Tài liệu nghiên cứu đất ngập nước nhân tạo ppt

Hiệnnay có rất nhiều bảng phân loại được sử dụng như bảng phân loại của công ướcRamsar, tổ chức bảo tồn thiên nhiên quốc tế… Bảng 1: Hệ thống phân loại Ramsar Đất ngập nước nhân tạo 1 Cá

Tài liệu nghiên cứu

về đất ngập nước

nhân tạo

Thuật ngữ “ĐNN” được hiểu theo nhiều cách khác nhau, hiện nay có đến

50 định nghĩa về ĐNN đang được sử dụng

Theo công ước Ramsar (1971 ), ĐNN được định nghĩa như sau: ĐNN đượccoi là các vùng đầm lầy, than bùn hoặc là vùng nước dù là tự nhiên hay nhân tạo,ngập nước thường xuyên hoặc từng thời kỳ, là nước tĩnh, nước chảy, nước ngọt,nước lợ hay nước mặn, bao gồm cả những vùng biển mà độ sâu mực nước khithuỷ triều ở mức thấp nhất không vượt quá 6m

Ngoài ra, còn có định nghĩa của các tổ chức, các nhà nghiên cứu khác trênthế giới như là: Chương trình quốc gia về điều tra ĐNN của Mỹ, Canada, NewZealand và Ôxtrâylia

- Chống sóng biển, ổn định bờ biển và chống xói mòn

- Xử lý nước, giữ lại chất cặn, chất độc…

- Giữ lại chất dinh dưỡng

- Sản xuất sinh khối

- Giao thông thuỷ

- Giải trí, du lịch

1.2.2 Chức năng kinh tế của ĐNN

- Tài nguyên rừng: cung cấp một loạt các sản phẩm quan trọng như gỗ,than, củi và các sản phẩm khác như nhựa, tinh dầu, tanin, dược liệu …Nhiều vùngĐNN giàu động vật hoang dã đặc biệt là các loài chim nước, cung cấp các sảnphẩm có giá trị thương mại cao

- Thuỷ sản: Môi trường sống và nơi cung cấp thức ăn cho cá, loài thuỷ sản

- Tài nguyên cỏ và tảo biển: Thức ăn của nhiều loại thuỷ sinh vật, người vàgia súc, ngoài ra còn làm phân bón và dược liệu…

- Sản phẩm nông nghiệp: các ruộng lúa nước chuyển canh hoặc xen canhvới các cây hoa màu khác tạo nên nhiều sản phẩm quan trọng của vùng ĐNN

- Cung cấp nước ngọt: Là nguồn cung cấp nước ngọt cho sinh hoạt, tướitiêu, cho chăn nuôi gia súc và sản xuất công nghiệp

- Tiềm năng năng lượng: Than bùn, các đập, thác nước… là những nguồnnăng lượng quan trọng

1.2.3 Chức năng xã hội

- Tạo cảnh quan, vui chơi, giải trí

- Giá trị văn hoá: lễ hội, giáo dục, nghiên cứu…

- Giá trị đa dạng sinh học

Nhận thức được giá trị lợi ích của wetland, kết hợp với chất lượng và minhchứng môi trường sẽ dẫn đến việc tạo wetland nhân tạo cho nhiều mục đích.[24]

2 ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO (CONSTRUCTED WETLAND)

2.1 Khái quát chung về ĐNN nhân tạo

ĐNN nhân tạo cũng đóng vai trò rất quan trọng đối với cuộc sống của conngười Chúng cung cấp một lượng khổng lồ nguồn lợi thủy sản nước ngọt và nướcmặn bao gồm cả các loài trai hến và giáp xác Bên cạnh đó, đất ngập nước còngiúp bảo vệ đất liền, nhà cửa và đất canh tác trước gió bão, hạn chế ảnh hưởng của

lũ lụt, nạp, tiết nước ngầm và cung cấp nguồn nước cho sinh hoạt Tuy nhiên, cácvùng đất ngập nước ở Việt Nam đang dần biến mất Việc chuyển đổi đất ngậpnước thành đất canh tác, chặt phá rừng ngập mặn ven biển để nuôi tôm, sự ônhiễm và phát triển chỉ là một số trong rất nhiều tác động có nguy cơ gây suy thoáivĩnh viễn các hệ sinh thái đất ngập nước và cuối cùng là ảnh hưởng tới chính lợiích mà đất ngập nước mang lại cho con người

