Khả năng xử lý nước thải từ ao nuôi ếch bằng hệ thống đất ngập nước kiến tạo

Hiện nay, diện tích và mật độ thâm canh trong nuôi trồng thủy sản ở vùng đồng bằng sông Cửu Long khá cao có thể khiến ô nhiễm nước mặt gia tăng. Việc xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản cần cân nhắc sao cho hiệu quả với giá thành hợp lý. Nghiên cứu này thử nghiệm khả năng áp dụng mô hình đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm phương ngang kết hợp với các loại thực vật chọn lựa có để xử lý nước thải nuôi ếch thương phẩm.

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ AO NUÔI ẾCH BẰNG HỆ THỐNG ĐẤT NGẬP NƯỚC KIẾN TẠO Nguyễn Văn Tuyến1, Nguyễn Thanh Sơn2*, Lê Anh Tuấn1 TĨM TẮT Hiện nay, diện tích mật độ thâm canh nuôi trồng thủy sản (NTTS) vùng đồng sơng Cửu Long(ĐBSCL) cao khiến ô nhiễm nước mặt gia tăng Việc xử lý nước thải NTTS cần cân nhắc cho hiệu với giá thành hợp lý Nghiên cứu thử nghiệm khả áp dụng mơ hình đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm phương ngang (HSSFCW) kết hợp với loại thực vật chọn lựa có để xử lý nước thải nuôi ếch thương phẩm Thực nghiệm thực thị trấn Mỹ An, huyện Tháp Mười, tỉnh Đồng Tháp từ tháng 6/2020 đến tháng 10/2020 Hệ thống HSSFCW thiết kế với vật liệu đá cấp phối x cm cát thô, thực vật chọn cỏ Vetiver (Vetiveria zizanioides L.) cỏ Voi (Pennisetum setaceum), loại thực vật quen thuộc vùng Hệ thống phù hợp với quy mô nhỏ trung bình theo quản lý cấp gia đình Hệ thống tải nạp thủy lực nước thải từ ao nuôi ếch với mức đầu vào 132 mm/ngày thời gian tồn lưu ngày Các kết thí nghiệm cho thấy, mơ hình cho khả xử lý COD, BOD5, TSS, TN TP cỏ Vetiver đạt hiệu suất cao nhất, tương ứng với 83,9%, 85,9%, 87,3%, 71,8% 88,9% đạt QCVN 40:2011-BTNMT (cột A); cỏ Voi xử lý nước thải đạt QCVN 40:2011-BTNMT (cột A) Từ khóa: Cỏ Vetiver, đất ngập nước kiến tạo, hiệu suất xử lý, nước thải ao ni ếch ĐẶT VẤN ĐỀ2 Đa dạng hố canh tác bước chuyển đổi nông nghiệp ĐBSCL yếu tố thay đổi nguồn nước biến đổi khí hậu, yếu tố thị trường Nhiều năm qua phát triển mạnh mẽ NTTS giúp ĐBSCL trở thành vùng trọng điểm NTTS nước ta Đây mạnh kinh tế đặc biệt vùng đất Tuy nhiên, NTTS phát triển nhanh gây biến động môi trường với quy mô ngày lớn đa dạng NTTS nguyên nhân gây nhiễm nguồn nước mặt Mơ hình ni ếch hình thức canh tác có triển vọng cần kiểm sốt tốt chất lượng mơi trường Nước thải từ ao nuôi thủy sản thải trực tiếp sông, kênh rạch (chiếm khoảng 83,3% hộ nuôi) thải vào ruộng, mương vườn (chiếm khoảng 16,7% hộ nuôi) Các sở nuôi thủy sản sau vụ xả trực tiếp nước thải, bùn thải môi trường mà không qua phương pháp xử lý nào, có xử lý chưa đạt quy chuẩn gây ô nhiễm nguồn nước mặt (Lê Trần Tiểu Trúc cộng sự, 2018) Cụ Khoa Môi trường Tài nguyên thiên nhiên, Trường Đại học Cần Thơ Học viên cao học ngành Kỹ thuật môi trường, Trường Đại học Cần Thơ * Email: nguyenthanhson1986@gmail.com 90 thể, việc xả thải không qua xử lý làm tiêu như: pH, COD, BOD5, TSS, TN, TP, coliform vượt ngưỡng quy chuẩn cho phép Nguyên nhân hộ ni khơng thực cơng trình xử lý nước thải làm tăng chi phí dẫn đến lợi nhuận giảm Ngoài ra, vấn đề thường gặp trình xử lý nước thải đất ngập nước chiếm nhiều diện tích đất để bố trí cơng trình xử