tiềm năng sử dụng công nghệ thảm thực vật trong xử lý nước thải ở việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & MÔI TRƯỜNG  BÀI BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN XỬ LÝ NƯỚC THẢI Giảng viên hướng dẫn : NGUYỄN THỊ NGỌC THANH Sinh viên thực hiện: NHÓM 10 Lớp : 51- CNMT ĐỀ TÀI: Tiềm năng sử dụng công nghệ thảm thực vật trong xử lý nước thải ở Việt Nam ĐỀ TÀI: Tiềm năng sử dụng công nghệ thảm thực vật trong xử lý nước thải ở Việt Nam Nha Trang, 04/10/2011 I. ĐẶT VẤN ĐỀ. II. GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ THẢM THỰC VẬT SỬ DỤNG CHO MỤC ĐÍCH XỬ LÝ NƯỚC THẢI. II.1 – Cánh đồng tưới. II.2 – Bãi lọc sinh học. II.3 – Hồ sinh vật. III. MỘT SỐ THỰC VẬT ĐIỂN HÌNH. III.1 Đặc điểm và hiệu quả của một số thực vật. 1) Cỏ Vetiver 2) Lau, sậy 3) Lục bình 4) Ngổ 5) Tảo III.2 So sánh khả năng làm sạch của cỏ Vetiver, tảo và lục bình. IV. TIỀM NĂNG. 1) Phân tích khả năng ứng dụng dựa trên các yếu tố cơ bản. 2) Một số ví dụ cho thấy ứng dụng của thảm thực vật trong xử lý NT. 3) Đưa ra một số trung tâm nhân giống hiện có ở Việt Nam. V. KẾT LUẬN, KI DANH SÁCH NHÓM 10 1. Lê Hoàng Vũ 2. Nguyễn Công Quản 3. Nguyễn Thị Kim Phượng 4. Phan Thị Phương Lâm ( Trưởng nhóm) 5. Nguyễn Thị Tâm 6. Nguyễn Quang Tân 7. Vũ Thị Thảo 8. Trần Văn Thiên 9. Trần Đức Thiệp 10. Nguyễn Thị Thu Ngân 4 GV: NGUYỄN THỊ NGỌC THANH NHÓM 10 I. ĐẶT VẤN ĐỀ. Công nghệ xử lý (XL) nước thải ngày càng đi sâu vào áp dụng công nghệ sinh học, và các biện pháp sinh học cũng đã chứng minh hiệu quả xử lý không kém gì những biện pháp xử lý khác. Xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học (CNSH) đáp ứng mục đích đưa dòng thải vào vòng tuần hoàn tự nhiên của vật chất, chất thải được xử lý và phân hủy theo chu trình sinh học tự nhiên.  Kết quả: các chất thải được chuyển hóa hoàn toàn thành dòng thải sạch (đủ tiêu chuẩn). Con người không tác động trực tiếp các biện pháp lý hóa vào quy trình khép kín. Do đó lượng nước thải sau khi xử lý được đưa vào tự nhiên sạch hơn mà không bị biến đổi thành phần, tính chất. Với công nghệ tiên tiến, hiện đại, đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật cao nên việc ứng dụng CNSH trong XL đang còn hạn chế đối với cơ sở sản xuất có quy mô nhỏ. Với lý do trên đã có một số giải pháp xử lý không chỉ đem lại hiệu quả cao mà còn góp phần làm giảm chi phí đầu tư đã và đang được nhân rộng, trong đó có công nghệ sử dụng thảm thực vật để xử lý nước thải. Sau đây nhóm chúng tôi xin được trình bày cụ thể hơn về phương pháp này cũng như tiềm năng của phương pháp này ở Việt Nam. II. GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ THẢM THỰC VẬT SỬ DỤNG CHO MỤC ĐÍCH XLNT. II.1 CÁNH ĐỒNG TƯỚI. (Lê Anh Tuấn,ĐH Cần Thơ) II.1.1 Mục đích: Tưới bón cây, xử lý nước thải sinh hoạt, công nghiệp chứa nhiều chất hữu cơ không chứa chất độc và vi sinh vật gây bệnh. II.1.2 Phân loại.  Cánh đồng tưới công cộng: là những mảnh đất được san phẳng hoặc tạo dốc không đáng kể và được ngăn cách tạo thành các ô và các bờ đất. Nước thải phân bố vào các ô bằng mạng lưới phân phối gồm: mương chính, máng phân phối và hệ thống tưới trong các ô.  