KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM CỦA MÔ HÌNH BÃI LỌC DÒNG CHẢY NGẦM CÓ TRỒNG CỎ VETIVER

Với mục tiêu nghiên cứu khả năng xử lý chất ô nhiễm của cỏ kết hợp trong mô hình bãi lọc nhân tạo để tìm ra lời giải cho bài toán ô nhiễm môi trường hiện nay, sinh viên nghiên cứu thực h

\ [

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM CỦA MÔ HÌNH BÃI LỌC DÒNG CHẢY NGẦM CÓ TRỒNG CỎ

VETIVER

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN THỊ MAI Ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Niên khóa: 2005 - 2009

KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM CỦA MÔ HÌNH BÃI

LỌC DÒNG CHẢY NGẦM CÓ TRỒNG CỎ VETIVER

Tác giả

NGUYỄN THỊ MAI

Khóa luận tốt nghiệp kỹ sư chuyên ngành

KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

GVHD: TS Lê Quốc Tuấn

Tháng 07 năm 2009

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành được bài khóa luận này, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi còn nhận được sự giúp đỡ quý báu tận tình của tất cả các bạn, quý thầy cô và gia đình Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:

Quý thầy cô khoa Môi Trường và Tài nguyên trong suốt bốn năm đại học đã truyền đạt những kiến thức nền tảng cần thiết, giúp đỡ và động viên tôi trong thời gian thực hiện khóa luận

Thầy TS Lê Quốc Tuấn đã gợi mở, trực tiếp hướng dẫn đề tài cho tôi

Thầy ThS Dương Thành Lam – Trung tâm Nghiên cứu & Chuyển giao khoa học - Đại học Nông Lâm đã quan tâm hỗ trợ, truyền đạt cho tôi những kiến thức, kinh nghiệm cần thiết

Các anh chị Trung tâm Phân tích Môi trường – Viện Công nghệ Sinh học và Môi trường tạo mọi điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tôi trong quá trình phân tích

Thầy cô và các bạn làm việc ở Viện Sinh Học Nhiệt Đới đã hỗ trợ tôi hoàn thành tốt công việc nghiên cứu phục vụ luận văn

Các bạn lớp DH05MT cùng nhau gắn bó suốt quãng đời sinh viên, động viên giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện khóa luận

Và cuối cùng tôi xin cảm ơn cha mẹ và anh trai luôn bên cạnh ủng hộ, động viên tôi, giúp tôi vượt qua hoàn cảnh khó khăn nhất, là chỗ dựa vững chắc trong suốt bước đường học tập

Sinh viên thực hiện Nguyễn Thị Mai

TÓM TẮT

Sự phát triển công nghiệp là kết quả môi trường nước đang bị ô nhiễm trầm trọng.Trong tất cả các loại nước thải thải từ các nhà máy, nước thải dệt nhuộm được đánh giá là loại nước khó xử lý nhất vì nó chứa nhiều chất khó phân hủy sinh học Nhiều phương pháp đã được áp dụng nhưng nước ra sau xử lý vẫn tiềm tàng ảnh hưởng đến hệ thống vi sinh vật ngoài môi trường Với mục tiêu nghiên cứu khả năng

xử lý chất ô nhiễm của cỏ kết hợp trong mô hình bãi lọc nhân tạo để tìm ra lời giải cho bài toán ô nhiễm môi trường hiện nay, sinh viên nghiên cứu thực hiện trên đối tượng nước thải dệt nhuộm của công ty Nguyên Phụ Liệu Dệt May Bình An Mô hình bãi lọc

có dòng chảy ngầm với lớp phủ thực vật bề mặt là cỏ vetiver Thí nghiệm được thực hiện tại khoa Môi trường và Tài nguyên - Trường Đại học Nông Lâm từ ngày

28/02/2009 đến 30/06/2009 Kết quả cho thấy hệ thống đất ngập nước có khả năng xử

lý nước thải dệt nhuộm với hiệu xuất cao Hiệu xuất xử lý các thành phần gây ô nhiễm trong nước thải dệt nhuộm theo thứ tự COD, BOD, SS và độ màu là 69,51%, 61,17%, 75%, 61% Đồng thời trong quá trình vận hành hệ thống có thể giữ ổn định giá trị pH trung bình là 7,5 mặc dù giá trị pH nước thải đầu vào biến động từ 9 – 12 Lượng nước bốc hơi trung bình của mô hình thực nghiệm được xác định là 15.124 mL/ngày/m2 vàlượng nước trung bình mà cỏ vetiver sử dụng là 600 mL/ngày /m2 Ngoài ra, trong suốt quá trình thí nghiệm, cỏ vetiver phát triển khá tốt với tốc độ tăng sinh khối chênh lệch

5 lần cả ở sinh khối tươi và sinh khối khô

Tuy còn một số hạn chế về điều kiện thời tiết, một số chỉ tiêu chưa nghiên cứu được như chỉ số kim loại nặng, chỉ tiêu vi sinh… nhưng hy vọng mô hình bãi lọc nhân tạo kết hợp thực vật phủ bề mặt là cỏ vetiver được áp dụng rộng rãi trong xử lý môi trường ở nước ta

MỤC LỤC 

Trang

Chươ ng 1 MỞ ĐẦU 1U

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.3 Nội dung và phương pháp nghiên cứu 2

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 2

Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3U 2.1 Giới thiệu về bãi lọc 3

2.1.1 Khái niệm 3

2.1.2 Phân loại bãi lọc nhân tạo 4

2.1.2 Sử dụng hệ thống bãi lọc nhân tạo trên thế giới 6

2.1.3 Cấu tạo và cơ chế loại bỏ chất ô nhiễm của hệ thống bãi lọc nhân tạo 8

2.1.3.1 Cấu tạo hệ thống bãi lọc nhân tạo 8

2.1.3.2 Cơ chế loại bỏ chất ô nhiễm trong hệ thống BLNT 10

2.1.6 Ưu và nhược điểm của việc sử dụng hệ thống bãi lọc nhân tạo kết hợp cỏ vetiver để làm sạch môi trường 12

