Nghiên cứu ứng dụng sử dụng Thực vật thủy sinh xử lý nước thải sinh hoạt tại khu kí túc xá K trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HOÀNG THỊ HUỆ Tên đề tài: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SỬ DỤNG THỰC VẬT THỦY SINH XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT TẠI KHU KÝ TÚC XÁ K TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Khoa : Môi trường Khóa học : 2010-2014 Giảng viên hướng dẫn : TS. Trần Thị Phả Thái Nguyên, năm 2014 LỜI CẢM ƠN "Lý thuyết đi đôi với thực tiễn" luôn là phương thức quan trọng giúp học sinh, sinh viên trau dồi kiến thức, củng cố, bổ sung hiểu biết về lý thuyết học trên lớp và trong sách vở nhằm giúp cho sinh viên ngày càng nâng cao nghiệp vụ chuyên môn cho chính mình. Xuất phát từ nhu cầu đó, được sự đồng ý của khoa Môi trường, trường ĐH Nông Lâm Thái Nguyên, em tiến hành thực tập tốt nghiệp tại phòng Thí nghiệm khoa Môi trường, trường ĐH Nông Lâm Thái Nguyên. Thời gian thực tập đã kết thúc và em đã có được kết quả cho riêng mình. Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc em xin cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm Khoa Môi trường, đặc biệt là cô giáo TS Trần Thị Phả người đã trực tiếp hướng dẫn tận tình và giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đề tài này. Em xin lời cảm ơn tới các thầy giáo, cô giáo, cán bộ trong khoa đã truyền đạt cho em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong quá trình học tập và rèn luyện tại trường để em thành công như ngày hôm nay. Cảm ơn gia đình, người thân và bạn bè đã luôn ở bên cạnh động viên, khích lệ em trong suốt quá trình học tập và thời gian em thực hiện khóa luận tốt nghiệp này. Do thời gian có hạn cũng như khả năng, kinh nghiệm còn thiếu và kiến thức còn hạn chế nên khóa luận tốt nghiệp của em không tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn để khóa luận tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, tháng 05 năm 2014 Sinh viên Hoàng Thị Huệ DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1. Giá trị các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho phép trong nước thải sinh hoạt. 8 Bảng 2.2. Thành phần nước thải sinh hoạt phân tích theo phương pháp APHA. 10 Bảng 2.3. Lưu lượng nước thải trong một số ngành công nghiệp [1] 11 Bảng 4.1. Tổng lượng nước tiêu thụ và nước thải sinh hoạt khu ký túc xá trong vòng 1 năm học (10 tháng) 26 Bảng 4.2. Qua việc quan trắc nước thải sinh hoạt khu kí túc xá K2 trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên ta có số liệu như sau: 27 Bảng 4.3. Bảng theo dõi diễn biến số cây của thực vật thủy sinh. 28 Bảng 4.4. Bảng theo dõi diễn biến số lá của thực vật thủy sinh 29 Bảng 4.5. Khả năng xử lý một số chỉ tiêu ô nhiễm nước thải sinh hoạt của thực vật thủy sinh 32 sau 2 tuần và sau 4 tuần. 32 Bảng 4.6. Hiệu suất xử lý một số chỉ tiêu ô nhiễm nước thải sinh hoạt của thực vật thủy sinh sau 2 tuần và 4 tuần (đơn vị %). 36 DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 4.1. Biểu đồ thể hiện hàm lượng các chất có trong nước thải so với QCVN 14: 2008 27 Hình 4.2. Biểu đồ thể hiện số lượng cây trung bình trong thời gian làm thí nghiệm 28 Hình 4.3. Biểu đồ thể hiện số lượng lá trung bình trong thời gian làm thí nghiệm 30 Hình 4.4.Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý BOD 5 của các loại thực vật thủy sinh sau 2 tuần và sau 4 tuần 31 Hình 4.5. Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý COD của các loại thực vật thủy sinh sau 2 tuần và sau 4 tuần. 33 Hình 4.6. Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý TSS của các loại thực vật thủy sinh sau 2 tuần 34 Hình 4.7. Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý NO 3 - của các loại thực vật thủy sinh sau 2 tuần và sau 4 tuần. 34 Hình 4.8. Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý P ts của các loại thực vật thủy sinh sau 2 tuần và sau 4 tuần. 35 Hình 4.9. Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của các loại thực vật thủy sinh sau 2 tuần. 36 Hình 4.10. Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của các loại thực vật thủy sinh sau 4 tuần. 37 DANH MỤC VIẾT TẮT TỪ VIẾT TẮT NỘI DUNG VIẾT TẮT BOD 5 Biochemical oxygen demand BTNMT Bộ tài nguyên và Môi trường COD Chemical oxygen demand NO 3 - Hàm lượng Nitơ trong nước thải ĐHTN Đại học Thái Nguyên ĐHNL Đại học Nông Lâm HSSV Học sinh sinh viên KTX Ký túc xá LSD Least Significant Difference QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TTNC Trung tâm nghiên cứu VSV Vi sinh vật TCCP Tiêu chuẩn cho phép TSS Tổng chất rắn lơ lửng P ts Hàm lượng Photpho trong nước WHO Tổ chức y tế Thế Giới MỤC LỤC Trang PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1 1.1. Tính cấp thiết 1 1.2. Mục tiêu và yêu cầu, ý nghĩa của đề tài 3 1.2.1. Mục tiêu của đề tài 3 1.2.2. Yêu cầu của đề tài 3 1.2.3. Ý nghĩa của đề tài 3 PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 2.1 Cơ sở khoa học của đề tài 4 2.1.1 Cơ sở lý luận 4 2.1.2. Cơ sở khoa học 6 2.1.3. Cơ sở pháp lý 7 2.2. Cơ sở thực tiễn 8 2.3. Định nghĩa, phân loại và phương pháp xử lý nước thải 9 2.3.1. Định nghĩa 9 2.3.2. Phân loại nước thải 9 2.3.3. Các phương pháp xử lý nước thải đang dùng phổ biến hiện nay 12 2.4. Tình hình nghiên cứu thực vật xử lý nước trên thế giới và trong nước. 13 2.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới: 13 2.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước. 17 2.5. Ưu điểm và nhược điểm khi xử lý nước thải sinh hoạt bằng thực vật thủy sinh 19 2.5.1. Ưu điểm 19 2.5.2. Nhược điểm 19 PHẦN 3. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 3.1. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 20 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu 20 3.1.2. Phạm vi nghiên cứu 20 3.2. Địa điểm, thời gian nghiên cứu 20 3.2.1. Địa điểm nghiên cứu 20 3.2.2. Thời gian nghiên cứu 20 3.3. Nội dung nghiên cứu 20 3.3.1. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm nước thải sinh hoạt khu ký túc xá K 20 3.3.2. Nghiên cứu phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt khu kí túc xá bằng Thực vật thủy sinh 20 3.4. Phương pháp nghiên cứu 20 3.4.1. Phương pháp kế thừa. 20 3.4.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm: 21 3.4.3. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm 21 3.4.4. Phương pháp xử lý số liệu. 22 3.4.5. Phương pháp tổng hợp đánh giá. 22 PHẦN 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 23 4.1. Vài nét về Đại học Thái Nguyên và Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. 23 4.1.1. Lịch sử phát triển của Đại học Thái Nguyên. 23 4.1.2. Sứ mạng, tầm nhìn và chiến lược phát triển của ĐH Thái Nguyên. 23 4.1.3. Vài nét về Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. 24 4.2. Thực trạng nước thải sinh hoạt khu ký túc xá K Đại học Thái Nguyên. 25 4.2.1. Vài nét về khu ký túc xá ĐH Thái Nguyên. 25 4.2.2. Thực trạng xử lý nước thải khu ký túc xá. 26 4.3. Khả năng sinh trưởng và phát triển của thực vật thủy sinh trong nước thải sinh hoạt. 28 4.3.1. Diễn biến số cây trong thời gian làm thí nghiệm. 28 4.3.2. Diễn biến số lá của thực vật thủy sinh trong thời gian làm thí nghiệm. 