Cánh đồng tưới nông nghiệp: nước thải được sử lý sơ bộ qua song chắn rác, bể lắng cát, bể lắng được sử dụng như nguồn phân bón để tưới lên các cánh đồng nông nghiệp. II.1.3 Nguyên tắc . Xử lý nước thải bằng cánh đồng tưới là việc tưới nước thải lên bề mặt của một cánh đồng với lưu lượng tính toán để đạt được một mức xử lý nào đó thông qua quá trình lý, hóa và sinh học tự nhiên của hệ đất - nước - thực vật của hệ thống. XỦ LÝ NƯỚC THẢI Trang 5 Hình 1: Sơ đồ cánh đồng tưới 1. Mương chính và máng phân phối; 2. Máng, rãnh phân phối trong các ô; 3. Mương tiêu nước; 4. Ống tiêu nước; 5. Đường đi. - Nguyên tắc hoạt động: Việc xử lý nước thải bằng cánh đồng tưới dựa trên khả năng giữ các cặn nước trên mặt đất, nước thấm qua đất như đi qua khe lọc, nhờ có oxy trong các lỗ hổng và mao quản của lớp đất mặt, các vi sinh vật (VSV) hiếu khí hoạt động phân hủy các chất hữu cơ nhiễm bẩn. Càng sâu xuống, lượng oxy ít và quá trình oxy hóa các chất hữu cơ giảm dần. Cuối cùng đến độ sâu giới hạn, ở đó chỉ xảy ra quá trình khử nitrat. Quá trình oxy hóa nước thải chỉ xảy ra ở lớp đất mặt sâu tới 1.5m. Vì vậy các cánh đồng tưới thường được xây dựng ở những nơi nào có mực nguồn nước thấp hơn 1.5m so với mặt đất. - Nguyên tắc xây dựng: Cánh đồng tưới thường xây dựng ở những nơi có độ dốc tự nhiên, cuối dòng nước ngầm cách công trình thu nước cấp không dưới 200 (m) đối với đất á sét, 300 (m) với á cát và 500 (m) với cát, cuối hướng gió và cách xa khu dân cư tùy thuộc vào loại cánh đồng và lượng nước thải. Xây dựng ở những nơi đất cát, á cát cũng có thể ở những nơi đất á sét nhưng với tiêu chuẩn tưới không cao và bảo đảm đất có thể thấm kịp. 6 GV: NGUYỄN THỊ NGỌC THANH NHÓM 10  Phải xem xét nhu cầu nước của cây trồng theo các yếu tố loại cây trồng, thời vụ, loại đất và giai đoạn sinh trưởng mà sử dụng nước thải để tưới.  Kích thước các ô tưới không nhỏ hơn 3ha, nếu ô hình chữ nhật thì bố trí tỉ lệ chiều rộng/chiều dài khoảng 1: 4 đến 1: 8, chiều dài của ô khoảng 300 - 1.500 m để thuận lợi cho việc cơ giới hóa.  Độ dốc khu tưới chọn khoảng 0,02 và khu tưới nên để xa khu dân cư.  Dựa vào tốc độ lọc mà chia 3 hình thức xử lý bằng cánh đông tưới là: – Lọc chậm (slow rate) – Thấm nhanh (rapid infiltration) – Chảy tràn mặt (overland flow). a) Xử lý nước thải bằng cách lọc chậm qua đất. XỦ LÝ NƯỚC THẢI Trang 7 Bảng 1: Số liệu thiết kế tiêu chuẩn cho việc xử lý nước thải qua đất Hình 2: Mô hình xử lý nước thải bằng lọc chậm qua đất b) Xử lý nước thải bằng cách thấm nhanh qua đất. Hình 3: Mô hình xử lý nước thải bằng cách thấm nhanh qua đất c) Xử lý nước thải trên tiến trình nước chảy tràn mặt. 8 GV: NGUYỄN THỊ NGỌC THANH NHÓM 10 XỦ LÝ NƯỚC THẢI Trang 9 Hình 4: sơ đồ tiến trình chảy tràn mặt với nhiều hình thức tưới ( Nguồn Metcalf & Eddy, Wastewater Engineering, 1995 ) Bảng 2: Hướng dẫn chọn tuyến xử lý nước thải qua đất II.2 Bãi lọc trồng cây. (Constructed wetland):  Có thể phân loại bãi lọc trồng cây thành 2 nhóm chính:  Bãi lọc trồng cây ngập nước (BLNN).  Bãi lọc trồng cây dòng chảy ngầm với dòng chảy ngang hoặc đứng (BLCN).  Có thể sử dụng các vật liệu lọc khác nhau trong bãi lọc trồng cây. Thực vật trồng trong bãi lọc thường là các loại thực vật thủy sinh với các đặc điểm như thân thảo, thân xốp, rễ chùm, nổi trên mặt nước, ngập hẳn trong nước hay trồng trong nước nhưng thân cây nhô lên trên mặt nước Mô hình cho BLCN với dòng chảy ngang và đứng II.3 Hồ sinh học. 10 GV: NGUYỄN THỊ NGỌC THANH NHÓM 10  Hồ sinh học là các ao hồ có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo, còn gọi là hồ oxy hóa, hồ ổn định nước thải,… Trong hồ diễn ra quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ nhờ các loài vi khuẩn, Tảo và các loại thủy sinh vật khác.  