Thí nghiệm được sắp xếp theo thiết kế hoàn toàn ngẫu nhiên với 3 yếu tố (1) tốc độ tải thủy lực (7 và 14 L / phút), (2) thảm thực vật (có và không có thực vật) và (3) bổ sung sục khí (có và không bổ sung), 3 lần lặp lại cho mỗi lần điều trị. Ảnh hưởng và nước thải từ dòng chảy bề mặt xây dựng vùng đất ngập nước được đánh giá vào 14, 28 và 42 ngày. Kết quả cho thấy hệ thống có H. acutigluma và không bổ sung sục khí hoạt động với tốc độ dòng 7 L / phút có hiệu quả loại bỏ cao hơn so với các phương pháp điều trị (không có thực vật). Bổ sung sục khí được hỗ trợ cho hiệu quả nitrat hóa và TSS và COD, tuy nhiên, nó không ảnh hưởng đến hiệu quả loại bỏ NH4 +, TN, PO4 -P và TP. Hiệu quả loại bỏ của TSS, COD, NH4 -N, TN, PO4 -P và TP lần lượt là 49,0-63,5, 30,8-48,5, 91,9-96,6, 38,9- 40,7, 14,0-20,3 và 11,7-14,9%. Nước thải từ vùng đất ngập nước trồng H. acutigluma có nồng độ NH4 -N đáp ứng cột A1 trong khi nồng độ TSS đáp ứng cột A2 và COD đáp ứng B1 của quy định kỹ thuật Việt Nam về chất lượng nước mặt (QCVN 08-MT: 2015 BTNM). H. acutigluma tăng trưởng tốt trong tất cả các hệ thống xử lý với số lượng chồi và sinh khối tăng ở mức 4,5,5 và 9-12 lần so với mức ban đầu.
Trang 1KH NYNG X) LÝ N C TH I AO NUÔI THÂM CANH
DÒNG CH Y M!T LIÊN T;C K T H_P V I C` MaM M'
(Hymenachne acutigluma)
Lê Di
Lê Di m Ki um Ki u1111, , , , NguyNguyNguy n Minh n Minh n Minh tttt2222, Nguy, Nguy n Xuân L)cn Xuân L)c2222, , , , Ph
Ph m Qu.c Nguyêm Qu.c Nguyêm Qu.c Nguyênnnn1111, Nguy n V n Công, Nguy n V n Công2222, Ngô Th, Ngô ThKy Di m TrangKy Di m Trang2222
TÓM T
TÓM T TTTT
Thí nghi8m $ %c b trí hoàn toàn ng9u nhiên v#i 3 nhân t (1) l u l %ng n #c n p (7 và 14 L/phút), (2) thFc v;t (có c• M@m m‚ và không ( C)) và (3) sKc khí (có và không sKc khí), mŠi nghi8m thbc có 3 l^n lBp
l i Ch5t l %ng n #c $^u vào và $^u ra c"a h8 th.ng $5t ng;p n #c ch6y mBt $ %c kh6o sát C các thUi $i3m
14, 28 và 42 ngày K<t qu6 thí nghi8m cho th5y, các h8 th.ng không sKc khí k<t h%p c• M@m m‚ v#i l u
l %ng n p n #c 7 L/phút có hi8u su5t xL lý cao h n nghi8m thbc C SKc khí hŠ tr% cho quá trình nitrat hóa và xL lý TSS và COD, tuy nhiên h^u nh không 6nh h Cng $<n hi8u su5t xL lý NH4-N, TN, PO4-P và TP Hi8u su5t xL lý TSS, COD, NH4-N, TN, PO4-P và TP l^n l %t là 49,0-63,5, 30,8-48,5, 91,9-96,6, 38,9-40,7, 14,0-20,3 và 11,7-14,9% N #c th6i $^u ra c"a các h8 th.ng có thFc v;t có NH4-N $ t c)t A1, TSS $ t c)t A2 và COD $ t chumn B1 và QCVN 08-MT: 2015 BTNMT C• M@m m‚ sinh tr Cng và phát tri3n t.t trong h8 th.ng thí nghi8m v#i s ch@i và sinh kh.i t ng 4-4,5 và 9-12 l^n so v#i khi b t $^u thí nghi8m
T
TX khoá:X khoá: Ch6y mBt, c• M@m m‚, $5t ng;p n #c ki<n t o, l u l %ng n p n #c, n #c th6i ao nuôi cá Tra
1 GI+I THI#U6
@ng bwng sông CLu Long ( BSCL) là vùng
nuôi cá Tra (Pangasianodon hypophthalmus) l#n
nh5t Vi8t Nam Tuy nhiên, ho t $)ng nuôi cá Tra
thâm canh crng $ang làm gia t ng tình tr ng ô
nhi m môi tr Ung n #c •#c tính s6n xu5t ra 1 kg cá
Tra sJ th6i ra môi tr Ung 25,2 g N và 12,6 g P [1] 3
h n ch< sF tích tK dinh d ‚ng trong ao, ng Ui nuôi
ph6i thay n #c th Ung xuyên, l %ng n #c $ %c thay
t ng d^n theo thUi gian nuôi (30-40%) [2] và trong
thFc ti n $ u th6i trFc ti<p ra môi tr Ung không qua
xL lý [3], làm suy gi6m ch5t l %ng ngu@n n #c [4]
Hi8n nay có nhi u ky thu;t xL lý n #c th6i nh ng do
chi phí cao nên vi8c áp dKng còn r5t h n ch< SL
dKng h8 th.ng $5t ng;p n #c ( NN) ki<n t o $3 xL
lý ô nhi m có th3 kinh t< h n so v#i các ch2n lFa
khác vì ít t.n n ng l %ng, d v;n hành và chi phí th5p
[5] Tuy nhiên, v5n $ khó kh n hi8n nay là di8n tích
1 Khoa Tài nguyên và Môi trường, Trường Đại học Đồng
Tháp
2 Khoa Môi trường & Tài nguyên Thiên nhiên, Trường Đại
dành cho xL lý n #c th6i vì v;y c^n xác $ nh l u
l %ng n p phù h%p $3 có th3 t ng kh6 n ng xL lý và giúp gi6m di8n tích sL dKng c"a h8 th.ng NN C• M@m m‚ là loài thFc v;t thích nghi v#i $i u ki8n
NN, phân b r)ng C BSCL, $@ng thUi có kh6
n ng h5p thK $ m cao [6, 7], $ %c sL dKng làm ngu@n thbc n cho gia súc nên r5t thích h%p cho vi8c thi<t k< h8 th.ng xL lý n #c th6i Vì v;y, nghiên cbu này $ %c thFc hi8n nhwm kh6o sát kh6 n ng xL lý
n #c th6i ao nuôi cá Tra c"a c• M@m m‚ trong h8 th.ng NN ch6y mBt liên tKc
2 PH NG PHÁP NGHIÊN C U 2.1 Các thông s
2.1 Các thông s thi<t k< h8 th.ng xL l thi<t k< h8 th.ng xL l thi<t k< h8 th.ng xL lý ý ý H8 th.ng có hình ch? nh;t v#i kích th #c 1,0 x 5,5 x 1,0 m, có 3 vách ng n (0,8 x 0,5 x 1,0 m) chia h8 th.ng ra làm 4 ng n, di8n tích mBt trên và d #i c"a mŠi ng n là 1,0 x 1,0 và 0,7 x 0,7 m, th3 tích t ng bng là 0,73 m3, th3 tích c6 h8 th.ng là 2,92 m3 Khe thông n #c (0,2 x 0,5 x 1,0 m) gi?a các ng n t o dòng ch6y theo $ Ung zigzag (hình 1) H8 th.ng
$ %c lót m)t l#p b t $3 n #c không thmm th5u vào
$5t
Trang 2
Hình 1 S
Hình 1 S $ $ $@ h8 th.ng thí nghi8m@ h8 th.ng thí nghi8m@ h8 th.ng thí nghi8m
2.2
2.2 BBB trí thí trí thí trí thí nghinghinghi8888mmm
Thí nghi8m $ %c b trí hoàn toàn ng9u nhiên v#i
8 nghi8m thbc bao g@m thFc v;t (c• M@m m‚, MM)
và không thFc v;t ( C), 2 mbc l u l %ng n #c $^u vào k<t h%p v#i $i u ki8n có và không bp sung khí (sKc khí, SK) (b6ng 1) MŠi nghi8m thbc $ %c lBp l i
3 l^n, $ %c b trí C 5p Tân Trong, xã Tân My, huy8n L5p Vò, t/nh @ng Tháp
B6 B6ng ng ng 1111 NghiNghiNghi8888m thm thm thbbbbc c c c"c"c"a a a thí thí thí nghinghinghi8888mmm Nghi8m thbc L u l %ng n p (L/phút) ThUi gian l u n #c (giU) ThFc v;t SKc khí
C14 14 3,5 Không Không
C14SK 14 3,5 Không Có
C• M@m m‚ $ %c ch2n có kích c‚ t ng $@ng
v#i chi u cao cây trung bình 69,5±6,5 cm K<t qu6
th m dò t i các h8 sinh thái tF nhiên cho th5y m;t $)
c• M@m m‚ trung bình là 72 cây/m2 và theo Vymazal
[8] m;t $) thFc v;t chi<m 50% di8n tích mBt h8 th.ng
sJ $ t hi8u su5t lo i b• t.i u các ch5t dinh d ‚ng Vì
v;y, m;t $) thFc v;t $ %c sL dKng trong thí nghi8m
này là 60 cây/m2 và kh.i l %ng t ng $ ng nhau (2
kg sinh kh.i t i/m2)
* L u l %ng n p n #c
ThUi gian t@n l u n #c (HRT) $ %c tính theo
công thbc:
[9]
Theo Sculz et al [10] HRT là 3,5 giU trC lên sJ
giúp lo i b• ch5t dinh d ‚ng d thXa trong n #c th6i
th"y s6n t.t h n, vì v;y C nghiên cbu này ch2n:
- HRT1 là 3,5 giU t ng $ ng l u l %ng n p Q1
là 14 L/phút (14 L)
- HRT2 = 2 x HRT1 = 7 giU, t ng bng v#i l u
l %ng n p Q2 = 7 L/phút (7 L)
N #c th6i cung c5p cho h8 th.ng $ %c l5y tX ao
nuôi cá Tra có di8n tích 3.000 m2 v#i m;t $) cá 50 cá
th3/m2, C tháng thb 6-7, kh.i l %ng cá trung bình
kho6ng 800-900 g/con, hàng ngày cá $ %c n thbc n
viên d ng npi c"a VinhHoanfeed 40% $ m
2.3 Ph ng pháp thu và phân tích m
2.3 Ph ng pháp thu và phân tích m9u n #c9u n #c9u n #c
M9u n #c $ %c thu trong 3 $%t (14, 28 và 42
ngày sau khi b trí) theo d ng tp h%p (thu liên ti<p 3
ngày/1 $%t), t i $^u vào và $^u ra c"a mŠi h8 th.ng
tX 7 $<n 9 giU sáng (hình 1) Các ch/ tiêu nhi8t $),
pH và DO $ %c $o trFc ti<p vào thUi $i3m thu m9u
t i khu thí nghi8m bwng các máy c^m tay t ng bng
HI 8314 và HI 9146 (Hanna Instruments, Hungary) M9u n #c $ %c thu theo ph ng pháp tp h%p và tr?
