Nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng hệ rễ thực vật kết hợp vật liệu lọc

Nước rò rỉ rác sinh ra do độ ẩm cao của bãi rác và trong quá trình phân hủy các chất hữu cơ tạo thành nước.

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA MÔI TRƯỜNG

ZZ o0o YY

Bài dự thi:

ĐỀ TÀI THAM DỰ: Ứng dụng đề tài:

S Nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng hệ rễ

thực vật kết hợp vật liệu lọcT

THỰC HIỆN: Nhóm sinh viên Khoa Môi Trường - Trường Đại học Bách

Khoa Đà Nẵng

1 Võ Diệp Ngọc Khôi - Lớp 03MT Địa chỉ: 305 Tôn Đản _ TP Đà Nẵng

Số điện thoại: (0511)3682491 _ 0979047024

2 Nguyễn Hồng Vy - Lớp 03MT Địa chỉ: 163 Thái Thị Bôi_ TP Đà Nẵng Số điện thoại: (0511)3645442 _ 0905049818

Z Đà Nẵng, tháng 12 năm 2007 Y

MỤC LỤC

Tên đề tài 2

Mở đầu 3

Chương 1: Đối tượng, hiện trạng và một số giải pháp đã thực hiện 4

1.1 Đối tượng .4

1.2 Hiện trạng 6

1.3 Các giải pháp đã thực hiện 7

Chương 2: Nội dung, phương pháp thực hiện 8

2.1 Nội dung 8

2.2 Phương pháp .14

Chương 3: Triển khai dự án 15

3.1 Nguồn cung cấp cây 15

3.2 Quy hoạch mặt bằng 15

3.3 Xây dựng bãi lọc 16

3.4 Vận hành bãi lọc 17

3.5 Kết quả chất lượng nước sau khi thực hiện dự án 17

3.6 Kinh phí thực hiện dự án 20

Chương 3: Kết luận và kiến nghị 21

3.1 Kết luận 21

3.2 Kiến nghị 21

Tài liệu tham khảo 22

Phụ lục 23

I TÊN ĐỀ TÀI

ỨNG DỤNG ĐỀ TÀI “NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT BẰNG HỆ RỄ THỰC VẬT KẾT HỢP VỚI VẬT LIỆU LỌC” ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC TẠI BÃI RÁC KHÁNH SƠN - ĐÀ NẴNG

Nhóm sinh viên thực hiện

- Võ Diệp Ngọc Khôi

- Nguyễn Hồng Vy

- Trần Thị Minh Phương

II NỘI DUNG

1 Điều tra, khảo sát và đánh giá hiện trạng chất lượng nước rỉ rác

2 Cảnh báo mức độ ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân

3 Triển khai dự án với đề tại đã lựa chọn Nghiên cứu, đánh giá kết quả thực hiện

4 Tính toán chi phí thực hiện dự án

5 Kết luận và kiến nghị

MỞ ĐẦU

Nước rò rỉ rác sinh ra do độ ẩm cao của bãi rác và trong quá trình phân huỷ các chất hữu cơ tạo thành nước Ngoài ra, một lượng nước mưa đáng kể thấm từ trên bề mặt xuống và lượng nước thấm từ đáy, thành hộc chôn lấp nếu việc xử lý chống thấm không triệt để Nước rỉ rác thấm qua các tầng chôn lấp rác trong hộc rác kéo theo các chất bẩn hoà tan hoặc lơ lững nên hàm lượng các chất hữu cơ cao và chứa nhiều chất độc hại vi sinh gây bệnh Nước rỉ rác có khả năng gây ô nhiễm môi trường không khí, môi trường nước, môi trường đất và đặc biệt là gây ô nhiễm nguồn nước ngầm Vì vậy, vấn đề vướng mắc hiện nay mà hầu hết các bãi rác Việt Nam gặp phải nhưng chưa có phương hướng giải quyết thích hợp đó là vấn đề xử lý nước rỉ rác

