0929 sử dụng đất ngập nước xử lí nước thải sinh hoạt và tạo cảnh quan

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH TẠP CHÍ KHOA HỌC ISSN: 1859-3100 HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF EDUCATION JOURNAL OF SCIENCE KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÀ CÔNG NGHỆ NATURAL SCIENCES AND TECHNOLOGY Tập 14, Số (2017): 162-175 Vol 14, No (2017): 162-175 Email: tapchikhoahoc@hcmue.edu.vn; Website: http://tckh.hcmue.edu.vn SỬ DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC XỬ LÍ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ TẠO CẢNH QUAN Lê Hoàng Việt, Lê Thị Chúc Ly, Cao Thị Kim Ngọc, Nguyễn Võ Châu Ngân* Khoa Môi trường Tài nguyên Thiên nhiên - Đại học Cần Thơ Ngày Tòa soạn nhận bài: 27-5-2016; ngày phản biện đánh giá: 03-3-2017; ngày chấp nhận đăng: 24-3-2017 TÓM TẮT Nghiên cứu thực khu đất ngập nước trồng Bồn bồn Ngải hoa xử lí nước thải sinh hoạt Ở thời gian lưu nước (HRT) ngày, nước thải sau xử lí đạt quy chuẩn xả thải tiêu SS, BOD5, N-NO3-, P-PO43-, DO TKN; riêng N-NH4+ tổng Coliforms đạt QCVN 14:2008/BTNMT cột B Ở HRT ngày có tiêu N-NH 4+ vượt ngưỡng xả thải QCVN 14:2008/BTNMT cột B Cần tiếp tục nghiên cứu xử lí nguồn nước thải qua khu đất ngập nước tận dụng nước thải để tưới trồng giảm bớt nồng độ đạm thải môi trường Từ khóa: Bồn bồn (Typha angustifolia), Ngải hoa (Canna indica), đất ngập nước nhân tạo, nước thải sinh hoạt ABSTRACT The use of constructed wetland for domestic wastewater treatment and creating landscape The study aims at surveying the operation parameters of the wetland which was planted with Cattails and Canna to treat domestic wastewater At the HRT of days, the effluent reached the discharge standard with parameters of SS, BOD5, N-NO3-, P-PO43-, DO and TKN; N-NH4+ and total Coliforms only reached B column of QCVN 14:2008/BTNMT At the HRT of days, there were similar results except N-NH4+ was higher than the discharge value of QCVN 14:2008/BTNMT column B The effluent need further treatment to limit the residue nitrogen discharge to outside Keywords: Canna (Canna indica), Cattails (Typha angustifolia), constructed wetland, domestic wastewater Mở đầu Nước thải sinh hoạt chủ yếu bị ô nhiễm chất hữu dễ phân hủy sinh học, dưỡng chất loại mầm bệnh [1], cần phải xử lí trước thải nguồn tiếp nhận để không làm ô nhiễm nguồn nước lan truyền dịch bệnh Hiện nước ta, phần lớn nước thải sinh hoạt khơng xử lí mà xả thải thẳng vào nguồn tiếp nhận, gây nguy hiểm cho môi trường sức khỏe cộng đồng Theo nghiên cứu chuyên * Email: nvcngan@ctu.edu.vn TẠP CHÍ KHOA HỌC - Trường ĐHSP TPHCM Tập 14, Số 3(2017): 162175 gia Ngân hàng Thế giới, tính đến cuối năm 2012 đô thị Việt Nam xử lí 10% lượng nước thải so với nhu cầu thực tế [2] Ở vùng nông thôn, vấn đề xử lí nước thải sinh hoạt cịn gặp nhiều khó khăn mật độ dân cư thưa thớt, việc đầu tư xây dựng hệ thống thu gom xử lí nước thải tập trung cộng đồng tốn