ẢNH HƯỞNG CỦA TUỔI CỎ PARA (Brachiaria mutica ) ĐẾN KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC PHÂN HEOTRÊN MÔ HÌNH BÃI LỌC CÓ DÒNG CHẢY BỀ MẶT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC ********** KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ẢNH HƯỞNG CỦA TUỔI CỎ PARA Brachiaria mutica ĐẾN KHẢ NĂ

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

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

**********

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ẢNH HƯỞNG CỦA TUỔI CỎ PARA (Brachiaria mutica ) ĐẾN

KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC PHÂN HEOTRÊN MÔ HÌNH

BÃI LỌC CÓ DÒNG CHẢY BỀ MẶT

Ngành học : CÔNG NGHỆ SINH HỌC Sinh viên thực hiện: TRỊNH VŨ HIỂN Niên khóa : 2005 - 2009

Tháng 8/2009

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

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

**********

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ẢNH HƯỞNG CỦA TUỔI CỎ PARA (Brachiaria mutica ) ĐẾN

KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC PHÂN HEO TRÊN MÔ HÌNH

BÃI LỌC CÓ DÒNG CHẢY BỀ MẶT

PGS.TS BÙI XUÂN AN TRỊNH VŨ HIỂN

Tháng 8/2009

LỜI CẢM ƠN

Để thực hiện luận văn tốt nghiệp này, tôi đã nhận được sự giúp đỡ và ủng hộ tận tình của gia đình, thầy cô và bạn bè Qua đây, tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn tới: Cha mẹ và gia đình đã luôn ủng hộ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho con để con được như ngày hôm nay

Quý thầy cô, giảng viên trường ĐH Nông Lâm TP.HCM đã dậy dỗ em suốt 4 năm đại học

Thầy PGS.TS Bùi Xuân An Khoa Công nghệ Môi trường - Trường Đại Học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh đã trực tiếp hướng dẫn em thực hiện đề tài này

Thầy Lê Đình Đôn và các anh chị tại khoa công nghệ sinh học đã giúp đỡ em thực hiện đề tài này

Các cô chú tại Trại chăn nuôi heo - Khoa Chăn nuôi – Thú y - Trường Đại học Nông Lâm TP.HCM

Các anh chị tại Trung tâm Phân tích Môi trường – Viện Công nghệ Sinh học và Công nghệ Môi trường - Trường Đại học Nông Lâm TP HCM

Các anh chị tại Phòng Môi Trường – Viện Sinh Học Nhiệt Đới Miền Nam

Các bạn lớp DH05MT đã giúp đỡ mình thực hiện khóa luận này

Tập thể lớp DH05SH, các bạn đã luôn chia sẻ buồn vui, giúp đỡ mình trong quá trình thực hiện đề tài cũng như suốt 4 năm đại học

Xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

Trịnh Vũ Hiển

TÓM TẮT

Đề tài “Ảnh hưởng của tuổi cỏ Para (Brachiaria mutica) đến khả năng xử lý

nước phân heo trên mô hình bãi lọc có dòng chảy bề mặt” Đề tài này được thực hiện

từ tháng 3/2009 đến 7/2009 tại Khoa Công Nghệ Môi Trường, Trung tâm Môi trường – Viện Công nghệ Sinh học và Môi trường – Trường ĐH Nông Lâm TP.HCM và Viện Sinh học Nhiệt đới Miền Nam

Đề tài được thực hiện qua 3 giai đoạn: xây dựng mô hình bể lọc; trồng và ổn định

cỏ Para; thí nghiệm khả năng xử lý nước phân heo với các tuổi cỏ khác nhau Với mục tiêu là nghiên cứu khả năng xử lý nước thải của cỏ Para ở các độ tuổi khác nhau trên

mô hình bãi lọc có dòng chảy bề mặt

Thí nghiệm bố trí khả năng xử lý của cỏ Para ở 5 độ tuổi khác nhau ( 3; 4; 5; 6; 7 tuần tuổi) với một nồng độ nước thải nhất định trên mô hình bãi lọc có dòng chảy bề mặt

Kết quả cho thấy lượng nước bốc hơi qua mô hình từ 3,9 – 5,0% Hiệu suất xử lý chỉ tiêu COD đạt 73 – 83% Hiệu suất xử lý chỉ tiêu BOD5 trên 76 – 83% Hiệu suất

xử lý chỉ tiêu N tổng đạt 67 – 77% Hiệu suất xử lý chỉ tiêu P tổng biến động từ 26 – 49% pH ổn định trong khoảng 6,88 – 7,19

Kết quả đạt được cho thấy cỏ Para phát triển tốt trong điều kiện ngập nước phân heo Khả năng xử lý nước thải của mô hình khá cao Khả năng xử lý nước thải của mô hình tăng dần theo độ tuổi của cỏ Para

This Study was carried out by three steps: Building of model FWS; cultivating Para-grass; experiment

Study effect of Para-grass’s age on pig wastewater treatment

Study pig wastewater treatment at different five Para-grass’s ages (3; 4; 5; 6; 7 week) with only pig wastewater concentration on free water surface

Evaporated ratio the model was from 3,9 to 5,0% Treated COD efficiency was from 73 to 83% Treated BOD5 efficiency was from 75 to 83% Treated total N efficiency was from 67 to 77% Treated total P efficiency was from 25 to 50% pH was stabilized from 6,88 to 7,19

This result indicated Para-grass grew fast in free water surface wetland The pig wastewater treatment of model was rather high The treatment pig wastewater increase according as Para-grass’s age

