Nghiên cứu khảo sát hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt của thực vật thủy sinh

Vớinhững tính chất trên nên thực vật thủy sinh được sử dụng trong các nghiên cứu xử lý nước thải nhằm làm giảm bớt hàm lượng các chất hữu cơ.. Kết quả nghiên cứu cho thấy trong số các lo

UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT

THUYẾT MINH ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN

Năm học 2013-2014

1 Tên đề tài: “ Nghiên cứu khảo sát hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt của thực vật thủy sinh”

2 Mã số: (do cán bộ quản lý ghi)

3 Loại hình nghiên cứu:  Cơ bản  Ứng dụng  Triển khai

4 Lĩnh vực nghiên cứu:

 Khoa học Xã hội và Nhân văn  Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ

 Khoa học Giáo dục

5 Thời gian thực hiện:

Từ tháng 10 năm 2013 đến tháng 04 năm 2014

6 Đơn vị quản lý về chuyên môn:

Khoa: Môi Trường

7 Giáo viên hướng dẫn:

Họ và tên: Phạm Thị Mỹ Trâm Học vị: Thạc sỹ

Đơn vị công tác (Khoa, Phòng): Khoa Môi Trường

Địa chỉ nhà riêng: Phú Chánh, Tân Uyên, Bình Dương

Điện thoại nhà riêng:

Di động: 0986 137 349 E-mail: mytrampham@yahoo.com

8 Nhóm sinh viên thực hiện đề tài:

Sinh viên chịu trách nhiệm chính:

Họ và tên: Võ Trần Hoàng Lớp: D11MT01

Email: votranhoang@gmail.com

Điện thoại: 0948723498

1

Các thành viên tham gia đề tài:

9 Tính cấp thiết của đề tài:

Thực vật đóng vai trò quan trọng trong quá trình tạo ra các chất hữu cơ từnhững chất vô cơ nhờ ánh sáng mặt trời Các loài thực vật không chỉ sống trênmặt đất mà chúng còn sống được ở những vùng ngập nước Những thực vật sống

ở vùng ngập nước được gọi là thực vật thủy sinh Vật chất có trong nước sẽ đượcchuyển qua hệ rễ của thực vật thủy sinh và đi lên lá, lá nhận ánh sáng mặt trời đểtổng hợp thành vật chất hữu cơ để xây dựng nên tế bào và tạo ra sinh khối Vớinhững tính chất trên nên thực vật thủy sinh được sử dụng trong các nghiên cứu

xử lý nước thải nhằm làm giảm bớt hàm lượng các chất hữu cơ

Nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý thải trực tiếp ra môi trường là mộttrong những nguyên nhân gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước, do trong nướcthải có chứa hàm lượng các chất gây ô nhiễm cao Và khi đổ vào các kênh, sông,suối…sẽ làm mất cân bằng sinh thái và suy giảm chất lượng nước

Có nhiều phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt, nhưng có giá thành cao

Vì vậy, hiện nay việc nghiên cứu và tìm ra phương pháp xử lí nước thải sinh hoạtphù hợp, dễ thực hiện, giá thành thấp và tận dụng những nguyên liệu có sẵn củađịa phương đang được các nhà khoa học quan tâm

Xuất phát từ cơ sở trên, nhóm chúng tôi thực hiện đề tài: ““ Nghiên cứu khảo sát hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt của thực vật thủy sinh” nhằm

đánh giá hiệu quả và xây dựng mô hình xử lý nước thải sinh hoạt ở các đô thịbằng thực vật thủy sinh

2

10 Mục tiêu đề tài:

o Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của một số loài thực vật thủy sinh

11 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu, cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:

11.1 Đối tượng nghiên cứu:

Khả năng làm sạch nước thải sinh hoạt của các loài thực vật thủy sinh

(TVTS) Các loài thực vật thủy sinh được chọn để nghiên cứu: loài ngập nước

(Rong đuôi chồn Ceratophyllum demersum), loài nửa ngập nước (Rau muống Ipomoea aquatica, Rau ngỗ - Enydra fluctuans ), loài trôi nổi (Lục bình - Eichornia crassipess, Bèo cái - Pistia stratiotes, Rau nhút).