kém, không khả thi mặt kinh tế Để xử lí nước thải sinh hoạt cho cộng đồng nhỏ, có thu nhập thấp người ta nghiên cứu hệ thống xử lí nước thải phân tán, quy mơ nhỏ, đất ngập nước nhân tạo loại hình xử lí nước thải sinh hoạt đề xuất cho vùng cịn diện tích đất trống Đất ngập nước nhân tạo khu vực đất ngập nước người thiết kế để xử lí nước thải Hệ thống đất ngập nước nhân tạo có chi phí vận hành bảo trì thấp, tiêu thụ lượng, khơng địi hỏi kĩ thuật vận hành cao thân thiện với môi trường [1] Bên cạnh đó, sinh khối thực vật hệ thống dùng làm thức ăn cho vật ni, làm ngun liệu sợi phân bón hữu [3] Tuy nhiên, diện tích đất để xây dựng khu đất ngập nước nhân tạo tương đối lớn, trở ngại cho việc lựa chọn phương pháp xử lí [4], đất ngập nước nhân tạo áp dụng nơi giá đất thấp Ngải hoa (Canna sp.) Bồn bồn (Typha sp.) hai loại thực vật đất ngập nước thường sử dụng để xử lí nước thải [5], [6], [7], [8], [9], [10] Một số loại kiểng nghiên cứu trồng đất ngập nước nhân tạo để xử lí nước thải [11] Khu đất ngập nước hình bướm hoa thiết kế để xử lí nước thải tạo cảnh quan cho vùng Kon Phi Phi - Thái Lan [5] Dựa vào sở khoa học trên, nghiên cứu “Sử dụng đất ngập nước xử lí nước thải sinh hoạt tạo cảnh quan” thực nhằm khảo sát thông số vận hành thời gian lưu nước, tải nạp nước, tải nạp chất hữu thích hợp khu đất ngập nước nhân tạo trồng Ngải hoa Bồn bồn để xử lí nước thải sinh hoạt Kết mở khả ứng dụng thiết kế khu đất ngập nước nhân tạo để xử lí nước thải sinh hoạt khu du lịch sinh thái hộ gia đình vùng nơng thơn, đồng thời tạo cảnh quan môi trường cho khu vực Phương pháp nghiên cứu 2.1 Đối tượng nghiên cứu Nước thải sinh hoạt cho thí nghiệm thu cống nước chung hẻm 124, đường 3/2, phường Xuân Khánh, quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ Cây Bồn bồn (Typha sp.), Ngải hoa (Canna sp.) giống thu thập khuôn viên Khoa Môi trường Tài nguyên Thiên nhiên - Trường Đại học Cần Thơ Hình Cây Bồn bồn (trái) Ngải hoa (phải) dùng cho thí nghiệm 2.2 Các bước tiến hành thí nghiệm a) Thiết kế mơ hình đất ngập nước Mơ hình xử lí nước thải sinh hoạt thiết kế theo kiểu đất ngập nước có dịng chảy ngầm theo phương ngang Mơ hình bố trí khn viên Khoa Mơi trường Tài nguyên Thiên nhiên Bên cạnh khu đất ngập nước có ao chứa nước thải sau xử lí, lượng nước dùng để tưới cho thảm cỏ xung quanh mơ hình Các kích thước mơ hình thiết kế thỏa điều kiện dịng chảy theo kiểu nút (plug flow), kiểu dòng chảy cho nồng độ chất phản ứng giảm dần dọc theo chiều dài dòng chảy bể phản ứng Mặt tổng thể mơ hình khu đất ngập nước thí nghiệm trình bày Hình Các thơng số thiết kế mơ hình: - Rãnh dài 6,0 m, rộng 0,25 m, diện tích rãnh 1,6 m2; tương ứng với tỉ lệ dài : rộng = : 0,25 = 24 : 1; - Rãnh dài 5,5 m, rộng 0,25 m, diện tích rãnh 1,1 m2; tương ứng với tỉ lệ dài : rộng = 5,5 : 0,25 = 22 : 1; - Hồ dài m, rộng 0,5 m, diện tích hồ 0,5 m2; tương ứng với tỉ lệ dài : rộng = : 0,5 = : Tỉ lệ dài : rộng mơ hình thỏa điều