ĐNN nhân tạo không có một khái niệm rõ ràng, chỉ là những bảng hệ thốngphân loại Tuỳ theo tổ chức, mục đích nghiên cứu mà phân loại khác nhau Hiệnnay có rất nhiều bảng phân loại được sử dụng như bảng phân loại của công ướcRamsar, tổ chức bảo tồn thiên nhiên quốc tế…

Bảng 1: Hệ thống phân loại Ramsar

Đất ngập nước nhân tạo

1 Các đầm/ ao nuôi trồng thủy sản (như các đầm nuôi tôm/cá)

2 Các ao; bao gồm các ao nông nghiệp, các ao nuôi, các bể chứanhỏ (nhìn chung nhỏ hơn 8ha).

3 Đất được tưới tiêu; bao gồm các kênh mương tưới tiêu và các

ruộng lúa

4

Đất nông nghiệp ngập theo mùa (bao gồm các đồng cỏ ngậpnước hoặc đồng cỏ dùng để chăn thả gia súc hoặc được quản lýmột cách tích cực)

5 Các điểm khai thác muối; các ruộng/ hồ muối, nước mặn…

6 Các khu vực trữ nước; hồ chứa/đập nước/đập chắn/ đập tràn

(nhìn chung trên 8 ha)

7 Các nơi đào; các mỏ cuội/gạch/sét; các mỏ đất mượn, cácmoong mỏ.

8 Các vùng xử lý nước thải; các bãi chứa nước thải sinh hoạt, cácao lắng, các bể ôxy hóa…

9 Các con kênh, rạch thoát nước, các mương nhỏ

Zk(c) Các hệ thống thủy văn castơ ngầm và hang động nhân tạo

Bảng 2: Hệ thống phân loại ĐNN của tổ chức bảo tồn thiên nhiên quốc tế

(IUCN WETLAND CLASSIFICATION, DUGAN, 1999)

3 Đất ngập nước nhân tạo

3.1 Canh tác hải sản/thủy sản

30 Ao nuôi trồng thủy sản, kể cả các ao cá và ao tôm

3.2 Nông nghiệp

31 Các ao đang canh tác, ao giống và ao nhốt cá

32 Đất được tưới nước và các kênh dẫn nước, bao gồm cả các đồng lúa, kênh vàrạch

33 Đất trồng trọt, ngập nước theo mùa

3.3 Khai thác muối

34 Những ruộng muối

3.4 Đô thị/Công nghiệp

35 Các hồ chứa nước dùng để tưới tiêu sinh hoạt và thải nước, và những vùngngập nước theo mùa

36 Đập nước với mực nước thay đổi thường xuyên hàng tuần hoặc hàng tháng

Bên cạnh hệ thống phân loại quốc tế, nước ta cũng có nhiều hệ thống phânloại để quản lí và sử dụng tài nguyên ĐNN hiệu quả Trong đó, ĐNN nhântạo cũng được phân loại rất rõ ràng Theo Bộ Khoa học, Công nghệ và Môitrường, năm 2001 phân loại ĐN nhân tạo bao gồm:

1 Các đầm ao nuôi trồng thuỷ sản (ví dụ: tôm,cá).

2 Các đầm, bao gồm cả những đầm canh tác, hồ chứa nhỏ (tổng quát trên 8ha)

3 Đất có nước tưới; bao gồm cả các mương, kênh dẫn nước và ruộng lúa

4 Đất canh tác ngập nước theo mùa

5 Vùng khai thác muối; các đầm muối, các hồ nước mặn, v.v…

6 Những vùng trữ nước, các hồ chứa, đập nước, những vùng úng nước(tổng quát rộng trên 8 ha)

7 Các hố đào; nơi khai thác sỏi, đất sét, làm gạch, các mỏ lấy đá, hầm lấyvật liệu, các hầm khai quặng v.v…

8 Các vùng xử lý nước thải, nơi thoát nước, các đầm lắng, v.v…

9 Sông đào, kênh mương thoát nước

Hầu hết diện tích của loại ĐNN trồng lúa và nuôi trồng thủy sản do các hộ giađình sử dụng theo kinh nghiệm sản xuất và tập quán canh tác của từng địa phương.Phần diện tích ĐNN còn lại do nhà nước quản lý và thường được sử dụng thôngqua một dự án đầu tư hay kế hoạch quản lý được nhà nước phê duyệt và cấp kinhphí Việc sử dụng ĐNN bắt đầu bằng việc quy hoạch sử dụng đất cấp quốc gia,cấp vùng, cấp tỉnh và các cấp chi tiết hơn, dựa trên các đặc điểm tự nhiên, kinh tế

xã hội và các mục tiêu phát triển mà Chính phủ đề ra cho từng vùng và từng tỉnh.Tuy nhiên, việc sử dụng đất theo quy mô hộ gia đình còn nhiều tồn tại mà quantrọng nhất là vốn đầu tư và sự hiểu biết về sử dụng ĐNN Nhiều hộ nông dân ởvùng ven biển ít vốn đầu tư và thiếu kiến thức về nuôi trồng thủy sản, nên đã gặpthất bại trong các vụ nuôi tôm và để lại hậu quả về môi trường

 Các cấp quản lí ĐNN

Quản lý đất ngập nước ở cấp trung ương: Cho đến hiện nay, ở Việt Nam không

có một cơ quan nào chịu trách nhiệm duy nhất về quản lý ĐNN ở cấp trung ương.Mỗi bộ, ngành tùy theo chức năng được Chính phủ phân công sẽ thực hiện việcquản lý theo lĩnh vực từng ngành bao gồm cả đối tượng ĐNN Bộ Nông nghiệp vàPhát triển nông thôn chịu trách nhiệm về ĐNN trong phạm vi đất canh tác lúanước, các khu rừng là vườn quốc gia hay khu bảo tồn thiên nhiên ĐNN, các côngtrình thủy lợi, các hồ chứa Bộ Thủy sản chịu trách nhiệm về ĐNN trong phạm vidiện tích mặt nước nuôi trồng thủy sản và vùng ven bờ biển Bộ Tài nguyên vàMôi trường chịu trách nhiệm về ĐNN trong phạm vi các dòng sông, là cơ quanđiều phối các hoạt động chung của quốc gia về ĐNN, nhất là các hoạt động liênquan đến Công ước Ramsar Các cơ quan khác liên quan đến sử dụng ĐNN nhưgiao thông thủy, du lịch, thủy điện Một đặc điểm cơ bản là các vùng ĐNN ở ViệtNam là nơi sinh sống của các cộng đồng dân cư từ thế hệ này sang thế hệ khác, đã

hình thành những giá trị văn hóa, tập quán canh tác đặc thù, vì vậy mà việc quản

lý ĐNN không thể tách biệt chuyên ngành và với việc phát triển cộng đồng Tuyvậy, vấn đề tồn tại là sự thiếu đồng bộ trong quy hoạch phát triển một vùng ĐNN,thiếu sự phối hợp giữa các ngành trong quản lý tổng hợp ĐNN Việc quản lý và sửdụng khôn khéo đòi hỏi phải có chính sách và biện pháp đồng bộ và tổng hợp

Quản lý đất ngập nước ở cấp tỉnh: Việt Nam có 64 tỉnh và thành phố trực thuộc

trung ương, ủy ban nhân dân các tỉnh là một cơ quan hành chính cao nhất của tỉnh,dưới ủy ban nhân dân tỉnh có các cơ quan cấp sở được tổ chức theo hệ thốngngành dọc từ cấp trung ương Vì vậy, tình hình quản lý ĐNN ở cấp tỉnh cũngtương tự như ở cấp trung ương, nghĩa là mỗi sở, ngành sẽ chịu trách nhiệm quản lýnhà nước về lĩnh vực của mình trong đó có vấn đề liên quan ĐNN theo quy địnhcủa pháp luật và sự phân công của ủy ban nhân dân tỉnh Hiện nay, sự hiểu biết vềĐNN ở các cơ quan cấp tỉnh còn rất hạn chế, vì vậy sự tuyên truyền, giáo dụcngười dân địa phương về ĐNN cũng là một tồn tại chưa thể khắc phục được