Nguyên tắc hoạt động chung của hồ sinh học:  Vi sinh vật sử dụng oxy sinh ra từ rêu tảo trong quá trình quang hợp cũng như oxy hóa từ không khí để oxy hóa các chất hữu cơ, rong tảo lại tiêu thụ CO 2 , photphat, nitrat, amon sinh ra từ sự phân hủy, oxy hóa các chất hữu cơ bởi vi sinh vật.  Để hồ hoạt động bình thường cần phải giữ giá trị pH và nhiệt độ tối ưu. Nhiệt độ không được thấp hơn 60 0 C. III. MỘT SỐ THỰC VẬT ĐIỂN HÌNH III.1. Đặc điểm và hiệu quả xử lý của một số thực vật điển hình. 1. Cỏ vetiver.  Cỏ Vetiver có tên khoa học là Vetiveria zizanioides thuộc họ Andropogoneae.  Ta có thể sử dụng cỏ vetiver cho cả trên cạn (cánh đồng tưới, bãi lọc trồng cây ngập nước ) cũng như dưới nước ( bãi lọc trồng cây dòng chảy ngầm, hồ sinh học). a) Đặc điểm.  Đặc tính sinh lý. • Có khả năng chịu được biến đổi khí hậu khắc nghiệt như hạn hán kéo dài, ngập úng và khoảng dao động nhiệt độ rất rộng, từ -15 o C đến 60 o C. Cỏ Vetiver vẫn có thể tồn tại và phát triển tại khu vực mà lượng mưa hàng năm chỉ khoảng 300mm hay hạn hán kéo dài suốt 6 tháng liền. • Khả năng phục hồi rất nhanh sau khi chịu ảnh hưởng bởi các điều kiện bất lợi. • Khả năng thích nghi được rất nhiều loại đất có độ pH dao động từ 3 - 10,5. • Tồn tại được trong những môi trường nồng độ cao như đất chua, đất kiềm, đất mặn và đất chứa nhiều Magie. • Chịu được các nguyên tố Nhôm (Al), Mangan (Mn) và những kim loại nặng như Asen (As), Cadimi (Cd), Crôm (Cr), Niken (Ni), Chì (Pb), Thủy ngân (Hg), Selen (Se) và Kẽm (Zn) trong đất. Bảng 3: so sánh ngưỡng chịu đựng của cỏ vetiver với các cây cỏ khác Kim loại nặng Ngưỡng chịu trong đất (mg/kg) Cỏ vetiver Cây cỏ khác Acsen (As) 100-250 2.0 Cadmi (Cd) 20-60 1.5 Đồng (Cu) 50-100 - Crôm (Cr) 200-600 - Chì (Pb) >1.500 - Thủy ngân >6 -  Đặc tính sinh thái. XỦ LÝ NƯỚC THẢI Trang 11 [...]... Nước thải công nghiệp thông thường được xử lý bằng cách sử dụng một loạt các hoá chất độc hại để điều chỉnh pH, loại bỏ bùn, loại bỏ màu sắc và loại bỏ mùi Việc sử dụng tảo xử lý nước thải thì bùn với sinh khối tảo là những năng lượng có thể được tiếp tục xử lý để làm nhiên liệu sinh học hoặc các sản phẩm khác có giá trị như phân bón Công nghệ này tránh sử dụng hoá chất và toàn bộ quá trình xử lý nước. .. Trung tâm Sinh học Thực nghiệm thuộc Viện ứng dụng Công nghệ của Việt Nam mới đây cũng thử nghiệm thành công phương pháp sử dụng cây sậy trong việc làm sạch nguồn nước thải tại một cơ sở tuyển quặng thiếc ở Thái Nguyên - Bệnh viện Nhân Ái (Bình Phước) đã xây dựng công trình xử lý nước thải bằng phương pháp rễ cây sậy Hệ thống này giải quyết được toàn bộ nước thải của bệnh viện trước khi thải ra hồ Thác... Với địa hình đất ngập nước thì lau sậy sẽ rất phát triển Hoặc ta cũng có thể kết cỏ Vetiver thành hom thả nổi trên mặt nước do đó nước thải sẽ được xử lý  Hoặc nếu ở đồng bằng, ta có thể thiết kế hồ sinh học, với thảm thực vật sử dụng là tảo kết hợp với hệ VSV trong hồ để xử lý nước thải Quá trình quang hợp của tảo sẽ sản