Tiểu luận: Tiềm năng sử dụng công nghệ thảm thực vật trong xử lý nước thải ở Việt Nam

Chia sẻ: Vothi Men | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:20

Thêm vào BST

Báo xấu

418
lượt xem 126
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Công nghệ xử lý (XL) nước thải ngày càng đi sâu vào áp dụng công nghệ sinh học, và các biện pháp sinh học cũng đã chứng minh hiệu quả xử lý không kém gì những biện pháp xử lý khác. Xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học (CNSH) đáp ứng mục đích đưa dòng thải vào vòng tuần hoàn tự nhiên của vật chất, chất thải được xử lý và phân hủy theo chu trình sinh học tự nhiên.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tiểu luận: Tiềm năng sử dụng công nghệ thảm thực vật trong xử lý nước thải ở Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & MÔI TRƯỜNG  BÀI BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐỀ TÀI: Tiềm năng sử dụng công nghệ thảm TÀI: thực vật trong xử lý nước thải ở Việt Nam Giảng viên hướng dẫn : NGUYỄN THỊ NGỌC THANH Sinh viên thực hiện: NHÓM 10 Lớp : 51- CNMT Nha Trang, 04/10/2011
I. ĐẶT VẤN ĐỀ. II. GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ THẢM THỰC VẬT SỬ DỤNG CHO MỤC ĐÍCH XỬ LÝ NƯỚC THẢI. II.1 – Cánh đồng tưới. II.2 – Bãi lọc sinh học. II.3 – Hồ sinh vật. III. MỘT SỐ THỰC VẬT ĐIỂN HÌNH. III.1 Đặc điểm và hiệu quả của một số thực vật. 1) Cỏ Vetiver 2) Lau, sậy 3) Lục bình 4) Ngổ 5) Tảo III.2 So sánh khả năng làm sạch của cỏ Vetiver, tảo và lục bình. IV. TIỀM NĂNG. 1) Phân tích khả năng ứng dụng dựa trên các yếu tố cơ bản. 2) Một số ví dụ cho thấy ứng dụng của thảm thực vật trong xử lý NT. 3) Đưa ra một số trung tâm nhân giống hiện có ở Việt Nam. V. KẾT LUẬN, KI 2
GV: NGUYỄN THỊ NGỌC THANH NHÓM 10 DANH SÁCH NHÓM 10 1. Lê Hoàng Vũ Nguyễn Công Quản 2. Nguyễn Thị Kim Phượng 3. Phan Thị Phương Lâm ( Trưởng nhóm) 4. Nguyễn Thị Tâm 5. Nguyễn Quang Tân 6. Vũ Thị Thảo 7. Trần Văn Thiên 8. Trần Đức Thiệp 9. Nguyễn Thị Thu Ngân 10. Trang 3 XỦ LÝ NƯỚC THẢI
I. ĐẶT VẤN ĐỀ. Công nghệ xử lý (XL) nước thải ngày càng đi sâu vào áp dụng công nghệ sinh học, và các biện pháp sinh học cũng đã chứng minh hiệu quả xử lý không kém gì những biện pháp xử lý khác. Xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học (CNSH) đáp ứng mục đích đưa dòng thải vào vòng tuần hoàn tự nhiên của vật chất, chất thải được xử lý và phân hủy theo chu trình sinh học tự nhiên.  Kết quả: các chất thải được chuyển hóa hoàn toàn thành dòng thải sạch (đủ tiêu chuẩn). Con người không tác động trực tiếp các biện pháp lý hóa vào quy trình khép kín. Do đó lượng nước thải sau khi xử lý được đưa vào tự nhiên sạch hơn mà không bị biến đổi thành phần, tính chất. Với công nghệ tiên tiến, hiện đại, đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật cao nên việc ứng dụng CNSH trong XL đang còn hạn chế đối với cơ sở sản xuất có quy mô nhỏ. Với lý do trên đã có một số giải pháp xử lý không chỉ đem lại hiệu quả cao mà còn góp phần làm giảm chi phí đầu tư đã và đang được nhân rộng, trong đó có công nghệ sử dụng thảm thực vật để xử lý nước thải. Sau đây nhóm chúng tôi xin được trình bày cụ thể hơn về phương pháp này cũng như tiềm năng của phương pháp này ở Việt Nam. II. GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ THẢM THỰC VẬT SỬ DỤNG CHO MỤC ĐÍCH XLNT. II.1 CÁNH ĐỒNG TƯỚI. (Lê Anh Tuấn,ĐH Cần Thơ) II.1.1 Mục đích: Tưới bón cây, xử lý nước thải sinh hoạt, công nghiệp chứa nhiều chất hữu cơ không chứa chất độc và vi sinh vật gây bệnh. II.1.2 Phân loại.  Cánh đồng tưới công cộng: là những mảnh đất được san phẳng hoặc tạo dốc không đáng kể và được ngăn cách tạo thành các ô và các bờ đất. Nước thải phân bố vào các ô bằng mạng lưới phân phối gồm: mương chính, máng phân phối và hệ thống tưới trong các ô.  Cánh đồng tưới nông nghiệp: nước thải được sử lý sơ bộ qua song chắn rác, bể lắng cát, bể lắng được sử dụng như nguồn phân bón để tưới lên các cánh đồng nông nghiệp. II.1.3 Nguyên tắc . Xử lý nước thải bằng cánh đồng tưới là việc tưới nước thải lên bề mặt của một cánh đồng với lưu lượng tính toán để đạt được một mức xử lý nào đó thông qua quá trình lý, hóa và sinh học tự nhiên của hệ đất - nước - thực vật của hệ thống. 4