kiện dòng chảy theo kiểu plug-flow, kiểu dòng chảy làm giảm dần nồng độ chất ô nhiễm theo chiều dài dòng chảy bể phản ứng Diện tích bề mặt mơ hình: Sbềmặt = 1,6 + 1,1 + 0,5 = 3,2 m2 Hình Mặt tổng thể mơ hình nghiên cứu Chiều sâu rãnh 1, rãnh hồ là: 0,65 m, 0,65 m, 0,7 m Rãnh 1, rãnh hồ đổ lớp vật liệu lọc dày 0,5 m đá × cm Mơ hình bố trí hệ thống ống PVC Ø42 để dẫn nước thông qua rãnh hồ ống thu nước đầu Mực nước khống chế rãnh 1, rãnh hồ 0,46 m Giá trị thỏa so với đề nghị từ US EPA với chiều sâu lớp nước từ 0,3 - 0,76 m [4] Độ dốc đáy thiết kế mơ hình 1% Thể tích chứa nước mơ hình: Vchứanước = 3,2 × 0,46 = 1,47 m3 Độ rỗng vật liệu lọc α = 0,49, thể tích rỗng mơ hình là: Vtổng = 0,49 × 1,47 = 0,72 m3 Hình Mơ hình thí nghiệm trước sau trồng Cây Ngải hoa phát triển tốt nguồn nước có nồng độ nhiễm cao nên trồng trực tiếp vào vật liệu lọc rãnh rãnh với mật độ 35 - 45 cây/m Tổng số Ngải hoa trồng rãnh rãnh 46 41 Đồng thời Bồn bồn trồng vào vật liệu lọc hồ với mật độ 45 - 50 cây/m2 Tổng số Bồn Bồn trồng hồ 25 Nghiên cứu khơng đánh giá hiệu xử lí loại riêng biệt mà đánh giá hiệu xử lí nước thải sinh hoạt tồn khu đất ngập nước b) Xác định thành phần nước thải tạo thích nghi cho trồng Nước thải sinh hoạt Khoa Môi trường Tài nguyên thiên nhiên thu thập ngày liên tiếp để đánh giá mức độ thích hợp nước thải biện pháp xử lí sinh học có điều chỉnh cần thiết; đồng thời tạo thích nghi cho trồng thời gian đầu thí nghiệm Thời gian lưu nước (HRT) hệ thống đất ngập nước đề xuất từ - 15 ngày [9], thí nghiệm chọn HRT = ngày để xác định lưu lượng nạp nước thải cho mơ hình nhằm tạo thích nghi cho trồng với nước thải Sau tháng vận hành mơ hình để trồng thích nghi, tiến hành thí nghiệm thức với nước thải thu cống thoát nước chung hẻm 124, đường 3/2, phường Xuân Khánh, quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ Lưu lượng nước thải đưa vào mơ hình thí nghiệm 140 L/ngày Thí nghiệm khơng tiến hành lặp lại mà thực lẫy mẫu nước thải ngày liên tục để phân tích tiêu lí - hóa - sinh nhằm đánh giá hiệu xử lí mơ hình Mẫu nước thải sau qua khu đất ngập nước thu giờ, liên tục từ đến 16 giờ; bảo quản hòa trộn với thành mẫu đem phân tích (mẫu gộp) c) Phương pháp phân tích Mẫu nước thải thu thập theo hướng dẫn TCVN 5999:1995 - Chất lượng nước - Lấy mẫu - Hướng dẫn lấy mẫu hồ ao tự nhiên nhân tạo Các tiêu ô nhiễm nước thải so sánh với QCVN 14:2008/BTNMT - Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia nước thải sinh hoạt Đối với thông số ô nhiễm chưa quy định QCVN 14:2008/BTNMT so sánh với QCVN 40:2011/BTNMT - Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia nước thải công nghiệp (thông số COD TKN), QCVN 39:2011/BTNMT - Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia chất lượng nước dùng cho tưới tiêu (thông số DO) Các thông số ô nhiễm nước phân tích phịng thí nghiệm thuộc Bộ môn Kĩ thuật Môi trường, Khoa Môi trường Tài nguyên thiên nhiên, Trường Đại học Cần Thơ Quy trình phân tích tn thủ theo hướng dẫn liệt kê Bảng Bảng Phương pháp phân tích thơng số nhiễm mẫu nước Thơng số Phương pháp phân tích pH TCVN 6492:2011 DO TCVN 5499:1995 SS TCVN 6625:2000 BOD5 TCVN 6001-1:2008 COD TCVN 6491:1999 TKN TCVN 6638:2000 TP N-NO TCVN 6202:2008 ISO 10304-1:2007 N-NH4+ TCVN 5988:1995 Tổng Coliforms TCVN 6187-2:1996 Trong trình thí nghiệm, điều kiện mơi trường cường độ ánh sáng, lưu lượng nước thải vào mô hình đo đạc để đánh giá khả loại bỏ chất ô nhiễm Đồng thời theo dõi sinh trưởng phát triển thông qua đo chiều cao trước sau kết thúc thí nghiệm, đồng thời đếm số mọc xung quanh giống Kết thảo luận 3.1 Thành phần tính chất nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt thu thập có mùi hơi, màu xám đen có cặn rắn lơ lửng Các thơng số nhiễm nước thải thí nghiệm trình bày Bảng Bảng Các tiêu ô nhiễm nước thải sinh hoạt Chỉ tiêu Đơn vị Nồng độ ô nhiễm (n = 3) pH - 7,11 ± 0,04 DO mg/L 1,67 ± 2,07 SS mg/L 34,00 ± 6,08 COD mg/L 145,67 ± 22,27 BOD5 mg/L 72,67 ± 26,1 TKN mg/L 32,69 ± 9,01 N-NH4+ mg/L 16,74 ± 8,66 mg/L 0,08 ± 0,05 3- mg/L 2,12 ± 0,55 MPN/100 mL 2,48×105 ± 2,28×105 N-NO P-PO4 Tổng Coliforms Các số liệu Bảng cho thấy: - pH nước nằm khoảng - thích hợp cho hoạt động vi sinh vật trồng khu đất ngập nước [12] - Nồng độ SS tương đối thấp nằm khoảng cận so với ghi nhận mức độ ô nhiễm nước thải sinh hoạt [2] Nồng độ tương đối thích hợp để đưa trực tiếp nước thải vào khu đất ngập nước mà không sợ bị nghẹt - Tỉ số BOD/COD ≈ 0,5 phù hợp để áp dụng biện pháp xử lí sinh học cho nguồn nước thải [6] - Tỉ số BOD : N : P ≈ 100 : 45 : 3; so với mức giá trị 100 : : phù hợp cho chất hữu chuyển hóa vào tế bào vi sinh vật [1] nguồn nước thải có dư dưỡng chất cho hoạt động vi sinh vật, không cần phải bổ sung thêm dưỡng chất cho q trình xử lí Tuy nhiên, lượng ni-tơ cao dẫn đến ni-tơ nước thải đầu cao vượt ngưỡng xả thải - Tổng Coliforms biến động thấp khoảng ghi nhận 106 - 108 MPN/100 mL [13] 3.3 Thí nghiệm 1: Vận hành thời gian lưu nước ngày a) Cường độ ánh sáng trình thí nghiệm Cường độ ánh sáng tiêu ảnh hưởng đến tăng trưởng thực vật, từ ảnh hưởng đến hiệu xử lí khu đất ngập nước Khu vực bố trí thí nghiệm có nhà học bao xung quanh hạn chế ánh nắng trực tiếp chiếu vào Trong thí nghiệm này, cường độ ánh sáng nơi bố trí khu đất ngập nước mơi trường bên ngồi đo hàng từ đến 18 hàng ngày, liên tục ngày thu mẫu nước thải Hình Cường độ ánh sáng trung bình khu đất ngập nước ngồi trời Hình cho thấy cường độ ánh sáng khu thí nghiệm yếu mơi trường bên Do ánh sáng yếu nên trồng khu đất ngập nước có xu hướng vươn cao để lấy sáng Có thể trực tiếp quan sát điều qua việc trồng phát triển chiều cao thân bị đổ ngã, khu vực thí nghiệm bao bọc kín gió b) Hiệu xử lí nước thải mơ hình HRT ngày Mẫu nước thải trước sau qua khu đất ngập nước thu thập để phân tích tiêu lí - hóa - sinh nhằm đánh giá hiệu xử lí mơ hình thí nghiệm ngày liên tục Về cảm tính nước thải