sinh ra Oxi cung cấp cho quá trình OXH trong hồ XỦ LÝ NƯỚC THẢI Trang 17 - Khí... cơ trong nước thải, trong khi Tảo xử lý nước thải thì Tảo lại có thể cung cấp oxy cho vi khuẩn hiếu khí Sục khí là một quá trình tốn kém năng lượng, chiếm 45% - 75% của tổng chi phí năng lượng của nhà máy xử lý nước thải Tảo được sử dụng để tiêu thụ các chất dinh dưỡng và cung cấp Oxi cho các vi khuẩn hiếu khí thông qua quá trình quang hợp  Giảm sự hình thành bùn: Trong các hệ thống xử lý nước thải. .. xử lý bằng hệ thống ao tảo  Biến năng lượng mặt trời sang năng lượng trong các cơ thể sinh vật Tảo dùng năng lượng mặt trời để quang hợp tạo nên đường, tinh bột Do đó việc sử dụng tảo để xử lý nước thải được coi là một phương pháp hữu hiệu để chuyển đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng của cơ thể sống  Tiêu diệt các mầm bệnh Thông qua việc xử lý nước thải bằng cách nuôi tảo các mầm bệnh có trong. .. như: Làm sạch nước trong đầm hồ chăn nuôi cá ở đồng bằng sông Cửu Long, xử lý nước thải Nhà máy giấy ở Bắc Ninh, xử lý nước thải nhà máy Phân đạm Hà Bắc - Trung tâm Tư vấn và Công nghệ môi trường (Tổng cục Môi trường) phối hợp cùng với Công ty Đầu tư phát triển Thiên An, đưa cây cỏ Vetiver vào xử lý nước thải chăn nuôi tại thôn 1, xã Ngọc Lũ (Bình Lục - Hà Nam) , là một vùng đang gây ô nhiễm nặng do... Trang 17 - Khí hậu : Đặc điểm khí hậu của Việt Nam là nhiệt đới ẩm rất thích hợp cho rất nhiều loài thực vật phát triển Tạo điều kiện thuận lợi cho việc ứng dụng thực vật để xử lý nước thải do hạn chế được số lượng thực vật chết do sâu bệnh hoặc không thích nghi được do quá lạnh hoặc quá nóng - Chi phí : Chi phí đầu tư cho hệ thống xử lý với sự có mặt của thảm thực vật thấp hơn nhiều so với các hệ thống... trường, có khả năng phát triển trong nước thải, có giá trị dinh dưỡng và hàm lượng protein cao, do đó người ta đã lợi dụng các đặc điểm này của tảo để:  Xử lý nước thải và tái sử dụng chất dinh dưỡng Các hoạt động sinh học trong các ao nuôi tảo lấy đi các chất hữu cơ và dinh dưỡng của nước thải chuyển đổi thành các chất dinh dưỡng trong tế bào tảo qua quá trình quang hợp Hầu hết các loại nước thải đô thị,... nhồi nệm, làm chổi quét, làm cây cảnh trang trí trong vườn, trong nhà  Tuy nhiên chúng ta cần phải lưu ý một số điểm sau trong việc sử dụng thảm thực vật để xử lý nước thải : sau khi tham gia vào quá trình hút các chất ô nhiễm trong nước thải  các chất ô nhiễm đó được tích tụ trong các bộ phận của cây (từ rễ cho tới lá)  sau một thời gian thì khả năng hút của cây sẽ giảm 18 GV: NGUYỄN THỊ NGỌC... đặc, hệ cỏ vetiver có khả năng hấp thu các độc tố trong nước và đất như kim loại nặng, hóa chất bảo vệ thực vật Do vậy, có thể sử dụng hệ cỏ vetiver để xử lý các vùng đất và nước bị ô nhiễm 12 GV: NGUYỄN THỊ NGỌC THANH NHÓM 10 Mô hình trồng cỏ vetiver ở vùng ngập nước b) Hiệu quả xử lý Với công trình nghiên cứu của các tác giả là Nguyễn Minh Trí, Nguyễn Duy Chinh, Nguyễn Việt Thắng - Trường Đại học . TÀI: Tiềm năng sử dụng công nghệ thảm thực vật trong xử lý nước thải ở Việt Nam ĐỀ TÀI: Tiềm năng sử dụng công nghệ thảm thực vật trong xử lý nước thải ở. trong đó có công nghệ sử dụng thảm thực vật để xử lý nước thải. Sau đây nhóm chúng tôi xin được trình bày cụ thể hơn về phương pháp này cũng như tiềm năng