-11.2 Phạm vi nghiên cứu:

o Không gian: phường Phú Cường, Tp Thủ Dầu Một, Bình Dương

o Thời gian: dự kiến từ tháng 10 năm 2013 đến tháng 04 năm 2014

11.3 Cách tiếp cận:

a Nghiên cứu trong nước

Đỗ Ngọc Khuê cùng cộng sự (2006) đã nghiên cứu khả năng sử dụng một sốloài thực vật thủy sinh để khử độc cho nước thải bị ô nhiễm Nitroglycerin của cơ

sở sản xuất thuốc phóng Kết quả nghiên cứu cho thấy trong số các loài thực vậtthủy sinh được thử nghiệm như bèo lục bình, bèo hoa dâu, bèo cái, khoai nước,cói, thủy trúc thì chỉ có 2 loài cói và thủy trúc có khả năng tồn tại và phát triểnbình thường trong khoảng thời gian dài ở điều kiện nước bị nhiễm Nitroglycerinvới hàm lượng trên 50mg/l

Tại Viện Công nghệ môi trường, TS Trần Văn Tựa cùng cộng sự (2012) đãtriển khai thực hiện nghiên cứu công nghệ sinh thái sử dụng thực vật thủy sinhtrong xử lý nước phú dưỡng ở quy mô pilốt về khả năng loại bỏ yếu tố phúdưỡng môi trường nước của một số loại thực vật thủy sinh điển hình tại ViệtNam Kết quả nghiên cứu cho thấy, công nghệ sinh thái sử dụng hệ thống thựcvật thủy sinh như ngỗ trâu, bèo tây, cải soong và rau muống không chỉ loại bỏcác yếu tố phú dưỡng môi trường nước như TN, TP, Chlorophin a, TSS, COD màcòn cả vi tảo và vi khuẩn lam độc Trong 4 loài thực vật thủy sinh sử dụng, bèotây cho hiệu quả xử lý cao nhất

b Nghiên cứu ngoài nước

3

Để xử lí nước thải sinh hoạt, các nhà khoa học Israel gồm G.Oron và

D.Porath thuộc Đại học Ben Guron (1996) đã sử dụng bèo hoa dâu (Lemma gibba) Bể xử lý có chiều sâu 20-30cm, sau 10 ngày thu được 15g sinh khối bèo

khô/m2/ngày Hàm lượng protein trong bèo khoảng 30%, bèo thu nhận được cóchất lượng rất tốt cho chăn nuôi Nước sau khi xử lý đủ tiêu chuẩn dùng để tướicho rau và cây ăn quả

Shazia Iram và cộng sự (2008) đã tiến hành nghiên cứu xử lý nước thải bằng

bèo tấm (Lemma minor) trong 7 hồ xử lý sinh học, kết quả cho thấy nồng độ các

kim loại nặng (Zn, Pb, Ni, Mn, Fe), TDS, EC giảm dần từ hồ thứ nhất đến hồ thứbảy

Tiếp đó, M.Foroughi và cộng sự (2009) đã tiến hành nghiên cứu phân tích sự

loại bỏ các chất ô nhiễm trong nước thải bằng rong đuôi chồn (Ceratophyllum demersum) Rong đuôi chồn được trồng trong 8 bình (thể tích 6 lít) dưới ánh sáng

tự nhiên trong 18 ngày Kết quả là nồng độ COD của nước thải chưa qua xử lý(RMW) và nước thải đã được xử lý (TMW) sau 18 ngày lần lượt giảm từ664mg/l xuống 152.75mg/l, từ 260mg/l xuống 64,5mg/l Nồng độ NH4+ giảm từ135meq/l xuống 15meq/l đối với RMW và từ 90 meq/l xuống10 meq/l đối vớiTMW Nồng độ NO3- giảm từ 60 xuống 30 meq/l

11.4 Phương pháp nghiên cứu:

o Phương pháp thu nhận mẫu

o Phương pháp thử nghiệm đánh giá sức chịu đựng của thực vật thủy sinhtrong môi trường nước thải sinh hoạt

o Phương pháp phân tích một số chỉ tiêu mẫu nước:

- NO3- trong nước: bằng phương pháp Natri xalixilat

- NH4+: bằng phương pháp Phenat

- PO43- trong nước: bằng phương pháp axit ascorbic

o Phương pháp xử lí số liệu: Excel và phân tích phương sai (ANOVA)

12 Nội dung nghiên cứu và tiến độ thực hiện:

12.1 Nội dung nghiên cứu:

Mô tả đặc điểm khu vực khảo sát

o Vị trí trên bản đồ

4

o Đặc điểm dòng chảy

o Mực nước

Thiết kế các bể sinh học để xử lý mẫu nước thải sinh hoạt

o Vật liệu: thùng xốp hoặc bể xi măng

o Kích thước: 0,75 m x 0,50 m x 0,50 m

o Số lượng: 18 bể

o Cho mẫu nước thải sinh hoạt vào 18 bể có thể tích như nhau

Chuẩn bị mẫu nước nước thải

o Xử lí sơ bộ

o Chọn vị trí lấy mẫu trong khu vực khảo sát

o Phương pháp lấy mẫu theo TCVN 5996:1995

Xác định các thông số trực tiếp của nước thải

o Nhiệt độ: đo nhiệt độ nước tại điểm lấy mẫu sử dụng nhiệt kế

o pH: đo bằng pH meter (điện cực thủy tinh)

Nuôi trồng các loài TVTS với trọng lượng tươi ban đầu

o TVTS ban đầu đưa vào khảo sát: 0,5 kg / 1 bể

Khảo sát sức chịu đựng của thực vật thủy sinh trong môi trường nước thải sinh hoạt