đầu vào có màu xám đen, mùi hơi, có cặn lơ lửng; nước thải đầu không cịn mùi Chi tiết thơng số nhiễm mẫu nước trình bày Hình Hình Các thơng số nhiễm nước thải thí nghiệm HRT ngày Từ kết phân tích có số nhận xét sau: - Giá trị pH nước thải đầu có xu hướng tăng nhẹ so với đầu vào nằm khoảng cho phép cột A theo QCVN 14:2008/BTNMT, thuận lợi cho phát triển hệ vi sinh vật, không ảnh hưởng đến Ngải hoa Bồn bồn (a-xít nhẹ đến trung tính) Nguyên nhân làm pH tăng nhẹ q trình trao đổi khí làm cho CO nước thải từ q trình sinh học phóng thích khỏi nước - Trong khu đất ngập nước quang hợp đưa ô-xy xuống vùng rễ, vi sinh vật xung quanh rễ sử dụng nguồn ô-xy để phân hủy chất hữu DO nước thải đầu tăng đầu vào chứng tỏ hệ thực vật cung cấp thừa ơ-xy để trì tình trạng hiếu khí khu vực xử lí Giá trị DO đạt yêu cầu theo QCVN 39:2011/BTNMT - Hiệu suất loại bỏ SS cao (71,26%) hàm lượng SS nước thải đầu đạt loại A theo QCVN 14:2008/BTNMT SS giảm hạt chất rắn lơ lửng có kích thước lớn lọc giữ lại qua lớp vật liệu để trồng thực vật, giữ lại rễ thực vật mô hình, hạt keo bị loại bỏ phần trình hấp phụ màng sinh học sau bị vi sinh vật màng sinh học phân hủy - Nồng độ chất hữu nước thải sau xử lí (phản ánh qua tiêu COD BOD 5) giảm đáng kể đạt cột A QCVN 40:2011/BTNMT QCVN 14:2008/BTNMT Hiệu suất xử lí COD BOD5 cao 78,17% 80,77% Nguyên nhân phần lớn hạt hữu có kích thước lớn giữ lại qua lớp vật liệu lọc, thêm vào vi sinh vật hệ thống phân hủy chất hữu hịa tan nước thải Trong q trình đó, quang hợp đưa ơ-xy xuống rễ cung cấp ô-xy cho vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ, làm giảm nồng độ chất hữu có nước thải, tạo chất khống NH4+, sau hấp thu khống chất để tạo sinh khối cho thân - Nồng độ TKN nước thải sau xử lí đạt QCVN 40:2011/BTNMT (cột A) TKN giảm hạt chất rắn lơ lửng có chứa ni-tơ hữu bị giữ lại qua lớp vật liệu lọc vi sinh vật chuyển hóa thành dạng a-mơn vi khuẩn ơ-xy hóa thành ni- trát hấp thu Hàm lượng đạm thực vật hấp thu tích lũy loại bỏ hồn tồn khỏi hệ thống thông qua việc thu hoạch thực vật Phần thân ngập nước thực vật, hệ thống rễ phần vật liệu lọc xung quanh đóng vai trị cung cấp diện tích bề mặt làm giá bám cho vi sinh vật tham gia vào q trình a-mơn hóa, ni-trát hóa khử ni-trat hóa q trình chuyển hóa dạng ni-tơ nước thải Thành phần đạm N-NH 4+ nước thải thực vật hấp thu để gia tăng sinh khối nên giảm đáng kể Mặc dù hiệu suất xử lí đạt 63,98% nồng độ N-NH4+ nước thải đầu đạt cột B theo QCVN 14:2008/ BTNMT Nồng độ N-NO3-trong nước thải đầu có tăng khơng nhiều thực vật sử dụng phần lượng ni-trát sinh từ q trình ni-trát hóa Giá trị đạt so với ngưỡng cho phép xả thải QCVN 14:2008/BTNMT - Nồng độ P-PO43- nước thải đầu đạt QCVN 14:2008/BTNMT cột A hiệu suất xử lí P-PO43- khơng cao đạt 41,54% Nguyên nhân hiệu suất xử lí khơng cao q trình loại bỏ phốt-phát chủ yếu hấp thu thực vật, vật liệu lọc thí nghiệm đá xây dựng không cung cấp can-xi để kết tủa phốt-phát - Tổng