MỤC LỤC

Trang

Lời cảm ơn iii

Tóm tắt iv

Summary v

Mục lục vi

Danh sách các chữ viết tắt ix

Danh sách các bảng x

Danh sách các hình xi

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Yêu cầu 2

1.3 Nội dung 2

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Tổng quan về cỏ Para .3

2.1.1 Giới thiệu 3

2.1.2 Nguồn gốc 3

2.1.3 Phân loại 4

2.1.4 Thành phần dinh dưỡng 4

2.1.5 Tính năng sản xuất 4

2.1.6 Kỹ thuật gieo trồng 4

2.1.7 Thu hoạch và sử dụng 5

2.2 Tổng quan về bãi lọc 6

2.2.1 Khái niệm đất ngập nước 6

2.2.2 Khái niệm bãi lọc 6

2.2.2.1 Bãi lọc có dòng chảy bề mặt 6

2.2.2.2 Bãi lọc có dòng chảy ngầm 9

2.2.3 Cơ chế xử lý trong bãi lọc trồng cây .9

2.2.3.1 Quá trình vật lý - hóa học 9

2.2.3.2 Quá trình sinh học 9

2.3 Tổng quan về nước thải chăn nuôi heo 11

2.3.1 Tính chất nước thải chăn nuôi heo .11

2.3.2 Các phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi heo 12

2.3.2.1 Phương pháp xử lý cơ học 12

2.3.2.2 Phương pháp xử lý hóa lý 13

2.3.2.3 Phương pháp xử lý sinh học 13

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16

3.1 Thời gian và địa điểm tiến hành nghiên cứu 16

3.2 Vật liệu thí nghiệm 16

3.2.1 Cỏ Para .16

3.2.2 Nước phân heo 16

3.2.3 Xây dựng mô hình bãi lọc trồng cỏ 16

3.2.4 Các vật liệu khác .17

3.3 Nội dung - Phương pháp thí nghiệm 17

3.3.1 Cơ sở tiến hành thí nghiệm 17

3.3.2 Cách bố trí thí nghiệm 17

3.3.3 Phương pháp theo dõi các chỉ tiêu thí nghiệm 18

3.3.4 Các giai đoạn thí nghiệm 19

3.3.4.1 Giai đoạn chuẩn bị 19

3.3.4.2 Giai đoạn dưỡng cỏ và ủ nước phân heo 20

3.3.4.3 Giai đoạn thí nghiệm 20

3.3.5 Phương pháp xử lý số liệu 20

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 22

4.1 Kết quả thí nghiệm 22

4.1.1 Xác định chỉ tiêu chiều dài thân 22

4.1.2 Lượng nước bốc hơi 23

4.1.3 Chỉ tiêu pH .24

4.1.4 Khả năng xử lý COD 25

4.1.5 Khả năng xử lý BOD 26

4.1.6 Khả năng xử lý N tổng 27

4.1.7 Khả năng xử lý P tổng 28

4.1.8 Chỉ tiêu nhiệt độ 29

4.2 Thảo luận 29

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 32

5.1 Kết luận 32

5.2 Đề nghị 32

TÀI LIỆU THAM KHẢO 33

PHỤ LỤC

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Trang

Bảng 2.1 Nhiệm vụ của thuỷ sinh thực vật trong hệ thống xử lý 12

Bảng 3.1 Nồng độ các chỉ tiêu ô nhiễm của nước thải đầu vào 19

Bảng 3.2 Phương pháp theo dõi các chỉ tiêu thí nghiệm 20

Bảng 4.1 Chỉ số pH của nước thải ở các nghiệm thức (n = 3) 25

Bảng 4.2 Nhiệt độ nước thải ở các nghiệm thức 30

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Trang

Hình 2.1 Hình dạng cỏ Para 4

Hình 2.2 Mô hình FWS với thực vật sống nửa ngập nước 8

Hình 2.3 Mô hình FWS với thực vật sống trôi nổi trên mặt nước 8

Hình 2.4 Mô hình FWS với thực vật có lá nổi trên mặt nước 9

Hình 2.5 Mô hình FWS với thực vật sống nổi trên mặt nước .9

Hình 2.6 Mô hình FWS với thực vật sống chìm 9

Sơ đồ 2.1 Các phương pháp sinh học làm sạch nước thải 15

Sơ đồ 2.2 Sơ đồ cơ chế sinh hoá của phương pháp xử lý kỵ khí .16

Sơ đồ 3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 19

Biểu đồ 4.1 Chiều dài thân của cỏ Para sau từng tuần 23

Biểu đồ 4.2 Mức tăng chiều dài thân của cỏ ở từng nghiệm thức 23

Biểu đồ 4.3 Lượng nước bốc hơi hằng ngày ở từng nghiệm thức .24

Biểu đồ 4.4 Tỷ lệ nước bốc hơi hằng ngày ở từng nghiệm thức 25

Biểu đồ 4.5 Nồng độ COD của nước thải sau xử lý .26

Biểu đồ 4.6 Hiệu suất xử lý COD ở các nghiệm thức 26

Biểu đồ 4.7 Nồng độ BOD5 của nước thải sau xử lý 27

Biểu đồ 4.8 Hiệu suất xử lý BOD5 ở các nghiệm thức 27

Biểu đồ 4.9 Nồng độ N tổng của nước thải sau xử lý 28

Biểu đồ 4.10 Hiệu suất xử lý N tổng ở các nghiệm thức 28

Biểu đồ 4.11 Nồng độ P tổng của nước thải sau xử lý 29

Biểu đồ 4.12 Hiệu suất xử lý P tổng ở các nghiệm thức 28

Chương 1

MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

Trong những năm gần đây, đời sống của nhân dân ta không ngừng được cải thiện

và nâng cao, nhu cầu tiêu thụ thịt trong đó chủ yếu là thịt heo ngày một tăng cả về số lượng và chất lượng đã thúc đẩy ngành chăn nuôi heo phát triển mạnh Hiện nay trên

cả nước ta đã xây dựng nhiều mô hình chăn trại chăn nuôi heo với quy mô lớn, chủ yếu phân bố tại một số vùng trọng điểm như Mộc Châu (Sơn La), Hà Nội và các vùng phụ cận, khu vực TPHCM và các tỉnh xung quanh, Lâm Đồng và một số tỉnh duyên hải miền Trung Tuy vậy, bên cạnh những trang trại chăn nuôi heo quy mô lớn mới được hình thành thì hầu hết là hình thức trang trại nhỏ, quy mô hộ gia đình nuôi nhỏ lẻ vài con để tận dụng công nhàn rỗi và thức ăn dư thừa

Việc chăn nuôi heo tạo ra một khối lượng chất thải rất lớn do phân heo, nước tiểu, thức ăn thừa và nước tắm rửa, vệ sinh chuồng trại cho heo tạo nên Trong nước thải chăn nuôi heo, chất hữu cơ chiếm 70 - 80% bao gồm các hợp chất như nitrogen, Photphoprus, hydrocarbon và các dẫn xuất của chúng v.v… Nước thải chăn nuôi heo

có mùi hôi thối gây khó chịu cho con người, ngoài ra còn có các vi sinh vật, ký sinh trùng có thể gây bệnh cho người và vật nuôi nếu chưa được xử lý Hầu hết các trang trại chăn nuôi heo quy mô lớn đều đã xây dựng được hệ thống xử lý nước thải còn đối với các trang trại nhỏ, các hộ gia đình thì khả năng tài chính còn hạn hẹp nên việc đầu

tư cho xử lý chất thải từ chăn nuôi chưa được quan tâm đúng mức do chi phí quá cao Vấn đề đặt ra là phải tìm ra một biện pháp xử lý tối ưu và rẻ tiền, dễ áp dụng