29 4.4. Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt bằng thực vật thủy sinh 31 PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 38 5.1. Kết luận 38 5.2. Kiến nghị 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 1 PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1.1. Tính cấp thiết Môi trường gồm tất cả những gì bao quanh chúng ta như không khí, đất đai, đại dương, lục địa, cũng như tất cả các sinh vật sống ở đó cũng có nghĩa là môi trường của tất cả chúng ta, của loài người trên trái đất., (Lê Văn Khoa, 2003), [7]. Trong những năm trở lại đây, môi trường toàn cầu có những biến đổi theo chiều hướng xấu đi đối với cuộc sống của con người và các sinh vật sống trên trái đất. Do đó vấn đề phát triển bền vững và bảo vệ môi trường đang được sự quan tâm đặc biệt của phần lớn các quốc gia trên thế giới, cũng như các tổ chức chính phủ và các tổ chức phi chính phủ. Vì vậy mục tiêu phấn đấu của cả nhân loại là phát triển bền vững nhằm đảm bảo giữa phát triển bền vững và bảo vệ môi trường. Để xử lý môi trường người ta có rất nhiều biện pháp: Từ biện pháp lý học, hóa học, cơ học đến sinh học. Tùy theo từng điều kiện cụ thể mà áp dụng phương pháp nào cho hiệu quả. Các biện pháp hóa học, lý học hoặc cơ học về cơ bản xử lý triệt để nhưng thường có chi phí đầu tư lớn. Đã từ lâu người ta quan tâm đến biện pháp sinh học trong xử lý ô nhiễm môi trường. Cơ sở khoa học của biện pháp sinh học là mọi sinh vật sống trên Trái đất đành chịu ảnh hưởng của môi trường sống, chúng có khả năng thích nghi với điều kiện sống đó khi tồn tại lâu ở đó. Mặt khác, sinh vật với môi trường tồn tại như một hệ sinh thái và vì vậy chúng có mối quan hệ tương tác lẫn nhau. Hiện nay nước thải sinh hoạt của các khu kí túc xá chủ yếu được xử lý yếm khi qua các bể phốt. Song do lượng người tập trung với số lượng lớn, hệ thống xử lý bằng bể phốt do bị hạn chế về dung tích cũng như khả năng xử lý. Do đó dẫn đến nước thải đầu ra không đảm bảo Quy chuẩn cho phép hiện hành. Nước thải đầu ra đã qua xử lý nhưng vẫn còn nhiễm bẩn và bốc mùi hôi thối gây ô nhiễm nghiêm trọng trong các khu kí túc xá, đồng thời làm ô nhiễm nguồn nước mặt nơi tiếp nhận. Việc thải một lượng lớn nước thải sinh hoạt ra 2 môi trường sẽ tạo nguồn ô nhiễm và các dịch bệnh, ảnh hưởng đến toàn cộng đồng và gây hậu quả nghiêm trọng cho môi trường sống, cần phải được giải quyết. Đại học Thái Nguyên đang đào tạo trên 95.000 HSSV (trong đó có trên 46.568 HSSV chính quy, 3.912 học viên cao học và chuyên khoa, 180 học viên là nghiên cứu sinh). Trong đó có khoảng 6000 sinh viên được ở trong ký túc xá thuộc trường thành viên. Khu ký túc xá Đại học Thái Nguyên hiện nay đang có hơn 4000 sinh viên thuộc các trường thành viên: Đại học Nông Lâm, Đại học Kinh tế và Quản trị Kinh doanh, Khoa Ngoại Ngữ Với số lượng sinh viên lớn như vậy cùng với sự phát triển của các dịch vụ ăn uống, giải trí nên dẫn đến lượng nước thải sinh hoạt ngày càng gia tăng. Song với số lượng sinh viên tập trung và lớn như vậy dẫn đến lượng nước thải cũng ngày một tăng theo. Có thể ước tính bằng 80% lượng nước cấp. Nước thải sinh hoạt có chứa các thành phần ô nhiễm chính như BOD 5 , COD, Nito, 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. Vì vậy, lượng nước thải sinh hoạt khi xả ra môi trường sẽ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Hiện tại, khu ký túc xá chưa có hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt. Nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý xả thẳng ra ngoài môi trường làm ô nhiễm nguồn nước mặt, ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Mối nguy hại cho môi trường, hệ sinh thái xung quanh và lưu vực chứa nước thải Tại Việt Nam, công nghệ xử lý bằng thực vật hay sử dụng thực vật để xử lý nước thải sinh hoạt là một công nghệ mới được nghiên cứu trong những năm gần đây nhờ sự hiểu biết về cơ chế hấp thụ, chuyển hóa, chống chịu và loại bỏ tạp chất của một số loài thực vật. Việc nghiên cứu dùng thực vật trong xử lý nước bị ô nhiễm cũng đã được thực hiện và áp dụng trên thực tế đối với một số loài cây như: Bèo tây, Sậy, Thủy trúc, Rau muống, rau Ngổ Xuất phát từ lí do trên, để khắc phục việc kém hiệu quả xử lý của hệ thống bể phốt và lợi dụng vào những loại thực vật có khả năng thích nghi và xử lý được nước thải sinh hoạt. Em xin đề xuất việc: "Nghiên cứu ứng dụng sử 3 dụng Thực vật thủy sinh xử lý nước thải sinh hoạt tại khu kí túc xá K trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên". 1.2. Mục tiêu và yêu cầu, ý nghĩa của đề tài 1.2.1. Mục tiêu của đề tài - Đánh giá thực trạng ô nhiễm từ nguồn nước thải sinh hoạt trong khu kí túc xá sinh viên trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên - Ứng dụng Thực vật thủy sinh để xử lý nước thải sinh hoạt. - Đánh giá được hiệu quả xử lý nước thải của Thực vật thủy sinh. 1.2.2. Yêu cầu của đề tài - Nắm chắc Quy chuẩn Việt Nam QCVN 14: 2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải sinh hoạt. - Nắm chắc phương pháp lấy mẫu nước thải. - Nắm chắc quy trình làm thí nghiệm với thực vật thủy sinh. 1.2.3. Ý nghĩa của đề tài - Qua khảo sát, tìm hiểu thực tế giúp chúng ta hiểu rõ hơn về thực trạng ô nhiễm nước thải sinh hoạt ở các khu kí túc xá, những khó khăn thách thức mà các khu kí túc xá gặp phải với những vấn đề về xử lý nước thải cũng như xử lý ô nhiễm môi trường. - Từ đó có thể đánh giá hiện trạng môi trường ở khu kí túc xá K trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên và nghiên cứu ứng dụng sử dụng Thực vật thủy sinh để xử lý nước thải sinh hoạt nhằm tiết kiệm tối đa biện pháp xử lý, đồng thời làm giảm mức độ ô nhiễm nước thải trong khu kí túc xá. Nhằm bảo vệ môi trường khu kí túc xá luôn sạch và đảm bảo vệ sức khỏe cho sinh viên. [...]... phạm vi nghiên cứu 3.1.1 Đối tượng nghiên cứu Ứng dụng Thực vật thủy sinh xử lý nước thải sinh hoạt khu k túc xá K trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên ( Bèo tây, Rau ngổ, Rau muống) 3.1.2 Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt tại khu k túc xá K Đại học Nông Lâm Thái Nguyên 3.2 Địa điểm, thời gian nghiên cứu 3.2.1 Địa điểm nghiên cứu Tại trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. .. gian nghiên cứu Từ ngày 20/2/2014 đến ngày 30/4/2014 3.3 Nội dung nghiên cứu 3.3.1 Đánh giá hiện trạng ô nhiễm nước thải sinh hoạt khu k túc xá K - Tình hình nước thải sinh hoạt khu k túc - Thực trạng xử lý nước thải sinh hoạt của khu k túc xá 3.3.2 Nghiên cứu phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt khu k túc xá bằng Thực vật thủy sinh - Khả năng sinh trưởng và phát triển của Thực vật thủy sinh trong... khu k túc xá K 21 - Lấy mẫu nước thải sinh hoạt phân tích 3.4.