2.1.3.3 Nhược điểm 12

2.2 Tổng quan về cỏ vetiver 13

2.2.1 Nguồn gốc 13

2.2.2 Phân loại 13

2.2.3 Một số đặc điểm của cỏ vetiver 13

2.2.3.1 Hình thái 13

2.2.3.2 Đặc tính sinh lý 14

2.2.3.3 Đặc tính sinh thái 15

2.2.3.4 Hệ sinh vật của bộ rễ 16

2.2.4 Lợi ích và công dụng của cỏ vetiver 17

2.2.5 Hệ thống vetiver trong việc cải thiện chất lượng nước thải 18

2.2.5.1 Trên thế giới 18

2.2.5.2 Tại Việt Nam 20

2.3 Tổng quan về nước thải dệt nhuộm 21

2.3.1 Thành phần tính chất chung của nước thải dệt nhuộm 21

2.3.2 Tính chất nước thải dệt nhuộm Công ty nguyên phụ liệu dệt may Bình An 22

2.3.2.1 Tổng quan về công ty 22

2.3.2.3 Nguồn gốc phát sinh 24

2.3.2.3 Đặc tính nước thải 25

2.3.2.4 Công nghệ xử lý nước thải của công ty nguyên phụ liệu dệt may Bình An 26

2.3.3 Các phương pháp xử lí nước thải dệt nhuộm 27

Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31U

3.1 Thời gian và địa điểm tiến hành thí nghiệm 31

3.2 Nguồn nước thải và phương pháp lấy mẫu 31

3.3 Vật liệu 32

3.3.1 Thực vật 32

3.3.2 Vật liệu thí nghiệm 32

3.3.3 Mô tả mô hình xử lý 32

3.3.4 Chỉ tiêu - thiết bị - hóa chất thí nghiệm 34

3.4 Vận hành mô hình 34

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36

4.1 Hiệu quả xử lý nước thải dệt nhuộm của mô hình thí nghiệm 36

4.1.1 Sự ổn định pH 36

4.1.2 Hiệu quả xử lý COD 37

4.1.3 Hiệu quả xử lý SS 38

4.1.4 Khả năng làm giảm BOD5 40

4.1.5 Khả năng làm giảm độ màu của của mô hình 41

4.1.6 Tốc độ thoát hơi nước 42

4.1.7 Sinh khối và sự phát triển của cỏ vetiver 43

4.2 Một số thông số khác 43

4.3 Các hạn chế trong quá trình nghiên cứu 44

Chương 5 KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ 46

5.1 Kết luận 46

5.2 Kiến nghị 46

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC BẢNG

Trang

Bảng 2.1: Kết quả xử lý nước thải dệt nhuộm bằng BLNTtại bang Georgia của Mỹ 7

Bảng 2.2: Giá trị kA và C* của một số thành phần nước thải đối với hệ thống FWS và SSF 10

Bảng 2.3: Các loài cỏ Vetiver 13

Bảng 2.4: Giới hạn chịu đựng của cỏ Vetiver theo các nghiên cứu ở Úc 16

Bảng 2.5: Kết quả nghiên cứu hiệu quả xử lý của hệ thống vetiver ở Úc 18

Bảng 2.6: So sánh hiệu suất xử lý của cỏ vetiver và cây phragmites trên mô hình BLNT đối với nước thải dệt nhuộm 19

Bảng 2.7: Nguyên vật liệu sản xuất của công ty 23

Bảng 2.8: Đặc tính nước thải của công ty dệt may Bình An 25

Bảng 3.1: Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích đi kèm 34

Bảng 4.1: Kết quả thí nghiệm COD 37

Bảng 4.2: Kết quả thí nghiệm SS 39

Bảng 4.3: Kết quả thí nghiệm BOD5 40

Bảng 4.4: Tốc độ thoát hơi nước của mô hình thực nghiệmvà lượng nước được cỏ sử dụng 42

Bảng 4.5: Sinh khối khô và tươi của cỏ 43

Bảng 4.6: Kết quả phân tích nitơ đầu vào 44

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang

Hình 2.1 Mô hình bãi lọc nhân tạo có dòng chảy bề mặt (FWS)(Vymazal, 2007) 4

Hình 2.2 Mô hình bãi lọc nhân tạo có dòng chảy ngầm ngang (SSF) (Vymazal, 2007) 5

Hình 2.3 Mô hình bãi lọc có dòng chảy ngầm thẳng đứng (VFS) (Cooper, 1996) 5

Hình 2.4 Hệ thống đất ngập nước nhân tạo tại cộng hòa Czech (J Vymazal và L Kropfelova, 2007) 6

Hình 2.5 Mô hình thí nghiệm BLNT có dòng chảy ngầm tại trường Đại học Nông Lâm 8

Hình 2.6 Cấu tạo hệ thống BLNT (EKO – plant GmbH, 1992) 9

Hình 2.7 Bộ rễ khổng lồ của cỏ vetiver 14

Hình 2.8 Cỏ vetiver 14

Hình 2.9 Mô hình lọc nước thải bằng các luống cỏ vetiver (Smeal và cs, 2003) 20

Hình 2.10 Cỏ vetiver được trồng ở bãi lầy nước thải từ trại lợn Biên Hòa, Phú Sơn, Đồng Nai 21

Hình 2.11 Sơ đồ quy trình sản xuất của nhà công ty nguyên phụ liệu dệt may Bình An 24

Hình 2.12 Sơ đồ công nghệ qui trình xử lý nước thải công ty dệt may Bình An 26

Hình 3.1 Mương dẫn nước thải - Nơi lấy mẫu 31

Hình 3.2 Mặt cắt mô hình bãi lọc nhân tạo có dòng chảy ngầm 33

Hình 3.3 Mặt bằng mô hình bãi lọc nhân tạo có dòng chảy ngầm 33

Hình 3.4 Mô hình thí nghiệm 35

Hình 4.1 Đồ thị thể hiện sự ổn định giá trị pH 36

Hình 4.2 Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý ổn định COD 38

Hình 4.3 Đồ thị biểu sự giảm và biến động của SS trước và sau xử lý 39

Hình 4.4 Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý BOD5 41

Hình 4.5 Đồ thị biểu diễn sự biến thiên độ màu trước và sau xử lý 42

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

BLNT Bãi lọc nhân tạo

BOD5 Nhu cầu oxy sinh học trong 5 ngày (Biological Oxygen Demand)

COD Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand)

CHC Chất hữu cơ

ĐNNNT Đất ngập nước nhân tạo (constructed wetland)

FWS Đất ngập nước có dòng chảy bề mặt (Free water surface)

HSF Đất ngập nước có dòng chảy ngầm ngang dưới mặt đất (Horizontal subsurface flow) NDVN Báo Nhân Dân Việt Nam

SS Chất rắn lơ lửng (Suspended Solids)

SSF Đất ngập nước có dòng chảy ngầm (Subsurface flow Constructed Wetland)

QCVN Qui chuẩn Việt Nam

VSF Đất ngập nước có dòng chảy ngầm thẳng đứng(Vertical subsurface flow) TDS Tổng chất tan (Total Dissolved Solids)

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

TOC Hàm lượng cacbon hữu cơ tổng cộng (Total Organic Carbon)

VSV Vi sinh vật

PL Phụ lục

Chương 1

MỞ ĐẦU1.1 Đặt vấn đề

Công nghiệp dệt may Việt Nam trong những năm qua luôn có sự tăng trưởng lớn, nó đã đem lại giá trị thăng dư góp phần vào tăng trưởng kinh tế xã hội Công nghệ dệt sợi, nhuộm in hoa ngày càng phát triển và hiện đại, kéo theo lượng nước sử dụng cần cho ngành này ngày càng tăng Do đó, lượng nước thải xả ra ngày càng nhiều tiềm