GV: NGUYỄN THỊ NGỌC THANH NHÓM 10 Hình 1: Sơ đồ cánh đồng tưới 1. Mương chính và máng phân phối; 2. Máng, rãnh phân phối trong các ô; 3. Mương tiêu nước; 4. Ống tiêu nước; 5. Đường đi. - Nguyên tắc hoạt động: Việc xử lý nước thải bằng cánh đồng tưới dựa trên khả năng giữ các cặn nước trên mặt đất, nước thấm qua đất như đi qua khe lọc, nhờ có oxy trong các lỗ hổng và mao quản của lớp đất mặt, các vi sinh vật (VSV) hiếu khí hoạt động phân hủy các chất hữu cơ nhiễm bẩn. Càng sâu xuống, lượng oxy ít và quá trình oxy hóa các chất hữu cơ giảm dần. Cuối cùng đến độ sâu giới hạn, ở đó chỉ xảy ra quá trình khử nitrat. Quá trình oxy hóa nước thải chỉ xảy ra ở lớp đất mặt sâu tới 1.5m. Vì vậy các cánh đồng tưới thường được xây dựng ở những nơi nào có mực nguồn nước thấp hơn 1.5m so với mặt đất. - Nguyên tắc xây dựng: Cánh đồng tưới thường xây dựng ở những nơi có độ dốc tự nhiên, cuối dòng nước ngầm cách công trình thu nước cấp không dưới 200 (m) đối với đất á sét, 300 (m) với á cát và 500 (m) với cát, cuối hướng gió và cách xa khu dân cư tùy thuộc vào loại cánh đồng và lượng nước thải. Xây dựng ở những nơi đất cát, á cát cũng có thể ở những nơi đất á sét nhưng v ới tiêu chuẩn tưới không cao và bảo đảm đất có thể thấm kịp. Trang 5 XỦ LÝ NƯỚC THẢI
Phải xem xét nhu cầu nước của cây trồng theo các yếu tố loại cây  trồng, thời vụ, loại đất và giai đoạn sinh trưởng mà sử dụng nước thải đ ể tưới.  Kích thước các ô tưới không nhỏ hơn 3ha, nếu ô hình chữ nhật thì bố trí tỉ lệ chiều rộng/chiều dài khoảng 1: 4 đến 1: 8, chiều dài của ô khoảng 300 - 1.500 m để thuận lợi cho việc cơ giới hóa.  Độ dốc khu tưới chọn khoảng 0,02 và khu tưới nên để xa khu dân cư.  Dựa vào tốc độ lọc mà chia 3 hình thức xử lý bằng cánh đông tưới là: – Lọc chậm (slow rate) – Thấm nhanh (rapid infiltration) – Chảy tràn mặt (overland flow). Bảng 1: Số liệu thiết kế tiêu chuẩn cho việc xử lý nước thải qua đất a) Xử lý nước thải bằng cách lọc chậm qua đất. 6
GV: NGUYỄN THỊ NGỌC THANH NHÓM 10 Hình 2: Mô hình xử lý nước thải bằng lọc chậm qua đất b) Xử lý nước thải bằng cách thấm nhanh qua đất. Hình 3: Mô hình xử lý nước thải bằng cách thấm nhanh qua đất c) Xử lý nước thải trên tiến trình nước chảy tràn mặt. Trang 7 XỦ LÝ NƯỚC THẢI
Hình 4: sơ đồ tiến trình chảy tràn mặt với nhiều hình thức tưới ( Nguồn Metcalf & Eddy, Wastewater Engineering, 1995 ) Bảng 2: Hướng dẫn chọn tuyến xử lý nước thải qua đất 8
GV: NGUYỄN THỊ NGỌC THANH NHÓM 10 II.2 Bãi lọc trồng cây. (Constructed wetland):  Có thể phân loại bãi lọc trồng cây thành 2 nhóm chính:  Bãi lọc trồng cây ngập nước (BLNN).  Bãi lọc trồng cây dòng chảy ngầm với dòng chảy ngang hoặc đứng (BLCN).  Có thể sử dụng các vật liệu lọc khác nhau trong bãi lọc trồng cây. Thực vật trồng trong bãi lọc thường là các loại thực vật thủy sinh với các đặc điểm như thân thảo, thân xốp, rễ chùm, nổi trên mặt nước, ngập hẳn trong nước hay trồng trong nước nhưng thân cây nhô lên trên mặt nước Mô hình cho BLCN với dòng chảy ngang và đứng II.3 Hồ sinh học. Trang 9 XỦ LÝ NƯỚC THẢI
