nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt chi phíthấp bằng công trình đất ngập nước kiến taọ (constructed wetland) sử duṇ g cây thủy trúc (cyperus involucratus)

Bên cạnh đó, công trình đất ngập nước kiến tạo hay bãi lọc ngập nước Constructed wetland – CW còn được biết đến trên thế giới như một giải pháp công nghệ xử lí nước thải trong điều kiện

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT III DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU IV DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ V

MỞ ĐẦU 1

1 ĐẶTVẤNĐỀ 1

3 NỘIDUNGNGHIÊNCỨU 2

4 ĐỐITƯỢNGVÀPHẠMVINGHIÊNCỨU 2

5 ĐÓNGGÓPKHOAHỌC,KINHTẾVÀXÃHỘICỦANGHIÊNCỨU 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 4

1.1 NƯỚCTHẢISINHHOẠT 4

1.1.1 Tổng quan vê ̀ nước thải sinh hoạt 4

1.1.2 Các phương pháp và công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt 8

1.2 TỔNGQUANVỀĐẤTNGẬPNƯỚCKIẾNTẠO(DNNKT) 12

1.2.1 Đi ̣nh nghĩa 12

1.2.2 Phân loại 13

1.2.3 Ưu va ̀ nhược điểm của đất ngập nước kiến tạo trong xử lý nước thải 18

1.2.4 Cơ chê ́ loại bỏ chất ô nhiễm trong đất ngập nước kiến tạo 20

1.3 TÌNHHÌNHÁPDỤNGĐẤTNGẬPNƯỚCTRONGXỬLÝNƯỚCTHẢI 28

1.3.1 Ngoài nước 28

1.3.2 Trong nước 32

1.4 VAITRÒCỦATHỰCVẬTVÀĐẶCTÍNHCÂYTHỦYTRÚC 36

1.4.1 Giơ ́ i thiê ̣u 36

1.4.2 Vai trò 36

1.4.3 Một số thực vật được ứng dụng trong công trình đất ngập nước 37

1.4.4 Đặc tính cây thủy trúc (Cyperus involucratus) 39

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP VÀ MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU 41

2.1 ĐỊAĐIỂMVÀTHỜIGIANTHỰCHIỆN 41

2.2 SƠĐỒPHƯƠNGPHÁPVÀNỘIDUNGNGHIÊNCỨU 41

2.3 MÔHÌNHTHIẾTBỊNGHIÊNCỨU 43

2.4 QUYTRÌNHVẬNHÀNHMÔHÌNHTHỰCNGHIỆM 44

2.5 PHƯƠNGPHÁPPHÂNTÍCHVÀXỬLÝSỐLIỆU 49

2.5.1 Phương pha ́ p phân tích các chỉ tiêu 49

2.5.2 Phương pha ́ p phân tích kết quả 49

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 51

3.1 KẾTQUẢTHEODÕIGIÁTRỊ PH 51

3.2 KẾTQUẢLOẠIBỎCHẤTHỮUCƠ–CODVÀBOD5 51

3.3 KẾTQUẢLOẠIBỎNITƠ 59

3.4 KẾTQUẢLOẠIBỎPHOTPHO 65

3.5 KẾTQUẢLOẠIBỎTSS 71

3.6 KẾTQUẢLOẠIBỎTỔNGCOLIFORM 72

3.7 KHẢOSÁTKHẢNĂNGTÍCHLŨYCHẤTDINHDƯỠNGCỦATHỰCVẬT 74 3.7.1 Quá trình sinh trưởng của cây thủy trúc 74

3.7.2 Kê ́t quả phân tích sinh khối thực vật 77

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 80

TÀI LIỆU THAM KHẢO 81

PHỤ LỤC 83

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

COD Nhu cầu oxy hóa ho ̣c (Chemical Oxygen Demand)

BOD Nhu cầu oxy sinh hóa (Biochemical Oxygen Demand)

TKN Tổng Nitơ Kjeldahl (Total Kjeldahl Nitrogen)

TSS Tổng chất rắn lơ lửng (Total Suspended Solid)

WPCF Liên bang kiểm soát ô nhiễm nước (Water Pollution Control Facility)

CW Đất ngâ ̣p nước kiến ta ̣o – DNNKT (Constructed Wetland)

CSFS Đất ngâ ̣p nước kiến ta ̣o dòng chảy ngầm

(Constructed Subsurface Flow Wetland) HSFS Đất ngâ ̣p nước kiến ta ̣o dòng chảy ngầm theo phương ngang

(Horizontal Subsurface flow Wetlands) FWS Đất ngâ ̣p nước kiến ta ̣o dòng chảy mă ̣t

(Free Water Surface Wetlands) VSFS Đất ngâ ̣p nước kiến ta ̣o dòng chảy ngầm theo chiều đứng

(Vertical Subsurface Flow Wetlands)

VF Dòng chảy đứng (Vertical flow)

OLR Tải tro ̣ng chất hữu cơ (Organic Loading Rate)

HRT Thời gian lưu nước thủy lực (Hydraulic Retention Time)

QCVN Quy chuẩn Viê ̣t Nam

BTNMT Bô ̣ Tài Nguyên và Môi Trường

PTN Phòng thí nghiê ̣m

NTSH Nước thải sinh hoa ̣t

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Tải trọng chất ô nhiễm tính theo đầu người 4

Bảng 1.2 Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt 5

Bảng 1.3 So sánh ưu và nhược điểm của các phương pháp đất ngập nước kiến tạo 17

Bảng 1.4 Mộ số quá trình loại bỏ chất ô nhiễm xảy ra trong hệ thống ĐNNKT 21

Bảng 1.5 Vai trò của thực vật thủy sinh trong hệ thống xử lý nước thải 37

Bảng 2.1 Thông số ô nhiễm của nước thải sinh hoạt sau bể tự hoại 47

Bảng 2.2 Tổng hợp các thông số vận hành mô hình CW sử dụng cây thủy trúc quy mô phòng thí nghiê ̣m 48

Bảng 2.3 Các phương pháp phân tích mẫu nước 50

Bảng 3.1 Tổng hợp kết quả của mô hình đất ngập nước kiến tạo sử du ̣ng cây thủy trúc quy mô phòng thí nghiê ̣m 52

Bảng 3.2 Nồng độ COD của nước thải sinh hoạt trước và sau xử lý của các công trình đất ngập nước dòng chảy ngầm đã được ứng dụng ở các nước 59

Bảng 3.3 Nồng độ NH4+-N của nước thải sinh hoạt trước và sau khi xử lý của các công trình đất ngập nước dòng chảy ngầm đã được ứng dụng ở các nước 63

Bảng 3.4 Nồng độ PO43—P của nước thải sinh hoạt trước và sau xử lý của các công trình đất ngập nước dòng chảy ngầm đã được ứng dụng ở các nước 70

Bảng 3.5 Nồng độ TP của nước thải sinh hoạt trước và sau xử lý của các công trình đất ngập nước dòng chảy ngầm đã được ứng dụng ở các nước 70

Bảng 3.6 Quá trình tăng trường về chiều cao của cây thủy trúc trong mô hình CW 76

Bảng 3.7 Kết quả phân tích chỉ tiêu TN và TP trong mẫu sinh khối thực vật 79

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Phân loại các kiểu đất ngập nước kiến tạo 13

Hình 1.2 Sơ đồ mô hình DNNKT có dòng chảy bề mặt 14

Hình 1.3 Sơ đồ đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm theo phương ngang 15

Hình 1.4 Sơ đồ cấu tạo mô hình DNNKT có dòng chảy ngầm theo phương ngang 16

Hình 1.5 Sơ đồ bãi lọc kiến tạo có dòng chảy ngầm theo chiều đứng 16

Hình 1.6 Các quá trình loa ̣i bỏ chất ô nhiễm trong công trình đất ngâ ̣p nước 20

Hình 1.7 Đườ ng đi của quá trình chuyển hóa nitrogen từ rễ thực vâ ̣t trong DNN 24

Hình 1.8 Cơ chế loa ̣i bỏ photpho trong đất ngâ ̣p nước 26

Hình 1.9 Mô hình xử lý nước thải tại làng nghề Phong Khê – Yên Phong – Bắc Ninh 35

Hình 2.1 Sơ đồ nội dung nghiên cứu đề tài 42

Hình 2.2 Bản vẽ mô hình đất ngập nước kiến tạo dòng chảy ngầm theo phương ngang sử dụng cây thủy trúc quy mô PTN 43

Hình 2.3 Mô hình thí nghiệm đất ngập nước kiến tạo sử dụng cây thủy trúc quy mô PTN sau khi lắp đặt 44

Hình 2.4 Bản vẽ bố trí sơ đồ vận hành mô hình đất ngập nước kiến tạo sử dụng cây thủy trúc quy mô PTN 45

Hình 3.1 Biến thiên giá trị pH trong nước thải vào và sau xử lý của mô hình CW sử dụng cây thủy trúc 51

Hình 3.2 Biến thiên và hiệu quả xử lý COD của mô hình CW sử dụng cây thủy trúc 54

Hình 3.3 Biến thiên và hiệu quả xử lý BOD5 của mô hình CW sử dụng cây thủy trúc 56

Hình 3.4 Trung bình nồng độ và hiệu quả xử lý COD của mô hình CW sử dụng cây thủy trúc 57

Hình 3.5 Trung bình nồng độ và hiệu quả xử lý BOD5 của mô hình CW sử dụng cây thủy trúc 58

Hình 3.6 Biến thiên và hiệu quả xử lý NH4+-N của mô hình CW sử dụng cây thủy trúc 60 Hình 3.7 Biến thiên và hiệu quả xử lý TN của mô hình CW sử dụng cây thủy trúc 61

Hình 3.8 Trung bình nồng độ và hiệu quả xử lý NH4+ - N của mô hình CW sử dụng cây thủy trúc 62

Hình 3.9 Trung bình nồng độ và hiệu quả xử lý TKN của mô hình CW sử dụng cây thủy trúc 62

Hình 3.10 Trung bình nồng độ thành phần nitơ trong nước thải đầu vào mô hình CW sử dụng cây thủy trúc 64 Hình 3.11 Trung bình nồng độ thành phần nitơ trong nước thải sau xử lý mô hình CW sử dụng cây thủy trúc 64 Hình 3.12 So sánh các thành phần nitơ trong nước thải đầu vào và sau xử lý của mô hình

CW sử dụng cây thủy trúc 64 Hình 3.13 Biến thiên và hiệu quả xử lý TP của mô hình CW sử dụng cây thủy trúc 66 Hình 3.14 Biến thiên và hiệu quả xử lý PO43--P của mô hình CW sử dụng cây thủy trúc 67

Hình 3.15 Trung bình nồng độ và hiệu quả xử lý TP của mô hình CW sử dụng cây thủy trúc 69 Hình 3.16 Trung bình nồng độ và hiệu quả xử lý PO43- - P của mô hình CW sử dụng cây

thủy trúc 69 Hình 3.17 Biến thiên và hiệu quả xử lý TSS của mô hình CW sử dụng cây thủy trúc 71

Hình 3.18 Trung bình nồng độ và hiệu quả xử lý TSS của mô hình CW sử dụng cây thủy

trúc 72

Hình 3.19 Trung bình nồng độ và hiệu quả xử lý Tổng coliform của mô hình CW sử dụng

cây thủy trúc 73 Hình 3.20 Biến thiên và hiệu quả xử lý Tổng coliform của mô hình CW sử dụng cây thủy trúc 74 Hình 3.21 Biểu đồ tăng trưởng cây con trong mô hình CW qua từng tải trọng hữu cơ nghiên cứu 75 Hình 3.22 Mẫu thủy trúc thu hoạch để xác định sinh khối 78 Hình 3.22 Mẫu thủy trúc trước và sau khi sấy 78

