt, tẩy rửa...được thải ra từ các căn hộ,
cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ và công trình công cộng khác.[15]
Nước thải sinh hoạt (NTSH) gồm có các nguồn thải sau:
 Khu dân cư: Nước thải khu vực này có thể tính bằng con số theo đầu
người sử dụng, số lượng nước khoảng 80 – 300 lít một ngày. Trong thực tế
mức độ ô nhiễm của nước thải tùy thuộc vào điều kiện sống của từng khu vực,
chất lượng bữa ăn, chất lượng sống (các loại nước vệ sinh có qua các bể phốt
hay xả thẳng ra cống rãnh) cũng như hệ thống thải nước của từng khu vực.
 Khu thương mại: gồm có chợ (chợ tập trung, chợ cóc...), các cửa hàng,
bến xe, trụ sở kinh doanh, trung tâm mua bán của khu vực. Lượng nước thải
của khu vực này được tính bằng số m3
/ngày dựa trên số lượng nước cấp đầu
vào, trung bình là 7,5 – 14 m3
/ha/ngày.
 Khu vui chơi giải trí: gồm các quán cà phê, câu lạc bộ, bể bơi,... Ở đây
lượng nước thải thay đổi rõ rệt theo mùa trong năm.
 Khu vực cơ quan: gồm cơ quan, công sở, trường học, bệnh viện...
Lượng NTSH phụ thuộc vào dân số, tiêu chuẩn cấp nước và đặc điểm của
hệ thống thoát nước. Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt phụ thuộc vào khả năng

15. 5
cung cấp nước của nhà máy nước hay trạm cấp nước hiện có. Các trung tâm
đô thị thường có tiêu chuẩn cấp nước cao hơn so với vùng ngoại thành và
nông thôn, do đó lượng nước thải tính trên đầu người cũng có sự khác biệt
giữa thành thị và nông thôn. NTSH ở trung tâm đô thị thường được thoát bằng
hệ thống thoát nước dẫn ra các sông rạch, còn ở các vùng ngoại thành và nông
thôn do không có hệ thống thoát nước nên nước thải thường được tiêu thoát tự
nhiên vào các ao hồ hoặc thoát nước bằng biện pháp tự thấm.
Tiêu chuẩn NTSH trung tâm đô thị thường từ 100 – 250 l/người/ngày (đối
với các nước đang phát triển) và từ 150 – 500 l/người/ngày (với các nước phát
triển). Tiêu chuẩn NTSH ở đô thị nước ta hiện nay dao động trong khoảng
120 – 180 l/người/ngày. Đối với khu vực nông thôn, tiêu chuẩn NTSH từ 50 –
120l/người/ngày. Ngoài ra, lượng NTSH còn phụ thuộc vào điều kiện trang
thiết bị vệ sinh nhà ở, đặc điểm khí hậu thời tiết, tập quán sinh hoạt; phụ
thuộc vào loại công trình, chức năng, số người tham gia, phục vụ trong đó.
Trong một số trường hợp phải dựa vào tiêu chuẩn thoát nước để tính toán sơ
bộ lưu lượng nước thải như bảng 1.1.[15]
Bảng 1.1. Tiêu chuẩn thải nƣớc khu vực dân cƣ
STT Mức độ thiết bị vệ sinh trong công trình
Tiêu chuẩn thải
(l/ngƣời.ngàyđêm)
1
Có hệ thống cấp thoát nước, có dụng cụ vệ
sinh, không có thiết bị tắm
80 – 100
2
Có hệ thống cấp thoát nước, có dụng cụ vệ
sinh và thiết bị tắm thông thường
110 – 140
3
Có hệ thống cấp thoát nước, có dụng cụ vệ
sinh, có bồn tắm và cấp nước nóng cục bộ
140 – 180
Ở các khu thương mại, cơ quan, trường học, bệnh viện, khu giải trí ở xa hệ
thống cống thoát của thành phố, phải xây dựng trạm bơm nước thải hay khu

16. 6
xử lý nước thải riêng, tiêu chuẩn thải nước có thể tham khảo bảng 1.2, bảng
1.3, bảng 1.4. Tuy nhiên, có sự thay đổi trong thực tế điều kiện nước ta.[15]
Bảng 1.2. Tiêu chuẩn thải nƣớc từ các khu dịch vụ thƣơng mại
Nguồn nƣớc thải Đơn vị tính Lƣu lƣợng (l/đơn vị tính – ngày)
Khoảng dao động Trị số tiêu biểu
Nhà ga sân bay Hành khách 7,5 – 15 11
Gara ôtô, sửa xe Đầu xe 26 – 50 38
Quán bar Khách hàng 3,8 – 19 11
Người phục vụ 38 – 60 50
Kho hàng hóa Nhà vệ sinh 1515 – 2270 1900
Nhân viên 30 – 45 38
Khách sạn Khách 151 – 212 180
Người phục vụ 26 – 49 38
Hiệu giặt là Công nhân 26 – 60 49
Máy giặt 1703 – 2460 2080
Tiệm ăn Người ăn 7,5 – 15 11
Siêu thị Người làm 26 – 50 38
Cơ quan Nhân viên 26 – 60 49
Bảng 1.3. Tiêu chuẩn thải nƣớc từ các công sở
Nguồn nƣớc thải Đơn vị tính
Lƣu lƣợng (l/đơn vị tính – ngày)
Khoảng dao động Trị số tiêu biểu
Bệnh viện
Giường bệnh 473 – 908 625
Nhân viên 19 – 56 38
Bệnh viên tâm thần
Giường bệnh 284 – 530 378
Nhân viên 19 – 56 38
Nhà tù
Tù nhân 284 – 530 435
Quản giáo 19 – 56 38
Nhà nghỉ Người trong
nhà điều dưỡng
190 – 455 322
Trường đại học Sinh viên 56 – 133 95

17. 7
Bảng 1.4. Tiêu chuẩn thải nƣớc từ các khu giải trí
Nguồn nƣớc thải Đơn vị tính Lƣu lƣợng (l/đơn vị tính – ngày)
Khoảng dao động Trị số tiêu biểu
Khu nghỉ mát có
khách sạn mini
Người 189 – 265 227
Khu nghỉ mát lều,
trại, ôtô di động
Người 30 – 189 151
Quán cà phê
giải khát
Khách 3,8 – 11 7,5
Nhân viên 30 – 45 38
Cắm trại Người 75 – 150 113
Nhà ăn Xuất ăn 15 – 38 26,5
Nhân viên 30 – 189 151
Bể bơi Người tắm 19 – 45 38
Nhân viên 30 – 45 38
Nhà hát Ghế ngồi 7,5 – 15 11
Khu triển lãm,
giải trí
Người tham
quan
15 – 30 19
1.1.1.2. Thành phần và tính chất của nước thải sinh hoạt
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 đen).
 Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt: cặn bã từ nhà bếp, các
chất rửa trôi, kể cả làm vệ sinh sàn nhà (nước xám).
NTSH chứa chất hữu cơ (CHC) dễ phân hủy sinh học, CHC khó phân hủy,
CHC có tính độc, ngoài ra còn có các thành phần vô cơ, kim loại nặng (KLN),
các chất rắn, chất màu, mùi, vi sinh vật (VSV), vi trùng gây bệnh. Ở những
khu dân cư đông đúc, điều kiện vệ sinh thấp kém, NTSH không được xử lý
triệt để là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.[15]
 Chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học: gồm các hợp chất hydrat cacbon,
protein, chất béo, lignin,...có từ tế bào và các tổ chức của động vật, thực vật.
CHC trong NTSH gồm các hợp chất như protein (40 – 50%); hydrat cacbon
(40 – 50%) gồm tinh bột, đường và xenlulo; các chất béo (5 – 10%).[15]

18. 8
 Các chất vô cơ: trong NTSH chiếm 40 – 42% chủ yếu gồm cát, đất
sét, các axit bazơ, bazơ vô cơ, dầu khoáng.
 Các kim loại nặng: trong nước thải gây ô nhiễm nguồn nước có chứa
các ion kim loại nặng như chì, thủy ngân, asen...
 Các chất màu: màu nâu đen do các chất tanin, lignin cùng các CHC bị
phân giải; màu vàng do sắt, mangan dạng keo hoặc dạng hòa tan tạo thành...
 Các chất rắn: bao gồm các hợp chất hữu cơ và vô cơ, cùng các sinh
vật (xác động vật, thực vật). Chất rắn có thể ở dạng keo hoặc dạng huyền phù.
 Mùi: do CHC bị phân hủy, hóa chất, dầu mỡ trong nước thải gây ra.
 Sinh vật: gồm vi khuẩn, virus, nấm, rong, tảo... Trong các dạng VSV
có cả vi trùng gây bệnh như lỵ, thương hàn...có khả năng gây dịch bệnh.
Lượng NTSH dao động trong phạm vi rất lớn, thường chiếm từ 65 – 80%
lượng nước cấp...65% áp dụng cho nơi khô nóng, nước cấp dùng cả cho việc
tưới cây. Giữa lượng nước thải và tải trọng chất thải của NTSH biểu thị bằng
các chất lắng hoặc BOD5 có một mối tương quan nhất định. Tải trọng chất
thải trung bình tính theo đầu người ở điều kiện ở Đức với nhu cầu cấp nước
150 lít/ngày được trình bày trong bảng 1.5.[15]
Bảng 1.5. Tải trọng chất thải trung bình một ngày tính theo đầu ngƣời.
Các thông số
Tổng chất thải
(g/ngƣời.ngày)
Chất thải hữu cơ
(g/ngƣời.ngày)
Chất thải vô cơ
(g/ngƣời.ngày)
Tổng lượng chất thải 190 110 80
Các chất tan 100 50 50
Các chất không tan 90 60 30
Chất lắng 60 40 20
Chất lơ lửng 30 20 10
Đặc trưng của NTSH thường chứa nhiều tạp chất, trong đó khoảng 52% là
các CHC, 48% là các chất vô cơ và một số lớn VSV. Phần lớn các VSV trong
nước thải thường ở dạng các virut và vi khuẩn gây bệnh đồng thời trong nước

