ẢNH HƯỞNG NỒNG ĐỘ NƯỚC RỈ RÁC ĐẾN KHẢ NĂNG XỬ LÝ CỦA MÔ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC TRỒNG CÂY THỦY TRÚC

HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC  BÁO CÁO TÓM TẮT ẢNH HƯỞNG NỒNG ĐỘ NƯỚC RỈ RÁC ĐẾN KHẢ NĂNG XỬ LÝ CỦA MÔ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC TRỒNG CÂY THỦY TRÚC Giáo viên hướng dẫn: S

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC



LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ẢNH HƯỞNG NỒNG ĐỘ NƯỚC RỈ RÁC ĐẾN KHẢ NĂNG

XỬ LÝ CỦA MÔ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC

TRỒNG CÂY THỦY TRÚC

Ngành học: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Niên khóa: 2004 – 2008

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THỊ THANH THANH

Tháng 10/2008

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC



BÁO CÁO TÓM TẮT

ẢNH HƯỞNG NỒNG ĐỘ NƯỚC RỈ RÁC ĐẾN KHẢ NĂNG

XỬ LÝ CỦA MÔ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC

TRỒNG CÂY THỦY TRÚC

Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:

PGS TS BÙI XUÂN AN NGUYỄN THỊ THANH THANH

Tháng 10/2008

- Thầy PGS TS Bùi Xuân An đã gợi mở, trực tiếp hướng dẫn em thực hiện đề tài

- Thầy TS Lê Đình Đôn và các anh ở trại thực nghiệm đã tạo điều kiện để em được thực hiện mô hình thí nghiệm trong nhà lưới ở trại thực nghiệm

- Các anh chị Trung tâm Phân tích Môi trường – Viện Công nghệ sinh học và Môi trường đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ em trong quá trình phân tích

- Chị Hải Yến và anh Minh Sang đã giúp em trong những lần đi lấy mẫu tại bãi chôn lấp chất thải rắn Gò Cát

- Các bạn lớp DH04SH đã cùng nhau gắn bó suốt quãng đời sinh viên, động viên giúp đỡ mình trong thời gian thực hiện khóa luận

- Và cuối cùng con xin gửi lời cảm ơn đến ba mẹ đã luôn ủng hộ, động viên và là chỗ dựa vững chắc cho con trong suốt con đường học tập

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Thanh Thanh

TÓM TẮT KHÓA LUẬN

Nguyễn Thị Thanh Thanh, Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh Tháng 10/2008

“ẢNH HƯỞNG NỒNG ĐỘ NƯỚC RỈ RÁC ĐẾN KHẢ NĂNG XỬ LÝ CỦA MÔ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC TRỒNG CÂY THỦY TRÚC”, mô hình thí nghiệm

được thực hiện tại trại thực nghiệm Công nghệ Sinh học từ 15/04/2008 đến 15/08/2008, trên đối tượng nước rỉ rác của bãi chôn lấp Gò Cát

Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 5 nghiệm thức (10%, 20%, 30%, 40%, 50%), 3 lần lặp lại, với thời gian lưu là 4 ngày và được theo dõi trong 2 lần

Kết quả tóm tắt:

1 Giới hạn chịu đựng của cây đối với COD xấp xỉ 3.000 mg/l

2 Lượng nước bốc hơi qua mô hình trong thời gian 4 ngày từ 46% – 71%

3 Nồng độ nước rỉ rác xử lý tối ưu là 50% tương ứng COD bằng 1.228 mg/l

4 Hiệu quả xử lý đối với BOD, COD, N tổng, P tổng lần lượt là: COD 76% - 86%; BOD5 80% - 87%; N tổng 85% -95%; P tổng 85% - 97%

SUMMARY

Nguyen Thi Thanh Thanh, Nong Lam University Ho Chi Minh city, October 2008

“IMPACT OF LANDFILL LEACH WATER ON TREATMENT CAPACITY

OF SUBSURFACE FLOW CONSTRUCTED WETLAND MODEL PLANTED

Cyperus involucratus”, the experiment was carried out at experimental camp

3 The optimum wastewater concentration was treated 50% correlative COD 1.228 mg/l

4 Treatment efficiency of BOD, COD, total N and total P were 76% - 86%, 80% - 87%, 85% - 95%, 85% - 97%

MỤC LỤC

TRANG

LỜI CẢM ƠN iii

TÓM TẮT KHÓA LUẬN iv

SUMMARY v

MỤC LỤC vi

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ix

DANH MỤC BẢNG x

DANH MỤC BIỂU ĐỒ xi

DANH MỤC ĐỒ THỊ xii

DANH MỤC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ xii

Chương 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Giới thiệu 1

1.2 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.3 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.4 Nội dung nghiên cứu 2