2.2 Cơ chế loại bỏ chất ô nhiễm ở ĐNN nhân tạo

Các chất ô nhiễm có thể xử lí bằng ĐNN là tổng chất rắn lơ lửng (TSS),nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD), chất dinh dưỡng (nitơ và phôtpho), các hợp chất hữu

cơ, các thành phần vô cơ Các quá trình xảy ra trong ĐNN bao gồm các quá trìnhvật lí, hóa học và sinh học (vi sinh vật, thực vật), hiệu quả của chúng phụ thuộcvào đặc tính chất thải, địa điểm, vận tốc và lưu lượng dòng thải

a Quá trình vật lí, hóa học : Các quá trình này giúp xử lý được cả các hợp chất vô

cơ và hữu cơ, bao gồm :

• Lắng xuống, đóng cặn: loại bỏ chất hạt và chất rắn lơ lửng

• Thấm hút bề mặt: bao gồm các quá trình hấp thụ và hấp phụ, xảy ra trên bềmặt của các loài thực vật, chất nền, trầm tích, rác rưởi

• Ôxi hóa, khử và kết tủa hóa học: chuyển biến kim loại dưới tác dụng củadòng chảy, thông qua sự tiếp xúc của nước với chất nền và rác thành dạngchất rắn không tan và lắng xuống, đây là một biện pháp hữu hiệu hạn chếtác hại của các kim loại có tính độc trong ĐNN

• Sự quang phân, ôxi hóa: phân hủy, ôxi hóa các hợp chất dưới tác dụng củaánh sáng mặt trời

• Sự bay hơi: xảy ra khi có áp suất đủ lớn, hợp chất sẽ chuyển sang thể khí

b Quá trình sinh học: Các chất hữu cơ hòa tan được phân hủy bởi các vi sinh vật

đáy và vi sinh vật bám dính trên thực vật Có sự nitrat hóa và phản nitrat hóa dotác động của vi sinh vật; Dưới các điều kiện thích hợp, một khối lượng đáng kểcác chất ô nhiễm sẽ được thực vật hấp thụ; Sự phân hủy tự nhiên của các chất hữu

cơ trong môi trường

- Các loại thực vật trong hệ thống đất ngập nước có rễ bám vào lớp đất ở đáy vàthân vươn cao lên trên mặt nước Thực vật thủy sinh là một thành phần không thể

thiếu được của các hệ sinh thái này Một số bộ phận thực vật đĩng vai trị quantrọng trong các quá trình xử lý nước thải như:

+ Phần thực vật tiếp xúc với khơng khí: Bĩng cây làm suy giảm ánh sángdẫn đến giảm sự sinh trưởng của thực vật phù du; tạo vi khí hậu, cách nhiệt trongmùa đơng; giảm tốc độ giĩ; tạo chất dinh dưỡng thơng qua quá trình quang hợp

+ Phần thực vật tiếp xúc với nước: Cĩ các hiệu quả lọc (lọc qua các mơxốp); giảm tốc độ dịng chảy, tăng tỷ lệ trầm tích; cung cấp diện tích bề mặt cho visinh vật bám dính; tạo O2 bởi quang hợp, tăng sự phân hủy hiếu khí; hấp thụ chấtdinh dưỡng

+ Rễ và đới rễ trong lớp trầm tích: Giúp ổn định bề mặt lắng đọng, giảm xĩimịn; ngăn chặn sự tắc nghẽn lớp lọc trong hệ thống dịng thẳng đứng; sinh O2 làmtăng sự phân hủy hiếu khí và sự nitrat hĩa; hấp thụ chất dinh dưỡng

Những thực vật được sử dụng thường xuyên trong ĐNN nhân tạo là đuôimèo(cattail), sậy (reed), cỏ chỉ (bulrush) và cây lách (sedge) Tất cả các loàithực vật này có mặtở khắp nơi và thích ứng tốt với điều kiện lạnh Các đặc tínhquan trọng của thực vật có liên quan đến việc thiết kế của hệ thống, độ sâu tối