19. 9
thải cũng chứa các vi khuẩn không có hại có tác dụng phân hủy các chất thải.
Bảng 1.6 phân loại mức độ ô nhiễm theo thành phần hóa học điển hình của
NTSH.[15]
Bảng 1.6. Thành phần nƣớc thải sinh hoạt phân tích theo các
phƣơng pháp của APHA
Thông số (mg/L) Mức độ ô nhiễm
Nặng Trung bình Thấp
Tổng chất rắn 1000 500 200
Chất rắn hòa tan 700 350 120
Chất rắn không hòa tan 300 150 8
Tổng chất rắn lơ lửng 600 350 120
Chất rắn lắng 12 8 4
BOD5 300 200 100
DO (Oxy hòa tan) 0 0 0
Tổng Nitơ 85 50 25
Nitơ hữu cơ 35 20 10
Nitơ amoniac 50 30 15
NO2
-
0,1 0,05 0
NO3
-
0,4 0,2 0,1
Clorua 175 100 50
Độ kiềm 200 100 50
Chất béo 40 20 0
Tổng photpho - 8 -
(Nguồn: GTZ, 1989)
NTSH có các thành phần với các giá trị điển hình như: COD= 500mg/l,
BOD5= 250mg/l, SS= 220mg/l, Photpho= 8mg/l, nitơ NH3 và nitơ hữu cơ =
40mg/l, pH=6,8, TS= 720mg/l.
Như vậy, NTSH có hàm lượng các chất dinh dưỡng khá cao, đôi khi vượt
cả yêu cầu cho quá trình xử lý sinh học. Thông thường, các quá trình xử lý
sinh học cần các chất dinh dưỡng theo tỷ lệ BOD:N:P= 100:5:1. Một tính chất
đặc trưng nữa của NTSH là không phải tất cả các CHC đều có thể phân hủy
bởi các VSV và khoảng 20 – 40% BOD thoát ra khỏi các quá trình xử lý sinh
học cùng với bùn.[15]

20. 10
1.1.2. Ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt đến môi trường
Ảnh hưởng của NTSH đến môi trường do các thành phần ô nhiễm tồn tại
trong nước thải gây ra.
 COD, BOD: sự khoáng hóa, ổn định CHC tiêu thụ một lượng lớn và
gây thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh thái
môi trường nước. Nếu ô nhiễm quá mức, điều kiện yếm khí có thể hình thành.
Trong quá trình phân hủy yếm khí sinh ra các sản phẩm như H2S, NH3,
CH4,...làm cho nước có mùi hôi và làm giảm pH của môi trường.
 TSS: lắng đọng ở nguồn tiếp nhận, gây điều kiện yếm khí.
 Nhiệt độ: thường không ảnh hưởng đến đời sống thủy sinh vật nước.
 Vi trùng gây bệnh: gây ra các bệnh lan truyền.
 Các hợp chất của Nitơ, Phốtpho: đây là những nguyên tố dinh dưỡng
đa lượng. Nồng độ N, P trong nước quá cao dẫn đến hiện tượng phú dưỡng.
 Màu, mùi: gây mất mỹ quan.
 Dầu mỡ: gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy trên bề mặt.
Ảnh hưởng của NTSH đến nguồn nước mặt do nước thải chưa được xử lý
triệt để chảy vào thủy vực làm cho các thủy vực bị nhiễm bẩn, gây hậu quả
xấu đối với nguồn nước:
 Làm thay đổi tính chất hóa lý, độ trong, màu, mùi, hàm lượng các
CHC, vô cơ, pH, các kim loại nặng có độc tính, chất nổi, chất lắng cặn.
 Làm thay đổi hệ sinh vật trong nước, kể cả VSV, xuất hiện các VSV
gây bệnh, làm chết các VSV nước.
 Làm giảm oxy hòa tan do tiêu hao trong quá trình oxy hóa CHC.
Ô nhiễm nguồn nước mặt chủ yếu là do tất cả các dạng nước thải chưa xử
lý xả vào nguồn nước làm thay đổi các tính chất vật lý, hóa học và sinh học
của nguồn nước. Sự có mặt các chất độc hại trong nước thải xả vào nguồn
nước làm phá vỡ cân bằng sinh học tự nhiên và kìm hãm quá trình tự làm sạch

21. 11
của nguồn nước. Khả năng tự làm sạch của nguồn nước phụ thuộc vào điều
kiện xáo trộn và pha loãng của nước thải với nguồn. Sự có mặt của các VSV,
trong đó có các vi khuẩn gây bệnh, đe dọa tính an toàn vệ sinh nguồn nước.
1.2. Nguyên lý công nghệ xử lý nƣớc thải sinh hoạt
1.2.1. Khảo sát và đánh giá mức độ ô nhiễm
Để tiến hành xử lý nguồn nước thải cần phải biết thành phần các chất ô
nhiễm và nguồn phát sinh; cần phân tích chính xác chỉ tiêu, không chỉ tiến
hành phân tích một mẫu mà phân tích nhiều mẫu với mục đích tìm sự biến đổi
giữa các chỉ tiêu đó trong môi trường. Hiện nay có nhiều cơ sở xử lý nước
thải (XLNT), nhưng không ít trong số đó không đáp ứng được yêu cầu xử lý.
Để đáp ứng được yêu cầu, mục đích sử dụng, trong công nghệ XLNT sử dụng
nhiều quá trình khác nhau, có thể phân thành các công đoạn xử lý [3][11]:
 Xử lý cấp I (xử lý sơ bộ): gồm các quá trình xử lý sơ bộ và lắng để
loại các chất rắn lớn như rác, cát xỉ và bùn cặn, khử trùng diệt vi khuẩn gây
bệnh, khử các chất độc hại và đảm bảo điều kiện bình thường của các công
trình xử lý sinh học.
 Xử lý cấp II (xử lý thứ cấp): gồm các quá trình sinh học (đôi khi có cả
hóa học) có tác dụng tách các tạp chất hữu cơ hòa tan có thể phân hủy bằng
con đường sinh học (nghĩa là giảm BOD) để khi xả ra nguồn nước thải không
gây thiếu hụt ôxy và gây mùi cho nơi tiếp nhận. Các công đoạn này bao gồm
các quá trình: hoạt hóa bùn, lọc sinh học hay oxy hóa sinh học trong các hồ
(hồ sinh học) và phân hủy yếm khí. Các quá trình này đều sử dụng khả năng
của VSV chuyển hóa chất thải hữu cơ về dạng ổn định và năng lượng thấp.
 Xử lý cấp III (xử lý tăng cường): thông thường công đoạn này chỉ cần
khử khuẩn để đảm bảo nước trước khi đổ vào các thủy vực không còn VSV
gây bệnh, khử màu, mùi và đảm bảo oxi cho nguồn tiếp nhận. Các phương
pháp khử khuẩn thường dùng: clo hóa nguồn nước, ôzôn hóa hoặc chiếu tia

22. 12
cực tím. Ở Việt Nam hiện nay phương pháp khử khuẩn bằng clo dạng khí,
dạng lỏng, các hipoclorit hay được dùng hơn cả.
Nhìn chung, các phương pháp và các quá trình XLNT đều dựa trên cơ sở
các quá trình vật lý, hóa học và sinh học. Các hệ thống XLNT thường bao
gồm các quá trình trên, được kết hợp để tạo ra dây chuyền công nghệ thích
hợp, tùy thuộc vào đặc tính nước thải, tiêu chuẩn dòng ra và mức độ cần thiết
làm sạch nước thải, lưu lượng nước thải cần xử lý, tình hình địa chất và thủy
văn, điều kiện điện, nước, kinh phí...
1.2.2. Một số phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt
1.2.2.1. Xử lí nước thải bằng phương pháp cơ học
Thực chất phương pháp xử lí cơ học là loại các tạp chất không hòa tan ra
khỏi nước thải bằng cách gạn, lọc và lắng. Phương pháp này thường ứng dụng
các công trình sau [9]:
 Song và lưới chắn rác: để loại bỏ các loại rác và các tạp chất có kích
thước lớn hơn 5mm thường dùng song chắn rác, các tạp chất nhỏ hơn
5mm thường dùng lưới chắn rác.
 Bể lắng cát: được ứng dụng để loại các tạp chất vô cơ và chủ yếu là cát
trong nước thải.
 Bể vớt mỡ, dầu: thường được ứng dụng xử lý nước thải công nghiệp,
nhằm loại bỏ các tạp chất nhẹ hơn nước: mỡ, dầu…và các dạng chất nổi khác.
Đối với NTSH, khi hàm lượng dầu, mỡ không cao thường việc vớt dầu, mỡ
thực hiện ngay ở bể lắng nhờ các thanh gạt bố trí trong bể lắng.
 Bể lắng: được ứng dụng để loại các chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn
hoặc nhỏ hơn tỷ trọng của nước.
 Bể lọc: được ứng dụng để loại các tạp chất lơ lửng kích thước nhỏ bằng
cách lọc chúng qua lưới lọc đặc biệt hoặc qua lớp vật liệu lọc.

23. 13
Trường hợp khi mức độ làm sạch không cao lắm và các điều kiện vệ sinh
cho phép thì phương pháp xử lý cơ học giữ vai trò chính trong trạm xử lý.
Trong các trường hợp khác, phương pháp xử lý cơ học chỉ là giai đoạn làm
sạch sơ bộ trước khi xử lý sinh hóa.
1.2.2.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học và hóa lý
 Phương pháp hóa học: thực chất của phương pháp hóa học là đưa vào
nước thải chất phản ứng nào đó. Chất này tác dụng với các tạp chất bẩn trong
nước thải và có khả năng loại chúng ra khỏi nước thải dưới dạng bay hơi, kết
tủa hay hòa tan không độc hại hoặc ít độc hại hơn.[9]
 Phương pháp hóa lý: là phương pháp xử lý chủ yếu dựa trên các quá
trình vật lý gồm các quá trình cơ bản như trung hòa, tuyển nổi, keo tụ, tạo
bông, ly tâm, lọc, chuyển khí, hấp phụ, trích ly, cô bay hơi… Tùy thuộc vào
tính chất của tạp chất và mức độ cần thiết phải làm sạch mà sử dụng một hoặc
một số phương pháp trên.[9]
 Trao đổi ion: thực chất của phương pháp trao đổi ion là một quá trình
trong đó các ion bề mặt của chất rắn trao đổi với các ion có cùng điện tích
trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau. Các chất này gọi là các chất trao đổi
ion, chúng hoàn toàn không tan vào nước. Các chất trao đổi ion có thể là các
chất vô cơ hoặc hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hay tổng hợp.[9]
 Keo tụ: trong quá trình lắng cơ học chỉ tách được các hạt rắn huyền
phù nhỏ có kích thước ≥ 10-2
mm, còn các hạt nhỏ hơn ở dạng keo không thể
lắng được. Ta có thể tăng kích thước các hạt nhờ tác dụng tương hỗ giữa các
hạt phân tán liên kết vào thành tập hợp các hạt để có thể lắng được. Muốn vậy
trước hết cần trung hoà điện tích của chúng, tiếp đến là liên kết chúng lại với
nhau. Quá trình tạo thành các bông lớn từ các hạt nhỏ gọi là quá trình keo tụ.
 Trung hòa: nước thải thường có những giá trị pH khác nhau, muốn
nước thải được xử lý tốt bằng phương pháp sinh học phải tiến hành trung hoà