1.5 Tính mới của đề tài 2

1.6 Giới hạn đề tài 2

1.7 Ý nghĩa khoa học 2

1.8 Ý nghĩa thực tiễn 2

Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Tổng quan cây thủy trúc 3

2.1.1 Phân loại 3

2.1.2 Một số đặc tính hình thái của cây 3

2.2 Tổng quan vể mô hình đất ngập nước 4

2.2.1 Khái niệm đất ngập nước 4

2.2.2 Phân loại đất ngập nước nhân tạo 4

2.2.2.1 Đất ngập nước có dòng chảy tự do bề mặt (FWS) 5

2.2.2.2 Đất ngập nước có dòng chảy bên dưới (SSF) 5

2.2.3 Các cơ chế loại bỏ chất thải trong hệ thống đất ngập nước 6

2.2.3.1 Vật lý 6

2.2.3.2 Hóa học 6

2.2.3.3 Sinh học 7

2.3 Tổng quan bãi chôn lấp rác Gò Cát 7

2.3.1 Giới thiệu sơ lược 7

2.3.2 Thành phần và tính chất nước rỉ rác Gò Cát 8

2.3.3 Công nghệ xử lý nước rỉ rác Gò Cát 10

2.3.4 Các khuynh hướng xử lý nước rỉ rác 11

2.3.4.1 Xử lý sơ bộ tuần hoàn nước 11

2.3.4.2 Xử lý sơ bộ để đưa vào hệ thống cống rãnh đô thị 11

2.3.4.3 Xử lý để xả ra nguồn tiếp nhận 11

2.4.5 Các phương pháp xử lý nước rỉ rác 12

2.4.5.1 Phương pháp sinh học 12

2.4.5.2 Phương pháp hóa lý 12

2.4.5.3 Phương pháp hóa học 14

2.4 Ưu, nhược điểm khi sử dụng thực vật làm sạch môi trường nước 15

2.4.1 Ưu điểm 15

2.4.2 Nhược điểm 15

2.5 Một số nghiên cứu về cây thủy trúc (hay các loài cây thủy sinh khác) để xử lý nước thải 15

Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 17

3.1 Thời gian và địa điểm tiến hành thí nghiệm 17

3.2 Nguồn nước rác và phương pháp lấy mẫu 17

3.3 Chuẩn bị cây và vật liệu thí nghiệm 18

3.3.1 Chuẩn bị cây thủy trúc 18

3.3.2 Vật liệu thí nghiệm 18

3.4 Nội dung và phương pháp thí nghiệm 19

3.4.1 Nội dung – Phương pháp thí nghiệm 19

3.4.2 Bố trí mô hình thí nghiệm 20

3.4.3 Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích 21

3.4.4 Xử lý số liệu 21

Chương 4 KẾT QUẢ - THẢO LUẬN 22

4.1 Thí nghiệm nồng độ tối đa 22

4.2 Phát triển chiều cao thân 22

4.3 Sự cân bằng nước 23

4.4 Chỉ tiêu pH 25

4.5 Nhu cầu oxy sinh học (BOD5) 26

4.6 Nhu cầu oxy hóa học (COD) 28

4.7 Nitơ tổng 30

4.8 Photpho tổng 32

4.9 Sinh khối và sự phát triển của cây thủy trúc 34

4.10 Thảo luận chung 36

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 37

5.1 Kết luận 37

5.2 Kiến nghị 37

TÀI LIỆU THAM KHẢO 38 PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

ASP Xử lý sinh học hiếu khí bùn hoạt tính

BOD5 Nhu cầu ôxy sinh học trong 5 ngày (Biological Oxygen Demand) bvtv Bảo vệ thực vật

COD Nhu cầu ôxy hóa học (Chemical Oxygen Demand)

SS Chất rắn lơ lửng (Suspended Solid)

SSF Đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy bên dưới

(Subsurface flow Constructed Wetland)

TDS Tổng chất rắn hòa tan (Total Dissolved Solid)

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Tính chất nước rỉ rác Gò Cát 9

Bảng 3.1: Chiều cao trungbình thân của các cây TN trong giai đoạn dưỡng cây 19

Bảng 3.2: Thời gian bố trí xác định nồng độ tối đa nước thải gây chết cây 20

Bảng 3.3: Các phương pháp phân tích 21

Bảng 4.1: Nồng độ pha loãng và chỉ số COD của nước rỉ rác tiến hành thí nghiệm 22

Bảng 4.2: Chiều cao thân cây thủy trúc trên mô hình bãi lọc trồng cây sau TN 22

Bảng 4.3: Lượng nước thất thoát trong 4 ngày trung bình ở mỗi nghiệm thức 23

Bảng 4.4: Lượng nước thất thoát trung bình 1 ngày ở mỗi nghiệm thức 23

Bảng 4.5: Kết quả pH của mỗi nghiệm thức 25

Bảng 4.6: BOD trung bình ở mỗi nghiệm thức 26

Bảng 4.7: COD trung bình ở mỗi nghiệm thức 28

Bảng 4.8: Nitơ tổng trung bình ở mỗi nghiệm thức 31

Bảng 4.9: Photpho tổng trung bình ở mỗi nghiệm thức 33

Bảng 4.10: Trọng lượng thân và rễ của cây cuối thí nghiệm 34

DANH MỤC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 4.1: Chiều cao trung bình của cây ở mỗi nghiệm thức sau thí nghiệm 22 Biểu đồ 4.2: Lượng nước thất thoát trung bình mỗi ngày của đối chứng, thí nghiệm

và qua cây trung bình ở mỗi nghiệm thức 24

Biểu đồ 4.3: Tỷ lệ lượng nước thất thoát so với lượng nước tưới ban đầu trung

DANH MỤC ĐỒ THỊ

Đồ thị 4.1: Hiệu suất xử lý BOD của mô hình thí nghiệm trung bình ở mỗi

nghiệm thức 27

Đồ thị 4.2: Hiệu suất xử lý COD của mô hình thí nghiệm trung bình ở mỗi nghiệm thức 29

Đồ thị 4.3: Hiệu suất xử lý tổng Nitơ trung bình ở mỗi nghiệm thức 32

Đồ thị 4.4: Hiệu suất xử lý tổng Photpho của mô hính thí nghiệm trung bình ở mỗi nghiệm thức 34

DANH MỤC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ HÌNH TRANG Hình 2.1: Cây thủy trúc .3

Hình 2.2: Hệ thống ĐNN có dòng chảy thẳng đứng 5

Hình 2.3: Hệ thống ĐNN có dòng chảy nằm ngang 6

Hình 3.1: Hồ chứa nước rỉ rác ở bãi rác Gó Cát 17

Hình 3.2: Mô hình bãi lọc trồng cây thủy trúc 18

SƠ ĐỒ Sơ đồ 2.1: Công nghệ xử lý nước rỉ rác Gò Cát .10

Sơ đồ 3.1: Mô hình bố trí thí nghiệm 20

Chương 1

MỞ ĐẦU 1.1 Giới thiệu

Việc gia tăng dân số và xã hội ngày càng phát triển đã dẫn đến khối lượng lớn rác sinh hoạt thải ra môi trường, làm cho việc thu gom vận chuyển và xử lý chất thải rắn trở thành vấn đề nan giải hiện nay Lượng chất thải rắn nếu không được xử lý tốt

sẽ dẫn đến hàng loạt các hậu quả môi trường không thể lường trước được, đặc biệt là nước rỉ rác Nếu chúng ta không có những phương pháp xử lý triệt để sẽ gây ô nhiễm

cả ba môi trường đất, nước và không khí

Nước rỉ rác có khả năng gây ô nhiễm nguồn nước ngầm, nước mặt và đất Do ở nước ta chưa có sự phân loại rác ngay từ nguồn vì thế nồng độ chất ô nhiễm trong nước rỉ rác cao nên khi thải ra môi trường hoặc xử lý không đạt tiêu chuẩn quy định sẽ gây ra phản ứng mạnh mẽ đối với cộng đồng dân cư sống gần bãi chôn lấp

Do tính chất và thành phần nước rỉ rác ở nước ta khác biệt so với ở nước ngoài nên khi sử dụng những công nghệ xử lý của Hà Lan mà vẫn không mang lại hiệu quả tốt Theo thiết kế công suất 400 m3/ngày đêm nhưng thực tế công suất chỉ đạt 40-50 m3/ngày đêm gây khó khăn rất nhiều cho các cơ quan quản lý môi trường và nhiều bãi chôn lấp đã phải đóng cửa Do đó việc tìm ra các phương pháp xử lý nước rỉ rác hiện nay đang là vần đề cấp thiết và sử dụng thực vật để xử lý là một phương pháp