Các loài TVTS được nuôi trong môi trường nước thải sinh hoạt trong thờigian 7 tuần để đánh giá mức độ sinh trưởng của từng loài TVTS với 6nghiệm thức:

(1) Rong đuôi chồn - Ceratophyllum demersum

(2) Rau muống - Ipomoea aquatic

(3) Rau ngỗ trâu - Enydra fluctuans

(4) Lục bình - Eichornia crassipess

(5) Bèo cái - Pistia stratiotes

Dựa trên trọng lượng tươi của các mẫu thí nghiệm (cân trọng lượngtươi mỗi tuần), xác định đường cong sinh trưởng của các loài TVTS vàchọn ra 2 loài có khả năng sinh trưởng tốt nhất để khảo sát khả năng làmsạch nước thải của chúng Mỗi nghiệm thức được lặp lại 3 lần

5

Khảo sát khả năng làm sạch của thực vật thủy sinh trong môi trường

nước thải sinh hoạt

Sau khi chọn ra 2 loài TVTS có khả năng sống tốt nhất, tiến hành nuôi

TVTS trong nước thải sinh hoạt với 4 nghiệm thức như sau:

(0) Đối chứng (không nuôi TVTS)

(1) Loài TVTS 1

(2) Loài TVTS 2

(3) Nuôi kết hợp loài TVTS 1 và TVTS 2

Với các chỉ tiêu theo dõi được phân tích tại phòng thí nghiệm như sau:

- Chi tiêu đầu vào là: pH, NH4 , SS, NO3-, PO43- trong nước thải sinh

hoạt

- Chi tiêu đầu ra là: pH, NH4 , SS, NO3-, PO43- trong nước thải sinh hoạt

Các chỉ tiêu này được phân tích ở thời điểm TVTS sinh trưởng mạnh

+ Lấy mẫu nước thải vào các bể, chọn

mẫu thực vật thủy sinh và nuôi trồngtrong các bể chứa nước thải sinh hoạt

+ Tiến hành cân trọng lượng tươi củacác loài TVTS khảo sát sau mỗi tuần

- Khảo sát khả năng làm sạch của thực vật thủy sinh:

+ Tiến hành nuôi các loài thực vật cókhả năng sinh trưởng và phát triển tối

ưu trong môi trường nước thải

+ Phân tích các thông số đầu vào: pH,

DO, NH4+, BOD5, SS, EC, NO3-, PO43-,

có trong mẫu nước thải sinh hoạt

+ Phân tích các thông số đầu ra: pH,

DO, NH4 , BOD5, SS, EC, NO3-, PO43-,

có trong mẫu nước thải sinh hoạt đã xửlý

-Xử lí số liệu và thảo luận kết quảnghiên cứu

Chọn ra loàisinh trưởngtốt nhấttrong môitrường nướcthải sinhhoạt

Tìm ra loàiTVTS cókhả nănglàm sạchnước thải tốtnhất

13 Sản phẩm và khả năng ứng dụng:

o Sử dụng sinh khối thực vật thủy sinh làm phân bón, sản xuất biogas, làmthực phẩm, thức ăn gia súc, làm nguyên liệu thủ công mỹ nghệ,…

o Nước sau khi được xử lý dùng để tưới cây

14 Kinh phí thực hiện đề tài:

7

Dự trù kinh phí thực hiện (đồng): 4.540.000

Bằng chữ: Bốn triệu năm trăm bốn mươi ngàn đồng

Dự trù kinh phí theo các mục chi (phù hợp với nội dung nghiên cứu) đối

với đề tài có mức kinh phí thực hiện cao hơn định mức được hỗ trợ tại Khoản 1,

Điều 18 của Thể lệ này

STT Nội dung ĐVT lượng Số Đơn giá Thành tiền Ghi chú

1 Đỗ Ngọc Khuê, Tô Văn Thiệp, Phạm Kiêm Cường, Đỗ Bình Minh,

Nguyễn Hoài Nam (2006), Nghiên cứu khả năng sử dụng một số loài thực

vật thủy sinh để khử độc cho nước thải bị ô nhiễm Nitroglycerin của cơ

sở sản xuất thuốc phóng Tạp chí Khoa học và công nghệ - Viện khoa học

và công nghệ Việt Nam, trang 125-132, tập 45,số 4

2 TS Trần Văn Tựa cùng cộng sự (2012) , Nghiên cứu công nghệ sinh thái

sử dụng thực vật thủy sinh trong xử lý nước phú dưỡng Viện Công nghệ

Môi trường

3 Trương Hoàng Đan Và Bùi Trường Thọ, 2011 So sánh đặc điểm mô

chuyển khí một số loài thực vật thủy sinh trong môi trường nước ô nhiễm.