Theo thông tin từ các báo, các trang web của thành phố Đà Nẵng đang tồn tại vấn đề bức xúc về nguồn nước rỉ rác tại bãi rác Khánh Sơn Nước rác chủ yếu được xử lý tự nhiên tại 3 hồ sau đó được đổ vào sông Phú Lộc Tuy nhiên khả năng tự làm sạch của các hồ vẫn chưa đảm bảo được nồng độ trước khi xả vào sông Phú Lộc gây ô nhiễm nguồn nước mặt, nguồn nước ngầm và ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe người dân khu vực Hiện nay bãi rác đã đóng cửa và đưa vào vận hành bãi rác mới Hằng ngày vẫn còn một lượng lớn nước rỉ rác ra các hồ và chưa được quan tâm xử lý triệt để vì chi phí khá lớn

Vì vậy thông qua cuộc thi “DỰ ÁN XANH SONY” chúng tôi - nhóm sinh viên Khoa Môi Trường, Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng muốn áp dụng đề tài

“Nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng hệ rễ thực vật kết hợp vật liệu lọc” tại bãi rác Khánh Sơn để làm giảm nồng độ chất bẩn với chi phí thấp hơn nhiều

so với các phương pháp xử lý khác

CHƯƠNG 1 ĐỐI TƯỢNG, HIỆN TRẠNG VÀ MỘT SỐ GIẢI PHÁP ĐÃ THỰC HIỆN

1.1 Đối tượng

Bãi rác Khánh Sơn (cũ) - Thành phố Đà Nẵng nằm tại chân núi Khi Đa thuộc thôn Khánh Sơn, phường Hoà Khánh, quận Liên Chiểu, nằm ở phía Tây thành phố, cách trung tâm thành phố khoảng 14 km

- Phía Bắc giáp 2 sườn núi và doanh trại quân đội

- Phía Nam giáp khu kho của Ban quản lý H86

- Phía Đông giáp đồng ruộng và khu dân cư thôn Khánh Sơn

- Phía Tây giáp 2 khe suối và chân đồi

Hình 1.1 - Mặt bằng tổng thể bãi rác Khánh Sơn, thành phố Đà Nẵng

Với diện tích 17 ha; trong đó hệ thống xử lý nước rỉ rác gồm 3 hồ sinh học: hồ số 1, 2,

3 có diện tích lần lượt 1.5ha, 0.45ha, 0.37ha và độ sâu trung bình 1.5m Nước rỉ rác theo hệ thống mương thu gom chảy vào hồ 1 và được lưu lại một thời gian, sau đó nước rỉ rác tiếp tục chảy sang hồ 2 và từ hồ 2 nước rỉ rác tự chảy sang hồ 3 để tiếp tục quá trình xử lý Sau quá trình tự làm sạch tại các hồ, nước rỉ rác theo mương đất nhỏ chảy qua cánh đồng ruộng trong khu vực và nhậïp vào khe Thanh Khê chảy vào sông Phú Lộc phía trên cầu Đa Cô

Hình 1.2 - Bãi rác Khánh Sơn Hình 1.3 - Nước rỉ ra từ hồ số 1

Hình 1.4 - Nước rỉ ra từ hồ số 2 Hình 1.5 - Nước rỉ ra từ hồ số 3

1.2 Hiện trạng bãi rác

Nước có màu đen, mùi hôi thối khó chịu, môi trường pH cao Nồng độ các chất ô nhiễm cao COD = 1600 - 2500 mg/l, tỷ lệ BOD5/COD khoảng 0,3 Nước sau khi xử lý đổ ra nguồn tiếp nhận(sông Phú Lộc) còn vượt với tiêu chuẩn nhiều lần Như vậy, nước rò rỉ tại bãi rác Khánh Sơn đã và đang gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường; môi trường nước mặt, nước ngầm; môi trường đất, và sức khoẻ cộng đồng xung quanh khu vực bãi rác