l nh $3 phân tích các ch/ tiêu TSS, COD, NO2-N,
NO3-N, NH4-N, TKN, PO4-P và TP Ph ng pháp phân tích m9u n #c $ %c th3 hi8n C b6ng 2
B6 B6ng ng ng 2222 Ph ng Ph ng Ph ng pháphápháp phân p phân p phân títítítích chch chch ch5555t lt lt l %%%%ng nng nng n ####cccc Ch/ tiêu n v Ph ng pháp TSS mg/L Ph ng pháp l2c v#i gi5y l2c
0,45 µm COD mg/L Ph ng pháp K2Cr2O7
NO2-N mg/L Ph ng pháp Colorimetric
NO3-N mg/L Ph ng pháp Salixylat
NH4-N mg/L Ph ng pháp Indophenol blue TKN mg/L Ph ng pháp Kjeldahl
PO4-P mg/L Ph ng pháp Ascobic axit
TP mg/L Ph ng pháp Ascobic axit Hi8u su5t xL lý $ %c xác $ nh theo công thbc: H (%) = (C1-C2)/C1*100 Trong $ó: H - Hi8u su5t xL lý
n #c th6i (%); C1 - (mg/L) n@ng $) ch5t ô nhi m trong n #c th6i tr #c khi xL lý; C2 - (mg/L) n@ng $) ch5t ô nhi m trong n #c th6i sau khi xL lý
2.4 Ph ng pháp theo d 2.4 Ph ng pháp theo dõi các chõi các chõi các ch/ tiêu thFc v;t/ tiêu thFc v;t/ tiêu thFc v;t
o chi u cao thân, dài r , $<m s ch@i (5 cây ng9u nhiên/ng n), kh.i l %ng t i c"a c6 ng n C $^u vào và k<t thúc thí nghi8m, thu m9u $ i di8n s5y
105oC $3 xác $ nh sinh kh.i khô
Trang 32.5 Ph ng Ph ng Ph ng pháphápháp xp xp xL lý L lý L lý ssss lililili8888uuuu
SL dKng ph^n m m IBM SPSS 22 (IBM Corp.,
Armonk, NY, USA) $3 phân tích ph ng sai $a nhân
t các thông s ch5t l %ng n #c và sinh kh.i thFc
v;t So sánh trung bình gi?a các nghi8m thbc dFa
vào ki3m $ nh Tukey C mbc ý ngh’a 5% SL dKng
ph^n m m Sigmaplot 12.5 (San Jose, California,
USA) $3 vJ bi3u $@
3 K T QU VÀ TH O LU!N
3333.1.1.1 ChChCh5555t lt lt l %%%%ng nng nng n ####cccc th6 th6 th6i ao nuôi thâm canh i ao nuôi thâm canh i ao nuôi thâm canh cá cá
Tra
Tra
Ch5t l %ng n #c $^u vào c"a thí nghi8m có các ch/ tiêu nhi8t $), PO4-P, TN, TP t ng tF so v#i các nghiên cbu khác Nhìn chung, ch5t l %ng n #c th6i
$^u vào có các thông s COD, NH4-N và PO4-P ch a
$ t ch5t l %ng n #c $ %c x6 th6i vào các l u vFc dùng cho giao thông th"y và các mKc $ích khác v#i yêu c^u ch5t l %ng th5p (c)t B2 QCVN 08-MT: 2015 BTNMT) (b6ng 3) Do $ó, c^n có bi8n pháp gi6m thi3u n@ng $) các ch5t này trong n #c th6i ao nuôi
cá Tra tr #c khi th6i ra sông
B6 B6ng ng ng 3333 ChChCh5555t lt lt l %%%%ng nng nng n ####c c c th6th6th6i ao nuôi thâm canh i ao nuôi thâm canh i ao nuôi thâm canh cá cá cá TraTraTra
%t thu m9u (ngày)* K<t qu6 nghiên cbu khác Ch/ tiêu n
v 14 28 42
QCVN 08-MT:2015 BTNMT (B2) Nguyên Ph m Qu.c và ctv.[2]
Cao V n Thích [3] Nhi8t $) oC 29,6±0,1 30,1±0,2 30,2±0,2 - 29,9 ±0,2
pH 5,8±0,3 6,6±0,5 7,0±0,3 5,5-9 6,4-6,9 7,4±0,1
DO mg/L 5,5±1,1 5,7±0,7 3,6±0,3 ≥ 2 0,6-2,3 4,7±0,7 TSS mg/L 62,2±7,2 63,0±6,3 70,8±5,4 100 179,0±40,3 COD mg/L 71,3±1,6 47,8±3,2 50,1±6,6 50 13,2±3,0
NO2-N mg/L 0,02±0,01 0,01±0,00 0,01±0,00 0,05 0,2-0,3 0,13 ±0,09
NO3-N mg/L 0,01±0,00 0,01±0,00 0,01±0,00 15 0,2-0,9 1,9±0,1
NH4-N mg/L 0,8±0,1 0,9±0,3 1,1±0,3 0,9
TN mg/L 11,3±0,5 12,4±0,7 12,3±0,6 - 19,8-21,5
PO4-P mg/L 1,1±0,1 1,2±0,02 1,3±0,1 0,5 1,1±0,9
TP mg/L 1,3±0,1 1,3±0,02 1,4±0,1 - 4,4±1,5
Ghi chú: *Trung bình ± $) l8ch chumn (n=3)
3.2
3.2 •••nh hnh hnh h CCCCng ng ng c"c"c"a a a cácácác nhân tc nhân tc nhân t thí thí thí nghinghinghi8888m m m $<$<$<n n
kh6
kh6 n ng xn ng xn ng xL lý L lý L lý nnnn ####cccc
B6 B6ng 4 Kng 4 Kng 4 K<<<<t qut qut qu6666 phân tích ph ng sai $a nhân t phân tích ph ng sai $a nhân t phân tích ph ng sai $a nhân t ((((giá tr giá tr giá tr p)p)p) Thông s
ch5t l %ng
n #c
SKc khí
L %ng
n #c
n p
ThFc v;t
SKc khí*L %ng
n #c n p
SKc khí*ThFc v;t
L %ng
n #c n p*
ThFc v;t
SKc khí*L %ng
n #c
n p*ThFc v;t Nhi8t $) 0,130 0,000 0,448 0,836 0,535 0,302 0,783
pH 0,000 0,005 0,158 0,797 0,441 0,847 0,653