Tạp chí Khoa học: 24a 126-134, Trường Đại học Cần Thơ

4 Nguyễn Đức Lượng, Nguyễn Thị Thùy Dương, Công nghệ sinh học môi

trường, tập 1: Công nghệ xử lý nước thải, trang 411- 448 NXB ĐHQG

Tp Hồ Chí Minh, 2003

Tiếng Anh

1 M Foroughi, P Najafi, A Toghiani and N Honarjoo, 2009 Analysis of

pollution removal from wastewater by Ceratophyllum demersum African

Journal of Biotechnology Vol 9(14), pp 2125-2128

2 Shazia Iram, Iftikhar Ahmad, Yousaf Riaz And Ayesha Zahra, 2008

Treatment Of Wastewater By Lemna Minor Pak J Bot., 44(2): 553-557

3 Wafaa Abou El-Kheir ,Gahiza Ismail, Farid Abou El-Nour,Tarek Tawfik

And Doaa Hammad, 2007 Efficiency Of Duckweed in WastewaterTreatment International Journal Of Agriculture & Biology 1560–8530

8

4 Y Zimmels, F Kirzhner, A Malkovskaja, 2007 Application and features

of cascade aquatic plants system for sewage treatment EcologicalEngineering 34, 147–161

5 S Wijetunga, D.H.U Sandamali and K.D.N Weerasinghe, 2009.Evaluation Of Efficacy In The Treatment Of Domestic Wastewater ByDifferent Aquatic Macrophytes Journal of Environmental Research AndDevelopment Vol 4 No 2

6 Thongchai Kanabkaew and Udomphon Puetpaiboon, 2004 Aquatic

plants for domestic wastewater treatment: Lotus (Nelumbo nucifera) and Hydrilla (Hydrilla verticillata) systems Songklanakarin J Sci Technol,

26(5) : 749-756

Ngày …… tháng …… năm 201… Ngày …… tháng …… năm 201…

(Ký, ghi rõ họ tên ) chịu trách nhiệm chính

(Ký, ghi rõ họ tên)

9

Bình Dương, ngày …… tháng …… năm 201…

Trưởng Khoa

(Ký, ghi rõ họ tên)

10

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT

KHOA MÔI TRƯỜNG

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA CUỘC THI SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2013 -2014

NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT HIỆU QUẢ

XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT

CỦA THỰC VẬT THỦY SINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT

KHOA MÔI TRƯỜNG

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA

CUỘC THI SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2013 - 2014

NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT HIỆU QUẢ

XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT

CỦA THỰC VẬT THỦY SINH

Sinh viên chịu trách nhiệm chính: Võ Trần Hoàng Nam, Nữ: Nam

Dân tộc: Kinh

Lớp, khoa: D11MT01 – Môi trường Năm thứ: 3 /Số năm đào tạo: 4

Ngành học: Khoa học Môi trường

Người hướng dẫn: Thạc sỹ Phạm Thị Mỹ Trâm

UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

1 Thông tin chung:

- Tên đề tài: Nghiên cứu khảo sát hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt của thực vật thủy sinh

- Sinh viên chịu trách nhiệm chính: Võ Trần Hoàng

- Lớp: D11MT01 Khoa: Môi trường Năm thứ: 3 Số năm đào tạo: 4

- Người hướng dẫn: Thạc sỹ Phạm Thị Mỹ Trâm

2 Mục tiêu đề tài:

- Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của một số loài thực vật thủy sinh

3 Tính mới và sáng tạo:

- Khảo sát khả năng chịu đựng của các loài thực vật thủy sinh trong môi trường nước

thải sinh hoạt (thời gian sinh trưởng của TVTS trong nước thải)

- Xác định mật độ của các loài thực vật thủy sinh trong nước thải (g/ml nước thải)

- Sử dụng các loài TVTS có tại địa phương

4 Kết quả nghiên cứu:

- Lục bình (Eichhornia crassipes) cho hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt tốt nhất.

5 Đóng góp về mặt kinh tế - xã hội, giáo dục và đào tạo, an ninh, quốc phòng và khả năng áp dụng của đề tài:

- Có thể sử dụng TVTS để xử lí nước thải sinh hoạt.

- Cung cấp nguyên liệu để sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ, làm phân bón, thức ăn gia súc

6 Công bố khoa học của sinh viên từ kết quả nghiên cứu của đề tài (ghi rõ họ tên

tác giả, nhan đề và các yếu tố về xuất bản nếu có) hoặc nhận xét, đánh giá của cơ sở

đã áp dụng các kết quả nghiên cứu (nếu có):

Ngày tháng năm

Sinh viên chịu trách nhiệm chính

thực hiện đề tài

(ký, họ và tên)

Nhận xét của người hướng dẫn về những đóng góp khoa học của sinh viên thực

hiện đề tài (phần này do người hướng dẫn ghi):

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Ngày tháng năm

Xác nhận của lãnh đạo khoa

(ký, họ và tên) Người hướng dẫn(ký, họ và tên)

UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

THÔNG TIN VỀ SINH VIÊN CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I SƠ LƯỢC VỀ SINH VIÊN:

Họ và tên: Võ Trần Hoàng

Sinh ngày: 06 tháng 10 năm 1987

Nơi sinh: Hà Tĩnh

Lớp: D11MT01 Khóa: 2011 -2015

Khoa: Môi Trường

Địa chỉ liên hệ: 445, Khu 8, Phường Phú Lợi, Tp Thủ Dầu Một, Bình Dương

Điện thoại: 0948723498 Email: votranhoang@gmail.com

II QUÁ TRÌNH HỌC TẬP (kê khai thành tích của sinh viên từ năm thứ 1 đến năm

DANH SÁCH NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

ST

T

1 Trương Phạm Khánh Duy 1152010015 D11MT01 Môi trường

2 Trần Phạm Khánh Minh 1152010058 D11MT01 Môi trường

-i-MỤC L

MỤC LỤC i

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iii

DANH MỤC BẢNG iv

DANH MỤC HÌNH vY MỞ ĐẦU 1

1 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài 1

2 Lí do lựa chọn đề tài 2

3 Mục tiêu của đề tài 3

4 Phương pháp nghiên cứu 3

Phương pháp lấy mẫu 3

Phương pháp đo pH: 3

Phương pháp xác định NH4: 3

Phương pháp xác định NO3-: 3

Phương pháp xác định PO43-: 3

Phương pháp xử lí số liệu 3

5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

6 Bố cục của đề tài: 3

Chương 1 TỔNG QUAN 5

1.1 Nước thải 5

1.1.1 Khái niệm nước thải 5

1.1.2 Phân loại nước thải 5

1.1.3 Thành phần lý hóa học của nước thải 6

1.1.4 Tiêu chuẩn đánh giá nước thải (QCVN 14 : 2008/BTNMT) 9

1.2 Thực vật thủy sinh 10

1.2.1 Lục bình 10

1.2.2 Bèo cái 11

1.2.3 Rau nhút 12

1.2.4 Rau muống 13

1.2.5 Rong đuôi chồn 14

1.2.6 Ngổ trâu 15

1.3 Thực vật thủy sinh trong xử lí nước thải 16

-ii-1.3.1 Khả năng chuyển hoá một số chỉ tiêu quan trọng của môi trường nước bởi

thực vật thuỷ sinh 16

1.4 Những ưu điểm và nhược điểm khi sử dụng thực vật thuỷ sinh để làm sạch môi trường nước 17

Chương 2 QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM 18

2.1 Vật liệu và thiết bị nghiên cứu: 18

2.2 Phương pháp nghiên cứu 18

2.2.1 Sơ đồ nghiên cứu 19

2.2.2 Thu nhận mẫu nước và các thực vật thủy sinh 20

2.2.3 Khảo sát sức chịu đựng của thực vật thủy sinh trong môi trường nước thải sinh hoạt 20

2.2.4 Khảo sát khả năng làm sạch của thực vật thủy sinh trong môi trường nước thải sinh hoạt 20

2.3 Phương pháp xác định nồng độ các chất trong nước: 21

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 23

3.1 Khảo sát khả năng sinh trưởng của TVTS trong nước thải sinh hoạt 23

3.2 Khảo sát khả năng làm sạch của thực vật thủy sinh trong môi trường nước thải sinh hoạt 27

3.2.1 pH 27

3.2.2 Chất rắn lơ lửng (SS) 28

3.2.3 Nitrat 29

3.2.4 Amoni 30

3.2.5 Phốtphat 30

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 32

1 Kết luận 32

2 Đề nghị 32

TÀI LIỆU THAM KHẢO 33

PHỤ LỤC 35

-iii-DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

COD : Nhu cầu oxy hóa học

BOD : Nhu cầu oxy sinh hóa

-iv-DANH MỤC BẢN

Bảng 1 1Tiêu chuẩn đánh giá nước thải (QCVN 14 : 2008/BTNMT) 9Y

Bảng 2 1 Trọng lượng tươi của hai loài lục bình và ngổ trâu sau 5 tuần 26

Bảng 2 2 Sự biến động của pH 27

Bảng 2 3 Hàm lượng chất rắn lơ lửng (ss) (mg/l) 28

Bảng 2 4 Hàm lượng nitrat (NO3-)(mg/l) 29

Bảng 2 5 Hàm lượng Amoni (NH4+) (mg/l) 30

Bảng 2 6 Hàm lượng phốtphat (PO43-) (mg/l) 31

-v-DANH MỤC HÌNH

Hình 1 1 Lục bình (Eichhornia crassipes) 10

Hình 1 2 Bèo cái (Pistia stratiotes) 11

Hình 1.3 Rau nhút (Neptunia oleracea) 12

Hình 1.4 Rau muống (Ipomoea aquatica) 13

Hình 1.5 Rong đuôi chồn (Ceratophyllum demersum) 14

Hình 1.6 Ngổ trâu (Enydra fluctuans) 15Y Hình 2 1 Đường cong sinh trưởng của các loài thực vật thủy sinh 23