24. 14
và điều chỉnh pH về vùng 6,6 – 7,6. Trung hoà bằng cách dùng các dung dịch
axit hoặc muối axit, các dung dịch kiềm hoặc oxit kiềm.[9]
 Hấp phụ: được dùng để loại các tạp chất bẩn hoà tan vào nước mà
phương pháp xử lý sinh học cùng các phương pháp khác không loại bỏ được
với hàm lượng rất nhỏ. Thông thường, đây là các hợp chất hoà tan có độc tính
cao hoặc chất có màu, mùi rất khó chịu.
Chất hấp phụ thường dùng là than hoạt tính, đất sét hoạt tính, silicagen,
keo nhôm, một số chất tổng hợp hoặc chất thải trong quá trình sản xuất như xỉ
tro, mạt sắt, trong đó than hoạt tính được dùng nhiều nhất.[9]
 Tuyển nổi: phương pháp dựa trên nguyên tắc các phân tử trong nước
có khả năng tự lắng kém, nhưng lại có khả năng kết dính vào các bọt khí nổi
lên trên bề mặt nước, sau đó tách các bọt khí. Trong một số trường hợp, quá
trình này cũng dùng để tách một số chất hoà tan như chất hoạt động bề mặt.
Quá trình này được thực hiện nhờ thổi không khí thành các hạt bọt nhỏ vào
trong nước thải. Các bọt khí dính các hạt lơ lửng lắng kém và nổi lên trên bề
mặt nước. Khi nổi lên các bọt khí hợp thành bông hạt đủ lớn rồi tạo thành một
lớp bọt chứa nhiều hạt chất bẩn.[9]
 Khử khuẩn: Dùng các hoá chất có tính độc đối với VSV, tảo, động vật
nguyên sinh, giun sán…để làm sạch nước, đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh để đổ
vào nguồn nước hoặc tái sử dụng. Khử khuẩn có thể dùng hoá chất hoặc các
tác nhân như ozon, tia tử ngoại... Hoá chất khử khuẩn phải đảm bảo có tính
độc với VSV trong thời gian nhất định, sau đó phải được phân huỷ hoặc bay
hơi, không còn dư lượng gây độc cho người sử dụng hoặc vào mục đích khác.
Phụ thuộc vào điều kiện địa phương và mức độ cần thiết xử lý mà phương
pháp hoá học hay phương pháp hoá lý là giai đoạn cuối cùng (nếu mức độ xử
lý đạt yêu cầu, có thể xả nước ra nguồn) hoặc chỉ là giai đoạn sơ bộ.[9]

25. 15
1.2.2.3. Xử lý nước thải bằng các phương pháp sinh học
XLNT bằng phương pháp sinh học dựa trên hoạt động sống của sinh vật
như vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh hay thực vật sống trong nước thải để phân
hủy các CHC hay hấp thụ các chất ô nhiễm có trong nước thải. Chúng sử
dụng nguồn CHC và các chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng
lượng. Trong quá trình dinh dưỡng, chúng nhận được các chất làm vật liệu để
xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản nên sinh khối được tăng lên. Đối với
nước thải có tạp chất vô cơ thì phương pháp này dùng để khử các sunfit, muối
amoni, nitrat (các chất chưa bị oxy hoá hoàn toàn).[12][17]
Phương pháp sinh học ngày càng được sử dụng rộng rãi vì phương pháp
này có nhiều ưu điểm hơn các phương pháp khác[7]:
 Phân huỷ nhanh, triệt để mà không gây ô nhiễm môi trường.
 Tạo ra một số sản phẩm có ích sử dụng trong công nghiệp và sinh hoạt
(biogas, etanol…), trong nông nghiệp (phân bón).
 Thiết bị đơn giản, phương pháp dễ làm, chi phí ít tốn kém hơn.
Nguyên tắc cơ bản của phương pháp sinh học để XLNT là dùng hệ sinh
vật phân huỷ, hấp thụ, hấp phụ các chất có trong nước thải tạo nên các sản
phẩm không gây hại cho môi trường. Các sản phẩm của quá trình có thể được
sử dụng trong nhiều lĩnh vực của đời sống sản xuất như tạo ra biogas, tạo
protein trong sinh khối của sinh vật làm thức ăn gia súc… Hệ VSV tham gia
trong XLNT có nhiều loại như nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn. Tuỳ theo hệ
VSV sử dụng mà có phương pháp xử lý thích hợp theo hướng xử lý yếm khí,
xử lý hiếu khí hay xử lý tùy tiện.[13][8]
 Phương pháp hiếu khí
XLNT bằng phương pháp hiếu khí dựa trên nhu cầu oxy cần cung cấp cho
VSV hiếu khí hoạt động và phát triển. Quá trình này gọi là hoạt động sống,
gồm hai quá trình: dinh dưỡng sử dụng HCHC, nguồn nitơ, photpho và ion

26. 16
kim loại với mức độ vi lượng để xây dựng tế bào, phát triển sinh khối, phục
vụ cho sinh sản, phân huỷ các CHC còn lại thành CO2 và H2O. Quá trình sau
là quá trình phân huỷ dạng oxy hoá HCHC, giống quá trình hô hấp ở động vật
bậc cao. Cả hai quá trình dinh dưỡng và oxy hoá của VSV có trong nước thải
đều cần oxy. Để đáp ứng được nhu cầu oxy này cần phải khuấy đảo khối nước
thải để oxy trong không khí được khuếch tán, hoà tan vào trong nước. Song
biện pháp này chưa thể đáp ứng được đầy đủ nhu cầu về oxy. Do vậy có thể
sử dụng các biện pháp hiếu khí tích cực như thổi khí, thổi bằng khí nén hoặc
quạt gió, với áp lực cao kết hợp khuấy đảo.
 Phương pháp yếm khí
Quá trình phân huỷ CHC trong điều kiện yếm khí do một quần thể VSV
(chủ yếu là vi khuẩn) hoạt động không cần sự có mặt của oxy không khí, sản
phẩm cuối cùng là hỗn hợp khí CH4, CO2, N2, H2S, NH3…trong đó có tới
65% khí CH4. Vì vậy quá trình này còn gọi là quá trình lên men Metan và
quần thể sinh vật được gọi là vi sinh vật Metan.
Quá trình làm sạch nước thải tiến hành trong bể kín đảm bảo điều kiện
yếm khí. VSV yếm khí phân huỷ CHC trong nước thải theo 2 giai đoạn:
 Giai đoạn lên men axit: Những hidratcacbon dễ bị phân huỷ sinh hoá
thành các axit béo với khối lượng phân tử thấp. Khi đó pH môi trường giảm
xuống đến 5 hoặc thấp hơn, kèm theo mùi hôi.
 Giai đoạn Metan hoá: giai đoạn này các VSV kị khí chuyển hoá các
sản phẩm của pha axit thành CH4 và CO2. Các phản ứng này chuyển pH của
môi trường sang kiềm.
Hệ vi sinh vật lên men yếm khí thường có sẵn trong nước thải. Để tăng tốc
độ phân giải, nâng cao năng suất hoạt động của các bể Metan, có thể phân lập,
nuôi cấy các vi sinh vật thích hợp để cung cấp thêm cho bể.

27. 17
 Xử lý bằng thuỷ sinh thực vật
Trong XLNT, thực vật thủy sinh (TVTS) có vai trò rất quan trọng. TVTS
tham gia loại bỏ các chất bẩn hữu cơ, chất rắn lơ lửng, nitơ, phốtpho, kim loại
nặng và VSV gây bệnh. Trong quá trình XLNT, sự phối hợp chặt chẽ giữa
TVTS và các sinh vật khác như động vật phù du, động vật nguyên sinh, tảo,
vi khuẩn, vi nấm, nhuyễn thể, ấu trùng, côn trùng… có ý nghĩa quan trọng. Vi
sinh vật tham gia trực tiếp vào quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ và tạo
nguyên liệu dinh dưỡng (N,P và các khoáng chất khác) cho thực vật sử dụng.
Đây là cơ chế quan trọng để TVTS loại bỏ các hợp chất vô cơ N, P[2].
1.2.3. Công nghệ xử lý nước thải bằng hệ thống đất ngập nước nhân tạo
1.2.3.1. Khái niệm
Đất ngập nước (ĐNN) là vùng đất trong đó có mức nước cao hơn hoặc
ngang bằng so với mặt đất trong thời gian dài, đủ để duy trì tình trạng bão hòa
của đất, sự phát triển của các VSV và thực vật sống trong môi trường đó[5].
ĐNN nhân tạo chính là công nghệ xử lý sinh thái mới, được xây dựng
nhằm khắc phục những nhược điểm của bãi ĐNN tự nhiên mà vẫn có được
những ưu điểm của ĐNN tự nhiên. Các nghiên cứu cho thấy, ĐNN nhân tạo
hoạt động tốt hơn so với ĐNN tự nhiên cùng diện tích, nhờ đáy của ĐNN
nhân tạo có độ dốc hợp lý và chế độ thủy lực được kiểm soát. Độ tin cậy trong
hoạt động của ĐNN nhân tạo cũng được nâng cao do thực vật và các thành
phần khác trong ĐNN nhân tạo có thể quản lý được như mong muốn.[1]
Hệ thống ĐNN nhân tạo gần đây đã được biết đến trên thế giới như một
giải pháp công nghệ phù hợp, XLNT trong điều kiện tự nhiên với hiệu suất
cao, chi phí thấp và ổn định, ngày càng được áp dụng rộng rãi.
Với các thông số làm việc khác nhau, hệ thống ĐNN nhân tạo được sử
dụng rộng rãi trong xử lý nhiều loại nước thải. Khác với bãi ĐNN tự nhiên,
thường là nơi tiếp nhận nước thải sau khi xử lý, chất lượng đã đạt yêu cầu