ẩn một nguy cơ ô nhiễm lớn

Ô nhiễm môi trường nước là vấn đề cấp bách đối với các nhà máy, công ty dệt nhuộm Công đoạn in, nhuộm và hoàn thiện sản phẩm sử dụng rất nhiều nước, nhiều loại hoá chất, thuốc nhuộm, chất tẩy rửa và đặc biệt là có chứa nhiều hợp chất khó phân hủy sinh học Do các nhà máy, công ty, điển hình là các doanh nghiệp vừa và nhỏ không đủ khả năng để đầu tư xây dựng và vận hành hệ thống xử lý nước thải, cùng với ý thức bảo vệ môi trường chưa cao nên nước thải thường được xả trực tiếp vào các nguồn tiếp nhận chính vì thế nguồn tiếp nhận bị ô nhiễm nặng nề bởi các hợp chất hữu cơ khó phân hủy, một lượng nhỏ kim loại, và độ màu

Hiện nay đã có một số công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm ra đời nhưng đa số đều chưa đáp ứng được mong muốn kinh tế của các chủ doanh nghiệp, nhà máy vì tất

cả các phương pháp đều tiêu tốn rất nhiều hóa chất mà đầu ra vẫn chưa đạt yêu cầu

Ở Việt Nam nói riêng và thế giới nói chung đang có xu hướng phát triển môi trường bền vững bằng phương pháp xử lý tự nhiên Bãi lọc nhân tạo (BLNT) trong những năm gần đây được phát hiện và được các nhà khoa học nghiên cứu đưa vào ứng dụng rất hiệu quả trong vấn đề bảo vệ môi trường Đặc biệt, BLNT có lớp phủ thực vật

là cỏ vetiver đã được ứng dụng thành công tại Úc để xử lý nước thải dệt nhuộm và thuốc bảo vệ thực vật Tại Việt Nam, các công trình nghiên cứu cũng còn rất hạn chế, ứng dụng này còn khá mới mẻ, chưa được áp dụng phổ biến nhưng những thực nghiệm ban đầu đã có những kết quả hết sức khả quan với loại nước thải có tính chất đầu vào

khá ổn định như nước thải sinh hoạt Để hiểu rõ thêm về khả năng xử lý của hệ thống BLNT kết hợp thực vật phủ bề mặt là cỏ vetiver đối với nước thải công nghiệp, và trên hết là góp phần tìm lời giải cho bài toán ô nhiễm môi trường do nước thải dệt nhuộm gây ra, sinh viên thực hiện khóa luận tốt nghiệp với đề tài: "Khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của mô hình bãi lọc dòng chảy ngầm có trồng cỏ vetiver "

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của bãi lọc dòng chảy ngầm với bề mặt phủ thực vật là cỏ vetiver trong điều kiện Việt Nam

1.3 Nội dung và phương pháp nghiên cứu

Xây dựng và vận hành mô hình bãi lọc dòng chảy ngầm kết hợp thực vật phủ bề mặt

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Mô hình bãi lọc dòng chảy ngầm với thực vật phủ bề mặt là cỏ vetiver

Nước thải dệt nhuộm Công ty nguyên phụ liệu dệt may Bình An

Kiểm tra giới hạn trong 7 chỉ tiêu: pH, BOD, COD, SS, độ màu, tốc độ thoát hơi nước, sinh khối của cỏ vertiver

Thí nghiệm được thực hiện trong điều kiện tự nhiên ở Việt Nam

1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Chứng minh khả năng xử lý nước thải của mô hình bãi lọc dòng chảy ngầm trong điều kiện Việt Nam

Đưa ra được phương pháp mới bằng cách sử dụng hệ thống sinh thái giải quyết vấn đề ô nhiễm bởi nước thải dệt nhuộm

Dùng mô hình bãi lọc sẽ giải quyết được bài toán kinh tế - mục tiêu hàng đầu

BLNT là vùng đất ngập nước do con người tạo ra, các vùng ngập nước này được xây dựng để xử lý nước thải dựa trên các quá trình diễn ra như trong đất ngập nước tự nhiên Các nghiên cứu cho thấy, BLNT hoạt động tốt hơn so với BLTN cùng diện tích, nhờ đáy của hệ thống BLNT có độ dốc hợp lý và chế độ thủy lực được kiểm soát Độ tin cậy trong hoạt động của BLNT cũng được nâng cao do thực vật và những thành phần khác trong BLNT có thể quản lý được như mong muốn Theo đó, BLNT phải có một trong ba thuộc tính sau:

ƒ Đất thích hợp cho phần lớn các loài thực vật thủy sinh

ƒ Nền đất hầu như không bị khô

ƒ Nền đất không có cấu trúc rõ rệt hoặc bão hòa nước bị ngập nước ở một số thời điểm nhất định trong mùa sinh trưởng hàng năm của động thực vật

2.1.2 Phân loại bãi lọc nhân tạo

Chia làm hai loại:BLNT có dòng chảy bề mặt (Free water surface –FWS) và BLNT có dòng chảy ngầm (Subsurface flow Constructed Wetland – SSF)

BLNT có dòng chảy 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 của nước, đất hoặc các lớp lọc thích hợp khác hỗ trợ cho thực vật nổi phía trên Lớp nước nông, tốc độ dòng chảy chậm, sự có mặt của thân cây quyết định tốc độ dòng chảy Đặc biệt, trong các mương dài và hẹp, phải bảo đảm điều kiện dòng

chảy nhỏ (Reed và cs,1998)

Hình 2.1 Mô hình bãi lọc nhân tạo có dòng chảy bề mặt (FWS)

(Vymazal, 2007)

BLNT có dòng chảy ngầm (Subsurface flow Constructed Wetland – SSF) được chia làm 2 loại: hệ thống BLNT với dòng chảy ngầm ngang dưới mặt đất (Horizontal subsurface flow - HSF) và hệ thống BLNT với dòng chảy ngầm thẳng đứng (Vertical subsurface flow – VSF)

Hệ thống BLNT với dòng chảy ngầm ngang dưới mặt đất (Horizontal subsurface flow - HSF): nước thải được đưa vào và chảy chậm qua tầng lọc xốp dưới

bề mặt của nền theo một đường ngang cho tới đầu ra của hệ thống Trong suốt thời gian này, nước thải sẽ tiếp xúc với một mạng lưới hoạt động của các đới hiếu khí, thiếu khí và kị khí Các đới hiếu khí ở xung quanh rễ và bầu rễ được cung cấp oxy gián tiếp từ thân cây Ngoài ra, hệ thống còn được cung cấp oxy trực tiếp từ bề mặt thoáng Khi nước thải chảy qua vùng rễ, nó được làm sạch bởi sự phân hủy sinh học của vi sinh vật qua các phản ứng hóa sinh