Hình 2 2 Rong đuôi chồn sau 1 tuần nuôi trong nước thải 24

Hình 2 3 Rau nhút sau 3 tuần nuôi trong nước thải 24

Hình 2 4 Bèo cái sau 4 tuần nuôi trong nước thải 25

Hình 2 5 Rau muống sau 4 tuần nuôi trong nước thải 25

Hình 2 6 Lục bình sau 4 tuần nuôi trong nước thải 25

Hình 2 7 Ngổ trâu sau 4 tuần nuôi trong nước thải 26

-1-MỞ ĐẦU

1 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài

Để xử lí nước thải sinh hoạt, các nhà khoa học Israel gồm G.Oron và D.Porath

thuộc Đại học Ben Guron (1996) đã sử dụng bèo hoa dâu (Lemma gibba) Bể xử lý có

chiều sâu 20-30cm, sau 10 ngày thu được 15g sinh khối bèo khô/m2/ngày Hàm lượngprotein trong bèo khoảng 30%, bèo thu nhận được có chất lượng rất tốt cho chăn nuôi.Nước sau khi xử lý đủ tiêu chuẩn dùng để tưới cho rau và cây ăn quả [4]

Shazia Iram và cộng sự (2008) đã tiến hành nghiên cứu xử lý nước thải bằng

bèo tấm (Lemma minor) trong 7 hồ xử lý sinh học, kết quả cho thấy nồng độ các kim

loại nặng (Zn, Pb, Ni, Mn, Fe), TDS, EC giảm dần từ hồ thứ nhất đến hồ thứ bảy [10]

Tiếp đó, M.Foroughi và cộng sự (2009) đã tiến hành nghiên cứu phân tích sự

loại bỏ các chất ô nhiễm trong nước thải bằng rong đuôi chồn (Ceratophyllum demersum) Rong đuôi chồn được trồng trong 8 bình (thể tích 6 lít) dưới ánh sáng tự

nhiên trong 18 ngày Kết quả là nồng độ COD của nước thải chưa qua xử lý (RMW) vànước thải đã được xử lý (TMW) sau 18 ngày lần lượt giảm từ 664mg/l xuống152.75mg/l, từ 260mg/l xuống 64,5mg/l Nồng độ NH4 giảm từ 135meq/l xuống15meq/l đối với RMW và từ 90 meq/l xuống10 meq/l đối với TMW Nồng độ NO3-

giảm từ 60 xuống 30 meq/l [9]

Ở Việt Nam, Đỗ Ngọc Khuê cùng cộng sự (2006) đã nghiên cứu khả năng sửdụng một số loài thực vật thủy sinh để khử độc cho nước thải bị ô nhiễm Nitroglycerincủa cơ sở sản xuất thuốc phóng Kết quả nghiên cứu cho thấy trong số các loài thực vậtthủy sinh được thử nghiệm như bèo lục bình, bèo hoa dâu, bèo cái, khoai nước, cói,thủy trúc thì chỉ có 2 loài cói và thủy trúc có khả năng tồn tại và phát triển bình thườngtrong khoảng thời gian dài ở điều kiện nước bị nhiễm Nitroglycerin với hàm lượngtrên 50mg/l [1]

Tại Viện Công nghệ môi trường, TS Trần Văn Tựa cùng cộng sự (2012) đãtriển khai thực hiện nghiên cứu công nghệ sinh thái sử dụng thực vật thủy sinh trong

xử lý nước phú dưỡng ở quy mô pilốt về khả năng loại bỏ yếu tố phú dưỡng môitrường nước của một số loại thực vật thủy sinh điển hình tại Việt Nam Kết quả nghiêncứu cho thấy, công nghệ sinh thái sử dụng hệ thống thực vật thủy sinh như: ngỗ trâu

Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinhhoạt công đồng như tắm giặt, vệ sinh được thải ra từ các cơ quan, trường học, bệnhviện, nhà dân…

Nước thải sinh hoạt thường được thải ra sông, suối, ao, hồ,… dẫn đến việc gây

ô nhiễm nguồn nước Hậu quả chung của tình trạng ô nhiễm nước là tỉ lệ người mắccác bệnh cấp và mãn tính liên quan đến ô nhiễm nước như viêm màng kết, tiêu chảy,ung thư… ngày càng tăng Người dân sinh sống quanh khu vực ô nhiễm ngày càngmắc nhiều loại bệnh được chuẩn đoán là do dùng nước bẩn trong mọi sinh hoạt Ngoài

ra ô nhiễm nguồn nước còn gây tổn thất lớn cho các ngành sản xuất kinh doanh, các hộnuôi trồng thủy sản