MỞ ĐẦU

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Nước rất quan trọng cho cuộc sống con người Mọi lĩnh vực trong cuộc sống đều cần tới nước Nước góp phần vào sự phát triển kinh tế xã hội Nhưng song song với sự phát triển con người lại dần làm cạn kiệt nguồn nước, làm ô nhiễm nguồn nước rất nghiêm trọng Như chúng ta đã biết tỷ lệ nước ngọt có khả năng sử dụng được chiếm rất ít còn lại là nước ở dạng băng, dạng hơi Thế nhưng chúng ta không ý thức bảo vệ nguồn nước để sử dung lâu dài mai sau mà đổ biết bao chất ô nhiễm vào nguồn nước làm cho nước càng ngày càng khan hiếm

Hiện nay, hầu hết các hệ thống sông, ao, hồ, kênh rạch đều ô nhiễm nghiêm trọng đặc biệt là ô nhiễm do các chất hữu cơ từ các nguồn thải sinh hoạt, công nghiệp sản xuất giấy, công nghiệp thực phẩm, lò mổ, chăn nuôi làm nước có màu đen, hủy hoại nhanh chóng các hệ động thực vật thủy sinh, gây mùi hôi thối ảnh hưởng tới cảnh quan cũng như chất lượng cuộc sống con người

Nước ô nhiễm do các chất hữu cơ có khả năng tự làm sạch tuy nhiên là chỉ ở một mức

độ nhất định và sau một thời gian rất lâu nhờ các vi sinh vật tồn tại sẵn trong nước thải Trên thực tế môi trường nước của chúng ta đang bị ô nhiễm rất nghiêm trọng cần phải xử

lý chứ không thể để tự làm sạch được Xử lý các chất ô nhiễm này có thể thực hiện theo nhiều cách khác nhau như xử lý bằng các chất hoá học, làm lắng, đông keo tụ Tuy nhiên, các biện pháp trên đều rất tốn kém chi phí đầu tư, chi phí vận hành và tốn nhiều công Ngược lại, việc sử dụng các biện pháp sinh học đòi hỏi không nhiều kinh phí đầu tư, không yêu cầu máy móc thiết bị hiện đại đắt tiền và nhiều công sức, đặc biệt là sử dụng các thực vật thuỷ sinh

Bên cạnh đó, công trình đất ngập nước kiến tạo hay bãi lọc ngập nước (Constructed wetland – CW) còn được biết đến trên thế giới như một giải pháp công nghệ xử lí nước thải

trong điều kiện tự nhiên, thân thiện với môi trường, cho phép đạt hiệu suất cao, chi phí thấp

và ổn định, đồng thời làm tăng giá trị đa dạng sinh học, cải tạo cảnh quan môi trường, hệ sinh thái của địa phương Tuy nhiên ở Việt Nam công trình này mới biết đến và chỉ ở quy

mô tự phát

Xuất phát từ tính ưu việt trong việc xử lý ô nhiễm, đề tài “Nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt chi phí thấp bằng công trình đất ngập nước (Constructed Wetland) sử du ̣ng cây thủy trúc (Cyperus involucratus)” được thực hiện

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt chi phí thấp bằng mô hình đất ngập nước kiến ta ̣o

(Constructed Wetland) do ̀ng chảy ngầm theo phương ngang sử du ̣ng cây thủy trúc (Cyperus involucratus)

3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- Chế ta ̣o và lắp đă ̣t mô hình đất ngâ ̣p nước kiến ta ̣o (Constructed wetland) dòng chảy ngầm theo phương ngang quy mô phòng thí nghiê ̣m (lab-scale) xử lý nước thải sinh hoa ̣t sử du ̣ng cây thủy trúc (Cyperus involucratus)

- Vận hành nghiên cứ u thực nghiê ̣m mô hình đất ngập nước trên với các tải trọng khác nhau và đánh giá hiê ̣u quả xử lý nước thải sinh hoa ̣t thông qua các chỉ tiêu :

pH, COD, BOD5, TKN, NH4+-N, NO3- -N, TP, tổng chất rắn lơ lửng (TSS), tổng

4 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

- Nghiên cứu được thực hiện trong phòng thí nghiệm với 01 mô hình đất ngập nước kiến tạo dòng chảy ngầm theo phương ngang cù ng loa ̣i thủy sinh thực vâ ̣t được lựa cho ̣n là cây thủy trúc và vâ ̣t liê ̣u lo ̣c bao gồm đá sỏi, cát xây dựng

- Nước thải được sử dụng trong nghiên cứu này được lấy từ khu dân cư 1050 Chu Văn An, Quâ ̣n Bình Tha ̣nh và khách sa ̣n New World, Quâ ̣n 1, TPHCM

- Tải tro ̣ng hữu cơ trong quá trình nghiên cứu là 20; 40; 60; 80; 100 và 120 kgCOD/ha.ngày

5 ĐÓNG GÓP KHOA HỌC, KINH TẾ VÀ XÃ HỘI CỦA NGHIÊN CỨU

Ý nghĩa khoa học

Thành quả của quá trình nghiên cứu công trình đất ngập nước kiến tạo dòng chảy ngầm theo phương ngang sẽ là cơ sở đáng tin cậy về mặt khoa học và có thể được triển khai áp dụng vào thực tế

Ý nghĩa thực tiễn

Kết quả thực nghiệm thu được sẽ là những thông số tham khảo để tối ưu hóa trong việc thiết kế, cũng như kiểm soát quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp đất ngập nước nhân tạo, nhằm áp dụng cho các đối tượng xả thải như hộ gia đình, trang tra ̣i, trường ho ̣c,…

Phương pháp đất ngập nước kiến ta ̣o là một trong những kỹ thuật sinh thái điển hình, vừa giúp giảm chi phí vừa mang lại hiệu quả xử lý cao, giúp điều hòa không khí và làm đa dạng sinh học Vì vậy, với đặc thù điều kiện tự nhiên ở Việt Nam, ứng dụng đất ngập nước nhân tạo trong xử lý nước thải là rất tiềm năng

Ý nghĩa kinh tế

Giảm chi phí xử lý, vận hành so với các quá trình xử lý nước thải sinh hoạt khác

Nâng cao hiệu quả xử lý của nước thải sinh hoạt

Tái sử dụng nước thải sau xử lý cho trang trại chăn nuôi hay sử du ̣ng tưới tốt cho cây trồng, tiết kiê ̣m nguồn tài chính

Ý nghĩa môi trường

Hạn chế, ngăn ngừa tình trạng ô nhiễm môi trường

Đạt được mối quan hệ hài hòa giữa tăng trưởng kinh tế và bảo vệ môi trường, sử dụng hợp

lý tài nguyên thiên nhiên

Không sử du ̣ng hóa chất, không sử du ̣ng năng lượng, xây dựng đơn giản

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 NƯỚC THẢI SINH HOẠT

1.1.1 Tổng quan về nước thải sinh hoa ̣t

Tất cả mo ̣i cô ̣ng đồng đều sản sinh ra nước thải Theo đi ̣nh nghĩa đơn giản nhất, nước thải chính là nước cấp cho cô ̣ng đồng sau khi sử du ̣ng cho nhiều mu ̣c đích khác nhau đã bi ̣ nhiễm bẩn và thải ra môi trường

Đặc tính chung của nước thải sinh hoạt thường bị ô nhiễm bởi các chất cặn bã hữu cơ, các chất hữu cơ hoà tan (thông qua các chỉ tiêu BOD5/COD), các chất dinh dưỡng (Nitơ, phospho), các vi trùng gây bệnh (E.Coli, coliform…)

Mức độ ô nhiễm của nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào: lưu lượng nước thải; tải trọng chất bẩn tính theo đầu người

Tải trọng chất bẩn của nước thải sinh hoạt tính theo đầu người phụ thuộc vào: mức sống, điều kiện sống, tập quán sống và các điều kiện địa phương

Tải trọng chất bẩn được xác định trong bảng sau :

Bảng 1.1 Tải trọng chất ô nhiễm tính theo đầu người

1.1.1.1 Ca ́ c thành phần chính của nước thải sinh hoạt

Dựa vào thành phần các chất ô nhiễm của nước thải sinh hoạt, ta chia làm 3 loại :

- Hàm lượng Nitơ (N) và Phốt pho (P) cao : nước thải do chất bài tiết của con người

từ các phòng vệ sinh

- Hàm lượng dầu mỡ vô cùng cao cũng như lượng cặn và rác lớn : cặn bã từ nhà bếp

- Hàm lượng các chất ô nhiễm không đáng kể : các chất rửa trôi, kể cả làm vệ sinh sàn nhà

Nước thải sinh họat chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học, ngòai ra còn có các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm Chất hữu cơ chứa trong nước thải sinh họat bao gồm các hợp chất như:

Bảng 1.2 Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt

1.1.1.2 Vai tro ̀ của nước

Nước trong sinh hoa ̣t : trong cuô ̣c sống của loài người, nước là mô ̣t nhu cầu sống không thay thế được Như cầu cuô ̣c sống càng cao, mức dô ̣ sử du ̣ng nước trong sinh hoa ̣t càng cao Nước cung cấp cho hoa ̣t đô ̣ng của tế bào, mô bào và cơ thể, cũng như cho các nhu cầu về tắm, giă ̣t, vê ̣ sinh nhà cửa,… đều phải được xử lý để đa ̣t được mức đô ̣ sa ̣ch nhất đi ̣nh ([5])

Nước trong sản xuất : nước là mô ̣t nguyên liê ̣u rất đă ̣c biê ̣t, mô ̣t loa ̣i nguyên liê ̣u không thể thay thế Nước dùng trong sản xuất chủ yêu là dùng vào các hoa ̣t đô ̣ng sản xuất nông nghiê ̣p và sản xuất công nghiê ̣p, trong đó nước sử du ̣ng cho nông nghiê ̣p chiếm trên 70% Nước dùng trong nông nghiê ̣p chủ yếu dùng để tưới cây và trồng lúa nước Nước dùng trong sản xuất công nghiê ̣p bao gồm nước rửa nguyên liê ̣u, nước vê ̣ sinh xí nghiê ̣p, nhà máy, máy móc thiết bi ̣, nước dùng để làm sa ̣ch, làm mát

Nước sau khi dùng trong các hoa ̣t đô ̣ng nông nghiê ̣p và công nghiê ̣p trên đều là nước

bi ̣ ô nhiểm, cần phải được làm sa ̣ch để tái sử du ̣ng ([5])

1.1.1.3 Sư ̣ ô nhiễm nước

Luâ ̣t bảo vê ̣ môi trường nước 2005, ô nhiêm môi trường là sự biến đổi của các thành phần môi trường không phù hợp với tiêu chuẩn môi trường, gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vâ ̣t

Toàn bô ̣ nước cấp cho sinh hoa ̣t, nông nghiê ̣p và công nghiê ̣p sau khi sử du ̣ng đều trở thành chất thải và đã bi ̣ ô nhiễm ởcác mức đô ̣ khác nhau ([4])

Tổ chức Y Tế Thế Giới (WHO) đi ̣nh nghĩa sự ô nhiễm : “là viê ̣c đưa các chất thải hoă ̣c năng lượng vào môi trường đến mứuc có khả năng gây tác ha ̣i đến sức khỏe con người, sự phát triển của sinh vâ ̣t hoă ̣c làm suy giảm chất lượng môi trường” Theo đi ̣nh nghĩa này, các tác nhân gây ô nhiễm bao gồm các chất ở da ̣ng khí (khí thải), lỏng (nước thải), rắn (chất thải rắn)

Để bảo vê ̣ môi trường trong lành, mô ̣t số tổ chức quốc tế và nhiều quốc gia đã xây dưng dựng tiêu chuẩn chất lượng môi trường “Tiêu chuẩn chất lượng môi trường là giới hạn cho phép tối đa về liều lượng hoặc nồng độ của các tác nhân gây ô nhiễm trong từng vùng cụ thể hoặc cho từng mục đích sử dụng cụ thể đối với từng thành phần môi trường” Khi nồng

độ hoặc giới hạn của các tác nhân gây ô nhiễm vượt quá tiêu chuẩn môi trường tại đó thì

có thể xem là bị ô nhiễm ([4])