DO 0,549 0,814 0,000 0,011 0,814 0,985 0,892
TSS 0,083 0,629 0,004 0,408 0,782 0,907 0,499
COD 0,000 0,008 0,000 0,824 0,282 0,833 0,548
NO2-N 0,000 0,166 0,735 0,018 0,528 0,054 0,013
NO3-N 0,000 0,052 0,662 0,058 0,456 0,043 0,690
NH4-N 0,000 0,100 0,000 0,359 0,000 0,235 0,508
TN 0,280 0,000 0,000 0,012 0,299 0,078 0,004
PO4-P 0,038 0,000 0,929 0,556 0,070 0,472 0,328
TP 0,014 0,025 0,177 0,727 0,052 0,001 0,152
Ghi chú: Giá tr p in $;m là có ý ngh’a C mbc 5%, n=3
Trang 4a ph^n không có sF t ng tác gi?a 3 y<u t sKc
khí, l %ng n #c n p và thFc v;t $<n ch5t l %ng môi
tr Ung n #c $^u ra c"a h8 th.ng xL lý (p>0,05, b6ng
4), do $ó, ch/ có sF 6nh h Cng riêng l‡ c"a tXng y<u
t $<n các thông s ch5t l %ng n #c $^u ra Ch5t
l %ng n #c sau khi qua h8 th.ng h^u h<t $ u ch u
6nh h Cng c"a $i u ki8n SK (ngo i trX nhi8t $), DO,
TSS, TN), trong khi l u l %ng n p 6nh h Cng $<n
nhi8t $), pH, COD, TN, PO4-P, TP và y<u t thFc v;t
6nh h Cng $<n DO, TSS, COD, NH4-N và TN
(p<0,05, b6ng 4)
3.3 Di
3.3 Di n bin bin bi<<<<n $n $n $BBBBc c c títítítính nh nh lý hólý hólý hóa na na n ####cccc
3.3.1 Di n bi<n c"a nhi8t $), pH, DO, TSS và
COD
Nhi8t $) n #c C các nghi8m thbc dao $)ng trong
kho6ng 29,3-30,2˚C và có khuynh h #ng gi6m khi qua
h8 th.ng xL lý C thUi $i3m 28 và 42 ngày Vào ngày
28, t5t c6 nghi8m thbc có l u l %ng n p 7 L/phút có
nhi8t $) $^u ra th5p h n $^u vào (p<0,05, hình 2A) do
thUi gian l u n #c lâu h n và mFc n #c th5p nên
nhi8t $) n #c gi6m, trong khi không có sF khác bi8t
nhi8t $) n #c $^u vào và $^u ra khi h8 th.ng v;n
hành 14 L/phút Nh ng trong thUi $i3m 42 ngày, ch/
có C14SK có nhi8t $) n #c $^u ra gi.ng v#i $^u
vào, có th3 do thFc v;t phát tri3n $ã giúp gi6m c Ung
$) ánh sáng chi<u vào n #c nên $ã gi6m nhi8t $)
n #c SF hi8n di8n c"a thFc v;t và SK không 6nh
h Cng $<n nhi8t $) n #c (p<0,05, b6ng 4)
Giá tr pH n #c c"a các nghi8m thbc dao $)ng
6,5-7,1, C $%t 14 ngày pH n #c $^u ra $ u t ng khi
qua h8 th.ng xL lý (p<0,05, hình 2B) Tuy nhiên, C
$%t 28 và 42 ngày pH n #c c"a các nghi8m thbc
không khác nhau dao $)ng 6,8-7,1 và không khác bi8t
v#i $^u vào (p>0,05, hình 2B) i u ki8n pH này h n
ch< quá trình chuy3n hóa NH4→NH3 và t o $i u ki8n
thu;n l%i cho nitrat hóa vì quá trình nitrat hóa th Ung
gi6m xu.ng khi pH<6,0 [11], $i u ki8n pH này crng
$ t c)t A1 c"a QCVN 08-MT: 2015 BTNMT
N@ng $) oxy hòa tan (DO) C các nghi8m thbc
dao $)ng 3,6-5,7 mg/L, sau khi qua h8 th.ng n@ng $)
DO c"a n #c $^u vào và $^u ra và gi?a các nghi8m
thbc ch/ khác nhau C thUi $i3m 14 ngày (p<005, hình
2C), cK th3 DO n #c $^u vào cao h n DO C n #c $^u
ra nghi8m thbc MM7SK và MM14SK Nguyên nhân
có th3 là do C thUi $i3m 14 ngày c• M@m m‚ ch a
phát tri3n t.t và sF phát tri3n c"a t6o C nghi8m thbc
C chi<m u th< $ã giúp DO c"a n #c th6i sau khi
qua h8 th.ng C cao h n h8 th.ng có c• M@m m‚ Tuy nhiên, $<n thUi $i3m 28 và 42 ngày DO c"a n #c th6i sau khi qua các h8 th.ng không khác nhau và không khác v#i $^u vào (p>0,05, hình 2C) N@ng $)
DO c"a n #c khi qua h8 th.ng không ch u 6nh
h Cng c"a l u l %ng n p và $i u ki8n SK, vì SK ch/
$ %c thFc hi8n C ng n 1 và có th3 do quá trình nitrat hóa $ã tiêu hao oxy trong n #c, oxy hoá 1 mg
NH4→NO3- c^n $<n 4,6 mg oxy [12], bên c nh $ó h8 th.ng $ %c n p n #c th6i liên tKc crng góp ph^n t ng oxy C các h8 th.ng không SK (hình 2C) K<t qu6 này
t ng tF nh nghiên cbu c"a Sculz et al [10] v#i n@ng $) DO t ng bng thUi gian l u n #c 3,5, 5,5 và
11 giU là 5,6, 4,1 và 3,5 mg/L
N@ng $) TSS trong n #c th6i $^u vào c"a các
$%t dao $)ng 62,2-70,8 mg/L, sau khi qua h8 th.ng