1.2 Tính cấp thiết của đề tài

Do lượng nước rỉ rác thải ra nhiều và công nghệ xử lý không đạt hiệu quả cùng với một số tác động xấu của môi trường đã dẫn đến lượng nước rỉ rác phát sinh ngày càng nhiều Chính vì điều này mà hiện nay bãi rác Gò Cát đã phải đóng cửa, còn những bãi rác khác cũng lâm vào tình trạng quá tải nên không thể nào xử lý hộ bãi rác

Gò Cát

Lượng nước rỉ rác sinh ra nhiều mà không được xử lý kịp thời sẽ ảnh hưởng đến môi trường, gây bức xúc cho người dân và làm đau đầu nhiều nhà quản lý Do đó việc xử lý triệt để nước rỉ rác đang là vấn đề cấp thiết cần được giải quyết

1.3 Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu khả năng xử lý nước rỉ rác của cây thủy trúc trên mô hình đất ngập nước ở điều kiện Việt Nam

1.4 Nội dung nghiên cứu

Xây dựng mô hình đất ngập nước sử dụng cây thủy trúc

Xác định nồng độ nước rỉ rác tối ưu mà mô hình đất ngập nước có cây thủy trúc xử lý

1.5 Tính mới của đề tài

Chưa có nghiên cứu nào về vấn đề này Sử dụng cây thủy trúc xử lý nước rỉ rác trên mô hình đất ngập nước

1.6 Giới hạn của đề tài

Chỉ thực hiện trên mô hình đất ngập nước Kiểm tra giới hạn trong 5 chỉ tiêu:

pH, BOD5, COD, N tổng, P tổng Tính chất nước rỉ rác bị ảnh hưởng bởi việc vận chuyển xa (từ bãi rác Gò Cát về trường Đại học Nông Lâm) Thí nghiệm được thực hiện trong mùa mưa

1.7 Ý nghĩa khoa học

Chứng minh được ngoài việc xử lý nước thải chăn nuôi thì cây còn có khả năng

xử lý nước rỉ rác Lần đầu tiên nghiên cứu cây thủy trúc xử lý nước rỉ rác

1.8 Ý nghĩa thực tiễn

Tuy chưa có nhiều nghiên cứu về khả năng xử lý nước thải của cây thủy trúc nhưng qua quá trình thực hiện khóa luận em thấy cây có tìm năng trong việc xử lý nước rỉ rác có thể góp phần vào việc giải quyết vấn đề bức xúc do nước rỉ rác gây ra

Do đó đề tài này sẽ làm cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo sử dụng cây thủy trúc để

xử lý nước rỉ rác

Chương 2

TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan về cây thủy trúc

Thủy trúc có nguồn gốc Madagasca và Mascarene Islands, thường mọc nơi đất

ẩm Ngoài ra ở một số nơi còn gọi là cây cói dù hay cây cọ dù

Cyperaceae – Họ cói (từ chữ Hy Lạp kyperios: tên một loài cói gấu tàu ) Trong chi Cyperus có tới 600 loài ở những vùng nhiệt đới và nóng Ở nước ta có tới 61 loài phần lớn là cỏ dại, một số loài được dùng đan lát, làm chiếu; một số dùng làm thức ăn chăn nuôi và một số làm cây thuốc, cây cảnh

2.1.2 Một số đặc tính hình thái của cây thủy trúc

Thân thảo mọc đứng thành cụm, dạng thô, cao 0,7 – 1,5m, có cạnh và nhiều đường vân dọc, phía gần gốc có những bẹ lá màu nâu không có phiến Lá nhiều, mọc tập trung ở đỉnh thân thành vòng dày đặc, xếp theo dạng xoắn ốc và xòe rộng ra, dài có thể tới 20cm; cụm hoa tán ở nách lá, nhiều Bông chét hình bầu dục, dẹp, dài khoảng 8mm, thường không có cuống, hợp thành cụm hoa đầu ở đỉnh các nhánh hoa Ngoài

tên khoa học Cyperus involucratus thì cây thủy trúc còn có tên Cyperus alternifolius L spp hay Cyperus flabellifomis Rottb

Hình 2.1: Cây thủy trúc

2.2 Tổng quan về mô hình đất ngập nước

2.2.1 Khái niệm

Đất ngập nước (ĐNN) là những vùng đất bị ngập hoặc bão hòa bởi nước bề mặt hoặc nước ngầm, là những diện tích chuyển tiếp giữa môi trường cạn và ngập nước, những nơi mà sự ngập nước của đất gây ra sự phát triển của một hệ thực vật đặc trưng ĐNN gồm 3 thành tố chính:

- ĐNN được phân biệt bởi sự hiện diện của nước

- ĐNN thường có những loại đất đồng nhất khác hẳn với những vùng đất cao

2.2.2 Phân loại đất ngập nước nhân tạo

ĐNN nhân tạo (Contructed Wetland) là vùng đất ngập nước do con ngừơi tạo ra, các vùng ngập nước này được xây dựng để xử lý nước thải dựa trên các quá trình diễn

ra trong đất ngập nước tự nhiên

ĐNN nhân tạo thường được quy hoạch sẵn thành từng thửa, từng ô Bên dưới của khu đất thường được lót bằng lớp vật liệu không thấm nước (tránh nước thải ảnh hưởng đến nước ngầm), bên trên lớp lót rãi đá dăm hay cát hỗ trợ sự phát triển thực vật trồng trong khu đất Độ tin cậy trong quá trình hoạt động đất ngập nước nhân tạo cao hơn đất ngập nước tự nhiên, chúng có thể được quản lý chặt chẽ và có những ưu điểm của đất ngập nước tự nhiên

Phương pháp xử lý nước thải bằng hệ thống đất ngập nước nhân tạo là một phương pháp đã được áp dụng ở nhiều nước trên thế giới cách đây khoảng vài chục năm Cho đến nay, ở các nước phát triển hệ thống ĐNN nhân tạo vẫn đang được sử dụng để xử lý nước thải sinh hoạt Ở Việt Nam, việc sử dụng các hệ thống tự nhiên nói chung và hệ thống ĐNN nhân tạo nói riêng đã bắt đầu được sử dụng như hệ thống ĐNN để xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê ở Khe Sanh, hệ thống ĐNN ở thành phố Việt Trì