Các tác nhân gây ô nhiễm :

Theo Lê Trình (1997) có 10 nhóm tác nhân cơ bản:

- Các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học hoặc các chất tiêu thụ oxy;

1.1.1.4 Tác hại của nước thải sinh hoạt đến môi trường và sức khỏe con người

Theo Trịnh Xuân Lai (2009) các tác hại đến môi trường và sức khỏe con người do nước

thải sinh hoạt gây ra qua các yếu tố sau:

a Màu và mùi hôi

Nước thải sinh hoạt khi chưa bị phân hủy có màu xám nhạt, chứa nhiều cặn lơ lửng và chưa bốc mùi khó chịu Dưới điều kiện môi trường nhất định, vi khuẩn tự nhiên có trong nước và đất sẽ tấn công vào các chất thải gây ra các phản ứng sinh hóa, làm biến đổi tính chất nước thải Nước thải chuyển dần dần từ màu xám nhạt sang màu đen và bốc mùi khó chịu

b Hiện tượng lắng cặn

Trong nước thải sinh hoạt thường chứa các chất rắn lơ lửng như phân người và động vật, xác một số động vật chết, các mảnh vụn của thức ăn, dầu, mỡ, băng gạt vệ sinh, gỗ nhựa vụn, vỏ trái cây, và các phế thải khác sau khi phục vụ cho các hoạt động sinh hoạt của con người thải ra môi trường Các thành phần này có thể lắng xuống đáy, làm giảm tiết diện miệng xả, thay đổi độ dốc cũng như tính chất lòng sông

c Giảm lượng oxy hòa tan trong nước

Nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý có chứ hàm lượng các chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng rất cao Do đó khi được thải vào các sông hồ , các vi sinh vật sử dụng oxy để oxy

hóa các chất này làm nồng độ oxy hòa tan trong nước giảm Tình trạng này sẽ làm mất cân bằng sinh thái, do lượng oxy cung cấp cho các động vật sống trong nước bị giảm, tạo điều kiện cho một số loài khác phát triển mạnh

d Hiện tượng phú dưỡng hóa

Các chất dinh dưỡng trong nước thải như nitơ, photpho sẽ là nguồn thức ăn cho các vi sinh vật sống và phát triển, cũng như cần thiết cho sự phát triển của các loài tảo, thực vật sống dưới nước Do đó, với hàm lượng các chất dinh dưỡng có trong nước thải sinh hoạt cao, sẽ dễ tạo ra sự phát triển đột ngột của tảo trong nguồn nước giàu dinh dưỡng, làm cho nước có mùi vị và độ màu tăng lên, chế độ oxy trong nguồn nước không ổn định

e Các bệnh có liên quan đến nguồn nước

Nước thải sinh hoạt chứa vô số sinh vật, chủ yếu là các vi sinh vật với số lượng từ 105 – 106 con trong 100 mL Trong số này còn có một số loài gây bệnh như thương hàn, tả lị,

vi trùng gan

Kí sinh trùng: là loài sống bám vào vật chủ, thức ăn của nó là thức ăn đã được vật chủ đồng hóa Chúng sống trong đường ruột của người và động vật Kí sinh trùng có nhiều loại

là vi trùng gây bệnh và đi vào nước thải theo phân và nước tiểu

Virut: là các loại ký sinh bắt buộc, đa số các loại virut được phóng thích ra trong phân người và có khả năng truyền bệnh rất cao Có một số loại virut tìm thấy trong nước thải như virut gây viêm gan (Hepatilis), viêm tủy, bại liệt (Polio) và một số virut gây bệnh đường ruột

Nấm: có kích thước lớn hơn vi khuẩn và có tỉ trọng nhẹ Trong nước thải sinh hoạt có một số nấm gây bệnh cho da

Nguyên sinh động vật: Amip là một nguyên sinh động vật gây bệnh kiết lị, rất khó tiêu diệt bằng qui trình khử trùng thông thường vẫn dùng trong các nhà máy xử lý nước thải 1.1.2 Các phương pháp và công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt

1.1.2.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học

Phương pháp cơ học thường được áp dụng ở giai đoạn đầu của quá trình xử lý loại bỏ các tạp chất không tan ra khỏi nước để tránh việc gây tắc nghẽn trong đường ống Gồm các công trình như:

 Song chắn rắc: Được đặt trước các công trình làm sạch nước thải để giữ lại các vật thô như: vỏ nguyên liệu, giấy, rác, vỏ hộp, mẫu đất đá… ở trước song chắn

 Bể vớt dầu mỡ: Nhằm loại bỏ các tạp chất có khối lượng riêng nhỏ hơn nước Các chất này sẽ bịt kín lổ hổng giữa các hạt vật liệu lọc trong các bể lọc sinh học… và chúng cũng phá hủy các cấu trúc bùn hoạt tính trong bể Aeroten, gây khó khăn trong quá trình lên men cặn

 Bể lắng: Dùng để lắng các hạt lơ lững, các hạt bùn (kể cả bùn hoạt tính)… nhằm làm cho nước trong

Nguyên lý làm việc của bể thường dựa trên cơ sở trọng lực

- Dựa vào chức năng, vị trí, bể lắng được chia thành: bể lắng đợt 1 trước công trình

xử lý sinh học và bể lắng đợt 2 sau công trình sinh học

- Dựa vào nguyên lý hoạt động, có các loại bể lắng như : bể lắng hoạt động gián đoạn

và bể lắng hoạt động liên tục

- Dựa vào cấu tạo : bể lắng đứng, bể lắng ngang, bể lắng ly tâm và một số bể lắng khác

1.1.2.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý

Khi trong nước thải có nhiều chất lơ lững, chất độc hại hay độ màu cao thì phải ứng dụng quy trình hóa lý Đặc biệt khi tỷ lệ COD/BOD > 2 và có nhiều chất hoạt tính bề mặt thì không thể áp dụng ngay phương pháp xử lý hóa học mà phải dùng biện pháp hóa lý trước

Cơ sở của phương pháp này là dựa vào các quá trình vật lý và các phản ứng hóa học Người

ta cho vào nước các loại muối sắt, nhôm để thực hiện các phản ứng keo tụ hay kết cặn Lượng cặn tạo thành sẽ được tách ra trong bể lắng đợt 1 Những phương pháp hóa lý thường

áp dụng để xử lý nước thải thực phẩm là: keo tụ, tuyển nổi,…

Quá trình keo tụ: là quá trình kết hợp các hạt lơ lững khi cho các chất cao phân tử vào nước bằng cách tiếp xúc trực tiếp và do sự tương tác lẫn nhau giữa các phân tử chất keo tụ bị hấp phụ trên các hạt lơ lững

• Sự keo tụ được tiến hành nhằm thúc đẩy quá trình tạo bông Hydroxit nhôm và sắt để tăng vận tốc lắng

• Tuyển nổi là phương pháp áp dụng tương đối rộng rãi nhằm loại bỏ các chất lơ lững mịn, dầu mỡ ra khỏi nước và cũng là phương pháp xử lý rất quan trọng đối với nước thải chế biến thực phẩm

Bản chất của quá trình tuyển nổi ngược lại với quá trình lắng và được áp dụng trong trường hợp quá trình lắng xảy ra rất chậm và rất khó thực hiện Các chất lơ lững và dầu mỡ sẽ được nổi lên trên bề mặt nước thải dưới tác dụng nâng của bọt khí (thường là không khí)

vào pha lỏng, các bọt khí đó đủ lớn sẽ kéo theo các hạt cùng nổi lên bề mặt, sau đó chúng tập hợp với nhau thành lớp bọt chứa hàm lượng cao hơn trong chất lỏng ban đầu

Trong xử lý nước thải người ta phân biệt các phương pháp tuyển nổi như sau:

Tuyển nổi phân tán không khí bằng thiết bị cơ học

• Tuyển nổi phân tán không khí bằng máy bơm khí nén (qua các vòi phun, qua các tấm xốp)

• Tuyển nổi với tách không khí từ nước (tuyeển nổi chân không, tuyển nổi không áp, tuyển nổi có áp hoặc bơm hỗn hợp khí nước)

• Tuyển nổi điện, tuyển nổi sinh học và hóa học

1.1.2.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học

Phương pháp hóa học để khử các chất hòa tan và trong các hệ thống cấp nước khép kín Đôi khi phương pháp này được sử dụng để xử lý sơ bộ trước xử lý sinh học hay sau công đoạn này là phương pháp xử lý nước thải lần cuối trước khi thải vào nguồn tiếp nhận

 Phương pháp trung hòa

Nước thải kiềm cần được trung hòa đưa pH về khoảng 6,5 – 8,5 trước khi thải vào nguồn nước hay sử dụng công nghệ xử lý tiếp theo Trung hòa nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách khác nhau:

 Trộn lẫn nước thải axít và nước thải kiềm

 Bổ sung các tác nhân hóa học

 Lọc nước axít qua vật liệu có tác dụng trung hòa

 Hấp thụ khí axít bằng nước kiềm hoặc hấp thụ amoniac bằng nước axít

1.1.2.4 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

Xử lý sinh học là phương pháp dùng vi sinh, chủ yếu là vi khuẩn để phân hủy sinh hóa các hợp chất hữu cơ, biến các hợp chất có khả năng thối rữa thành các chất ổn định với sản phẩm cuối cùng là CO2, nước và các chất vô cơ khác

Phương pháp xử lý sinh học có thể chia ra làm hai loại: xử lý hiếu khí và xử lý yếm khí

trên cơ sở có oxy hòa tan và không có oxy hòa tan

Những công trình xử lý sinh hóa phân thành 2 nhóm:

- Những công trình trong đó quá trình xử lý thực hiện trong điều kiện tự nhiên

- Những công trình trong đó quá trình xử lý thực hiện trong điều kiện nhân tạo Những công trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo là: Bể lọc sinh học (Biophin), bể làm thoáng sinh học (Aeroten),… Do các điều kiện nhân tạo, có sự tính toán

và tác động của con người và máy móc mà quá trình xử lý diễn ra nhanh hơn, cường độ mạnh hơn, diện tích nhỏ hơn Quá trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo có thể đạt mức hoàn toàn (xử lý sinh học hoàn toàn) với BOD5 giảm tới 90 – 95% và không hoàn toàn với BOD5 giảm tới 40 – 80%

Những công trình xử lý sinh học thực hiện trong điều kiện tự nhiên là: Cách đồng tưới, bãi lọc, đất ngập nước, hồ sinh học,… Quá trình xử lý diễn ra chậm, chủ yếu dựa vào oxy

và vi sinh có ở trong đất và nước Do đó, những công trình này đòi hỏi diện tích lớn và thời gian xử lý dài Các phương pháp chủ yếu bao gồm :

- Phương pháp hố lọc sinh học (soakage pit with bio-filter): Nước thải sau bể tự hoại

được dẫn qua lớp vật liệu lọc – chủ yếu là cát, đá lọc, …rồi tự thấm vào lớp đất bên dưới Vi sinh vật sẽ tạo màng bám xung quanh các vât liệu lọc, màng vi sinh này đóng vai trò quan trọng trong xử lý nước thải Phương pháp trên chỉ áp dụng hiệu quả cho những khu vực có hệ số thấm của đất lớn

- Phương pháp cánh đồng lọc (leach field):

Xử lý nước thải bằng cánh đồng lọc là việc tưới nước thải lên bề mặt của một cánh đồng với lưu lượng tính toán để đạt được một mức độ xử lý nào đó thông qua quá trình lý, hóa

và sinh học tự nhiên của hệ đất - nước - thực vật của hệ thống

Ở các nước đang phát triển, diện tích đất còn thừa thải, giá đất còn rẻ do đó việc xử lý nước thải bằng cánh đồng lọc được coi như là một biện pháp rẻ tiền

Xử lý nước thải bằng cánh đồng lọc đồng thời có thể đạt được ba mục tiêu: Xử lý nước thải; tái sử dụng các chất dinh dưỡng có trong nước thải để sản xuất; nạp lại nước cho các túi nước ngầm