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm: - Lấy mẫu nước thải tại cống thải của khu k túc xá K2 trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên - Bố trí 1 thí nghiệm: 4 công thức và 2 lần nhắc lại + Công thức 1: Đối chứng Lấy nước thải tại cống thải chứa nước thải k túc xá K2 + Công thức 2: Xử lý nước thải bằng cây bèo Tây + Công thức 3: Xử lý nước thải bằng... nước thải sinh hoạt - Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của Thực vật thủy sinh 3.4 Phương pháp nghiên cứu 3.4.1 Phương pháp k thừa - Tham khảo các tài liệu, các đề tài đã được tiến hành có liên quan đến khu k túc xá - Thu nhập các số liệu về sinh viên, về lượng nước tiêu thụ tại Ban Quản lý k túc xá - Thu thập số liệu sơ cấp: Điều tra trực tiếp các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt khu k túc. .. các khu nhà trọ, tập thể, khu k túc xá sinh viên được xây dựng ngày càng nhiều nhằm đáp ứng nhu cầu tạm trú của sinh viên Do đó, lượng nước thải sinh hoạt của khu tập thể, khu k túc xá ngày càng lớn Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt của cộng đồng: tắm, giặt giũ,tẩy rửa, vệ sinh cá nhân,… Chúng 5 thường được thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, ... thống k tại các K vào khoảng 10000 m3/tháng Lượng nước thải tính bằng 80% lượng nước tiêu thụ Bảng 4.1 Tổng lượng nước tiêu thụ và nước thải sinh hoạt khu k túc xá trong vòng 1 năm học (10 tháng) TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Tổng Số k túc xá K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K1 0 K1 1 K1 2 K1 3 K1 4 K1 5 K1 6 16 Số SV (người) 274 268 205 280 285 203 276 292 288 294 217 225 286 275 267 259 4044 Lượng nước. .. nghiên cứu của các nhà khoa học trong việc sử dụng thực vật thủy sinh trong xử lý nước thải như: - Viện Công nghệ Sinh học và Viện Hóa học (Trung tâm Khoa học tự nhiên và Công nghệ quốc gia) đã phối hợp nghiên cứu thành công quy trình xử lý nước thải chứa kim loại nặng bằng phương pháp hóa học và sinh học Quy trình xử lý này sử dụng các chất có nguồn gốc sinh học để làm chất hấp thụ và một số thực vật thủy. .. cáo khoa học: Nghiên cứu Đánh giá chất lượng nước dưới đất ở khu vực k túc xá mới trường Đại học Nông 2 Dư Ngọc Thành Báo cáo khoa học: Nghiên cứu khả năng loại bỏ Asen trong nước ngầm bằng một số loại vật liệu dễ kiếm, rẻ tiền 3 Dư Ngọc Thành - Báo cáo khoa học: Nghiên cứu hiệu quả xử lý của một số chế phẩm sinh học đối với nước thải khí sinh học (KSH) từ chăn nuôi 4 Dương Thị Minh Hòa - Báo cáo khoa... thống 27 thoát nước thải của từng phòng theo hệ thống thoát nước được xả trực tiếp xuống bể thải của từng k túc, nước thải của từng k túc sau đó chảy vào cống dẫn nước thải chung của toàn khu rồi chảy xuống con suối nhỏ phía sau khu KTX bốc mùi hôi và làm thay đổi màu sắc nước con suối Bên cạnh đó, nước thải của khu k túc còn bị rò rỉ chảy xuống hồ sinh thái giữa khu n viên khu k túc làm ô nhiễm... của các loài sinh vật sống dưới nước - Quá trình xử lý nước thải tự nhiên tốn rất nhiều thời gian và rất châm - Xác thực vật thủy sinh sau khi xử lý nếu không được tái sử dụng có thể tái gây ô nhiễm môi trường vì vậy cần có các nghiên cứu và giải pháp cho việc tái sử dụng thân, lá của thực vật thủy sinh sau khi xử lý nước thải 20 PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Đối . ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HOÀNG THỊ HUỆ Tên đề tài: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SỬ DỤNG THỰC VẬT THỦY SINH XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT TẠI KHU K TÚC XÁ K TRƯỜNG ĐẠI HỌC. trạng môi trường ở khu k túc xá K trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên và nghiên cứu ứng dụng sử dụng Thực vật thủy sinh để xử lý nước thải sinh hoạt nhằm tiết kiệm tối đa biện pháp xử lý, đồng. - Đánh giá thực trạng ô nhiễm từ nguồn nước thải sinh hoạt trong khu k túc xá sinh viên trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên - Ứng dụng Thực vật thủy sinh để xử lý nước thải sinh hoạt. - Đánh