xL lý n@ng $) TSS c"a các nghi8m thbc h^u h<t $ u gi6m ngo i trX các h8 th.ng C không SK (p<0,05, hình 2D) Trong $ó, sF hi8n di8n c"a thFc v;t crng giúp gi6m TSS t.t h n C C $i u ki8n n p 7 L và không SK %t 14 và 28 ngày nghi8m thbc MM7SK
có n #c $^u ra $ t c)t A1 trong khi nghi8m thbc MM14 (14 ngày) và MM7 (42 ngày) $ t c)t A2 c"a QCVN 08-MT: 2015 BTNMT Hi8u su5t xL lý TSS c"a các nghi8m thbc có thFc v;t dao $)ng 49,0-63,5%, cao h n các nghi8m thbc C 23,9 và 28,1% và CSK
là 40,3 và 51,1% i u này cho th5y, c• M@m m‚ $ã
$óng góp vai trò quan tr2ng trong vi8c làm gi6m n@ng $) TSS c"a h8 th.ng thí nghi8m, vì trong NN dòng ch6y mBt TSS $ %c lo i b• hi8u qu6 thông qua vi8c l ng tK và l2c qua th6m thFc v;t [8]
N@ng $) COD c"a n #c th6i ao nuôi $^u vào dao
$)ng 47,8-71,3 mg/L, sau khi qua h8 th.ng xL lý n@ng $) COD c"a các nghi8m thbc $ u gi6m so v#i
$^u vào (p<0,05), trX tr Ung h%p các nghi8m thbc
C không SK Các h8 th.ng có k<t h%p v#i c• M@m m‚ th Ung có n@ng $) COD $^u ra th5p h n so v#i
C (hình 2E) Các nghi8m thbc có thFc v;t và CSK h^u h<t $ u có COD th5p h n 50 mg/L $ t c)t B2 QCVN 08-MT: 2015 BTNMT Nghi8m thbc MM7SK
C 28 và 42 ngày và MM14SK C thUi $i3m 42 ngày có COD dao $)ng 22,4-29,3 mg/L $ t c)t B1 QCVN 08-MT: 2015 BTNMT Hi8u su5t xL lý COD c"a các nghi8m thbc có thFc v;t v#i l u l %ng n p 7 L C $i u ki8n không SK và SK l^n l %t là 30,8 và 48,5% và 14 L
là 25,8 và 35,2% Nh v;y, kh6 n ng xL lý COD ch u 6nh h Cng c"a $i u ki8n SK, sF hi8n di8n c"a thFc v;t và l %ng n #c n p vào h8 th.ng K<t qu6 này
Trang 5t ng tF nghiên cbu kh6 n ng xL lý n #c th6i ao nuôi
cá tra c"a c• M@m m‚ trong h8 th.ng NN ch6y
mBt theo m‡ v#i kh6 n ng xL lý COD t ng khi có
thFc v;t và thUi gian l u
Hì
Hình nh nh 2222 DiDiDi n bin bin bi<<<<n nhin nhin nhi8888t $t $t $) ) ) ((((AAA)))), , , , pH pH pH ((((BBB)))), , , , DO DO DO ((((CCC)))), , , , TSS TSS
((((DDD) ) ) và và và COCOCOD (E) trong nD (E) trong nD (E) trong n ####c qua c qua c qua cácácác $c $c $%%%%t thu mt thu mt thu m9999uuuu
Ghi chú: Trong cùng m)t thUi $i3m các c)t
(trung bình ± $) l8ch chumn, n=3) có cùng ch? (a,b)
không khác bi8t C mbc ý ngh’a 5% dFa vào ki3m $ nh
Tukey
3.3.2 Di n bi<n n@ng $) $ m và lân
N@ng $) NO2-N c"a n #c th6i ao nuôi $^u vào
t ng $.i th5p dao $)ng 0,006-0,011 và có xu h #ng
t ng lên trong n #c $^u ra (p<0,05, hình 3A), cK th3
v#i $i u ki8n có SK C ngày thb 42 Qua $ó có th3
th5y, $i u ki8n SK c6i thi8n quá trình nitrit hóa di n
ra trong h8 th.ng làm n@ng $) NO2-N $^u ra t ng lên
và C nghi8m thbc C7SK có n@ng $) NO2-N v %t
chumn c)t A1 QCVN 08-MT: 2015 BTNMT i u này
c^n $ %c quan tâm vì NO2-N cao trong n #c sJ 6nh
h Cng $<n $Ui s.ng $)ng v;t th"y sinh Qua $ây
crng có th3 th5y, quá trình nitrat hóa di n ra ch a
ph6i tuy8t $.i vì n #c $^u ra còn nhi u NO2-N N@ng
$) NH4-N c"a n #c $^u ra th5p h n r5t nhi u so v#i
n@ng $) trong n #c $^u vào (p<0,05, hình 3C) chbng
t• có quá trình nitrat hóa di n ra trong h8 th.ng,
minh chbng qua n@ng $) NO3-N c"a n #c $^u ra cao
h n $^u vào, th3 hi8n rõ C các nghi8m thbc có SK
(p<0,05, hình 3B) Nghi8m thbc C7 và C14 không
SK $ u có n@ng $) NH-N $^u ra cao h n các
nghi8m thbc còn l i (p<0,05) N@ng $) NH4-N t i $^u
ra c"a các h8 th.ng có thFc v;t và các nghi8m thbc
SK không khác bi8t v#i nhau và $ u $ t chumn c)t A1 QCVN 08-MT: 2015 BTNMT v#i hi8u su5t xL lý dao
$)ng 91,9-96,6%, cao h n nghi8m thbc C không SK v#i hi8u su5t ch/ 46,4-55,8%, $ã cho th5y sF hi8n di8n c"a c• M@m m‚ $ã góp ph^n quan tr2ng trong quá trình lo i b• NH4-N ra kh•i n #c th6i qua c ch< h5p thK t o sinh kh.i hay giúp t ng oxy trong n #c t o
$i u ki8n thu;n l%i cho quá trình nitrat hóa Bp sung khí crng c6i thi8n quá trình nitrat hóa làm cho n@ng