Với thành phần ô nhiễm là các tạp chất nhiễm bẩn có tính chất khác nhau, từcác loại chất không tan đến các chất ít tan và cả những hợp chất tan trong nước,việc xử lý nước thải sinh hoạt là loại bỏ các tạp chất đó, làm sạch nước và có thể đưanước vào nguồn tiếp nhận hoặc đưa vào tái sử dụng

Có nhiều phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt, nhưng có giá thành cao Vìvậy, hiện nay việc nghiên cứu và tìm ra phương pháp xử lí nước thải sinh hoạt phùhợp, dễ thực hiện, giá thành thấp và tận dụng những nguyên liệu có sẵn của địaphương đang được các nhà khoa học quan tâm

3 Mục tiêu của đề tài

 Khảo sát sức chịu đựng của thực vật thủy sinh trong môi trường nướcthải sinh hoạt

 Khảo sát khả năng làm sạch của thực vật thủy sinh trong môi trườngnước thải sinh hoạt

4 Phương pháp nghiên cứu

 Phương pháp lấy mẫu

5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

 Đối tượng nghiên cứu: khảo sát khả năng làm sạch nước thải sinh hoạtcủa thực vật thủy sinh

 Phạm vi nghiên cứu: Đề tài được tiến hành từ ngày 10/10/2013 đến ngày20/01/2013, tại trường Đại học Thủ Dầu Một và địa chỉ 32/51 ấp 7 xãTân An, thành phố Thủ Dầu Một, Bình Dương

1.6.1 Khái niệm nước thải

Nước thải là nước bẩn, nước đã sử dụng và thải ra môi trường bên ngoài, nóhòa tan nhiều chất khác nhau: chất hữu cơ, chất vô cơ, vi sinh vật,… Trong đó cónhững thứ độc hại, có thứ không độc hại, và các chất đó đã làm nước bị ô nhiễm, khinồng độ của chúng vượt quá các chỉ tiêu của chất lượng nước sạch Như vậy nước thải

-5-là nước đã bị ô nhiễm bởi nhiều chất được thải ra trong cuộc sống, sinh hoạt hằng ngàyngày của con người, sinh vật, của sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, khai thác quặng,của chăn nuôi và trồng trọt Nó luôn đi kèm theo và tồn tại cùng đời sống của conngười, mọi sinh vật và của mọi ngành sản xuất Ví dụ: Sản xuất 1 lít bia thải ra từ 6 - 7lít nước thải, 1 kg dứa đóng hộp thì thải ra khoảng 6 - 7 lít nước thải

Theo TCVN 5980 - 1995 và ISO 6107 - 1 - 1980: Nước thải là nước đã đượcthải ra sau khi đã sử dụng hoặc được tạo ra trong một quá trình công nghệ và khôngcòn giá trị trực tiếp đối với quá trình đó

1.6.2 Phân loại nước thải

a Nước thải công nghiệp

Nước thải công nghiệp (Industrial wastewater): là nước thải từ các cơ sở sản

xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, giao thông vận tải Thành phần chủ yếu phụthuộc vào ngành sản xuất cụ thể (công nghiệp thực phẩm, xi mạ, ) [3]

b Nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt (Domestic wastewater): từ hộ gia đình, bệnh viện, khách

sạn, cơ quan, trường học Thành phần chủ yếu: chất hữu cơ dễ phân hủy, chất dinhdưỡng, vi trùng, chất rắn, …[3]

c Nước thải đô thị

Nước thải đô thị (Municipal wastewater): là loại nước thải được tạo thành do sự

gộp chung nước thải sinh hoạt, nước thải vệ sinh và nước thải của các công sở thươngmại, công nghiệp nhỏ trong khu đô thị Nước thải đô thị thường được thu gôm vào hệthống cống thải thành phố, đô thị để xử lý chung [3]

1.6.3 Thành phần lý hóa học của nước thải

a Tính chất vật lí

Tính chất vật lý của nước thải được xác định dựa trên các chỉ tiêu: màu sắc,mùi, nhiệt độ và lưu lượng

- Màu: nước thải mới có màu nâu hơi sáng, tuy nhiên thường là có màu xám.

Màu sắc của nước thải sẽ thay đổi đáng kể nếu như bị nhiễm khuẩn, khi đó

sẽ có màu đen tối

- Mùi: có trong nước thải là do các khí sinh ra trong quá trình phân hủy các

hợp chất hữu cơ hay do một số chất được đưa thêm vào

-6 Nhiệt độ: nhiệt độ của nước thải thường cao hơn so với nguồn nước sạch

ban đầu, do có sự gia nhiệt vào nước từ các đồ dùng trong gia đình và cácmáy móc sản xuất