28. 18
theo tiêu chuẩn và chúng chỉ làm nhiệm vụ xử lý bậc cao hơn, hệ thống ĐNN
nhân tạo là một thành phần trong hệ thống các công trình XLNT sau bể tự
hoại hay sau xử lý bậc hai.
1.2.3.2. Các loại hệ thống đất ngập nước nhân tạo và cấu tạo của chúng
1. Đất ngập nước dòng chảy bề mặt (surface flow wetland)
Hệ thống mô phỏng một đầm lầy hay ĐNN tự nhiên. Dưới đáy hệ thống 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 phù hợp cho sự phát triển của thực
vật có thân nhô lên khỏi mặt nước. Dòng nước thải chảy ngang trên bề mặt
lớp vật liệu lọc. Hình dạng hệ thống này thường là kênh dài hẹp, vận tốc dòng
chảy chậm, thân cây trồng nhô lên trong hệ thống là những điều kiện cần thiết
để tạo nên chế độ thuỷ kiểu dòng chảy đẩy (plug-flow) [10].
2. Đất ngập nước dòng chảy dưới bề mặt (subsurface flow wetland)
Hệ thống này mới xuất hiện gần đây và được biết đến với các tên gọi khác
nhau như lọc ngầm trồng cây (Vegetated submerged bed – VBS), hệ thống xử
lý với vùng rễ (Root zone system), bể lọc với vật liệu sỏi trồng sậy (Rock reed
filter) hay bể lọc vi sinh và vật liệu (Microbial rock filter). Cấu tạo của bãi lọc
ngầm trồng cây về cơ bản cũng gồm các thành phần tương tự như bãi lọc
trồng cây ngập nước nhưng nước thải chảy ngầm trong phần lọc của bãi lọc.
Lớp lọc, nơi thực vật phát triển, thường gồm có đất, cát, sỏi, đá dăm và được
xếp theo thứ tự từ trên xuống dưới, giữ độ xốp của lớp lọc. Dòng chảy có thể
có dạng chảy từ dưới lên, từ trên xuống dưới hoặc chảy theo phương nằm
ngang. Dòng chảy phổ biến nhất ở bãi lọc ngầm là dòng chảy ngang. Hầu hết
các hệ thống được thiết kế với độ dốc 1% hoặc hơn.[10]
Hệ thống ĐNN nhân tạo dòng chảy ngang có khả năng xử lý CHC và chất
rắn lơ lửng tốt, nhưng khả năng xử lý các chất dinh dưỡng lại thấp, do điều
kiện thiếu oxy, kị khí trong các hệ thống không cho phép nitrat hoá amoni nên

29. 19
khả năng xử lý nitơ bị hạn chế. Xử lý phốtpho cũng bị hạn chế do các vật liệu
lọc được sử dụng (sỏi, đá dăm) có khả năng hấp phụ kém.[10]
 Hệ thống ĐNN nhân tạo với dòng chảy ngang dưới mặt đất
(Horizontal subsurface flow - HSF): Hệ thống này được gọi là dòng chảy
ngang vì nước thải được đưa vào và chảy chậm qua tầng lọc xốp dưới bề mặt
của nền trên một đường ngang cho tới khi nó tới được nơi dòng chảy ra.
Trong suốt thời gian này, nước thải sẽ tiếp xúc với một mạng lưới hoạt động
của các đới hiếu khí, hiếm khí và kị khí. Các đới hiếu khí ở xung quanh rễ và
bầu rễ, nơi lọc O2 vào trong bề mặt. Khi nước thải chảy qua đới rễ, nó được
làm sạch bởi sự phân hủy sinh học của VSV bởi các quá trình hóa sinh. Loại
thực vật sử dụng phổ biến trong các hệ thống HSF là cây sậy.[4]
 Hệ thống ĐNN nhân tạo với dòng chảy thẳng đứng (Vertical
subsurface flow – VSF): Nước thải được đưa vào hệ thống qua ống dẫn trên
bề mặt. Nước chảy xuống dưới theo chiều thẳng đứng. Ở gần dưới đáy có ống
thu nước đã xử lý để đưa ra ngoài. Các hệ thống VSF thường xuyên được sử
dụng để xử lý lần 2 cho nước thải đã qua xử lý lần 1. Thực nghiệm đã chỉ ra là
nó phụ thuộc vào xử lý sơ bộ như bể lắng, bể tự hoại. Hệ thống ĐNN nhân tạo
cũng có thể được áp dụng như một giai đoạn của xử lý sinh học.[10]
Tuy nhiên, trên thực tế mô hình ĐNN nhân tạo được xây dựng theo hai hệ
thống: Bãi lọc trồng cây ngập nước (SFW); Bãi lọc trồng cây dòng chảy ngầm
hay Bãi lọc ngầm trồng cây, với dòng chảy ngang hay dòng chảy thẳng đứng
(SSF). Cách thức phân chia các hệ thống khác nhau nhưng chúng hoạt động
theo cùng một cơ chế.
1.2.3.3. Cơ chế trong xử lý nước thải bằng hệ thống ĐNN nhân tạo
Để thiết kế, xây dựng, vận hành hệ thống ĐNN nhân tạo chính xác, đạt
hiệu quả cao, việc nắm rõ cơ chế XLNT của hệ thống hết sức cần thiết. Cơ

30. 20
chế gồm lắng, kết tủa, hấp phụ, trao đổi chất của VSV, hấp thụ của thực vật.
Các chất ô nhiễm được loại bỏ nhờ nhiều cơ chế đồng thời trong hệ thống.
1. Loại bỏ các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học
Trong hệ thống, phân huỷ sinh học đóng vai trò lớn nhất trong việc loại bỏ
CHC dạng hoà tan hay dạng keo có khả năng phân huỷ sinh học (BOD) trong
nước thải. BOD còn lại cùng các chất rắn lắng bị loại bỏ nhờ quá trình lắng.
Cả bãi lọc ngầm trồng cây và bãi lọc trồng cây ngập nước về cơ bản hoạt
động như bể lọc sinh học. Tuy nhiên, đối với hệ thống ĐNN nhân tạo, vai trò
của VSV lơ lửng dọc theo chiều sâu cột nước của hệ thống đối với việc loại
bỏ BOD cũng rất quan trọng. Cơ chế loại bỏ BOD trong các màng VSV bao
quanh lớp vật liệu lọc tương tự như trong bể lọc sinh học nhỏ giọt. Phân hủy
sinh học xảy ra khi các CHC hoà tan được mang vào lớp màng VS bám trên
phần thân ngập nước của thực vật, hệ thống rễ và những vùng vật liệu lọc
xung quanh, nhờ quá trình khuếch tán. Vai trò của thực vật trong hệ thống là:
 Cung cấp môi trường thích hợp cho VSV thực hiện quá trình phân hủy
sinh học (hiếu khí) cư trú.
 Vận chuyển oxy vào vùng rễ để cung cấp cho quá trình phân hủy sinh
học hiếu khí trong lớp vật liệu lọc và bộ rễ.
2. Loại bỏ chất rắn
Các chất lắng được loại bỏ dễ dàng nhờ cơ chế lắng trọng lực vì hệ thống
ĐNN nhân tạo có thời gian lưu nước dài. Chất rắn không lắng được, chất keo
có thể được loại bỏ thông qua cơ chế lọc (nếu có sử dụng cát lọc), lắng và
phân hủy sinh học (do sự phát triển của VSV), hút bám, hấp phụ lên các chất
rắn khác (thực vật, đất, cát, sỏi…) nhờ lực hấp dẫn Van De Waals, chuyển
động Brown. Đối với sự hút bám trên lớp nền, một thành phần quan trọng của
hệ thống, chất rắn lơ lửng được loại bỏ trước tiên nhờ quá trình lắng và phân
hủy sinh học, tương tự như quá trình xảy ra trong bể sinh học nhỏ giọt [21].

31. 21
Các cơ chế xử lý trong hệ thống này phụ thuộc rất nhiều vào kích thước và
tính chất của các chất rắn có trong nước thải và các dạng vật liệu lọc được sử
dụng. Trong mỗi trường hợp, thực vật trong hệ thống không đóng vai trò đáng
kể trong việc loại bỏ các chất rắn.
3. Loại bỏ Nitơ
Nitơ được loại bỏ trong hệ thống nhờ 3 cơ chế chủ yếu: Nitrat hoá/khử
nitơ; Sự bay hơi của amoniac (NH3); Sự hấp thụ của thực vật.
Hiện nay các nhà nghiên cứu vẫn chưa thống nhất về tầm quan trọng của
các cơ chế khử nitơ đặc biệt với hai cơ chế nitrat hoá/khử nitrat và sự hấp thụ
của thực vật.
Trong hệ thống, sự chuyển hoá của nitơ xảy ra trong các tầng oxy hoá và
khử của bề mặt tiếp xúc giữa rễ và đất, phần ngập nước của thực vật có thân
nhô lên khỏi mặt nước. Nitơ hữu cơ bị oxy hoá thành NH4
+
trong cả hai lớp
đất oxy hoá và khử. Lớp oxy hoá và phần ngập của thực vật là những nơi chủ
yếu xảy ra quá trình nitrat hóa, tại đây NH4
+
chuyển hoá thành NO2
-
bởi vi
khuẩn Nitrosomonas và cuối cùng thành NO3
-
bởi vi khuẩn Nitrobacter. Ở
môi trường nhiệt độ cao hơn, một số NH4
+
chuyển sang dạng NH3 và bay hơi
vào không khí. Nitrat trong tầng khử sẽ bị hụt đi nhờ quá trình khử nitrat, lọc
hay do thực vật hấp thụ. Tuy nhiên, nitrat được cấp vào từ vùng oxy hoá nhờ
hiện tượng khuếch tán.
Đối với bề mặt chung giữa đất và rễ, oxy từ khí quyển khuếch tán vào
vùng lá, thân, rễ của các cây trồng trong hệ thống và tạo nên một lớp giàu oxy
tương tự như lớp bề mặt chung giữa đất và nước. Nhờ quá trình nitrat hoá
diễn ra ở vùng hiếu khí, tại đây NH4
+
bị oxy hoá thành NO3
-
. Phần NO3
-
không bị cây trồng hấp thụ sẽ bị khuếch tán vào vùng thiếu khí, bị khử thành
N2 và N2O do quá trình khử nitrat. Lượng NH4
+
trong vùng rễ được bổ sung
nhờ nguồn NH4
+
từ vùng thiếu khí khuếch tán vào.