 Hồ sinh học là các ao hồ có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo, còn gọi là hồ oxy hóa, hồ ổn định nước thải,… Trong hồ diễn ra quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ nhờ các loài vi khuẩn, Tảo và các loại thủy sinh vật khác.  Nguyên tắc hoạt động chung cua hồ sinh hoc: ̉ ̣  Vi sinh vật sử dụng oxy sinh ra từ rêu tảo trong quá trình quang hợp cũng như oxy hóa từ không khí để oxy hóa các chất hữu cơ, rong tảo lại tiêu thụ CO2 , photphat, nitrat, amon sinh ra từ sự phân hủy, oxy hóa các chất hữu cơ bởi vi sinh vật.  Để hồ hoạt động bình thường cần phải giữ giá trị pH và nhiệt độ tối ưu. Nhiệt độ không được thấp hơn 600C. III. MỘT SỐ THỰC VẬT ĐIỂN HÌNH III.1. Đặc điểm và hiệu quả xử lý của một số thực vật điển hình. 1. Cỏ vetiver.  Cỏ Vetiver có tên khoa học là Vetiveria zizanioides thuộc họ Andropogoneae.  Ta có thể sử dụng cỏ vetiver cho cả trên cạn (cánh đồng tưới, bãi l ọc trồng cây ngập nước ) cũng như dưới nước ( bãi lọc trồng cây dòng chảy ngầm, hồ sinh học). a) Đặc điểm. Đặc tính sinh lý.  • Có khả năng chịu được biến đổi khí hậu khắc nghiệt như hạn hán kéo dài, ngập úng và khoảng dao động nhiệt độ rất rộng, từ -15oC đến 60oC. Cỏ Vetiver vẫn có thể tồn tại và phát triển tại khu vực mà lượng mưa hàng năm chỉ khoảng 300mm hay hạn hán kéo dài suốt 6 tháng liền. • Khả năng phục hồi rất nhanh sau khi chịu ảnh hưởng bởi các điều kiện bất lợi. • Khả năng thích nghi được rất nhiều loại đất có độ pH dao đ ộng từ 3 - 10,5. • Tồn tại được trong những môi trường nồng độ cao như đất chua, đất kiềm, đất mặn và đất chứa nhiều Magie. • Chịu được các nguyên tố Nhôm (Al), Mangan (Mn) và những kim loại nặng như Asen (As), Cadimi (Cd), Crôm (Cr), Niken (Ni), Chì (Pb), Thủy ngân (Hg), Selen (Se) và Kẽm (Zn) trong đất. Bảng 3: so sánh ngưỡng chịu đựng của cỏ vetiver với các cây cỏ khác Ngưỡng chịu trong đất (mg/kg) Kim loại nặng Cỏ vetiver Cây cỏ khác Acsen (As) 100-250 2.0 Cadmi (Cd) 20-60 1.5 Đồng (Cu) 50-100 - Crôm (Cr) 200-600 - Chì (Pb) >1.500 - Thủy ngân >6 -  Đặc tính sinh thái. 10
GV: NGUYỄN THỊ NGỌC THANH NHÓM 10  Cỏ Vetiver sinh sản vô tính từ rễ, nó nở hoa nhưng không có hạt, do đó không có đặc tính xâm lấn hoặc mọc lan tràn.  Trồng cỏ vetiver cũng có thể tạo ra môi trường sống tự nhiên hoang dã: * Tại Australia, loài chim hoa mai thường làm tổ trên những lá cỏ vetiver đã trưởng thành bởi những chiếc lá dày và cao này sẽ bảo vệ tổ của chúng trước những trận gió và chim săn mồi. * Nhiều loài chim khác, đặc biệt là thủy điểu, bị hấp dẫn bởi sự chở che từ những luống cỏ vetiver, đặc biệt khi chúng được trồng quanh ao hồ.  Những đặc tính đặc biệt giúp cỏ Vetiver có khả năng kiểm soát ô nhiễm - Dễ dàng hấp thu những dưỡng chất hòa tan và kim loại nặng trong nguồn nước ô nhiễm. - Chịu được mức độ ô nhiễm cao. - Chịu được hóa chất diệt cây cỏ và côn trùng. - Khi được trồng gần nhau, những lá cỏ vetiver sẽ tạo thành luống dày đặc, ở những vùng nước sâu và dòng chảy mạnh, chúng tạo sức cản, làm giảm vận tốc chảy, chống được hiện tượng xói mòn, rửa trôi. - Chống lại côn trùng, dịch bệnh và hỏa hoạn. Cỏ vetiver không làm ổ cho côn trùng và dịch bệnh, cũng không làm nơi cư trú cho những loài côn trùng có thể tấn công hệ thực vật lân cận. - Những nghiên cứu về cặn lắng đọng và dòng chảy ở khu vực nhiệt đới ở Queensland chỉ ra rằng, nhìn chung, hơn 95% lượng ni-tơ và phốt-pho dần mất đi trong các dòng chảy qua từng giai đoạn. Do đó, chìa khóa trong việc kiểm soát ô nhiễm bởi hóa chất nông nghiệp là giữ chúng lại ở đầu nguồn. Cỏ Vetiver được đánh giá là giải pháp hiệu quả với chi phí thấp trong việc giữ lại và loại bỏ những tạp chất, đặc biệt là thuốc trừ sâu (chứa 90% Chlopyrifos). Thí dụ như ở Trung Quốc, những hàng rào cỏ Vetiver là công