Công nghệ cánh đồng lọc sử dụng thực vật để xử lý chất ô nhiễm Phản ứng đồng hóa của thực vật ngoài tác dụng xử lý các chất ô nhiễm nguồn nước qua bộ rễ, còn xử lý khí thải, mùi hôi và CO2 qua bộ lá Phản ứng đồng hóa của thực vật còn tạo ra sinh khối, trong

đó có sản phẩm nông nghiệp Các sản phẩm này có thể đáp ứng một nhu cầu nào đó của xã hội Sản phẩm thu hoạch của cánh đồng lọc có thể góp phần làm giảm giá thành xử lý nước Tùy theo tốc độ di chuyển, đường đi của nước thải trong hệ thống người ta chia cánh đồng lọc ra làm 3 loại:

 Cánh đồng lọc chậm (SR)

 Cánh đồng lọc nhanh (RI)

 Cánh đồng chảy tràn (OF)

- Đất ngập nước kiến tạo (constructed wetland):

Đây là phương pháp sử dụng kết hợp khả năng hấp thụ của thực vật, khả năng giữ cặn, hấp phụ của các lớp vật liệu lọc và hàng loạt các quá trình xử lý sinh học bên trong bể đất ngập nước nhằm đạt được hiệu quả xử lý cao nhất, mà tiêu tốn ít chi phí

Tùy vào thành phần và tính chất nước thải mà lựa chọn phương pháp, công nghệ xử lý phù hợp nhất (cả về hiệu quả xử lý và chi phí đầu tư) Phương pháp đất ngập nước kiến tạo là một lựa chọn đáng được quan tâm với cơ chế xử lý nước thải bằng các loại thực vật thủy sinh đã và đang được áp dụng tại nhiều nơi trên thế giới với ưu điểm là chi phí đầu tư thấp,

dễ vận hành đồng thời khả năng xử lý chất ô nhiểm cao

1.2 TỔNG QUAN VỀ ĐẤT NGẬP NƯỚC KIẾN TẠO (DNNKT)

1.2.1 Định nghĩa

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"

Đất ngập nước kiến tạo còn được định nghĩa là một hệ thống công trình xử lý nước thải được kiến thiết và tạo dựng mô phỏng có điều chỉnh theo tính chất của đất ngập nước tự nhiên với cây trồng chọn lọc

Ưu điểm lớn nhất của phương thức xử lý nước thải bằng đất ngập nước kiến tạo so với các biện pháp xử lý nước thải khác là do chúng kết hợp với điều kiện tự nhiên, đơn giản trong xây dựng, dễ quản lý, ít hao tốn năng lượng, hóa chất, hiệu quả xử lý khá tốt và chi phí vận hành thấp Tuy vậy, trở ngại lớn của việc xây dựng đất ngập nước kiến tạo hiện nay là nó cần một khu đất tương đối rộng ([2])

1.2.2 Phân loại

Hình 1.1 Phân loa ̣i các kiểu đất ngâ ̣p nước kiến ta ̣o

Đất ngâ ̣p nước kiến ta ̣o được xây dựng cho mu ̣c đích chính là xử lý nước thải Có hai kiểu

hê ̣ thống xử lý nước bằng đất ngâ ̣p nước kiến ta ̣o cơ bản, đó là hê ̣ thống đất ngâ ̣p nước kiến

ta ̣o chảy mă ̣t tự do (Constructed Free surface Flow Wetlands - CFFW) và hê ̣ thống đất ngâ ̣p nước kiến ta ̣o chảy ngầm (Constructed Subsurface Flow Wetlands - CSFW) Hình 1.1 mô tả sự phân loa ̣i này

1.2.2.1 Đất ngập nước kiến tạo chảy mặt (Free Water Surface Wetland – FWS) Những hệ thống này thường là lưu vực chứa nước hoặc các kênh dẫn nước, với lớp lót bên dưới để ngăn sự rò rỉ nước, đất hoặc các lớp lọc thích hợp khác hỗ trợ cho thực vật nổi Lớp nước nông, tốc độ dòng chảy chậm, sự có mặt của thân cây quyết định dòng chảy và

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

Hình 1.2 Sơ đồ mô hình DNNKT có dòng chảy bề mặt

Bãi lọc ngầm trồng cây có dòng chảy bề mặt thường có diện tích từ vài trăm đến vài chục mét nghìn vuông Thông thường, tải lượng thủy lực trong các bãi lọc tự nhiên thường nhỏ hơn so với các bãi lọc nhân tạo do không được thiết kế cho mục đích xử lý nước thải ([10]) Các hệ thống được thiết kế cho mục đích xử lý nước thải có nồng độ nitơ và phôtpho thấp (hoặc lưu giữ hoàn toàn) thường có tải lượng bề mặt rất thấp, ngược lại đối với các hệ thống được thiết kế để xử lý các chất hữu cơ (BOD) và chất lơ lửng thường có tải lượng bề mặt cao hơn Chiều sâu mực nước trong hệ thống khoảng 5 đến 90 cm, thông thường là 30 đến 40 cm Hệ thống dòng chảy bề mặt thường được sử dụng để xử lý bổ sung và được bố trí sau các loại hồ sinh học tuỳ tiện hoặc hồ hiếu khí trong dây chuyền xử lý nước thải Đất ngập nước kiến tạo chảy mặt thường thích hợp với các loại cây phát triển với độ ngập nước dưới 0,4 m Chiều sâu lớp đất nền trong đất ngập nước kiến tạo chảy mặt thường vào khoảng 0,6 – 1,0 m, đáy nền được thiết kế có độ dốc để tối thiểu hóa dòng chảy tràn trên mặt Người ta phân biệt các dạng đất ngập nước kiến tạo chảy mặt chủ yếu qua loại thực vật thủy sinh trồng trên đó

1.2.2.2 Đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm (Subsurface Flow Wetland – SFS)

Đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm được thiết kế như một thủy vực hoặc một kênh dẫn với đáy không thấm (lót tấm trải nylon, vải chống thấm) hoặc lót đất sét với độ thấm nhỏ

để ngăn cản hiện tượng thấm ngang và có một chiều sâu các lớp dẫn thấm thích hợp để cây trồng thủy sinh phát triển được Đất hoặc sỏi thường được dùng làm vật liệu trong các bãi lọc vì chúng có khả năng duy trì dòng chảy ngầm Các hệ thống sử dụng đất thường gập các vấn đề về dòng chảy tràn bề mặt, đối với các hệ thống sử dụng sỏi thường gập các hiện tượng tắc dòng

Hệ thống dòng chảy ngầm thường có diện tích bề mặt nhỏ (< 0,5 ha) và tải lương thủy lực lớn hơn so với hệ thống dòng chảy bề mặt Hệ thống dòng chảy bề mặt là hệ thống được thiết kế có lớp nước bề mặt tiếp xúc với không khí Trong hệ thống dòng chảy ngầm,

mực nước được cố định thấp hơn so với bề mặt vật liệu Đối với hệ thống dòng chảy ngầm ngang, lớp vật liệu luôn được giữ trong trạng thái bão hoà nước; đối với hệ thống dòng chảy đứng, lớp vật liệu không ở trạng thái bão hoà vì nước được cấp không liên tục mà theo các khoảng thời gian nhất định và được thấm qua lớp vật liệu (tương tự như trong hệ thống lọc cát gián đoạn)

Bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy ngang có khả năng xử lý chất hữu cơ và rắn lơ lửng tốt, nhưng khả năng xử lý các chất dinh dưỡng lại thấp, do điều kiện thiếu oxy, kị khí trong các bãi lọc không cho phép nitrat hoá amoni nên khả năng xử lý nitơ bị hạn chế Xử lý photpho cũng bị hạn chế do các vật liệu lọc được sử dụng (sỏi, đá dăm) có khả năng hấp phụ kém

Loại này bao gồm cả các loại bãi lọc có dòng chảy nằm ngang hay dòng chảy thẳng đứng từ dưới lên, từ trên xuống

 Hệ thống với dòng chảy ngang dưới mặt đất (Horizontal subsurface flow - HSF)

Hình 1.3 Sơ đồ đất ngập nuớc kiến tạo chảy ngầm theo chiều ngang

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

O2 vào trong bề mặt Khi nước thải chảy qua đới rễ, nó được làm sạch bởi sự phân hủy sinh học của vi sinh vật bởi các quá trình hóa sinh Loại thực vật sử dụng phổ biến trong các hệ

thống HSF là cây sậy

Hình 1.4 Sơ đồ cấu tạo mô hình DNNKT có dòng chảy ngầm theo phương ngang

Chú thích: 1 Đầu vào, 2 Ống thoát nước ngang, 3 Lớp vật liệu chống thấm, 4 Đá lọc,

5 Sỏi lọc, 6 Thực vật xử lý, 7 Đầu ra

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

Hình 1.5 Sơ đồ bãi lọc kiến tạo có dòng chảy ngầm theo chiều đứng

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 đưa 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 đất

ngập nước cũng có thể được áp dụng như một giai đoạn của xử lý sinh học

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

Bảng 1.3 So sánh ưu và nhược điểm của các phương pháp đất ngập nước kiến tạo

- Tạo cảnh quan, không gian xanh và góp phần làm đa dạng hệ sinh thái,

- Nhu cầu diện tích đất sử dụng lớn hơn,

- Dễ phát sinh mùi hôi và rùi nhặn

- Hạn chế được tắt nghẽn vật liệu lọc do các chất lơ lững hình thành và tích lũy lâu ngày

- Không phát sinh mùi hôi

- Hiệu quả xử lý cao

- Điều kiện thoáng khí trong lớp vật liệu lọc tốt hơn giúp nâng cao hiệu suất các quá trình xử lý sinh học

- Không sản sinh mùi hôi

và côn trùng

- Hệ thống làm việc ổn định, dao động chất lượng nước đầu ra không lớn

- Nhu cầu diện tích đất sử dụng tương đối lớn (ít hơn phương pháp H-SFS)

- Đối với nước thải có nồng độ chất lơ lững và tải lượng chất hữu cơ cao thì lâu ngày có thể làm tắt nghẽn lớp vật liệu lọc trên cùng

Ecoli:96-(Nguô ̀n : Fabio Masi và Nicola Martinuzzi, 2007)

Nhận xét

 Từ những ưu điểm vượt trội về hiệu quả xử lý, về tính ổn định chất lượng nước thải sau

xử lý và về điều kiện kiểm soát mùi hôi, côn trùng gây bệnh, …đất ngập nước kiến ta ̣o có dòng chảy ngầm luôn là đối tượng được lựa chọn để nghiên cứu thử nghiệm nhờ vào các

ưu điểm :

 Tránh mùi hôi;

 Tránh lan truyền các vi khuẩn gây bê ̣nh;

 Oxy xâm nhâ ̣p vào rễ cây sâu hơn;

 Kiểm soát muỗi

1.2.3 Ưu và nhược điểm của đất ngâ ̣p nước kiến ta ̣o trong xử lý nước thải

 Ưu điểm

Ngày nay, có nhiều nước sử dụng thực vật thủy sinh để xử lý nước thải và nước ô nhiễm 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 cơ bản sau:

- Chi phí cho xử lý bằng thực vật thủy sinh thấp

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

- Hiệu quả xử lý ổn định đối với nhiều loại nước ô nhiễm thấp

- Sinh khối tạo ra sau quá trình xử lý được ứng dụng vào nhiều mục đích khác nhau như : + Làm nguyên liệu cho thủ công mỹ nghệ như cói, đay, lục bình, cỏ

+ Làm thực phẩm cho người như củ sen, củ súng, rau muống

+ Làm thực phẩm cho gia súc như rau muống, sen, bèo tây, bèo tấm

+ Làm phân xanh, tất cả các loài thực vật thủy sinh sau khi thu nhận từ quá trình xử lý trên đều là nguồn nguyên liệu để sản xuất phân xanh rất có hiệu quả