32. 22
4. Loại bỏ Phốtpho
Cơ chế loại bỏ phốtpho trong hệ thống ĐNN nhân tạo gồm có sự hấp thụ
của thực vật, quá trình đồng hoá của vi khuẩn, sự hấp phụ lên đất, vật liệu lọc
(chủ yếu đất sét). Khi thời gian lưu nước dài và đất sử dụng có cấu trúc mịn
thì quá trình loại bỏ phốtpho chủ yếu là sự hấp phụ và kết tủa, do điều kiện
này tạo cơ hội tốt cho quá trình hấp phụ phốtpho và các phản ứng xảy ra.
Tương tự như quá trình loại bỏ nitơ, vai trò của thực vật trong vấn đề loại
bỏ phốtpho vẫn còn là vấn đề tranh cãi. Dù sao, đây cũng là cơ chế duy nhất
đưa hẳn phốtpho ra khỏi hệ thống. Các quá trình hấp phụ, kết tủa và lắng chỉ
đưa được phốtpho vào vật liệu lọc. Khi lượng phốtpho trong lớp vật liệu vượt
quá khả năng chứa thì phần vật liệu đó phải được nạo vét và xả bỏ.
5. Loại bỏ kim loại nặng
Khi các kim loại nặng hoà tan trong nước thải chảy vào hệ thống ĐNN
nhân tạo, các cơ chế loại bỏ chúng gồm có:
 Kết tủa và lắng ở dạng hyđrôxit 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 oxyhyđrôxit sắt, mangan trong vùng hiếu khí.
 Kết hợp, lẫn với thực vật chết và đất.
 Hấp thụ vào rễ, thân và lá của thực vật trong hệ thống ĐNN.
Các nghiên cứu chưa chỉ ra được cơ chế nào trong các cơ chế trên có vai
trò lớn nhất, nhưng nhìn chung lượng KLN được thực vật hấp thụ chỉ chiếm
một phần nhất định. Các loại thực vật khác nhau có khả năng hấp thụ KLN
khác nhau. Bên cạnh đó, thực vật đầm lầy cũng ảnh hưởng gián tiếp đến sự
loại bỏ và tích trữ KLN khi chúng ảnh hưởng tới chế độ thủy lực, cơ chế hoá
học lớp trầm tích và hoạt động của VSV. Vật liệu lọc là nơi tích tụ chủ yếu
KLN. Khi khả năng chứa KLN đạt tới giới hạn cần nạo vét, xả bỏ để loại
KLN ra khỏi hệ thống.

33. 23
6. Loại bỏ các hợp chất hữu cơ
Các HCHC được loại bỏ trong hệ thống chủ yếu nhờ cơ chế bay hơi, hấp
phụ, phân hủy bởi VSV (chủ yếu là vi khuẩn và nấm), hấp thụ của thực vật.
Yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất loại bỏ HCHC nhờ quá trình bay
hơi là hàm số phụ thuộc của trọng lượng phân tử chất ô nhiễm và áp suất
riêng phần giữa hai pha khí – nước xác định bởi định luật Henry.
Quá trình phân hủy các chất bẩn hữu cơ chính nhờ các vi khuẩn hiếu khí
và kị khí, nhưng quá trình hấp phụ các chất bẩn lên màng VSV phải xảy ra
trước quá trình thích nghi và phân hủy sinh học. Các chất bẩn hữu cơ chính
còn có thể được loại bỏ nhờ quá trình hút bám vật lý lên bề mặt các chất rắn
lắng được và sau đó là quá trình lắng. Quá trình này thường xảy ra ở phần đầu
của hệ thống. Các HCHC cũng bị thực vật hấp thụ tuy nhiên cơ chế này còn
chưa được hiểu rõ và phụ thuộc nhiều vào loài thực vật được trồng, cũng như
đặc tính của các chất bẩn.
7. Loại bỏ vi khuẩn và virut
Cơ chế loại bỏ vi khuẩn, virut trong hệ thống ĐNN nhân tạo về bản chất
giống quá trình loại bỏ VSV trong hồ sinh học nhờ:
 Các quá trình vật lý như dính kết và lắng, lọc, hấp phụ.
 Bị tiêu diệt do điều kiện môi trường không thuận lợi trong thời gian dài.
1.2.3.4. Các nguyên lý cơ bản trong hệ thống ĐNN nhân tạo
 SSF với dòng chảy ngang thiếu oxy: Khuếch tán trong lớp lọc từ đó mà
không khí thâm nhập.
 SSF với dòng chảy thẳng đứng quá trình hiếu khí là chiếm ưu thế:
- Quá trình khuếch tán và xáo trộn diễn ra từ đó không khí thâm nhập
qua hệ thống phân phối.
- Nước chứa oxy thấm từ trên xuống dưới.
 Quá trình lọc phụ thuộc vào kích thước hạt, kích thước hạt càng nhỏ thì
diện tích tiếp xúc bề mặt càng lớn và càng hấp phụ nhiều hơn.

34. 24
 Hấp phụ và lắng được tăng cường bởi hàm lượng Fe, Al, và/hoặc Ca cao
trong vật liệu lọc.
1.2.3.5. Sơ lược về một số loại cây trong hệ thống ĐNN nhân tạo
TVTS kích thước lớn sử dụng trong XLNT chia làm 3 nhóm (bảng 1.7):
 Nhóm nổi: Bèo Tấm (Lemna minor), Bèo Nhật Bản (Eichhornia
crassipes). Loại này có thân, lá nổi trên mặt nước, phần rễ chìm trong nước.
 Nhóm nửa chìm, nửa nổi: Sậy (Pharagmites communis), Lau
(Cirpuslacustris). Loại này có bộ rễ cắm vào đất, phần thân chìm trong nước,
phần còn lại và lá ở phía trên. Mực nước thích hợp của cây là >1,5m.
 Nhóm chìm: Rong Xương Cá (Potamogeton crispus), Rong Đuôi Chó
(Littorella umiflora), thực vật loại này chìm hẳn trong nước, rễ của chúng
bám chặt vào bùn đất, còn thân và lá ngập trong nước.
Bảng 1.7. Một số loại thực vật thủy sinh tiêu biểu
Loại Tên thông thƣờng Tên khoa học
Thủy sinh thực vật
sống chìm
Hydrilla Hydrilla verticilata
Water milfoil Myriophyllum spicatum
Blyxa Blyxa aubertii
Thuỷ sinh thực vật
sống trôi nổi
Lục bình Eichhornia crassipes
Bèo tấm Wolfia arrhiga
Bèo tai tượng Pistia stratiotes
Salvinia Salvinia spp
Thuỷ sinh thực vật
sống nổi
Cattails Typha spp
Bulrush Scirpus spp
Sậy Phragmites communis
1.2.3.6. Vật liệu sử dụng trong hệ thống ĐNN nhân tạo
Vật liệu sử dụng trong hệ thống là những vật liệu có sẵn trong tự nhiên có
khả năng lọc, lắng cặn và là môi trường cho VSV phát triển như cát, sỏi, đá...
a. Cát
Cát là vật liệu dạng hạt nguồn gốc tự nhiên gồm các hạt đá, khoáng vật
nhỏ và mịn. Khi được dùng như là một thuật ngữ trong lĩnh vực địa chất học,

35. 25
kích thước hạt hạt cát theo đường kính trung bình nằm trong khoảng 0,0625 –
2mm (thang Wentworth sử dụng tại Hoa Kỳ) hay từ 0,05 – 1mm (thang
Kachinskii sử dụng tại Nga và Việt Nam hiện nay). Một hạt vật liệu tự nhiên
có kích thước nằm trong các khoảng này được gọi là hạt cát.
b. Mùn
Mùn là một thể hữu cơ phức tạp có trọng lượng phân tử rất lớn, cấu tạo
phân tử gồm nhiều thành phần phức tạp.
Mùn là sản phẩm hình thành trong đất do quá trình tích lũy và phân giải
không hoàn toàn trong điều kiện yếm khí xác thực vật và các tồn dư sinh vật
khác trong đất do các VSV đất. Thành phần của mùn được đặc trưng bởi các
hợp chất chính: axit humic, axit fulvic, axit ulmic và các muối của chúng,
thường gọi là humin, fulvin hay ulvin. Hiểu theo nghĩa rộng, mùn trong đất
bao gồm cả mùn nhuyễn (mùn theo nghĩa hẹp) và mùn thô (CHC trong đất).
Mùn có cấu tạo gồm 4 bộ phận là nhân vòng, mạch nhánh, nhóm định
chức và cầu nối. Mùn có 3 nhóm chính là nhómaxit humic, nhómaxit fulvic
và nhóm humin.[6]
c. Đất sét
Đất sét là thuật ngữ được dùng để miêu tả một nhóm các khoáng vật
phyllosilicat nhôm ngậm nước, thông thường có đường kính hạt < 2 μm.
Đất sét bao gồm các loại khoáng chất phyllosilicat giàu các ôxít và hiđrôxít
của silic và nhôm cũng như bao gồm một lượng lớn nước tham gia vào việc
tạo cấu trúc và thay đổi theo từng loại đất sét. Đất sét nói chung được tạo ra
do sự phong hóa hóa học của các loại đá chứa silicat dưới tác động của axít
cacbonic nhưng một số loại đất sét lại được hình thành do các hoạt động thủy
nhiệt. Đất sét được phân biệt với các loại hạt đất đá nhỏ khác có trong đất,
chẳng hạn như bùn nhờ kích thước nhỏ của chúng, hình dạng tạo bông hay tạo
lớp, khả năng hút nước cũng như chỉ số độ dẻo cao.

36. 26
d. Xỉ than
Tro than được tạo ra từ quá trình đốt cháy than, đặc biệt là các NMNĐ, nơi
tiêu thụ một số lượng lớn than đá. Thông thường, người ta phân loại tro này
thành 2 loại là tro bay và tro đáy.
Tro đáy hay xỉ than là loại to và thô hơn tro bay, màu xám đen, dạng hạt,
xốp, th ành phần khoáng cao. Tro đáy không thể bay theo khí thải và nằm ở
dạng vật liệu thô ở đáy lò đốt. Khi than được đốt cháy thì có khoảng 20% tro
đáy nằm ở dưới đáy lò.
Xỉ than là một chất hấp phụ tiềm năng để loại bỏ thuốc nhuộm độc hại, có
thể sử dụng để xử lý nước thải. Hỗn hợp xỉ than và bã đậu nành có thể loại bỏ
thuốc nhuộm azo trong nước thải dệt nhuộm. Hỗn hợp này cũng có thể phát
hiện và loại bỏ thuốc nhuộm Tryphenylmethane và Brilliant Blue FCP - một
chất tạo màu sử dụng trong công nghiệp thuộc da và dệt may [20]. Các loại
thuốc nhuộm khác như Vertigo Blue 49 (CI Blue 49), Orange DNA13 (CI
Orange 13) và Xanh Malachite từ nước thải dệt nhuộm cũng được xử lý hiệu
quả bởi xỉ than.
Loại bỏ COD trong than cốc và nước thải sản xuất giấy bằng xỉ than cũng
đã được nghiên cứu. Các nghiên cứu chỉ ra rằng nếu sử dụng 10g xỉ than với
cỡ hạt <0,74 mm trong 100ml nước có thể làm giảm 40% giá trị COD.
Xỉ than cũng có thể được sử dụng hiệu quả trong xử lý nước thải bằng hệ
thống đất ngập nước. Các thành phần như silic và nhôm trong xỉ than có khả
năng hấp phụ tốt. Silic và nhôm có trong tất cả các loại than, vì vậy mà xỉ
than có thể được sử dụng như chất hấp phụ hiệu quả.
1.3. Tính chất hóa lý của xỉ than Nhà máy Nhiệt điện
Ở Việt Nam, phần lớn các NMNĐ đốt than chủ yếu tập trung ở phía Bắc,
do gần nguồn than. Tổng công suất các NMNĐ đang vận hành tính ở thời
điểm 2010 là 4.250 MW và dự kiến vào năm 2020 là 7.240 MW.[16]