Sỏi lớn cây

Mực nước Dòng vào

Dòng Lớp chống

ấ Vật liệu đệm (Cát, sỏi, đá Công trình thu nước

Lưới của hệ thống ống thu nước

Độ dốc 1%

Hình 2.3 Mô hình bãi lọc có dòng chảy ngầm thẳng đứng (VFS)

(Cooper, 1996) Trên thực tế, hệ thống BLNT có dòng chảy ngầm (SSF) chiếm ưu thế hơn và được ứng dụng nhiều hơn hệ thống BLNT có dòng chảy bề mặt (FWS) vì khi sử dụng

nó sẽ hạn chế sự phát tán mùi, tránh được những cảm quan không tốt về màu sắc của nước thải Đặc biệt, diện tích cần sử dụng cho hệ thống SSF nhỏ hơn hệ thống FWS đối với cùng một loại nước thải (L.A.Tuấn, 2003)

2.1.2 Sử dụng hệ thống bãi lọc nhân tạo trên thế giới

Hệ thống BLNT được ứng dụng rộng khắp trên thế giới trong nhiều lĩnh vực Riêng trong vấn đề bảo vệ môi trường, BLNT đã đóng góp một phần to lớn, nó đã được đưa vào ứng dụng cho xử lý nước thải của thành thị, nông thôn; nước thải nông nghiệp, công nghiệp; nước thải bệnh viện (Rudra D Tripathi, 2007)

Hình 2.4 Hệ thống đất ngập nước nhân tạo tại cộng hòa Czech

(J Vymazal và L Kropfelova, 2007) Người mở đầu cho việc sử dụng thực vật bậc cao trong xử lý nước thải là Kathe Seidel vào đầu những năm 1950 tại Đức Đến thập niên 1960, Seidel phát triển thành

“Bãi lọc nhân tạo có dòng chảy ngầm” Vào những năm 1980 – 1990 phương pháp xử

lý nước thải “Vùng rễ” của Reinhold Kickuth được phổ biến Cuối thập kỷ 80 BLNT

có dòng chảy ngầm được thay thế và sử dụng đến nay

Năm 1991, hệ thống BLNT có dòng chảy ngầm dùng xử lý nước thải sinh hoạt xây dựng đầu tiên ở Nauy Ngày nay chúng trở thành phổ biến khắp các vùng nông thôn ở nước này do tiết kiệm về kinh tế lại có hiệu quả cao

Năm 2001, tại bang Georgia của Mỹ, một vài công ty hiện cũng đang sử dụng

hệ thống BLNT cho bước cuối cùng trong quá trình xử lý nước thải dệt nhuộm Kết

quả cho thấy giảm được 50% lượng thuốc nhuộm dư , giảm được một lượng đáng kể

COD và chất độc hại trong nước thải, khử được kim loại nhưng độ màu đầu vào và

đầu ra so sánh không khác biệt (Baughman và Perkins, 2002) Đặc biệt, hệ thống này

đã tiết kiệm được 3 triệu USD chi phí xây dựng và 500 nghìn đến 1 triệu USD chi phí

vận hành so với hệ thống xử lý truyền thống

Bảng 2.1: Kết quả xử lý nước thải dệt nhuộm bằng BLNT

tại bang Georgia của Mỹ

Thông số Đầu vào Đầu ra Chênh lệch

(Nguồn: George Baughman and Warren Perkins, 2001)

Ở nước ta, năm 2005 hệ thống BLNT được xây dựng tại xã Minh Nông – Bến

Giót – TP Việt Trì để áp dụng cho xử lý chất lượng nước thải sinh hoạt pha trộn nước

thải công nghiệp Hiện nay, cũng có một số công trình nghiên cứu ứng dụng khả năng

xử lý nước thải của BLNT tại Trung tâm kỹ thuật Môi Trường và khu Công Nghiệp,

trường Đại học Xây dựng và ký túc xá trường Đại Học Nông Lâm

Hình 2.5 Mô hình thí nghiệm BLNT có dòng chảy ngầm tại trường Đại học Nông Lâm

2.1.3 Cấu tạo và cơ chế loại bỏ chất ô nhiễm của hệ thống bãi lọc nhân tạo

2.1.3.1 Cấu tạo hệ thống bãi lọc nhân tạo

Cấu tạo của hệ thống BLNT về cơ bản gồm 3 thành phần chính: công trình tiền

xử lý, diện tích dành cho khu vực đất ngập nước và thực vật cho hệ thống Tại công trình tiền xử lý, chất rắn nặng và lơ lửng trong nước thải đã bị loại bỏ, đồng thời các chất nổi như dầu, mỡ cũng được xử lý bằng các biện pháp cơ học Khu vực dành cho

hệ thống BLNT được hình thành bởi các lớp đất, lớp cát và lớp sỏi, được xếp thứ tự từ trên xuống dưới với độ dày nhất định, giữ độ xốp của lớp lọc Trong hệ thống này còn

có sự tồn tại của các loại vi sinh vật có ích, xác bã thực vật chết bị chôn vùi tạo giá thể cho vi sinh vật bám vào và phát triển Ngoài ra còn có nhiều loại trùng tạo điều kiện thuận lợi cho oxy thâm nhập vào bề mặt thoáng Thực vật được trồng trong hệ thống là các loại thực vật thuỷ sinh, thân thảo, thân xốp, rễ chùm, nổi trên mặt nước, ngập hẳn trong nước, hay trồng trong nước nhưng thân cây nhô lên trên mặt nước, đặc biệt phải

có khả năng loại bỏ được các chất ô nhiễm có trong nước thải Khi vận hành, dòng chảy có thể có dạng chảy từ dưới lên, từ trên xuống hay chảy theo phương nằm ngang Kiểu dòng chảy được thiết kế và ứng dụng phổ biến nhất ở BLNT là dòng chảy ngầm (SSF) Hầu hết các hệ thống này được thiết kế với độ dốc 1% hoặc hơn

Bể lắng

Ống dẫn nước vào

Vùng rễ Thành bằng nhựa dẻo

Lớp bảo vệ

Ống nhánh thu nước

Bể chứa nước ra Thảm sậy

Dòng ra

Hình 2.6 Cấu tạo hệ thống BLNT (EKO – plant GmbH, 1992)

Để tính toán diện tích của một hệ thống SSF, Kadlec và Knight (1996) đã đưa

ra một số công thức tính toán như sau:

Bảng 2.2: Giá trị kA và C* của một số thành phần nước thải đối với hệ thống

Quá trình sinh học: trong hệ thống, vi sinh vật (VSV) phân ra làm 3 dạng, tuỳ thuộc vào vị trí của tầng đất nó sinh sống: Ở lớp đất bề mặt có độ rỗng cao, tươi xốp, nhiều mùn, tiếp xúc không khí tốt sẽ tồn tại chủ yếu là vi khuẩn hiếu khí, ở tầng đất giữa với điều kiện hiếu khí không thường xuyên đặc biệt là lúc có nước thì tồn tại những loại vi khuẩn thiếu khí, tuỳ nghi và ở lớp đất cuối cùng không khí không lọt tới thì chủ yếu là vi khuẩn kỵ khí Cả 3 dạng này đều có những chức năng riêng biệt trong quá trình phân huỷ các chất trong nước thải

Nhờ các quá trình trên, hệ thống BLNT có thể loại bỏ được nhiều chất gây ô nhiễm trong nước thải bao gồm: các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học, chất rắn lơ lửng, nitơ, photpho (P), kim loại nặng và các vi sinh vật gây bệnh

- Đối với chất hữu cơ (CHC) có khả năng phân hủy sinh học: các CHC này thường ở dạng hòa tan hay dạng keo Phân hủy sinh học xảy ra khi các CHC hòa tan tiếp xúc lên lớp màng vi sinh bám trên phần ngập nước của thực vật, hệ thống rễ và những vùng vật liệu lọc xung quanh nhờ quá trình khuếch tán Vai trò của thực vật trong hệ thống đất ngập nước là: cung cấp môi trường thích hợp cho VSV thực hiện quá trình phân hủy sinh học, vận chuyển oxy vào vùng rễ để cung cấp cho quá trình phân hủy hiếu khí trong lớp vật liệu và bộ rễ

- Đối với nitơ và các hợp chất của nitơ: việc loại bỏ chúng là nhờ 3 cơ chế chủ yếu là nitrat hóa/khử nitrat, bay hơi ammoniac và hấp thụ của thực vật Sự chuyển hóa nitơ xảy ra ở tầng oxi hóa - khử của đất và nước, bề mặt tiếp xúc giữa rễ và đất Quá trình nitrat hóa diễn ra ở vùng rễ hiếu khí, NH4+ chuyển thành NO3- Phần NO3- không được cây trồng hấp thụ sẽ khuếch tán vào vùng thiếu khí, bị khử thành N2 và N2O do quá trình khử nitrat Lượng ammoniac trong vùng rễ được bổ sung nhờ nguồn NH4- từ vùng thiếu khí khuếch tán vào

- Đối với photpho: sự hấp thụ của thực vật, quá trình đồng hóa của vi khuẩn, sự hấp phụ lên đất, vật liệu lọc và các chất hữu cơ, kết tủa và lắng cùng Ca2+, Mg2+, Fe3+,

Mn2+ là nguyên nhân loại trừ P trong nước thải Khi thời gian lưu nước dài, đất sử dụng có cấu trúc mịn thì cơ chế loại bỏ P là hấp phụ và kết tủa Hiện nay, vai trò thực vật trong việc loại bỏ P vẫn còn là vấn đề mà các nhà nghiên cứu đang quan tâm

- Đối với kim loại nặng: kết tủa và lắng dạng hydroxit không tan, hấp phụ lên các kết tủa hydroxit sắt và mangan trong vùng hiếu khí hay kết tủa dạng sunfit kim loại trong vùng kỵ khí của lớp vật liệu Đồng thời, kim loại nặng cũng được hấp thụ vào rễ, thân và lá của thực vật trong hệ thống Các nghiên cứu chưa chỉ ra cơ chế nào

có vai trò lớn nhất, nhưng nhìn chung, kim loại nặng được thực vật hấp thụ chỉ chiếm một phần nhất định (Gersberg và cs, 1984; Reed và cs, 1988; Wildermann & Laudon, 1989; Dunbabin & Bowmer, 1992) Các loài thực vật khác nhau hấp thụ kim loại nặng rất khác nhau Vật liệu lọc là nơi tích tụ chủ yếu kim loại nặng

Trong cơ chế xử lý của hệ thống BLNT, vai trò của thực vật vô cùng quan trọng Vì vậy, lựa chọn thực vật cho hệ thống là một khâu mà chúng ta phải quan tâm, nếu phù hợp thì sẽ nâng cao hiệu quả xử lý của toàn hệ thống (Brivev và cs, 1996; Brix, 1997) Chúng phải có những tính năng sau: có khả năng sinh trưởng trong điều

kiện vô cùng bất lợi; có thể chịu đựng với nồng độ cao với chất hóa học nông nghiệp, kim loại nặng, những chất độc hữu cơ và hợp chất vô cơ; có thế chịu đựng được điều kiện môi trường dinh dưỡng kém; có khả năng sinh trưởng nhanh và sinh khối lớn Theo nghiên cứu cho thấy, vetiver là một loại thực vật độc nhất có tất cả những tiêu chuẩn trên (Trương, 2009)

2.1.6 Ưu và nhược điểm của việc sử dụng hệ thống bãi lọc nhân tạo kết hợp cỏ vetiver để làm sạch môi trường

2.1.6.1 Ưu điểm

Chi phí xây dựng, vận hành và bảo trì hệ thống BLNT là không cao

Quá trình công nghệ không đòi hỏi kỹ thuật phức tạp

Hệ thống có thể chịu được mức độ dao động lớn với nồng độ chất ô nhiễm Sinh khối tạo ra sau quá trình xử lý có thể được ứng dụng vào nhiều mục đích kinh tế khác nhau

Sử dụng thực vật xử lý nước trong nhiều trường hợp không cần cung cấp năng lượng và không sinh ra bùn trong quá trình xử lý

Sử dụng hệ thống BLNT làm cho chất lượng môi trường sống được nâng cao và làm sạch môi trường nước

Hệ thống này cũng bắt nguồn cho những cơ hội trong lĩnh vực nghiên cứu học thuật về BLNT, mở ra nhiều triển vọng góp phần vào chiến lược bảo vệ và phát triển

bền vững môi trường trên thế giới cũng như ở Việt Nam

2.1.3.3 Nhược điểm

Đối với hệ thống BLNT, diện tích cần dùng cho xử lý nước thải phải đủ lớn để lấy ánh sáng Sự tiếp xúc giữa thực vật và ánh sáng trong điều kiện có đủ chất dinh dưỡng càng nhiều thì quá trình chuyển hóa càng tốt

Diện tích mặt bằng của hệ thống BLNT là khác nhau tùy thuộc nồng độ ô nhiễm nước thải đầu vào và yêu cầu chất lượng nước đầu ra Hệ thống thường lớn hơn mặt bằng yêu cầu đối với hệ thống xử lý truyền thống

Khó thực hiện đối với các nhà máy có diện tích mặt bằng nhỏ

Phải được thiết kế chính xác theo tiêu chuẩn

V elongata (R Br.) stapf ex C.E

V festucoides (Presl.) Ohwi

V filipes C.E Hubbard

V fulvibarbis stapf

V intermedia S.T Blake

V lawsonni (Hook.f) Blatt Et McCann

V nemoralis (Balansa) Q Camus

New Guinea,Úc(Queensland) Trung và Đông châu Phi

Úc (Queensland)