+ Sản xuất khí sinh học

+ Bộ rễ thân cây ngập nước, cây trôi nổi được coi như một giá thể rất tốt đối với vi sinh vật Vi sinh vật bám vào rễ, vào thân cây ngập nước hay các loài thực vật trôi nổi Nhờ

sự vận chuyển (đặc biệt là thực vật trôi nổi) sẽ đưa vi sinh vật theo cùng Chúng di chuyển

từ vị trí này đến vị trí khác trong nước ô nhiễm, làm tăng khả năng chuyển hoá vật chất

có trong nước Như vậy, hiệu quả xử lý của vi sinh vật trong trường hợp này sẽ cao hơn khi không có thực vật thủy sinh Ở đây ta có thể coi mối quan hệ giữa vi sinh vật và thực vật thủy sinh là mối quan hệ cộng sinh Mối quan hệ cộng sinh này đã đem lại sức sống tốt hơn cho cả hai nhóm sinh vật và tác dụng xử lý sẽ tăng cao

+ Sử dụng thực vật thủy sinh để xử lý nước ô nhiễm trong nhiều trường hợp không cần cung cấp năng lượng Do đó, việc ứng dụng thực vật thủy sinh để xử lý nước ô nhiễm ở những vùng không có điện đều có thể thực hiện dễ dàng

 Nhược điểm

Việc sử dụng thực vật thủy sinh để xử lý nước cũng có những nhược điểm nhất định, trong

đó có hai nhược điểm rất quan trọng:

- Diện tích cần dùng để xử lý chất thải lớn Vì thực vật cần tiến hành quá trình quang hợp nên luôn cần thiết phải có ánh sáng Sự tiếp xúc giữa thực vật và ánh sáng trong điều kiện

đủ chất dinh dưỡng càng nhiều thì quá trình chuyển hoá càng tốt Do đó, diện tích của bề mặt của sự tiếp xúc này sẽ cần nhiều Điều đó rất khó khăn khi ta tiến hành xử lý nước ô nhiễm ở những khu vực đô thị vốn đã rất khó khăn về đất Tuy nhiên nó lại thích hợp cho vùng nông thôn, kể cả những vùng không được cung cấp điện

- Trong điều kiện các loài thực vật phát triển mạnh ở các nguồn nước thải, bộ rễ của chúng như những chất mang rất hữu ích cho vi sinh vật bám trên đó Trong trường hợp không có thực vật thủy sinh (đặc biệt là các loài thực vật trôi nổi), các loài vi sinh vật sẽ không có

nơi bám và chúng rất dễ trôi theo dòng nước hoặc bị lắng xuống đáy.Ở đây là hai vấn đề cần hiểu rõ:

+ Thứ nhất, rễ các loài thực vật thủy sinh sẽ đóng vai trò tích cực trong việc tăng trưởng của vi sinh vật nếu vi sinh vật không phải là những vi sinh vật gây bệnh Trong trường hợp này, các loài vi sinh vật gây bệnh sẽ phát triển mạnh ở bộ rễ và những vùng xung quanh của thực vật, chúng sẽ là tác nhân sinh học gây ô nhiễm môi trường rất mạnh

+ Thứ hai là ngoài bộ rễ ra, các loài thực vật thủy sinh còn chiếm không gian rất lớn, ngăn cản ánh sáng chiếu sâu vào nước khi đó vi sinh vật không bị tiêu diệt bởi ánh sáng mặt trời Thảm thực vật thủy sinh phủ kín mặt nước được coi như vật cản và hấp thụ rất hữu hiệu tia

tử ngoại và hồng ngoại của ánh sáng mặt trời Tác dụng này không chỉ tạo điều kiện để những vi sinh vật có ích phát triển mà cả những vi sinh vật gây bệnh cũng phát triển Do

đó, hiện tượng trên vừa có lợi, vừa có hại, có lợi là các vi sinh vật có ích (những vi sinh vật phân giải các chất hữu cơ, vô cơ) phát triển, làm sạch môi trường nước, có hại là các vi sinh vật gây bệnh phát triển mạnh sẽ làm nước bị ô nhiễm sinh học nặng hơn Hiểu biết được bản chất tự nhiên này giúp ta tìm biện pháp tích cực trong công nghệ xử lý này 1.2.4 Cơ chế loại bỏ chất ô nhiễm trong đất ngâ ̣p nước kiến ta ̣o

Để thiết kế xây dựng, vận hành mô hình đất ngập nước được chính xác, đạt hiệu quả cao, việc nắm rõ cơ chế xử lý nước thải của đất ngập nước là hết sức cần thiết Các cơ chế

đó bao gồm lắng, kết tủa, hấp phụ hóa học, trao đổi chất của vi sinh vật và sự hấp thụ của thực vật Các chất ô nhiễm có thể được loại bỏ nhờ nhiều cơ chế đồng thời trong hệ thống

[Trường ĐH Xây Dựng Hà Nội, 2006 Xử lý nước thải sinh hoạt bằng bãi lọc trồng cây dòng chảy thẳng đứng trong điều kiện Việt Nam]

Hình 1.6 Các quá trình loại bỏ chất ô nhiễm trong công trình đất ngập nước

Bảng 1.4 Mô ̣t số quá trình loa ̣i bỏ chất ô nhiễm xảy ra trong hê ̣ thống DNNKT

BOD5 Thân và lá

Rể Vật liệu (sỏi/cát) Vật liệu (sỏi/cát)

Sự hô hấp của vi khuẩn

Sự hô hấp của vi khuẩn

Sự hô hấp của vi khuẩn

Sự ổn định Nitrogen Lá

Tảo trong nước

Rể Đất Vật liệu (sỏi/cát)

Sự bay hơi (N2 và N2O) NO3- và NH4+ -> Chất hữu cơ hòa tan Nitrate

Ammonium -> Nitrate Nitrate -> N2, N2O, hoặc NH4+

Sự ổn định Phosphorus Thân và lá

Rể Vật liệu (sỏi/cát) Vật liệu (sỏi/cát)

Sự hô hấp của vi khuẩn

Sự hô hấp của vi khuẩn

Sự lắng/chôn lấp

Sự hấp thụ

(Nguồn : Brix, Hans, 1994)

 Cơ chế loại bỏ chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học

Quá trình làm giảm các hợp chất hữu cơ thường là các quá trình làm giảm COD, BOD

Cơ chế chính trong quá trình này là sự oxy hóa và sự tổng hợp nên tế bào mới Quá trình làm giảm COD phu ̣ thuô ̣c vào nhiê ̣t đô ̣, điều kiê ̣n oxy, pH và dinh dưỡng

Phân hủy sinh học xảy ra khi các chất hữu cơ hoà tan được mang vào lớp màng vi sinh bám trên phần thân 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 bãi lọc là:

+ Cung cấp môi trường thích hợp cho vi sinh vật thực hiện quá trình phân hủy sinh học (hiếu khí) cư trú

+ Vận chuyển oxy vào vùng rễ để cung cấp cho quá trình phân hủy sinh học hiếu khí trong lớp vật liệu lọc và bộ rễ

BOD5 nước thải đầu ra bao gồm: các hợp chất hữu cơ ngoại bào tạo ra trong quá trình tăng trưởng và các hợp chất hữu cơ từ quá trình phân hủy của thực vật thủy sinh

Nhìn chung, bãi lọc ngập nước có khả năng xử lý BOD cao, nồng độ BOD trong nước sau xử lý thường nhỏ hơn 20 mg/l Trong tất cả các dạng bãi lọc đều có chu trình tuần hoàn cacbon riêng sản sinh lượng BOD thấp (1,3 mg/l), vì vậy BOD trong nước sau xử lý thường trong mức giới hạn thấp ([10]) Thậm chí đối với những khu vực có điều kiện khí hậu thấp hoặc có khả năng đóng băng vào mùa đông, BOD trong nước sau xử lý vẫn đạt ở mức thấp

 Cơ chế loại bỏ chất rắn lơ lửng

Do thời gian tồn lưu của nước thải khá cao, đất ngập nước kiến tạo có khả năng rất cao trong việc loại bỏ một cách hiệu quả chất rắn lơ lửng khi dòng nước thải đi qua hệ thống

xử lý này Cơ chế loại bỏ chất rắn lơ lửng là sự trầm tích, lọc và hấp thụ

Các hạt keo hay các chất rắn không lắng được sẽ bị loại bỏ một phần bởi quá trình hoạt động của các vi sinh vật và bởi sự va chạm và kết dính với các chất rắn khác

Các chất rắn nổi bám vào bề mặt các thực vật và bị phân hủy bởi các hoạt động của vi sinh vật hiếu khí Các chất rắn lắng được sẽ lắng xuống đáy mô hình và bị phân hủy bởi vi sinh vật yếm khí

Trường hợp khối tải chất ô nhiễm kết với chất dạng hạt thô (như cát mịn) thì sự lắng tụ vật lý sẽ diễn ra nhanh hơn làm tăng hiệu quả loại TSS trong nước thải

 Cơ chế loại bỏ nitơ

Các dạng vô cơ quan trọng nhất của nitơ trong đất ngập nước xử lý nước thải thành phố hoặc trong nước amonia (NH4+), nitrit (NO2-), nitrat (NO3-), nitơ oxit (N2O), và nguyên tố hòa tan hoặc khí (N2) Nitơ cũng luôn hiện diện trong vùng đất ngập nước ở các dạng hữu

cơ Cả hai dạng hòa tan và hạt có thể có mặt, nhưng trong nhiều trường hợp có ít hạt nitơ lắng được trên bề mặt nước vùng đất ngập nước

Phương pháp phân tích thông thường bao gồm các thủ tục để xác định dạng tổng hoặc hòa tan Bao gồm :

Nitrate : là hình thức oxy hóa cao nhất của nitơ (trạng thái ôxi hóa của +5)

Nitrit : là một trạng thái oxy hóa trung gian của nitơ (trạng thái ôxi hóa của +3) giữa amoniac (-3) và nitrat (+5)

Amonia (NH4+)

Tổng nitơ Kjeldahl (TKN) = (hữu cơ + nitơ amoniac)

Từ những biện pháp cơ bản, một số hàm lượng có nguồn gốc có thể được tính:

Nitơ oxy hóa = nitrat + nitrit

Nitơ vô cơ = oxy hóa nitơ + amonia

Nitơ hữu cơ = TKN - amonia

Tổng nitơ = TKN + nitơ oxy hóa

Mỗi loại có thể là đối tượng của quy định chất lượng đất ngập nước thải, và mỗi thể đại diện cho một tính năng quan trọng của chất lượng nước đầm lầy, tùy thuộc vào bản chất của nước nguồn

Việc loại bỏ nitơ rất quan trọng vì độc chất ammonia cao có thể làm chết cá Nếu liều lượng nitrate vượt quá mức cho phép có thể gây ra chứng rối loạn máu của trẻ con, làm giảm khả năng vận chuyển oxy trong máu ([2])

Nitơ trong nước thải có thể bị loại bỏ bởi các cơ chế sau đây:

- Bị hấp thu bởi thực vật, sau đó thực vật được thu hoạch khỏi hệ thống

- Sự bay hơi của ammonia

- Quá trình nitrate hóa và khử nitrate hóa của các vi sinh vật

Trong đó quá trình nitrate hóa và khử nitrate đóng vai trò chính yếu trong việc loại bỏ nitơ khỏi hệ thống Quá trình nitrate hóa được định nghĩa là quá trình oxy hóa sinh học chuyển dạng NH4+ sang dạng nitrate NO3- Vi khuẩn nitrate hóa sử dụng năng lượng sinh ra trong quá trình oxy hóa NH4+ thành NO3- và sử dụng CO2 là nguồn cung cấp carbon cho tế bào

Để quá trình nitrate hóa có thể xảy ra, nồng độ DO phải ở mức 0,6 – 1,0 mg/L; nhiệt độ 5 – 4000C; pH từ 5,5 – 9, tốt nhất là pH = 7,5, khi pH < 7 vi khuẩn phát triển chậm lại Vì vậy, quá trình nitrate hóa hóa có liên quan mật thiết đến lưu lượng nạp BOD và tốc độ chuyển hóa oxy vào nước