Coliforms nước thải đầu giảm đáng kể, hiệu suất xử lí cao đạt 99,84% giá trị tổng Coliforms sau xử lí đạt cột B theo QCVN 14:2008/BTNMT Quá trình loại bỏ tổng Coliforms lượng Coliform nước thải bị giữ lại lớp màng sinh học cạnh tranh với vi sinh vật sống quanh rễ Tổng hợp thơng số theo dõi, nước sau xử lí đạt QCVN 14:2008/BTNMT cột B c) Các điều kiện vận hành hệ thống đất ngập nước Từ kết tính tốn thơng số sử dụng cho vận hành đất ngập nước nhân tạo trồng Bồn bồn Ngải hoa để xử lí nước thải sinh hoạt có mức ô nhiễm nhẹ đạt loại B theo QCVN 14:2008/BTNMT sau: - Với lưu lượng cung cấp vào hệ thống Q = 0,14 m3/ngày, diện tích bề mặt khu đất ngập nước Sbm = 3,2 m2, tải nạp nước cho hệ thống HRT ngày: Q HLRbm = = 437,5 m3 ∗ ha−2 ∗ ngày−1 S - Tải nạp BOD5 HRT ngày: Q × CBODv −2 ngày−1 S=bm30,33 kg ∗ ∗ - Với lượng nước đầu vào 0,140 m3/ ngày, lượng nước đầu ghi nhận trung bình 0,135 m3/ngày (phần bốc thoát hơi), khả loại bỏ BOD5 HRT ngày là: (Qv × CBODv) − (Qr × CBODr) = 24,71 kg ∗ ha−2 ∗ ngày−1 Sbm 3.4 Thí nghiệm 2: Vận hành thời gian lưu nước ngày Kết vận hành mơ hình với thời gian lưu nước ngày cho thấy nồng độ đầu chất hữu (COD, BOD5) nhỏ so với quy chuẩn cho phép, trừ tiêu N-NH4+ tổng Coliforms Với mục đích tăng lưu lượng nước thải xử lí (hoặc giảm diện tích đất sử dụng), đồng thời xử lí nước thải đạt quy chuẩn xả thải chất hữu cơ, giữ lại đạm để tận dụng nguồn dưỡng chất này, tiến hành thí nghiệm với thời gian lưu nước rút ngắn ngày Thể tích rỗng mơ hình 720 L, với thời gian lưu nước ngày, lưu lượng tính tốn để nạp vào mơ hình 180 L/ngày Mẫu nước thải thu ngày liên tục nhằm đánh giá hiệu xử lí mơ hình; mẫu nước thải sau xử lí thu theo hình thức mẫu gộp từ đến 16 (cách lấy mẫu lần) Xét cảm quan nước thải đầu vào có màu xám đen, có mùi hơi, có cặn lơ lửng, nước thải đầu khơng cịn mùi Khuynh hướng tăng giảm chế loại bỏ chất ô nhiễm thí nghiệm tương tự thí nghiệm thời gian lưu nước ngày Về đặc tính lí học, giá trị pH nước thải đầu có xu hướng tăng nhẹ so với đầu vào (từ 6,83 ± 0,09 lên 7,30 ± 0,11) Giá trị nằm khoảng cho phép QCVN 14:2008/BTNMT (cột A) Hàm lượng DO qua khu đất ngập nước tăng đáng kể từ 3,32 ± 0,67 mg/L lên 4,74 ± 0,16 mg/L, đạt yêu cầu QCVN 39:2011/BTNMT Kết phân tích Hình cho thấy nước thải sau xử lí có thơng số SS, BOD 5, N- NO3 , P-PO43- đạt cột A QCVN 14:2008/BTNMT; COD đạt cột A theo QCVN 40:2011/BTNMT; TKN đạt cột B QCVN 40:2011/ BTNMT; tổng Coliforms đạt cột B theo QCVN 14:2008/BTNMT; riêng thông số N-NH 4+ vượt gấp đôi giá trị quy định QCVN 14:2008/BTNMT (5 mg/L), chưa đạt tiêu chuẩn thải môi trường Nếu quan tâm đến xử lí chất hữu giữ lại đạm để tưới cho trồng ứng dụng khu đất ngập nước với HRT ngày để xử lí nước thải có mức nhiễm tương tự Khi lượng nạp nước cho hệ thống 562 m 3×ha-1×ngày-1, ứng với tải nạp BOD5 44,44 kg×ha-1×ngày-1, khả loại bỏ BOD5 38,79 kg×ha-1×ngày-1 Hình Các thơng số nhiễm nước thải thí nghiệm HRT ngày 3.5 Sự