Bãi lọc trồng cây (constructed wetland) gần đây đã được biết đến trên thế giới như một giải pháp công nghệ xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên, thân thiện với môi trường, đạt hiệu suất cao, chi phí thấp và ổn định, đồng thời góp phần làm tăng giá trị đa dạng sinh học, cải tạo cảnh quan môi trường của địa phương Sinh khối thực vật, bùn phân hủy, nước thải sau xử lý từ bãi lọc trồng cây còn có giá trị kinh tế

Tại nước ta, đã có một số nghiên cứu về việc về khả năng áp dụng bãi lọc trồng cây thủy sinh để xử lý nước thải Trong đó các loại thực vật thủy sinh được chú ý

nhiều là bèo Lục bình, Tảo, Sậy v.v Trong khi đó, cỏ Para (Brachiaria mutica ) một

loại cỏ mọc khả phổ biến ở các vùng đất ngập nước, đất ẩm hay các cánh đồng chăn thả gia súc, có giá trị dinh dưỡng cao, rất thích hợp làm thức ăn cho chăn nuôi trâu, bò đặc biệt là bò sữa lại chưa được chú ý nhiều Đã có một số nghiên cứu về khả năng xử

lý của cỏ Para đối với một số loại nước thải và đã chứng minh được khả năng xử lý nước thải của cỏ Para trên mô hình bãi lọc trồng cây Tuy vậy, để có thể áp dụng mô hình bãi lọc trồng cỏ Para vào thực tế thì cần phải có thêm nhiều nghiên cứu hơn để vừa đảm bảo khả năng xử lý nước thải vừa đem lại hiệu quả kinh tế cao nhất

1.2 Yêu cầu

Nghiên cứu khả năng xử lý nước phân heo và khả năng phát triển của cỏ Para ở các độ tuổi khác nhau trên mô hình bãi lọc có dòng chảy bề mặt Xác định ảnh hưởng của tuổi cỏ Para đến khả năng xử lý nước thải

1.3 Nội dung

- Thu thập tài liệu có liên quan đến đối tượng nghiên cứu

- Xây dựng mô hình bãi lọc trồng cỏ Para có dòng chảy bề mặt

- Thí nghiệm xử lý nước thải phân heo bằng bãi lọc trồng cỏ Para ở 5 độ tuổi khác nhau

Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Tổng quan về cỏ Para

2.1.1 Giới thiệu

Cỏ Para (Brachiaria mutica) là loài cỏ lưu niên, nhiều rễ, họ Lúa (Poaceae)

Thân dài, phân nhánh nhiều, bò trên mặt đất, mọc rễ và đâm chồi ở các đốt Đốt có lông mềm trắng Lá hình mũi mác dài, nhọn đầu, có ít lông ở mặt dưới, mép lá sắc, bẹ

lá có lông trắng mềm Cụm hoa hình chuỳ, có 8 - 20 bông đơn hoặc kép ở gốc (Từ điển bách khoa toàn thư)

Hình 2.1 Hình dạng cỏ Para ( www.Tropicalforages.info)

2.1.2 Nguồn gốc

Cỏ Para có nguồn gốc ở Nam Mĩ, phân bố nhiều ở các nước nhiệt đới Cỏ này được đưa vào nam bộ năm 1875 và trung bộ năm 1930 rồi sau đó ra bắc bộ Hiện nay

được sử dụng ở nhiều nơi và là một trong những loại cỏ hòa thảo tốt nhất ở nước ta (Lê Đức Ngoan và ctv, 2006)

2.1.3 Phân loại

Trên thế giới, Brachiaria có khoảng 100 loài Nó được xếp hạng thứ 59 thế giới

trong số các loài thủy thực vật về mức độ phong phú

2.1.4 Thành phần dinh dưỡng

Vật chất thô 29 - 30%, Protein thô 10 - 12%, xơ thô 27 - 30%, khoáng tổng số 10

- 12%, Lipid thô 2,9 - 3% Với thành phần dinh dưỡng như trên, cỏ Para là cây thức ăn

có giá trị cho gia súc, cỏ Para giòn và ngọt nên hầu như các loài gia súc đều thích ăn nhất là vào dịp đông xuân giá rét, thức ăn xanh thiếu thốn, đây chính là mặt mạnh chủ yếu của cây cỏ này (Sở Khoa học – Công nghệ và Môi trường Tuyên Quang)

2.1.5 Tính năng sản xuất

Năng suất cỏ thay đổi nhiều, có nơi đạt 120 tấn/ha trong 5 lần cắt Năng suất thu cắt tại Trung tâm nghiên cứu dê và cỏ Sơn Tây là 75 tấn/ha/năm, tại Trại ngựa Bá Vân - Thái nguyên là 78 tấn/ha; đặc biệt trong vụ đông xuân cỏ này phát triển tốt hơn so với những cây cỏ khác, nó cho chất xanh lên tới 40%, đây cũng là cây cỏ hoà thảo trồng cung cấp thức ăn xanh cho gia súc trong vụ đông Do cỏ Para chịu được ngập lụt sình lầy, thung lũng đất chua nên nó còn là cây cỏ duy nhất trồng được ở những nơi đất như vậy (Sở Khoa học – Công nghệ và Môi trường Tuyên Quang)

Phân hữu cơ: Lượng bón tuỳ theo chân đất, nếu ở bãi bồi, triền sông hàng năm được nước lũ rải phù sa thì có thể bón ít hoặc không cần bón ở các chân đất xấu nên bón 5 – 10 tấn/ha bằng cách rải tràn lan trước khi bừa lần cuối hoặc rải theo rạch hàng trước khi đặt giống

Phân vô cơ: Tuỳ theo chân đất có thể bón 20 – 40 kg P2O5/ha và 20 - 40 K2O/ha, nên rải phân theo rạch hàng trước khi đặt giống

+ Bón thúc sau khi trồng mới, lúc cỏ đẻ nhánh; bón thúc sau mỗi kỳ thu hoạch Sau mỗi lứa cắt: 20 – 30 kg N/ha; Sau mỗi chu kỳ chăn: 10 – 15 kg/ha, rải tràn lan vào buổi tối hoặc sáng sớm, tránh các cơn mưa to và lũ làm trôi phân

+ Bón thúc hàng năm vào đầu mùa mưa

Tuỳ theo đất có thể bón phân với liều lượng: Phân hữu cơ 5 tấn/ha, đạm 20 – 40 kg/ha; lân 15 – 30 kg/ha; kali 15 – 30 kg/ha