Hầu hết đất ngập nước đều có một lớp hiếu khí mỏng trên mặt Ion ammonium từ lớp trầm tích yếm khí khuếch tán hướng lên lớp mỏng này và biến ngược lại thành nitrite hoặc nitrate hóa Sự gia tăng chiều dày lớp hiếu khí tạo nên sự gia tăng nitrite hóa Tiến trình nitrít hóa hình thành bởi sự oxy hóa ammonium từ chất trầm tích thành nitrite (NO2-), rồi nitrite tiếp tục bị oxy hóa thành nitrate (NO3-) Quá trình loại bỏ N này có sự tham gia của vi sinh vật hiếu khí

Hình 1.7 Đươ ̀ ng đi của quá trình chuyển hóa nitrogen từ rễ thực vâ ̣t trong đất ngâ ̣p

nước (Hình 9.10/282/ [14])

Phản ứng nitrite và nitrate hóa xảy ra như sau :

2NH4+ + 3O2 ⇔ 4H+ + 2H2O + 2NO2

-2NO2- + O2 ⇔ 2NO3Hai loại vi khuẩn cần cho sự oxy hóa ammonium thành nitrate là: Nitrosomonas sp Cho phản ứng oxy hóa từ ammonium thành nitrite ở phương trình thứ nhất và Nitrobacter sp Cho phản ứng oxy hóa từ nitrite thành nitrate ở phương trình thứ hai

Quá trình khử nitrate diễn ra trong điều kiện thiếu khí (anoxic), cần phải cung cấp thêm nguồn carbon cho các vi sinh vật tổng hợp các tế bào của nó và pH phải duy trì ở mức trung bình Tốc độ của quá trình khử phụ thuộc vào:

- Các điều kiện môi trường cần thiết cho các hoạt động của vi khuẩn, nguồn carbon, pH, nhiệt độ

- Diện tích bề mặt của lớp trầm tích dưới đáy ao

- Khả năng phóng thích N2 tạo ra bởi quá trình khử nitrate vào khí quyển

Trong điều kiện yếm khí mạnh, sự khử nitrate xảy ra theo tuần tự sau (Wetzel, 1983):

NO3- => NO2- => NO => N2O => N2

Tiến trình trên có sự tham gia của vi sinh vật yếm khí như Pseudomonas, Bacillus, Paracoccus, Alcaligenes,

Sự khử nitrate xảy ra trong vùng hẹp của lớp trầm tích bên dưới mặt giao tiếp của lớp đất yếm khí – hiếu khí Ở cuối quá trình, hai loại khí nitrous oxide và khí nitrogen trở nên vô hại và thoát vào không khí

 Cơ chế loại bỏ photpho

Phosphorus hiện diện trong tự nhiên ở cả hai dạng hữu cơ và vô cơ Trong đất ngập nước tự nhiên, sự tiếp nhận chất thải giàu phosphorus có thể tạo nên hiện tượng bùng nở

các loại tảo trong môi trường nước, còn gọi là hiện tượng tảo nở hoa (algae bloom) Do

phosphorus không có thành phần khí nên chu trình phosphorus được xem là kín Sự loại

bỏ và tích lũy phosphorus từ nước thải xảy ra hoàn toàn trong bản thân đất ngập nước kiến tạo Phosphorus có thể ẩn mình: (1) Trong chất hữu cơ như một phần trong sinh khối sống; (2) Trong kết tụ phosphate không hòa tan với ion sắt, calcium và aluminum trong nền đất ngập nước

Trong đất ngập nước, các loài thủy sinh thực vật đóng một vai trò quan trọng trong việc loại bỏ phosphorus Do vậy, việc dọn dẹp sạch các loài thủy sinh thực vật trong ao hồ hay thực vật trong đất ngập nước là một trong những biện pháp loại bỏ phophorus Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng phosphorus có thể bị loại bỏ từ 30 – 60% trong

đất ngập nước có trồng các loài cây Scirpus sp., Phragmites sp và Typha sp [Billore et al., 1999; Brix, 1997; Reed et al., 1995; US-EPA, 1988] Một số ít phosphorus (dưới

20%) được các loài vi khuẩn, nấm và tảo hấp thu ̣ Phần phosphorus còn lại được giữ trong nền đất ngập nước và hệ thống rễ cây theo hai cơ chế: hấp thụ hóa học

và kết tụ vật lý giữa các ion phosphate và các ion nhôm, sắt hoặc calcium Sự kết hợp này hình thành các hợp chất dạng iron-phosphates (Fe-P), aluminum phosphates (Al-P) hoặc calcium phosphates (Ca-P)

Photpho có thể chứa trong cấu trúc sinh khối của thực vật (tổng photpho có thể được tìm thấy bằng cách phân tích cho PO4 – P trong tiêu thụ của các mẫu sinh học) thông qua quá trình hấp thụ chất dinh dưỡng Tương tự các quá trình loại bỏ nitơ, vai trò của thực vật trong vấn đề loại bỏ photpho vẫn còn là vấn đề tranh cãi Dù sao, đây cũng là cơ chế duy nhất đưa hẳn photpho ra khỏi hệ thống bãi lọc Các quá trình hấp phụ, kết tủa và lắng chỉ đưa được photpho vào đất hay vật liệu lọc Khi lượng photpho trong lớp vật liệu vượt quá khả năng chứa thì sẽ được loại bỏ khỏi hệ thống qua việc:

- Thu hoạch các thủy sinh thực vật

- Na ̣o vét và xả bỏ phần vâ ̣t liê ̣u hay lớp trầm tích

Hi ̀nh 1.8 Cơ chế loa ̣i bỏ photpho trong đất ngâ ̣p nước (Hình 10.1/350/ [14])

Khả năng khử nitơ và phôtpho của bãi lọc ngập nước nhân tạo có thể không ổn định và phụ thuộc vào các đặc tính thiết kế và tải lượng chất bẩn Sự gia tăng lượng sinh khối dư và các khóang chất là cơ sở bền vững cho quá trình khử phôtpho trong bãi lọc ngập nước Để đạt được hiệu quả xử lý phôtpho thường phải mất một thời gian lâu Bãi lọc dùng trong mục đích xử lý phôtpho thường lớn và tiếp nhận nước thải loãng hoặc nước thải đã được xử lý

sơ bộ Bãi lọc ngập nước có khả năng xử lý nitơ dễ hơn so với phôtpho

 Cơ chế loại bỏ các mầm bệnh

Theo Lê Anh Tuấn (2009) các mầm bệnh trong nước thải được hiểu là các vật thể sống

có thể gây bệnh, có thể kể ra như các loại virus, nấm, động vật nguyên sinh, giun sán, Đất ngập nước có khả năng hữu hiệu trong việc loại bỏ một lượng lớn các mầm bệnh khi cho dòng nước thải chảy qua các lớp lọc

Tiến trình loại bỏ các mầm bệnh trong đất ngập nước bao gồm sự chết loại tự nhiên, lắng đọng, lọc, bị ion hóa do tia cực tím của ánh sáng mặt trời, không thích ứng với các loại hóa chất trong nước, ảnh hưởng nhiệt, các mầm sống khác tiêu diệt và do nồng độ pH (Kadlec và Knight, 1996) Theo Kadlec và Knight (1996) còn chỉ ra rằng đất ngập nước có cây trồng tạo nên sự loại bỏ mầm bệnh hữu hiệu hơn do cây trồng cho phép các loại vi sinh phát triển tạo nên các vật ăn mầm bệnh

 Cơ chế loại bỏ kim loại nặng

Khi các kim loại nặng hòa tan trong nước thải chảy vào hệ thống đất ngập nước, các cơ chế loại bỏ chúng gồm có:

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

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

- Kết hợp lẫn với thực vật chết và đất

- Hấp thụ vào rễ, than và lá của thực vật trong hệ thống đất ngập nước

Một phần nhỏ các nguyên tố kim loại cũng được hấp thụ và kết hợp cùng các khoáng chất hữu cơ và được tích tụ trong bãi lọc ngập nước dưới dạng trầm tích Sự hấp thụ bởi thực vật và chuyển hóa bởi các vi khuẩn cũng có thể đóng vai trò quan trọng trong xử lý kim loại

Các nghiên cứu chưa chỉ ra được cơ chế nào trong các cơ chế nói trên có vai trò lớn nhất, nhưng nhìn chung có thể nói rằng lượng kim loại được thực vật hấp thụ chỉ chiếm một phần nhất định Các loại thực vật khác nhau có khả năng hấp thụ kim loại nặng rất khác nhau Bên cạnh đó, thực vật đầm lầy cũng ảnh hưởng gián tiếp đến sự loại bỏ và tích trữ kim loại nặng khi chúng ảnh hưởng tới chế độ thủy lực, cơ chế hoá học lớp trầm tích

và hoạt động của vi sinh vật

Vật liệu lọc là nơi tích tụ chủ yếu kim loại nặng Khi khả năng chứa các kim loại nặng của chúng đạt tới giới hạn thì cần nạo vét và xả bỏ để loại kim loại nặng ra khỏi bãi lọc Bãi lọc ngập nước có khả năng lưu giữ tốt một số kim loại nặng Tuy nhiên khả năng lưu giữ kim loại của bãi lọc thường có giới hạn nhất định, trong trường hợp quá tải, nồng

độ kim loại có thể đạt ngưỡng gây độc cho hệ thực vật trong hệ thống Vì vậy không nên

sử dụng bãi lọc ngập nước để xử lý các loại nước thải có nồng độ kim loại nặng cao

 Cơ chế loại bỏ vi khuẩn và virut có trong nước thải

Cơ chế loại vỏ vi khuẩn, virut trong các bãi lọc trồng cây về bản chất cũng giống như quá trình loại bỏ các vi sinh vật này trong hồ sinh học Vi khuẩn và virut có trong nước thải được loại bỏ nhờ:

+ Các quá trình vật lý như dính kết và lắng, lọc, hấp phụ

+ Bị tiêu diệt do điều kiện môi trường không thuận lợi trong một thời gian dài

Các quá trình vật lý cũng dẫn đến sự tiêu diệt vi khuẩn, virut Tác động của các yếu tố lý-hoá của môi trường tới mức độ diệt vi khuẩn đã được công bố trong nhiều tài liệu: nhiệt

độ, pH, bức xạ mặt trời Các yếu tố sinh học bao gồm: thiếu chất dinh dưỡng, do các sinh vật khác ăn

 Cơ chế vận chuyển oxy

Theo Gilbert Kabelo Gaboutleoleo và cộng sự, 2009 ([9]), có 02 con đường chính cho việc vận chuyển oxy tự nhiên vào môi trường bên trong của đất ngâ ̣p nước kiến ta ̣o, đó là:

- Sự vận chuyển thông qua rễ thực vật tham gia xử lý Nguồn oxy ở đây một phần được sinh ra từ quá trình quang hợp của thực vật với ánh sáng mặt trời, một phần từ nguồn oxy có sẵn trong khí quyển, chúng được dẫn xuống bộ rễ nằm sâu trong các lớp vật liệu thông qua thân thực vật Vì vậy khả năng vận chuyển oxy sẽ phụ thuộc vào lõi của thân, đối với các loại thực vật không có hoặc có rất ít mô phân sinh bên trong lõi cây thì khả năng cung cấp oxy cho vùng rễ là lớn hơn so với các loại thực vật khác

- Sự vận chuyển oxy bằng khuếch tán trực tiếp từ khí quyển vào mặt thoáng của hệ thống DNNKT Hiệu quả của sự vận chuyển này phụ thuộc lớn vào tốc độ gió và điều kiện nhiệt độ của khu vực hệ thống, đồng thời nó cũng phụ thuộc vào mức độ che phủ của thực vật xử lý