Ấn Độ Đông Nam Á Trung và Đông châu Phi

Úc (Queensland)

Úc (Queensland) Trung và Đông Nam Á

(Nguồn: Trương và Baker, 1996)

2.2.3 Một số đặc điểm của cỏ vetiver

2.2.3.1 Hình thái

Cỏ vetiver có bộ rễ đồ sộ, mọc rất nhanh và ăn rất sâu, trong 12 tháng đã có thể

ăn sâu tới 3,6 m trên đất tốt Do đó, cỏ vetiver chịu hạn rất khỏe, có thể hút độ ẩm từ tầng đất sâu bên dưới và xuyên qua các lớp đất bị lèn chặt Phần lớn các sợi rễ trong

bộ rễ của nó lại rất nhỏ và mịn, đường kính trung bình chỉ khoảng 0,5 - 1 mm (Cheng

và cs, 2003), tạo nên một bầu rễ lớn, rất thuận lợi cho sự phát triển của vi khuẩn và nấm, là điều kiện cần thiết để hấp thụ và phân hủy các chất gây ô nhiễm như hợp chất nitơ, photpho…vv

Thân cỏ mọc thẳng đứng, rất cứng, có thể đạt tới 3 m chiều cao, nếu trồng dày

thì chúng tạo thành hàng rào sống, kín nhưng vẫn thoáng, khiến nước chảy chậm lại và hoạt động như một màng lọc, giữ lại bùn đất chắn rất tốt

trường Có thể nói vetiver có khả năng chịu đựng điều kiện khắc nghiệt tốt hơn so với các cây trồng khác

2.2.3.3 Đặc tính sinh thái

Khí hậu: cỏ vetiver chịu được biên độ nhiệt từ -10 0C đến 48 0C, nhiệt độ tối thiểu tuyệt đối là -15 0C Khi mặt đất đóng băng, cỏ sẽ chết Cỏ vetiver có sức chịu đựng đối với sự biến động khí hậu cực kỳ lớn như hạn hán kéo dài, lũ lụt, ngập úng

Khả năng chịu ngập úng kéo dài đến 45 ngày ở luồng nước sâu 0,6 - 0,8 m

Lượng mưa: cỏ vetiver cần lượng mưa khoảng 300 mm, nhưng trên 700 mm có

lẽ thích hợp hơn để cỏ tồn tại suốt thời gian khô hạn

Ẩm độ: cỏ vetiver phát triển tốt ở điều kiện ẩm hoặc ngập nước hoàn toàn trên 3 tháng Chúng cũng sinh trưởng tốt ở điều kiện khô hạn nhờ hệ thống rễ đâm ăn sâu vào

đất

Ánh sáng: Chúng thích hợp trong vùng có lượng ánh sáng cao Loài này phát triển yếu dưới bóng râm, khi bóng râm được bỏ đi thì cỏ sẽ phục hồi sinh trưởng rất nhanh

Đất:cỏ vetiver mọc tốt nhất ở đất cát sâu Tuy nhiên, nó cũng phát triển được ở phần lớn các loại đất, từ đất vertisol nứt - đen đến đất alfisol đỏ Cỏ còn mọc trên đá vụn, đất cạn và cả đất trũng ngập nước Vẫn sống được ở đất nghèo dinh dưỡngdo được cộng sinh với khuẩn mycorrhiza hoặc chống chịu tốt ở đất nhiễm phèn, ngập mặn, đất nhiễm độc kim loại nặng như As, Cd, Cr, Zn, Pb, Hg…, đất có nồng độ thuốc trừ sâu, trừ cỏ cao Cỏ vetiver mọc tốt nhất ở chỗ đất trống và thoát nước tốt, nhất là ở đất non trẻ tạo từ tro núi lửa

Khả năng phục hồi của vetiver rất cao, nó có thể mọc nhanh lại sau khi chịu ảnh hưởng của hạn hán, sương muối, nước mặn và các hóa chất độc hại trong đất, vẫn mọc lại sau khi bị gia súc ăn phần thân lá hoặc khi bị cháy rụi thân Chịu được ngưỡng pH rộng từ 3 – 12

Bảng 2.4: Giới hạn chịu đựng của cỏ Vetiver theo các nghiên cứu ở Úc

Điều kiện Giới hạn

truyền dinh dưỡng nối đất và cây, rễ tiết ra polysaccharide là chất hữu cơ hòa tan giúp

cho sự chuyển hóa sinh học của đất và sự thích nghi của cây VSV gắn liền với rễ cỏ vetiver là các vi khuẩn cố định đạm, vi khuẩn hòa tan lân, vi khuẩn điều hòa sự sinh trưởng của cây, các nấm rễ và các vi khuẩn phân giải cellulose…, kích thích khả năng tiết hóc môn của thực vật, tác động trực tiếp lên vetiver

Vi khuẩn cố định đạm: hiện diện ở bề mặt rễ, trong các gian bào hoặc trong các

tế bào rễ đã chết, nó có vai trò quan trọng trong việc cung cấp đạm cho cỏ vetiver, sản

xuất enzyme chuyển hóa nitơ tự do thành nitơ sinh học dưới dạng N-amonia cho cây hấp thu

Vi khuẩn điều hòa sự sinh trưởng cây: chất điều hòa sinh trưởng là những chất hữu cơ ảnh hưởng đến quá trình sinh lý của cây trồng ở nồng độ rất thấp, chất điều hòa sinh trưởng cũng bao gồm những chất chuyển hóa từ vi khuẩn Nhiều hormone thực

vật được sản xuất từ các vi khuẩn cố định đạm như: Azotobacter, Azospillum, Bacilus

và Pseudomonas góp phần thúc đẩy sự phát triển và sự tái sinh của bộ rễ, đồng thời

giúp cho cây kháng được bệnh hại

Vi khuẩn hòa tan lân: một số vi khuẩn đất, đặc biệt là vi khuẩn thuộc họ Bacilus

và Pseudomonas có khả năng chuyển hóa lân không hòa tan trong đất thành dạng hòa

tan bằng cách chiết ra acid hữu cơ như acid formic, propionic, lactic, glycolic, fumaric, succinic Các acid này làm giảm pH và thúc đẩy sự phân giải photphate Đất ở vùng nhiệt đới thường nghèo lân, do vậy mà các vi khuẩn này có vai trò rất quan trọng đối với sự sinh trưởng và phát triển của cỏ vetiver