ưu của nước đối với hệ thống FWS và độ thâm nhập của rễ vào trong đất đốivới hệ thống SFS

- Đuôi mèo có khuynh hướng chiếm ưu thế ở độ sâu nước lớn hơn 0.15m Cỏchỉ phát triển tốt ở độ sâu 0.05-0.25m Sậy phát triển dọc theo mép bờ với độsâu 1.5m, nhưng lại cạnh tranh kém trong nước cạn

- Cây lách thường có mặt ở các vùng nước ven bờ và vùng nước thấp hơn cỏchỉ

- Hệ thống rễ đuôi mèolan xuống sâu trong đất khoảng chừng 0.3m, trái lại sậyđâm sâu hơn 0.6m và cỏ chỉ hơn 0.76m Sậy và cỏ chỉ thường được chọn cho hệthống SFS bởi vì độ sâu thâm nhập của rễcho phép việc sử dụng các ao sâuhơn

- Việc thu hoạch thực vật trong đất ngập nước nói chung đòi hỏi đặc biệt đốivới hệ thống SFS Tuy nhiên, cỏ khô của hệ thống FWS phải được đốt theomùa để duy trì điều kiện chảy tự do của dòng nước đồng thời ngăn cản sự tạothành các kênh của dòng chảy Việc thu sinh khối thực vật cho mục đích loạithải chất dinh dưỡng thường không thiết thực.[8,12]

2.3 Các quá trình xử lý chất ơ nhiễm trong ĐNN nhân tạo

Quá trình xử lí các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học: Trong các bãi

lọc, sự phân hủy sinh học đóng vai trò lớn nhất trong việc loại bỏ các chất hữu cơdạng hòa tan hay dạng keo có khả năng phân hủy sinh học (BOD) trong nước thải.BOD còn lại cùng các chất rắn lắng được sẽ bị loại bỏ nhờ quá trình lắng Phânhủy sinh học xảy ra khi các chất hữu cơ hòa tan được mang vào lớp màng vi sinhbám trên phần thân ngập nước của thực vật, hệ thống rễ và những phần vật liệu lọcxung quanh, nhờ quá trình khuyếch tán

Quá trình tách các chất rắn: Các chất rắn lắng được loại bỏ dễ dàng nhờ cơ

chế lắng trọng lực, vì các hệ thống này có thời gian lưu nước dài Chất rắn khônglắng được, chất keo có thể được loại bỏ thông qua các cơ chế lọc Các cơ chế xử lítrong hệ thống phụ thuộc rất nhiều vào kích thước và tính chất của các chất rắn cótrong nước thải và các dạng vật liệu lọc được sử dụng Thực vật trong bãi lọckhông đóng vai trò đáng kể trong loại bỏ các chất rắn

Quá trình khử Nitơ: Trong các bãi lọc, sự chuyển hóa của N2 xảy ra trong các

tầng oxi hóa khử của đất, bề mặt tiếp xúc giữa rễ và đất, phần ngập nước của thựcvật có thân nhô lên mặt đất N2 được loại bỏ trong các bãi lọc nhờ 3 cơ chế sau:

• Nitrat hóa / khử nitrat

• Sự bay hơi của NH3

• Sự hấp thụ của thực vật

Quá trình khử Photpho: Vai trò của thực vật trong việc loại bỏ P vẫn còn vấn

đề tranh cãi nhưng dù sao đây cũng là cơ chế duy nhất đưa hẳn P ra khỏi hệ thốngbãi lọc Các qúa trình hấp phụ, kết tủa và lắng chỉ đưa được P vào đất hay vật liệulọc Khi lượng P trong lớp vật liệu vượt quá khả năng chứa thì phần vật liệu haylớp trầm tích đó phải được nạo vét và xả bỏ Cơ chế loại bỏ P trong các bãi lọcgồm có:

• Sự hấp thụ của thực vật

• Các quá trình đồng hóa của vi khuẩn

• Sự hấp thụ lên đất, vật liệu lọc và các chất hữu cơ

• Kết tủa lắng cùng các ion Ca2+, Mg2+, Fe3+, Mn2+

Quá trình xử lí kim loại nặng: Các loài thực vật khác nhau có khả năng hấp thu

kim loại mạnh rất khác nhau Bên cạnh đó, thực vật đầm lầy cũng ảnh hưởng giántiếp đến sự loại bỏ và tích trữ kim loại nặng khi chúng ảnh hưởng đến chế độ thủylực, cơ chế hóa học lớp trầm tích và hoạt động của vi sinh vật Các vật liệu lọc lànơi tích tụ chủ yếu các kim loại nặng Các cơ chế loại bỏ chúng gồm có:

• Kết tủa và lắng ở dạng hydroxit không tan trong vùng hiếu khí, ở dạngsunfit kim loại trong vùng kị khí của lớp vật liệu

• Hấp phụ lên các kết tủa oxyhidroxit sắt, mangan trong vùng hiếu khí

• Kết hợp lẫn thực vật và đất - Hấp phụ vào rễ, thân và lá của thực vật trongbãi lọc trồng cây

Quá trình xử lí các hợp chất hữu cơ: Các hợp chất hữu cơ được loại bỏ

trong các hệ thống chủ yếu nhờ cơ chế bay hơi, hấp phụ, phân hủy bởi các vi sinhvật (chủ yếu là vi khuẩn và nấm) và hấp phụ của thực vật Yếu tố quan trọng ảnhhưởng đến hiệu suất loại bỏ các chất hữu cơ nhờ quá trình bay hơi là hàm số phụthuộc của trọng lượng phân tử chất gây ô nhiễm

Các chất bẩn hữu cơ chính còn có thể loại bỏ nhờ quá trình hút bám vật lílên bề mặt các chất lắng được và sau đó là quá trình lắng Quá trình này thườngxảy ra ở phần đầu bãi lọc Các chất hữu cơ cũng bị thực vật hấp thụ (Polprasert vàDan, 1994), tuy nhiên cơ chế này còn chưa được hiểu rõ và còn phụ thuộc nhiềuvào loại thực vật được trồng, cũng như đặc tính của chất bẩn

Quá trình xử lí vi khuẩn và virut: Về bản chất cũng giống như quá trình loại

bỏ các vi sinh trong hồ sinh học Vi khuẩn và virut có trong nước thải được loại bỏnhờ:

• Các quá trình vật lí như lắng, dính kết, lọc, hấp phụ

• Bị tiêu diệt do điều kiện môi trường không thuận lợi trong một thời gian dàiTác động của các yếu tố lí hóa môi trường tới mức độ diệt khuẩn đã đượccông bố trong nhiều tài liệu: nhiệt độ ( Mara và Silva,1979), pH ( Parhad và Rao,

1974, Hirn và nnk, 1980, Pearson và nnk, 1987)….Các yếu tố sinh học bao gồm:thiếu chất dinh dưỡng (Wu và Klein, 1976), do các sinh vật khác ăn (Ellis, 1983).[24]

PHẦN 2: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO

Dựa trên những cơ sở đó, việc ứng dụng ĐNN trong xử lý, loại bỏ các chấtthải độc hại trong môi trường nước là phương pháp mang lại hiệu quả cao,tiết kiệm chi phí, không gây ảnh hưởng lại đối với môi trường, có khả năngthay thế các phương pháp hoá lí truyền thống Đó là phương pháp xây dựng

mô hình ĐNN nhân tạo ( constructed wetlwand)

1 Những thuận lợi và khó khăn khi sử dụng hệ thống ĐNN nhân tạo để xử lí nước thải:

1.1 Những thuận lợi

• Thân thiện với sinh thái

• Trực quan rất hấp dẫn

• Thân thiện với môi trường, phòng chống ô nhiễm

• Tiết kiệm chi phí vận hành (không có hóa chất để hoạt động, do đó giữ gìn

và bảo trì và các chi phí đầu vào đến mức tối thiểu, hạn chế về máy móc,phụ tùng thay thế, lượng lớn về lao động kỹ thuật cần thiết)

• Nguồn nước sau khi xử lí nếu đạt tiêu chuẩn cho phép thì hoàn toàn an toàncho các mục đích sử dụng khác như sử dụng cho các công trình thủy lợi,rửa ráy, vệ sinh…