1.3 TÌNH HÌNH ÁP DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

1.3.1 Ngoài nước

Trên thới giới đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về phương pháp đất ngập nước nhân tạo để tìm ra các giải pháp tối ưu cho xử lý nước thải sinh hoạt đối với hộ gia đình và cụm dân cư nhỏ:

- Theo nghiên cứu của tác giả Fabio Masi và Nicola Martinuzzi, 2007 ([11]), đăng trên tạp chí khoa học Desalination, phương pháp bãi lọc trồng cây đã và đang được áp dụng thành công ở các nước Địa Trung Hải như: Pháp, Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha, Ma-rốc, Ý, Ai Câ ̣p, Israel, Slovenia, Croatia, …Trong đó, DNNKT sử dụng dòng chảy ngầm theo chiều ngang và chiều thẳng đứng được sử dụng hiệu quả nhất đối với nước thải sinh hoạt Hiệu suất mang lại rất cao: COD 94%, BOD 95%, TSS 84%, NH4+ 86%,

TN 60% và TP 94%

- Theo nghiên cứu khác của các tác giả M.L Solano và cộng sự, 2004, đăng trên tạp chí Biosystems Engineering, việc sử dụng phương pháp DNNKT cho xử lý nước thải sinh

hoạt ở các làng nhỏ miền Trung Nam, Tây Ban Nha đã cho thấy mức độ loại bỏ BOD, COD, TSS, coliform và vi khuẩn rất cao Đồng thời, thành phần và tra ̣ng thái nhiê ̣t của sinh khối thu được cũng được nghiên cứu và cho thấy chúng rất tốt khi sử dụng làm nhiên liệu cho các lò đốt nhỏ dùng cho mục đích sinh hoạt

- Đối với nghiên cứu của các tác giả Gilbert Kabelo Gaboutloeloe và cộng sự, 2009 ([12]), đăng trên tạp chí Water Air Soil Pollut, để loại bỏ hiệu quả nitrogen trong nước thải sinh hoạt, các nhà khoa học đã sử dụng phương pháp DNNKT có kết hợp dòng chảy theo phương ngang và phương thẳng đứng Thông qua việc kiểm soát các điều kiện về chuyển hóa oxy trong hệ thống, sự kết hợp của 02 dòng chảy đã mang lại hiệu quả xử lý tối ưu nitrogen

- Tại thành phố Osaka - Nhật Bản, một nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt cho 7.100 dân được thiết kế với kích thước dài x rộng x cao = 120x3x1,2m, với tác nhân xử lý chính

là thực vật pak-bung (Ipomoea aquatica) và water cress (Nasturtium officinale) Hiệu

quả xử lý đạt được đối với các chất dinh dưỡng khá cao Đối với loại pak-bung: 1,49 t-N/ha/năm, 0,239 t-P/ha/năm; loại water cress: 2,27 t-N/ha/năm, 0,401 t-P/ha/năm

- Nghiên cứu được thực hiện trên 3 mô hình DNNNT để xử lý nước thải gần khu vực Pasakoy ở Istanbul (Ayaz và các cộng sự, 2002) Mô hình 1 sử dụng sỏi làm chất nền

là hệ thống DNNKT dòng chảy ngang (H-SFS) với diện tích 7,5x20 m được trồng cây

cỏ nến (Typhaceae) Mô hình 2 không sử dụng chất nền là hệ thống dòng chảy mặt

(SF) với diện tích 7,5x20 m cũng trồng cây cỏ nến Mô hình 3 là hệ thống 4 DNNKT dòng chảy mặt (FWS) với diện tích mỗi ô là 6,5x8 m đươc trồng cây bèo tấm (Lemnoideae) Hệ thống vận hành trong 3 năm vận hành với lưu lượng nước thải 4,8-15,6 m3/ngày Hiệu quả xử lý trong mùa hè cao hơn các mùa còn lại Hiệu quả ở 3 mô hình H-SFS, FWS và SF lần lượt đạt 80%, 65% và 72% SS; 65%, 64% và 62% BOD5; 50%, 42% và 47% COD; 29%, 34% và 37% TOC Hiệu quả xử lý coliform đạt trung bình khoảng 94% ở mỗi mô hình

- Khu vực Akumal, Mexico đặc biệt dễ bị ảnh hưởng bởi sự ô nhiễm của nước thải do địa chất đá vôi và thiếu các hệ thống xử lý nước thải Centro Ecologico Akumal (CEA) tiến hành nghiên cứu để tính toán các đặc tính, chức năng của đất ngập nước dòng chảy ngầm, hướng tới phát triển hệ thống này trong công tác quản lý của tương lai và xem xét đến việc thay đổi những vấn đề còn tồn đọng để tăng hiệu quả xử lý của đất ngập nước ở những vùng khí hậu nhiệt đới Các thông số về chất lượng nước được xác định

và so sánh kết quả khi mà đất ngập nước được lắp đặt Khả năng loại bỏ chất hữu cơ của đất ngập nước khoảng 68%, thấp hơn so với mong đợi Nồng độ COD đầu ra khoảng 100 mg/l Ammonia và nitrat khá thấp hoặc là không có quá trình nitrat hóa

xảy ra ở đất ngập nước Giới hạn vận chuyển oxy và dòng chảy ưu tiên được xem như cách giải thích cho hiệu quả xử lý chất hữu cơ thấp và thiếu quá trình nitrat hóa Công tác quản lý và thiết kế đất ngập nước dòng chảy ngầm cho các ứng dụng này đã được đưa ra (D Whitney và cộng sự, 2002)

- M.E Kaseva và cộng sự, 2003 tiến hành nghiên cứu quá trình diễn ra trong hệ thống DNNKT dòng chảy ngầm để xử lý nước thải với trường hợp điển hình ở khu vực nhiệt đới Đề tài thực hiện gồm 3 mô hình DNNKT dòng chảy ngầm (gọi tắt là A, B, C) quy

mô pilot, nước thải đầu vào được lấy từ đầu ra của bể UASB, đầu vào của bể UASB

là nước thải từ khu ký túc xá của sinh viên trường University College of Lands and Architectural Studies in Tanzania Mô hình A không trồng thực vật làm ô đối chứng,

mô hình B trồng Phragmites mauritianus và mô hình C được trồng Typha latifolia Nghiên cứu tiến hành với thời gian lưu trung bình của 3 mô hình là 1,93 ngày (ô A 1,85 ngày, ô B 1,96 ngày, ô C 1,99 ngày) Kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu quả tốt hơn ở ô có trồng thực vật, lượng nito được loại bỏ trong cả 3 ô thí nghiệm (N-NH4+ là 11,2% ở mô hình A, 25,2% ở mô hình B và 23% ở mô hình C; hiệu quả xử lý N-NO3-

ở 3 mô hình lần lượt là 32,2%, 40,3% và 44,3%; tương ứng với N-NO2- ở 3 mô hình

là 23,9% ở ô A, 38,5% ô B và 23,1% ô C) Hiệu quả loại bỏ COD ở 3 ô là 33,6%, 56,3% và 60,7% Tỷ lệ khử Fecal coliforms và tổng coliforms trong khoảng 43% - 72%, trong đó hiệu quả thấp nhất là ở ô đối chứng

- Một dự án ở vùng nông thôn Chatham County, North Carolina vận hành kết hợp hai

hệ thống DNNKT và hệ thống lọc cát được xây dựng trong nhà và ngoài trời tạo cảnh quan Hệ thống lai ghép này xử lý nước thải cống của khoảng 60 người trong tòa nhà phục vụ cho việc dội rửa toilet, tưới cây Sự kết hợp dòng chảy đứng và dòng chảy ngang của DNNKT và mô hình lọc cát tạo điều kiện cho quá trình nitrat hóa và khử nitrat, loại bỏ chất ô nhiễm hữu cơ và tạo phản ứng hấp phụ photpho Hệ thống được thiết kế và tái sinh khoảng 4500l/ngày từ nước thải của các hộ gia đình Thực vật có khả năng phân hủy và hấp thu chất dinh dương cao được lựa chọn cho quá trình nghiên cứu (House và cộng sự, 1998)

Bên cạnh những hiệu quả xử lý tích cực đối với nước thải sinh hoạt, DNNKT còn được sử dụng để xử lý nước thải từ nhiều nguồn khác nhau trên thế giới, như: Nước mưa, nước thải

từ nông nghiệp (bao gồm cả chất thải và đường thoát nước từ chăn nuôi), nước rỉ rác, một phần nước thải công nghiệp, nước thoát ra từ các mỏ, dòng chảy từ các đường cao tốc,…

- Tại Mexico, Rivera, 1997 sử dụng mô hình đất ngập nước dòng chảy ngầm (dòng chảy ngang) có diện tích 600 m2 với thực vật là Typha and Eleocharis, thời gian lưu nước

1,7 ngày, xử lý nước thải các lò giết mổ gia súc; kết quả: 87,4% COD, 88,5% BOD5, 89% TSS, 73,6% TN và 99% Fecal coliform

- Tại Nepal, Laber, 1999 sử dụng mô hình đất ngập nước dòng chảy ngầm (dòng chảy ngang 140 m2 và dòng chảy đứng 120 m2) với thực vật Phragmites karka để xử lý

nước thải bệnh viện, thí nghiệm trong 1 năm; lưu lượng là 107 mm/ngày; kết quả loại 93% COD, 97% BOD5, 99,7% N-NH4+, 74% TP, 99,99% tổng coliform, 99,99% Escherichia coli, 99,97% Streptococcus và 98% TSS

- Davis và cộng sự, 2005 đã nghiên cứu vai trò của sậy (Phragmites australis) trong quá

trình phân hủy chất nhuộn azo axit cam 7 (AO7) trong DNNKT chảy ngầm thẳng đứng Nghiên cứu cho thấy, sậy có thể phân hủy AO7 và các amin thơm của nó, sau 120 giờ tiếp xúc với H2O2, loại bỏ được 3,2 – 5,7 mgAO7/g thực vật khi dòng vào có nồng độ

40 mgAO7/l Từ nghiên cứu này cho thấy DNNKT chảy ngầm dòng thẳng đứng thích hợp để xử lý nước thải chứa chất nhuộm azo Với nồng độ của dòng vào là 130 mgAO7/l, hoạt tính peroxid của thực vật trong lá, thân, rễ theo thứ tự tăng gấp 2,1 lần, 4,3 lần và 12,9 lần Khi nồng độ chất nhuộm 700 mgAO7/l, hoạt tính peroxid của thực vật bị ức chế ngay tức khắc nhưng chỉ sau hai ngày, hoạt tính này trở về được mức cũ Tải trọng hữu cơ AO7 từ 21 đến 105 gCOD/m2.ngày không độc và có khả năng loại

bỏ từ 11 đến 67 gCOD/m2.ngày Hiệu quả loại bỏ AO7 khoảng 70%, chu trình 3 giờ

là thời gian thích hợp để phân hủy AO7

- DNNKT ở Slovenia đã được vận hành từ năm 1991 để làm sạch các nguồn nước thải

từ nhà máy chế biến thực phẩm (Dani Vrhov ek và cộng sự, 1999) Đất ngập nước này vận hành theo phương pháp dòng chảy ngầm ngang Nước thải bao gồm nước thải công nghiệp, nước thải chứa phân Hệ thống DNNKT bao gồm 2 lớp, được điền đầy

với vật liệu nền và trồng các loại cây Carex gracilis và Phragmites australis Tải trọng

thủy lực trung bình của DNNKT là 5m3/ngày Nước thải đầu vào có đặc trưng là giá trị COD và BOD5 trung bình cao (COD 3.674 mg/l, BOD5 962 mg/l) Các phân tích cho thấy rằng các chất ô nhiễm được giảm sau khi qua đất ngập nước kiến tạo theo hiệu suất như sau: 92% COD được khử, 89% BOD5, 96% orthophosphate, 86% amonium, 65% nitrat Các thông số về vi sinh cho thấy tổng coliform được giảm đến 99% và số liên cầu khuẩn giảm 98%

- Hai hệ thống SSF dòng chảy ngang diện tích 75m2, mỗi hệ thống được trồng sậy xử lý nước thải đầu ra trại chăn nuôi lợn và bùn thải sinh hoạt (khoảng 6,5 m3/ngày) đã được thiết lập để xác định hiệu quả của hệ thống này trong việc giảm thiểu tải trọng ô nhiễm (Paolo Mantovia và các cộng sự, 2003) Đặc tính nước thải đầu vào có giá trị tổng chất rắn lơ lững (TSS) khoảng 0,7g/l, COD và BOD5 tương ứng là 1.200 và 450 mg O2/l

Hiệu quả loại bỏ SS và tải trọng hữu cơ được giữ ở mức ổn định trên 90% trong khi

đó hiệu quả loại bỏ chất dinh dưỡng N và P tương ứng khoảng 50% và 60% Tổng số Coliform và E.coli bị khử trên 90% và liên cầu khuẩn bị khử trên 98% Nitrates, chlorides, sulfates, các chất hoạt động bề mặt anion và non-ionic và kim loại nặng được phát hiện ở nồng độ thấp Nồng độ và vị trí của các kim loại nặng cũng được xác

định trong mô lau sậy (Phragmites) bằng phương pháp vi phân tích Kết quả cho thấy

việc sử dụng lớp sậy để xử lý chất ô nhiễm trong nguồn nước thải từ các hoạt động nông thôn cho giá trị có thể chấp nhận được và có thể xả thải vào các nguồn nước mặt

- Carsten Schulz và cộng sự, 2002 đã ứng dụng mô hình đất ngập nước dòng chảy ngầm ngang với thực vật nổi để xử lý nước thải từ trại nuôi cá hồi Nghiên cứu được thực hiện với 3 mô hình DNNKT có kích thước dài x rộng x cao = 1,4 x 1 x 0,7 m, lớp vật

liệu là cát kích thước 1 – 2 mm, thực vật được trồng là sậy (Phragmites australis) mật

độ 20 cây/m2 Vận hành mô hình với các lưu lượng là 1 – 3 – 5 lit/phút tương ứng với thời gian lưu là 7,5 – 2,5 – 1,5 giờ Hiệu quả xử lý tổng chất rắn lơ lửng (TSS) là 95,8 – 97,3% và COD là 64,1 – 73,8% Tỷ lệ loại bỏ tổng phốtpho (TP) là 49,0 – 68,5% và tổng nitơ (TN) là 20,6 – 41,8% Hiệu quả xử lý tốt nhất ứng với thời gian lưu 7,5 giờ Khả năng hấp thụ và loại bỏ của thực vật được ghi nhận là từ 10 – 30% tổng nitơ và tổng phốtpho (Koottatep and Polprasert, 1997; Burgoon và công sự, 1991)

1.3.2 Trong nước

Ở Việt Nam, phương pháp xử lý nước thải bằng các bãi lọc trồng cây còn khá mới mẻ, bước đầu đang được một số trung tâm công nghệ môi trường và các trường đại học đã áp dụng thử nghiệm Các đề tài nghiên cứu mới đây nhất về áp dụng phương pháp này tại Việt Nam như "Xử lý nước thải sinh hoạt bằng bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy thẳng đứng trong điều kiện Việt Nam" của Trung tâm Kỹ thuật Môi trường đô thị và khu công nghiệp (Trường Đại học Xây dựng Hà Nội), “Xây dựng mô hình hệ thống đất ngập nước nhân tạo

để xử lý nước thải sinh hoạt tại các xã Minh Nông, Bến Gót, Việt Trì” của Trường Đại học Quốc gia Hà Nội đã cho thấy hoàn toàn có thể áp dụng phương pháp này trong điều kiện của Việt Nam Theo GS.TSKH Nguyễn Nghĩa Thìn (Trường Đại học Khoa học Tự nhiên

- Đại học Quốc gia Hà Nội) thì Việt Nam có đến 34 loại cây có thể sử dụng để làm sạch môi trường nước Các loài cây này hoàn toàn dễ kiếm tìm ngoài tự nhiên và chúng cũng có sức sống khá mạnh mẽ

- PGS TS Nguyễn Việt Anh, Chủ nhiệm Đề tài hợp tác nghiên cứu giữa Trường Đại học Tổng hợp Linkoeping (Thụy Điển) và Trung tâm Kỹ thuật Môi trường đô thị và khu công nghiệp về xử lý nước thải sinh hoạt bằng bãi lọc trồng cây" cho biết: "Chúng tôi đang tiến hành thử nghiệm Bãi lọc ngầm trồng cây có dòng chảy thẳng đứng sử dụng các vật liệu sỏi, gạch để xử lý nước thải sau bể tự hoại, trồng các loại thực vật dễ kiếm, phổ biến ở nước ta như Cỏ nến, Thủy trúc, Sậy, Phát lộc, Mai nước, Kết quả rất khả quan, nước thải

ra đạt tiêu chuẩn xả ra môi trường hay tái sử dụng lại Công nghệ này rất phù hợp với điều kiện của Việt Nam, nhất là cho quy mô hộ, nhóm hộ gia đình, các điểm du lịch, dịch vụ, các trang trại, làng nghề, ”

Hệ thống thực vật rất quan trọng trong cấu tạo của bãi lọc ngầm một số thực vật được chọn lựa như: cỏ nến, cỏ năn, lau sậy, cỏ đuôi mèo, rau chai, mần trầu, thủy trúc, dầu mè, v.v

đã có những nghiên cứu về khả năng loại bỏ các chất ô nhiễm của các loài thực vật trên

- Đề tài của Nguyễn Hà Phương Ngân - sinh viên khoa môi trường và công nghệ sinh học Đại học Kỹ thuật công nghệ TP.HCM Đề tài nghiên cứu khoa học “Nghiên cứu xử lý

nước thải chăn nuôi bằng cây dầu mè (Jatropha curcas L.) trên mô hình bãi lọc thực vật”

Nước thải được lấy tại một trang trại chăn nuôi bò sữa và sau 30 ngày làm thí nghiệm đã thu tốc độ phát triển của cây chính là cây cao gần gấp rưỡi chiều cao ban đầu, chứng tỏ cây

có khả năng chịu đựng và thích nghi cao với nồng độ nước thải chăn nuôi, tốc độ phát triển của lá tăng 50% so với số lá ban đầu, khả năng tích lũy đạm trong cây cao đạt 39% lượng đạm đầu vào Trong đó, hàm lượng đạm tích lũy trong rễ 25%, thân 64%, lá 11% Lượng đạm tích lũy trong đất cũng khoảng 39%, còn lại được vi sinh vật chuyển thành N2 thoát hơi

- Sự kết hợp giữa bãi lọc ngầm và bể BASTAF trồng các loại thực vật nước dễ kiếm, phổ biến ở Việt Nam, do Viện Khoa hoc và Kỹ thuật môi trường (IESE), Trường Đại học xây dựng phát triển cho phép đạt chất lượng nước đầu ra đáp ứng tiêu chuẩn cột A hoặc cột B, QCVN 14:2008 và QCVN 24:2009 đối với các chỉ tiêu COD, SS, T-P, T-N, vi sinh vật, cho phép đạt tiêu chuẩn xả ra môi trường hay tái sử dụng lại nước thải, là công nghệ phù hợp với điều kiện của Việt Nam, nhất là ở các nhà chung cư cao tầng, nhóm hộ hay các hộ gia đình đơn lẻ, các công trình công cộng như cơ quan, trường học, bệnh viện, nhà hàng, khu du lịch, cũng như để xử lý nước thải có tỷ lệ các chất hữu cơ cao như nước thải công nghiệp thực phẩm, nước thải từ các làng nghề chế biến nông sản, thực phẩm.Khác với bãi lọc tự nhiên, thường là nơi tiếp nhận nước thải sau khi xử lý, với chất lượng đã đạt yêu cầu theo tiêu chuẩn và chúng chỉ làm nhiệm vụ xử lý bậc cao hơn, bãi lọc nhân tạo có trồng cây là một thành phần trong hệ thống các công trình xử lý nước thải sau bể tự hoại

hay sau xử lý bậc hai Nhóm nghiên cứu đã lắp đặt và chạy mô hình XLNT với Bể tự hoại

và Bãi lọc ngầm trồng cây dòng thẳng đứng (VFCW), với các chế độ vận hành khác nhau, đánh giá hiệu quả xử lý, với ảnh hưởng của tải trọng chất bẩn, thuỷ lực, loại vật liệu học, cây trồng, thời tiết…theo các tiêu chí COD, SS, N, P, Coliforms,… Các nội dung nghiên cứu khác là đánh giá sự phù hợp của công nghệ đối với các điều kiện địa phương (khí hậu, địa hình, đất đai, xã hội học…), khả năng tận dụng thực vật (biomass) sau thu hoạch

Ở Việt Nam, sử dụng công nghệ bãi lọc trồng cây trong xử lý môi trường chủ yếu mới trong giai đoạn nghiên cứu thử nghiệm Tuy nhiên việc sử dụng các hệ thống tự nhiên nói chung và hệ thống bãi lọc nhân tạo nói riêng đã bắt đầu được sử dụng, như hệ thống bãi lọc xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê ở Khe Sanh, hệ thống bãi lọc xử lý nước thải ở Thành phố Việt Trì

- Tại Thành phố Đà Nẵng, những mô hình áp dụng đất ngập nước hay bãi lọc nhân tạo cũng đã mang lại những thành công đáng kể Điển hình như việc làm sạch nước hồ Đầm Rong, hồ Thạc Gián bằng bèo Lục Bình Đây là nơi tập trung nước thải của cả khu vực dân

cư rộng khoảng 50 ha, mật độ từ 200 - 300 người/ha Công ty Môi trường đô thị Đà Nẵng cũng đã thiết kế các ô chứa lục bình giữa hồ, bố trí thành các hình hoa văn để vừa có tính thẩm mỹ, vừa xử lý được mùi hôi do tác dụng của lục bình, tạo sự thông thoáng cho mặt

hồ Theo công trình đạt giải nhất tại cuộc thi Sony Xanh tổ chức (2007), sinh viên Trường Đại học Bách Khoa đã thành công trong việc góp phần xử lý, làm sạch hồ 29/3 bằng hệ thống thực vật nổi trên mặt nước vừa đảm bảo chức năng môi trường và tạo thêm giá trị thẩm mỹ cho “Lá phổi Xanh” của Thành phố

Các nhà khoa học thuộc Khoa Môi trường, Trường Đại học Bách khoa TP Hồ Chí Minh

đã nghiên cứu ứng dụng đất ngập nước kiến tạo dòng chảy ngầm (bãi lọc ngầm trồng cây)

để xử lý các chất ô nhiễm và dư lượng kháng sinh chloramphenicol tồn tại trong nước thải các ao nuôi thủy sản khu vực Đồng bằng sông Cửu Long Kết quả nghiên cứu cho thấy, giải pháp ứng dụng đất ngập nước kiến tạo xử lý tái sử dụng cho nuôi trồng thủy sản là khả thi Ở các tải trọng thích hợp, chloramphenicol và các chất ô nhiễm giảm 50% COD, 85%

độ đục, 68% độ màu, 38% T-P, 43% T-N, gần 90% cặn lơ lửng và 40% CAP Nước thải sau khi qua mô hình đạt yêu cầu về chất lượng nước nuôi trồng thủy sản (TCVN 5943-

1995 và TCVN 5942-1995 loại A), có thể sử dụng tái sinh cho các ao nuôi

- Tại xã Minh Nông, Bến Gót, TP Việt Trì, vào năm 2005, mô hình hệ thống đất ngập nước nhân tạo đã được xây dựng để nghiên cứu chất lượng nước thải sinh hoạt có sự pha trộn ít nhiều của nước thải công nghiệp sau khi đi qua mô hình đã cho thấy chất lượng nước được cải thiện rỏ rệt Hay tại làng giấy Phong Khuê, tỉnh Bắc Ninh, mô hình đất ngập nước