Nấm: nấm phân giải photphat thuộc họ Penicillium và Aspergillus, chuyển hóa

phosphate không tan trong đất thành dạng hòa tan hữu dụng cho vertiver

Nấm rễ, cộng sinh với rễ, nhốm này gồm 5 họ: Glomus, Gigaspora, Acaulospora, Scheocystis và Endogone Chúng có tác dụng thúc đẩy quá trình hút chất

dinh dưỡng đa lượng và vi lượng nhằm tăng sức sống cho cây

2.2.4 Lợi ích và công dụng của cỏ vetiver

Cỏ vetiver dạng bụi rậm, lâu năm có bẹ lá phủ lên nhau, ép sát và xếp úp vào nhau tạo thành một rào cản cơ học, mật độ dày trên bề mặt đất sẽ rất hiệu quả trong việc ngăn chặn sự mất dinh dưỡng và xói mòn đất, giúp làm tăng độ phì nhiêu của đất một cách tự nhiên nhờ tác dụng giữ độ ẩm của rễ

Khi chết đi, thân, lá, rễ bị vùi lấp vào trong đất sẽ phân hủy thành chất hữu cơ làm cho đất trở nên tơi xốp và thoáng hơn, cải thiện được đặc tính cơ học của đất

Ngoài ra, lá cỏ vetiver còn có giá trị dinh dưỡng cao, có thể dùng làm thức ăn cho gia súc, làm vật liệu nuôi trồng nấm rơm và phân xanh, làm đồ thủ công mỹ nghệ hoặc làm vật liệu lợp nhà cửa

Từ rễ của loài cỏ Vetiveria zizanioides, ta có thể chưng cất lấy tinh dầu được

Nhờ có hệ thống rễ phát triển dày đặc, cỏ vetiver có khả năng hấp thu một cách

có hiệu quả chất dinh dưỡng và các khoáng chất có độc tính từ nguồn phân bón và thuốc bảo vệ thực vật gây ô nhiễm trong đất và nước dù ở hàm lượng rất cao như các chất N, P, Al, Mg, Hg, Cd và Pb Tuy hàm lượng những chất này trong cỏ vetiver nhiều khi không cao như ở một số giống cây siêu tích tụ khác, nhưng do nó phát triển rất nhanh và cho năng suất rất cao (năng suất cỏ khô đạt tới 100 tấn/ha/năm) nên cỏ vetiver có thể tiêu giải một lượng chất dinh dưỡng và kim loại nặng lớn hơn nhiều so với phần lớn các giống cây siêu tích tụ khác Nhờ đặc tính hấp thụ tốt chất dinh dưỡng

mà vetiver cũng được ứng dụng nhiều trong việc khống chế hiện tượng tảo nở hoa ở các sông hồ do nguồn dinh dưỡng thừa thải vào Cơ chế có thể được hiểu là chúng ngăn cản dòng chảy, giảm sự phát tán tảo trong nước đồng thời hấp thu mạnh nguồn chất dinh dưỡng, cạnh tranh thức ăn với tảo Phương pháp này được xem là hiệu quả, kinh tế và dễ kiểm soát

Vai trò của vetiver trong vấn đề an toàn về môi trường được đánh giá là chưa có ảnh hưởng nghịch nào trong việc sử dụng công nghệ cỏ vetiver cũng như chưa có phản ứng phụ nào tác động xấu đến con người

2.2.5 Hệ thống vetiver trong việc cải thiện chất lượng nước thải

2.2.5.1 Trên thế giới

Ở Úc, thí nghiệm tiến hành trên cánh đồng mía và bông đã cho thấy, các hàng

cỏ vetiver chặn giữ rất hiệu quả các chất dinh dưỡng dạng hạt như P, Ca và các thuốc trừ cỏ như diuron, trifluralin, prometryn, fluometuron hoặc thuốc trừ sâu như α, β và sulfate endosulfan, chlorpyrifos, parathion và profenofos Các chất dinh dưỡng và hóa chất nông nghiệp sẽ được giữ lại nếu trồng cỏ vetiver thành hàng chặn ngang dòng nước tháo ra từ đồng ruộng (Trương và cs, 2000)

Bảng 2.5: Kết quả nghiên cứu hiệu quả xử lý của hệ thống vetiver ở Úc

Thông số Đơn vị Giá trị đầu vào Giá trị đầu ra Hiệu suất xử lý (%)

Nitơ mg/L 93 0,7 99

Ở Thái Lan, một số thí nghiệm tại Trung tâm Nghiên cứu - Phát triển Hoàng gia

Huai Sai, tỉnh Phetchaburi cho thấy, cỏ vetiver trồng thành nhiều hàng theo đường

đồng mức trên đất dốc có tác dụng như một đập nước sống Bộ rễ cỏ tạo thành bức

tường ngầm ngăn không cho thuốc trừ sâu và những chất độc khác thấm xuống bên

dưới Thân cỏ trên mặt đất cũng ngăn bùn đất cùng các chất thải khác, không để chảy

theo dòng nước (Chomchalow, 2006)

Ở Trung Quốc, chất dinh dưỡng và kim loại nặng thải ra từ các trại lợn là những

chất chủ yếu nhất gây ô nhiễm nguồn nước, với nồng độ N, P, Cu, Zn rất cao có trong

thức ăn tăng trọng Kết quả thử nghiệm cho thấy, cỏ vetiver có khả năng làm sạch

nước thải rất cao Nó có thể hấp thụ và lọc Cu và Zn tới trên 90%, As và N tới trên

75%, Pb trong khoảng 30 - 71% và P trong khoảng 15 - 58% Có thể sắp xếp thứ tự

hiệu quả thanh lọc kim loại nặng và các chất N, P của cỏ vetiver đối với nước thải từ

trại lợn như sau: Zn > Cu > As > N > Pb > Hg > P (Shu, 2003; Liao và cs, 2003)

Năm 2002, Njau và Mlay của trường đại học Dar es Salaam ở Tanzania đã đưa

ra kết quả so sánh ứng dụng mô hình BLNT với 2 loại thực vật: cỏ vetiver và cây

phragmites khi cùng xử lý cùng một loại nước thải dệt nhuộm Bảng 2.6 cho thấy mô

hình BLNT kết hợp với cỏ vetiver đã chiễm ưu thế hơn hẳn về hiệu quả xử lý

Bảng 2.6: So sánh hiệu suất xử lý của cỏ vetiver và cây phragmites trên mô

hình BLNT đối với nước thải dệt nhuộm

TSS 81,42% 79% COD 46,2% 37,9%

(Nguồn: Njau và Mlay, 2002)

Gần đây, xu hướng phát triển đáng kể nhất là sử dụng cỏ vetiver để xử lý nước

thải theo mô hình trồng cỏ thành luống để lọc nước, có thể điều chỉnh để nước ở đầu ra

đạt yêu cầu mong muốn Hệ thống này đang đựoc triển khai tại Gelita Apa của Úc

(Hình 2.9)

Kênh PP

nước vào

Lựa chọn thực vật để cung cấp oxy

Kiểm soát đầu ra

Kiểm soát

đầu vào

Màng chống thấm

HT rễ, lắng chất rắn, phản ứng hóa học, lọc sinh học

HT thu nước

Nguồn tiếp nhận hoặc tái

sử dụng

Hình 2.9 Mô hình lọc nước thải bằng các luống cỏ vetiver (Smeal và cs, 2003)