phát triển trồng Kết đo đạc cho thấy Ngải hoa Bồn bồn phát triển tốt khu đất ngập nước Hình trình bày thơng số chiều cao số chồi tăng thêm thể phát triển trồng Hình Các tiêu theo dõi phát triển trồng thí nghiệm Các tiêu theo dõi tăng trình vận hành mơ hình Sau 123 ngày thí nghiệm số chồi mọc thêm 195 chồi Ngải hoa (tăng 324%) 23 chồi Bồn bồn (tăng 185%) Chiều cao trồng tăng đáng kể, chiều cao Ngải hoa trưởng thành đạt trung bình 200 ± 9,17 cm tăng 93,3 cm so với thời điểm trước tiến hành thí nghiệm; chiều cao Bồn bồn trưởng thành tăng 109,7 cm, đạt trung bình 273 ± 17,52 cm, so với thời điểm trước tiến hành thí nghiệm Trước thí nghiệm Sau thí nghiệm Trước thí nghiệm Sau thí nghiệm Hình 8: Sự phát triển rễ Ngải hoa (trái) Bồn bồn (phải) Trong nghiên cứu không đánh giá định lượng phát triển rễ mà quan sát định tính Cả hai loại có rễ phát triển lớn hơn, dài so với thời điểm bắt đầu trồng (Hình 8) Rễ lớn cung cấp diện tích lớn cho vi khuẩn bám phát triển thành màng sinh học chịu trách nhiệm cho trình phân hủy sinh học hệ thống đất ngập nước nhân tạo, bao gồm giảm thiểu đạm [14] Tuy nhiên, để trình phân hủy đạm tiến hành với tốc độ tối đa địi hỏi lượng ơ-xy tối thiểu mg/L [15] Trong số loại thường trồng khu đất ngập nước, sậy đánh giá trồng loại bỏ đạm tốt phân bổ 50% sinh khối thực vật rễ thân rễ [12] Sinh khối rễ tăng giúp tăng lượng ô-xy vận chuyển vào chất nền, tạo mơi trường hiếu khí cho phân hủy đạm Quan sát cho thấy tỉ lệ % sinh khối rễ thân rễ so với trồng thí nghiệm chưa cao Đây nguyên nhân làm cho thông số N-NH4+ chưa đạt QCVN 14:2008/BTNMT Điều cần tiếp tục nghiên cứu thêm Kết luận kiến nghị Nghiên cứu đạt kết cụ thể sau: - Có thể vận hành khu đất ngập nước nhân tạo trồng Ngải hoa kết hợp với Bồn bồn thời gian lưu nước ngày, tải nạp nước 437,5 m3×ha-2× ngày-1, tải nạp chất hữu 30,33 kg×ha-2×ngày-1 để xử lí nước thải sinh hoạt có nồng độ ô nhiễm tương tự đạt QCVN 14:2008/BTNMT (cột B) - Trường hợp thiếu diện tích đất chọn thời gian lưu nước ngày ứng với tải nạp nước 562 m3×ha-1×ngày-1, tải nạp BOD5 44,44 kg×ha-1×ngày-1, nhiên cần tái sử dụng nước thải đầu khu đất ngập nước tưới cho trồng khác để loại bớt ni-tơ, có thêm hệ thống xử lí phía sau Nước sau xử lí có thơng số N-NH4+ chưa đạt QCVN 14:2008 /BTNMT Để ứng dụng kết nghiên cứu vào thực tế cần: - Tiến hành nghiên cứu hiệu xử lí nước thải mơ hình đất ngập nước nhân tạo với chất trồng khác giúp phát triển rễ để xử lí đạm tốt - Tiến hành nghiên cứu cắt tỉa trồng định kì để đảm bảo độ thống khí, tăng hàm lượng ơ-xy vùng rễ giúp xử lí nước thải tốt - Nghiên cứu khả tận dụng nước thải sinh hoạt sau xử lí hệ thống đất ngập nước nhân tạo cho tưới nghiên cứu phương pháp xử lí đạm TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Hoàng Việt, Nguyễn Võ Châu Ngân Giáo trình Kĩ thuật xử lí nước thải, NXB Đại học Cần Thơ, 2014 [2] Ngân hàng Thế giới Đánh giá hoạt động quản lí nước thải thị Việt Nam, The World