cụ hữu hiệu để kiểm soát hiện tượng tập trung dưỡng chất cho đất nông nghiệp, đặc biệt là về ni-tơ và phốt-pho, khi chúng được cuốn đi theo các dòng chảy. - Cỏ vetiver được áp dụng thành công trên hơn 100 quốc gia nhằm mục đích bảo vệ môi trường, đặc biệt là trong vấn đề giải quyết tình trạng ô nhiễm nguồn nước. - Theo giáo sư Paul Trương, Giám đốc và đại diện khu vực châu Á - Thái Bình Dương thuộc Trung tâm Nghiên cứu cỏ vetiver quốc tế, nhờ có bộ rễ phát triển sâu và dày đặc, hệ cỏ vetiver có khả năng hấp thu các đ ộc tố trong nước và đất như kim loại nặng, hóa chất bảo vệ thực vật... Do vậy, có thể sử dụng hệ cỏ vetiver để xử lý các vùng đất và nước bị ô nhiễm. Trang 11 XỦ LÝ NƯỚC THẢI
Mô hình trồng cỏ vetiver ở vùng ngập nước b) Hiệu quả xử lý. Với công trình nghiên cứu của các tác giả là Nguyễn Minh Trí, Nguyễn Duy Chinh, Nguyễn Việt Thắng - Trường Đại học Khoa học Huế, kết quả thu được như sau: • Hàm lượng oxy hòa tan (DO) sau xử lý bằng cỏ Vetiver tăng từ 2,95mg/l đến 4,93mg/l trong 12 ngày, hiệu suất đạt tới 67,12%. • Nhu cầu oxy hóa học (COD) lại giảm đáng kể, từ 420 mg/l xuống còn 120 mg/lit sau 12 ngày xử lý và đã giảm 1,92 lần so với trướckhi xử lý. • Hàm lượng Ni tơ cũng giảm 1,94 lần, hàm lượng P cũng giảm 2,503 lần so với trước khi xử lý. • Nguồn nước sau khi xử lý có giá trị các thông số kỹ thuật hầu hết đạt TCVN 5945 - 2005 loại B. 2) Cây sậy . a) Đặc điểm. - Loại sậy được chọn để xử lý nước thải có tên khoa học là Phragmites communis. - Sậy là loài cây có thể sống trong những điều kiện thời tiết khắc nghiệt nhất. Hệ sinh vật xung quanh rễ của chúng vô cùng phong phú, có thể phân huỷ chất hữu cơ và hấp thụ kim loại nặng trong nhiều loại nước thải khác nhau, như các loại nước thải làng nghề. Các cánh đồng sậy có thể xử lý được nhiều loại nước thải có chất độc hại khác nhau và nồng độ ô nhiễm lớn . Cây 12
GV: NGUYỄN THỊ NGỌC THANH NHÓM 10 sậy có thân dày và có thể cao tới 4m sau 5 năm. Rễ cây sậy có khả năng làm tăng lượng ôxy trong bể cát và bảo đảm khả năng chảy qua cát. - Hệ thống xử lý nước thải bằng cây sậy dựa trên nguyên tắc sinh học. Nước thải sinh hoạt và y tế được dẫn cho chảy vào một bể cát trồng cây sậy. Nước bẩn sẽ được thấm qua rễ, tại đây, hệ vi khuẩn trong bộ rễ cây sẽ hoạt động và tiêu hoá hoặc phân huỷ các tạp chất trong nước thải. Sau đó, nước tiếp tục thấm qua các lớp vật liệu lọc rồi chảy xuống những ống thoát nằm phía dưới đáy bể và thải ra tự nhiên. - Hệ thống xử lý nước thải bằng cây sậy bao gồm bể cát có đáy và mặt bên được phủ một lớp nhựa chống thấm để chống nước thải rò rỉ xuống hệ thống nước ngầm. Bên ngoài bể cát có hàng rào bao quanh để chống sự xâm nhập của người và các loại động vật khác. b) Hiệu quả xử lý  Hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt (với các thông số như amoni, nitrat, phosphát, BOD5, COD, colifom) đạt tỷ lệ phân huỷ 92-95%.  Còn đối với nước thải công nghiệp có chứa kim loại thì hiệu quả xử lý COD, BOD5, crom, đồng, nhôm, sắt, chì, kẽm đạt 90-100%.  Nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn loại B. Độ pH và các chỉ số sinh hoá ổn định cho phép vi sinh vật hoạt động bình thường, riêng chất rắn lơ lửng đạt loại A (50mg/l).  