zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

» Môi trường

Khảo sát khả năng loại một số chất ô nhiễm trong nước thải giết mổ gia súc của cỏ Vetiver dưới dạng thủy canh

Chia sẻ: ViJijen ViJijen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Báo xấu

27
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ở Việt Nam, ô nhiễm môi trường gây ra do nước thải từ các lò giết mổ gia súc đang ngày một tăng. Việc đầu tư một hệ thống xử lý nước thải sẽ rất khó khăn do đòi hỏi chi phí lớn. Do đó, xử lý bằng thực vật sẽ khả thi hơn cả, đặc biệt rất phù hợp cho các lò giết mổ gia súc có quy mô nhỏ và vừa. Đề tài nghiên cứu khả năng xử lý nước thải giết mổ gia súc bằng cỏ Vetiver dưới dạng thủy canh.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khảo sát khả năng loại một số chất ô nhiễm trong nước thải giết mổ gia súc của cỏ Vetiver dưới dạng thủy canh

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 13, Số 2 (2018) KHẢO SÁT KHẢ NĂNG LOẠI MỘT SỐ CHẤT Ô NHIỄM TRONG NƢỚC THẢI GIẾT MỔ GIA SÚC CỦA CỎ VETIVER DƢỚI DẠNG THỦY CANH Hoàng Thị Mỹ Hằng*, Nguyễn Thị Phƣơng Nhi Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế *Email: phonglanbien_96@yahoo.com Ngày nhận bài: 25/5/2018; ngày hoàn thành phản biện: 01/6/2018; ngày duyệt đăng: 10/12/2018 T MT T Ở Việt Nam, ô nhiễm môi trường gây ra do nước thải từ các lò giết mổ gia súc đang ngày một tăng. Việc đầu tư một hệ thống xử lý nước thải sẽ rất khó khăn do đòi hỏi chi phí lớn. Do đó, xử lý bẳng thực vật sẽ khả thi hơn cả, đặc biệt rất phù hợp cho các lò giết mổ gia súc có quy mô nhỏ và vừa. Đề tài nghiên cứu khả năng xử lý nước thải giết mổ gia súc bằng cỏ Vetiver dưới dạng thủy canh. Kết quả cho thấy cỏ Vetiver hoàn toàn thích nghi và phát triển tốt trong môi trường nước thải giết mổ gia súc. Sau 22 ngày cả COD và PO4-P, NH4-N đều được xử lý tốt với hiệu suất đều lần lượt trên 90%; 84% và 70% (khoảng tải trọng hữu cơ từ 0,31 đến 2,46 g-COD/ngày). Thậm chí ở các mức pha loãng từ 4 đến 8 lần, 100% các chất ô nhiễm ở trên được loại bỏ chỉ trong 8 đến 12 ngày. Nồng độ các chất ô nhiễm sau khi xử lý đều thấp hơn cột B của QCVN 40:2011/BTNMT. T h cỏ Vetiver, mô hình thủy canh, nước thải giết mổ gia súc. 1. MỞ ĐẦU Hiện nay, các hoạt động giết mổ gia súc, gia cầm diễn ra hàng ngày để đáp ứng các sản phẩm chế biến từ thịt gia súc, gia cầm của người dân. Hoạt động giết mổ gia súc sử dụng nước ở hầu hết các công đoạn như giết, cạo lông, mổ moi ruột, xẻ thịt, làm lòng, rửa sàn. Nước thải lò giết mổ chứa hàm lượng chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng và ni- tơ và chất béo cao [4]. Tuy nhiên, hầu hết các cơ sở giết mổ gia súc chưa có hệ thống xử lý nước thải hoặc có nhưng vận hành chưa hiệu quả. Nước được thải trực tiếp ra ngoài gây ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí, nguy cơ ảnh hưởng đến sức khỏe người dân khu vực xung quanh. Những năm gần đây, xử lý nước thải bằng các loại thực vật đã và đang được áp dụng nhiều nơi trên thế giới với ưu điểm rẻ tiền, dễ vận hành, đồng thời mức độ xử lý ô nhiễm khá cao. Đây là quá trình xử lý trong điều kiện tự nhiên, thân thiện với môi 191