lý (Ngơ Thụy Diễm Trang Hans Brix, 2012) Thêm nữa, cịn có tượng tắc dịng chảy đất, dẫn đến chảy mặt lớp đất bị nén chặt khiến dòng chảy bị hạn chế Mặt khác, hệ thống đất ngập nước khơng có bố trí công đoạn khử trùng làm cho tiêu coliform chưa đạt quy chuẩn Cho đến nay, có nhiều nghiên cứu sử dụng biện pháp lý, hóa sinh học để xử lý nước thải, có phương án xử lý nước thải hệ thống đất ngập nước kết hợp với thực vật thủy sinh có nhiều ưu điểm hệ thống xử lý truyền thống khác như: chi phí xây dựng bảo trì thấp, vận hành dễ dàng hiệu suất cao, chịu đựng khoảng biến động cao, nồng độ chất ô nhiễm lưu lượng tải nạp nước lớn thích hợp với điều kiện địa phương, tạo cảnh quan thân thiện với môi trường (Trang, 2009; Konnerup et al., 2011) Bên cạnh nghiên cứu trên, có nhiều nghiên cứu xử lý nước thải đất ngập nước, Lê Anh Tuấn cộng (2009); Ngô Thụy Diễm Trang Hans Brix (2012) Hiện nay, tnh ng Nông nghiệp phát triển nông thôn - KỲ - TH¸NG 11/2021 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ Tháp, ếch nuôi nhiều huyện Cao Lãnh Tháp Mười Số hộ ni địa bàn tồn huyện Tháp Mười khoảng 1.000 hộ, tập trung chủ yếu xã Đốc Binh Kiều, Phú Điều, Mỹ An, Tân Kiều với khoảng 500 hộ (Sở Tài nguyên Mơi trường tỉnh Đồng Tháp, 2018) Do đó, việc nghiên cứu đánh giá khả ứng dụng đất ngập nước kết hợp thực vật xử lý nước thải ni ếch đề tài có tính khả thi thực tiễn Vì “Nghiên cứu khả xử lý nước thải nuôi ếch hệ thống đất ngập nước kiến tạo kết hợp với thực vật” cần thực với mục tiêu xử lý nước thải nuôi ếch quy mơ nơng hộ có giá thành xử lý hợp lý chất lượng nước thải phù hợp với quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT, góp phần bảo vệ mơi trường nước mặt Để đạt mục tiêu trên, nghiên cứu thực nội dung sau: (i) Lựa chọn công nghệ thích hợp xử lý nước thải ni ếch, (ii) Lắp đặt, vận hành đánh giá hệ thống xử lý nước thải nuôi ếch qui mô nông hộ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Địa điểm nghiên cứu thị trấn Mỹ An, huyện Tháp Mười, tỉnh Đồng Tháp (Hình 1) Chủ hộ ni ếch chưa có hệ thống xử lý nước thải Nước thải sau nuôi ếch xả thẳng nguồn tiếp nhận Thời gian thực thí nghiệm từ tháng đến tháng 10 năm 2020 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Thiết kế mơ hình thí nghiệm Các thơng số để thiết kế mơ hình đất ngập nước trình bày bảng dựa vào cơng thức tính tốn thiết kế đất ngập nước kiến tạo tham khảo Lê Anh Tuấn cộng sự, (2009) Thực nghiệm cho mơ hình với mức tải nạp Q=0,05 m3/ngày (50 lít/ngày), cơng thức sau áp dụng cho kết thiết kế hệ thống bảng Thời gian tồn lưu T hệ thống: T nV * H * A (ngày) Q Diện tích A (m2) mơ hình : A  2.1 Địa điểm thời gian nghiên cứu Q *T (m2) nV * H Trong đó: nv: Hệ số rỗng đất cát, xác định từ thực nghiệm phịng thí nghiệm, nv=0,35; H: chiều sâu khu đất ngập nước, dựa vào độ sâu trung bình của rễ, lấy H=1,0 (m) Chọn chiều dài (L) khu đất xử lý, lấy theo kinh nghiệm, thường gấp lần chiều rộng (B) L = x B Tính chiều rộng mơ hình: A = L x B = Hình Vị trí thực nghiên cứu x B x B  B= A Bảng Các thông số thiết kế mơ hình xử lý nước thải Kích thước thiết kế hệ thống Đơn vị Ngưỡng đặc trưng Thời gian lưu tồn nước Ngày - 15 Chiều sâu ngập nước m 0,50 – 1,2 Lưu lượng nạp BOD5 kg/ha.ngày