- Giống: Có thể trồng bằng dảnh gốc hoặc hom thân, nhưng thường bằng hom thân; cỏ giống cắt ở ruộng, giống tốt 3 – 4 tháng tuổi không bị lẫn cỏ tạp Sau khi cắt, xén bỏ phần ngọn non, nếu dài cắt thành đoạn 25 – 30 cm, bó thành từng bó 5 – 7 kg bằng dây mềm để thân cỏ không bị dập nát, dựng hoặc xếp thành đống nhỏ nơi râm mát, tưới nước giữ ẩm để cỏ dễ nảy rễ, khi trồng chóng bén

- Cách trồng: Dùng máy hoặc trâu, bò rạch hàng cách nhau 50 cm, sâu 15 – 18

cm Đặt các bụi cỏ theo hàng kiểu áp tường, bụi cách bụi 20 – 25 cm, mỗi bụi 2 – 3 hom Lấp đất dày 5 – 6 cm kín 2/3 hom giống Lượng giống trồng hết 1,5 – 1,8 tấn/ha

- Kỹ thuật chăm sóc: Sau khi trồng 25 – 30 ngày, xới váng và diệt cỏ dại hàng năm vào đầu mùa mưa bón thúc phân rồi dùng bừa 1 – 2 lần làm cho đất tơi xốp, đứt bớt rễ và thân cỏ già đồng thời làm cho phân bón lọt xuống đất dễ dàng Mỗi năm đánh

bỏ cây lùm bụi và diệt cỏ dại 1 – 2 lần (Sở Khoa học – Công nghệ và Môi trường Tuyên Quang)

2.1.7 Thu hoạch và sử dụng

Cỏ Para không chịu được dẫm đạp do vậy chỉ nên trồng để thu cắt làm thức ăn xanh cho ăn tại chuồng hay ủ chua hoặc dùng để chăn thả gia súc luân phiên Cắt lứa đầu khoảng 45 - 60 ngày sau khi gieo, các lứa sau cặt cách 30 – 35 ngày, cắt cách mặt đất 5 – 10 cm Cỏ trồng một lần có thể sử dụng 4 – 5 năm (Bùi Xuân An, 1997; Lê Đức Ngoan và ctv, 2006)

2.2 Tổng quan về bãi lọc

2.2.1 Khái niệm đất ngập nước

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 ở xung quanh

- ĐNN thích hợp cho sự hiện diện của những thảm thực vật thích nghi với những điều kiện ẩm ướt

Theo Công ước RAMSAR thì đất ngập nước bao gồm: Những vùng đầm lầy, đầm lầy than bùn, những vực nước bất kể là tự nhiên hay nhân tạo, những vùng ngập nước tạm thời hay thường xuyên, những vực nước đứng hay chảy, là nước ngọt, nước

lợ hay nước mặn, kể cả những vực nước biển có độ sâu không quá 6m khi triều thấp

Năm 2001, Cục Bảo vệ môi trường Việt Nam tiến hành kiểm kê 68 loại hình đất ngập nước và chia ra:

- Nhóm A (ĐNN tự nhiên): Là những vùng đất ngập nước được hình thành qua các quá trình tự nhiên như các ao, hồ, sông, rừng ngập mặt v.v

- Nhóm B (ĐNN nhân tạo): Là những vùng đất ngập nước do con người tạo ra với nhiều mục đích khác nhau như dùng để ngăn chặn dòng nước, xây dựng hồ thủy điện, hệ thống kênh mương phục vụ tưới tiêu cho nông nghiệp v.v

2.2.2 Khái niệm bãi lọc

Bãi lọc là các vùng đất ngập nước nhân tạo được xây dựng để xử lý nước thải dựa trên các quá trình sinh học diễn ra trong đất ngập nước tự nhiên

Các mô hình bãi lọc được chia làm 2 loại:

2.2.2.1 Bãi lọc có dòng chảy bề mặt (FWS - Free water surface)

Hệ thống này giống như những đầm lầy tự nhiên Nó có 1 lớp đất sét tự nhiên hoặc nhân tạo hoặc lớp chống thấm dưới đáy để chống rò rỉ Trên lớp chống thấm là lớp đất hoặc chất liệu phù hợp cho việc sinh trưởng của các loài thực vật đầm lầy Nước thải với độ sâu tương đối nhỏ chảy theo phương ngang qua bề mặt lớp đất Cấu

tạo của hệ thống thường được sử dụng, với dạng kênh hẹp và dài, độ sâu của nước nhỏ, vận tốc chảy nhỏ cùng với sự có mặt của các loài thực vật, tạo điều kiện cần thiết cho chế độ gần như dòng chảy đẩy (Hoàng Đàn; Diễn đàn Công nghệ xử lý Nước và thông tin Môi trường)

Bãi lọc có dòng chảy bề mặt thì ít tốn kém và tạo điều kiện điều hòa nhiệt độ khu vực hơn đất ngập nước có dòng chảy ngầm nhưng hiệu quả xử lý kém hơn, tốn diện tích hơn và có thể phải giải quyết thêm vấn đề muỗi và côn trùng phát sinh

Theo Lê Anh Tuấn (2003), mô hình bãi lọc trồng cây có dòng chảy bề mặt (Free water surface – FWS) có thể chia thành nhiều loại dựa vào nhóm loài thực vật thủy sinh được trồng trong bãi lọc như:

- FWS với thực vật nửa ngập nước, loại thủy thực vật này có rễ bám vào đất nhưng thân và lá phát triển trên mặt nước Loại này thường sống ở những nơi có chế

độ thủy triều ổn định

Hình 2.2 Mô hình FWS với thực vật sống nửa ngập nước (Lê Anh Tuấn , 2003)

- FWS với thực vật sống trôi nổi trên mặt nước: rễ của loại thực vật này không bám vào đất mà lơ lửng trên mặt nước, thân và lá của nó phát triển trên mặt nước Nó trôi nổi trên mặt nước theo gió và dòng nước Rễ của chúng tạo điều kiện cho vi khuẩn bám vào để phân hủy các chất thải

Hình 2.3 Mô hình FWS với thực vật sống trôi nổi (Lê Anh Tuấn , 2003)

- FWS với thực vật có lá nổi trên mặt nước, thân chìm trong mặt nước, rễ

bám vào mặt đất

Hình 2.4 Mô hình FWS với thực vật có lá nổi trên mặt nước (Lê Anh Tuấn , 2003)

