Nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt kí túc xá K Đại học Thái Nguyên bằng mô hình đất ngập nước.

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THỊ LOAN Tên đề tài: “NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT KHU KÝ TÚC XÁ K ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN BẰNG MÔ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Khoa : Môi trường Lớp : K42 – KHMT – N02 Khóa học : 2010 – 2014 Giảng viên hướng dẫn : Th.S Dương Thị Minh Hòa Thái Nguyên, năm 2014 Lời cảm ơn! Thực tập tốt nghiệp là thời gian quan trọng nhất của sinh viên các trường Đại học, Cao đẳng nói chung và trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên nói riêng. Để từ đó sinh viên hệ thống hoá lại kiến thức đã học, kiểm nghiệm lại chúng trong thực tế, nâng cao kiến thức nhằm phục vụ cho công việc chuyên môn sau này. Qua gần 4 tháng thực tập tốt nghiệp, với sự nỗ lực phấn đấu của bản thân và sự giúp đỡ tận tình của quý thầy cô và bạn bè em đã hoàn thành báo cáo tốt nghiệp của mình. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo ThS Dương Thị Minh Hoà đã trực tiếp hướng dẫn và tận tình truyền đạt những kiến thức trong quá trình thực tập, chỉ bảo những kinh nghiệm quý báu để em hoàn thành tốt đề tài. Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy, cô giáo trong Khoa Môi trường - Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên đã tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em trong suốt thời gian thực tập. Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn tới tất cả các bạn bè, gia đình người thân đã động viên khích lệ em trong quá trình học tập nghiên cứu hoàn thành tốt bản báo cáo tốt nghiệp này. Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 25 tháng 05 năm 2014 Sinh viên Nguyễn Thị Loan DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BTNMT Bộ Tài nguyên và Môi trường KTX Ký túc xá LHQ Liên Hiệp Quốc NXB Nhà xuất bản QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCXD Tiêu chuẩn xây dựng TP Thành phố UNICEF Quỹ nhi đồng Liên Hiệp Quốc VSV Vi sinh vật MỤC LỤC Phần 1: MỞ ĐẦU 1 1.1. Đặt vấn đề 1 1.2. Mục tiêu của đề tài 3 1.3. Yêu cầu 3 1.4. Ý nghĩa của đề tài 3 Phần 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 2.1. Cơ sở khoa học 4 2.1.1. Một số khái niệm cơ bản 4 2.1.2. Tổng quan về nước thải sinh hoạt 5 2.1.3. Cơ sở pháp lý 13 2.2. Hiện trạng ô nhiễm nước trên thế giới và Việt Nam 15 2.2.1. Hiện trạng ô nhiễm nước trên thế giới 15 2.2.2. Hiện trạng ô nhiễm nước tại Việt Nam 16 2.3. Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt 17 2.3.1. Phương pháp cơ học 17 2.3.2. Phương pháp hóa học và hóa lý 17 2.3.3. Phương pháp sinh học 18 2.4. Tổng quan về mô hình đất ngập nước 20 2.4.1. Khái niệm về đất ngập nước nhân tạo 20 2.4.2. Sơ lược về thực vật và vật liệu sử dụng trong mô hình đất ngập nước 20 Phần 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 23 3.2. Thời gian, địa điểm nghiên cứu 23 3.3. Nội dung nghiên cứu 23 3.4. Phương pháp nghiên cứu 23 3.4.1. Phương pháp thu thập dữ liệu 23 3.4.2. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa 24 3.4.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm 24 3.4.4. Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu 26 3.4.5. Phương pháp xử lý số liệu 27 Phần 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 28 4.1. Tổng quan về Đại học Thái Nguyên 28 4.2. Hiện trạng nước thải sinh hoạt khu ký túc xá K - Đại học Thái Nguyên 29 4.3. Đánh giá và bàn luận khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của mô hình đất ngập nước 32 4.3.1. Đánh giá và bàn luận khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của mô hình đất ngập nước theo thời gian 32 4.3.2. Đánh giá và bàn luận khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của mô hình đất ngập nước theo loại cây 40 Phần 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 45 5.1. Kết luận 45 5.2. Kiến nghị 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Lượng chất bẩn của một người trong một ngày xả vào hệ thống thoát nước 7 Bảng 2.2. Yêu cầu nước thải sau khi xử lý đạt QCVN 14:2008/BTNMT 15 Bảng 3.1. Công thức cây trong thí nghiệm 25 Bảng 4.1. Tổng lượng nước tiêu thụ và nước thải sinh hoạt cụ thể tại khu ký túc xá K (1 năm học = 10 tháng) 30 Bảng 4.2. Các thành phần ô nhiễm chính có trong nước thải ký túc xá K 31 Bảng 4.3. Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước sau 3 ngày 32 Bảng 4.4. Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước sau 6 ngày 35 Bảng 4.5. Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước sau 8 ngày 38 Bảng 4.6. Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước trồng cây Chuối hoa 40 Bảng 4.7. Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước trồng cây rau Dừa nước 43 DANH MỤC HÌNH Hình 3.1: Sơ đồ đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm theo chiều đứng 24 Hình 4.1. Các thông số ô nhiễm chính có trong nước thải kí túc xá K 31 Hình 4.2. Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước sau 3 ngày 33 Hình 4.3. Hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước sau 3 ngày 33 Hình 4.4. Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước sau 6 ngày 36 Hình 4.5.Hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước sau 6 ngày Error! Bookmark not defined. Hình 4.6. Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước sau 8 ngày 38 Hình 4.7.Hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước sau 8 ngày 39 Hình 4.8. Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước của cây Chuối hoa 41 Hình 4.9. Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước của cây rau Dừa nước 43 Phần 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Nước là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá và quan trọng đối với con người, 97% nước trên Trái Đất là nước muối, chỉ 3% còn lại là nước ngọt nhưng gần hơn 2/3 lượng nước này tồn tại ở dạng sông băng và các mũ băng ở các cực. Phần còn lại không đóng băng được tìm thấy chủ yếu ở dạng nước ngầm, và chỉ một tỷ lệ nhỏ tồn tại trên mặt đất và trong không khí. Nước ngọt là nguồn tài nguyên tái tạo, tuy vậy mà việc cung cấp nước ngọt và sạch trên thế giới đang từng bước giảm đi. Nhu cầu nước đã vượt cung ở một vài nơi trên thế giới, trong khi dân số vẫn đang tiếp tục tăng làm cho nhu cầu nước càng tăng. Theo báo cáo của Tổng cục môi trường, hiện nay có khoảng 13 triệu người (chiếm khoảng 16,5% tổng dân số) khai thác và sử dụng nguồn nước này. Ngày nay, vấn đề ô nhiễm nguồn nước đã và đang trở nên nghiêm trọng hơn với Việt Nam. Hằng ngày trên các phương tiện thông tin đại chúng ta có thể dễ dàng bắt gặp những hình ảnh, thông tin về việc nguồn nước bị ô nhiễm. bất chấp những lời kêu gọi bảo vệ môi trường, tình trạng ô nhiễm vẫn càng lúc càng trở nên nghiêm trọng, điều này khiến không ít người phải suy nghĩ. Ô nhiễm môi trường nước là một trong những nguyên nhân gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người, động vật, thực vật và các sinh vật khác đặc biệt là thủy sinh vật. Nó còn gây ảnh hưởng lớn đến hoạt động sản xuất và phát triển của xã hội. Đại học Thái Nguyên là một trong ba trung tâm đào tạo nguồn nhân lực có quy mô lớn nhất cả nước, chỉ đứng sau TP Hà Nội và TP Hồ Chí Minh, là một trong 05 Đại học của Việt Nam thực hiện theo mô hình Đại học hai cấp, được giao trọng trách là trung tâm đào tạo nguồn nhân lực cho các tỉnh, các trường đại học, cao đẳng, trung học chuyên nghiệp và dạy nghề trên địa bàn. Đồng thời, Đại học thực hiện nhiệm vụ nghiên cứu khoa học, chuyển giao công nghệ góp phần quan trọng trong việc phát triển kinh tế - chính trị - văn hóa - xã hội của vùng trung du, miền núi phía Bắc. Trải qua hơn 4 năm xây dựng và phát triển, với khuôn viên rộng, thoáng