Bank, 2013 [3] Lê Văn Cát Xử lí nước thải giàu hợp chất ni-tơ phốt-pho, NXB Khoa học Tự nhiên Công nghệ, 2007 [4] US EPA Design Manual Constructed Wetlands and Aquatic Plant Systems for Municipal Wastewater Treatment, US Environmental Protection Agency - Office of Research and Development, 1988 [5] Brix H., Koottatep T., Fryd O., Laugesen C H “The flower and the butterfly contructed wetland system at Kon Phi Phi-System design and lessons learned during implementation and operation,” in Ecological Engineering, 2010, 37(5), pp.729–735 [6] Gebremariam S Y., Beutel M W “Nitrate removal and DO levels in batch wetland mesocosms: Cattail (Typha spp.) versus Bulrush (Scirpus spp.),” in Ecological Engineering, 2008, 34(1), pp.1–6 [7] Konerrup D., Koottatep T., Brix H “Treatment of domestic wastewater in tropical, surface flow constructed wetlands planted with Canna and Heliconia,” in Ecological Engineering, 2009, 35(2), pp.248–257 [8] Lihua C., Ouyang Y., Qian L., Fengle Y., Ying C., Wenling Z., Shiming L “Removal of nutrients from wastewater with Canna indica L under different vertical-flow contructed wetland conditions,” in Ecological Engineering, 2010, 36(8), pp.1083–1088 [9] Selbo S M., Snow A A “The potential for hybridization between Typha angusti-folia and Typha latifolia in a constructed wetland,” in Aquatic Botany, 2004, 78(4), pp.361–369 [10] Trương Thị Phương Thảo, Ngô Thụy Diễm Trang “Ảnh hưởng nồng độ đạm lên sinh trưởng Bồn bồn hệ thống đất ngập nước kiến tạo,” Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 2013, 27: tr.116–121 [11] Zurita F., De Anda J., Belmont M A “Treatment of domestic wastewater and production of commercial flowers in vertical and horizontal subsurface-flow constructed wetlands,” Ecological Engineering, 2009, 35(5), pp.861–869 [12] Kadlec R H., Knight R L Treatment Wetland Lewis Publishers, 1996 [13] Metcalf & Eddy Wastewater Engineering: Treatment, Disposal, Reuse, McGraw-Hill Inc, 1991 [14] Brix H “Functions of macrophytes in constructed wetlands,” in Water Science and Technology, 1994, 29(4), pp.71–78 [15] Sikora F J., Tong Z., Behrends L L., Steinberg S L., Coonrod H S “Ammonium removal in constructed wetlands with recirculating subsurface flow: removal rate and mechanisms,” in Water Science and Technology, 1995, 32(3), pp.193–202  ... nhỏ, đất ngập nước nhân tạo loại hình xử lí nước thải sinh hoạt đề xuất cho vùng diện tích đất trống Đất ngập nước nhân tạo khu vực đất ngập nước người thiết kế để xử lí nước thải Hệ thống đất ngập. .. hoa thiết kế để xử lí nước thải tạo cảnh quan cho vùng Kon Phi Phi - Thái Lan [5] Dựa vào sở khoa học trên, nghiên cứu ? ?Sử dụng đất ngập nước xử lí nước thải sinh hoạt tạo cảnh quan? ?? thực nhằm... thực vật đất ngập nước thường sử dụng để xử lí nước thải [5], [6], [7], [8], [9], [10] Một số loại kiểng nghiên cứu trồng đất ngập nước nhân tạo để xử lí nước thải [11] Khu đất ngập nước hình