- FWS với thực vật sống nổi trên mặt nước Nhóm này có thân và lá nổi trên mặt nước còn rễ chìm dưới mặt nước

Hình 2.5 Mô hình FWS với thực vật sống nổi trên mặt nước (Lê Anh Tuấn , 2003)

- FWS với thực vật sống chìm dưới mặt nước, loại thủy thực vật này phát triển dưới mặt nước và chỉ phát triển được ở các nguồn nước có đủ ánh sáng

Hình 2.6 Mô hình FWS với thực vật sống chìm (Lê Anh Tuấn, 2003)

2.2.2.2 Bãi lọc có dòng chảy ngầm (Subsurface flow Constructed Wetland – SSF)

- Hệ thống 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 2 cho nước thải đă qua xử

lý lần 1 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 (Nguyễn Thị Loan, 2007)

- Hệ thống dòng chảy ngang (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, tùy nghi và kị khí Các đới hiếu khí ở xung quanh

rễ và bầu rễ, O2 được cung cấp từ lá Khi nước thải chảy qua đới rễ, nó được làm sạch bởi quá trình cơ học, sự phân hủy sinh học của vi sinh vật, sự hấp thụ của cây (Nguyễn Thị Loan, 2007)

2.2.3 Cơ chế xử lý trong bãi lọc trồng cây

Qua các thí nghiệm và ứng dụng thực tế cho thấy bãi lọc trồng cây có thể loại

bỏ các chất hữu cơ, có khả năng phân huỷ sinh học, chất rắn, Nitơ, Phốtpho, kim loại nặng, các hợp chất hữu cơ, kể cả vi khuẩn và vi rút Các chất ô nhiễm trên được loại

bỏ nhờ nhiều cơ chế đồng thời trong bãi lọc như lắng, kết tủa, hấp phụ hóa học, trao đổi chất của vi sinh vật và sự hấp thụ của thực vật

Hiệu quả xử lý của bãi lọc trồng cây phụ thuộc vào đặc tính chất thải, vận tốc

và lưu lượng dòng thải, loại cây được trồng trong bãi lọc v.v… Quá trình xử lý trong bãi lọc trồng cây theo các cơ chế sau:

2.2.3.1 Quá trình vật lí, hóa học

Các quá trình này giúp xử lý được cả các hợp chất vô cơ và hữu cơ, kim loại nặng bao gồm :

- Lắng do trọng lực và do vật cản: Thực vật làm giảm vận tốc gió ở bề mặt, vận tốc dòng chảy, tăng khả năng lắng nước thải dòng ra

- Lọc hay đóng cặn: Các hạt được lọc cơ học khi nước chảy qua lớp lọc, qua tầng rễ Qua đó, loại bỏ chất hạt và chất rắn lơ lửng

- Thấm hút bề mặt: Bao gồm các quá trình hấp thụ và hấp phụ, xảy ra trên bề mặt của lớp vật liệu lọc và bề mặt của các loài thực vật nhờ các mô xốp

- Ôxi hóa, khử và kết tủa hóa học: Sự chuyển biến kim loại dưới tác dụng của dòng chảy, thông qua sự tiếp xúc của nước với vật liệu thành dạng chất rắn không tan

và lắng xuống, đây là một biện pháp hữu hiệu hạn chế tác hại của các kim loại có tính độc trong ĐNN Các chất hữu cơ sẽ được phân giải thành các hơp chất vô cơ thích hợp cho cây hấp thụ và không gây hại cho môi trường

- Sự quang phân, ôxi hóa: Phân hủy, ôxi hóa các hợp chất dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời Đồng thời các tia uv sẽ tiêu diệt các vi khuẩn gây hại

- Sự bay hơi: Xảy ra khi có áp suất đủ lớn, hợp chất sẽ chuyển sang thể khí như bay hơi ammoniac (Đinh Văn Tôn, 2006)

2.2.3.2 Quá trình sinh học

Phân hủy sinh học đóng vai trò quan trọng nhất trong việc loại bỏ chất hữu cơ dạng hòa tan hay dạng keo có khả năng phân hủy sinh học trong nước thải, có chức năng loại bỏ các chất ô nhiễm ở dạng vô cơ và hữu cơ, bao gồm:

- Phân hủy sinh học hiếu khí, kị khí: Là quá trình chuyển hóa của các vi sinh vật

đang cư trú trong lớp vật liệu lọc hay sống bám trên thân và rễ thực vật thủy sinh Quá trình chuyển hóa tạo ra NH4+, CO2 là nguồn dinh dưỡng cho thực vật phát triển sinh khối và thải ra O2 làm giàu môi trường nước tạo thuận lợi cho vi khuẩn hiếu khí phát triển tiếp tục chuyển hóa các chất

- Tích tụ thực vật: Là sự hấp thụ, giữ lại các nguyên tố vô cơ trong thực vật

- Ổn định thực vật: Là khả năng cô lập các hợp chất vô cơ trong rễ thực vật

- Phân hủy thực vật: Cây trong vùng ĐNN sẽ sản xuất ra các enzym giúp phân

hủy các hợp chất hữu cơ và vô cơ trong suốt quá trình thoát hơi nước của chúng

- Phân hủy ở rễ: Thực vật sẽ cung cấp chất dịch làm tăng quá trình phân hủy

các hợp chất hữu cơ bằng vi sinh vật

- Sự thoát, bốc hơi ở thực vật: Là sự hấp thụ và thoát hơi của các hợp chất dễ

bay hơi thông qua lá cây (Đinh Văn Tôn, 2006)

Bảng 2.1 Nhiệm vụ của thuỷ sinh thực vật trong hệ thống ( Lê Hoàng Việt, 2007 )

mặt nước hoặc phía

trên mặt nước Chuyển oxy từ lá xuống rễ, làm tăng quá trình khoáng hóa các

chất hữu cơ

2.3 Tổng quan về nước thải chăn nuôi heo

2.3.1 Tính chất nước thải chăn nuôi heo

Nước thải chăn nuôi heo bao gồm nước tiểu, nước vệ sinh chuồng trại, nước tắm heo chứa các chất hữu cơ và vô cơ có trong phân, nước tiểu, thức ăn gia súc Thành phần của nước thải thay đổi tùy theo phương thức thu gom chất thải (có hốt phân hay không hốt phân trước khi tắm heo), số lần tắm heo và vệ sinh chuồng trại trong ngày, chế độ dinh dưỡng cho heo Trong thành phần nước thải chứa một lượng lớn chất ô nhiễm ở nồng độ cao Do đó, nước thải chăn nuôi phải xử lý trước khi thải

ra nguồn tiếp nhận để tránh ô nhiễm đến môi trường

Trong nước thải chăn nuôi hợp chất hữu cơ chiếm 70 – 80% gồm cellulose, protein, acid amin, lipid, hydrocarbon và các dẫn xuất của chúng có trong phân và thức