37. 27
Nguồn cung cấp than nhiên liệu trong nước cho các NMNĐ thường là loại
than chất lượng thấp: nhiệt trị từ 4000 – 5000 kcal/kg, thậm chí dưới 4000
kcal/kg; có độ tro lớn hơn 31÷32%, thậm chí đến 43÷45%. Vì vậy, lượng xỉ
than thải ra hằng năm rất lớn, đòi hỏi diện tích rất lớn để làm bãi chứa (bảng
1.8). Suất tiêu hao than trung bình khoảng 500 g/kWh, tổng lượng than sử
dụng cho nhiệt điện và lượng xỉ than tạo thành như trong bảng 1.9.[16]
Bảng 1.8. Lƣợng than, xỉ than thải ra hằng năm, diện tích bãi chứa
NMNĐ
Lƣợng than
tiêu thụ
hàng năm
Lƣợng xỉ than
thải ra
hàng năm
Diện tích đất (ha)
Tổng
(ha)
NM chính
(trong hàng
rào NM)
Bãi chứa
xỉ than
(triệu tấn/năm)
Hải Phòng 1 1,430 ≤ 0,43 29,0 67,00 135,7
Uông Bí 2 0,786 0,280 10,4 62,00 72,4
Ninh Bình 2 0,847 0,240 11,0 22,70 43,8
Mạo Khê 1,520 0,600 22,6 24,00 46,6
Nghi Sơn 1,400 0,560 16,0 117,00 179,3
Vũng Áng 2,910 1,008 40,0 132,00 183,0
Cẩm Phả
1,2
2,200 0,815 26,8 46,00 72,8
Mông
Dương
2,750 1,208 46,3
MD1:51,86
MD2:180,0
240,0
Thăng Long 0,860 0,342 13,5 50,60 78,1
Bảng 1.9. Xỉ than từ các nhà máy nhiệt điện trong giai đoạn 2010 – 2030
STT Năm
Công suất
(MW)
Tiêu thụ than
(triệu tấn/năm)
Lƣợng xỉ than
(triệu tấn/năm)
1 2010 4,250 12,75 3,82 – 4,46
2 2015 6,240 18,72 5,61 – 6,55
3 2020 7,240 21,72 6,51 – 7,60

38. 28
Chú thích: Số liệu trong bảng được tính gần đúng ở điều kiện: suất tiêu hao than 0,5
kg/kWh, Tmax = 6000 h/năm, nhiệt trị than 5000 Kcal/kg, than có độ tro 30% (tương đương
cám 5a, 5b vùng Hòn Gai, Cẩm Phả, Vàng Danh, Mạo Khê, Núi Hồng, Khánh Hoà và
Nông Sơn).
Các NMNĐ phải thu gom triệt để toàn bộ lượng xỉ than và lưu giữ trong
các bãi chứa, tránh phát tán và gây ô nhiễm môi trường.
Ở các NMNĐ đốt than, lượng xỉ than thải ra chiếm khoảng 15% còn lượng
tro bay chiếm khoảng 85% tổng lượng tro xỉ của than dùng. Nhìn chung,
lượng carbon chưa cháy còn trong xỉ thường <6%, ít hơn trong tro bay (lượng
carbon còn lại trong tro bay có thể từ 10 – 15%). Ngoài carbon chưa cháy,
trong xỉ chủ yếu là các oxit kim loại.
Xỉ than có dạng to và thô hơn tro bay, có màu xám đen, dạng hạt, xốp. Xỉ
than không thể bay theo khí thải và nằm ở dạng vật liệu thô ở đáy lò đốt. Xỉ
than có kích thước các hạt không đồng đều từ 0,1 – 50 mm (kích thước từ hạt
sỏi cho đến cát mịn) và kết cấu bề mặt xốp. Xỉ than có tỷ trọng thấp, dao động
từ 2,3 – 3 (bảng 1.10). Với tỷ trọng thấp, xỉ than có kết cấu hạt xốp, vì vậy có
thể dễ dàng nghiền nhỏ. Tỷ trọng của xỉ than phụ thuộc vào từng loại than,
công nghệ đốt than của từng NMNĐ, các phương pháp xử lý, lưu trữ xỉ than.
Bảng 1.10. Một số tính chất vật lý của xỉ than
Kích thƣớc Tỷ trọng Tỷ trọng khối Diện tích bề mặt riêng
mm g/cm3
g/cm3
m2
/g
0,1 – 50 2,3 – 3 1,15 – 1,76 0,1 – 1
Thành phần hóa học chính của xỉ than gồm SiO2, Al2O3, Fe2O3 và một số
hợp chất khác. Thành phần hoá học của xỉ than phụ thuộc chủ yếu vào chủng
loại than đã sử dụng và công nghệ đốt than ở NMNĐ. Hiện tại, các NMNĐ sử
dụng than đá hoặc than nâu. Sự khác nhau này ghi trong bảng 1.11, 1.12, và
1.13. Các tính chất này định hướng việc chế biến và sử dụng xỉ than.[16]

39. 29
Bảng 1.11. Khác biệt về thành phần hóa học của xỉ than khi đốt than[16]
Thành phần hóa học Than đá Than nâu
Tổng oxit (SiO2, Al2O3, Fe2O3), % 75 – 78 50 – 60
Hàm lượng SO3, % 0,15 8 – 10
Vôi (CaO), % 0,8 15
Bảng 1.12. Thành phần hóa học của xỉ than[16]
NMNĐ
Thành phần hóa học của xỉ than, %
SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO MgO TiO2 Na2O K2O
Phả Lại 46,20 12,30 24,20 1,75 1,50 0,70 2,80 0,50
Hải Phòng 2 57,60 7,70 26,40 0,80 1,20 0,69 0,49 4,30
Quảng Ninh 62,83 5,41 24,76 0,44 1,11 0,68 0,48 3,64
Ninh Bình 2 57,60 7,70 26,40 0,80 1,20 0,69 0,49 4,30
Mạo Khê 56,16 14,84 23,90 1,34 1,39 0,72 - -
Nghi Sơn 62,10 4,99 24,13 0,48 0,98 0,85 0,22 4,34
Vũng Áng 58,21 9,90 24,00 - 1,06 0,92 - -
Mông Dương 1 59,38 7,92 24,27 0,83 1,42 0,84 0,60 4,12
Bảng 1.13. Đặc tính của than dùng trong các NMNĐ ở Việt Nam[16]
NMNĐ
Thành phần nguyên tố của than, % Nhiệt
trị, Q
Kcal/Kg
C H S O N A W
Phả Lại 61,74 2,05 1,06 1,0 0,05 25,24 8,78 5319
Hải Phòng 55,20 2,60 0,50 2,50 0,50 29,70 9,00 5050
Quảng Ninh 51,27 1,13 0,55 1,20 0,95 35,5 9,40 4655
Ninh Bình 2 57,80 1,86 0,65 2,83 0,88 27,18 8,80 5056
Mạo Khê 50,32 1,41 0,75 1,86 0,84 36,72 8,07 4416
Nghi Sơn 63,70 2,66 0,60 2,16 0,88 27,45 8,00 -
Vũng Áng 58,06 2,40 0,43 2,29 0,84 27,37 8,63 5200
Cẩm Phả 47,05 2,13 0,59 1,79 0,71 30,84 16,92 3937
Mông Dương 1 51,48 2,04 0,55 3,10 1,00 33,33 8,50 4450

40. 30
Hàng năm, các NMNĐ thải ra một lượng xỉ than khá lớn. Xỉ than ở hầu hết
các NMNĐ Việt Nam thuộc loại F, không phản ứng với nước. Vì vậy mà giải
pháp bơm xỉ than cùng với nước ra bãi thải được áp dụng triệt để, phớt lờ các
tác động đến môi trường và gây lãng phí nguồn tài nguyên rất lớn (hình 1.1).
Các NMNĐ không có chủ trương khai thác xỉ than, hoặc không có điều kiện
khai thác, nhân dân quanh khu vực các bãi xỉ than đang khai thác một cách tự
phát. Lượng khai thác tự phát này rất nhỏ và không nên khuyến khích vì các
lý do an ninh và môi trường. Tuy nhiên đây cũng là một gợi ý cho việc sử
dụng xỉ than trong khi chờ đợi công nghệ xử lý xỉ than với công suất lớn. Ví
dụ như việc sử dụng xỉ than làm nền đường, gạch, ngói, xử lý nước thải...một
cách có tổ chức đảm bảo an ninh, vệ sinh và có sự tham gia của chuyên gia.
Tuy nhiên, lượng xỉ than của các NMNĐ chưa được sử dụng nhiều, hầu hết xỉ
than được thải ra bãi thải, được chôn lấp mà chưa được tái sử dụng.
Hình 1.1. Bãi xỉ than của nhà máy Ninh Bình
Hiện tại, NMNĐ Mông Dương 1 sử dụng nhiên liệu than, công nghệ nhiệt
điện ngưng hơi truyền thống, thông số hơi cận tới hạn, công nghệ lò hơi đốt
than kiểu tầng sôi (CFB) hiện đại, phù hợp với các loại than Antracite có chất
lượng thấp của Việt Nam, có ở các mỏ than lớn ở Quảng Ninh. Nhu cầu tiêu
thụ than cho NMNĐ Mông Dương 1 khoảng 3 triệu tấn than/năm, lượng xỉ
than thải ra của nhà máy tương đối lớn khoảng 1 triệu tấn/năm. Lượng xỉ than

41. 31
thải ra của nhà máy hiện nay mới được xử lý bằng cách thải ra bãi thải (hình
1.2), điều này vừa gây lãng phí diện tích đất sử dụng làm bãi thải, vừa gây ô
nhiễm môi trường. Tổng diện tích của bãi thải 1 là 50ha, công suất 10 triệu
m3
. Để ngăn tình trạng ô nhiễm môi trường cho các khu vực xung quanh, cấu
trúc nền móng của bãi thải và đê bên ngoài được xây dựng kiên cố để giảm
thiểu rò rỉ cho nước mặt hoặc nước ngầm. Để tránh gây ô nhiễm nước ngầm,
một lớp lót được trải lên đáy của bãi thải. Trên bề mặt của bãi thải là lớp nước
từ 0,5 – 1 m để ngăn ngừa xỉ than phát tán vào môi trường không khí. Để tiết
kiệm nước và ngăn ngừa ô nhiễm môi trường, hệ thống nước trở về từ các bãi
thải được xoay vòng tái sử dụng bơm trở lại bãi thải bằng tháp nước bên trong
bãi thải. Hiện nay, bãi thải 1 được chia thành hai khu, mỗi bãi thải có diện
tích khoảng 25ha. Dung lượng lưu trữ của bãi thải 1 là khoảng 6 năm.
Hình 1.2. Bãi thải 1 của NMNĐ Mông Dương 1
Để tận dụng những đặc tính tốt của xỉ than như: thành phần khoáng cao, độ
rỗng xốp lớn, tính bền cơ học cao, bền nhiệt, bền hóa học, vật liệu phổ biến,
dễ khai thác, giá thành rẻ đặc biệt là khả năng hấp phụ tốt... có thể sử dụng xỉ
than để sản xuất vật liệu xây dựng, làm vật liệu đắp nền, cốt liệu cho bê tông,
xử lý nước thải... biến nó từ một chất thải gây ô nhiễm môi trường thành một
vật liệu xử lý ô nhiễm môi trường một cách hiệu quả mà không lo ngại các
vấn đề ô nhiễm môi trường mà xỉ than có thể gây ra.

42. 32
1.4. Các nghiên cứu trên thế giới và tại Việt Nam về đất ngập nƣớc
nhân tạo
1.4.1. Nghiên cứu trên thế giới
1.4.1.1. Hệ thống ĐNN nhân tạo ở Bắc Âu
Ở miền Bắc Thụy Điển, ĐNN nhân tạo được sử dụng để xử lý bổ sung
nước thải sau các trạm xử lý đô thị. Nhìn chung, khử nitơ là mục đích chính,
mặc dù hiệu quả xử lý TS và BOD cũng khá cao. Nghiên cứu đã đánh giá
hoạt động trong 3 – 8 năm của bốn hệ thống ĐNN nhân tạo quy mô lớn (diện
tích 20 – 28 ha). Hai hệ thống tiếp nhận nước thải đô thị, với các khâu xử lý
hóa học và cơ học. Hai hệ thống còn lại tiếp nhận nguồn nước thải đã được xử
lý sinh học, do đó nồng độ BOD (BOD7) và NH4
+
-N đầu vào hệ thống thấp
hơn. Các hệ thống hoạt động khá ổn định, loại bỏ 0,7 – 1,5 tấn N/ha/năm. Đây
là giá trị trung bình trong thời gian nghiên cứu, với tải trọng biến đổi từ 1,7 –
6,3 tấn N/ha/năm. Lượng P bị khử cũng biến đổi trong khoảng 10 – 41
kg/ha/năm, phụ thuộc vào các giá trị tải trọng khác nhau, các dạng hợp chất P
và vòng tuần hoàn nội tại của P trong các hệ thống ĐNN nhân tạo.
Ở Na Uy, hệ thống ĐNN nhân tạo đã được xây dựng để xử lý NTSH vào
năm 1991. Ngày nay, những vùng thôn ở Na Uy, phương pháp này trở nên rất
phổ biến để xử lý NTSH, nhờ các hệ thống vận hành với hiệu suất cao thậm
chí cả vào mùa đông và với chi phí thấp. Mô hình quy mô nhỏ được áp dụng
phổ biến ở Na Uy là hệ thống bao gồm bể tự hoại, tiếp đến là một bể lọc sinh
học hiếu khí dòng chảy thẳng đứng và một hệ thống ĐNN nhân tạo với dòng
chảy ngang. Bể lọc sinh học hiếu khí trước hệ thống ĐNN để loại bỏ BOD và
thực hiện quá trình nitrat hóa trong điều kiện khí hậu lạnh, nơi thực vật “ngủ”
vào mùa đông. Hệ thống được thiết kế theo tiêu chuẩn hiện hành cho phép đạt
hiệu suất khử P ổn định >90% trong vòng 15 năm nếu sử dụng cát thiên nhiên
chứa nhiều sắt và canxi hoặc sử dụng vật liệu hấp phụ tiền chế có trọng lượng

43. 33
nhẹ. Lớp vật liệu này sau khi bão hòa P, có thể sử dụng chúng làm chất cải
tạo đất hay làm phân bón bổ sung phốtpho. Hiệu suất loại bỏ N khoảng 40 –
60%. Hiệu quả loại bỏ các vi khuẩn chỉ thị rất cao, thường đạt tới <1000
coliform chịu nhiệt/100ml.
Tại Đan Mạch, hướng dẫn chính thức mới về xử lý tại chỗ NTSH đã được
Bộ Môi Trường Đan Mạch công bố, áp dụng bắt buộc đối với các nhà riêng ở
nông thôn. Trong hướng dẫn này người ta đã đưa vào hệ thống ĐNN nhân tạo
dòng chảy thẳng đứng, cho phép đạt hiệu suất khử BOD tới 95% và nitrat hóa
đạt 90%. Hệ thống này có thể bao gồm cả quá trình kết tủa hóa học để tách
phốtpho bằng PAC trong bể phản ứng lắng, cho phép loại bỏ 90% phốtpho.
Diện tích bề mặt của hệ thống là 3,2m2
/người và chiều sâu lọc hiệu quả là 1m.
Nước thải sau lắng sẽ được bơm gián đoạn lên bề mặt của lớp vật liệu lọc
bằng bơm và hệ thống ống phân phối. Lớp thoát nước ở đáy được thông khí bị
động thông qua các ống hơi nhằm tăng cường sự trao đổi oxy vào quá trình
lọc. Một nửa dòng chảy đã được nitrat hóa từ lớp vật liệu lọc sẽ được bơm
tuần hoàn vào ngăn đầu của bể lắng hoặc chảy vào ngăn bơm nhằm tăng
cường quá trình khử nitơ và ổn định hoạt động của hệ thống. Hệ thống loại bỏ
phốtpho được đặt trong bể lắng với một bơm định lượng cỡ nhỏ. Hóa chất
được trộn với nước thải nhờ hệ thống bơm dâng bằng khí đơn giản, đồng thời
làm nhiệm vụ tuần hoàn nước trong ngăn lắng. Hệ thống ĐNN nhân tạo dòng
chảy thẳng đứng là một giải pháp thay thế cho lọc trong đất, cho phép đạt
hiệu quả xử lý cao trước khi xả ra môi trường.
1.4.1.2. Nghiên cứu về loại bỏ vi sinh vật trong nước thải
Ở Đức, một chương trình nghiên cứu về mặt VSV - sự tồn tại và chết của
các mầm bệnh trong nước thải được thực hiện trong nhiều năm, trên các mẫu
nước lấy từ ba hệ thống ĐNN nhân tạo xử lý nước thải đã qua xử lý sơ bộ (bể
tự hoại nhiều ngăn) và từ NTSH đã qua xử lý sơ bộ. Nồng độ của các VSV

44. 34
chỉ thị hay các mầm bệnh được xác định ở nhiều vị trí và các bậc của hệ thống
xử lý. Với số liệu từ hơn 3600 phân tích vi sinh, so sánh với các số liệu từ một
hệ thống đã vận hành được 18 năm cho phép đưa được cả các yếu tố vận hành
vào trong đánh giá.
Các nghiên cứu cho thấy rằng hiệu suất loại bỏ trung bình của các VSV chỉ
thị và các mầm bệnh nằm trong khoảng 1,5 – 2,5 đơn vị log với hệ thống xử
lý một bậc và 3 – 5 đơn vị log đối với hệ thống xử lý nhiều bậc. Không có sự
khác nhau đáng kể giữa hệ thống ĐNN nhân tạo dòng chảy ngang và dòng
chảy đứng. Hiệu suất loại bỏ VSV trong các hệ thống ĐNN nhân tạo rõ ràng
hơn hẳn so với hệ thống bùn hoạt tính truyền thống.
1.4.1.3. Nghiên cứu xử lý bùn bể phốt bằng hệ thống ĐNN nhân tạo
Viện Công nghệ Châu Á (AIT), Thái Lan, kết hợp với Viện Khoa học và
Công nghệ Môi trường liên bang Thụy Sỹ SANDEC, EAWAG đã tiến hành
nghiên cứu thực nghiệm xử lý phân bùn bể phốt lấy từ Bangkok bằng hệ
thống ĐNN nhân tạo dòng chảy thẳng đứng với cây cỏ nến (Typha) tại AIT
liên tục từ năm 1997 tới nay. Tải trọng TS bằng 250 kg/m2
.năm được coi là
tải trọng tối ưu để xử lý phân bùn. Cần ngăn cản sự héo rũ của cỏ nến vào
mùa khô bằng cách tưới nước hệ thống bằng nước sau xử lý. 65% nước từ
phân bùn được thu qua hệ thống thu nước và 35% bay hơi. Hệ thống được vận
hành gần 4 năm, không phải sửa chữa hệ thống thấm. Chất rắn tích lũy chứa
hàm lượng trứng giun thấp, đáp ứng tiêu chuẩn tái sử dụng trong nông nghiệp
đối với bùn cặn. So sánh với sân phơi bùn truyền thống, hệ thống ĐNN nhân
tạo cho phép thời gian lưu giữ bùn khô lớn hơn nhiều (5 – 6 năm). Ưu điểm
của phương pháp xử lý phân bùn bằng ĐNN nhân tạo là bộ rễ tạo ra cấu trúc
xốp, với hệ thống mao mạch nhỏ li ti trong hệ thống, giúp cho quá trình khử
nước của hệ thống được duy trì trong nhiều năm mà không bị tắc.
1.4.1.4. Nghiên cứu xử lý NTCN, nước rỉ rác bằng hệ thống ĐNN nhân tạo