$) NO3-N $^u ra c"a các nghi8m thbc có SK $ u cao
h n các nghi8m thbc không SK (p<0,05, hình 3B, b6ng 4) Hi8u qu6 xL lý NH4-N C $i u ki8n thí nghi8m này cao h n h8 th.ng NN ch6y mBt k<t h%p v#i lKc bình C thUi gian l u 36 giU $ t hi8u su5t
xL lý là 67,9% [13] vì h8 th.ng NN này có n@ng $)
DO th5p (0,19-1,27 mg/L), m)t h8 th.ng NN k<t h%p v#i nhi u loài thFc v;t th"y sinh xL lý n #c th6i nuôi th"y s6n crng $ã ghi nh;n hi8u su5t xL lý NH4
-N $ t 30-31% trong thUi gian l u 3,5-11 giU [10], nguyên nhân có th3 là do sF khác bi8t v n@ng $)
DO và nhi8t $) n #c C hai h8 th.ng này
Hì Hình 3nh 3nh 3 Di Di Di n bin bin bi<<<<n nn nn n@@@@ng $ng $ng $) ) ) NONO2222 N (A), NON (A), NO3333 N (B), N (B),
NH4444 N (C), TN (D), PON (C), TN (D), PO4444 P P P ((((EEE) ) ) và và và TP TP TP ((((FFFF) ) ) qua qua qua cácácác $c $c $%%%%t t t t
thu m thu m9999uuuu
Ghi chú: Trong cùng m)t thUi $i3m các c)t (trung bình ± $) l8ch chumn, n=3) có cùng ch? (a,b) không khác bi8t C mbc ý ngh’a 5% dFa vào ki3m $ nh Tukey
Trang 6N@ng $) TN $^u vào c"a các nghi8m thbc dao
$)ng 11,3-12,4 mg/L và gi6m sau khi qua h8 th.ng
xL lý Nhìn chung, n #c th6i $^u ra c"a các nghi8m
thbc có thFc v;t có n@ng $) TN th5p h n C và C l u
l %ng n p 7 L th5p h n 14 L cK th3 là C thUi $i3m 28
và 42 ngày (hình 3D) Nh v;y, l u l %ng n p 7
L/phút có sF tham gia c"a thFc v;t sJ giúp xL lý TN
hi8u qu6 h n vì thFc v;t giúp h5p thu $ m NH4 và
NO3- $3 sinh tr Cng và t ng l %ng oxy trong n #c hŠ
tr% cho quá trình phân h"y $ m h?u c và chuy3n
hóa các ch5t vô c , quá trình này sJ càng hi8u qu6
khi thUi gian l u càng t ng Hi8u su5t xL lý TN c"a
các nghi8m thbc có thFc v;t là 38,9-40,7% C l u l %ng
n p 7 L và 24,6-25,3% C l %ng n p 14 L, t ng tF nh
h8 th.ng NN k<t h%p v#i thFc v;t th"y sinh v#i
hi8u su5t xL lý TN là 19, 24 và 30% t ng bng v#i thUi
gian l u 3,5, 5,5 và 11 giU [10] Tóm l i, hi8u qu6 xL
lý TN ch u 6nh h Cng c"a l u l %ng n p và thFc v;t,
SK c6i thi8n quá trình nitrat hóa nh ng h^u nh
không 6nh h Cng $<n kh6 n ng xL lý TN c"a h8
th.ng
N@ng $) PO4-P trong n #c th6i $^u ra c"a các h8
th.ng ch/ gi6m C $%t 28 và 42 ngày (p<0,05), các h8
th.ng không SK có n@ng $) PO4-P th5p h n SK (hình
3E) Hi8u su5t xL lý PO4-P c"a các nghi8m thbc có
l u l %ng n p 7 L là 14,0-20,3% cao h n so v#i l u
l %ng n p 14 L v#i hi8u su5t xL lý 8,4-15,8%, nghi8m
thbc MM7 và MM14 cao h n các nghi8m thbc khác
v#i hi8u su5t 20,3 và 15,8% Di n bi<n c"a n@ng $) TP khi qua h8 th.ng xL lý crng t ng tF nh n@ng $)
PO4-P vì d ng lân PO4- chi<m ph^n l#n l %ng lân trong n #c, C thUi $i3m 28 và 42 ngày các nghi8m thbc có thFc v;t và ngay c6 C C l u l %ng n p 14 L
$ u có n@ng $) TP trong n #c $^u ra th5p h n $^u vào (p<0,05) (hình 3F) Hi8u su5t xL lý TP c"a các nghi8m thbc dao $)ng 11,7-14,9% ch/ có nghi8m thbc
C 14 L ch/ $ t hi8u su5t xL lý là 4,8% K<t qu6 này
t ng tF nh nghiên cbu c"a Lê Di m Ki u và ctv C h8 th.ng NN ch6y mBt ch/ giúp gi6m lân sau 93 giU
l u n #c Ngoài nguyên nhân chính do thUi gian t@n
l u th5p, c• M@m m‚ còn $ %c $ánh giá là có kh6
n ng xL lý P th5p h n so v#i lKc bình và môn n #c trong thí nghi8m c"a Bùi Tr Ung Th2 [6] Hi8u su5t
xL lý TP C thí nghi8m này th5p h n nghiên cbu c"a Sculz et al [10] v#i hi8u su5t xL lý TP t ng theo thUi gian l u n #c 3,5-11 giU là 41-53% Nhìn chung, kh6
n ng xL lý PO4-P và TP c"a h8 th.ng phK thu)c vào
$i u ki8n SK và l u l %ng n p (hình 3F, b6ng 4) 3.4
3.4 Sinh trSinh trSinh tr CCCCng ng ng c"c"c"a tha tha thFFFFc vc vc v;;;;tttt Bên c nh hi8u qu6 xL lý n #c thì c• M@m m‚ crng t ng tr Cng sau 42 ngày thí nghi8m Chi u cao cây c"a c• M@m m‚ C các h8 th.ng $ u cao h n so v#i khi b t $^u thí nghi8m (p<0,05), trong $ó c• M@m m‚ C nghi8m thbc MM 7 (225,2 cm/cây) cao
h n nghi8m thbc MM14SK (211,2 cm/cây) (p<0,05, hình 4)
Hì
Hình nh nh 4444 Sinh trSinh trSinh tr CCCCng ching ching chi u u u dàdàdài thân i thân i thân ((((AAA)))), , , , dàdàdài ri ri r ( ( (BBB)))), , , , ssss lá lá lá ((((CCC)))), , , , ssss chchch@@@@i i i i ((((DDD)))), , , , sinh khsinh khsinh kh i t i i t i i t i ((((EEE) ) ) ) và và và sinh khsinh khsinh kh i khô i khô
((((FFFF) ) ) c"c"c"a a a c• c• c• MMM@@@@m mm mm m‚‚‚‚
Ghi chú: Trong cùng m)t thUi $i3m các c)t (trung bình ± $) l8ch chumn, n=20) có cùng ch? (a,b) không khác bi8t C mbc ý ngh’a 5% dFa vào ki3m $ nh Tukey Trong cùng m)t nghi8m thbc các c)t có cùng ch? (x,y) không khác bi8t C mbc ý ngh’a 5% dFa vào ki3m $ nh T-Test
Trang 7S ch@i c"a c• M@m m‚ crng t ng 4-4,5 so v#i
lúc b t $^u thí nghi8m Nghi8m thbc MM7SK có s
ch@i cao h n nghi8m thbc MM14SK Chi u dài r
c"a c• M@m m‚ C các nghi8m thbc có l u l %ng n p
7 L/phút không khác bi8t v#i $^u vào, trong khi
chi u dài r C l u l %ng n p 14 L/phút th5p h n so
v#i c• M@m m‚ C h8 th.ng có l %ng n p 7 L và th5p
h n lúc b t $^u thí nghi8m (p<0,05) Sau 42 ngày thí
nghi8m sinh kh.i t i và sinh kh.i khô t ng 9-12 l^n
(p<0,05) Sinh kh.i khô c"a nghi8m thbc MM7SK
cao h n nghi8m thbc MM14 và MM14SK (hình 4)
Nh v;y, thUi gian l u không nh?ng 6nh h Cng $<n
hi8u qu6 xL lý mà còn 6nh h Cng $<n kh6 n ng sinh
tr Cng c"a c• M@m m‚
4 K T LU!N VÀ KI N NGH(
Các h8 th.ng k<t h%p c• M@m m‚ có hi8u su5t
xL lý cao h n nghi8m thbc C C $i u ki8n không
SK SK hŠ tr% cho quá trình nitrat hóa và xL lý TSS,
COD, tuy nhiên h^u nh không 6nh h Cng $<n hi8u
qu6 xL lý hi8u su5t xL lý NH4-N, TN, PO4-P, TP Hi8u
su5t xL lý TSS , COD, NH4-N, TN, PO4-P và TP l^n
l %t là 49,0-63,5, 30,8-48,5, 91,9-96,6, 38,9-40,7,
14,0-20,3 và 11,7-14,9% N #c th6i $^u ra c"a các h8 th.ng
có thFc v;t có NH4-N $ t c)t A1, COD $ t chumn B1
và TSS $ t c)t A2 QCVN 08-MT: 2015 BTNMT
Bên c nh hi8u qu6 xL lý thì c• M@m m‚ sinh
tr Cng và phát tri3n t.t trong h8 th.ng thí nghi8m
v#i s ch@i và sinh kh.i c• M@m m‚ t ng 4-4,5 và
9-12 l^n so v#i khi b t $^u thí nghi8m
Có th3 áp dKng mbc l u l %ng n p 7 L/phút
(thUi gian l u n #c 7 giU) trong mô hình thFc t< $3
gi6i quy<t v5n $ ô nhi m n #c th6i tX ao nuôi cá tra
Tuy nhiên, mbc l u l %ng n p n #c 14 L/phút crng
là lFa ch2n kh6 thi khi l %ng n #c th6i tX ao nuôi quá
l#n K<t h%p v#i c• M@m m‚ và n p n #c liên tKc thì
không c^n bp sung khí oxy trong quá trình xL lý
L-I C M N
tài này $ %c hŠ tr% kinh phí tX $ tài c5p B)
mã s B2015.20.02
TÀI LI#U THAM KH O
1 Tr ng Qu.c Phú, 2012 Thành ph^n hóa h2c
bùn $áy ao nuôi cá Tra (Pangasianodon
hypophthalmus) thâm canh T p chí Khoa h2c -
Tr Ung i h2c C^n Th
2 Ph m Qu.c Nguyên, Lê H@ng Y, Nguy n V n
Công và Tr ng Qu.c Phú, 2014 Di n bi<n m)t s
ch/ tiêu ch5t l %ng n #c trong ao nuôi cá Tra (Pangasianodon hypophthalmus) thâm canh T p chí Khoa h2c - Tr Ung i h2c C^n Th (34A): 128-136
3 Cao V n Thích, 2008 Ch5t l %ng n #c và tích lry v;t ch5t dinh d ‚ng trong ao nuôi cá Tra (Pangasianodon hypophthalmus Sauvage, 1878) thâm canh C qu;n Ô Môn, thành ph C^n Th Lu;n
v n t.t nghi8m cao h2c ngành nuôi tr@ng th"y s6n
Tr Ung i h2c C^n Th
4 Lê Anh Tu5n, 2008 N #c cho nuôi tr@ng th"y s6n trong chi<n l %c quy ho ch th"y l%i $a mKc tiêu
C $@ng bwng sông CLu Long T p chí Khoa h2c -
Tr Ung i h2c C^n Th (2): 205-209
5 Brix H., 1994 Use of constructed wetlands in water pollution control: Historical development, present status, and future perspectives Water Science Technology 30(8): 200—223
