Ứng dụng đất ngập nước nhân tạo trong xử lý nước thải

Ứng dụng đất ngập nước nhân tạo trong xử lý nước thải

Đặt vấn đề

Đất ngập nước Việt Nam rất đa dạng và phong phú về kiểu loại được phân

bố rộng khắp các vùng sinh thái, có giá trị và vai trò to lớn đối với phát triển kinh

tế xã hội, xóa đói giảm nghèo, duy trì và phát triển văn hóa, bảo vệ môi trường, duy trì và phát triển đa dạng sinh học

Phương pháp sử dụng đất ngập nước xử lý nước thải là một phương pháp

có nhiều ưu điểm, đặc biệt nó rất phù hợp với điều kiện Việt Nam hiện nay do chi phí xây dựng và vận hành thấp Các hệ thống đất ngập nước nhân tạo được xây dựng để xử lý nước thải trong nông nghiệp, công nghiệp hoặc phục vụ cho nuôi trồng thủy sản, được phỏng theo các quá trình sinh học, hóa và lý học của các vùng đất ngập nước tự nhiên Các vùng đất ngập nước có thể loại bỏ các chất ô nhiễm từ nước thải hoặc chuyển chúng thành các dạng vật chất ít ảnh hưởng tới sức khỏe con người và môi trường

Sử dụng ĐNN tự nhiên để xử lý nước thải có hàm lượng BOD thấp Ngoài

ra sử dụng hệ thống đất ngập nước nhân tạo để xử lý nước thải là quá trình xử lý được thực hiện liên tục trong điều kiện tự nhiên và với một giá thành rẻ vì chi phí xây dựng và bảo quản thấp Do vậy cần được sử dụng rộng rãi trong các cơ sở sản xuất gây ô nhiễm Đồng thời có thể áp dụng để nghiên cứu sâu hơn, mở rộng hơn

về đất ngập nước nhân tạo xử lý nước thải, đặc biệt là đối với các loại nước thải

có hàm lượng chất hữu cơ cao như nước thải nhà máy chế biến cà phê, nhà máy giấy, nhà máy chế biến thực phẩm, các cơ sở giết mổ…[2]

Phần 1 Tổng quan đất ngập nước nhân tạo 1.1 Khái quát chung về ĐNN nhân tạo

ĐNN nhân tạo cũng đóng vai trò rất quan trọng đối với cuộc sống của con người Chúng cung cấp một lượng khổng lồ nguồn lợi thủy sản nước ngọt và nước mặn bao gồm cả các loài trai hến và giáp xác Bên cạnh đó, đất ngập nước còn giúp bảo vệ đất liền, nhà cửa và đất canh tác trước gió bão, hạn chế ảnh hưởng của lũ lụt, nạp, tiết nước ngầm và cung cấp nguồn nước cho sinh hoạt Tuy nhiên, các vùng đất ngập nước ở Việt Nam đang dần biến mất Việc chuyển đổi đất ngập nước thành đất canh tác, chặt phá rừng ngập mặn ven biển để nuôi tôm,

sự ô nhiễm và phát triển chỉ là một số trong rất nhiều tác động có nguy cơ gây suy thoái vĩnh viễn các hệ sinh thái đất ngập nước và cuối cùng là ảnh hưởng tới chính lợi ích mà đất ngập nước mang lại cho con người

ĐNN nhân tạo không có một khái niệm rõ ràng, chỉ là những bảng hệ thống phân loại Tuỳ theo tổ chức, mục đích nghiên cứu mà phân loại khác nhau Hiện nay có rất nhiều bảng phân loại được sử dụng như bảng phân loại của công

ước Ramsar, tổ chức bảo tồn thiên nhiên quốc tế…

1.2 Chức năng của đất ngập nước

1.2.1 Chức năng sinh thái

- Nạp nước ngầm: nước được thấm từ các vùng đất ngập nước xuống các tầng đất trong long đất, nước được giữ lại ở đó và điều tiết thành dòng chảy bề mặt ở vùng đất ngập nước khác cho con người sử dụng

- Hạn chế ảnh hưởng của lũ: bằng cách giữ và điều hòa lượng nước mưa như bồn chứa tự nhiên, giải phóng lượng nước lũ từ từ, do đó có thể làn giảm hoặc hạn chế lũ lụt ở vùng hạ lưu

- Ổn định vi khí hậu: do chu trình trao đổi chất và nước trong các hệ sinh thái nhờ lớp phủ thực vật của đất ngập nước, sự cân bằng giữa O2 và CO2 trong khí quyển làm cho vi khí hậu ở địa phương ổn định, đặc biệt là nhiệt độ và lượng mưa ổn định Chống sóng, bão, ổn định bờ biển chống xói mòn: nhờ lớp phủ thực

vật, đặc biệt là rừng ngập mặn ven biển, thảm cỏ, có tác dụng làm giảm sức gió của bão, và bào mòn đất của sóng biển.