Chị Huỳnh Thị Sở (tổ 5, Khánh Sơn, phường Hòa Khánh Nam, Liên Chiểu) lo

lắng: "Có phải do ô nhiễm nguồn nước mà bị bệnh hay không, chúng tôi không dám

nói Nhưng chúng tôi rất muốn các cơ quan chức năng tiến hành xét nghiệm xem nguồn nước ở nay, xem nó bị nhiễm thế nào, có uống được không để mọi người còn yên tâm”

rác Khánh Sơn liên tiếp phát hiện bị ung thư khi đi khám tại các sở y tế Từ tổ 1 đến tổ

5 đều có người mắc phải Thậm chí, nhiều gia đình chỉ có hai người con, nhưng cả hai đều bị ung thư đường ruột đang trong giai đoạn cuối

Người dân ở khu vực gần bãi rác Khánh Sơn đều cho rằng, nguyên nhân gây bệnh là

do nguồn nước

Ông Phạm Văn Lên – Tổ trưởng tổ 5 thì cho biết: “Nước ở nay bị nghiễm phèn nặng, không thể uống được Nước từ các con mương chảy ra đen kịt, trâu bò không dám uống, cá chết hết trơn” Nhiều gia đình ở đây, vì sợ ảnh hưởng đến sức khỏe phải mua nước đóng chai về uống.Tuy nhiên, các sinh hoạt còn lại như nấu ăn, tắm rửa, giặt giũ… thì vẫn phải sử dụng nước bị nhiễm phèn” Ông Lên cho biết thêm:”Chúng tôi đã nhiều lần kiến nghị lên phường xin can thiệp nhưng chờ mỏi cả cổ mà chẳng thấy ai đá động

gì đến chuyện này.”

Trao đổi với phóng viên, ông Lê Trần Nguyên Hân - Trưởng phòng Quản lý môi trường , Sở Tài Nguyên - Môi trường Thành phố - cho biết: “ Tình trạng ô nhiễm môi trường tại khu vực Khánh Sơn đã được báo động từ lâu Mức độ ô nhiễm nước rỉ rác rất lớn do bãi rác đã quá tải”

Về nguyên nhân bệnh bùng phát, Sở tài nguyên - môi trường sẽ phối hợp với cơ quan

y tế điều tra cụ thể Trước mắt, sở sẽ kiến nghị lên UBND TP đề nghị đẩy nhanhtiến độ đưa bãi rác mới vào hoạt động và xử lý kịp thời tình trạng ô nhiễm hiện nay “”

Được trích từ “ www.nea.gov.vn _ ngày 8/4/2007_ Khu vực bãi rác Khánh Sơn,

quận Liên Chiểu, Đà Nẵng”

1.3 Một số giải pháp đã thực hiện để giải quyết ô nhiễm

- Xử lý nước rỉ rác bằng các hồ sinh học và có bổ sung thêm chế phẩm EM (100–120ít/ngày)

- Sau khi bãi rác ngừng hoạt động, công ty Môi Trường Đô Thị Thành phố Đà Nẵng đã tiến hành nạo vét bùn đáy các hồ và pha loãng

Tuy nhiên, các biện pháp này chỉ mang tính cấp thời, không giải quyết triệt để và kiểm soát được chất lượng nước rỉ sau khi bãi đóng cửa Mặt khác, chi phí để thực hiện các giải pháp này khá cao., không thích hợp cho các bãi lâu năm

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN DỰ ÁN

2 1 Nội dung

Từ việc xác định được đối tượng và vấn đề cần giải quyết chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu với nội dung như sau:

1 Điều tra, khảo sát và đánh giá hiện trạng chất lượng nguồn nước:

- Sau khi biết được thông tin, chúng tôi đã tiến hành nhiều đợt quan trắc chất lượng môi trường nước rỉ rác tại các hồ sinh học

+ Quan trắc vào các ngày:19-7, 20-8-2007, 20-4-2008

+ Tiến hành phân tích các mẫu nước tại phòng thí nghiệm

+ Tính toán xử lý số liệu và đánh giá hiện trạng chất lượng nguồn nước

- Để có cơ sở đánh giá hiện trạng chất lượng nguồn nước rỉ rác tại bãi rác Khánh Sơn thải ra sông Phú Lộc, chúng tôi đã tiến hành khảo sát, lấy mẫu, phân tích một số chỉ tiêu đặc trưng tại các hồ sinh học và thu được kết quả như sau :

Bảng 2.1 - Kết quả phân tích chất lượng nguồn nước

Thông số Đơn vị Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3

* Chú thích

- Vị trí lấy mẫu:

+ Mẫu 1: tại hồ số 1 của bãi rác Khánh Sơn

+ Mẫu 2: cuối hồ số 2 của bãi rác Khánh Sơn

+ Mẫu 3: cuối hồ số 3 của bãi rác Khánh Sơn

- Phương pháp phân tích:

Bảng 2.1 – Bảng liệt kê các phương pháp phân tích

STT Chỉ tiêu phân tích Phương pháp phân tích

3 COD Phương pháp Bicrommat

4 SS Phương pháp khối lượng

5 NH4+ Phương pháp so màu

6 NO3- Phương pháp so màu

7 Phốt phát Phương pháp so màu

* Đánh giá

Với các kết quả thu được ở bảng trên cho thấy, phần lớn các thông số chất lượng nước thải ra tại hồ số 3 của bãi rác Khánh Sơn vào sông Phú Lộc đều vượt TCVN nhiều lần Qua đó, có thể thấy nếu tiếp tục thải ra mà không được xử lý thì sẽ dẫn đến nguy cơ mắc các bệnh ngoài da, bệnh về đường ruột, bệnh ung thư đối với con người; đối với động vật thì trâu bò không dám uống, cá chết; và gây ô nhiễm nguồn nước mặt khu vực thành phố vì nguồn nước thoát ra sông Phú Lộc Do nguồn nước có hàm lượng các chất hữu cơ, chất độc hại và vi sinh vật cao chảy ra mương qua các đồng ruộng làm cho nguồn nước mặt tại khu vực ô nhiễm nặng, đen kịt

* Tác hại của các chất ô nhiễm

- Với chất rắn lơ lững: có mặt trong nước rác cao sẽ có khả năng ảnh hưởng đến hệ sinh thái của thuỷ vực đó Chất rắn lơ lững làm tăng độ đục của nguồn nước, làm giảm khả năng nhận ánh sáng của các tầng nước, dẫn đến giảm khả năng quang hợp của thực vật thuỷ sinh và nguồn oxy sinh ra từ quang hợp cũng giảm kéo theo làm hạn chế quá trình sinh trưởng và phát triển của động vật thuỷ sinh

- Với các chất hữu cơ dễ phân huỷ sinh học và khó phân huỷ sinh học:

Chất hữu cơ dễ phân huỷ sinh học là các hợp chất protein, hidrâtccbon, chất béo có nguồn gốc động vật và thực vật, sự có mặt các chất này trong bãi làm cho thành phần nước rỉ rác có nhiều chất hữu cơ Ô nhiễm các chất hữu cơ dễ phân huỷ sinh học sẽ làm giảm nồng độ oxy hoà tan trong nước cho vi sinh vật sử dụng trog quá trình phân huỷ các chất hữu cơ Oxy hoà tan giảm sẽ gây tác hại nghiêm trọng đến tài nguyên thuỷ sinh và suy giảm chất lượng nước sinh hoạt

Ô nhiễm các chất hữu cơ khó phân huỷ sinh học: các chất này thuộc các chất hữu cơ có vòng thưm, các chất đa vòng ngưng tụ, các hợp chất clo hữu cơ, phosphor hữu cơ Hầu hết chúng là những chất hữu cơ có độc tính cao, rất độc hại đoói với sinh vật và con người Khi bị nhiễm độc thì tuỳ từng loại mà làm biến đổi gen, tổn thương tới các

cơ quan của cơ thể Trong tự nhiên chúng khá bền vững, có khả năng tích luỹ và lưu giữ lâu dài trong môi trường, gây ô nhiễm lâu dài làm ảnh hưởng đến hệ sinh thái Thường các hợp chất clo tồn tại lâu trong môi trường nước, hàm lượng của chúng tăng lên theo thời gian nên mức ô nhiễm của chúng càng lớn

- Các chất dinh dưỡng N, P:

Thành phần các chất dinh dưỡng trong nước rác, các chất N, P gây hiện tượng phú dưỡng nguồn nước, ảnh hưởng đến chất lượng nước và sự sống thuỷ sinh

- Các loại vi khuẩn gây bệnh:

Nước rác là môi trưưòng để xuất hiện nhiều loại vi trùng gây bệnh nguy hiểm Nhất là nhóm vi khuẩn Coliform thường gây ra bệnh viêm dạ dày, nhiễm khuẩn đường tiết liệu, ỉa chảy cấp tính, vi khuẩn gây bệnh thương hàn,

Coliform là nhóm vi khuẩn đường ruột hình que hiếu khí hoặc kỵ khí tuỳ tiện và đặc biệt là Escherichia coli (E coli) là một loài vi khuẩn có nhiều trong phân người, phân động vật

Như vậy hoạt động của bãi rác đã thải ra môi trường một lượng lớn nước thải chứa hàm lượng các chất hữu cơ, dinh dưỡng, kim loại nặng cao gây ô nhiễm nguồn nước, huỷ diệt hệ thuỷ sinh trong môi trường nước, tạo điều kiện cho vi khuẩn, ruồi, muỗi phát triển mạnh là nguyên nhân gây bệnh hiểm nghèo, ảnh hưởng đến sức khoẻ con người và động vật, cây cối xung quanh bãi rác và dọc đường nước chảy kém phát triển và ít phong phú về chủng loại

2 Tìm hiểu, nghiên cứu đề tài: '' Nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng hệ rễ thực vật kết hợp với vật liệu lọc "

- Phương pháp xử lý nước thải bằng rễ cây là phương pháp dựa trên sự tác dụng đồng thời giữa rễ, cây và các vi sinh vật tập trung quanh rễ

- Loại cây ưu điểm nhất cho phương pháp này là lau sậy:

+ Có cơ cấu chuyển oxy không khí ở bên trong thân cây cho tới tận rễ Quá trình này cũng hoạt động trong giai đoạn tạm ngừng sinh trưởng của cây

+ Oxy được rễ thải ra vào khu vực xung quanh tạo môi trường thuận lợi cho vi sinh vật hiếu khí và yếm khí phát triển để phân huỷ các chất bẩn của nước thải và sử dụng cho quá trình phân huỷ hoá học

+ Hệ sinh vật xung quanh rễ của chúng vô cùng phong phú, có thể phân huỷ các chất hữu cơ hấp thụ kim loại nặng trong nhiều loại nước thải khác nhau

+ Rễ và toàn bộ cây lau sậy có thể sống được trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt nhất Rất thích nghi ở những vùng đất nóng ẩm

- Bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy thảng đứng có nhiều ưu điểm như điều kiện hiếu khí trong lớp vật liệu lọc tốt hơn, nâng cao hiệu suất quá trình phân huỷ sinh học các hợp chất hữu cơ, xử lý được chất dinh dưỡng như Nitơ nhờ quá trình nitrat hoá - khử nitrat, loại bỏ được các vi sinh vật gây bệnh trong nước thải, tốn ít diện tích, hiệu suất xử lý cao,

Từ những lý do trên, bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy thẳng đứng là đối tượng được lựa chọn để thực hiện dự án

Hình 2.1 - Bãi lọc ngầm dòng chảy thẳng đứng

3 Công nghệ xử lý nước rác lựa chọn

Nước rỉ rác từ bãi rác chảy trực tiếp vào hồ 1, tại đây nứơc rỉ rác sẽ đựơc lưu với thời gian lâu (có thể từ một tháng đến vài tháng phụ thuộc vào lượng nước mưa và lượng nước rỉ rác) và sẽ được làm sạch bằng quá trình sinh học tự nhiên Sau thời gian lưu lại hồ1, nồng độ chất bẩn trong nước rỉ rác đã giảm( về mùa hè, BOD5 có thể giảm đến 80%, về mùa đông hiệu quả làm sạch sẽ thấp hơn Nứơc từ hồ1 sẽ tự chảy vào bể gom và được bơm sang hồ 2 để xử lý tiếp

Hồ 2 là hồ sinh học hiếu khí nhân tạo, oxy cung cấp cho hồ bằng các biện pháp cưỡng bức( thiệt bị khuyâý trộn, khí nén, ejectơ ) Tại hồ 2, nước rỉ rác sẽ được xử lý tiếp bằng quá trình xử lý sinh học hiếu khí Nước thải trong hồ được xáo trộn gần như hoàn toàn, các vùng chết trong hồ giảm Hồ được cung cấp oxy đầy đủ điều kiện tiếp xúc giữa các chất bẩn - oxy - vi khuẩn tăng lên Nước rỉ rác sau khi đựợc xử lý tại hồ Nước rỉ rác

Hồ số 1 Hồ số 2 Hồ số 3 Bãi lọc ngầm Sông Phú Lộc

sinh học hiếu khí (hồ 2) sẽ tự chảy sang hồ 3 (hồ sinh học tuỳ tiện) và sẽ được xử lý tiếp bằng các quá trình sinh học tự nhiên

Sau khi nước rỉ rác đã được xử lý tại hồ 3 sẽ tự chảy vào bãi lọc ngầm để xử lý tiếp trước khi xả vào nguồn tiếp nhận

Trong các hồ sinh học, các loại vi khuẩn gây bệnh, trứng gun sán được tiêu diệt nhờ các loại tảo, vi khuẩn dị dưỡng Với thời gian nước lưu lại trong hồ lâu, phần lớn vi khuẩn gây bệnh cũng sẽ bị tiêu diệt bởi các tia cực tím của ánh sáng mặt trời Ngoài

ra, nước rỉ rác đã được xử lý tại hồ 3 sẽ được lọc qua bãi lọc ngầm trước khi thải ra môi trường nên các chỉ tiêu ô nhiễm sẽ được tiếp tục xử lý Mặt khác, đoạn đường di chuyển của nước rỉ rác từ bãi lọc ngầm ra đến sông Phú Lộc cũng làm nồng độ các chất ô nhiễm trong nước rác cũng sẽ được giảm đi thêm một phần

4 Liên hệ với Công Ty Môi Trường Đô Thị Thành phố Đà Nẵng để xin địa điểm triển khai dự án ( phụ lục1)

5 Triển khai, xây dựng dự án vào bãi rác Khánh Sơn

- Quy hoạch mặt bằng, xây dựng bãi lọc ngầm

- Tiến hành phân tích chất lượng mẫu nước đầu vào tại Phòng thí nghiệm Khoa

- Vận hành, theo dõi chất lượng nước đầu ra

6 Tính toán kinh phí dự án

7 Tham gia ý kiến cộng đồng sau khi triển khai dự án “ Ứng dụng hệ rể thực vật kết hợp với vật liệu lọc để xử lý nước rỉ rác tại bãi rác Khánh Sơn “

- Ý kiến của người dân sống xung quanh khu vực Bãi rác Khánh Sơn (phụ lục 2&3)

- Ý kiến của Công Ty Môi Trường Đô Thị Thành phố Đà Nẵng (phụ lục 4)