mát ký túc xá K trường Đại học Thái Nguyên đã thu hút hàng trăm sinh viên vào ở nội trú mỗi năm. Tuy nhiên cùng với sự tăng nhanh về số lượng sinh viên thì nhu cầu sinh hoạt ngày càng nhiều, lượng nước thải sinh hoạt thải ra suối Nông Lâm mà chưa qua xử lý hoăc xử lý không triệt để đã khiến cho chất lượng môi trường nước khu KTX trở nên ô nhiễm trầm trọng. Các thành phần ô nhiễm chính đặc trưng thường thấy ở nước thải sinh hoạt là BOD 5 , COD, Nitơ và Photpho. Một tính chất đặc trưng nữa của nước thải sinh hoạt là không phải tất cả các chất hữu cơ đều có thể bị phân hủy bởi các vi sinh vật và lượng dư thừa này thoát ra khỏi các quá trình xử lý sinh học cùng với bùn. Có nhiều phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt: phương pháp cơ học, phương pháp vật lý, phương pháp sinh học… Mỗi phương pháp có ưu điểm riêng tuy nhiên các phương pháp trên có nhược điểm là giá thành cao, vận hành cần có cán bộ có trình độ, khó chuyển giao rộng rãi. Chính vì vậy việc nghiên cứu một phương pháp phù hợp với điều kiện hiện nay của khu ký túc xá là hết sức cần thiết. Các quá trình xử lý nước thải sử dụng vi sinh vật và thực vật thủy sinh từ lâu được ghi nhận là những biện pháp sinh học có hiệu quả. Trong những năm gần đây những nghiên cứu xử lý nước thải bằng thực vật thủy sinh đã được áp dụng vào thực tế tại nhiều nơi trên thế giới và cho kết quả rất khả quan. Từ những cơ sở trên em đã lựa chọn đề tài:“Nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt kí túc xá K Đại học Thái Nguyên bằng mô hình đất ngập nước” nhằm áp dụng công nghệ sinh thái để xử lý nước thải sinh hoạt cho khu ký túc xá. 1.2. Mục tiêu của đề tài - Tiến hành kiểm tra các thành phần ô nhiễm có trong nước thải sinh hoạt trước khi xử lý, sau đó sử dụng mô hình thí nghiệm để kiểm tra khả năng xử lý nước thải của mô hình đất ngập nước. - Đề xuất ứng dụng quy trình công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt hiện nay bằng đất ngập nước đáp ứng tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam. 1.3. Yêu cầu - Dựa vào tài liệu sẵn có, thông tin đã biết để tìm hiểu về thuộc tính xử lý nước thải của mô hình đất ngập nước. - Đưa ra các nhận định ban đầu về nước thải khu ký túc xá. - Tiến hành kiểm tra chất lượng nước trước khi xử lý, sau đó sử dụng mô hình thí nghiệm tiến hành kiểm tra khả năng xử lý nước thải của mô hình đất ngập nước. - Tiến hành kiểm tra các giá trị như pH, BOD 5 , TSS, NO 3 - , P ts để kiểm chứng hiệu quả xử lý đối với các chỉ tiêu này của mô hình đất ngập nước. 1.4. Ý nghĩa của đề tài - Khoa học: Đề xuất mô hình xử lý nước thải cho khu ký túc xá và các khu nhà ở tập trung khác có điều kiện tương tự. - Môi trường: Đạt chuẩn xả thải QCVN 14:2008/BTNMT, góp phần cải thiện tình trạng ô nhiễm môi trường đang gây bức xúc hiện nay. - Kinh tế: Đề xuất được mô hình xử lý với chi phí xây dựng vận hành và bảo quản rẻ hơn so với các mô hình cải tạo và xử lý tập trung. [...]... + Cây Rau Dừa Nước + Cây Chuối hoa - Nước thải nghiên cứu là nước thải sinh hoạt tại Khu k túc xá K- Đại học Thái Nguyên * Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt khu k túc xá K bằng mô hình đất ngập nước trồng cây rau Dừa Nước và cây Chuối hoa 3.2 Thời gian, địa điểm nghiên cứu Địa điểm nghiên cứu: Tại Khu k túc xá K- Đại học Thái Nguyên Thời gian nghiên cứu: Từ tháng... dung nghiên cứu Đề tài tiến hành nghiên cứu 2 nội dung sau: - Hiện trạng nước thải sinh hoạt khu k túc xá K - Đại học Thái Nguyên - Nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt khu k túc xá K bằng mô hình đất ngập nước 3.4 Phương pháp nghiên cứu 3.4.1 Phương pháp thu thập dữ liệu - Tham khảo các tài liệu, các đề tài đã được tiến hành có liên quan đến khu vực nghiên cứu và liên quan đến các vấn đề nghiên. .. của Đại học Thái Nguyên Có thể nói k túc xá là nơi ở lý tưởng, là môi trường sống gần gũi, giản dị, ấm