- Xử lý, giữ lại chất cặn, chất độc, chất ô nhiễm: vùng đất ngập nước được coi như bể lọc tự nhiên, có tác dụng giữ lại các chất lắng đọng và chất độc( chất thải sinh hoạt và công nghiệp)

- Giữ lại chất dinh dưỡng làm nguồn phân bón cho cây trồng và thức ăn của các sinh vật sống trong hê sinh thái đó

- Sản xuất sinh khối: rất nhiều vùng đất ngập nước là nơi sản xuất sinh khối làm nguồn thức ăn cho các sinh vật thủy sinh, các loại động vật hoang dã cũng như vật nuôi

- Giao thông đường thủy hầu hết sông kênh rạch, các vùng hồ chứa nước lớn, vùng ngập nước thường xuyên hay theo mùa… đặc biệt là vùng đồng bằng song Cửu Long, vận chuyển đường thủy đóng vai trò hết sức quan trọng trong đời sống cũng như phát triển kinh tế của người dân sống xung quanh khu vực này

- Gải trí , du lịch: Các khu bảo tồn đất ngập nước như Tràm Chim( Tam Nông Đồng Thấp), Xuân Thủy (Nam Định)…[1]

1.2.2 Chức năng kinh tế của ĐNN

- Tài nguyên rừng: cung cấp một loạt các sản phẩm quan trọng như gỗ, than, củi và các sản phẩm khác như nhựa, tinh dầu, tanin, dược liệu …Nhiều vùng ĐNN giàu động vật hoang dã đặc biệt là các loài chim nước, cung cấp các sản phẩm có giá trị thương mại cao

- Thuỷ sản: Môi trường sống và nơi cung cấp thức ăn cho cá, loài thuỷ sản

- Tài nguyên cỏ và tảo biển: Thức ăn của nhiều loại thuỷ sinh vật, người và gia súc, ngoài ra còn làm phân bón và dược liệu…

- Sản phẩm nông nghiệp: các ruộng lúa nước chuyển canh hoặc xen canh với các cây hoa màu khác tạo nên nhiều sản phẩm quan trọng của vùng ĐNN

- Cung cấp nước ngọt: Là nguồn cung cấp nước ngọt cho sinh hoạt, tưới tiêu, cho chăn nuôi gia súc và sản xuất công nghiệp

- Tiềm năng năng lượng: Than bùn, các đập, thác nước… là những nguồn năng lượng quan trọng.[1]

1.2.3 Chức năng xã hội

- Tạo cảnh quan, vui chơi, giải trí

- Giá trị văn hoá: lễ hội, giáo dục, nghiên cứu…

- Giá trị đa dạng sinh học

Nhận thức được giá trị lợi ích của wetland, kết hợp với chất lượng và minh chứng môi trường sẽ dẫn đến việc tạo wetland nhân tạo cho nhiều mục đích[1]

1.2 Các mô hình ĐNN nhân tạo

Các mô hình ĐNN nhân tạo ứng dụng trong xử lý nước được thiết kế theo

hệ thống các dòng chảy của nước Được chia theo 3 hệ thống như sau:

 Các hệ thống chảy trên bề mặt (Free water surface - FWS)

 Các hệ thống dòng chảy ngang dưới mặt đất (Horizontal subsurface flow)

 Các hệ thống với dòng chảy thẳng đứng (Vertical subsurface flow - VSF)

1.2.1 Các hệ thống chảy trên bề mặt (Free water surface - FWS)

Những hệ thống này thường là lưu vực chứa nước hoặc các kênh dẫn nước, với lớp lót bên dưới để ngăn sự rò rỉ nước, đất hoặc các lớp lọc thích hợp khác hỗ trợ cho thực vật nổi Lớp nước nông, tốc độ dòng chảy chậm, sự có mặt của thân cây quyết định

dòng chảy và đặc biệt trong các mương dài và hẹp, bảo đảm điều kiện dòng chảy nhỏ (Reed và cộng sự, 1998).[5]

1.2.2 Các hệ thống với dòng chảy ngang dưới mặt đất (Horizontal subsurface flow - HSF)

Hệ thống này được gọi là dòng chảy ngang vì nước thải được đưa vào và chảy chậm qua tầng lọc xốp dưới bề mặt của nền trên một đường ngang cho tới khi nó tới được nơi dòng chảy ra Trong suốt thời gian này, nước thải sẽ tiếp xúc với một mạng lưới hoạt động của các đới hiếu khí, hiếm khí và kị khí Các đới hiếu khí ở xung quanh rễ và bầu rễ, nơi lọc O2 vào trong bề mặt Khi nước thải

Hình 1.1 Mô hình Free water surface - FWS

các quá trình hóa sinh Loại thực vật sử dụng phổ biến trong các hệ thống HSF là cây sậy.[5]

1.2.3 Các hệ thống với dòng chảy thẳng đứng (Vertical subsurface flow - VSF)

Nước thải được đưa vào hệ thống qua ống dẫn trên bề mặt Nước sẽ chảy

xuống dưới theo chiều thẳng đứng Ở gần dưới đáy có ống thu nước đă xử lý để đưa ra ngoài Các hệ thống VSF thường xuyên được sử dụng để xử lý lần hai cho nước thải đã qua xử lý lần một Thực nghiệm đă chỉ ra là nó phụ thuộc vào xử lý

sơ bộ như bể lắng, bể tự hoại Hệ thống đất ngập nước cũng có thể được áp dụng như một giai đoạn của xử lý sinh học

Tuy nhiên, trên thực tế mô hình ĐNN nhân tạo được xây dựng theo hai hệ thống: Bãi lọc trồng cây ngập nước (FWS); Bãi lọc trồng cây dòng chảy ngầm hay Bãi lọc ngầm trồng cây, với dòng chảy ngang hay dòng chảy thẳng đứng (SSF) Cách thức phân chia các hệ thống khác nhau nhưng chúng hoạt động theo cùng một cơ chế.[5]

1.3 Các quá trình xử lý chất ô nhiễm trong ĐNN nhân tạo

1.3.1 Quá trình xử lí các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học

Trong các bãi lọc, sự phân hủy sinh học đóng vai trò lớn nhất trong việc loại

bỏ các chất hữu cơ dạng hòa tan hay dạng keo có khả năng phân hủy sinh học (BOD) trong nước thải BOD còn lại cùng các chất rắn lắng được sẽ bị loại bỏ nhờ quá trình lắng Phân hủy sinh học xảy ra khi các chất hữu cơ hòa tan được mang vào lớp màng vi sinh bám trên phần thân ngập nước của thực vật, hệ thống

rễ và những phần vật liệu lọc xung quanh, nhờ quá trình khuyếch tán Vai trò của thực vật trong bãi lọc là:

 Cung cấp môi trường thích hợp cho vi sinh vật thực hiện quá trình phân hủy sinh học cư trú

 Vận chuyển oxy vào vùng rễ để cung cấp cho quá trình phân hủy sinh học trong

bộ rễ.[1]

ĐACN I Ứng dụng đất ngập nước nhân tạo trong xử lý nước thải

Hình 1.2 Mô hình Horizontal subsurface flow

1.3.2 Quá trình tách các chất rắn

Các chất rắn lắng được loại bỏ dễ dàng nhờ cơ chế lắng trọng lực, vì các hệ thống này cĩ thời gian lưu nước dài Chất rắn khơng lắng được, chất keo cĩ thể được loại bỏ thơng qua các cơ chế lọc Các cơ chế xử lí trong hệ thống phụ thuộc rất nhiều vào kích thước và tính chất của các chất rắn cĩ trong nước thải và các dạng vật liệu lọc được sử dụng Thực vật trong bãi lọc khơng đĩng vai trị đáng

kể trong loại bỏ các chất rắn.[1]

1.3.3 Quá trình khử Nitơ

Trong các bãi lọc, sự chuyển hĩa của N2 xảy ra trong các tầng oxi hĩa khử của đất, bề mặt tiếp xúc giữa rễ và đất, phần ngập nước của thực vật cĩ thân nhơ lên mặt đất N2 được loại bỏ trong các bãi lọc nhờ 3 cơ chế sau

 Sự bay hơi của NH3

 Sự hấp thụ của thực vật

 Nitrat háo/ khử nitrat

Hình 1.4 Đường đi của các hạt rắn trong đất ngập nước

- Trong các bãi lọc, sự chuyển hĩa của nitơ xẩy ra trong các tầng oxy hĩa và khử của bề mặt tiếp xúc giữa rễ và đất, phần ngập nước của thực vật cĩ thân nhơ lên khỏi mặt nước Nitơ hữu cơ bị oxy hĩa thành NH4+ trong cả hai lớp đất oxy hĩa và khử Lớp oxy hĩa và phần ngập nước của thực vật là những nơi chủ yếu xẩy ra quá trình nitrat hĩa, tại đây NH4+ chuyển thành NO2 bởi vi khuẩn nitrosomonas và cuối cùng thành NO3- bởi vi khuẩn Nitrobacter Ở mơi trường nhiệt độ cao hơn, một số NH4+ chuyểnsang NH3 và bay hơi vào khơng khí.[1]

Hình 1.5 Đường đi của Nitơ trong đất ngập nước

1.3.4 Quá trình khử Phospho

Vai trị của thực vật trong việc loại bỏ P vẫn cịn vấn đề tranh cãi nhưng dù sao đây cũng là cơ chế duy nhất đưa hẳn P ra khỏi hệ thống bãi lọc Các qúa trình hấp phụ, kết tủa và lắng chỉ đưa được P vào đất hay vật liệu lọc Khi lượng P trong lớp vật liệu vượt quá khả năng chứa thì phần vật liệu hay lớp trầm tích đĩ phải được nạo vét và xả bỏ Cơ chế loại bỏ P trong các bãi lọc gồm cĩ:

Sự hấp thụ của thực vật

Các quá trình đồng hĩa của vi khuẩn

Sự hấp thụ lên đất, vật liệu lọc và các chất hữu cơ

Kết tủa lắng cùng các ion Ca2+, Mg2+, Fe3+, Mn2+.[1]

Hình 1.6 Đường đi của phospho trong đất ngập nước

1.3.5 Quá trình xử lí kim loại nặng

Các lồi thực vật khác nhau cĩ khả năng hấp thu kim loại mạnh rất khác nhau Bên cạnh đĩ, thực vật đầm lầy cũng ảnh hưởng gián tiếp đến sự loại bỏ và tích trữ kim loại nặng khi chúng ảnh hưởng đến chế độ thủy lực, cơ chế hĩa học lớp trầm tích và hoạt động của vi sinh vật Các vật liệu lọc là nơi tích tụ chủ yếu các kim loại nặng Các cơ chế loại bỏ chúng gồm cĩ:

Kết tủa và lắng ở dạng hydroxit khơng tan trong vùng hiếu khí, ở dạng sunfit kim loại trong vùng kị khí của lớp vật liệu

Hấp phụ lên các kết tủa oxyhidroxit sắt, mangan trong vùng hiếu khí

Kết hợp lẫn thực vật và đất - Hấp phụ vào rễ, thân và lá của thực vật trong bãi lọc trồng cây.[1]

1.3.6 Quá trình xử lí các hợp chất hữu cơ

Các hợp chất hữu cơ được loại bỏ trong các hệ thống chủ yếu nhờ cơ chế bay hơi, hấp phụ, phân hủy bởi các vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn và nấm) và

hấp phụ của thực vật Yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất loại bỏ các chất hữu cơ nhờ quá trình bay hơi là hàm số phụ thuộc của trọng lượng phân tử chất gây ơ nhiễm và áp suất riêng phần giữa hai pha khí và nước

Các chất bẩn hữu cơ chính cịn cĩ thể loại bỏ nhờ quá trình hút bám vật lí lên bề mặt các chất lắng được và sau đĩ là quá trình lắng Quá trình này thường xảy ra ở phần đầu bãi lọc Các chất hữu cơ cũng bị thực vật hấp thụ (Polprasert và Dan, 1994), tuy nhiên cơ chế này cịn chưa được hiểu rõ và cịn phụ thuộc nhiều vào loại thực vật được trồng, cũng như đặc tính của chất bẩn .[1]

1.3.7 Quá trình xử lí vi khuẩn và virus

Về bản chất cũng giống như quá trình loại bỏ các vi sinh trong hồ sinh học

Vi khuẩn và virut cĩ trong nước thải được loại bỏ nhờ:

 Các quá trình vật lí như lắng, dính kết, lọc, hấp phụ

 Do điều kiện mơi trường khơng thuận lợi trong một thời gian dài

 Tác động của các yếu tố lí hĩa mơi trường tới mức độ diệt khuẩn đã được cơng bố trong nhiều tài liệu: nhiệt độ ( Mara và Silva,1979), pH ( Parhad và Rao,

1974, Hirn và nnk, 1980, Pearson và nnk, 1987)….Các yếu tố sinh học bao gồm: thiếu chất dinh dưỡng (Wu và Klein, 1976), do các sinh vật khác ăn (Ellis, 1983).[1]

Chương 2 Đất ướt nhân tạo trong quản lí nước chảy tràn

2.1 Mục tiêu xây dựng Wetland quản lý nước chảy tràn

Gồm cĩ 2 mục đích chính

 Hạn chế lũ lụt và kiểm sốt dịng chảy

 Cải thiện chất lượng nước

Sau khi được xây dựng wetland sẽ cung cấp các chức năng về sinh thái và xã hội: Thiết kế cảnh quan, tạo mơi trường sống, khu giải trí cơng cộng, giáo dục cộng đồng, tái sử dụng nước.[10]

2.1.1 Thiết kế

Hình 1.7 Quá trình loại bỏ vi khuẩn trong đất ngập nước

Thiết kế wetland cho việc quản lý nước chảy tràn phụ thuộc vào mục tiêu và những kết quả đúng theo yêu cầu về tiêu chuẩn chất lượng nước trong việc bảo vệ sông và hệ sinh thái thủy vực Rõ ràng kỹ thuật tốt nhất hiện nay cho việc kiểm soát chất lơ lửng ( và chất dinh dưỡng) có thể được triển khai để giảm thiểu lượng nước chảy tràn xâm nhập vào wetland Tuy nhiên ở đây chỉ đề cập đến vai trò của wetland nhân tạo trong việc chứa đựng nước chảy tràn, loại bỏ cặn lắng, chất dinh dưỡng Những phần trước đã mô tả sự quan trọng của thực vật wetland và quá trình hóa sinh học, vật lý, hóa học tham gia trong việc cải thiện chất lượng nước Xuyên suốt quá trình chuyển hóa vật lý diễn ra dễ dàng nhờ thực vật cỡ lớn, chúng có vai trò quan trọng nhất trong việc cải thiện chất lượng nước.

Quá trình sinh học và hóa học diễn ra lâu hơn nhưng cũng bị ảnh hưởng bởi phạm vi ngập nước và mức độ thường xuyên của chu kỳ làm khô làm ướt Thiết

kế wetland phải thúc đẩy quá trình này

Hiệu quả xử lý của hệ thống wetland đòi hỏi một sự cân bằng giữa khả năng chịu tải và thời gian nước lưu Wetland nhân tạo xử lý nước thải đầu vào có mức

độ tải nước và tải ô nhiễm với thời gian nước lưu hiệu quả nhất trong việc loại bỏ các chất lắng lơ lửng và chất dinh dưỡng ở queenslands trong vòng 7 ngày.[3]

2.2 Các yếu tố ảnh hưởng khi thiết kế sử dụng đất ngập ướt xử lý nước thải 2.2.1 Điều kiện thủy học

Kích cỡ (diện tích và khối lượng) phụ thuộc vào quy mô và khối lượng dòng chảy, đặc điểm các chất ô nhiễm trong dòng chảy, mức độ xử lý chất lượng nước

và quy mô của 1 wetland đóng vai trò như một bể chứa Theo Halcrow Environmental Services, ở Mỹ cho rằng thiết kế thuận lợi nhất nên giữ lượng nước trong thời gian nhỏ nhất là 3-5 giờ và có thể lên đến 10-15 giờ sẽ cho hiệu quả xử lý tốt nhất, với một bề mặt wetland khoảng 0.5-5.0% vùng dẫn nước Theo Wong& Somes (1995), sử dụng dữ liệu từ hệ thống nước chảy tràn để sản xuất một sơ đồ thiết kế tổng lượng hiệu suất thủy học của một wetland, dựa trên cơ sở tương ứng giữa kích cỡ wetland (khối lượng lưu trữ như tỉ lệ phần trăm của khối lượng nước hàng năm) và thời gian nước lưu Kết quả của họ cho thấy rằng tăng

khối lượng lưu trữ (từ 0.5-5.0%) dẫn đến việc tăng hiệu suất thủy lực với hiệu quả 90% Các nhà nghiên cứu kết luận rằng, một wetland thiết kế với không đủ dung lượng (<3%), sẽ dẫn đến việc nước chảy tràn qua, đặc biệt, nếu wetland đã đầy nước trước cơn mưa Tuy nhiên, đối với hiệu suất thủy học, chỉ là một tham số ảnh hưởng đến kết quả xử lý, và việc loại bỏ các chất lơ lửng và chất dinh dưỡng, cuối cùng cũng phụ thuộc vào tính hiệu quả của các quá trình vật lý, hóa học, sinh học trong wetland và lượng nước ô nhiễm.

Thiết kế wetland đòi hỏi phải có một sự cân bằng giữa khu vực thích hợp và thời gian nước lưu, điều này chịu ảnh hưởng nhiều của lượng nước chảy qua và

sự thay đổi khí hậu Vì vậy, thiết kế wetland cho những vùng nhiệt đới và vùng ven biển cận nhiệt đới sẽ khác nhau từ các khu vực khí hậu Đất có sẵn có thể là một mối lo lớn đối với kích cỡ wetland, tuy nhiên, trong phần này có thể tạo được nếu có một diện tích sâu, và vùng nước mở, kết hợp với một khu vực thực vật nông.[4]

2.2.2 Cách bố trí Wetland Zones

- Một wetland quản lý nước chảy tràn được đầu tư xây dựng gồm vùng mở nước sâu và vùng cạn có thực vật Vùng đi vào thường ngập nước sâu (1,5-2m) như ao với lưu lượng tối đa và và cho phép kích cỡ trung bình của wetland Tổ chức ô nhiễm TRAP cho rằng “ song chắn rác “ sẽ được đặt trước khi nước chảy vào vùng wetland Vùng nước sâu có tác dụng loại bỏ các cặn lắng nên cần được xem xét Vùng nước sâu hơn có tác dụng kiểm soát dòng chảy vào khu có thực vật thủy sinh

- Vùng có thực vật thủy sinh nên thiết kế từ 10 – 25 cm, với độ sâu lớn nhất là 50cm mặc dù mực nước có tăng lên do những cơn mưa Vùng này có kết quả cao trong việc loại bỏ các chất rắn lơ lửng, các chất dinh dưỡng thông qua việc kết hợp giữa các quá trình hóa học sinh học, vật lý đã được nói ở phần 2.4 Vùng đi

ra có thể là sự kết hợp giữa thực vật cạn và một cái ao sâu hay cái hố rộng đa chức năng Tùy vào kích cỡ của wetland, khả năng giữ và xử lý nước chảy tràn

mà nước vào các kênh nhằm khắc phục những lúc dòng chảy có cường độ cao trong những cơn mưa [4]

2.2.3 Vùng có thực vật và thủy triều

Tiềm năng lưu giữ là quan trọng để các vấn đề liên quan đến thủy học đạt hiệu quả và chính điều này cùng với các hiệu quả về xử lý đã tạo nên một hiệu suất tổng thể của wetland Do vậy điều này rất quan trọng trong việc thiết kế một wetland nhân tạo xử lý nước chảy tràn Vì vậy, vùng có thực vật thủy sinh có thể được thiết kế được hỗ trợ như là một loài thực vật ở wetland nhằm thủy phân các chất cụ thể “ Vùng đất ngập nước định kỳ”, vùng mà trong wetland tự nhiên được xem như là một cái hồ, nó có thể được tạo ra ở một địa điểm hay một vị trí mới, nơi mà chỉ ngập nước vào mùa ẩm ướt Vùng này có thể gồm vùng mở nước sâu hay vùng can có thực vật thủy sinh, hay cũng có thể là vùng hoàn toàn khô ráo “Vùng đất ngập nước cạn”, nên thiết kế để duy trì mực nước sâu ít nhất là 10cm trong suốt mùa khô và lên tơi 50cm ở điều kiện bình thường Trong khi

“Đất ngập nước sâu” cần duy trì mực nước sâu ít nhất là 20cm trong mùa khô Một vài ý kiến (1996) cho rằng 5 vùng đất ngập nước (vùng đầm lầy có thực vật thủy sinh như lau sậy cạn, vùng đầm lầy có thực vật thủy sinh, vùng đầm lầy có thực vật thủy sinh sâu, vùng mở nước) Các vùng này có thể kết hợp để đưa vào thiết kế một wetland nhân tạo Một vài ý kiến cho rằng ảnh hưởng của vùng đi ra trong hiệu suất xử lý, điều chỉnh thủy triều vào tạo tính bền vững cho các loại cây trồng ở mỗi vùng [4]

2.2.4 Các yếu tố khác

 Wetland nhân tạo với sự đa dạng của nhiều loài thực vật và vùng thực vật thủy sinh phụ thuộc vào hệ thống làm ướt và khô, tốt như các vùng nước mở đạt tối đa trong việc xử lý các vấn đề ảnh hưởng đến chất lượng nước Nó sẽ tạo nên

sự đa dạng của thực vật thủy sinh

 Vùng nước sâu có chức năng như là môi trường sống cho các thực vật thủy sinh trong suốt mùa khô và cho phép ngập nước nhanh chóng của vùng mới bão

hịa Vùng cĩ vai trị quan trọng trong việc kiểm sốt khả năng phát sinh muỗi khi

cĩ các lồi thiên địch của trứng muỗi xuất hiện

 Sự đa dạng của vùng thực vật thủy sinh cĩ thể hỗ trở nâng cao giá trị về đời sống hoang dã của wetland, đĩng vai trị như một cảnh quan

 Cảnh quan và giải trí đĩng vai trị rất quan trọng trong đơ thị wetland xử lý nước chảy tràn Hồ hay đầm của vùng cĩ thực vật thủy sinh cĩ thể nhằm duy trì các ao Đảo cĩ thể được bổ sung nhằm bảo vệ động vật hoang dã

 Hiệu quả sẽ cao hơn nếu chia vùng đất ngập nước ra thành nhiều đới

Phân chia diện tích đất ngập nước sủ dụng làm hai đới như:

+ Đới thứ nhất cĩ vai trị như ao oxy hĩa nhằm giảm nồng độ BOD, COD, TSS và các chất ơ nhiễm trước khi đưa vào đới thứ hai

+ Đới thứ hai là vùng cĩ trồng thêm các loại cây cĩ khản năng hấp thụ chất ơ nhiễm nhằm gia tăng hiệu quả xử lý

 Việc đưa các loại thực vật cĩ khản năng xử lý nước thải( như sậy, lục bình) vào vùng đất ngập nước sẽ làm nâng cao hiệu quả xử lý, giảm đáng kể lượng bốc hơi nước, giảm nguy cơ gia tăng nồng độ ơ nhiễm do bốc hơi

 Các thông số thủy lực trong các ao xử lý Theo Kadlec và Knight (1996) các thông số thủy lực trong các ao xử lý như : thông số độ dốc, tải trọng thủy lực, độ sâu đặt ống thải đầu vào và ra, thời gian lưu nước thực tế trong các ao xử lý [4]

2.3 Thiết lập và bảo trì Wetland quản lý nước chảy tràn

2.3.1 Thiết lập hệ thống thực vật

Xây dựng hệ thống song chắn rác, bể chứa, cấu trúc đầu vào và đầu ra khơng chỉ là lý thuyết để quản lý nước chảy tràn, tuy nhiên việc thiết lập hệ thống chức năng Wetland và hiểu biết về những lồi thực vật và sự tăng trưởng của chúng là cần thiết Các lồi được chọn lọc theo chiều sâu của khu đất ngập nước Nếu cơ

sở của Wetland là đất sét hay lớp đá dễ thấm qua thì tối thiểu cách mặt đất 15cm mới gắn vào để cho rễ phát triển ; từ 20-30cm là cần thiết cho những khu vực mà

tiềm tàng vận tốc nước cao, vào thời điểm trồng cây thì lớp dưới phải được ẩm nhưng không nhất thiết phải ngập Trong thực tế thì mực nước phải được kiểm soát trong giai đoạn đầu thành lập cây trồng để đảm bảo rằng độ sâu của nước không vượt quá chiều cao của cây giống Ở Queensland, trồng cây nên được triển khai sớm vào đầu mùa xuân để đảm bảo cho cây giống phát triển hệ rễ tốt trước khi có bão mùa hè [3]

2.3.2 Bảo trì

Sau khi thiết lập hệ thực vật, vấn đề bảo trì sẽ tập trung vào việc loại bỏ rác, đặc biệt sau những cơn mưa lớn và việc loại bỏ những loài cỏ dại có thể xâm chiếm Wetland Các công nhân vận hành và bảo trì nên hiểu biết về hệ thực vật trong Wetland và thấy được sự thay đổi trong sự đa dạng của các loài thực vật và

sự phân phối sẽ xảy ra trong suốt thời gian Việc thu hoạch không được xem như

là nguyên nhân gây ra sự xáo trộn cặn lắng và sự mất đi những vật chất còn lại trong Wetland [3]

2.3.3 Kiểm soát muỗi

Sự phát sinh muỗi là vấn đề quan tâm thường xuyên của cộng đồng địa phương và các nhà nghiên cứu côn trùng Tuy nhiên dưới cái nhìn tổng quát của các nhà nghiên cứu về 2 lĩnh vực wetland tự nhiên và wetland nhân tạo đã chỉ ra rằng thành công của việc kiểm soát được sự phát sinh của muỗi là do sự có mặt của các loài thiên địch như: động vật giáp xác nhỏ, nhộng, ấu trùng bọ cứng… và chúng luôn luôn có mặt trong hệ sinh thái Wetland Vấn đề mấu chốt để kiểm soát muỗi là đảm bảo sự cân bằng trong hệ sinh thái hỗ trợ cho sự đa dạng của những sinh vật thủy sinh Địa thế của Wetland nên đảm bảo là vực nước nhỏ nhưng không cô lập với dòng chảy [3]

2.4 Duy trì, bảo dưỡng hoạt động của hệ thống ĐNN nhân tạo

 Đánh dấu vị trí các bồn chứa việc này sẽ giúp ngăn chặn các hoạt động đó

có thể gây tổn hại các bồn chứa, như một người lái xe trên một chiếc xe các bồn chứa

 Bảo tồn nước, duy trì trong thời gian hoạt động là điều quan trọng Đưa vào quá nhiều nước sẽ không cho phép đủ thời gian cho các chất rắn lắng xuống, tách riêng biệt.

 Hạn chế sử dụng các bồn chứa phụ

 Giảm thiểu hoặc loại bỏ việc sử dụng các sản phẩm tạo rác vào hệ thống Thức ăn chất thải giấy khăn, báo chí, nhựa, dầu mỡ, dầu nấu ăn, thuốc lá, bã cà phê … đựơc xả vào hệ thống sẽ dẫn đến nhu cầu phải bơm thường xuyên hơn Ngoài ra các vi sinh vật trong hệ thống cũng không có khả năng phân hủy các nguyên vật liệu kiểu này

 Không phun ra chất độc hại như: thuốc trừ sâu, thuốc diệt trùng, axit, thuốc men, sơn, vani, xăng dầu…

 Giảm thiểu việc sử dụng các chất nguy hại chẳng hạn như chất tẩy và chất làm sạch Những chất này có thể ảnh hưởng hoặc gây chết đối với vi sinh vật trong hệ thống

 Không dẫn nước từ hồ bơi,bình nước nóng vào hệ thống, đặc biệt là nếu các nước chứa chlorinated

 Không kết nối mái cống; tầng hầm hoặc ống cống vào hệ thống

 Trước khi trồng cây, luôn luôn rũ sạch đất quanh các gốc cây Nếu đất còn lại trên gốc của nó có thể tích lũy giữa những viên sỏi và chặn dòng chảy của nước

 Thử nghiệm với các giống khác nhau với màu sắc có thể trong một vườn hoa Cây sẽ được sử dụng trong các đầm lầy nên được được lựa chọn cẩn thận, không chỉ cho các chức năng của hệ thống trong xử lí mà còn đảm bảo tính mỹ quan

 Không bao giờ sử dụng sỏi đá vôi trong các đầm lầy Việc sử dụng chúng

sẽ ngăn cản tốc độ tăng trưởng cây trồng trong các hệ thống.[3]