xử lý nước thải công nghiệp kênh tham lương thành phố hồ chí minh bằng biện pháp sinh học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NGUYỄN VĂN PHIÊN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP KÊNH THAM LƯƠNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BẰNG BIỆN PHÁP SINH HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Thành phố Hồ Chí Minh - 2006 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu kết trình bày luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn LỜI CẢM ƠN Luận văn hoàn thành, nỗ lực thân, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy TS Nguyễn Văn Tuyên, người hướng dẫn khoa học trực tiếp tận tâm, nhiệt thành đóng góp nhiều ý kiến quan trọng suốt trình thực luận văn Xin chân thành cảm ơn : Nghiên cứu viên Phạm Văn Miên, TS Phan Văn Minh ý kiến đóng góp thiết thực cho luận văn Tập thể lãnh đạo, Ban chủ nhiệm khoa, thầy cô cán phịng thí nghiệm Tổ Di truyền - Thực vật Khoa Sinh Học, Phịng Khoa học Cơng nghệ - Sau đại học trường Đại Học Sư Phạm Tp Hồ Chỉ Minh Trung tâm chất lượng nước Môi trường - Viện khảo sát, Quy hoạch thủy lợi Nam Bộ Phòng kiểm nghiệm Hóa -Lý - Vi sinh, Viện Pasteur Tp Hồ Chí Minh Ban Quản lý dự án –Sở NN& PTNT Tp Hồ Chí Minh Phịng Quản lý dự án - Sở Tài ngun Mơi trường Tp Hồ Chí Minh Phịng Khoa học - Sở Khoa học Cơng nghệ Tp Hồ Chí Minh Tác giả luận văn TĨM TẮT Đề tài: "Xử lý nước thải cơng nghiệp kênh Tham Lương biện pháp sinh học", thực nhằm thăm dò khả XLNT-KTL tảo sinh vật có địa bàn Tp Hồ Chí Minh Đồng thời đánh giá chất lượng nước KTL trước sau xử lý Chứng minh kết hợp nuôi thủy sản hệ xử lý đem lại hiệu kinh tế cao Thí nghiệm gồm nghiệm thức có quy trình sau: Giai đoạn ni thử nghiệm tảo XLNT nồng độ: 30%, 50%, 70%, 100% với NG khác nhằm thăm dò khả xử lý tảo NTCN - KTL, đồng thời xác định NG tảo tốt NĐNT tối ưu để xử lý Giai đoạn nuôi tảo XLNT NĐNT tối ưu 30% nguồn giống tảo tốt Các thí nghiệm lặp lại lần mùa Thí nghiệm ni tảo XLNT điều kiện sử dụng ánh sáng, nhiệt độ trời, cho nhiễm khuẩn tự do, khơng dùng hóa chất diệt khuẩn Kết thu sau QTXL (từ đến ngày) sau: Số loài tảo thủy vực Tp Hồ Chí Minh (qua điều tra bản) 526 lồi, Euglenophyta 98 lồi (18,7%); Chlorophyta 180 loài (34,.22°/o), Cyanophyta 114 loài (21,64%), Bacillariophyta 113 loài (21,41%) tảo khác 21 loài (4,03%) Tảo tham gia XLNT-KTL 321 loài, với cấu thành phần: Euglenophyta 49 loài (15,3%) Chlorophyta 121 loài (37,.7%), Cyanophyta 75 loài (23,4%), Bacillariophyta 72 loài (22,4%) tảo khác loài (1,2%) Động vật tham gia XLNT, xác định 19 loài thuộc Giáp xác Nguyên sinh động vật Chất lượng NTKTL từ loại bẩn 6/6 (Polysaprobe2) trở thành nước bẩn vừa loại 34/6 (Mesosaprobe), đạt tiêu chuẩn quốc tế TCVN 5945-1995 thải môi trường HQXL trung bình BOD = 83,3%; COD = 90%; TSS = 74,3%; Đạm ammonia (N) = 58%; P tổng số 88,7%; Pb = 48,2%; Cd = 37,5%; As = 41%; Hg: KPH; E.coli = 100% Khơng có khác biệt HQXL mùa năm Từ kết thu được, nhận thấy điều kiện tự nhiên Tp Hồ Chí Minh XLNTKTL quanh năm tận dụng đầu cho nuôi trồng thúy sản canh tác nông nghiệp MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU 10 Đặt vấn đề .10 Mục đích nghiên cứu 10 Đối tượng nghiên cứu 11 Phạm vi nghiên cứu 11 Ý nghĩa khoa học 11 Ý nghĩa thực tiễn 12 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 13 1.1 Nước thải đô thị đặc tính 13 1.1.1 Thành phần