ĐNN nhân tạo được chia làm 2 loại: ĐNN nhân tạo có dòng chảy bề mặt (Free water surface – FWS) và đất ngập nước có dòng chảy bên dưới (Subsurface flow Constructed Wetland – SSF)

2.2.2.1 ĐNN có dòng chảy bề mặt (FWS – Free water surface)

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 dóng chảy và đặc biệt trong các mương dài và hẹp, bảo đảm điều kiện dòng chảy nhỏ

2.2.2.2 ĐNN có dòng chảy bên dưới (SSF – Subsurface flow Constructed Wetland)

Bao gồm 2 hệ thống:

- Hệ thống với dòng chảy thẳng đứng (VSF – Vertical subsurface flow)

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 đã xử lý để dẫn ra ngoài Các hệ thống VSF thường xuyên được sử dụng để xử lý lần 2 cho nước thải đã qua xử

lý lần 1 Thực nghiệm đã chỉ ra là nó phụ thuộc vào xử lý sơ bộ như bể lắng, bể tự hoại

Hệ thống ĐNN cũng có thể được áp dụng như một giai đoạn của xử lý sinh học

Hình 2.2: Hệ thống ĐNN có dòng chảy thẳng đứng

- Hệ thống với dòng chảy ngang dưới mặt đất (Horizontal Subsurface flow) 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 được tiếp xúc với mạng lưới hoạt động của các đới hiếu khí, hiếm khi với kỵ khí Các đới hiếu khí ở xung quanh rễ và bầu rễ, nơi lọc oxy vào trong bề mặt Khi nước thải chảy qua đới rễ, nó được làm sạch bởi sự phân hủy sinh học của vsv theo các quá trình hóa sinh

Hình 2.3: Hệ thống ĐNN có dòng chảy nằm ngang 2.2.3 Các cơ chế loại bỏ chất thải trong hệ thống ĐNN

Các hệ thống ĐNN loại bỏ được nhiều chất gây ô nhiễm bao gồm: các chất hữu

cơ, các chất rắn lơ lửng, nitơ, photpho, kim loại nặng và các vsv gây bệnh Các chất được loại bỏ khỏi nước thải trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua các quá trình vật lý, hóa học và sinh học

2.2.3.1 Vật lý

Lắng do trọng lực: Các hạt được lọc cơ học khi nước chảy qua lớp lọc, qua tầng

rễ Lực hấp dẫn giữa các phần tử, sự bay hơi NH3 từ nước thải

2.2.3.2 Hóa học

Tạo thành các hợp chất, hấp phụ trên bề mặt lớp lọc và bề mặt thực vật Phân hủy hoặc biến đổi của các hợp chất kém bền bởi các tác nhân như tia tử ngoại, oxy hóa…

2.2.3.3 Sinh học

Các chất hữu cơ hòa tan được phân hủy bởi vsv đáy và vsv bám dính trên thực

vật Có sự nitrat hóa và phản nitrat hóa do tác động của vsv Dưới các điều kiện thích

hợp, một khối lượng đáng kể các chất ô nhiễm sẽ được thực vật hấp thụ Sự phân hủy

tự nhiên của các chất hữu cơ trong môi trường

Các loại thực vật trong hệ thống đất ngập nước bao gồm: cây sậy, cây cói, cây

cỏ nến…các loại cây này có rễ bám vào đất ở đáy và thân vươn lên trên mặt nước Một

số bộ phận thực vật đóng vai trò quan trọng trong xử lý nước thải như:

Phần thực vật tiếp xúc với không khí: Bóng cây làm suy giảm ánh sáng dẫn đến giảm sự sinh trưởng của thực vật phù du, tạo vi khí hậu, cách nhiệt trong mùa đông, giảm tốc độ gió, tạo chất dinh dưỡng thông qua các quá trình quang hợp

Phần thực vật tiếp xúc với nước: Có các hiệu quả lọc (lọc qua các mô xốp), giảm tốc độ dòng chảy, tăng tỷ lệ trầm tích, cung cấp diện tích bề mặt cho vsv bám dính, tạo O2 bởi quang hợp, tăng sự phân hủy hiếu khí, hấp phụ chất dinh dưỡng

Rễ và đới rễ trong lớp trầm tích: Giúp ổn định bề mặt lắng đọng, giảm xói mòn Ngăn chặn sự tắt nghẽn lớp lọc trong hệ thống dòng thẳng đứng Sinh O2 làm tăng sự phân hủy hiếu khí và sự nitrat hóa Hấp phụ chất dinh dưỡng

Hệ thống này được biết đến với nhiều tên gọi khác nhau: Bãi lọc ngầm trồng cây, hệ xử lý với vùng rễ…

2.3 Tổng quan bãi chôn lấp rác Gò Cát

2.3.1 Giới thiệu sơ lược

Địa điểm: Xã Bình Hưng Hòa, huyện Bình Chánh, TP Hồ Chí Minh Diện tích:

25 ha Công suất thiết kế: 3.750.000 tấn rác Công suất xử lý: 2.000 tấn rác/ ngày Đối tượng tiếp nhận: rác sinh hoạt

Bãi rác Gò Cát được xây dựng từ nguồn vốn ODA của chính phủ Hà Lan và vốn ngân sách của thành phố Hồ Chí Minh Đây là bãi rác được xây dựng với công nghệ hiện đại, được xây dựng theo công nghệ tiên tiến của Hà Lan, rác sinh hoạt được

xử lý theo phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh Rác được chôn trong hố có độ sâu 7 m

so với mặt đất Đổ rác thành 9 lớp, mỗi lớp có chiều dày 2,2 m, được ngăn cách bởi 8 lớp đất phủ trung gian Mỗi lớp có chiều dày 0,15 m Lớp phủ trên cùng dày 1,3 m, lớp lót đáy dày 0,5 m bao gồm: lớp nhựa HDPE, cát, hệ thống thu gom nước thải, xà bần

có tác dụng không cho nước rác thấm vào đất Tổng chiều cao của đụn rác sau khi đổ

là 23 m (cao 16 m so với mặt đất)

Bãi chôn lấp có trang bị hệ thống thu gom và xử lý nước rác, khí từ bãi rác và máy phát điện chạy từ khí thu gom

Tuy nhiên, do không tính đến sự khác biệt thành phần nước rỉ rác của nước ta nên hệ thống xử lý nước rỉ rác do Hà Lan thiết kế đã hoạt động không hiệu quả gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng khu vực xung quanh