Khảo sát khả năng loại một số chất ô nhiễm trong nước thải giết mổ gia súc của cỏ Vetiver dưới dạng thủy canh trường, cho phép đạt hiệu quả cao, chi phí thấp và ổn định, đồng thời làm tăng giá trị đa dạng sinh học, cải tạo môi trường cảnh quan, hệ sinh thái của địa phương. Mặt khác, Việt Nam là một nước nhiệt đới, khí hậu nóng ẩm quanh năm, rất thích hợp với sự phát triển của các loài thưc vật. Lau, Sậy, cỏ Vetiver, Lục Bình, Tảo
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 13, Số 2 (2018) 2.2.2. Phương pháp lẫy mẫu và bảo quản mẫu - Vị trí lấy mẫu như sơ đồ hình 1; quy trình lấy mẫu nước thải tuân theo TCVN 5999:1995. - Thời gian lấy mẫu: Mẫu nước thải được lấy liên tục trong khoảng thời gian từ 1 giờ 30 phút đến 5 giờ 30 phút; Trong quá trình lấy mẫu phải được lọc qua lưới lọc có kích thước lỗ 0,8 mm; nước thải sau khi lấy sẽ được chứa trong các can nhựa PE 30 L. Mẫu được tiến hành phân tích trong vòng 24 giờ sau khi lấy mẫu để xác định một số thông số đặc trưng của nước thải giết mổ gia súc. Trong quá trình làm thí nghiệm, mẫu nước thải được bảo quản lạnh từ 3 - 50C. Hình 1. Sơ đồ vị trí lấy mẫu. 2.2.3. Thí nghiệm thích nghi của cỏ Vetiver trong môi trường Knop và nước thải giết mổ gia súc - Tách ra từng nhánh nhỏ, chọn những cây khỏe mạnh tiến hành thí nghiệm. Cắt ngắn thân xuống còn 30 cm. Sử dụng 6 thùng xốp có kích thước Dài x Rộng x Cao = 40 cm × 30 cm × 20 cm trồng thủy canh cỏ Vetiver đã chọn lọc trong môi trường dung dịch Knop trong vòng 3 tuần (mật độ trồng 20 nhánh/ thùng). Bảng 1. Thành phần của dung dịch Knop Hóa chất Thể tích hóa chất pha trong 1L nước máy (mL) KNO3 (101 g/L) 12 NH4H2PO4 (115 g/L) 4 MgSO4.7H2O (246 g/L) 2 Ca(NO3)2.4H2O (236 g/L) 8 - Sau 3 tuần, thay môi trường Knop bằng môi trường nước thải giết mổ gia súc 193
Khảo sát khả năng loại một số chất ô nhiễm trong nước thải giết mổ gia súc của cỏ Vetiver dưới dạng thủy canh pha loãng 10 lần (nồng độ khoảng 300 – 400 mg/L) và tiếp tục nuôi cấy cỏ Vetiver trong vòng 1 tuần để cỏ thích nghi với môi trường nước thải. Trong quá trình nuôi thích nghi dạng thủy canh cỏ Vetiver trong môi trường Knop và nước thải pha loãng, tiến hành đánh giá mức độ thích nghi của cỏ thông qua sinh khối của cỏ, chiều dài lá, rễ của cỏ Vetiver. 2.2.4. Thí nghiệm đánh giá khả năng xử lý một số chất ô nhiễm trong nước thải giết mổ gia súc của cỏ Vetiver Cỏ Vetiver được trồng phân bố đều với mật độ 20 nhánh/thùng trong 5 thùng xốp thí nghiệm kích thước như trên với các mức pha loãng khác nhau, như bảng 2. Thể tích nước thải mỗi thùng là 15 L. Thí nghiệm được tiến hành trong vòng 3 tuần, cứ 2 ngày lại lấy mẫu nước trong các thùng để phân tích các thông số COD, NH4-N, PO4-P để đánh giá hiệu quả xử lý. Bảng 2. Ký kiệu các mức pha loãng mẫu STT Ký hiệu Mức pha loãng Ghi chú 1 F0 Không Không trồng cỏ 2 F1 Không Trồng cỏ 3 F2 2 lần Trồng cỏ 4 F4 4 lần Trông cỏ 5 F6 6 lần Trồng cỏ 6 F8 8 lần Trồng cỏ Sau 3 tuần, tiến hành đánh giá khả năng sinh trưởng của cỏ thông qua sinh khối của cỏ, chiều dài lá, rễ. 2.2.5. Phương pháp xác định chiều dài lá, rễ, sinh khối cỏ Vetiver Trong thí nghiệm thích nghi của cỏ Vetiver trong môi trường Knop và nước thải giết mổ gia súc, chiều dài lá, rễ và sinh khối của cỏ được xác định như sau: - Sử dụng thước dài 50 cm để đo chiều dài lá, rễ. Do trong một cây có nhiều lá, nhiều nhánh rễ, nên khi đo chọn lá dài nhất, rễ dài nhất để đo. + Chiều dài lá được tính như sau: Gọi Xi: là chiều dài của lá cao nhất của cây thứ i (i=[1;120]) (cm) XTB: Trung bình chiều dài của lá cây (cm/cây) XTB = (X1+X2+X3+⋯+X120)/120 (1) + Chiều dài rễ được tính như sau: Gọi Yi: Chiều dài lớn nhất rễ của cây thứ i (i=[1;120]) (cm) YTB: Trung bình chiều dài rễ của cỏ Vetiver (cm/ cây) 194