• Lợi ích kinh tế có thể được bắt nguồn từ nuôi trồng cá, sản xuất sinh khối,phân bón, tiềm năng về Giáo dục và giải trí (thực hành nghiên cứu khoahọc, câu cá, săn bắn các loài chim nước)

1.2 Những khó khăn:

Chủ yếu liên quan đến tính khả dụng của các diện tích đất cần thiết, vốnđầu tư cho các công trình xây dựng quản lý của các hệ sinh thái có ảnh hưởng đếnhoạt động của nó

• Các diện tích đất cần thiết cho các hệ thống (FWS) có thể là lớn, đặc biệt lànếu trong yêu cầu loại bỏ về nitơ hay phospho

• Các loại bỏ BOD, COD, và nitơ được quá trình sinh học và cơ bản liên tụctái tạo Các phospho, kim loại, và một số chất hữu cơ được loại bỏ của hệthống bị ràng buộc trong trầm tích và tích luỹ qua thời gian.

• Trong mùa đơng lạnh, khí hậu nhiệt độ thấp làm giảm tỷ lệ cho loại bỏ đốivới BOD và tăng phản ứng sinh học Nitrat hĩa, phản nitrat hĩaMuỗi và cơn trùng khác cĩ thể trở thành một vấn đề cần quan tâm Đấtngập nước, đặc biệt là hệ thống FWS, cung cấp nơi ở lý tưởng cho muỗi

• Đánh giá việc kiểm soát các mầm bệnh có lẽ là nhân tố cản trở trongviệc xác định sự khả thi của việc sử dụng đất ngập nước

• Gia cầm và các động vật hoang dã trong các hệ thống cĩ thể là nguồn cungcấp thêm fecal coliforms

• Yêu cầu bao gồm cả thủy lực và kiểm sốt về độ sâu của mực nước, dịngvào, dịng ra, cơ cấu làm sạch, loại bỏ cỏ, quản lý thực vật, muỗi và cơntrùng Các kế hoạch kiểm soát sinh học đối với muỗi được thể hiện qua

việc sử dụng cá ăn muỗi (Gambusia afinis) hơn là việc sử dụng hóa chất

trong kiểm soát mầm bệnh là cần thiết phải bao gồm trong việc thiết kế

DO trên 1mg/l là cần thiết để duy trì quần thể cá Thực vật với mật độthưa có lẽ cũng cần thiết để tránh hình thành những túi nước mà cákhông thể vào được

• Mực nước trong đầm lầy cĩ thể cần điều chỉnh trên cơ sở theo mùa địi hỏiphải kiểm sốt, tùy thuộc vào điều kiện của địa phương và yêu cầu cụ thể

• Thanh tra hoạt động về tốc độ tăng trưởng thực vật, hoạt động hệ thốngthốt nước, cấu trúc và thiệt hại, bay hơi, rị rỉ, tích lũy trầm tích, mật độcủa thực vật

• Thanh tra kiểm tra hàng năm đối với các thiệt hại cho cấu trúc đầu vào vàđầu ra

• Lưu ý dấu hiệu của sự xuất hiện hydrocarbon như dầu nổi trên mặt nước Thay thế thảm thực vật đầm lầy phải duy trì ít nhất 50% diện tích mặt đầmlầy trong phạm vi tiến hành trồng cây mùa thứ 2, thu hoạch các lồi thựcvật, nếu thực vật trở nên quá dày Điều này sẽ giúp bảo tồn các lồi thực vật

và cho phép các đầm lầy phục hồi việc làm sạch nhanh hơn

• Thường xuyên giám sát chất lượng nước Định kỳ mẫu sẽ được lấy và thửnghiệm để cung cấp cho các nhà điều hành một sự hiểu biết về đầm lầy đểhoạt động của hệ thống đạt hiệu suất tốt hơn và cĩ một cơ sở để điều chỉnh,nếu cần thiết.[4]

2 Các mơ hình ĐNN nhân tạo:

Các mơ hình ĐNN nhân tạo ứng dụng trong xử lý nước được thiết kế theo

hệ thống các dịng chảy của nước Được chia theo 3 hệ thống như sau:

• Các hệ thống chảy trên bề mặt (Free water surface - FWS)

• Các hệ thống dịng chảy ngang dưới mặt đất (Horizontal subsurface flow –HSF)

• Các hệ thống với dòng chảy thẳng đứng (Vertical subsurface flow - VSF).

a) Các hệ thống chảy trên bề mặt (Free water surface - FWS): Những

hệ thống này thường làlưu vực chứa nước hoặccác kênh dẫn nước, vớilớp lót bên dưới để ngăn

sự rò rỉ nước, đất hoặccác lớp lọc thích hợpkhác hỗ trợ cho thực vậtnổi Lớp nước nông, tốc độ dòng chảy chậm, sự có mặt của thân cây quyết địnhdòng chảy và đặc biệt trong các mương dài và hẹp, bảo đảm điều kiện dòng chảynhỏ (Reed và cộng sự, 1998)

b) Các hệ thống với dòng chảy ngang dưới mặt đất (Horizontal subsurface flow HSF): Hệ thống này được gọi là dòng chảy ngang vì nước thải được đưa vào và

-chảy chậm qua tầng lọc xốp dưới bề mặt của nền trên một đường ngang cho tớikhi nó tới được nơi dòng chảy ra Trong suốt thời gian này, nước thải sẽ tiếp xúcvới một mạng lưới hoạt động của các đới hiếu khí, hiếm khí và kị khí Các đớihiếu khí ở xung quanh rễ và bầu rễ, nơi lọc O2 vào trong bề mặt Khi nước thảichảy qua đới rễ, nó được làm sạch bởi sự phân hủy sinh học của vi sinh vật bởi cácquá trình hóa sinh Loại thực vật sử dụng phổ biến trong các hệ thống HSF là câysậy

c) Các hệ thống với dòng chảy thẳng đứng (Vertical subsurface flow - VSF):

Nước thải được đưa vào hệthống qua ống dẫn trên bềmặt Nước sẽ chảy xuốngdưới theo chiều thẳng đứng

Ở gần dưới đáy có ống thunước đă xử lý để đưa rangoài Các hệ thống VSFthường xuyên được sử dụng

để xử lý lần 2 cho nước thải đã qua xử lý lần 1 Thực nghiệm đă chỉ ra là nó phụthuộc vào xử lý sơ bộ như bể lắng, bể tự hoại Hệ thống đất ngập nước cũng có thểđược áp dụng như một giai đoạn của xử lý sinh học

Tuy nhiên, trên thực tế mô hình ĐNN nhân tạo được xây dựng theo hai hệthống: Bãi lọc trồng cây ngập nước (FWS); Bãi lọc trồng cây dòng chảy ngầm hay

Bãi lọc ngầm trồng cây, với dòng chảy ngang hay dòng chảy thẳng đứng (SSF).Cách thức phân chia các hệ thống khác nhau nhưng chúng hoạt động theo cùngmột cơ chế.

Cấu trúc SSF kiểu dòng chảy đứng điển hình

Các đặc điểm chung của bãi lọc trồng cây ngập nước (FWS) và bãi lọc trồngcây dòng chảy ngầm:

• Nhu cầu năng lượng thấp (lấy từ năng lượng mặt trời)

• Cần diện tích lớn hơn so với hệ thống thông thường

• Dễ xây dựng và bảo dưỡng

• Có thể sử dụng nguyên vật liệu địa phương

• Chi phí vận hành và bảo dưỡng thấp

• Chịu được thay đổi tải trọng

Xử lí sơ bộ Trong hồ lắng, bể tự hoại

Từ đó, có thể rút ra nên lựa chọn hệ thống để phù hợp với điều kiện chophép

• Nên chọn lựa SSF khi diện tích đất hạn chế

• Để xử lý nước xám nên dùng SSF, lượng bốc hơi ít hơn

• Khi yêu cầu mức độ xử lý cao hơn nên sử dụng hệ thống kết hợp (vớidòng chảy thẳng đứng)

• Để xử lý bậc 3, nên chọn FWS (Rủi ro từ muỗi, hạn chế xử lý bậc 2 ở đô thị)