45. 35
Tại Bồ Đào Nha, nghiên cứu vai trò của cây sậy (Phragmites communis) –
tác nhân peroxide trong quá trình phân hủy chất nhuộm azo, axit cam 7 (AO7)
trong hệ thống ĐNN nhân tạo dòng chảy thẳng đứng. Nghiên cứu cho thấy
các chất do thực vật tươi tiết ra có thể phân hủy AO7 và các amin thơm của
nó, sau 120 giờ tiếp xúc với H2O2, loại bỏ được 3,2 – 5,7 mgAO7/gP.Australis khi
dòng chảy có nồng độ 40 mgAO7/l (8 mgAO7/gP.Australis ).
Từ nghiên cứu này cho thấy hệ thống ĐNN nhân tạo dòng chảy thẳng
đứng thích hợp để xử lý nước thải chứa chất nhuộm Azo. Với nồng độ của
dòng vào là 130 mgAO7/l, hoạt tính peroxide của thực vật trong lá, thân và rễ
theo thứ tự tăng gấp 2,1 lần, 4,3 lần và 12,9 lần. Khi nồng độ chất nhuộm 700
mgAO7/l, hoạt tính peroxide của thực vật bị ức chế ngay tức khắc nhưng chỉ
sau hai ngày hoạt tính này trở về như cũ. Tải trọng hữu cơ AO7 từ 21 – 105
gCOD/m2
.ngày không độc và có khả năng loại bỏ từ 11 – 67 gCOD/m2
.ngày.
Hiệu quả loại bỏ AO7 và TOC là tương đương nhau (khoảng 70%) cho thấy
AO7 bị khoáng hóa. Chu trình 3 giờ là thời gian thích hợp để phân hủy AO7.
Hệ thống ĐNN nhân tạo cũng đã được sử dụng rộng rãi trên thế giới để xử
lý nước rò rỉ từ bãi rác (kể cả bãi chôn lấp rác sau khi đốt) đạt hiệu quả rất tốt
như hệ thống ĐNN nhân tạo xử lý nước rác ở Linkoeping, Thụy Điển.
1.4.2. Nghiên cứu tại Việt Nam
Tại Việt Nam, phương pháp XLNT bằng hệ thống ĐNN nhân tạo còn khá
mới mẻ, bước đầu đang được một số trung tâm công nghệ môi trường và
trường đại học áp dụng thử nghiệm.
Đề tài hợp tác nghiên cứu giữa Trường Đại học Tổng hợp Linkoeping
(Thụy Điển) và Trung tâm Kỹ thuật Môi trường đô thị và khu công nghiệp về
“Xử lý nước thải sinh hoạt bằng bãi lọc trồng cây”. Kết quả nghiên cứu cho
thấy: Sau tiến hành thử nghiệm Bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy thẳng đứng
sử dụng các vật liệu sỏi, gạch để xử lý nước thải sau bể tự hoại, trồng các loại

46. 36
thực vật phổ biến như Cỏ Nến, Thủy Trúc, Sậy, Phát Lộc, Mai Nước... Kết
quả rất khả quan, nước thải đạt tiêu chuẩn xả ra môi trường hay tái sử dụng.
Công nghệ phù hợp với điều kiện của Việt Nam, nhất là cho quy mô hộ,
nhóm hộ gia đình, các điểm du lịch, dịch vụ, các trang trại, làng nghề.
Dự án “Xây dựng mô hình hệ thống ĐNN nhân tạo để xử lý nước thải sinh
hoạt tại các xã Minh Nông, Bến Gót, Việt Trì”. Kết quả cho thấy chất lượng
nước thải đầu ra sau khi đã được xử lý bằng các biện pháp sinh học mang lại
kết quả tương đối tốt, nước không còn mùi hôi, số lượng vi khuẩn coliform
giảm đi rõ rệt, các chỉ số ô nhiễm COD, BOD5 ở dưới ngưỡng cho phép, các
chỉ số NH4
+
, NO3
-
rất thấp.
Nghiên cứu xử lý ô nhiễm N, P trong nước sông Tô Lịch bằng Bèo Tây.
Kết quả theo dõi thí nghiệm cho thấy khi hàm lượng các ion NH4
+
và PO4
3-
<
0,01 mg/l thì chỉ sau 6 – 7 ngày sau đó, Bèo Tây có biểu hiện yếu lá, lá vàng
và chết dần. Điều đó cho phép ta định được chu kỳ xử lý thích hợp và quyết
định thời điểm tách bèo ra khỏi nguồn nước tránh tái ô nhiễm nguồn nước.
Nghiên cứu sử dụng một số thực vật nước để làm sạch KLN trong nước hồ
Bảy Mẫu. Kết quả nghiên cứu khẳng định một số loài thực vật bậc cao như
Bèo Tấm và Rong Đuôi Chó có khả năng làm sạch nước, làm giảm hàm
lượng các chất bẩn và một số KLN trong nước Hồ Bảy Mẫu. Hiệu quả xử lý
KLN của Rong Đuôi Chó cao hơn so với Bèo Tấm.
Nghiên cứu sự phân bố Cu, Zn, Hg và Cd trong rau muống thu từ sông
Nhuệ và Tô Lịch của Việt Nam. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng rau muống là
cây có khả năng tích tụ KLN, cây sống ở môi trường chứa KLN ở mức cao
hơn thì có hàm lượng các KLN này cao hơn. Và có thể dùng rau muống làm
đối tượng để xử lý môi trường đất, nước bị ô nhiễm KLN.
Xử lý kim loại nặng (Cr, Pb2+
và Ni2+
) trong nước thải công nghiệp bằng
Bèo Tây. Kết quả nghiên cứu cho thấy Bèo Tây có khả năng hấp thụ các KLN

47. 37
Cr, Pb2+
, Ni2+
trong NTCN. Nó tích lũy một lượng KLN có độc tính cao trong
lá, cuống, rễ theo thời gian. Hàm lượng KLN tích lũy nhiều nhất ở rễ, lượng
KLN được hấp thụ nhiều nhất trong khoảng từ ngày thứ 5 đến ngày thứ 20.
Dùng cây Thủy Trúc, Rau Chai XLNT trong chăn nuôi. Kết quả cho thấy,
sau 7 ngày thí nghiệm chậu trồng Thủy Trúc và Rau Chai độ pH ổn định,
nước trong và không có mùi hôi.

48. 38
CHƢƠNG 2
PHƢƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu
 Nước thải sinh hoạt.
 Vật liệu lọc là xỉ than NMNĐ Mông Dương 1 làm chất nền.
 Một số loại cây trồng có khả năng xử lý nước thải sinh hoạt.
Cây trồng được sử dụng trong hệ thống ĐNN nhân tạo là những cây dễ tìm
kiếm, có khả năng sinh trưởng tốt trong nước, thích nghi tốt với điều kiện môi
trường và tạo được vẻ đẹp cảnh quan.
a. Cây Mon Nước
Tên thường gọi: Cây Mon Nước hay Khoai Nước. Tên khoa học:
Colocasia esculenta. Thuộc họ Ráy (Araceae).
Đặc điểm: là 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 loại cây mọc hoang có sức
sống mãnh liệt hay mọc ở ruộng hay dựa vào bờ nước, có củ, lá cọng cao 0,3
– 0,8 m, lá, phiến không thấm nước vì có lông mịn. Lá có kích thước 40×24,8
cm, mọc từ củ (thân rễ), mặt trên màu xanh lục đậm, mặt dưới nhạt hơn,
thông thường có hình oval – tam giác. Cuống lá cao 0,8 – 1,2 m.
b. Cây Phát Lộc (cây Phát Tài)
Tên khoa học: Dracaena Sanderia. Là loại cây cảnh được sử dụng trong
phong thủy hiện đang được ưa chuộng bởi nó là biểu tượng của sự may mắn
và thành công.
Cây Phát Lộc là loại cây có thể phù hợp, đáp ứng được đa dạng mục đích
và nhu cầu của mọi người. Cây thích hợp để bày, trang trí trên bàn làm việc,
bàn học hoặc phòng khách.
Ưu điểm của cây Phát Lộc là loại cây chăm sóc dễ, không cầu kỳ, không

49. 39
tốn thời gian, cây sống trong môi trường ẩm ướt, sinh trưởng phát triển nhanh.
c. Cây Thủy Trúc
Tên thường 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. Thân tròn màu xanh
đậm, lá giảm thành bẹ ở gốc, thay vào đó các lá bắc ở đỉnh lại lớn, xếp vòng
xoè ra, dài, cong xuống. Cuống chung 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
được đất úng, nước, nên được gây trồng làm cảnh ở vườn, trên hòn non bộ.
Mô tả: Thân thảo mọc đứng thành cụm, dạng thô, cao 0,7 – 1,5m, có cạnh
và nhiều đường vân dọc, gần gốc có những bẹ lá màu nâu không có phiến. Lá
nhiều, mọc tập trung ở đỉnh thân thành vòng dày đặc, xếp theo dạng xoắn ốc
và xoè rộng ra, dài có thể tới 20cm. Cụm hoa tán ở nách lá, nhiều. Bông nhỏ
hình bầu dục hoặc hình bầu dục ngắn, dẹp, dài chừng 8mm, thường không có
cuống, hợp thành cụm hoa đầu ở đỉnh các nhánh hoa, ra hoa tháng 1 – 2.
d. Cây Dong Riềng
Tên thường gọi: Cây Dong Riềng. Tên khoa học: Canna edulis Ker. Thuộc
họ: Cannaceae. Nguồn gốc: Cây có nguồn gốc Châu Mỹ và vùng nhiệt đới.
Đặc điểm: Là loại cây thân thảo đứng, cao từ 1,2 – 1,5m, màu tía. Thân
ngầm phình to thành củ, chứa nhiều tinh bột. Củ nằm ngay dưới mặt đất. Lá
hình thuôn, dài 50cm, rộng 25 – 30cm có gân to ở chính giữa lá.
Đặc điểm sinh lý, sinh thái: Cây chịu được nhiệt độ cao tới 37 – 380
C, gió
khô và nóng nhưng cũng giỏi chịu rét nên thích hợp cả ở vùng núi cao, nhiệt
độ mùa đông xuống dưới 100
C vẫn trồng được Dong Riềng. Cây chịu hạn tốt,
nhu cầu dinh dưỡng khoáng không cao, có độ che phủ rất lớn trong suốt mùa
mưa nên có thể trồng trên đất dốc núi cao. Cây không cần nhiều ánh sáng, có
thể sinh trưởng bình thường dưới bóng các cây khác.

50. 40
e. Cây Muống Nhật
Tên thường gọi: Ráy Đốm, Muống Nhật. Tên khoa học: Aglaonema
muntifolium. Nguồn gốc: Cây có nguồn gốc từ Châu Á.
Đặc điểm hình thái: Thân, Tán, Lá: Cây thảo bò, cao 30 – 40cm, thân mọng
nước, có nhiều sợi bó mạch. Lá đơn mọc cách, cuống lá dài 15 – 20cm, bẹ lá
ôm thân. Lá hình trứng, đuôi lá hình tim, đầu lá nhọn, lá nhẵn có điểm nhiều
vết loang lổ màu hồng, trắng hay viền... Từ vùng lá rụng cây ra rễ phụ bám
vào đất hay giá thể để vươn lên. Hoa, Quả, Hạt: Hoa đơn tính cùng mo, quả
mọng thuôn dài, trên mặt quả có nhiều điểm chấm trắng.
Đặc điểm sinh lý, sinh thái: Cây chịu nắng, rất dễ trồng, có thể trồng bằng
cách tách các nhánh hoặc các đốt trên thân và giâm xuống đất. Cây thường
được sử dụng để làm viền, thảm xung quanh công trình công cộng, các tòa
nhà lớn làm vật trang trí tạo không gian xanh, không khí trong lành.
Hình 2.1. Cây Dong Riềng, cây Mon Nước, cây Phát Lộc
Hình 2.2. Cây Thủy Trúc, cây Muống Nhật