2.3.2 Thành phần và tính chất nước rỉ rác Gò Cát

Nước rác là nước thấm qua lớp rác, kéo theo các chất ô nhiễm từ rác chảy vào tầng đất dưới bãi chôn lấp Nước rác được hình thành khi độ ẩm của rác vượt quá độ giữ nước (Độ giữ nước của chất thải rắn – Field Capacity – là lượng nước lớn nhất được giữ lại trong các lỗ rỗng mà không sinh ra dòng thấm, hướng xuống dưới tác dụng của trọng lực)

Điều kiện khí tượng thủy văn, địa hình, địa chất của bãi rác, nhất là khí hậu, lượng mưa, ảnh hưởng đáng kể đến lượng nước rò rỉ sinh ra

Thành phần nước rác thay đổi rất nhiều phụ thuộc các yếu tố như: thành phần rác, tuổi bãi rác, chế độ vận hành của bãi rác, chiều sâu chôn rác, thời tiết,điều kiện thủy văn khu vực, hoạt động hóa học, sinh học, lượng ẩm, nhiệt độ, pH, mức độ ổn định Các thành phần trong nước rỉ rác biến thiên qua các giai đoạn (pha) sau:

- Pha 1– Pha thích nghi ban đầu

Các thành phần hữu cơ dễ phân hủy sinh học trong rác bị phân hủy dưới điều kiện hiếu khí Giai đoạn này xảy ra nhanh giải phóng một lượng đáng kể CO2 và H2

- Pha 2 – Pha chuyển tiếp

Oxy cạn dần và điều kiện kỵ khí bắt đầu phát triển Nitrat và sulfat đóng vai trò chất nhận electron trong các phản ứng chuyển hóa sinh học, thường bị khử đến N2 và H2S

Trong pha 2, pH của nước rác bắt đầu giảm do sự hiện diện các axit hữu cơ và ảnh hưởng của sự gia tăng nồng độ CO2 trong bãi rác

- Pha 3 – Pha axit

Hoạt động của vi sinh kị khí gia tăng tạo ra một lượng lớn các axit hữu cơ và một lượng ít hơn khí H2 CO2 là khí chính tạo ra trong suốt pha III và một lượng nhỏ hơn là khí H2 cũng được sinh ra

Trong pha 3, pH của nước rác thường sẽ giảm xuống 5 hoặc thấp hơn, BOD5, COD và độ dẫn điện tăng đáng kể do sự hòa tan các axit hữu cơ trong nước rác

- Pha 4 – Pha lên men mêtan

Trong pha này, phần lớn axit và khí H2 đã biến đổi thành CH4 và CO2, pH tăng 6,8 – 8, đồng thời BOD5, COD, độ dẫn điện sẽ giảm Ngoài ra, pH cao, các thành phần

vô cơ trong dung dịch và nồng độ kim loại nặng trong nước rác cũng giảm

- Pha 5 – Pha “ chín”

Pha 5 xuất hiện khi các chất hữu cơ sẵn sàng phân hủy sinh học đã chuyển thành CH4 và CO2 Khí sinh ra chủ yếu là CH4 và CO2 Suốt pha này, nước rác thường chứa axit humic và fulvic (khó xử lý sinh học)

Bảng 2.1: Tính chất nước rỉ rác Gò Cát (Nguồn: CENTEMA, 2002)

Thành phần Đơn vị Nước rỉ mới

mùa khô

Nước rỉ mới mùa mưa Nước rỉ cũ

TDS mg/l 7300 - 12200 5011 - 6420 6040 – 9145

COD mgO2/l 39614 - 59750 6621 - 31950 1186 – 1436 BOD5 mgO2/l 30000 - 48000 4554 - 25130 200

2.3.3 Công nghệ xử lý nước rỉ rác Gò Cát

Quy trình xử lý nước rỉ rác do Hà Lan thiết kế

Sơ đồ 2.1: Quy trình xử lý nước rỉ rác Gò Cát

Xử lý bậc I: Xử lý sơ bộ loại bỏ Canxi kết hợp xử lý sinh học kị khí bằng bể xử

Xử lý bậc IV: Xử lý bằng các quá trình lọc (Vi lọc và Nano)

2.3.4 Khuynh hướng xử lý nước rỉ rác

Hiện nay trên thế giới có 3 khuynh hướng xứ lý nước rỉ rác:

- Xử lý sơ bộ nước rác để tuần hoàn, tái sử dụng trong nông nghiệp

- Xử lý sơ bộ nước rác để đưa vào hệ thống cống rãnh độ thị

- Xử lý nước rác đạt tiêu chuẩn thải ra nguồn tiếp nhận tự nhiên (qua hệ thống phối hợp các biện pháp hóa, lý, sinh học…)

2.3.4.1 Xử lý sơ bộ tuần hoàn nước

Phương pháp tuần hoàn nước rác nhằm gia tăng tốc độ quá trình ổn định bãi rác, giảm thời gian cần thiết để lên men chất hữu cơ và sinh khí

Bùn tuần hoàn

Nước xả ra môi trường

Ưu điểm: Đơn giản, chi phí thấp, khử được BOD, COD

Nhược điểm: Chỉ xử lý tốt khi lượng nước nhỏ, làm tăng nồng độ vô cơ trong nước rác, tích lũy chất hữu cơ khó phân hủy sinh học do đó chỉ ứng dụng cho xử lý nước rác có nguồn gốc từ chất thải sinh hoạt hơn là chất thải rắn công nghiệp Ngoài ra, phương pháp này còn gây ra vấn đề mùi, nguy cơ gây ô nhiễm nước ngầm do có khả năng thấm cao

Phương pháp tuần hoàn không thích hợp cho xử lý nước rác ở Việt Nam vì nguồn rác thải phức tạp, đa dạng Thành phần rác thải chứa các hợp chất hữu cơ nguy hại chưa được phân loại, kết hợp với độc tố trong nước rác tuần hoàn sẽ tích lũy trong rác, ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh vật và tốc độ phân hủy rác

2.3.4.2 Xử lý sơ bộ để đưa vào hệ thống cống rãnh đô thị

Đây là khuynh hướng được thế giới đặc biệt quan tâm, đó là sự kết hợp giữa xử

lý nước rác và nước thải đô thị: người ta dẫn nước rác sau khi xử lý sơ bộ vào hệ thống cống rãnh, nhập chung với nước thải đô thị đưa về trạm xử lý, bùn sau xử lý được chuyển trở lại vào bãi rác

Đây là một phương án thích hợp nhưng yêu cầu phải xây dựng hệ thống cống rãnh và trạm xử lý nước thải đô thị