Theo kết quả nghiên cứu được công bố trên Tạp chí sinh học số 2/201, Sậy phát triển khá tốt ngay cả khi được bổ sung lượng nước thải chứa kim loại nặng. Và sau khoảng 7 tháng, sậy phát triển ưu thế hơn hẳn trong toàn bộ hệ thống đất ngập nước. 3) Lục bình. a) Đặc điểm. - Bèo tây (danh pháp khoa học: Eichhornia crassipes Solms) còn được gọi là lục bình, lộc bình, hay bèo Nhật Bản là một loài thực vật thuỷ sinh, thân thảo, sống nổi theo dòng nước, thuộc về chi Eichhornia của họ Họ Bèo tây (Pontederiaceae). - Cây lục bình tăng trưởng liên tục trong năm với tiềm năng sinh sản lớn. Lục bình tăng trưởng nhanh nhất trong nhiệt độ nước từ 28 đến 30 0 C và ngưng tăng trưởng khi nhiệt độ nước lên tới 400C hoặc dưới 100C (Lareo và Bressani, 1982). Loại cây thủy sinh này có thể sinh sản bằng cả 2 hình thức sinh sản vô tính và hữu tính, nhưng chủ yếu bằng hình thức vô tính. Quần thể lục bình có thể tăng lên gấp đôi trong vòng 12 ngày (Nesic và Jovanovic, 2006). b) Hiệu quả xử lý.  Hiệu suất xử lý nước thải của lục bình đối với độ đục là 97,79%.  COD là 66,10%; Nitơ tổng là 64,36%, phosphat tổng là 42,54%. 4) Ngổ. a) Đặc điểm. - Ngổ là cây thân thảo, mọc bò, thân rỗng giòn, dài 20 - 30cm, có nhiều lông, mùi rất thơm, lá nhẵn, mọc đối, không cuống, hơi ôm thân. Phần lá gần thân nhỏ lại, mép hơi có răng cưa thưa. Hoa gần như không cuống mọc đơn độc ở Trang 13 XỦ LÝ NƯỚC THẢI
nách lá. Quả nang nhẵn, có bướu và nếp nhăn dọc theo quả, ngắn hơn lá đài. Hạt nhẵn hình trụ có màu đen nhạt, có vân mạng. - Rau ngổ thích hợp trên những vùng đất nhiều nước như ruộng lầy, ao hồ. Do đó, đất trồng rau ngổ cần nhiều bùn, đầy đủ dinh dưỡng, nhiều nước. b) Hiệu quả xử lý.  Hiệu suất xử lý nước thải của rau ngổ đối với độ đục là 96,94%.  COD là 44,97%; Nitơ tổng là 53,60%, phosphat tổng là 33,56%. 5) Tảo, Rong câu. a) Đặc điểm. - Tảo, rong câu là nhóm sinh vật có khả năng quang hợp, chúng có thể ở dạng đơn bào (vài loài có kích thước nhỏ hơn một số vi khuẩn), hoặc đa bào (như các loài rong biển, có chiều dài tới vài mét). Các nhà phân loại thực vật d ựa trên các loại sản phẩm mà tảo tổng hợp được và chứa trong tế bào của chúng, các loại sắc tố của tảo để phân loại chúng. - Tảo có tốc độ sinh trưởng nhanh, chịu đựng được các thay đổi của môi trường, có khả năng phát triển trong nước thải, có giá trị dinh dưỡng và hàm lượng protein cao, do đó người ta đã lợi dụng các đặc điểm này của tảo để:  Xử lý nước thải và tái sử dụng chất dinh dưỡng. Các hoạt động sinh học trong các ao nuôi tảo lấy đi các chất hữu cơ và dinh dưỡng của nước thải chuyển đổi thành các chất dinh dưỡng trong tế bào tảo qua quá trình quang hợp. Hầu hết các loại nước thải đô thị, nông nghiệp, phân gia súc đ ều có thể được xử lý bằng hệ thống ao tảo.  Biến năng lượng mặt trời sang năng lượng trong các cơ thể sinh vật. Tảo dùng năng lượng mặt trời để quang hợp tạo nên đường, tinh bột... Do đó việc sử dụng tảo để xử lý nước thải được coi là một phương pháp hữu hiệu để chuyển đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng của cơ thể sống.  Tiêu diệt các mầm bệnh. Thông qua việc xử lý nước thải bằng cách nuôi tảo các mầm bệnh có trong nước thải sẽ bị tiêu diệt do các yếu tố sau đây:  Sự thay đổi pH trong ngày của ao tảo do ảnh hưởng của quá trình quang hợp.  Các độc tố tiết ra từ tế bào tảo.  Và sự tiếp xúc của các mầm bệnh với bức xạ mặt trời (UV). - Các phản ứng diễn ra trong ao tảo chủ yếu là "hoạt động cộng sinh giữa tảo, rong câu và vi khuẩn". 14
GV: NGUYỄN THỊ NGỌC THANH NHÓM 10 Ưu điểm của xử lý nước thải công nghiệp sử dụng Tảo  Thích hợp cho điều kiện sinh trưởng khắc nghiệt (pH, muối, vv .)  Loại bỏ kim loại nặng.  Hiệu quả cao: đã được chứng minh là phương pháp hiệu quả để loại bỏ BOD5, các tác nhân gây bệnh, phốt pho và nitơ hơn so với quá trình bùn hoạt tính và các quá trình điều trị thứ cấp khác (Green et al, 1996)  Dễ xử lý.  