- Lưu lượng: thể tích thực của nước thải cũng xem là một đặc tính vật lý của

nước thải Đơn vị m3/người.ngày Vận tốc dòng chảy luôn thay đổi theo

ngày

b Tính chất hóa học

Các thông số thể hiện tính chất hóa học thường là: số lượng các chất hữu cơ, vô

cơ và khí Hay để đơn giản hóa, ta có thể xác định các thông số như: độ kiềm, BOD,COD, các chất khí hòa tan, các hợp chất N, P, các chất rắn (hữu cơ, vô cơ, huyền phù

và không tan) và nước

- Độ kiềm: thực chất độ kiềm là môi trường đệm để giữ pH trung tính của

nước thải trong suốt quá trình xử lý sinh hóa

- Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD): dùng để xác định lượng chất bị phân hủy

phân hủy sinh hóa trong nước thải, thường được xác định sau 5 ngày ở nhiệt

độ 200C BOD5 trong nước thải sinh hoạt thường nằm trong khoảng 100 –

300 mg/l

- Nhu cầu oxy hóa học (COD): dùng để xác định lượng chất bị oxy hóa trong

nước thải COD thường trong khoảng 200 – 500 mg/l Tuy nhiên, có một sốloại nước thải công nghiệp COD có thể tăng rất nhiều lần

- Các chất khí hòa tan: đây là những chất khí có thể hòa tan trong nước thải.

Nước thải công nghiệp thường có lượng oxy hòa tan tương đối thấp

- Hợp chất chứa N: số lượng và loại hợp chất chứa N sẽ thay đổi đối với mỗi

loại nước thải khác nhau

- pH: đây là cách nhanh nhất để xác định tính axit của nước thải Nồng độ pH

khoảng 1 – 14 Để xử lý nước thải có hiệu quả pH thường trong khoảng 6 –9,5 (hay tối ưu là 6,5 – 8)

- Phốtpho: đây là nhân tố cần thiết cho hoạt động sinh hóa P thường trong

khoảng 6 – 20 mg/l

- Nước: luôn là thành phần cấu tạo chính của nước thải Trong một số trường

hợp, nước có thể chiếm từ 99,5% - 99,9% trong nước thải (thậm chí ngay

cả ngay cả trong những loại nước thải ô nhiễm nặng nhất các chất ô nhiễm

cũng chiếm 0,5%, còn đối với nguồn nước thải được xem là sạch nhất thìnồng độ này là 0,1%).

-7-c Vi sinh vật có trong nước thải

Các vi sinh vật hiện diện trong nước thải bao gồm các vi khuẩn, vi rút, nấm,tảo, nguyên sinh động vật, các loài động và thực vật bậc cao

- Các vi khuẩn trong nước thải có thể chia làm 4 nhóm lớn:

+ Nhóm hình cầu (cocci) có đường kính khoảng 1 - 3m

+ Nhóm hình que (bacillim) có chiều rộng khoảng 0,3 - 1,5m, chiều dài

khoảng 1 - 10,0m (điển hình cho nhóm này là vi khuẩn E coli có chiều dài2m và chiều rộng 0,5m)

+ Nhóm vi khuẩn hình que cong và xoắn ốc, vi khuẩn hình que cong cóchiều rộng khoảng 0,6 – 1,0m và chiều dài khoảng 2 - 6m, trong khi vikhuẩn hình xoắn ốc có chiều dài có thể lên đến 50m

+ Nhóm vi khuẩn hình sợi có chiều dài khoảng 100m hoặc dài hơn Các

vi khuẩn có khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ trong tự nhiên cũng nhưtrong các bể xử lý Do đó đặc điểm, chức năng của nó phải được tìm hiểu

kỹ Ngoài ra các vi khuẩn còn có khả năng gây bệnh và được sử dụng làmthông số chỉ thị cho việc ô nhiễm nguồn nước bởi phân

- Nấm có cấu tạo cơ thể đa bào, sống hiếu khí, không quang hợp và là loài

hóa dị dưỡng Chúng lấy dưỡng chất từ các chất hữu cơ trong nước thải.Cùng với vi khuẩn, nấm chịu trách nhiệm phân hủy các chất hữu cơ có trongnước thải Về mặt sinh thái học nấm có hai ưu điểm so với vi khuẩn: nấm cóthể phát triển trong điều kiện ẩm độ thấp và pH Không có sự hiện diện củanấm, chu trình carbon sẽ chậm lại và các chất thải hữu cơ sẽ tích tụ trongmôi trường

- Tảo gây ảnh hưởng bất lợi cho các nguồn nước mặt vì ở điều kiện thích hợp

nó sẽ phát triển nhanh bao phủ bề mặt ao hồ và các dòng nước gây nên hiệntượng "tảo nở hoa" Sự hiện diện của tảo làm giảm giá trị của nguồn nước sửdụng cho mục đích cấp nước bởi vì chúng tạo nên mùi và vị

- Nguyên sinh động vật có cấu tạo cơ thể đơn bào, hầu hết sống hiếu khí

hoặc yếm khí không bắt buộc chỉ có một số loài sống yếm khí Các nguyên