ăn thừa Các chất vô cơ chiếm 20 – 30% gồm cát, đất, muối, u rê, amonium, muối chlorua SO42- Các hợp chất trong phân và nước thải dễ dàng bị phân hủy Tùy điều kiện hiếu khí hay kỵ khí mà quá trình phân hủy tạo thành các sản phẩm khác nhau như: Acid amin, acid béo, aldehide, CO2, H2O, H2S Nếu oxy được cung cấp đầy đủ, sản phẩm của quá trình phân hủy là: CO2, H2O, NO2-, NO3- Ngược lại, trong điều kiện thiếu oxy, sự phân hủy các hợp chất hữu cơ theo con đường kỵ khí tạo ra các sản phẩm

CH4, NH3, H2S, Indol, Scatol, các chất khí này tạo nên mùi hôi thối trong khu vực nuôi, ảnh hưởng xấu tới môi trường không khí

Nước thải chăn nuôi không chứa các chất độc hại như nước thải công nghiệp (acid, kiềm, kim loại nặng, chất oxy hóa, hóa chất công nghiệp) nhưng chứa nhiều loại

ấu trùng, vi trùng, trứng giun sán có trong phân gia súc Đây là những mầm bệnh có thể tồn tại rất lâu trong nước và gây bệnh cho người và gia súc (Phạm Thị Thu Lan,

2000 Trích dẫn bởi Trần Nhật Hoàng, 2008)

2.3.2 Các phương pháp xử ý nước thải chăn nuôi heo

Việc xử lý nước thải chăn nuôi heo nhằm giảm nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải đến một nồng độ cho phép có thể xả vào nguồn tiếp nhận Việc lựa chọn phương pháp làm sạch và lựa chọn quy trình xử lý nước phụ thuộc vào các yếu tố như:

- Các yêu cầu về công nghệ và vệ sinh nước

- Lưu lượng nước thải

- Các điều kiện của trại chăn nuôi

Đối với nước thải chăn nuôi, có thể áp dụng các phương pháp sau :

có thể dùng phương pháp ly tâm hoặc lọc Hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải chăn nuôi khá lớn (khoảng vài ngàn mg/l) và dễ lắng nên có thể lắng sơ bộ trước rồi đưa sang các công trình xử lý phía sau

Sau khi tách, nước thải được đưa sang các công trình phía sau, còn phần chất

rắn được đem đi ủ để làm phân bón (Nguyễn Thị Mỹ Linh và ctv, 2008)

2.3.2.2 Phương pháp xử ý hó ý

Nước thải chăn nuôi còn chứa nhiều chất hữu cơ, chất vô cơ dạng hạt có kích thước nhỏ, khó lắng, khó có thể tách ra bằng các phương pháp cơ học thông thường vì tốn nhiều thời gian và hiệu quả không cao Ta có thể áp dụng phương pháp keo tụ để loại bỏ chúng Các chất keo tụ thường sử dụng là phèn nhôm, phèn sắt, phèn bùn,… kết hợp với polymer trợ keo tụ để tăng quá trình keo tụ

Nguyên tắc của phương pháp này là : cho vào trong nước thải các hạt keo mang điện tích trái dấu với các hạt lơ lửng có trong nước thải (các hạt có nguồn gốc silic và chất hữu cơ có trong nước thải mang điện tích âm, còn các hạt nhôm hidroxid và sắt hidroxi được đưa vào mang điện tích dương) Khi thế điện động của nước bị phá vỡ, các hạt mang điện trái dấu này sẽ liên kết lại thành các bông cặn có kích thước lớn hơn

Ngoài ra, tuyển nổi cũng là một phương pháp để tách các hạt có khả năng lắng kém nhưng có thể kết dính vào các bọt khí nổi lên Tuy nhiên chi phí đầu tư, vận hành cho phương pháp này cao, cũng không hiệu quả về mặt kinh tế đối với các trại chăn nuôi (Nguyễn Thị Mỹ Linh và ctv, 2008)

2.3.2.3 Phương pháp xử ý sinh học

Phương pháp này dựa trên sự hoạt động của các vi sinh vật có khả năng phân hủy các chất hữu cơ Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng Tùy theo nhóm vi khuẩn sử dụng là hiếu khí yếu khí hay kỵ khí mà người ta thiết kế các công trình khác nhau Và tùy theo khả năng về tài chính, diện tích đất mà người ta có thể dùng hồ sinh học hoặc xây dựng các

bể nhân tạo để xử lý

Sơ đồ 2.1 Các phương pháp sinh học làm sạch nước thải ( Lương Đức Phẩm, 2007)

Các phương pháp hiếu khí

Phương pháp hiếu khí dùng để phân huỷ các chất hữu cơ bằng các loại vi sinh vật hiếu khí Các chất này được các loại vi sinh hiếu khí sử dụng oxy hoà tan trong nước để oxy hoá thành các sản phẩm vô cơ hoá

Chất hữu cơ + O2 vi sinh H2O + CO2 + năng lượng Chất hữu cơ + O2 vi sinh Tế bào mới

Tế bào mới + O2 năng lượng CO2 + H2O + NH3 Tổng cộng: Chất hữu cơ + O2 H2O +CO2 + NH3

Trong phương pháp hiếu khí amoniac cũng được loại bỏ bằng phản ứng oxy hoá nhờ vi sinh vật tự dưỡng (quá trình nitrit hoá):

NH4+ + 3O2 Nitrobacter 2NO3- + 4H+ + H2O + năng lượng 2NO2- + O2 Nitrosomonas 2NO3-

Tổng cộng: NH4+ + 2O2 Nitrbacter NO3- + 2H+ + 2H2O + năng lượng

Điều kiện cần thiết cho quá trình xử lý hiếu khí: pH = 5,5 – 9,0, oxy hoà tan ≥ 0,5 mg/l, nhiệt độ: 5 – 40oC

Các phương pháp thiếu khí (anoxic)

Trong điều kiện thiếu oxy hoà tan việc khử nitrit hoá sẽ xảy ra Oxy được giải phóng từ nitrat sẽ oxy hoá chất hữu cơ nitơ và khí cacbonic sẽ được tạo thành

NO3- vi sinh NO2- + O2 O2 chất hữu cơ N2 + CO2 + H2O

Trong hệ thống xử lý theo kỹ thuật bùn hoạt tính sự khử nitrit hoá sẽ xảy ra khi không có tiếp xúc với không khí Khi đó oxy cần cho hoạt động của vi sinh giảm dần

và việc giải phóng oxy từ nitrat sẽ xảy ra Theo nguyên tắc trên phương pháp anoxic được sử dụng để loại nitơ ra khỏi nước thải

Các phương pháp xử lý kỵ khí (anaerobic)

Phương pháp xử lý kỵ khí dùng để loại bỏ các chất hữu cơ trong phần cặn của nước thải bằng vi sinh vật tuỳ nghi và vi sinh vật kỵ khí (xem sơ đồ 2.2)

CO2, CH4 H2S Chất hữu cơ acid hữu cơ CH4 và CO2

Vi sinh tạo acid Vi sinh loại acid tạo metan

Sơ đồ 2.2 Sơ đồ cơ chế sinh hoá của phương pháp xử lý kỵ khí ( Lê Trình, 2007).

Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Thời gian và địa điểm tiến hành nghiên cứu

Thời gian: Từ tháng 2/2009 đến tháng 7/2009

Địa điểm: Xây dựng mô hình bãi lọc trồng cỏ Para tại khu Thực nghiệm Khoa

Công Nghệ Môi Trường – Trường ĐH Nông Lâm TP HCM Thí nghiệm phân tích các chỉ tiêu nước thải tại Viện Sinh Học Nhiệt Đới Miền Nam; Trung Tâm Phân Tích Môi trường - Viện Công nghệ Sinh học và Môi trường - Trường ĐH Nông Lâm TP HCM

3.2 Vật liệu thí nghiệm

3.2.1 Cỏ Para

Cỏ Para được cắt tại Trại thực nghiệm Khoa Chăn nuôi - Thú y - Trường ĐH

Nông Lâm TP.HCM Chọn những cây trưởng thành, thân chắc khỏe, cắt thành từng đoạn hom có chiều dài khoảng 25 - 30 cm ( có từ 3 - 4 đốt mắt ), cắt bỏ hết lá Sau khi cắt cây được đem về trồng ổn định vào bãi đất ẩm trong 2 tuần cho cây ra rễ và lá non

Chọn những cây ra rễ và lá đều chuyển vào trồng trong bể mô hình thí nghiệm

3.2.2 Nước phân heo (NPH)

Phân heo được lấy tại Trại chăn nuôi heo - Trại Thực nghiệm Khoa Chăn nuôi – Thú y - Trường ĐH Nông Lâm TP HCM Phân được đem về ủ kỵ khí trong các bao nilông theo tỷ lệ 10 kg phân/ 30 lít nước sạch trong thời gian 3 tuần Sau đó nước ủ phân heo sẽ được pha loãng tới nồng độ thích hợp để đưa vào mô hình thí nghiệm

3.2.3 Xây dựng mô hình bãi lọc trồng cỏ Para

Mô hình bãi lọc được xây tại khu thực nghiệm Khoa Công Nghệ Môi Trường -

Trường ĐH Nông Lâm TP.HCM

Bãi lọc được xây dưới dạng bể lọc nổi trên mặt đất, có chiều dài 5m, rộng 50cm, cao 40cm Thể tích bể là 1 m3 Ở cuối bể có gắn 1 van Ф20 để lấy nước thải đầu ra Bể lọc được lót nilông ở mặt trong, sau đó rải một lớp đá 1x2 đã được rửa sạch dưới đáy

bể để tạo chỗ bám ban đầu cho rễ cỏ

Trong thời gian thí nghiệm, mô hình bãi lọc được che mưa bởi mái che bằng nilông Mái che nilông sẽ được cuộn lại vào ban ngày khi trời không có mưa

3.2.4 Các vật liệu khác

- Xô nhựa loại 25 lít và 160 lít dùng để pha loãng nước thải

- Bao nilông loại 60 x 100 cm và bao tải dùng để ủ nước phân heo

- Chai nhựa loại 500 ml để đựng mẫu nước thải

- Ống tưới nước

- Nhiệt kế 0 – 1000C

- Dao, kéo, thước đo v.v…

3.3 Nội dung - Phương pháp thí nghiệm

3.3.1 Cơ sở tiến hành thí nghiệm

Theo Lê Đức Ngoan và ctv (2006); Bùi Xuân An (1997) nếu trồng cỏ Para làm thức ăn cho gia súc thì tuổi cắt lứa đầu vào khoảng 45 - 60 ngày sau khi trồng, cắt các lứa sau cách 30 – 35 ngày Như vậy, đối với cỏ cắt ở các đợt sau, tuổi cỏ thích hợp cho gia súc ăn là 5 tuần tuổi Dựa trên cơ sở này, tôi quyết định chọn tuổi cỏ thí nghiệm cho mô hình là từ 3 đến 7 tuần tuổi

Theo Trần Nhật Hoàng (2008), Mô hình bãi lọc trồng cỏ para có dòng chảy thẳng đứng với thời gian lưu 4 ngày cho kết quả xử lý NPH tối ưu ở nồng độ COD đầu vào trong khoảng 800 - 1200 mg/l Do đó tôi quyết định lựa chọn nồng độ COD của NPH đầu vào cho mô hình của mình nằm trong khoảng từ 800 – 1200 mg/l, với lưu lượng nước thải qua mô hình là 60 lít/ngày

Do chưa có một thí nghiệm chính thức nào nghiên cứu về thời gian lưu thích hợp cho mô hình bãi lọc trồng cỏ Para có dòng chảy bề mặt nên để đảm bảo khả năng xử lý đồng thời thuận tiện cho việc tiến hành thí nghiệm tôi chọn thời gian lưu cho mô hình thí nghiệm này là 7 ngày

3.3.2 Cách bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của cỏ Para ở 5 giai đoạn tuổi là 3, 4, 5, 6, 7 tuần tuổi lên khả năng xử lý nước phân heo trên mô hình bãi lọc có dòng chảy bề mặt (FWS) Mỗi nghiệm thức (NT) được lặp lại 3 lần (3 bãi lọc khác nhau) với một nồng

độ nước thải nhất định Thời gian lưu nước là 7 ngày Lưu lượng nước thải là 60 lít/ngày

Tổng dung tích nước thải lưu trong bể lọc là 420 lít Hằng ngày, bể lọc được theo dõi để đo lược nước hao hụt Nước thải được lấy ra từ đầu ra sao cho lượng nước thải còn lại trong bể là 360 lít Sau đó thêm vào 60 lít nước thải ở đầu vào