Yêu cầu năng lượng thấp: quá trình xử lý nước thải truyền thống thường phải tốn một khoản chi phí (chi phí năng lượng) do hoạt động của hệ thống sục cơ khí, sục khí để cung cấp oxy cho vi khuẩn hiếu khí đ ể tiêu thụ các hợp chất hữu cơ trong nước thải, trong khi Tảo xử lý nước thải thì Tảo lại có thể cung cấp oxy cho vi khuẩn hiếu khí. Sục khí là một quá trình t ốn kém năng lượng, chiếm 45% - 75% của tổng chi phí năng l ượng c ủa nhà máy xử lý nước thải. Tảo được sử dụng để tiêu thụ các chất dinh dưỡng và cung cấp Oxi cho các vi khuẩn hiếu khí thông qua quá trình quang hợp.  Giảm sự hình thành bùn: Trong các hệ thống xử lý nước thải thông thường, mục đích là để giảm thiểu hoặc loại bỏ bùn. Nước thải công nghiệp thông thường được xử lý bằng cách sử dụng một loạt các hoá chất độc hại để điều chỉnh pH, loại bỏ bùn, loại bỏ màu sắc và loại bỏ mùi. Việc sử dụng tảo xử lý nước thải thì bùn với sinh khối tảo là những năng l ượng có thể đ ược tiếp tục xử lý để làm nhiên liệu sinh học hoặc các sản phẩm khác có giá trị Trang 15 XỦ LÝ NƯỚC THẢI
như phân bón. Công nghệ này tránh sử dụng hoá chất và toàn bộ quá trình xử lý nước thải được đơn giản hóa  Làm giảm đáng kể việc hình thành bùn.  Giảm phát thải khí nhà kính .  Sản xuất sinh khối tảo hữu ích.  Nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng thông thường các nhà máy xử lý nước thải tạo ra từ 3 đến 4% các khí gây hiệu ứng nhà kính trên thế giới, xử lý nước thải dựa trên Tảo cũng giải phóng CO2 nhưng ngược lại trong quá trình phát triển thì tảo lại tiêu thụ một lượng CO 2 lớn hơn cả lượng CO2 mà hệ thống xử lý tạo ra, điều này làm cho toàn bộ hệ thống tiêu giảm đi một lượng lớn CO2. b) Hiệu quả xử lý. Tảo, rong câu có thể xử lý một lượng lớn N, P. Qua nghiên cứu đã cho thấy, tảo – rong câu có thể lấy đi 18% - 98% hàm lượng các muối dinh dưỡng N và P vô cơ trong nước. III.2. So sánh khả năng làm sạch của Tảo, cỏ Vetiver, Lục bình. Theo Tuyển tập báo cáo ‘ Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu khoa học’ lần thứ 6 của Đại học Đà Nẵng năm 2008, nghiên cứu khả năng tự làm sạch của hồ đô thị bằng hệ thực vật nước, tổng hợp kết quả của nghiên cứu đã đưa ra bảng so sánh khả năng tải lượng của 3 mô hình với 3 hệ thực vật khác nhau : Bảng 4 : So sánh khả năng tải lượng Tải COD Tải NH4+ Tải PO43- Mô hình (g/m2.ngày) (g/m2.ngày) (g/m2.ngày) Cỏ Vetiver 3.29 4.65 0.62 Lục bình 3.5 4.12 0.55 Tảo 2.16 2.94 0.5 IV. TIỀM NĂNG CỦA VIỆC DỤNG THẢM THỰC VẬT. IV.1. Phân tích dựa trên các nhân tố. - Địa hình : Việt Nam có nhiều dạng địa hình khác nhau như đồi núi, đồng bằng và cả vùng ngập nước. Với địa hình dốc cao ta không thể xây hồ sinh học, thay vào đó ta nên chọn những thực vật có bộ rễ dài  khả năng bám trụ được trên địa hình sẽ cao. Ví dụ :  Ta có thể sử dụng cánh đồng lọc với thực vật được trồng là cỏ Vetiver, bởi với loại cỏ này ta vừa có thể làm sạch nước thải, vừa giữ đ ược đất chống xói mòn.  Với địa hình đất ngập nước thì lau sậy sẽ rất phát triển. Hoặc ta cũng có thể kết cỏ Vetiver thành hom thả nổi trên mặt nước do đó nước thải sẽ được xử lý. 16
GV: NGUYỄN THỊ NGỌC THANH NHÓM 10  Hoặc nếu ở đồng bằng, ta có thể thiết kế hồ sinh học, với thảm thực vật sử dụng là tảo kết hợp với hệ VSV trong hồ để xử lý nước thải. Quá trình quang hợp của tảo sẽ sản sinh ra Oxi cung cấp cho quá trình OXH trong hồ. - Khí hậu : Đặc điểm khí hậu của Việt Nam là nhiệt đới ẩm rất thích hợp cho rất nhiều loài thực vật phát triển. Tạo điều kiện thuận lợi cho việc ứng dụng thực vật để xử lý nước thải do hạn chế được số lượng thực vật chết do sâu bệnh hoặc không thích nghi được do quá lạnh hoặc quá nóng. - Chi phí : Chi phí đầu tư cho hệ thống xử lý với sự có mặt của thảm thực vật thấp hơn nhiều so với các hệ thống khác. Ví dụ :  Giá cho một cây cỏ Vetiver dao động từ 250 – 350 đồng. Một hệ thống xử lý với diện tích khoảng 400 m2 thì cần khoảng 11 triệu VND tiền giống cây ( chưa tính các chi phí khác )  Cách thức trồng cũng như đưa vào xử lý của hệ thống tương đối dễ dàng, không đòi hỏi người nhân viên trình độ quá cao. Người kỹ thuật viên chỉ cần được đào tạo qua khóa học về cách trồng cũng như cách chăm sóc thì sẽ có thể ứng dụng nó vào công việc ngay.  