6 Bùi Tr Ung Th2, 2010 Bc $i3m sinh h2c, kh6 n ng h5p thu dinh d ‚ng c"a môn n #c (Colocasia esculenta), lKc bình (Eichhonia crassipes), c• m@m (Hymenachne acutigluma) trong
n #c th6i sinh ho t Lu;n v n cao h2c Tr Ung i h2c C^n Th
7 Lê Di m Ki u, Ph m Qu.c Nguyên, Ngô ThKy Di m Trang, Tr^n Th Hu¥nh Nh , 2015 Di n bi<n thành ph^n $ m c"a n #c th6i ao nuôi thâm canh cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) trong
$i u ki8n th"y canh c• M@m m‚ (Hymenachne acutigluma) T p chí Khoa h2c - Tr Ung i h2c C^n
Th (Môi tr Ung): 80-87
8 Vymazal J., 2010 Constructed Wetlands for Wastewater Treatment Water (2): 530-549
9 Lê Hoàng Vi8t, 2014 Giáo trình ky thu;t xL lý
n #c th6i Tr Ung i h2c C^n Th
10 Schulz, C., J Gelbrecht and B Rennert, 2004 Constructed wetlands with free water surface for treatment of aquaculture effluents Journal of Applied Ichthyology (20-1): 64-70
11 Vymazal, J and L Kr¨opfelov´a, 2008 Is concentration of dissolved oxygen a good indictor of processes in filtration beds of horizontal-flow constructed wetlands? WasteWater Treatment, Plant Dynamics and Management: 311-317
12 Gerardi M H., 2006 Wastewater Bacteria New Jersey Published simultaneously in Canada
Trang 813 Díaz A., Atencio V and Pardo S., 2014
Assessment of an artificial free-flow wetland system
with water hyacinth (Eichhornia crassipes) for
treating fish farming effluents Revista Colombiana
de Ciencias Pecuarias (24):202-210
THE ABILITY OF FREE WATER SURFACE CONSTRUCTED WETLAND SYSTEMS WITH Hymenachne acutigluma FOR TREATING WASTEWATER FROM INTENSIVE FOR TREATING WASTEWATER FROM INTENSIVE CATFISHCATFISHCATFISH ( ( (Pangasianodon hypophthamus)
Le
Le Diem Kieu, Nguyen Minh Dat, Nguyen Xuan Loc, Diem Kieu, Nguyen Minh Dat, Nguyen Xuan Loc, Diem Kieu, Nguyen Minh Dat, Nguyen Xuan Loc, Pham Quoc Nguyen, Nguyen Van Cong, Ngo Thuy Diem Trang Pham Quoc Nguyen, Nguyen Van Cong, Ngo Thuy Diem Trang
Summary Summary The experiment was arranged in a completely randomized design with 3 factors (1) hydraulic loading rates (7 and 14 L/min), (2) vegetation (with and without plants) and (3) aeration supplementation (with and without supplementation), 3 replications for each treatment Influent and effluent from the surface flow constructed wetland were evaluated at 14, 28 and 42 days The results showed that the system with H acutigluma and without aeration supplementation operated with flow rate 7 L/min had higher removal efficiency than the control treatments (without plants) Supplement of aeration supported for nitrification and TSS and COD removal efficiencies, however, it did not affect removal efficiencies of NH4, TN, PO4-P and TP The removal efficiency of TSS, COD, NH4-N, TN, PO4-P and TP were 49.0-63.5, 30.8-48.5, 91.9-96.6, 38.9- 40.7, 14.0-20.3, and 11.7-14.9%, respectively The effluent from wetlands planted H acutigluma had
NH4-N concentration met the A1 column while TSS concentration met the A2 column and COD met the B1
of the Vietnamese technical regulation on surface water quality (QCVN 08-MT:2015 BTNM) H acutigluma grew well in all the treatment systems with the number of shoots and biomass increased at 4-4.5 and 9-12 times as compared to the beginning levels
Keywords: Surface flow, Hymenachne acutigluma, constructed wetland, hydraulic loading rate, wastewater from catfish pond
Ng
Ng Ui ph6n bi8n: Ui ph6n bi8n: Ui ph6n bi8n: PGS.TS Lê PGS.TS Lê PGS.TS Lê bcbcbc
Ngày nh
Ngày nh;n bài:;n bài:;n bài: 10/11/2017
Ngày thông qua ph
Ngày thông qua ph6n bi8n:6n bi8n:6n bi8n: 11/12/2017
Ngày duy
Ngày duy8t $ ng:8t $ ng:8t $ ng: 18/12/2017