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 13, Số 2 (2018) YTB = (Y1+Y2+Y3+⋯+Y120)/120 (2) + Sinh khối cỏ: Để ráo nước rồi tiến hành đem cân khối lượng tất cả cỏ của mỗi thùng (không tháo cỏ ra khỏi tấm xốp cố định). Gọi V1, V2,
Khảo sát khả năng loại một số chất ô nhiễm trong nước thải giết mổ gia súc của cỏ Vetiver dưới dạng thủy canh Qua bảng trên ta thấy: - Nước thải lò mổ có pH = 7,0 trung tính, nằm trong tiêu chuẩn cho phép. Điều này rất thuận lợi cho việc xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học. - Hàm lượng oxy hòa tan trong nước thải rất thấp (DO = 0,28 mg/L) phản ánh tình trạng ô nhiễn hữu cơ cao. - Nồng độ các chất hữu cơ (BOD5, COD), các chất dinh dưỡng (NH4-N, PO4-P), chất rắn lơ lửng (SS) rất cao, tất cả đều vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều lần (so với Cmax tính ở cột B QCVN 40: 2011/BTNMT). 3.2. Khả năng thí h nghi ủ ỏ Vetiver trong môi trƣờng Knop và nƣớ thải giết mổ gia súc Để ổn định quá trình sinh trưởng và phát triển của thân và hệ rễ cho việc hấp thụ các chất dinh dưỡng, cỏ Vetiver trước khi đưa vào xử lý được trồng thủy canh trong dung dịch Knop trong 3 tuần. Dung dịch Knop có đầy đủ các nguyên khoáng cần thiết cho cây như N, P, K, Mg, Ca,< (bảng 1). Độ tăng kích thước và khối lượng của cỏ được thể hiện ở bảng 4. Bảng 4. Độ tăng kích thước thân, rễ, khối lượng của cỏ Vetiver Độ tăng chiều dài thân Độ tăng hiều dài rễ Độ tăng ân nặng cây (cm/ cây) (cm/ cây) (g/ cây) 3 tuần trong 1 tuần trong 3 tuần trong 1 tuần trong 3 tuần trong 1 tuần trong dung dịch nước thải dung dịch nước thải dung dịch nước thải Knop Knop Knop 35,2 14,4 8,7 2,6 10 5 Ghi chú: Độ tăng chiều dài rễ chính là độ dài rễ mới được sinh ra, rễ cũ bị tổn thương không phát triển. Qua bảng 4 có thể thấy, cỏ Vetiver phát triển tốt trong môi trường Knop. Mặt khác, khi chuyển cỏ sang trồng trong môi trường nước thải lò mổ pha loãng 10 lần (COD khoảng 300-400 mg/L), cỏ vẫn phát triển tốt, tăng cả chiều cao thân, chiều dài rễ và cân nặng. Đây có thể do cỏ Vetiver đã sử dụng các chất ô nhiễm có trong nước thải lò mổ như chất dinh dưỡng để hấp thụ, phục vụ nhu cầu cho hoạt động sống của chúng. Do đó, đề tài tiến hành thí nghiệm với các mức nồng độ pha loãng khác nhau đánh giá khả năng xử lý một số chất ô nhiễm có trong nước thải giết mổ gia súc. 3.3. Khả năng xử lý chất ô nhiễm của cỏ Vetiver 3.3.1. Đối với COD Hình 2 thể hiện khả năng xử lý loại COD trong nước thải giết mổ gia súc của cỏ Vetiver. 196