cúng, mang tính cộng đồng cao, là môi trường tốt để rèn luyện về nhân cách cần thiết cho sinh viên khi ra trường 4.2 Hiện trạng nước thải sinh hoạt khu k túc xá K - Đại học Thái Nguyên Khu k túc xá K có 16 dãy nhà 5 tầng, mỗi nhà có 45 phòng, tổng lượng sinh viên đang ở trong K khoảng 4200 sinh. .. dõi Cây trồng trong mô hình được theo dõi và chăm sóc thường xuyên, đảm bảo cây sinh trưởng và phát triển tốt Sau đó tiến hành tưới nước thải sinh hoạt vào mô hình Mực nước tưới vào cao hơn 2 cm so với bề mặt, quan sát và theo dõi mô hình cho đến khi mực nước ổn định, ta tiến hành lấy mẫu và phân tích mẫu Mô hình đất ngập nước dùng để theo dõi, nghiên cứu và xử lý nước thải sinh hoạt theo 3 công thức... tốt cho vi sinh vật - Tỷ số COD/BOD ≤ 2 hoặc BOD/COD ≥ 0,5 mới có thể đưa vào xử lý sinh học (hiếu khí) Nếu COD lớn hơn BOD nhiều lần, trong đó gồm có xenlulozo, hemixenlulozo, protein, tinh bột chưa tan thì phải qua xử lý sinh học k khí * Các phương pháp xử lý sinh học Xử lý nước thải theo phương pháp sinh học là dựa trên cơ sở hoạt động của các vi sinh vật có sẵn trong nước thải, chúng có khả năng... lượng * Điều kiện để xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học Các loại nước thải sinh hoạt, nước thải đô thị có chứa nhiều chất hữu cơ hòa tan gồm hidratcacbon, protein và các hợp chất chứa nitơ, các dạng chất béo,… cùng một số chất vô cơ như H2S, các Sulfit, Amoniac,… có thể đưa vào xử lý theo các phương pháp sinh học Phương pháp xử lý sinh học nước thải dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật để... trong tự nhiên Trong nước thải, vi sinh vật xâm nhập vào thông qua nhiều con đường khác nhau: từ phân, nước tiểu, rác thải sinh hoạt, nước thải hộ gia đình, rác thải sinh hoạt, rác thải bệnh viện, không khí,… Hệ vi sinh vật trong nước thải cũng khá đa dạng, bao gồm nhiều loại như: vi khuẩn, nấm men, nấm mốc, xoắn thể, xạ khuẩn, virus, thực thể khuẩn,… nhưng chủ yếu là vi khuẩn Vi khuẩn đóng vai trò quan... được xử lý) đổ thẳng vào các ao hồ, sau đó chảy ra các con sông lớn tại vùng Châu Thổ sông Hồng và sông Mê K ng Ngoài ra, nhiều nhà máy và cơ sở sản xuất như các lò mổ và bệnh viện (khoảng 7.000 m3 mỗi ngày, chỉ 30% là được xử lý) cũng không được trang bị hệ thống xử lý nước thải [12] 2.3 Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt Xử lý nước thải là loại bỏ các tạp chất gây ô nhiễm ra khỏi nước, nước thải. .. ao hồ, k nh rạch, ruộng nước, vườn cây, rừng ngập nước mặn hoặc nước ngọt, các cửa sông tiếp giáp biển Đất ngập nước được xem là vùng đất giàu tính đa dạng sinh học, có nhiều tiềm năng nông lâm ngư nghiệp nhưng rất nhạy cảm về mặt môi trường sinh thái Đất ngập nước tham gia tích cực vào chu trình thủy văn và có khả năng xử lý chất thải qua quá trình tự làm sạch bằng các tác động lý hóa và sinh học phức... năm 2010 đến nay Đại học Thái Nguyên đã hoàn thiện hạ tầng khu k túc xá 5 tầng, hệ thống điện chiếu sáng, cây xanh, nước sinh hoạt, bó vỉa đường đi… được đầu tư khang trang, nhìn từ xa khu k túc xá với 16 tòa nhà 5 tầng trông như những khu chung cư hiện đại thực sự là chỗ ở lý tưởng cho sinh viên Việc hoàn thiện và đưa vào sử dụng khu k túc xá 5 tầng đã giải quyết cơ bản về chỗ ở cho sinh viên thuộc . trong nước thải k túc xá K 31 Hình 4.2. K t quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước sau 3 ngày 33 Hình 4.3. Hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước sau. trong nước thải k túc xá K 31 Bảng 4.3. K t quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước sau 3 ngày 32 Bảng 4.4. K t quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước sau. ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THỊ LOAN Tên đề tài: “NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT KHU K TÚC XÁ K ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN BẰNG MÔ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC”