Nghiên cứu xử lý nước thải giàu U N, P bằng phương pháp thủy thực vật.PDF

3.3 Đánli giá ngưỡng chịu đựng amoni của các loại thuỷ thực v ậ t ..... Sinh khôi thuỷ thực vật sau x ứ lý có thể tận dụn g cho chăn nuôi, san xuất protêin, khí m êtan... trong dó có vi

BAO CAO TOM TAT

T ê n đề tài:

Nghiên cứu xử lv nước thải RÍàu N p bằng phương pháp thuỷ thực vật

M ã số: Q T -0 9 -6 8

C á c cán bộ t h a m gia:

- Bùi P h ư ơ n g T h a o - Sinh viên K 5 0 M ôi trư ờ n g

M ụ c tiêu và nội d u n g n g h iê n cứu:

* Mục tiêu:

C h ọ n đ ư ợ c loại th ự c vật có k há n ă n g x ừ lý N và p c a o có thề ứ n g dụn g cho

x ử lý các loại n ư ớ c thai g ià u N p

* N ội d u n g n g h i ê n c ứ u :

- T ô n g q u a n tài liệu về n ư ớ c thải giàu N P; các p h ư ơ n g p h á p x ử lý N p

- N g h i ê n cứu lựa c h ọ n c â y thích hợ p cho x ử lý m ôi trư ờ n g nước giàu N p

- T h ừ n g h iệ m x ử lý nướ c giàu N p

C á c k ế t q u ả đ ạ t đ ư ọ c :

- T h ự c h iện đầy du các m ục tiêu đã đề ra

- Đ ã k h ả o sát q uá trìn h x ứ lý a m oni p h ô tp h o b ằ n g c h u ố i hoa khoai nước, bèo tây, b èo cái bèo tấm K et q u à cho thấy, cả n ă m loại thuỷ thực vật đ ều có kha

n ă n g h ấ p thu a m o n i p h ô tp h o từ môi trư ờ n g n ướ c, tro n g đó b è o tấm có kha năng xử

lý N p c a o nhất

- S ừ d ụ n e hệ lọc cát - trồ n c c â y tạo điều kiện c h o vi sinh vật thích h ọ p phát triền K et q u á k h á o sát q u á trình x ừ lý a m o n i b ằ n g hệ lọc cát - trô n e cây đ ơ n cho thấy, h iệu suất x ử lý a m o n i c u a hệ lọc cát - chuối h oa và hệ lọc cát - khoai nướ c có

tă n g lên n h ư n g n ư ớ c đ â u ra c h ư a đạt tiêu c h u â n thai K ct q u a khao sát q uá trình xử

lý a m o n i b à n g hệ lọc cát - t rồ n g c â y nôi tiếp cho thây, kha n ă n e x ư lý am oni

p h ô tp h o đ ư ợ c tă n g c ư ờ n g m ạ n h ơ các bê lọc tiếp th e o và n ư ớ c đ âu ra luôn đạt tiêu

S e le c tio n o f a q u a p la n ts ha v in g hig h ability o f tre a tm e n t o f N, p w h ic h are

s uitable for N -, P - ric h w a s te w a te r treatm ent

R e s e a r c h C o n te n ts :

- Revievv o f literature on N-, P-rich \vastew ater m e th o d s o f N p treatm cntetc

- S tudy, s e le c t suitable a q uaplants for N-, P-rich w a s te w a te r treatm ent

- A t t e m p t a tre a tm e n t o f N- P -rich w astew ater

5 R e s u l ts

- C a r rie d o u t o u tlin ed plan

- A m o n i a n d p tre a tm e n t pro ce ss using lo w ia c e a e , c o lo c a sia esculenta, vvater

h v a c in th p istia stratistes a nd d u c k w e e d has been studied O u r studv s h o w e d that all five a q u a p la n ts ha v e ability o f a b s o rb in g a m o n i and p from \vater A m o n g

th e m duckxveeđ is the plant w ith hig h est N p a b s o rb in g ability

- T h e use o f sa n d -p la n ts íĩlter sy ste m s creates iầv o ra b le c onditions for

s u ita b le m ic r o o r g a n is m s to develop S tu d y o f a m o n i tre a tm e n t pro ce ss using

s a n d -s in g le p lan t íìlte r sy s te m s h o w e d that a m o n i tre a tm e n t e fficie n cy o f sand-

lcnviaceae a n d s a n d -coỉocasict escu ỉen ta filter s y s te m s in cre ase s but o utput \vater

does not m eet the w astew ater Standard In v estigation o f amoni treatment process

u s in g s a n d - p la n ts -in -se rie s filter system s h o w e d that a m o n i and p treatm ent

e ffic ie n c y s tr o n g ly in cre ase s in su b s e q u e n t rese rv o irs a nd output w a te r alvvays meets the w astew ater Standard

- Anarticle w a s a c c e p te d on Journal o f A n a ly tic a l S c ien c e s

- T ra in in g : 01 B a c h e lo r

M Ở Đ Ầ U

CH Ư Ơ N G 1 TÒNG Q U A N

1.1 Sơ lược về tình hình ô nhiễm nước thái ở nước t a

1.2 Ô nhiễm do nước thải sinh h o ạ t

1.3 C ác p h ư ơ n g p h á p x ử lv am oni và p h ô t p h a t

1.4 X ử lý đồng thòi am oni và phôt p h a t

C H Ư Ơ NG 2 PH ƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ử u

2.1 Đối tư ợ n g nghiên c ứ u

2.2 P h ư ơ n g p h á p nghiên c ứ u

2.3 Phương pháp đánh giá chất lượng nước

2.4 Nghiên cứu chọn lọc SO’ bộ loại thực vật có khả năng hấp thu am oni, p h ô tp h a t

2.5 Thí nghiệm vói các thực vậ t lựa c h ọ n

C H Ư Ơ N G 3: K É T Q U Ả VÀ T H Ả O L U Ậ N

3.1 Nghiên cứu chọn lọc SO' bộ loại thực vật có khả năng hấp thu amoni, p h ô t p h o

3.2 Đặc trưng nưóc thải lựa chọn làm đối tượng nghicn c ứ u

3.3 Đánli giá ngưỡng chịu đựng amoni của các loại thuỷ thực v ậ t

3.4 Đánh giá ngưỡng chịu đựng phôtpho của các loại thuỷ thực v ậ t

3.5 Đánh giá khá năng tạo sinh khối của ba loại b è o

3.6 Hệ lọc c á t - trồ n g cây đ o n

3.7 H ệ lọc c á t - trồ n g cây nối t i c p

K É T L U Ậ N

T À I L IỆ U T H A M K H Ả O

P H Ụ L Ụ C

MỤC LỤC 1

ỏ 3

4

6

11

17 17 17 17

tốt

18 18 21

tốt

21

26 27 36 44 45 48

52 53

55

MỎ ĐẢƯ

N ư ớ c là y ế u tố qu y ế t định sự sống B ả y m ư ơ i đ ế n tá m m ư ơ i p h ầ n trăm khôi lư ợ n g đ ộ n e thự c vật và ca con n g ư ờ i là nước C ũ n g n h ư đối với sự sống, nướ c g iữ vai trò q u a n trọ n g bậc nhất tro n g sản xuất [5]

T h ế như n g , tro n g q uá trình hoạt độn g sinh hoạt và san xuất cua con người, nước thải n g à y c à n e n h iề u và ô n h iễm trầm trọng N ư ớ c thái là nước sau quá trình sử d ụ n g tro n g các hoạt đ ộ n g cùa con ngư ờ i, có th à n h p h ầ n bị biến đôi chứa các chất ô n hiễm [9]

N ư ớ c thai g iàu N p rất p honu p h ú n h ư nướ c thài s in h hoạt, nướ c thải từ các n g à n h c ô n g n g h iệ p , n ư ớ c thải từ n ô n g n ghiệp, c h ă n nuôi và ca nướ c rác T uy nhiên, với m ồi n g u ồ n thải thì h à m lượ ng C O D N p là khác nhau và đặc trư ng cho loại n ư ớ c thải c ủ a n g à n h đó

N ư ớ c thải c h ứ a n h iều n itơ và p h ố tp h o sẽ g â y ra h iệ n tư ợ n g ph ú dưõmg (khi n ư ớ c có h à m lư ợ n g nitơ lớn hơn 30 - 60 mg/1, p h ố tp h o lớn hơn 4 - 8 mg/1) Phú d ư ờ n g là sự gia tăn g lư ợ n g nitơ và p h ố tp h o tro n g n g u ồ n nước ơ các thuỷ vực, gây ra sự b ù n u p h á t các thự c vật bậc thấp (tảo r o n g , ) Vì vậy tuv các hợp chất n itơ và p h ố tp h o là hết sức cẩn thiết cho sự sinh trư ờ n g của các sinh vật thuý sinh, n h ư n g khi h à m lư ợ n g các chất này vư ợ t quá tiêu c h u â n cho p h é p thì nó lại gây ô n h iễ m cho n g u ồ n nước Q u á trình q u a n g h ọ p và hô h ấ p cua các thực vật

g ây ra s ự dao đ ộ n g lớn lượ ng ôxi hoà tan v à p H tro n g nước K êt quả là tạo ra những biến đổi lớn trong hệ sinh thái thuỷ sinh, giảm đa dạng các sinh vật sốna trong n ư ớ c đặc biệt là cá, nướ c có m à u đen m ùi khai t h ô i D o đó việc x ư lý nitơ, p h ố tp h o tro n g nướ c thai là công việc hết sức cần thiết [3]

C h o đến nay, m ộ t số kv thuật x ử lý n ư ớ c thài e ià u N p dã đượ c rmhiôn cứu và á p d ụ n g tại V iệ t N a m X ư lý a m o n i theo các p h ư ơ n g pháp: sục khí clo hoá tại đ iể m dột biến, p h ư ơ n g pháp vi sinh, trao đôi ion X ư lý p h ổ tp h o theo các

p h ư ơ n g p h á p kết tua p h ư ơ n g p h á p vi sinh, p h ư ơ n g p h á p trao đôi ion và h ấp thụ vào thự c vật M ộ t vài p h ư ơ n g p h á p đã đượ c ú n g d ụ n e t r o n ? thực tê, tuy nhiên

k h ô n g phai tất cả các cô n e n e h ệ x ử lý a m oni và p h ô tp h o trên đêu có thê áp d ụ n s

v ào thực tế, đặc biệt đối với các n g u ồ n n ư ớ c đ ồ n s thời bị n h iễ m ca a m o n i và

p h ố tp h o thì n h ũ n g k h ó k h ă n n êu trên c à n g lớn hơn vì phai á p d ụ n g các c ô n g nghệ riêng lé trontĩ m ộ t tô h ọ p hệ th ố n g đê x ử lý

V ới m o n g m u ố n p h á t triển m ột loại hình c ô n g n g h ệ x ư lý đ ồ n g thời ca hai

họ p chất trên, p h ư ơ n g thứ c vận h à n h đơ n gian, de áp d ụ n g và có giá thành thâp

p h ư ơ n g p h á p h ấ p thụ b à n g th u ý thực vật đặc biệt p h ư ơ n g p h á p tô h ọ p giữ a lọc- kêt hợ p với cây trồ n g thích hợp đượ c ng h iên cún.

H o n nữ a , nitơ p h ố tp h o trong nước thai n ê n đ ư ợ c quan tâm n h ư một

n guôn d inh d ư ỡ n g h ơ n là chất ô n h iễm c ầ n đượ c loaị bò X u h ư ớ n g c ô n g niihệ hiện nay đối với x ử lý nướ c thái, n h ư quá trình loại bo N p b ằ n g b ù n hoạt tính là quá đất ở các n ư ớ c đ a n g phát triển M ột trong n h ữ n g giai p h á p có thê lựa chọn cho n h ữ n g n ư ớ c đ a n g phát triển là tận d ụ n g hệ tự n h iên đê x ư lý nước thái do chi phí k h ô n g q u á cao và p h ầ n lớn các nước đó có khí hậu ấ m áp thích họ p cho các quá trình tự nhiên X ử lý nướ c thải nên đ ư ợ c c h u y ê n h ư ớ n g sa n g sư d ụ n g lại một

c ách h iệ u q u ả các chất dinh dưỡng

H ệ t h ố n g th u ỷ thực vật nồi có thể là c ô n g n g h ệ h ấp dẫn cho m ục đích phục hồi và sử d ụ n g lại chất dinh dưỡng S ư d ụ n g th u ý thực vật đê XU' lý nước thải có m ột số n h ữ n g ưu điểm :

- T h ự c vậ t tăn g trư ở n g nhanh nên hấp thụ các chất dinh d ư ỡ n g nhanh

- Là p h ư ơ n g p h á p x ử lý d o n giàn, giá thành x ư lý thấp

- Có tính sinh thái, có thề loại bo đượ c các m ầ m g â y bệnh Sinh khôi thuỷ thực vật sau x ứ lý có thể tận dụn g cho chăn nuôi, san xuất protêin, khí m êtan làm p h â n bó n [4.15, 17]

Với m ục đ ích chọn d ư ợ c lo ạ i thực vật có kha n ă n g xir lý N và p ca o có thê

ứng dự ng cho x ử lý c á c lo ạ i nước thai g ià u N, p đ ỏ n g th ời có kha năng tận dụng

dư ợ c sinh khối thự c vậ t cho mục đích khác Đ ê tà i này tậ p tru ng đánh giá:

1 N ồ n g đ ộ N, p chịu đự n g đư ợc cua cá c lo ạ i thuv thực vật.

2 K h á năn g h â p thu N, p và kha năng tạ o sinh khôi cua m ột sô lo ạ i

tìm ỷ thực vậ t sa u khi đ ã lựa chọn.

3 K h a n ă n g x ứ lý N, p cua hệ lọc cát - trỏ n g câ y đơn.

4 K h a n ă n g x ứ lý N, p cua hệ lọc cát - trô n g câ y nôi tiêp.

Chương 1 - TÔNG QUAN

1.1 Sơ lược về tình hình ô nhiễm nuóc thải ỏ nuóc ta

N ư ớ c thải là nướ c cấp sau khi đã sư d ụ n g bị n h iễm bân từ sinh hoạt, các hoạt đ ộ n g dịnh vụ, sản xuất c ô n g nghiệp, n ô n e n g h iệ p đ ư ợ c thai ra khoi khu vực đang sử d ụ n g về m ộ t n e u ô n tiêp nhận n h ư ao hô sông b i ê n T r o n g khi di

c huyê n, m ộ t lượng nướ c thải nhất định sẽ th âm vào đât, vào nướ c n g ầ m c ũ n g

đe m theo chất g â y ô n hiễm cho n g u ồ n nướ c n g ầ m vố n đ ư ợ c coi là k h ô n g ô nhiễm[5]

0 n h iễ m m ôi trư ờ n g nướ c là sự thay đôi th à n h p h â n và tính chất cua nước, gây á nh h ư ở n g x ấ u tới hoạt đ ộ n g s ống bình t h ư ờ n e cua c o n ngư ờ i và sinh vật

M ộ t trong n h ữ n g n g u y ê n n h â n c ơ bản của sự ô n h iễ m n ư ớ c là do con ngư ờ i gây

ra N ư ớ c bị ô n h iễm do n g u ồ n nước thải sinh hoạt h à n u n g à y hoặc do nước thải bệnh viện, n ư ớ c thái t ừ san xuất N ư ớ c thải c ô n g n g h iệp là n g u ồ n ô n h iễm lớn nhất đối với tài n g u y ê n nước P h ầ n lớn sô nướ c thải n à y k h ô n g đ ư ợ c x ử lý và

c h á y v ào các sông M ồi n ă m có k h oa ng 500 ty tấn n ư ớ c thải vào kh u vực thiên

n hiên và c ứ 10 nă m thì lư ợ ng nướ c thai này lại tăng gấp đôi [12]

N g u ồ n nướ c bị ô n h iễ m gây ra n h iều hậu q u a n g h iê m trọng cho sự phát triền xã hội và cho đời s ố n e c o n người L ư ợ n g n ư ớ c ít chất lượng nước ngày

c à ng xấu đi k h iế n cho vấn đề sản xuất lươnu thực bị tác đ ộ n g lón anh hư ơ ng

n g h iê m trọ n g tới sức k h o ẻ c on người Thật vậy, ớ các nướ c đ a n e phát triên có tới

6 0% số n e ư ờ i th iế u n ư ớ c sạch và 80% b ệ n h tật liên q u a n đ ế n n g u ô n nướ c n hiễm bẩn [7]

N h u c ầ u nước sạch đ a n g là vấn đề bức thiết nhất c u a các nướ c trên thế giới h iệ n nay B ấ t k ỳ là nướ c c ô n s ng h iệp h oá hay là các n ư ớ c đ a n g phát triên việc th iế u n ư ớ c đ a n g trở thành m ột hiện tư ợ n g ph ô biến T hế uiới đ a n a clứne trước n g u y c ơ thiếu n ư ớ c trên p h ạ m vi toàn câu

So với các n ư ớ c trên thế giới V iệt N a m th u ộ c n h ó m quôc gia k há vê nước với tô n g trữ lư ợ n g n ư ớ c trê n 1 0 0 tì m /n ăm và hệ thông, s ông ngòi k há p h o n s phú N h ư n g n g à y n a y với sự phát triển nh a n h c u a quá trình c ô n g n g h iệ p hoá đô thị h oá và s ự gia tăn g d â n số n e u ồ n tài n g u y ê n n ư ớ c đ a n c cạn kiệt d ân và có

n h ũ n g b iếu h iện suy thoái k há n e h iè m trọng M ứ c độ ô n h iễ m nướ c ơ m ột số khu

c ô n g n g h iệ p , k h u c h ế xuấ t, cụ m c ô n g n g h iệ p tập trung, làng nghề rât lớn đặc biệt

là ô n h iễ m c h ấ t h ữ u c ơ và vi sinh vật ơ H à Nội th à n h p h ô H ô Chí M in h và các

thành ph ố lớn và v ừ a khác, n ư ớ c thai cua các kh u cônti n g h iệ p c ù n g nước thai

-)

sinh hoạt trực tiếp đô ra n g u ồ n tiếp nhận là các sông hồ kênh, m ư ơ n g đi q u a các khu d ân c ư và kh u san xuất N ư ớ c thải từ p h ầ n lớn các b ệ n h v iện và cơ sơ y tế

cũ n g đ ư ợ c g ó p c h u n g vào hệ th ố n g nướ c thài c ô n e cộng Độ ô n h iễ m cùa các

n g u ô n tiếp n h ậ n đ ều v ư ợ t q uá tiêu c h u ấ n cho p h é p [13]

H iện n a y t ổ n e nước thải sinh hoạt của H à N ộ i x ấ p xi 500.000 m /n s à y

đ èm ngoài ra nướ c thai sán xuất c ô n e n g h iệ p và d ịch vụ k h o ả n g

250.000-3 0 0 0 0 0 nrVngày đêm L ư ợ n g nướ c thài được xù' lý đạt tiêu c h u ẩ n chi c h iế m hơn 5% tô n g lư ợ n g n ư ớ c thải cua th àn h phố

Tại th à n h p h ố H ồ Chí M inh, lượ ng nướ c thải k h ô n g đ ư ợ c x ử lý k h o á n g

6 00.000 m /n g à y đ ê m và các kênh rạch cua th à n h phố c h ín h là n g u ồ n tiếp nhận lượ ng n ư ớ c thái này N g o à i ra nước thải sinh hoạt cua n e ư ờ i dân c ũ n g đ ó n g góp

m ột p h ẩ n đ á n g kê tro n g tôno, lư ợ ng nước thai đô thị T h e o th ố n g kê nướ c thai sinh hoạt th ư ờ n g c h iế m 8 0 % -9 0 % nước thài đô thị N g u ồ n nước thai này chưa được x ử lý h o ặ c chỉ đ ư ợ c x ử lý sơ bộ bàng bể tự hoại cua tìm g eia dinh nên không đạt tiêu c h u â n thải vào n g u ồ n nướ c mặt H ệ th ố n a thoát nước cùa các đô thị V iệt N a m là hệ t h ố n g c h u n g cho ca nước m ưa nướ c thái c ô n g n g h iệ p và nước thải sinh hoạt [13]

N h ìn c h u n g hệ th ố n g x ử lý nước thải cùa n ư ớ c ta c òn c h ư a được đ âu tư

m ột c á ch đ ú n g m ứ c th ậm chí còn đô trực tiếp nướ c thải c h ư a x ử lý vào môi trư ờng, g â v ô n h iễ m n g h iê m trọng n g u ồ n nước

1.2 Ô nhiễm do nước thái sinh hoạt

N ư ớ c thải sinh hoạt là nước đã đượ c sử d ụ n e cho các m ục đích ăn uone sinh hoạt, tam rửa vệ sinh nhà c ứ a c u a các khu d ân cư côrm trình côntỉ cộim

cơ sò' d ịc h v ụ N h ư vậy nước thải sinh hoạt đ ư ợ c hình thành trong quá trình sinh hoạt của c o n n g ư ờ i [6]

L ư u l ư ọ n s n ư ớ c thái c h u yếu phụ thuộc vào m ật độ dân cư xấp xi lượng nước tiêu thụ trên đ â u người Có thè xác địn h lư ợ n a n ư ớ c thai sinh hoạt cua m ột khu dàn c ư trê n CO' sở nướ c câp T iêu c h u â n nướ c thai cua khu dân c ư đô thị

th ư ờ n g là từ 100 đ ế n 2 5 0 l/(n g ư ờ i.n e à y đ ê m ) (đối với các n ư ớ c dan lí phát triên)

và từ 150 đ ến 500 l/(n m rờ i.n e à y d è m ) (đối với các nướ c phát triên)

Ờ nướ c ta h iệ n nay tiêu c h u â n nước c â p dao đ ộ n e từ 120 dên ISO 1/người đối với khu vực n ô n u thôn, tiêu c huâ n câp nướ c sinh hoạt 50 đèn 100

N g o à i ra, lư ợ n g n ư ớ c thai sinh hoạt c u a k h u dân c ư còn phụ thuộc vào điêu k iện tra n g th iế t bị vệ sinh nhà ở, đặc đ iểm khí h ậ u thời tiết và tập q u á n sinh hoạt của ngư ờ i dân C ò n lư ợ ng n ư ớ c thải sinh hoạt tại các c ơ sơ d ịch vụ công trình c ô n g c ộ n g p h ụ th u ộ c vào loại công trình, chức năng, số người th am gia, phục v ụ tro n g đó.

Đ ặc điêm c ủ a n ư ớ c thái sinh hoạt là có h àm lư ợ ng lớn các chất hữu cơ dễ phân h u ỷ ( h id ro c a c b o n protein, chất béo), các chất vô c ơ dinh d ư ờ n g (nitơ phôtpho) c ù n g với vi k h u ẩ n (bao gồm cà vi sinh vật g â y bệnh), trú n g giun sá n

H à m lư ợ n g các chất g ây ô n h iễ m trong n ư ớ c thai sinh hoạt p h ụ thuộc vào điều kiện sống, chất lư ợ ng bữ a ăn lượng n ư ớ c sư dụng, hệ th ố n g tiếp nhận nước thải cua t ừ n g v ù n g d ân c ư [6]

T r o n g q u á trình sinh hoạt, con ngườ i xa vào hệ t h ố n g thoát nước m ột lượ ng chất b â n n h ấ t định, phần lớn là các loại cặn chất hữu cơ chât dinh dưỡng

Đ ặc trư n g c ù a n ư ớ c thải sinh hoạt là có h à m lư ợ ng h ữ u c ơ lớn (từ 55 đên 65% tốna, lư ợ ng chất bẩn, c h ứ a n h iều vi sinh vật trong dó có vi sinh vật gây bệnh

Đ ồ n g thời tro n g n ư ớ c thai sinh hoạt c òn có n h iều vi k h u â n p h â n huỷ chất h ữ u cơ cẩn thiết cho các quá trình c h u y ể n hoá chất bân tro n g nước T h à n h phần nước thải sinh hoạt p h ụ th u ộ c vào tiêu c h u ẩ n cấp nư ớ c, đặc đ iềm hệ thống thoát nước,

đ iều k iện tra n g thiết bị vệ s i n h

Đ ộ ô n h iễ m c ủ a các n g u ồ n thai n ày khi thải trực tiếp vào c ố n g rãnh có giá trị đặc trư n g sau (b á n g 1):

5

B ả n g 1 M ộ t sô th ô n g số đặc trư n g c ủ a nướ c thải sinh hoạt [6]

8 T ố n g c o liíb rm M PN /lO O m l 1 0" đen 1 0°

1.3 Các phuong pháp xử lý amoni và phôtphat

1.3.1 Các phuong pháp xử lý amoni

C ó b ố n p h ư ơ n g p h á p x ử lý a m oni tro n g n ư ớ c d a n u được ứng d ụ n g hiện nay là p h ư ơ n g p h á p cơ học ( p h ư ơ n g p h á p thổi khí), p h ư ơ n g p h á p ox y hoá (p h ư ơ n g p h á p clo hoá tại điềm gẫy), p h ư ơ n g p h á p vi sinh và p h ư ơ n g pháp trao đôi ion

M ặt khác, ơ d ạ n g tồn tại N H3CÓ khả năng bốc hoi D o đó sục khí trong đ iều kiện

p l l cao từ 11-12 là m ộ t c á ch loại bỏ a m oni ớ n ồ n g độ cao T rư ớ c tiên, phai tănu

pH của d u n u d ịch sau đó sục khí với lưu lượn ạ khí k h o a n a 3 000 nrVnr' nướ c ơ

25°c [11.

C lo và các h ọ p chất clo n h ư clo dioxit N a O C l Ca(OC l)?, các họ p chất

c loa m in đ ề u có k h a n ă n g ô x y hoá a m oni th àn h các san p h ẩ m nitrit nitrat hoặc

N 2 T ro n g m ôi trư ờ n g nước, clo và các hợp chất clo trên đ ề u tạo ra ion CIO" Clo trong ion CIO" có số ô x y h oá +1 còn đượ c gọi là clo hoạt tính sẽ p h á n ứ n g với

a m oni [3] T u ỳ thuộc vào tỷ lệ giữa clo và a m o n i m à tạo ra các sản p h ẩ m khác nhau do phán ứ n g x ả y ra theo từ n g bậc:

2 N H 4+ + 3 H O C 1 o N2 + 5 C 1 '+ 3 H 20

K hi tí lệ đó v ư ợ t quá 7.6 thì toàn bộ các d ạ n g c lo a m in đều bị c h u v ê n hoá hết Clo n ằ m tro n g các hợ p chất c lo a m in đượ c gọi là clo liên kết L ư ợ n g clo d ư sẽ tồn tại ở d ạ n g tự do Tại điếm gãy đ iểm nằ m giữa d ạ n g clo tự do và d ạ n g clo liên kết a m o n i sẽ c h u y ề n h oá thành nitơ

T h e o p h ư ơ n g trình phan ứng, đê ôxi hoá 1 m ol a m o n i thành nitơ cần 1.5 moi HOC1 tro n g thực tế cần tói 2 moi có thế do q u á trình o x y hoá tới sản phâm cuối là N 0 3' của m ộ t p h ầ n NH.ị+:

Vì v ậ y p h ư ơ n g p h á p loại bo am oni qua p h ả n ứ nu clo h oá tại diêm iiãv chi

có thề sử d ụ n g khi n ư ớ c cần x ứ lý ch ứ a ít hữu c ơ và h àm lư ợ nu a m o n i thấp

1.3.1.2 Ph ư ơ n g pháp oxy hoá

7

1.3.1.3 P h ư ơ n g p h á p vi s in h

Phương pháp vi sinh là phương pháp được sư dụne phô biến đẽ XU' lý

a m oni tro n g n ư ớ c thải

Phươne pháp này gồm 2 giai đoạn: OXY hoá am oni thành nitrat và khư

nitrat th àn h khí nitơ

G iai đ o ạ n o x y h o á a m o n i th àn h nitrat trải qua hai giai đ o ạ n n h ờ các chù n g

vi sinh tự dưÕTLg sứ d ụ n g n g u ồ n c á cbon vô c ơ (bicarbonat) am oni, photphat đê xây d ự n g tế bào Đ ê có n ă n g lư ợ ng d u y trì hoạt đ ộ n g các loại vi sinh tự d ư ỡ n g tiến h à n h oxi h o á a m o n i th àn h nitrit ( N itro s o m o n a s ) và oxi h o á nitrit thành nitrat (N itrobacter) theo p h a n úng:

N H / + 1,5 02 -> N 0 2' + 2H+ + H20

N O t + 0.5 Ot —> N O3

Đ ê oxi hoá l m o l N H ị+ cần 2 mol 0-> và sinh ra 2 m o l II nên ngoài nguồn cacbon vô cơ c h ú n g c ầ n đượ c c u n g cấp oxi và độ k iềm với m ức 4.57 g 0 : và 7,14 g k iề m C a C 0 3/g N H 4+ đượ c oxi hoá K h ử nitrat th à n h khí N2 đượ c thực hiện nhờ loại vi sinh vật dị d ư ỡ n g sư d ụ n g c a c b o n h ữ u c ơ tro n g điều k iện k h ô n g có

m ặt oxi theo p h ả n úng:

N O3" + chất h ữ u c ơ —> N2 + C 02 + H ị O + 01 I OH" + C 02 - » H C O3'

Đẻ k h ử l g nitrat c ầ n 2,2-10.2 g C O D và sinh ra 3.57 m u kiềm theo

m g C a C 03/l

P h ư ơ n s p h á p vi sinh là p h ư ơ n g pháp x ử lý tiên tiến, có h iệu qua đã được tiêu c h u ẩ n h o á đê x ử lý a m o n i trong nướ c thải

1.3.1.4 P h ư ơ n g p h á p tra o đôi ion

T ra o đỏi ion là p h ư ơ n g p h á p sư d ụ n e trực tiêp các chât trao đôi ion

đề tách ion N H | ’ ra khói m ôi trư ờ n g nước theo p h a n ứne:

R-Na + NH.ị+ c=> R-NH4 + Na*

G iố n g n h ư m ọi q u á trình trao đôi ion a m o n ia c chi có thê trao đôi khi tôn tại 0' d ạ n g N H / và tuân theo qui luật trao dôi ion Khi ch ấ t trao đổi ion đã bão hoà a m o n i thì có thể s ư d ụ n g lại bàn 2 c ách tái sinh, tức là đ ư a nó về d ạ n g ban

cao với a m o n i là zeolit, đặc biệt là clinoptilolit có d u n g lư ợ ng trao đôi ion 1.0-2.7 đl/kg, tư ơ n g ứ n g với 14 - 32 g N H47 k g T u y vậy d u n g lư ợ ng hoạt đ ộ n g cua nó trong thự c tiễ n ít khi v ư ợ t q u á 50% cua d u n g lư ợ ng tồng, th ư ờ n g là 1 - 7 g/kg do khi gần bão h o à a m o n i lại bị chiết ra ngoài d u n g dịch K h ả năng sư d ụ n g loại zeolit này v ẫ n c h ư a thể áp d ụ n g n h iều trong thực tiễn do c h ư a tìm đượ c các

p h ư ơ n g p h á p tái sinh thích hợp Ờ nhiều quốc gia do có nhiều n g u ồ n zeolit tự nhiên, giá th àn h rẻ có thể sử d ụ n g đê x ử lý a m o n i [1 0]

1.3.2 C á c p h ư ơ n g p h á p x ử lý p h ô tp h a t

H ợ p chất p h ô tp h o trong m ôi trư ờ n g n ư ớ c thai tồn tại ơ các dạng: phôt pho

h ữ u cơ, p h ô tp h o đ ơ n ( H2P O4', H P 0 42' P 0 43" ) tan tro n g nư ớ c, p o ly p h ô tp h a t hay

c òn gọi là p h ô tp h a t trù n g ngư n g , m u ố i p h ô tp h o và p h ô tp h a t tro n g tế bào sinh khối

Các p h ư ơ n g p h á p x ứ lý c hu y ế u hiện nay là: p h ư ơ n g p h á p kết tua phôtphat p h ư ơ n g p h á p vi sinh, p h ư ơ n g pháp trao đôi ion

n h ô m tro n g n ư ớ c đ ó n g vai trò chất hấp phụ chất keo tụ có kha n ă n g hấp phụ

p h ôtphat tan ho ặ c k eo tụ các h ọ p chât p h ôtphat k h ô n g tan c ù n g lăng

C à ba loại ion (C a , A Ỷ \ Fe +) đều tạo ra h ọ p c h ấ t p h ô tp h at có độ tan

thấp, đặc biệt là h y d r o x v la p a tit và apatit Ph ả n ứne xáv ra ơ v ù n s p ỉ l cao nên nhiều loại h ọ p ch ấ t cua c anxi với p h o tp h at có c h ử a th ê m n h ó m 0 1 1

H y d ro x it sát, n h ô m tan trơ lại vào nướ c dướ i d ạ n e tcrrat hoặc a lum ina t[ (F e ( O H )4\ A l ( O H ) 4'] ơ v ù n g pH cao ( trên 8.5) ờ vùn g thấp h o n chú n g tồn tại ờ d ạ n g kết tủa keo tụ c ù n e lắng với các h ọ p chất p h o tp h a t tạo thành Hiện tư ợ n g keo tụ hấp ph ụ có vai trò q u a n trọrm h ơ n tro nu hệ sư d ụ n e m uôi săt muối n h ô m khi kết tua so với sử d ụ n g vôi

9

N H 4+ P 04 " đ ư ợ c kết tùa dướ i d ạ n e struvite.

S ứ d ụ n g anionit để th u hồi p h ôtphat sẽ gặp phai các kh ó khăn:

N ư ớ c thai t h ư ờ n g c h ứ a m ột lượng cặn k h ô n g tan lớn cũn li giam hiệu qua hoạt đ ộ n g c u a anionit

1.3.2.3 P h ư ơ n g p h á p vi s in h

T ro n g nướ c thải, h ọ p chất ph ô tp h o tồn tại dưới ba d ạ n s h ọ p chất: phôtphat đơn ( P O4 ) p o ly p h o tp h a t (P2O4), và họ p chất h ữ u c ơ c h ứ a phôtphat tronu dó

p o lv p h o tp h a t và h ọ p chất hữu c ơ chứa p h ô tp h at c h iế m ti trọim lớn

M ặ t khác, tro n g q u á trình x ư lý vi sinh, chi có m ột " c o n d ư ờ n u duv nhât" làm cho lư ợ n g p h ô tp h o t ro n e n ư ớ c thái hao hụt Đ ó là do vi sinh vật hâp thu đê

x ây d ự n c tế hào H à m lư ợ n e p h ô tp h o tro n e tế bào vi sinh c h iế m k h o á n a 2%(1.5 - 2 5 % ) khối lư ợ n u khô T u y nhiên, tro n e điều k iện h iếu khí m ộ t số loại vi sinh vật c ó k ha n ă n g h ấ p thu p h ô tp h at cao hơn m ức bình th ư ờ n e có thê từ 2 - 7% khối lư ợ n g khô L ư ợ n e p h ô tp h o d ư này đượ c vi sinh d ự trữ Niiược lại trong diều kiện y ế m khí và có m ặt chất hữu cơ lư ợ ng p h ô tp h a t du' này đượ c thai ra nRoài dư ớ i d ạ n e p h ô tp h a t dơn

C ác loại vi sinh vật th am gia vào quá trình hấp thu - tàn g trữ - thai phô tp h o có rât n h iề u n ên đượ c gọi c h u n g là nh ó m vi sinh bio - p tro n g đó vi sinh A c in e to b a c te r c h iế m số lượng nhiều nhất.

Á p d ụ n g h iệ n tư ợ n g n ê u trên đề tách loại h ọ p chất p h ô tp h o ra khoi nước thài b ă n g c á c h tách vi sinh có hà m lượng p h ô tp h o cao d ư ớ i d ạ n g b ù n thài (còn gọi là p h ư ơ n g p h á p tác h trực tiếp) hoặc kết tua p h ô tp h a t tan sau khi x ư lý yếm khí [3]

X ử lý hợ p c h â t nitơ là sư d ụ n g các biện p h á p p h â n huy hợp chất đó Song,

xu h ư ớ n g h iện n a y là thu hồi đ ồ n g thời cả th àn h p h ầ n nitơ ph ô tp h o để tái sư dụng n h ư sử d ụ n g làm phân bón cho n g h à n h n ô n g nghiệp

C ầ n bổ su n g c ác th à n h p h ầ n còn thiếu c ho n ư ớ c thái c ầ n XU' lý đê tạo điều kiện cho sự tạo t h à n h Struvite C ũ n g cần lưu ý với m ụ c tiêu XU' lý am oni

p hôtpho, khi ưu tiên c h o m ột đối t ư ọ n ° nào đó cần sử d ụ n a d ư các hoá chất khác

Ph ả n ứ n g kết tua Struvite áp dụns, kỹ thuật theo m ẻ có thê thực hiện tro n a thời g ian 4 p h ú t ờ nhiệt độ th ư ờ n g , tại pH = 8.5 ti lệ m oi M g /P = 1 thì hàm lượng Struvite tro n g khối san p h à m đạt 10 - 20% H iệu q u a loại ho phô tp h o la

9 2% với n ồ n g độ d ư là 17 mg/1

1.4.2 P h ư ơ n g p h á p t r a o đ ổ i ion

T h u hồi a m o n i và p h ô tp h a t ở d ạ n g k h ô n g b iế n đôi về bản chất h oá học được thự c h iệ n b ằ n g p h ư ơ n c p h á p trao đổi ion Ư u điểm c u a p h ư ơ n g p h á p này là tách loại a m o n i và p h ô tp h a t m ột cách c h ọ n lọc thu hồi lại từ dun g d ịch tái sinh, tái sư dụng

A p dụntĩ p h ư ơ n g p h á p n à y cũng cho phép tạo ra Struvite sau khi thu hồi

N H / P 0 4?" từ hai cột clinoptilolit và anionit tư ơ n g ứng

1.4.3 P h ư ơ n g p h á p s ử d ụ n g t h u ỷ t h ự c v ậ t

T h u y thự c vật đ ó n g vai trò q u a n trọng tro n g x ứ lý ô n h iễm n ư ớ c thải

T ro n g hệ có s ự " c ộ n g tá c ” giữa thuỷ thực vật v à vi sinh vật T ro n g đó vi sinh vật tham gia trự c tiếp v à o q u á trình p h â n hu y chất hữu c ơ và tạo ra các chất vô cơ (nitơ, p h ô tp h o và các chất k h o á n g k h á c , ) cho thực vật sư dụng N g ư ợ c lại thuy thực vật lại c u n g c ấ p ôxi cho vi sinh vật h iếu khí p h â n hu y các chất hữu cơ T huy thực vậ t h ấp thu và đ ồ n g h o á các hợ p chất vô cơ d ạ n e N 0 3‘ N H ị\ P O4 Đày chính là c ơ chế làm sạch nướ c thài khi sư d ụ n g tluiỴ thực vật

H iệ n nay th u v thực vật đ a n g là đối tư ợ n g đ ư ợ c q u a n tâm đến trong xử lý nước thải vì n h ữ n g ưu đ iêm cùa chúng:

'r T ă n g trư ớ n g n h a n h nên h ấp thu m ạn h chât ô nhiễm

> S ử d ụ n g th u ý thực vật là p h ư ơ n g p h á p thân thiện với m ôi trường

r- C h i phí x ử lý thấp

K S in h k h ố i sau khi x ử lý có thê tận dụrm ch o các mục đ ích khác n h ư

c h ă n nuôi, làm p h â n bón sàn xuất protêin khí m ê ta n ,

T h e o T ripathi et al (1991) việc sư dự n g thự c vật tro n g x ư lý nước thài sinh h o ạ t và n ư ớ c thai c ô n g ng h iệp đã đượ c đề xuất bời B oyđ (1968)

W o lv e rto n & M c D o n a ld (1979) P averly (1983) O ro n et al (1986) Sutton

& O r o n e s (1975) R e d d y (1983) S hukla & Tripathi (1989) [13]

T h u y thự c vật có thể dượ c sư d ụ n g m ột c á ch hiệu qua trong việc aiam thiểu m ứ c độ ô n h iễ m nướ c và sinh khôi cua chúnti có thê đượ c sư dụn g đê san xuất biogas thứ c ăn e ia súc làm p h â n b ó n H i ệ u qua x ư lý của m ột số loài thuy thực vật nổi đã d ư ợ c k iể m c h ứ n g tro n g các thí n g h iệ m và cho thấy c h ủ n g có tiêm

n ă n g tro n g x ử lý n ư ớ c thai

T h e o n h ó m n a h iê n c ứ u trư ờ n g đại học Federaỉ tại b a n g Santa Catarina phía bắc B razin n ế u chi sử d ụ n g các hệ ao hô thì chi có thể loại bo các hợp chất

hữu cơ, m à k h ô n g loại bo dượ c N, p M ộ t hệ th ố n g sư d ụ n g co vertical ( Tvpha

s p p ) gồ m 4 lớp (1, 2, 3, 4) đ ượ c x â y d ự n g ở q u y m ô pilot đê x ư lý n ư ớ c thai chăn

nuôi cúa m ột t r a n e trại có 4 5.000 con lợn H ệ th ố n g hoạt đ ộ n g tro n g 280 ngày Các kết quả thí n g h iệ m chi ra rằng hệ th ố n g loại bo đ ư ợ c 33% C O D k h oa ng 49% N 4 5 % P 0 43" -P với tốc độ tải k h o ả n g 1.36 g m ‘2.n g à y' 2 [16]

M ộ t n g h iê n c ứ u khá c tại Z im b a b w e nhàm ước lư ợ n g khả n ă n g x ử lý và sư dụng lại nướ c thái c h o các c ộ n g đồng, địa p h ư ơ n g nhò N g h iê n cứu tập trung vào kha n ă n g loại bo N p sự hoạt đ ộ n g của hộ thống H ệ th ố n g đ ư ợ c th ư n a h iệ m tại

2 v ùng N e m a m v a và G u tu -m u p a n d a \v a n a Các m ầ u n ư ớ c thai đượ c lấy và phàn tích h à n g th á n g từ 9 /2 0 0 0 đến 8/2001 với các tlìône số NO;", N H / T K N TP

C O D và m ột số th ô n g số khác K et quà là hệ th ố n g ở N e m a m v a vẫn có hàm lượng N, p cao vì k h ô n g có d ò n g c hà y ra H ệ t h ố n g G u tu có nước thai đầu vào

3 8 7 ± 2 3 1 mg/1 T N 7 5 ± 2 4 mg/1 TP vư ợ t q u á tiêu c h u â n tư ơ n g ứng ơ

Z im b a b w e (10 mg/1 T N lmu/1 TP) Sau quá trình thí n u h iệm nước thai đạt tiêu chuẩn th á i[ 2 1 ]

1.4.3.1 C o - c h ế x ử lý [15]

T h u ỷ th ự c vật có kha n ă n g vận c h u y ê n oxi từ k h ô n e khí vào nướ c n h ờ bộ

rễ, cho p h é p hìn h th à n h n h ó m sinh vật h iếu khí q u a n h bộ rễ thự c vật Các vi sinh vật hiếu khí th íc h h ọ p cho việc phàn giái sinh học các h ợ p ch ấ t hữu cơ phức tạp thành các h ọ p chất h ữ u c ơ đ ơ n gian Sán phàm cua các q u á trình p h â n siai này sẽ được thự c v ậ t sư d ụ n e cho quá trình sinh tr ư ớ n e và phát triên K ha n ă n u loại bo các chất ô n h iễ m vô c ơ và hữu c ơ trong nướ c dã dưcrc c h ứ n g m inh là có sự cộng sinh giữ a th u ỷ thực vật và các vi sinh vật s ố n e xun u q u a n h rễ cua c h ú n e Thực vật và các vi sinh vật có thê đạt hiệu quà đượ c h iệu q u à cao khi c h ú n g phôi hợp với n h a u tro nu m ộ t hệ sinh thái cân bằng Ò xi c h u y ế n từ p h ầ n thân và lá khi sinh

x u ố n g bộ rỗ và giải p h ó n e ra vùim rễ tạo diêu kiện th u ậ n lợi cho q u á trình nitrat

và k h ử nitrat B ói v ậy thuý thự c vật đ ó n g vai trò chu y ê u t ro n a việc aiain n ồ n a

độ N I I t+ N O :' N 0 3‘ P 0 4\ TSS CO D

Các vi s in h vật p h â n h u y các chât hữu c ơ th à n h các chât vỏ cơ ( k h o á n " hoá) c u n g c ấ p cho thự c vật th u ý sinh, trước hêt là tao Tao và các thực vật thuv sinh này lại c u n g c ấ p ôxi cho vi khuân Các loài thực vật th u v sinh n h ư bèo tây bào cái khoai n ư ớ c c ó rề c h ù m thân, tạo diêu kiện cho vi sinh vật b ám v à o

m à k h ô n g bị c h ìm x u ố n e đáy C húim c u n e càp òxi cho vi kh u â n hiêu khí ntioài

13

ra còn c u n g c â p cho vi sinh vật n h ữ n g hoạt chất sinh học cần thiết N e ư ợ c lại \ i khuẩn c u n g cấp n g a y tại c hồ cho thực vật n h ữ n g sản p h ẩ m trao đồi chất cua mình, đ ồ n g thời thực vậ t c ũ n g che c h ơ cho vi k h u ẩ n khoi bị chết dư ớ i á nh năng mặt trời T ả o là n g u ồ n thức ăn cho cá và các loài th u y san khác, khi chết sẽ là chất dinh d ư ỡ n g c ho vi sinh vật.

N h ư vậy q u á trình làm sạch nướ c bị ô n h iễ m chất hữu cơ N p k hông chi

do tao hoặc các th u ý thực vật nổi khác m à còn do vi k h u â n tro ne nước Tro ne dó vai trò c ù a tảo và các th u ỷ thực vật là k h ư n g u ồ n a m o n i hoặc nitrat, p h ôtphat có trong nước

1.4.3.2 V ai trò chủ yếu của th u ỷ th ự c vật nổif 13]

o L à m g iá th ê ch o vi sin h v ậ t sin h sông:

Các vi sinh vật số n g trên rề còn thân, lá có vai trò quan trọng trong quá trình xử lý

o Tạo đ iề u k iện c h o q u á trìn h n itra t h o á và k h ử n itra t.

T ro n g n ư ớ c thải, lư ợ n g oxi h oà tan là rất thấp hoặc đôi khi là banR k h ô n ”

Do đó, n itơ tro n g n ư ớ c thai chù y ế u tồn tại ờ d ạ n g nitơ h ữ u c ơ hoặc am oni Sự

c h u y ể n hoá từ N H / th àn h N O / k h ô n s thề xay ra trừ khi n ư ớ c thai được sực khí khi đó vi k h u â n h iếu khí sẽ thực hiện quá trình c h u v ê n hoá này

M ộ t lư ợ n g ôxi k h u ế c h tán từ rễ thực vật sẽ tạo ra m ột YÙne hiếu khí tạo điều kiện cho c h o s ự sinh trư ơ n g cua các vi sinh vật hiếu khí vi sinh vật nitrat hoá sẽ c h u y ể n h o á N H3 th àn h N O3" Ớ xa v ùng rễ T V T S vùn g kị khí m ột số sinh vật k h ư nitrat s ư d ụ n g N O3’ n h ư n g u ô n ôxi cho q u á trình hô hâp nó sẽ

c h u y ể n N O3" th à n h N-> C h ấ t này sẽ c h u y ề n từ trầm tích vào tro n a nước sau đó vào k h ô n g khí

o C h u y ên h o á n ư ớ c và c h ã t ô Itltiêm

T h ự c vật h ấ p thu các chất và ion gây ô n h iễm vào trone, CO' thẻ cua chúng

T r o n e q u á trình XU' lý các chất có tiềm n ă n c này ô n h iềm qua các q u á trình trao đôi kết tua b ám dính, tích tụ ôxi hoá và sự biến đôi các ion sẽ ở trạng thái

k hông hoạt độim

T h u y thự c vật s ư dụ nu nitơ phôtpho \ à các n g u \ ’ên tô vi lư ợ ng khác M ặt

thông q u a các p h ầ n thân, lá, rễ bị chết Do vậy, thu h o ạ c h th ư ờ n g x u y ê n sinh khối thực vậ t là hết sức q u a n trọ n e nhàm loại bo các ch ấ t dinh d ư ỡ n g ra khoi hệ.

o N g u ồ n c h e sá n g

S ự có m ặ t c ù a th u ỷ thự c vật giúp đ iề u hoà nhiệt độ cua nướ c và ngăn chặn sự phát triên c ù a các n h ó m tảo b à n g cách n g ă n c ả n sự q u a n e h ọ p cua chúng Q u a đó hạn c h ế đượ c sự d ao đ ộ n g lớn c ù a pl I và D O giữa ban ngày và ban đêm

T rên thực tế, n g ư ờ i ta đã s ử d ụ n g thuỷ thực vật để x ứ lý nướ c thải tro ne các k ê n h rạch có độ sâu từ 20 - 5 0cm hoặc trong các ao có độ sâu từ 5 0em - 2 m

Để xác định loài thự c vật cho x ử lý nướ c thai cần phái x e m xét đ ế n đặc điềmsinh trư ơng, k ha n ă n g c h ô n g c hịu của thực vật các n h â n tố m õi trư ờ n g N goài

ra c ũ n g cân x e m x é t đ ên đặc điểm nướ c thai, cơ chế loại bò chất ô nhiễm , thiết

kế quy trình x ứ lý, độ tin cậy cua q uá trình

B ê n c ạ n h k h ả n ă n g làm sạch, hệ th ố n g c òn tạo ra hai san p h â m “ có giátrị”

o N ư ớ c : sau XU' lý có thành phân ôn địn h và có thê tái sư d ụ n g cho các m ục đ ích tưới tiêu tro n g nôn g nghiệp

o T h ự c vật:

■ San xuất các loại thực vật "có giá trị " ( tra n e trí sinh k h ô i )

■ Sàn xuất thức ăn cho người và đ ộ n u vật vì san p h ẩ m ít liên quan tới các ch ấ t độc hại n h ư kim loại nặne, h ay bất kê chất gì có a n h h ư ơ n a xấu tới chuồi din h dưỡ ng

1.4.3.3 K h ả n ă n g tă n g t r ư ỏ n g của thực vật 119 20]

M ứ c độ tă n g trư ờ n g và phát triên c ù a thực vật t r o n e hệ th ố n a tro n ẹ quá trình hoạt đ ộ n s là m ộ t chi số đ á n h giá kha năim hấp thụ ch ấ t dinh dưỡrm và hiệu suất x ử lv c ù a hệ th ố n e

T r o n g đ iều k iệ n khí h ậ u nhiệt đới và cận nhiệt đới hệ th ố n e x ư lý ôn định nước thải b ằ n g th u ý thự c vật có thê hoạt đ ộ n g q u a n h năm Đê đ á n h giá hiệu suàt làm sạch liên q u a n tới khá nănsi phát triển cua cây c ầ n tiến hành b a n g thực

n uhiệm tuy n h iê n c â y phát triển tốt trong, hệ t h ố n s có thê dượ c xe m là có kha

n ă n g làm sạch tốt

Căn cứ vào đặc điểm khác nhau của các loài thực vật việc SU' dụim lân lượt các loài kh á c n h a u đề tăn u hiệu suất toàn d iện sẽ rất có ích N h ư vậy có thê

15

sử d ụ n g m ộ t loài hoặc m ộ t chuỗi các loài khác n h a u tro n g một hệ thống hoặc giữa các m ù a tro n g năm

1.4.4 C ơ c h ế x ử lý a m o n i v à p h ô t p h a t t r o n g hệ lọc c á t - t r ồ n g c â y [17]

C ơ c h ế tác h loại a m o n i p h ô tp h o tro n g hệ lọc cát - trồ n g c â y là các quá trình nitrat hoá k h ư nitrat và quá trình hấp thu a m o n i p h ô tp h o đề tô n g họp thành sinh khối thự c vật

A m o n i, p h ô tp h a t là thành p h ầ n dinh d ư ỡ n e dượ c tất cả các loại thực vật

ưa thích h ơ n các loại khá c n h ư nitrit nitrat T h ự c vật h ấ p thu a m oni phô tp h o đề xây d ự n g tê bào vì v ậ y kha n ă n g tách loại am oni p h ô tp h a t trong nướ c phụ thuộc vào h à m lư ợ n g nitơ p h ô tp h o trong tế hào và tốc dộ tăng trư ớ n g sinh khối cua thực vật

T r o n g tầ n g lọc có c h ứ a cây trồng nư a nôi nư a chìm , thì phần chìm trong nước (m ột p h â n th â n c â y và rỗ) đóno, vai trò chất m a n g cho vi sinh vật vật liệu lọc là cát là c h ấ t m a n g với diện tích khá cao B ê lọc vì vậy có thê x em là m ột cột lọc sinh học

T ro n g cột lọc tồn tại đ ồ n g thời nhiều c h u n g loại vi sinh vật: hiếu khí kỵ khí tuỳ nghi tuv thuộc vào điều kiện môi trư ờ n e phù h ọ p với điều kiện tồn tại của chúng

Troníí q u á trình q u a n g hợ p của thực vật OXỴ từ khí quy ê n đượ c vận

c h u y ể n q u a lá thân, x u ố n g rễ đê cung cấp cho quá trình hô hấp cho tế bào ơ vùn g đó P h ầ n o x y d ư thừ a đượ c thải ra môi trư ờ n g x u n g q u a n h v ù n g rễ, tạo môi trư ờng x u n e q u a n h v ù n g rễ tạo ra môi trư ờ n g hiếu khí và thiếu khí cục bộ thúc đẩt sự hoạt đ ộ n g c u a c ác loại vi sinh tưorm ứrm Loại câ \' có thân xô p và bộ rễ

c h ù m phát triên đ áp ứ n ° tôt điêu kiện trên

T r o n g v ù n g h iếu khí cục bộ vi sinh vật tự dưỡrm có diêu kiện phát triên

và hoạt độ n g , ox y h o á a m o n i thành nitrit và nitrat Vi sinh vật dị d ư ỡ n g ( loại oxy hoá c h ấ t h ữ u cơ ) ít có đ iều kiện phát triển khi tm uỏn clìât hữu c ơ dễ sinh lniy trong n e u ồ n n ư ớ c thấp T ro n g vùna, thiếu ox y cục bộ các loại vi sinh vật tuỳ nehi có đ iề u kiện p h á t triền, c h ú n e tiến h à n h p h a n ím e k h ư nitrit và nitrat vê dạng khí nitư Trone, q u á trình k h ử nitrat ( d e n itritìc a tio n ) vi sinh càn thèm chàt hữu c ơ dễ sinh huy: n u u ồ n chất hữu c ơ có thê có từ n g u ò n nước hoặc từ quá trình phân luiv nội sinh cua thực vạt hoặc cua vi sinh vật

Chương 2 - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ử u

■ N ư ớ c thải p h ụ c vụ n g h iê n cứu là nướ c thải sinh hoạt dược thu từ m ươn tỉ

C ống Vị, Đ ội C ấn, B a Đình H à Nội

2.2 P h u o T ig p h á p n g h i c n c ứ u

Đ ê x ử lý d ô n g thời a m oni pho tp h o b ằ n g p h ư ơ im p h á p hấp thu vào thực vật, các b ư ớ c n g h iê n c ứ u dượ c tiến hành bao cồm :

■ C ă n c ứ v ào các tài liệu trong và n e o à i n ướ c, căn c ử vào tình hình thực tế

dẻ lựa c h ọ n các loại c â y có kha năng tích luỳ a m oni p h o tp h o cao

■ Đ á n h giá k h ả n ă n g h â p thu am oni photpho cua các loại cây này đê chọnđược loại c â y có kha n ă n g x ử lý am oni photho cao bao gồm :

■ K h ả o sát n g ư ỡ n g n ồ n g độ a m oni p h o tp h o c hịu đ ụ n g dược cua các loạicây trên

■ Đ á n h giá k h ả n ă n g tạo sinh khôi của các cây

■ X ây dựng hệ XU' lý tồ họp thực vật - lọc tại phòim thí nghiệm, đánh giáhiệu q u ả x ư lý a m o n i p h ô tp h o cua hệ

2.3 P h ư ơ n g p h á p đ á n h giá chất lư ợ n g n u ó c

Đ ê đ á n h uiá k h a n ă n g tích luỳ c ũ n g n h ư hiệu q u a loại bo a m oni, phôtpho trong các thí n g h iệ m , các t h ô n s số pH độ kiềm , a m o n i phôtphat nitrit nitrat được theo dõi C ác chi tiêu đó đirợc p h â n tích theo p h ư ơ n g p h á p cua A P H A [14] trong đó:

■ p H d ư ợ c đo bằne, m á y đo p H M ettler ĩ o l c d o M P 220

■ K iề m t ố n g đ ư ợ c xác đ ịn h bằng phưư im pháp c h u â n độ với d u n g dịch IIC10.02 N chất chì thị là m ety l da cam

b ( j C nA 'PuNG -t Á-M tH{J V»Ế^i

ị _0 7 -L / - a ẳ —9

■ A m o n i đ ư ợ c x á c địn h b ằ n e p h ư ơ n g p h á p so m à u với thuốc th ư N essler.

■ N itrit d ư ợ c xác định bằng p h ư ơ n g pháp so m à u với thuốc th ư a -

n aphthylam in

■ N itrat đ ư ợ c xác định b ằ n g phươ ntỉ pháp so m à u với thuốc thư salycilate

■ P h ô tp h o đ ư ợ c x á c địn h b ằ n g p h ư ơ n g pháp so m à u với thuốc th ừ V a n a đ a t-

M o lip đ a t

V iệ c đo q u a n g đượ c tiến hành trên m á y q u a n g ph ổ cua h ã n g H A C H (Mỹ)

2.4 N g h ic n cứu chọn lọc so bộ loại thự c vật có khả n ă n g hấp thu tốt a m o n i,

■ S ố n g và phát triê n tro n g điều kiện khí hậu khác n h a u O' Việt N am

■ D ễ k iêm soát về m ật độ cây trồng, và thu hoạch

D o m ụ c tiêu là x ứ lý đ ồ n g thời a m oni p h ô tp h a t và ng h iên cứu th êm công nghệ lọc q u a lớp c â y trồng T ro n g hệ xảy ra đ ồ n g thời q u á trình oxy hoá am oni thành nitrit và nitrat c ũ n g n h ư q u á trình k h ư nitrat thành nitơ Diêu kiện đế cho các q uá trình trên x ả y ra là tro n g tầng phải có đù ox y và ở n h ũ n g vị trí nhât định trong tầng lọc khô n li có ox y và có chất hữu cơ d ạ n g sinh huy

L o ạ i c â y trồ n g đáp ứ n g đ iều kiện đè x ư lý a m o n i p h o tp h o đ ư ợ c lựa chọn theo các tiê u chí sau:

■ T ố c độ tă n g trư ở n g sinh khối lớn

■ T h â n xốp rễ c h ù m đê tăn g c ư ờ n g quá trình vận c h u y ê n ox y từ lá quathân, x u ố n g rễ và vào tà n g lọc

■ H à m lư ợ n g đ ạ m cao tro n g sinh khối

2.5 T h í n g h i ệ m v ó i c á c t h ự c v ậ t lự a c h ọ n

C ác thí n g h iệ m đ ư ọ c bố trí tro n g các chậu, xô có d u n s tích khác n h a u với khối lưcmg sinh k h ố i T V T S khá c nhau tuỳ từ n g thí n ghiệm

2.5.1 T h í n g h iệ m đ á n h giá n g ư ỡ n g chịu đ ự n g a m o n i, p h ô tp h o của các loại cầy

2.5.1.1 T h í n g h i ệ m đ á n h giá n g ư ở n g chịu đ ự n g a m o n i của các loại cây

N ă m loại th u ỷ thự c vật: chuối hoa khoai nước, bèo tây bèo cái bèo tấm được lựa c h ọ n đê đ á n h giá n g ư ỡ n g chịu đ ự n g cùa am oni

Đ ê đ á n h giá n g ư ỡ n g chịu đ ự n g am oni tiến hành thí n g h iệm với nước thải

có hàm lượ ng a m o n i khá c nhau, trong khi cố định hàm lư ợ n g p h ôtphat bằng 5m g-P/l để k h ô n g g ây ả n h h ư ở n g tới quá trình khao sát

N ư ớ c s ử d ụ n g c h o thí n g h i ệ m là n ư ớ c thai sin h h o ạ t đ ư ợ c bô su n g các

th à n h p h ầ n ( m u ố i N H ị C l và m u ố i K H2P O4 ) c h o p h ù h ợ p với n ồ n e độ cần kháo sát

N ô n g độ N H ị ' đ ư ợ c p h â n tích theo thời aian Đ ê hồ trợ số liệu trên, hàm lượng nitrat, nitrit c ũ n g đ ư ợ c xác định, th ô n g qua đó d á n h aiá thêm vai trò cua vi sinh vật, loại có k h ả năng; o x y hoá a m oni thành nitrit ( N itro s o m o n a s ) và OXỴ hoá nitrit th àn h nitrat ( N itro b a c te r ) Dộ kiềm và p l l cua d u n g dịch được đánh giá n h ằ m q u a n sát đ iề u k iện m ôi trườne, của câv t r ô n ” do quá trình sinh hoá cua cây m ột lư ợ ng axit h ữ u CO' đượ c tiết ra từ bộ phận rễ cây

T hờ i g ian tiế n h à n h đối với cây chuối h oa là 52 ngà}', cây khoai nước 54ngày, bèo tây 54 níiàv b èo tấm 17 níiày bèo cái 26 nuày

2.5.1.2 T h í n ghiệm đánh <ỊĨá n g ư ỡ n g chịu đự n g p h ôtph o của các loại cây

N ă m loại th u ỷ thực vật: chuối hoa khoai nước, b è o tây bèo cái bèo tàm được lựa c h ọ n đè đ á n h a,iá n g ư ỡ n g chịu đ ự n g cua photpho

Đổ đ á n h giá n g ư ỡ n g chịu đ ự n e phôtpho tiến h à n h thí ìm hiệm \'ới nước thải có h à m lư ợ nu p h ô tp h o khác nhau, h àm lư ợ ng a m o n i đượ c cô định ơ giá tri nồng độ m à tại đó sinh khối cây đạt íiiá trị cao nhất tro n g thí n g h iệm trên, rhời

2Ĩan tiến h à n h đối với c â y chuối hoa là 14 n e à y cây khoai nướ c 14 ngày, bèo tày

14 gày bèo tấm 14 ngà)', bèo cái 14 níiày

N ư ớ c sư đụniĩ cho thí n ehiệm là nước thai sinh hoạt dược bô s u n s các thànhphần ( m u ố i N H4CI v à m u ố i KI I;PO|) cho phù h ọ p với n ô n g dộ cân khảo sát

N ồ im độ P O43’ đ ư ợ c p h à n tích theo thời Liian Các thòm : số p ll dộ kiêm

N H 4 + N 0 2 \ N O5" c ũ n e đ ư ợ c theo dõi

2.5.2 T h í n g h iệ m đ á n h giá khá n ă n g tạo sinh khối của m ột số loại cây

Ba loại th u ỷ th ự c vật: bèo tây, bèo cái bèo tấm đ ư ợ c lựa chọn đê đ á n h giá khả n ă n g tạo sinh khối l ừ kết q u ả cua hai thí n g h iệ m trên, tìm được nồng độ

N H 4+, P 043 tối ưu tại đó sinh khối thuy thực vật phát triền nhất

Đê đ á n h giá k h ả n ă n g tạo sinh khôi của các thuy thực vật tiến hành thí nghiệm các loại c â y tro n g d u n g dịch thuỷ ca n h có hà m lư ợ ng N H / P 0 43' tối ưu

K hao sát s ự phát triển sinh khối cua thuỷ thực vật theo thời gian

P h â n tích c ác t h ô n g số pH độ kiềm N H 4 + N 0 2 \ N 0 3\ PO t3\ Đ ồ n g thời, đánh giá s ự phát triể n sinh khối th u ỷ thực vật theo thời nian

2.5.3 T h í n g h iệ m đ á n h giá khá n ă n g x ử lý a m o n i, p h ô tp h o của hệ lọc cát -

t r ồ n g cây

2.5.3.1 T h í n g h i ệ m v ó i hệ lọc d o n - t r ồ n g cây

D ự a trên các thí nghiệm sơ bộ trong dung dịch, lựa chọn cây chuối hoa và khoai nước để đ á n h giá khá năng x ử lý amoni, phôtpho trong hệ lọc cát - trồng cây

C ác thí n g h iệ m đ ư ợ c tiến hành n h ư sau: cho 51 nướ c thai có bỏ sung P 04

N H 4 + với các n ồ n g độ khác n h a u vào th ủ n g 45 1 có diện tích bề m ặt trung bình 0.0934 n r có trồ n g 2 5 0 g cây chuối hoa và khoai nước trên một lóp cát vànu có

độ d ày 3 5 c m bên dưới lóp cát là lớp soi d ày 5cm và dưới cìinu là ố n g thu nước Tải lư ợ ng c u a hệ là 53.5 m / ( m 2 ngày) N ư ớ c sau x ư lý lấy ra ơ dáy th ù n s và phân tích các chi tiêu p H độ kiềm N H 4 + N 0 2 \ N O3" P O | ’\

2.5.3.2 T h í n g h i ệ m v ó i h ệ lọc đ ư ợ c g h é p nối tiếp

Thí n g h iệ m đ ư ợ c bố trí n h ư sau: hệ đượ c thiết kế 2,0111 3 bê kính ghép nôi tiếp nhau, d iện tích và khối lư ợ ng cây trồng (chuối hoa) tro n g từng bê là aiông nhau ( 0 0 6 7 6 m 2, 0.15 kg c â v /l b ể ) N ư ớ c ra khỏi hô lọc th ứ 1 là nước đầu vào của bể th ứ 2 n ư ớ c ra kh ó i bể th ứ 2 là đầu vào cua bê th ứ 3 C ao độ cua ba bê được bố trí để q u á trình c h a y tự nhiên n h ờ vào áp lực th u y tĩnh M ồi bê trong hệ lọc nối tiếp có c ấ u tạo n h ư m ộ t bề lọc đơ n n h ư trên, v ề m ặt vận hành, lọc nôi tiếp giốno, lọc đon

Chương 3 - KÉT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

C â y c h u ố i hoa là c â y số n g ờ v ù n g nhiệt dới và cận nhiệt đói n h u n g cũng

có thể số n g ơ n h iề u v ù n g trên thế giới, có thể phát trièn ở v ù n e lạnh, nơi có thời gian ch iế u s á n e ít h ơ n 6 giờ/ngàv

C â y c h u ố i hoa đã đượ c ìm hiên c ứ u và thấy kha năng x ư lý nước thải giàu N p ( n ư ớ c thai ciết m ổ sau x ứ lý yế m khí ) rất tốt và c ũ n e đã được nghiên c ứ u th ấ y có k h a n ă n e hấp thu ca kim loại nặim n h ư asen [2]

H ìn h 2 C â y khoai n u ó c — D a sh e e n — C lo c a s ia escu lenta

C â y k h o a i n ư ớ c là thự c vật phát triề n tốt tr o n g v ù n g n h iệ t đới có thể

số n g tro n g v ù n g n g ậ p n ư ớ c h o ặ c tro n g đất âm t h ư ờ n s đ ư ợ c trồ n g để n u ô i lợn

C ây k h o a i n ư ớ c c ó lá h ìn h trái tim trò n r ộ n g m à u x a n h , t h â n m à u trắ n u hoặc

m à u tím , c a o tớ i 1 - 2 m lá c â y có vị h ă n g vì có c h ứ a a x it oxalic P h ầ n th â n dưới đâ t có d ạ n g c u n h ư c u h à n h , p h ìn h r ộ n g từ tâ m ra ngoài C u đ ư ợ c bao bọc bời m ộ t vài lớ p vò C â y k h o a i n ư ớ c c ũ n g đ ã đ ư ợ c n u h iê n cứ u và c h o th ấy

một số n ư ớ c trên thế giới n h ư Z a m b ia T r u n a Q uốc Ai c ấ p C hiều cao cua cây

5 - 30 cm c h iề u rộ ne, c u a cây 6-25 cm V ìnm p H thích rmhi đượ c 5.5 - 9 N hiệt

độ thích h ọ p cho s ự p h á t triền của bèo tày là 21 - 30 ° c ưa vùn g ánh sáng m ạnh

và rất m ạnh Ờ nhiệt độ 8 - 15 °c sinh tr ư ơ n e s ầ n n h ư n g ư n g trộ nếu giữ nhiệt

độ - 3 ° c tro n e 12 g iờ thì toàn bộ lá bị phá huy còn giữ nhiệt dộ -5°c trong 48 giò'

H ìn h 3 B èo tây - E ic h h o r n ia c ra ssip es

thì toàn bộ c â y bèo sẽ bị chết N h ư vậy, bèo tây sinh trư ơ n e rất k é m tro n a vùng khí h ậu lạnh.

D o bèo tây sinh trư ờ n g rất nh a n h nên nó gây ra m ộ t số bất lợi n h ư can trơ tàu bè, các h o ạ t đ ộ n g đ á n h bắt th u ỷ sản c ả n trờ d ò n g chày, tái ô n h iễ m do thân bèo t h ô i , n ê u k h ô n g dượ c quan lý tốt

B èo tây là loại thức ă n gia súc phô biến N g o à i ra bèo tây c òn đượ c sư dụng n h ư m ộ t vị thuốc (để trị m ụ n nhọn, vết th ư ơ n s ) để tạo b ó n e m át cho ao thà

cá, sư d ụ n g làm p h â n xanh V à i nă m gần đây bèo tây c ò n đượ c sư dụn g đê san xuất các đồ thu c ô n g m ỹ nghệ (m ũ túi xách tham , đèn n g ủ )

V

I lìn h 4 Bèo cái

So với bèo tây các nghiên cứ u về kha n ă n g x ư lý ô n h iễm nước thai cua bèo cái c ò n c h ư a nhiêu Bèo cái sống chu yêu ờ các v ù n g nướ c ngọt ờ các v ùng nhiệt đới và c ậ n nhiệt đới M ộ t đặc đ iêm cua b èo cái giốne với bèo tây là có bộ rề dài làm giá thê cho n h iề u vi sinh vật sống và phát triên Tốc độ sinh t r ư ơ n a của bèo cái rất n h a n h ( đ ú n c th ứ hai so với bèo tây) Đặc đicm n ày đôi khi cũng gây

ra m ột số p h iề n toái n h ư c á n trơ d ò n g chảy, các hoạt đ ộ n a đ á n h bất thuv sán tạo điều kiện cho sự p h á t triên c ủ a ấ u trù n g m u ỗ i,

S inh khối c ủ a bèo cái có thể đượ c sư d ụ n c làm thức ăn chăn nuôi hoặc san xuất các sản p h à m có uiá trị kinh tế n h ư phân bón b i o e a s Nsioài ra, chú n g còn được sư d ụ n g tro n g V học- c h ừ a m ụ n nhọt, m ân ngứa ho hen suyễn, lợi tiêu

B èo cái là m ộ t troim số n h iều thực vật tlniy sinh có n h iêu h ứ a h ẹn cho xư

lý nước thai Đ â y là loại bèo có thể chịu đượ c khí h ậ u lạnh tốt h o n so với bèo tây [131

k "

H ì n h 5 Bèo t ấ m - L e m n a o i d c a e

Là loài th u ỷ thực vật nhỏ, nồi thuộc họ b èo ( L e m n a c e a íamily) Bèo tấm

có từ 1-3 lá B è o tấ m đ ư ợ c phân theo kích thước từ to đến bé th àn h 4 loại là: Spirodela L e m n a W o lffie lla và W o liĩia Loài lớn nhất là S p iro d e la p o ly rh iz a \ ó'i chiồu dài c ủ a lá là 15 m m tro n g khi loài W olffia nho nhất có chiều dài có the nho h ơ n 1 m m W o lffíe lla và W o lfíìa đượ c coi là khỏim có rề vì kích thước nho

L e m n ac e a g ồ m m ộ t lá và rễ là loại bèo điên hình thê hiện các quá trình sinh lý của bèo tấm Loại bèo n ày đ ư ợ c sư d ụ n g tro n g n c h iê n cứu cua bán khoá luận này Bèo tấm có thê sinh san b ằ n g hoa n h ư n g trư ờ n g h ọ p này hiêm khi xuât hiện

Sự sinh sản theo p h ư ơ n g thức "tái san x uât" cua bco c h iê m ưu thê hơn Theo

p h ư ơ n g thức này lá con ò' trên lá m ẹ và sau đó tách ra trở thành câv mới

B è o tấ m là n g u ồ n th ứ c ăn q u a n t r ọ n e c h o íìia súc M ộ t số loại bèo tâm đượ c s ử d ụ n g để làm s ạ c h hồ vì tốc độ t ă n u tr ư ư n u n h a n h , k ha n ă n a h ấ p thụ lớn c h ấ t d i n h đ ư ờ n e c ụ thê a m o n i và p h ô tp h a t N ó có thê loại bo đ ư ợ c a m o n i nếu đ ư ợ c th u h o ạ c h K h a n ă n g bao ph u c u a b è o tấm làm ui a m s ự bốc hơi cua nước N a o à i ra b è o tấ m c ò n đ ư ợ c s ư d ụ n g làm n ơ i trú n g ụ c h o m ộ t sô s in h vật thuỷ sinh n h ư ế c h ư ơ n g [18 2 1]

H à m 111’Ọ T ầg đ ạ m ban đầu của các th u ỷ thự c vật du'ọ'c chọn làm đối tượng nghicn cứu

Bang 2 H à m lư ợ n g đ ạ m cua các th ú y thực vật c h ọ n làm đối tư ợ n g ng h iên cứuloại cây

Ket q u a ờ b á n g 2 cho thấy :

o Các loại cây lựa c h ọ n n g h iê n cứ u có hà m lượng đ ạm khácao tro n g đó bèo tấm có hà m lượng đ ạ m cao nhất (60.02 m g /g khô), chuối h o a có h àm lư ợ ng đạ m thấp nhất ( 28.2 9 m g /g khỏ)

o Đ ộ â m cua n ăm loại thuý thực vật lớn và có ciá trị gân

g iố n g nhau

3.2 Các thông số đặc trưng nước thải lựa chọn làm đối tượng nghiên cứu

Báng 3 M ộ t số t h ô n g số đặc trư n g về m ẫu nướ c thai sinh hoạt c ố n g Vị cần XU' lý

mẫu nước

Qui chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT

o N ư ớ c thai sinh hoạt ư c ố nu Vị có hà m lư ợ ng C O I) B O D j

a m o n i k h á cao Trong đó a m o n i vư ợ t gâp 3 - 6 lãn m ức cho phép

3.3 Đánh giá ngưỡng chịu đựng amoni của các loại thuý thực vật.

Các thí n g h iệ m đượ c tiế n h à n h n h ư trình bày tro n g b a n g 4

B a n g 4 Thí n g h iệ m khảo sát n g ư ỡ n g chịu đ ự n g a m o n i c ù a các loại cây

Thí n a h iệ m được tiến hành trong xô có

4 B è o cái

K h ả o sát tại các n ô n g độ NI I4 :

60, 70 80 90 100 120 140 160 mgN/1

V ớ i các đ iều kiện khác :

m cây thí n g h iệm ban đầu: 30g/51

Phôtphat: 5m g-P/l

2 n g à y lấy m ẫu 1 lần

Thí n e h iệ m được tiên hành trong chậu

Phôtphat: 5 m e-P /l

2n e à v lẩy m ẫu 1 lần

Thí n s h iệ m được tiến hành tronu chậu

T ừ số liệu thí n g h iệ m ơ các b ả n g kết q uà chuối h oa trong p h ầ n phụ lục khá n ă n g h ấ p th u a m o n i đ ư ợ c tính theo c ô n a thức:

{( [N H -l ]v áo(m àu,- [N H 4 ] r a (mẵn)) — ( f N H j ]\ao ( Đ C > ■ [ N H j ] r a l Đ C > ) } *

(ngày.kg cây)}

Khối lượng cây thí nghi ệm* X ngày thí nghiệm

T h e o c á c h tính trên, lư ợ ng a m o n i hấp thu vào cây c h u ố i hoa theo thời gian được thê h iện trên b ả n g 6

B a n g 6 L ư ợ n g a m o n i dượ c hấp thu vào cây chuối hoa theo thời sian

K ết q u ả n g h iê n c ứ u đượ c cho thấy:

o N g ư ỡ n g c h ịu đ ự n g a m o n i cua chuối hoa là 300 nmN/1 tại n ồn g độ 360meN/1 c â y ch ế t sau 7 n g à y thí nehiệm

o T r o n g q u á trình thí n e h iệ m đợt 1 nồn g dộ nitrit nitrat khá lớn c h ứ n u to

sự giảm a m o n i c ó s ự đ ó n g g ó p vai trò cua vi sinh vật trorm d u n u dịch: đợt 2 dộ kiềm g iả m v à pl I g ia m n a m troim v ù n g axit là do rề cây tiêt ra m ột sô axit hữu

cơ tại k h o á n g p H n à y vi sinh vật k h ô n g thích nuhi dược T h e o kết q uá phân tích

ờ m ục 1 1 p h ầ n p h ụ lục n ồ n u dộ nitrit nitrat tro n e các thí n g h iệm đợt 2 k hông đáng kể c h ứ n g tỏ a m o n i g iả m là do thực vật hấp thu và vai trò cua vi sinh trong dun g d ịch là k h ô n g đ á n g kê Vì vậy theo kết q uả tốc độ h ấp thu a m o n i được tính

ở ba ne, 3.4 lư ợ n g a m o n i g iam ơ đợt 1 là do thực vật và vi sinh vật lượng a m oni

s ià m ở đợ t 2 m ớ i thực chất là kha n ă n e hấp thu cua thực \ ật

o T h ự c chất, n ế u chi có th u y thực vật hấp thu a m oni p h ô tp h o thì hiệu qua

xứ lý a m o n i p h ô tp h o thấp N h ư n g khi có sự kết h ọ p với vi sinh vật thì kha năng

x ử lý a m o n i p h ô tp h o đ ư ợ c t ă n s lên đ á n g kê Song, tro n g d ọ t 1 n ô n g độ nitrit nitrat tro n g dune, d ịch tích luv k há cao D iều nàv đirợc giai thích là do điêu kiện

29

thí n g h iệ m , các x ô c h ậ u có độ cao thâp n ên toàn bộ d u n g d ịch hầu n h ư đ ều tronII điều kiện h iế u khí (do k h u ấ y trộn tự nhiên n h ư gió), chi thúc đẩy sự phát triên các

vi sinh vật N i tr o s o m o n a s , N itroba c te r, nên k h ô n g tạo đ iề u k iện cho vi sinh vật khư nitrat y ế m khí dị d ư ỡ n g phát triền Vì v ậy trong d u n g dịch tích luỹ nhiều nitrit và nitrat

o K h ả n ă n g h ấ p thu N H 4+ lớn nhất cua chuối h o a là ở n ồ n g độ 240 meN/1 Tại n ồng độ đó m ộ t k g c â y chuối h oa m ộ t imày hấp th u dượ c k h o ả n g 136 m e

N H 4+-N và k ha n ă n g h ấ p th u có xu h ư ớ n g giam d ần theo thời uian có thê do quá trình thí n g h iệ m có n h ữ n g rễ bị thối lại thải ra am oni

o V ớ i kết q u a thí n g h iệ m trên cho thấy, chuối h o a là c â y có tiềm năng xư lý amoni nên đ ư ợ c lựa c h ọ n cho các thí n g h iệ m tiếp theo

3.3.2 Đánh giá ngưỡng chịu đựng amoni của khoai nưóc.

54ngà}'

54ngày 7 ngày 2 ngày

Theo c á ch tính trên, lư ợ n g a m o n i h ấp thu vào c â y khoai nước theo thời sia n được thể hiện trên b a n g 8.

B á n g 8 L ư ợ n g a m o n i đượ c hấp thu v ào c â y khoai nướ c theo thời gian

Kết quà n g h iê n c ứ u đ ư ợ c cho thấy:

o N g ư ỡ n g c h ịu đ ụ n g a m o n i cua khoai nướ c là 180 mgN/1 tại nồn g độ

2 40m gN /l, c â y c h ế t sau 7 n g à y thí nghiệm

o Troníi q u á trìn h thí n g h iệ m , đợt 1 n ồng độ nitrit nitrat khá lớn chứrm tỏ

sự giảm a m o n i có s ự đ ó n g íỉóp vai trò cua vi sinh vật trong d u n g dịch: dợt 2 độ kiềm giám v à pH g iám n ằ m tro n g v ù n g axit là do rề cây tiết ra m ột số axit hữu

cơ, tại k h o ả n g p H n ày vi sinh vật k h ô n g thích nghi được T h e o kết quá phân tích

ờ m ục 1 2 phụ lục n ô n g độ nitrit nitrat trong các thí n g h iệ m đ ọ l 2 k h ô n g đáng kê chứng tỏ a m o n i g iả m là do thự c vật hấp thu và vai trò c u a vi sinh tro n g dung dịch

là k h ô n g đ á n g kể Vì vậy két q uả tốc độ hấp thu a m o n i đ ư ợ c tính 0' bang 3.6 lượng a m o n i g iả m ờ đ ọ t 1 là do thực vật và vi sinh vật lượ ng am oni giam 0' dợt 2

mới thực ch ấ t là k h a n ă n g h ấ p thu của thực vật

o T h ự c chất, n ế u chi có th u ỷ thực vật hấp thu a m oni phô tp h o thì hiệu qua

X U ' lý a m o n i, p h ô tp h o thấp N h u n g khi có sự kết h ợ p với vi sinh vật thì khả năng

xừ lý a m o n i p h ô tp h o đ ư ợ c tăng lên đáng kê Song, n ồ n g độ nitrit nitrat trong dung dịch tích luv k h á cao Đ iề u nàv đ ư ợ c uiái thích là do diêu kiện thí nghiệm , các xô c hậ u có độ cao thấp, n ên toàn bộ d u n g dịch h âu n h ư đêu trong đ iêu kiện hiếu khí (do k h u ấ y trộn tự n h iên n h ư gió), chi thúc đ ây sự phát triên các vi sinh vật N itro s o m o n a s N itro b a c te r nên k h ô n g tạo đ iêu kiện cho vi sinh vật k h ử nitrat yếm khí dị d ư ỡ n g p h á t triền Vì vậy trong d u n g dịch tích luỹ nhiêu nitrit và nitrat

o K h ả n ă n g h ấ p thu NI I ị lớn nhất cua khoai n ư ớ c là ơ nồn g độ 120 m g N 1 Tại n ồ n g độ đó m ộ t k g cây chuôi hoa m ột n u à y hâp thu d ư ợ c k h o a n g 348 mg

N H / - N và k h a n ă n g h ấ p th u có xu h ư ớ n e giam dần theo thời gian có thê do quá trình thí n g h iệ m có n h ữ n g rễ bị thôi lại thai ra am oni

o V ớ i kê t q u a thí n g h iệ m trê n cho thấy, khoai n ư ớ c là cây có tiềm n ă n a xừ

lý am oni nên đ ư ợ c lựa c h ọ n cho các thí n g h iệm tiếp theo

3.3.3 Đ á n h giá n g ư õ n g c h ịu đ ự n g a m o n i c ủ a bèo t â y

54ngày

54

n gày

24ngày

2 1

ne à ySinh khối b an đ â u (e) 2 0 0 2 0 0 2 0 0 2 0 0 2 0 0 2 0 0 2 0 0

Sinh khôi thu h o ạ c h

Sinh khôi thu h o ạ c h

N H / {mg/

cùa bèo tây đ ư ợ c tính theo c ô n g thức:

{ ( [ N H Ị ] váo (mẫu)" [ N H | ] ra (mầu)) — ( I N H 4 ] vaoi l ) Cl " [ N H 4 ]r.i(l)Ci)!

thê tích nước

(ngày.kg c â \ '

Khối lượn Sỉ cây thí nghiệm* X ngày thí nghiệm

Bàng 10 L ư ợ n g a m o n i đưọ'c h ấp thu vào bèo tây theo thời gian

N ồ n g độ a m o n i

m c N /1)nội d ung

Kêt quả n g h iê n c ứ u đ ư ợ c cho thây:

o N g ư ỡ n g c h ịu đ ự n g a m o n i c ủ a bèo tây la 180 mgN/1 tại n ồ n e độ

240m gN /l c â y ch ế t sau 24 n g à y thí nghiệm

o T ro n g q u á trình thí nghiệm , dợt 1 nồng độ nitrit nitrat khá lớn c h ứ n e to sựgiảm am oni có s ự đ ó n g góp vai trò cùa vi sinh vật tro n e d u n e dịch: đợt 2 độ kiềm giám và pỉ ỉ g iam n ằ m trong v ùng axit là do rễ cây tiết ra m ột số axit hữu cơ tại khoang p H này vi sinh vật k h ô n g thích nghi dược T heo kết qua phân tích ơ mục1.3 phụ lục , n ồ n g độ nitrit nitrat trong các thí rmhièm đợt 2 khônu đáim kê c hứ na

to amoni g iả m là do thực vật hấp thu và vai trò cua vi sinh tro n e dung dịch là không đ á n g kê Vì vậy, kết qua tốc độ hấp thu am oni đượ c tính ơ b a n g 3.8 lượnII amoni giám ở đợt 1 là do thực vật và vi sinh vật lượn tì am oni giám ơ đợt 2 mới thực chất là khá n ă n g hấp thu của thực vật

o T hự c chât n ê u chi có th u ỷ thực vật hấp thu am oni phôtpho thì hiệu qua

xử lý a m o n i p h ô tp h o thâp N h ư n g khi có sự kết h ọ p với vi sinh vật thì kha nănu

xử lý a m oni p h ô tp h o đ ư ợ c tăng lên đ á n g kể Song, n ồ n g dộ nitrit nitrat Ironu duníí dịch tích luỹ k h á cao Đ iề u này đượ c giai thích là do d iều kiện thí nahiệm các xô c h ậ u có độ cao thấp, nên toàn bộ d u n e dịch hầu n h ư đều trorm điêu kiện hiếu khí (do k h u ấ y trộ n tự n h iên n h ư RÍÓ) chi thúc đây sự phát triên các vi sinh vật N itro s o m o n a s N itro b a c tc r nên k h ô n g tạo điều kiện cho vi sinh vật khư nitrat yếm khí dị d ư ờ n g p h á t triên Vì vậy tronc, dunti dịch tích luỸ nhiều nitrit và nitrat

o K h a n ă n g hấp thu N H }' lón nhất cua bèo tây là ơ n ồ n g độ 90 mgN/1 Tại nồng độ đó m ộ t k g c â y bèo tà\ m ột n e à v hấp thu đượ c k h o a n g 245 m g NH.ị -N

và khả n ă n g h ấ p thu có x u h ư ớ n g giảm dân theo thời gian có thê do quá trình thí nghiệm có n h ữ n g rễ bị thối lại thải ra amoni

o Với kết q u à thí n g h iệ m trên cho thây, bèo tâv là cây có tiêm năng xứ lý

am oni nên đ ư ợ c lựa c h ọ n c ho các thí n ghiệm tiếp theo

3.3.4 Đánh giá ngưỡng chịu đựng amoni của bèo cái

của bèo cái đ ư ợ c tín h theo c ô n g thức:

(ngày.kg câ>)} = thê tích nirớc

Khối lượng cây thí rmhiộm* y ngà} thí nghiệm

Theo c á ch tính trên, lư ợ n g a m o n i hấp thu vào bèo cái theo thời gian (bang 12)

B á n g 12 L ư ợ n g a m o n i được hấp thu vào bèo cái theo thời gian

Kêt qua n c h iê n c ứ u đ ư ợ c cho thây:

o N g ư ỡ im c h ịu d ự n e a m o n i cua bco cái là 120 mgN/1 tại nôn g độ 140

mgN/1 thì sau 3 HLÙÌY có hiện tưọim vàim lá rc m un bèo chct sau 10 nga} thi

nghiệm

o K h a n ă n g h ấ p th u N H / lớn nhất c ủ a bèo cái là ơ nồng độ 80 m sN , 1 Tại

nồng độ đó m ộ t kg b è o cái m ộ t n g à y hấp thu được 1239 m a X H ị - X và khả năna hấp thu có x u h ư ớ n g giam dần theo thời gian có thê do q uá trình thí rmhiệm có những rễ bị thối lại thài ra am oni

o T ro n g q u á trình thí n g h iệm , pH của d u n g dịch v ẫn n ằm trong khoangtrung tính, n ồ n g độ nitrit nitrat k h ô n g đ á n g kê c h ứ n g to a m oni g iam là do thực vật hấp th u và vai trò c ù a vi sinh trong d u n g dịch là k h ô n g đ á n g kê

o V ới kết q u ả thí n g h iệ m trên cho thấy, b èo cái là c â y có tiềm n ã n e xư lý amoni nên đ ư ợ c lựa c h ọ n cho các thí n ghiệm tiếp theo

3.3.5 Đ á n h giá n g u õ n g c h ịu đ ự n g a m o n i c ủ a hco t ấ m

Sinh khôi ban

amoni cua b èo tấ m đ ư ợ c tính theo c ô n g thức:

{ ( [ N H I ]\ao (mẫu) ■ Ị N H ) ]ra (mẫu)) — ( M 4 ]\ao (1)0 “ [ N H 4 l r a ( I X i ) í '

(n g à y k g c â y ) }

K h ố i lư ợ n s c à v th í im h iệ m * y im à\ th í n g h iệ m

Theo c á ch tín h trên, lư ợ ng a m o n i hấp thu vào bèo tấm theo thời iỉian được thê hiện trên b a n g 14.

B a n g 14 L ư ợ n g a m o n i dượ c hấp thu vào bèo tấm theo thời gian' ' ' ■ \ N o n g độ NH_1+

Tốc độ hấp

Kêt quả n g h iê n c ứ u đ ư ợ c cho thây:

o N g ư ỡ n g c h ịu đ ụ n g a m o n i cua bèo tấm là 100 msN/1 tại n ồ n s dộ 120 mgN/1 thì sau 3 n g à y có h iện tư ợ n g v à n g lá rễ m un bco chết sau 7 ngày thí nghiệm

o K há n ă n g h ấ p th u N H (' lớn nhất cua hèo tấm là ơ n ồ n g độ 70 mgN/1 Tại nồng độ đó, m ộ t kg b è o cái m ộ t ngày hấp thu được 2981 m g N H / - N và kha nă n c hấp thu có xu h ư ớ n g giảm d ân theo thời gian có thê do quá trình thí nẹ hiệ m có những rễ bị thổi lại thải ra am oni

o T ro n g quá trình thí n g h iệm , p l l cua d u n g dịch vẫn năm tro n ẹ khoang trurm tính, n ồ n g độ nitrit nitrat khônti đáim ke c h ứ n u to am oni giám là do thực vật hấp th u và vai trò của vi sinh trong d u n g dịch là k h ô n g đ á n g kê

o V ới kết q u ả thí n g h iệ m trên cho thấv, bèo tấm là cây có tiềm năng x ư lý amoni nên đ ư ợ c lựa c h ọ n cho các thí n ghiệm tiếp theo

3.4 Đánh giá ngưõìig chịu đụng phôtpho của các loại thuỷ thực vật

Các thí n g h iệ m đ ư ợ c tiế n h à n h n h ư trình bày trong bang 15

Báng 15 T hí n g h iệ m khao sát n g ư ỡ n g chịu đ ự n g p h ô tp h o cua các loại cày

1

C huôihoa

101.