2.2.5.2 Tại Việt Nam

Năm 2003, bước đầu đã có một số thử nghiệm tại một nhà máy chế biến hải sản

để xác định thời gian cần thiết để giữ nước thải ở đồng cỏ vetiver nhằm tiêu giảm nitrat và photphate xuống tới nồng độ dưới tiêu chuẩn cho phép Kết quả phân tích cho thấy, hàm lượng nitơ tổng trong nước thải giảm 88% sau 48 giờ và giảm 91% sau 72 giờ, hàm lượng photpho tổng giảm 80% sau 48 giờ và 82% sau 72 giờ Tổng lượng N

và P bị tiêu giảm sau 48 giờ và 72 giờ xử lý không khác nhau nhiều (Lưu Thái Danh

và cs, 2006)

Tiếp theo thử nghiệm này một số đầm hồ nuôi cá ở đồng bằng sông Cửu Long

đã ứng dụng hệ thống cỏ vetiver bảo vệ bờ đầm, bờ hồ, làm sạch nước trong đầm hồ

và xử lý nước thải Ở miền Bắc, nước thải từ một xí nghiệp sản xuất giấy ở Bắc Ninh

và từ nhà máy phân đạm Hà Bắc cũng đang được thử nghiệm xử lý bằng hệ thống cỏ vetiver Ở Bắc Ninh cỏ đã mọc tốt sau 2 tháng chỉ trừ một vài đoạn ngay sát nước thải, nơi hàm lượng các chất độc hại quá cao Trong khi đó, ở nhà máy phân đạm Hà Bắc,

cỏ mọc lên rất tốt mặc dù luôn ở trong tình trạng ngập nước thải, có thể giảm đáng kể hàm lượng các nguyên tố độc hại

Hệ thống cỏ vetiver được nhân rộng và được đưa vào thử nghiệm cải tạo môi trường ở trại heo Phú Sơn, nước kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè, nước rò rỉ rác bãi rác Đông Thạnh, xử lý nước thải sinh hoạt ký túc xá ĐH Nông Lâm, xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản Cafatex – Cần Thơ

Hình 2.10 Cỏ vetiver được trồng ở bãi lầy nước thải từ trại lợn

Biên Hòa, Phú Sơn, Đồng Nai Gần đây nhất, công bố của tác giả Nguyễn Minh Trí, Nguyễn Duy Chinh, Nguyễn Việt Thắng - Trường Đại Huế thì khả năng xử lý nước thải hệ thống BLNT kết hợp cỏ vetiver càng được khẳng định ở Việt Nam và được khuyến cáo sử dụng rộng rãi Kết quả nghiên cứu cho thấy: hàm lượng DO tăng sau xử lý; COD, hàm lượng nitơ, hàm lượng photpho giảm mạnh Nguồn nước sau xử lý có giá trị các thông số kỹ thuật hầu hết đều đạt TCVN 5945 : 2005 loại B (Báo NNVN – Số ra ngày 7/4/2009)

2.3 Tổng quan về nước thải dệt nhuộm

2.3.1 Thành phần tính chất chung của nước thải dệt nhuộm

Trong công nghệ dệt nhuộm thì công đoạn nhuộm - in phát sinh ra nước thải đáng chú ý nhất bởi nước thải có chứa nhiều loại hoá chất như thuốc nhuộm và hoá chất tẩy Các đặc trưng ô nhiễm của nước thải dệt nhuộm chủ yếu đánh giá qua các thông số sau đây: pH, BOD, COD, TDS và SS Nước thải của ngành dệt nhuộm có

những đặc tính sau:

- Ô nhiễm chất hữu cơ được biểu diễn qua chỉ số COD và BOD Nếu dùng sợi tổng hợp càng nhiều thì khâu xử lý hoàn tất thường làm cho COD và các chất khó phân hủy sinh học trong nước thải tăng cao

- Đặc trưng thứ hai của nước thải dệt nhuộm là pH: do đặc thù của công nghệ dệt nhuộm, nước thải thường có tính kiềm, pH trong khoảng 9 - 12

- Đặc trưng thứ ba của nước thải dệt nhuộm là ô nhiễm kim loại nặng, chủ yếu

do sử dụng hoá chất tẩy và thuốc nhuộm dưới dạng các hợp chất kim loại Một trong những nguồn ô nhiễm kim loại là thuốc nhuộm, hiện nay người ta sử dụng phổ biến các thuốc nhuộm hầu hết có gốc là các hợp chất cơ kim dạng halogen hoá

- Đặc trưng thứ tư là độ dẫn điện trong nước thải cao hay TDS cao do sử dụng các muối tan khá lớn như: Na2SO4, NaCl

- Đặc trưng cuối cùng của nước thải dệt nhuộm là độ màu cao Ô nhiễm màu phụ thuộc vào mức độ gắn màu giữa thuốc nhuộm và sợi dệt Mức độ không gắn màu phụ thuộc thuốc nhuộm và sợi dệt Mức độ không gắn màu (%) thay đổi tuỳ theo thuốc nhuộm: loại hoạt tính (15 - 40%) và loại bazơ (1 - 5%) Như vậy nếu càng sử dụng nhiều thuốc nhuộm hoạt tính thì nước thải càng bị ô nhiễm màu Ô nhiễm màu còn phụ thuộc phần nào vào thiết bị và trình độ vận hành công nghệ của từng cơ sở sản xuất

2.3.2 Tính chất nước thải dệt nhuộm Công ty nguyên phụ liệu dệt may Bình An

2.3.2.1 Tổng quan về công ty

ƒ Tên đầy đủ: Công ty Cổ Phần Nguyên Phụ Liệu Dệt May Bình An

ƒ Tên thương mại: BÌNH AN TEXCO

2.3.2.2 Nhu cầu về nguyên vật liệu sản xuất và dây chuyền công nghệ sản xuất của

công ty

Bảng 2.7: Nguyên vật liệu sản xuất của công ty

(Nguồn: Công ty nguyên phụ liệu dệt may Bình An, 2007)

1 Hóa chất – thuốc nhuộm

2 Nước giếng chưa xử lý

3 Nhiệt lượng hơi nước

4 Điện

5 Lao động

NGUYÊN VẬT LIỆU CHÍNH

10 Kiểm - phân loại –

cuốn ống – bao gói

1 Hóa chất, thuốc nhuộm

dư trong nước thải

2 Nước thải

3 Khí thải (lò hơi)

4 Chất thải rắn: chỉ thừa, vải vụn, thứ phẩm, phế phẩm

2.3.2.3 Đặc tính nước thải

Bảng 2.8: Đặc tính nước thải của công ty dệt may Bình An