Việc chăm sóc hệ thực vật quan trọng trong thời gian đầu vì khi đó cây mới phát triển cần được chăm sóc tốt để tránh hiện tượng cây bị chết do thiếu chất dinh dưỡng. Sau khi đã phát triển đạt yêu cầu có thể phục vụ cho việc xử lý nước thải thì ta sẽ không phải chăm sóc nhiều nữa. Mặt ưu tốt nhất của phương pháp này là ta ít phải tốn công cho việc sục rửa thiết bị như bên xử lý bằng PPSH, và hiệu suất xử lý luôn được duy trì. - Thu sinh khối : Bên cạnh việc xử lý được nước thải chũng ta còn thu được sinh khối của các thực vật này  Cỏ Vetiver sau khi phát triển cao, ta có thể cắt bớt phần lá, có thể làm mỹ nghệ hoặc làm lá lợp mái, làm chất đốt.  Lá bèo tây đạt chuẩn phải là những lá bánh tẻ, chiều dài thân lá đ ạt khoảng 40cm trở nên. Sau khi cắt bèo về sẽ bỏ hết phần lá, chỉ giữ lại phần thân. Sau đó thân bèo sẽ được phơi cho đến khi khô kiệt nước, Để có đ ược 1kg bèo khô sẽ cần khoảng 9 đến 12kg bèo tươi. Giá bán một kg bèo khô dao động từ 6.000 - 7.000 đồng. Những sản phẩm thủ công mỹ nghệ từ bèo tây khô như: Túi, giỏ xách, làn, ghế ngồi, bàn đến những sản phẩm cao cấp hơn như tủ hay giường. Các nước nhập khẩu chủ yếu là Trung Quốc, Hàn Quốc, Nga, Úc ....  Lá cỏ vetiver dùng làm thức ăn cho gia súc, là nguồn giá trị dinh dưỡng cao. Lợp mái nhà, sử dụng như nguyên liệu làm giấy, làm dây thừng, chiếu, nón, giỏ xách ... Khi phần ngọn cỏ vetiver thuần thục đạt 52%, có thể dùng làm thức ăn cho bò sữa, ngựa, dê và nhiều loại động vật khác do tính chất dễ tiêu hóa. Ngoài ra, người ta còn dùng cỏ vetiver để lót ổ rơm cho gia súc.  Thân và lá cỏ vetiver có thể dùng làm lớp thảm thực vật rải lên lớp đất mặt quanh tán cây để giữ ẩm cho cây và diệt cỏ dại cũng như lót rải để bảo vệ đất dưới chuồng nuôi gia súc ... Thân, lá còn dùng làm vật liệu nuôi trồng nấm Trang 17 XỦ LÝ NƯỚC THẢI
rơm và phân xanh. Người ta còn dùng thân lá cỏ vetiver làm vật liệu nhồi nệm, làm chổi quét, làm cây cảnh trang trí trong vườn, trong nhà ...  Tuy nhiên chúng ta cần phải lưu ý một số điểm sau trong việc sử dụng thảm thực vật để xử lý nước thải : sau khi tham gia vào quá trình hút các chất ô nhiễm trong nước thải  các chất ô nhiễm đó được tích tụ trong các bộ phận của cây (từ rễ cho tới lá)  sau một thời gian thì khả năng hút của cây sẽ giảm đi. Và khi cây chết đi thì chất ô nhiễm sẽ quay trở lại môi trường. Vì vậy chúng ta cần xem xét đến một số giải pháp nhằm thu được sinh khối của thực vật vừa tạo thêm thu nhập vừa có điều kiện để thay lứa cây mới vì cây mới sẽ có khả năng hút chất ô nhiễm cao hơn so với cây đã bão hào. IV.2. Một số cơ sở đã ứng dụng thảm thực vật vào xử lý nước thải. - Cỏ Vetiver đã được trồng thử nghiệm ở nhiều nơi với các mục đích khác nhau như: Làm sạch nước trong đầm hồ chăn nuôi cá ở đồng bằng sông Cửu Long, xử lý nước thải Nhà máy giấy ở Bắc Ninh, xử lý nước thải nhà máy Phân đạm Hà Bắc... - Trung tâm Tư vấn và Công nghệ môi trường (Tổng cục Môi trường) phối hợp cùng với Công ty Đầu tư phát triển Thiên An, đưa cây cỏ Vetiver vào xử lý nước thải chăn nuôi tại thôn 1, xã Ngọc Lũ (Bình Lục - Hà Nam), là một vùng đang gây ô nhiễm nặng do mật độ chăn nuôi hộ gia đình rất cao. - Lê Như Hậu & CS (2005) đã áp dụng nuôi rong Câu trong việc làm sạch nước và gia tăng chất lượng môi trường phục vụ cho việc nuôi tôm sú thương phẩm. Sử dụng nguồn nước thải của tôm làm nguồn dinh dưỡng cho rong và sử