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 13, Số 2 (2018) Hình 2. Khả năng xử lý COD của cỏ theo thời gian. Qua kết quả trên cho thấy, nước thải sau khi xử lý bằng cỏ Vetiver, COD có xu hướng giảm dần theo thời gian: - COD trong mẫu nước thải có trồng cỏ giảm nhanh hơn so với mẫu đối chứng. Sau 22 ngày, hiệu suất loại COD của cỏ Vetiver đạt từ 91,74%- 100% trong các mẫu F1, F2, F4, F6, F8, cao hơn nhiều so với mỗi đối chứng không trồng cỏ F0. - Với các mức pha loãng khác nhau, thời gian thích nghi của cỏ cũng khác nhau. Do đó, khoảng thời gian hấp thụ tốt nhất của cỏ là 8 ngày đầu tiên, thể hiện ở các mẫu F2, F4, F6, F8. Riêng đối với F1 khoảng từ ngày 14 trở đi COD mới giảm mạnh. - Các mẫu F2, F4, F6, F8 có COD đầu vào lần lượt là 1804 mg/L; 902 mg/L ; 601,3 mg/L; 451 mg/L sau khi xử lý đã đạt Cmax tính ở cột B QCVN 40: 2011/BTNMT. 3.3.2. Đối với NH4-N Nước thải sau khi xử lý bằng cỏ Vetiver, hàm lượng NH4-N có xu hướng giảm dần sau 22 ngày làm thí nghiệm (hình 2). Cụ thể: - Hiệu suất loại NH4-N của cỏ Vetiver đạt từ 84%- 100% trong các mẫu F1, F2, F4, F6, F8, cao hơn nhiều so với mẫu đối chứng không pha loãng F0. - Nồng độ NH4-N trong nước thải lò mổ ở các mức pha loãng từ 2 đến 8 lần từ không đạt tiêu chuẩn mức Cmax tính ở cột B QCVN 40: 2011/BTNMT (NH4-N < 7,2 mg/L), sau khi xử lý đã đạt, thậm chí còn thấp hơn nhiều so với quy chuẩn cho phép. - Trong các mẫu F0, F1 nước thải sau xử lý nồng độ NH4-N lần lượt là 63 mg/L, 14,2 mg/L vẫn còn cao hơn nhiều so với tiêu chuẩn cho phép thải ra môi trường, nhất là đối với mẫu đối chứng (F0) khả năng loại bỏ NH4-N rất thấp. - NH4-N giảm nhanh có thể do các nguyên nhân sau: 197
Khảo sát khả năng loại một số chất ô nhiễm trong nước thải giết mổ gia súc của cỏ Vetiver dưới dạng thủy canh + NH4-N trong nước thải bị oxy hóa thành nitrat do nồng độ DO trong nước tăng lên trong các ngày tiến hành thí nghiệm (giá trị DO tại các thùng có trồng cỏ tăng trung bình từ 1,0 mg/L đến 4,8 mg/L; riêng thùng đối chứng, không trồng cỏ DO tăng không đáng kể từ 0,3 mg/L đến 0,9 mg/L). ` + Với ưu thế tốc độ tăng sinh khối nhanh, bộ rễ phát triển mạnh và có thể hấp Ơ thụ qua rễ và tích lũy NH4-N vào trong thân và lá thông qua các hoạt động sống của mình. Hình 2. Khả năng xử lý NH4-N của cỏ Vetiver theo thời gian. 3.3.3. Đối với PO4 -P Về khả năng xử lý PO4-P của cỏ Vetiver, ta nhận thấy có sự thay đổi rõ rệt (hình 3): - Tất cả các mẫu từ F1 đến F8 đều có sự suy giảm PO4-P trong nước thải sau 22 ngày xử lý; hiệu quả xử lý PO4-P từ 71,35- 100% (F1: Từ 37,7 mg/L xuống còn 10,8 mg/L; các mẫu còn lại F2, F4, F6, F8 đều giảm xuống gần bằng 0 mg/L). - PO4-P trong mẫu nước thải có trồng cây giảm nhanh hơn so với mẫu đối chứng không trồng cây có thể là do bị phân hủy bởi quần thể VSV sống bám ở bộ rễ cỏ Vetiver, một phần khác được cây hấp thụ, sử dụng như chất dinh dưỡng để phát triển , tích lũy vào thân, rễ, lá thông qua các hoạt động sống của cây. 198
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 13, Số 2 (2018) Hình 3. Khả năng xử lý PO4-P của cỏ Vetiver theo thời gian. 4. KẾT LUẬN Như vậy, với hàm lượng rất cao các chất ô nhiễm (đặc biệt các chất hữu cơ và dinh dưỡng) có trong nước thải giết mổ gia súc, nghiên cứu xử lý bằng cỏ Vetiver trồng trong mô hình thủy canh, có thể thấy cỏ có khả năng hấp thụ tốt các chất này. Sau 22 ngày xử lý trong các điều kiện môi trường nước thải đã được pha loãng 2 lần trở đi, các thông số COD, PO4-P, NH4-N đều đạt tiêu chuẩn xả thải Cmax tính ở cột B QCVN 40: 2011/BTNMT. LỜI CẢM ƠN Đề tài xin cảm ơn những giúp đỡ, tư vấn từ thầy Nguyễn Minh Trí, khoa Sinh học, trường Đại học khoa học Huế. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. APHA, AWWA, WBEF (1999). Standard methods for the examination of water and wastewater, 20th Edition. Washington DC, USA. [2]. Phạm Ngọc Vân Anh, Phạm Hồng Phước, Lê Quốc Tuấn (2002). Cỏ Vetiver (Vetiveria Zizanioides L.) một giải pháp sinh học mới trong xử lý nước thải. Tập san Khoa Học Kỹ thuật Nông lâm nghiệp, tập 1/2002, trường ĐH Nông lâm TP. Hồ Chí Minh, tr. 1 - 4. [3]. Xuhui Kong, Weiwen Lin, Biqing Wang and Fuhe Luo (2001). Study on Vetiver’s Purification for Wastewater from Pig Farm. Floricultural Reserch Institute of Guangdong Academy of Agricultural Sciences, China, Website: http://www.vetiver.org/ICV3- Proceedings/CHN_pigwaste.pdf 199
Khảo sát khả năng loại một số chất ô nhiễm trong nước thải giết mổ gia súc của cỏ Vetiver dưới dạng thủy canh [4]. Ngô Phương Nam, Phạm Khắc Liệu, Trịnh Thị Giao Chi (2008). Nghiên cứu xử lý nước thải giết mổ gia súc bằng quá trình sinh học hiếu khí thể bám trên vật liệu polymer tổng hợp, Tạp chí Khoa học, Đại học Huế, Số 48. [5]. Cameron Smeal, Margo Hackett, and Paul Truong (2003). Vetiver System for Industrial Wastewater Treatment in Queensland. Australia. [6]. Paul Truong, Trần Tân Văn, Elise Pinners (2008). Hướng dẫn kỹ thuật trồng cỏ Vetiver giảm nhẹ thiên tai, bảo vệ môi trường. NXB Nông Nghiệp, Hà Nội. SURVEYING ON THE CAPACITY OF VETIVER GRASS IN REMOVING SOME POLLUTANTS IN SLAUGHTERHOUSE WASTEWATER UNDER HYDROPONIC MODEL Hoang Thi My Hang*, Nguyen Thi Phuong Nhi Faculty of Environmental Science, University of Sciences, Hue Unnivesity *Email: phonglanbien_96@yahoo.com ABSTRACT In Vietnam, environmental pollution caused by wastewater from slaughterhouses is increasingly serious. Investing a wastewater treatment system is difficult due to its high cost. Therefore, it is better if wastewater is treated by plants, which is suitable with small and moderate slaughterhouses. The topic examined the capability of Vetiver grass that was grown in hydroponic model to treat slaughterhouse wastewater. The result showed that Vetiver grass can completely adapt and develop in wastewater environment. After 22 days, all COD, PO 4-P and NH4-N were treated with high efficiency over 90%, 84% and 70%, respectively (with organic load rates from 0.31 to 2.46 g-COD/day). With being diluted 4 to 8 times, 100% pollutants were removed in only 8-12 days. Concentration of COD, PO4-P and NH4-N were lower than the limit value regulated in Nation Technical Regulation for industrial wastewater (QCVN 40:2011/BTNM, class B). Keywords: hydroponic model, slaughterhouse wastewater, Vetiver grass. 200
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 13, Số 2 (2018) Hoàng Thị Mỹ Hằng sinh ngày 23/01/1988. Bà tốt nghiệp cử nhân Khoa học Môi trường năm 2011 và thạc sỹ khoa học Môi trường năm 2013 tại trường Đại học Khoa học, Đại học Huế. Từ 2011 đến nay, bà là giảng viên khoa Môi trường, trường Đại học Khoa học, Đại học Huế. Lĩnh vực nghiên cứu: Xử lý nước thải; các chất dinh dưỡng N và P trong các nguồn thải. Nguyễn Thị Phƣơng Nhi sinh ngày 10/01/1994. Bà tốt nghiệp cử nhân Khoa học Môi trường năm 2016 tại trường Đại học Khoa học, Đại học Huế. 201

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.