Dựa vào khả năng hoạt động của các vi sinh vật để phân hủy, bẻ gãy các phân

tử hợp chất hữu cơ gây ô nhiễm thành hợp chất đơn giản

Phương pháp sinh học được chia làm 2 loại: xử lý hiếu khí và xử lý kỵ khí

- Xử lý hiếu khí: Bao gồm quá trình bùn hoạt tính, hồ ổn định có sục khí, bể tiếp xúc sinh học, cánh đồng tưới tự nhiên…Tuy nhiên, các công trình xử lý thường chiếm diện tích lớn Hơn nữa, nước rác có hàm lượng ô nhiễm rất cao nên xử lý hiếu khí sẽ rất tốn kém, do tiêu hao năng lượng cho quá trình sục khí Phương pháp này chỉ thích hợp sau khi nước rác đã qua các giai đoạn xử lý chính, nhằm giảm nồng độ các chất ô nhiễm

- Xử lý kỵ khí: Gồm hệ thống lọc kỵ khí, hệ thống lọc đệm giãn nở, công nghệ đệm bùn kỵ khí có dòng chảy ngược (UASB) So với xử lý hiếu khí, xử lý kỵ khí nước rác có tính khả thi cao hơn và nhiều ưu điểm vượt trội hơn: chi phí đầu tư, vận hành thấp, lượng hóa chất cần bổ sung thấp, không đòi hỏi cấp phí, ít tốn năng lượng

và còn có thể thu hồi, tái sử dụng năng lượng từ biogas, lượng bùn sinh ra ít hơn, cho phép vận hành với tải lượng hữu cơ cao, giảm được diện tích công trình

Nhìn chung, quá trình sinh học có thể áp dụng để xử lý nước rác từ những bãi chôn lấp đang hoạt động hoặc mới đóng cửa với hiệu quả cao Quá trình này cho phép giảm phần lớn các chất hữu cơ (chất gây ô nhiễm chính) trong nước rác

Tuy nhiên, phương pháp sinh học không khả thi đối với một số loại nước rác có hàm lượng ô nhiễm quá phức tạp hay có tỷ số BOD/COD thấp

- Tuyển nổi

Thường sử dụng để tách tạp chất phân tán lơ lửng không tan, các hạt nhỏ hoặc nhẹ, lắng chậm Quá trình thực hiện bằng cách tạo ra các bọt khí nhỏ (thường là không khí) vào pha lỏng Các bọt khí kết dính với các hạt, kéo chúng cùng nổi lên bề mặt và sau đó lớp váng này được thu gom nhờ thiết bị vớt bọt

Ưu điểm: Cấu tạo thiết bị đơn giản, vốn đầu tư và chi phí năng lượng vận hành thấp, có độ lựa chọn cao tách các tạp chất, tốc độ quá trình tuyển nổi cao hơn quá trình lắng

- Lọc cơ học và hấp thụ than hoạt tính

Các chất lơ lửng nhỏ, mịn, các chất vi hữu cơ bị loại qua quá trình lọc cát (cơ học) hay hấp phụ (ý hóa) Phương pháp hấp phụ được dùng rộng rãi để làm sạch triệt

để các chất hữu cơ hòa tan, sau xử lý sinh học mà chúng thường có độc tính cao hoặc không phân hủy sinh học

Chất hấp phụ có thể là than hoạt tính, các chất tổng hợp, một số chất thải của sản xuất: xỉ tro, mạt sắt, khoáng chất như đất sét, silicagen, keo nhôm…

Phương pháp này có hiệu quả lọc cao nhưng thường chỉ sử dụng ở giai đoạn xử

lý bậc cuối và không hiệu quả so với phương pháp sinh học đối với các bãi rác mới Ngoài ra, quá trình hấp phụ cần giai đoạn tái chất sinh chất hấp thụ

- Trao đổi ion

Là quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn (chất trao đổi ion – ionit, không tan trong nước) trao đổi với ion có cùng điện tích trong dung dịch khi chúng tiếp xúa với nhau

Ứng dụng: Giúp loại các kim loại Zn, Cu, Cr, Ni, Pb…cũng như các hợp chất Asen, P, Cyanua

Ưu điểm: Phương pháp này có hiệu quả cao, xử lý khá triệt để song chỉ có thể

áp dụng ở giai đoạn sau cùng

Nhược điểm: Chi phí cao, đòi hỏi quá trình tái sinh các ionit

2.3.5.3 Phương pháp hóa học

- Trung hòa

Là phương pháp xử lý thông dụng và đơn giản nhất đối với các chất ô nhiễm vô

cơ bằng cách thêm axit hoặc bazơ để điều chỉnh pH đến mức cho phép (khoảng 6 – 9)

- Kết tủa

Là phương pháp thông dụng nhất để khử kim loại và một số anion (khử hầu hết kim loại As, Cd, Cu, Fe…và nhiều anion PO43-, SO42-, F-…) Kim loại bị kết tủa dưới dạng hydroxide, sulfite và các cacbonat bằng cách thêm các chất làm kết tủa và điều chỉnh pH thích hợp cho quá trình

- Oxy hóa khử

Phương pháp này có khả năng phân hủy hầu hết các chất hữu cơ và vô cơ trong nước rác, chuyển các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học thành dễ phân hủy sinh học (giảm COD, nâng cao tỷ lệ BOD/COD), khử độc một số chất vô cơ (Cyanide, ammonia, một số kim loại Fe, Mn, Se…)

Phương pháp được thực hiện bằng cách thêm vào nước rác các tác nhân oxy hóa, tác nhân khử dưới pH thích hợp

Do tiêu tốn lượng lớn hóa chất nên phương pháp này chỉ được dùng khi các chất ô nhiễm không thể xử lý được bằng các phương pháp khác

2.4 Ưu, nhược điểm khi sử dụng thực vật làm sạch môi trường nước

2.4.1 Ưu điểm

Hiệu quả xử lý tuy chậm nhưng rất ổn định đối với những loại nước có BOD

và COD thấp, không chứa độc tố Những kết quả nghiên cứu và ứng dụng ở nhiều

nước đã đưa ra những ưu điểm sau:

- Chi phí thấp

- Quá trình công nghệ không đòi hỏi kỹ thuật phức tạp

- Hiệu quả ổn định đối với những loại nước có mức ô nhiễm thấp

- Tạo thảm thực vật có ý nghĩa rất lớn trong việc điều hòa không khí

- Sinh khối tạo ra sau quá trình xử lý được ứng dụng vào những mục đích khác:

 Làm nguyên liệu cho thủ công mỹ nghệ: cói, đay, lục bình, cỏ…

 Làm thực phẩm cho gia súc

 Làm phân xanh

 Sản xuất khí sinh học

2.4.2 Nhược điểm

Diện tích cần sử dụng để xử lý chất thải cần phải lớn

Khi thực vật phát triển mạnh sẽ chiếm không gian lớn ngăn cản ánh sáng chiếu sâu vào lòng nước do đó cùng với sự phát triển của vi sinh vật có lợi là vi sinh vật gây bệnh

Qua phân tích, người ta thấy thủy trúc không tích lũy TNT hoặc các dẫn xuất nitro có độc tính cao trong quá trình xử lý Điều này chứng minh đây là loại cây có triển vọng sử dụng hiệu quả cho mục đích xử lý nước bị nhiễm thuốc nổ TNT ở các cơ

sở gia công vật liệu nổ

Theo Nguyễn Tuyết Trinh, Nguyễn Đăng Thịnh và Nguyễn Đăng Phúc Long năm 2006 cây thủy trúc có khả năng lọc sắt và làm giảm mùi tanh nước giếng khoan

Tuy nhiên, những nghiên cứu về cây thủy trúc để xử lý nước thải còn khá mới

mẻ nên chỉ dừng lại ở những nghiên cứu khoa học bước đầu chưa được ứng dụng ngoài thực tiễn

Hiện nay, nước rỉ rác đang là vấn đề gây bức xúc cho các nhà quản lý môi trường vì thế việc tìm ra các phương pháp hiệu quả để xử lý nước rỉ rác đang là vấn đề cấp bách mà trong đó phương pháp dùng thực vật để xử lý môi trường đang được Thế Giới quan tâm Qua các đề tài nghiên cứu về khả năng xử lý nước rỉ rác của cỏ Vetiver (Võ Minh Sang, 2007), của cây dầu mè (Lý Anh Khoa, 2008) ta thấy đang có những bước đi khả quan trong vấn đề xử lý nước rỉ rác

Chương 3

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM

3.1 Thời gian và địa điểm tiến hành thí nghiệm

Thời gian: 15/04 – 15/08/2008 Địa điểm: trại thực nghiệm Bộ môn Công nghệ Sinh học Các chỉ tiêu nước thải được phân tích tại Trung tâm Phân tích môi trường – Viện Công nghệ Sinh học và Công nghệ Môi trường – Trường Đại học Nông Lâm Tp

Hồ Chí Minh Điều kiện thời tiết trong thời gian tiến hành thí nghiệm:

Nhiệt độ: 220C - 450C

Ẩm độ: 65 – 85%

3.2 Nguồn nước rác và phương pháp lấy mẫu

Địa điểm lấy mẫu: Hồ trung gian (Hồ chứa nước rỉ rác) khu xử lý nước rỉ rác

Gò Cát Khu liên hiệp xử lý rác Gò Cát – Phường Bình Hưng Hòa – Quận Bình Tân

Thời gian lấy mẫu: 3 lần (lần 1: 19/03; lần 2: 06/06; lần 3: 30/06)

Kỹ thuật lấy mẫu, vận chuyển mẫu, bảo quản mẫu theo TCVN 5999 – 1995

Hình 3.1: Hồ chứa nước rỉ rác – Nơi lấy mẫu

3.3 Chuẩn bị cây và vật liệu thí nghiệm

3.3.1 Chuẩn bị cây thủy trúc

Cây thủy trúc được đào lấy từ bãi đất trống bên hông một nhà máy sản xuất ở Hóc Môn

Một số vật liệu khác như: ghế nhựa, keo dán ống, kẽm, silicon…

Mô hình thí nghiệm được thiết kế như sau: TN được thực hiện trên mô hình bãi lọc trồng cây, cây thủy trúc là thực vật ở trên, lớp đá lớn ở dưới đáy dày 6 cm, lớp đá

mi kế tiếp dày 4 cm và lớp cát dày 20 cm Cát, đá rửa sạch để loại bỏ tạp chất trước khi đổ vào xô Các xô TN được đặt trên ghế nhựa cao 20 cm trong nhà lưới có mái che

Hình 3.2: Mô hình bãi lọc trồng cây thủy trúc

3.4 Nội dung và phương pháp tiến hành thí nghiệm

3.4.1 Nội dung – phương pháp thí nghiệm

Nội dung thí nghiệm

- Khảo sát nồng độ tối đa nước rỉ rác gây chết cây

- Theo dõi quá trình sinh trưởng của cây

- Ghi nhận lượng nước thất thoát mỗi ngày

- Theo dõi hiệu quả xử lý của cây trên mô hình bãi lọc trồng cây với các nồng

độ thay đổi Thí nghiệm nghiên cứu khả năng xử lý nước rỉ rác của cây thủy trúc trên

mô hình đất ngập nước SSF

Đề tài được thực hiện qua 5 giai đoạn:

a Giai đoạn ổn định cây

Cây lấy về được cắt ngắn thân khoảng 30cm, trồng trong bao đất dinh dưỡng có

độ rỗng xốp thích hợp trong 4 tuần, tưới nước sạch mỗi ngày để cây phát triển và hình thành cây con

b Giai đoạn dưỡng cây

Sau khi cây con hình thành và cao khoảng 40 – 50 cm ta tách mỗi bụi khoảng

6 – 7 cây, rửa sạch rễ và chuyển cây lên chậu Giai đoạn dưỡng cây, cây được tưới nước phân bò pha loãng để giúp cho cây phát triển trong 5 tuần

Trong giai đoạn dưỡng cây, ta chọn cây có chiều cao trung bình để theo dõi sự sinh trưởng của cây trong mỗi chậu

Bảng 3.1: Chiều cao trung bình thân các cây thí nghiệm trong giai đoạn dưỡng cây

Chiều cao cây (cm) Nghiệm

c Giai đoạn xác định nồng độ tối đa

Sau 5 tuần dưỡng, chọn ngẫu nhiên 1 chậu để xác định nồng độ tối đa của cây theo các mức tăng dần:

Bảng 3.2: Thời gian bố trí xác định nồng độ tối đa nước thải gây chết cây

Nghiệm thức 5% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% Thời gian

d Giai đoạn thích nghi

Dựa vào chậu khảo sát nồng độ tối đa ta tiến hành tưới thích nghi các chậu cây còn lại với nước rỉ rác pha loãng các nồng độ 10%, 20%, 30%, 40%, 50% trong 14 ngày Giai đoạn này giúp hệ quần xã của cây và vi sinh vật thích ứng tốt với nước rỉ rác, hạn chế sốc do sự thay đổi nồng độ

e Giai đoạn thí nghiệm

Cây được tưới nước rỉ rác với các nồng độ khác nhau (10%, 20%, 30%, 40%, 50%), mỗi ngày đo lượng nước thất thoát, sau 4 ngày tháo nước để phân tích đầu ra Thời gian tiến hành thí nghiệm trong 5 tuần Thí nghiệm được lặp lại 2 lần