dụng ao rong Câu trong vai trò của hệ thống lọc sinh học với 100% nước thải từ ao nuôi tôm được tái sử dụng sau khi lọc qua ao rong Câu trong suốt một vụ nuôi 4,5 tháng ( từ ngày 4/3/2004 đến 19/7/2004 tại đầm Phước Thái, thành phố Nha Trang). Sau 4 tháng thử nghiệm, sản lượng rong câu đạt 3,2 tấn tươi và tôm sú là 2,4 tấn. - Các nhà nghiên cứu đến từ Trung tâm Sinh học Thực nghiệm thuộc Viện ứng dụng Công nghệ của Việt Nam mới đây cũng thử nghiệm thành công phương pháp sử dụng cây sậy trong việc làm sạch nguồn nước thải tại một cơ sở tuyển quặng thiếc ở Thái Nguyên. - Bệnh viện Nhân Ái (Bình Phước) đã xây dựng công trình xử lý nước thải bằng phương pháp rễ cây sậy. Hệ thống này giải quyết được toàn bộ nước thải của bệnh viện trước khi thải ra hồ Thác Mơ. Đây là bệnh viện phía Nam đầu tiên áp dụng hệ thống xử lý nước thải này. IV.3 Một số trung tâm nhân giống ở Việt Nam :  Trung tâm nghiên cứu và chuyển giao công nghệ, Trường Đại học Nông Lâm, Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh.  Ngoài ra còn một số trung tâm ở các viện nghiên cứu khác (ở một số tỉnh thành lớn như Hà Nội, Đà Nẵng)… V. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ.  Kết luận: Để chọn lựa phương pháp xử lý phù hợp nhằm đem lại hiệu quả cao cũng như giảm chi phí đầu tư giá thành ta cần phải xem xét đ ến một số yếu tố như địa hình, vị trí của hệ thống xử lý có xa khu dân cư hay không, 18
GV: NGUYỄN THỊ NGỌC THANH NHÓM 10 hệ thống nước ngầm tại khu vực đó để tránh làm ô nhiễm nguồn nước ngầm…. Sử dụng thực vật để xử lý nước thải không những làm sạch đầu ra mà còn làm tăng cảnh quan của khu vực.  Nhà nước nên chú trọng đầu tư, phát triển các trung tâm nhân giống, các đề tài nghiên cứu  Đầu tư bồi dưỡng các nghiên cứu sinh, cho đi học hỏi kinh nghiệm  Tổ chức các đợt tuyên truyền, phổ biến các công nghệ mới  Nhà máy, xí nghiệp, cơ sở sản xuất nghiên cứu, tìm ra giải pháp, giống cây thích hợp cho từng loại nước thải Trang 19 XỦ LÝ NƯỚC THẢI
Tài liệu tham khảo 1) http://www.botanyvn.com/cnt.asp?param=news&newsid=1278 (Trung tâm dữ liệu thực vật Việt Nam) 2) Rong câu Việt Nam nguồn lợi và sử dụng của Lê Như Hậu và Nguyễn Hữu Đại ( Nhà xuất bản khoa học tự nhiên và công nghệ- 2008) 3) Hướng dẫn kỹ thuật ứng dụng công nghệ cỏ vetiver giảm nhẹ thiên tai, bảo vệ môi trường – Paul Truong, Trần Văn Tân và Elise Pinners 4) http://vea.gov.vn/VN/tintuc/tintuchangngay/Pages/Di%E1%BB%85n %C4%91%C3%A0nASEMv%E1%BB%81T%C4%83ngtr%C6%B0%E1%BB %9Fngxanh.aspx (Tổng cục môi trường – Bộ tài nguyên môi trường) 5) http://www.oilgae.com/ref/report/wastewater_treatment/wastewater_treat ment.html 6) http://moitruongsong.lefora.com/2010/05/24/co-huong-bai-giai-phap-xu- ly-moi-chat-thai-chan-nu/ 7) http://www.vetiver.com (The Vetiver Network International) 8) http://www.ctu.edu.vn/colleges/tech/bomon/ttktmoitruong/daotao/giao %20trinh%20dien%20tu/xlnt/aquatreat.htm (Đại học Cần Thơ) 9) http://www.moitruong.com.vn/Home/Default.aspx? portalid=33&tabid=19&distid=946 10) http://vea.gov.vn/VN/khoahoccongnghe/congnghemt/xulynuocthai/Pages/ X%E1%BB%ADl%C3%BDn%C6%B0%E1%BB%9Bcth%E1%BA%A3ib %E1%BA%B1ngraung%E1%BB%95v%C3%A0l%E1%BB%A5cb %C3%ACnh.aspx 11) Nghiên cứu khả năng tự làm sạch của hồ đô thị bằng hệ thực vật nước - Tuyển tập báo cáo ‘ Hội nghị Sinh viên nghiên cứu khoa học’ lần thứ 6 tại Đại học Đà Nẵng – năm 2008. 12) (http://www.khoahocphattrien.com.vn/news/khoahoccongnghe/? art_id=7951) 13) http://www.khoahoc.com.vn/doisong/ung-dung/665_Xu-ly-nuoc-thai- bang-thuy-sinh-thuc-vat.aspx 14) http://www.congnghiepmoitruong.vn/index.php? option=com_content&view=article&id=3320:hien&catid=11:gii-phap-ng- dng&Itemid=9 20