Lặp lại Tuần tuổi 3 Tuần tuổi 4 Tuần tuổi 5 Tuần tuổi 6 Tuần tuổi 7

Sơ đồ 3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm Lần lặp lại 1, 2, 3 tương ứng với bể thí nghiệm 1, 2, 3

Các nghiệm thức 1, 2, 3, 4, 5 tương ứng với cỏ Para ở các tuần tuổi 3, 4 ,5, 6, 7

Nước thải đầu vào ở tất cả các nghiệm thức có nồng độ ô nhiễm như nhau và có các chỉ tiêu ô nhiễm như sau:

Bảng 3.1 Nồng độ các chỉ tiêu ô nhiễm của nước thải đầu vào

Chỉ tiêu pH (mg/l) COD (mg/l) BOD5 (mg/l) Nt (mg/l) Pt độ ( Nhiệt 0C)

Nồng độ 7,34 1016 461 51,7 23,7 30,8

3.3.3 Phương pháp theo dõi các chỉ tiêu thí nghiệm

- Chỉ tiêu sinh trưởng chiều dài thân: Chiều dài thân được tính từ lúc bắt đầu cắt

cỏ để tính tuổi ( 0 cm) và cứ sau một tuần cỏ lại được đo để kiểm tra khả năng phát triển chiều dài thân của cỏ Chiều dài của thân cỏ được tính từ vị trí ra chồi tới vị trí ra đốt lá ngọn cuối cùng Sau khi cắt cỏ, mỗi bể lọc được chọn ngẫu nhiên ra 5 cây ở năm

vị trí khác nhau Các cây này được đánh dấu, chọn chồi ra đầu tiên để theo dõi chiều dài suốt quá trình thí nghiệm Chiều dài thân cỏ trong mô hình bãi lọc là chiều dài trung bình của 5 cây trên

- Theo dõi lượng nước bốc hơi: Tổng dung tích nước thải trong bể là 420 lít Diện tích mặt nước là S = 5 m (dài) x 0,5 m (ngang) = 2,5 (m2) Dùng thước đo được độ giảm chiều sâu mặt nước là L (mm) Thể tích nước bốc hơi hằng ngày theo công thức sau:

V = S x L = 2,5 x L Trong đó V : Thể tích nước bốc hơi ( lít )

S : diện tích mặt nước ( m2)

L : độ giảm chiều sâu ( mm)

- Nhiệt độ: Nhiệt độ nước phân heo được đo trực tiếp tại chỗ bằng nhiệt kế 0 -

Bảng 3.2 Phương pháp theo dõi các chỉ tiêu thí nghiệm

1 Chiều dài thân Thước chia vạch (mm) Đo hàng tuần

3 Lượng nước hao hụt Thước chia vạch (mm) Hàng ngày

3.3.4 Các giai đoạn thí nghiệm

3.3.4.1 Giai đoạn chuẩn bị

Xây dựng mô hình bãi lọc có dòng chảy bề mặt tại trại thí nghiệm Khoa Công Nghệ Môi Trường Bể lọc được xây nổi, có chiều dài 5 m, rộng 50 cm, cao 40 cm ( thể tích bể là 1m3 ) Bề lọc được lót bằng nilông để đảm bảo nước thải không bị thất thoát Đáy bể lọc được rải một lớp đá loại 1x2 để tạo chỗ bám cho cỏ khi chuyển cỏ vào trong bể

Cỏ được lấy tại trại thực nghiệm khoa Chăn nuôi - Thú y – Trường ĐH Nông Lâm TP.HCM Cỏ được cắt thành từng đoạn dài 25 – 30 cm đem về trồng ổn định vào bãi đất ẩm trong 2 tuần Trong giai đoạn ổn định cỏ được tưới nước và bổ sung thêm nước phân bò để tăng cường khả năng phát triển của cỏ

3.3.4.2 Giai đoạn dưỡng cỏ và ủ nước phân heo

- Dưỡng cỏ: Sau 2 tuần ổn định, cỏ ra rễ dài 3 – 5 cm, chồi dài 8 – 10 cm Cỏ được rửa sạch và chuyển vào trồng trong bể lọc với mật độ là 10cm x 10cm Trong giai đoạn dưỡng, cỏ được bổ sung thêm nước phân bò pha loãng để tăng khả năng phát triển Sau

5 tuần dưỡng, cỏ phát triển mạnh, có khoảng 8 - 10 đốt lá, đạt chiều dài thân khoảng

70 – 80 cm và bắt đầu có xu hướng nằm bò thì bắt đầu cắt ngọn để tính tuổi Thân cỏ

được cắt ngang cao hơn mặt nước khoảng 2 – 3 cm

- Ủ nước phân heo: Phân heo được lấy tại Trại chăn nuôi heo – Trại thực nghiệm khoa Chăn nuôi – Thú y - Trường ĐH Nông Lâm TP.HCM vào lúc 7 – 8 giờ sáng hằng ngày Phân heo được lấy thành nhiều đợt đem về ủ kỵ khí trong các bao nilông khoảng 3 tuần trước khi pha loãng thành nước thải cho vào bể thí nghiệm

3.3.4.3 Giai đoạn thí nghiệm

- Giai đoạn thích nghi với NPH: Trong 2 tuần đầu sau khi cỏ được cắt tính tuổi, nồng độ nước thải đưa vào bãi lọc được tăng dần cho đến khi đạt ngưỡng COD = 1000 mg/l thì cho vào ổn định

- Giai đoạn thí nghiệm: Nước thải được đưa vào bãi lọc vào khoảng 8h - 9h sáng

hằng ngày Mỗi ngày, nước thải được kiểm tra để đo lượng nước hao hụt, rút nước thải

đã xử lý ở đầu ra và cho thêm nước thải ở đầu vào Cứ sau 7 ngày, tiến hành đo chiều dài thân của cỏ, lấy mẫu nước thải đầu ra đem đi phân tích các chỉ tiêu

x Đv

Đr





Trong đó: H: Hiệu suất xử lý (%)

Đv: Nồng độ đầu vào (mg/l) Đr: Nồng độ đầu ra (mg/l)

Tỷ lệ nước bốc hơi hằng ngày được tính theo công thức sau:

100

x Vt

Vb





Trong đó: T: Tỷ lệ nước bốc hơi hằng ngày (%)

Vb: Lượng nước bốc hơi hằng ngày (lít)

Vt = 420: Tổng lượng nước thải lưu trong bể (lít)