3.4.3 Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích

Mẫu được lấy theo TCVN 5999 – 1995 lúc 7h – 9h Mẫu sau khi lấy được tiến

hành phân tích ngay các chỉ tiêu pH, COD, BOD Sau đó, được đem bảo quản trong tủ

40C khi chưa phân tích đủ các chỉ tiêu

Các chỉ tiêu khảo sát:

- Chỉ tiêu về sinh trưởng: chiều dài thân, sinh khối của các cây sau thí nghiệm

- Chỉ tiêu nước thải: pH, COD, BOD5, N tổng, P tổng

- Chỉ tiêu khí hậu: nhiệt độ, ẩm độ

Bảng 3.3: Các phương pháp phân tích

1 Sự thất thoát nước Bằng bình chia độ (ml) hàng ngày

2 Chiều dài thân Đo bằng thước phân vạch (cm) 10 ngày

3.4.4 Xử lý số liệu

Số liệu được xử lý theo phần mềm Excel 2003 và xử lý thống kê theo ANOVA phần

mềm MINITAB12.21

Chương 4

KẾT QUẢ - THẢO LUẬN

4.1 Thí nghiệm nồng độ tối đa

Nước rỉ rác sau 3 tuần ủ kỵ khí có COD là 3.784 mg/l được đem tưới xác định nồng độ tới hạn Thí nghiệm xác định nồng độ tới hạn được tiến hành trong 3 tuần với các nồng độ tăng dần: 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70% Kết quả cho thấy nước rỉ rác ở nồng độ 60% có COD tương đương 2.276 mg/l thì cây có hiện tượng vàng lá, lưu nồng

độ 60% trong 3 ngày sau đó tưới cây nồng độ 70% với COD tương đương là 2.656 mg/l thì 50% là cây bị héo Sau khi lưu nồng độ 70% trong 3 ngày thì cây bị héo gần 70% và tiếp tục theo dõi thì 5 ngày sau cây bị héo hoàn toàn Từ kết quả trên chúng tôi lựa chọn các nồng độ thí nghiệm là: 10, 20, 30, 40, 50%

Bảng 4.1: Nồng độ pha loãng và chỉ số COD của nước rỉ rác tiến hành thí nghiệm

Nồng độ pha loãng COD (mg/l)

4.2 Phát tiển chiều cao thân

Bảng 4.2: Chiều cao thân cây thủy trúc trên mô hình bãi lọc trồng cây sau TN

TN (cm)

Tổng chiều cao thân tăng (cm)

Qua giai đoạn dưỡng cây ta thấy cây phát triển tương đối đồng đều nhưng vẫn còn một số cây còn thấp, tuy nhiên không có sự khác biệt về mặt thống kê

Kết thúc thí nghiệm đa số các cây đều đạt chiều cao hơn 90 cm (11 cây), điều này chứng tỏ cây có khả năng sinh trưởng trong môi trường nước rỉ rác ở các nồng độ pha loãng khác nhau

Qua bảng 4.2 ta thấy các cây ở nghiệm thức 30% có chiều cao tương đối đồng đều và cao nhất Tuy nhiên sự khác biệt không có ý nghĩa về mặt thống kê

4.3 Sự cân bằng nước

Bảng 4.3: Lượng nước bốc thoát trong 4 ngày trung bình ở mỗi nghiệm thức ( n=6)

Lượng nước bốc thoát

Bảng 4.4: Lượng nước bốc thoát trung bình 1 ngày ở mỗi nghiệm thức (n=6)

Lượng nước bốc thoát (ml)

Nghiệm

Biểu đồ 4.2: Lượng nước bốc thoát trung bình mỗi ngày của đối chứng, thí nghiệm và

qua cây ở mỗi nghiệm thức (n=6)

020406080100

lượng nước thất thoát lượng nước còn lại

Biểu đồ 4.3: Tỷ lệ lượng nước bốc thoát so với lượng nước tưới ban đầu trung bình ở

mỗi nghiệm thức (n=6) Lượng nước bốc hơi qua mô hình thí nghiệm bị ảnh hưởng bởi rất nhiều yếu

tố như: nhiệt độ, sự bốc hơi nước qua lớp vật liệu trong mô hình, qua cây, thời tiết (trời mưa)… Lượng nước thất thoát được coi như đã được xử lý, nói lên khả năng giảm thể tích nước rỉ rác Nước bốc thoát theo 2 con đường chính: bốc hơi qua bề mặt cát của

mô hình và bốc hơi qua thân lá cây thủy trúc (nguyên nhân chính) Nhiệt độ đóng vai trò khá rõ ràng trong quá trình bốc hơi nước, nhiệt độ càng cao nước bốc hơi càng nhiều Ngoài ra, nước còn được giữ lại trong các mô của cây thủy trúc

Qua biểu đồ 4.2 ta thấy lượng nước bốc thoát trong các thùng đối chứng có sự chênh lệch không nhiều, lượng nước thất thoát nhiều nhất ở nt 10% (1105 ml) và thấp nhất ở 20% (75 ml), tuy nhiên khác biệt này không có ý nghĩa về mặt thống kê, điều này chứng tỏ lượng nước bốc hơi qua lớp vật liệu trong mô hình không có sự biến động lớn

Qua biểu đồ 4.3 ta thấy tỷ lệ lượng nước thất thoát trong mô hình thí nghiệm tăng dần theo chiều hàm lượng chất ô nhiễm tăng (cao nhất ở nt 50%), điều này chứng

tỏ cây thủy trúc có thể sống trong nguồn nước có hàm lượng ô nhiễm cao, tỷ lệ lượng nước bốc hơi qua cây cao hơn qua lớp vật liệu lọc trong mô hình đối chứng

Tỷ lệ thất thoát nước khá cao 46 – 71% trong 4 ngày (tương đương

11 – 17%/ ngày), tỷ lệ này là khá cao so với một số thí nghiệm khác cùng điều kiện

4.4 Chỉ tiêu pH

pH đặc trưng cho tính kiềm và tính acid của mẫu nước

Bảng 4.5: Kết quả pH của mỗi nghiệm thức