nước thải đô thị 13 1.1.2 Các thông số môi trường 19 1.2 Hiện trạng nước thải đô thị Tp Hồ Chí Minh kênh tham lương 29 1.2.1 Nước thải thị TP Hồ Chí Minh [20], [27] 29 1.2.2 Nước thải đô thị kênh Tham Lương [22] .29 1.3 Một số công nghệ XLNT đô thị [19], [27], [36] .30 1.3.1 Sự cần thiết việc XLNT 30 1.3.2 Xử lý phương pháp sinh học .30 1.3.3 Xử lý phương pháp vật lý, hóa học .31 1.4 Hồ sinh học dùng tảo XLNT 32 1.4.1 Khái niệm hồ sinh học dùng tảo XLNT 32 1.4.2 Các loại hồ xử lý dùng tảo chức chúng 34 1.4.3 Vài nét hình thành phát triển 35 1.4.4 Ưu điểm hồ dùng tảo XLNT 36 1.5 XLNT công nghiệp hồ dùng tảo .37 1.5.1 Vai trò tảo sinh vật [29], [36] .37 1.5.2.Sự loại bỏ chất hữu [19], [27] 40 1.5.3 Sự loại bỏ chất nitơ, phospho .41 1.5.4 Sự loại bỏ kim loại nặng 42 1.5.5 Sự loại bỏ tác nhân gây bệnh .43 Yếu tố mơi trường ảnh hưởng đến q trình XLNT 45 1.6.1 Yếu tố tự nhiên [27], [34] 45 1.6.2 Yếu tố sinh học .46 1.6.3.Yếu tố hóa học .46 1.7 XLNT đô thị để tái sử dụng cho hoạt động nông nghiệp 47 1.7.1 Nguyên lý .47 1.7.2 Sử dụng nuôi trồng thủy sản .47 1.7.3 Sử dụng canh tác nông nghiệp 48 1.7.4 Sản xuất sinh khối tảo 48 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU XLNT KÊNH THAM LƯƠNG BẰNG HỒ XỬ LÝ DÙNG TẢO 50 2.1 Thời gian nghiên cứu 50 2.2 Địa điểm nghiên cứu .50 2.2.1 Địa điểm lấy mẫu nước thải KTL 50 2.2.2 Địa điểm thu mẫu nguồn giống tảo 51 2.2.3 Nơi tiến hành thí nghiệm .51 2.3 Nội dung nghiên cứu 51 2.4 Vật liệu phương tiện hỗ trợ nghiên cứu .53 2.4.1 Vật liệu nghiên cứu 53 2.4.2 Phương tiện hỗ trợ nghiên cứu .53 2.5 Phương pháp nghiên cứu 54 2.5.1 Bố trí thí nghiệm 54 2.5.2 Phương pháp thu mẫu nước thải nuôi cấy tảo 55 2.5.3 Phương pháp phân tích mẫu 56 2.6 Xử lý số liệu, phân tích, đánh giá két .57 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 61 3.1 Kết nghiên cứu điều tra 61 3.1.1 Thể loại hóa học nước thải KTL 61 3.1.2 Đặc điểm tự nhiên mức độ ô nhiễm KTL 62 3.1.3 Đa dạng sinh học tảo thủy vực TP Hồ Chí Minh 63 3.2 Thành phần tính chất nguồn nước thải khu vực nghiên cứu 64 3.3 Xác định nồng độ tối ưu để xử lý .67 3.4 Kết nghiên cứu thực nghiệm số thủy lý, hóa nước thải kênh tham lương 70 3.4.1 Sự biến động pH 70 3.4.2 Sự biến động oxy hòa tan (DO) .75 3.4.3 Sự biến động Ec .81 3.4.4 Sự biến động BOD COD 86 3.4.5 Hiệu xử lý TSS theo mùa 86 3.4.6 Hiệu xử lý BOD theo mùa .87 3.4.7 Hiệu qua xử lý COD theo mùa .88 3.4.8 Hiệu xử lý đạm ammonia (N) theo mùa 89 3.4.9 Hiệu xử lý P tổng số theo mùa 90 3.4.10 HQXL kim loại nặng nước thải KTL 92 3.5 Kết nghiên cứu thực nghiệm sinh vật xlnt - kênh tham lương .93 3.5.1 Kết nghiên cứu vi sinh vật 93 3.5.2 Kết nghiên cứu tảo 94 3.5.3 Kết nghiên cứu động vật 105 3.5.4 Kết nghiên cứu diễn sinh thái 106 3.6 Chất lượng nước thải kênh tham lương sau xử lý .107 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 108 TÀI LIỆU THAM KHẢO 111 PHỤ LỤC 115 PHỤ LỤC .115 PHỤ LỤC .133 PHỤ LỤC .172 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Nước thải đô thị ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe cộng đồng, phát triển kinh tế xã hội cảnh quan thị Quản lý nước thải thị vấn đề quan tâm hàng đầu nhiều Quốc gia Thành phố lớn TP Hồ Chí Minh với dân số đơng tồn quốc, tốc độ thị hóa nhanh tập trung nhiều sở sản xuất công nghiệp nên mức độ ô nhiễm nước thải công nghiệp nước thải sinh hoạt mức báo động Tiêu biểu cho ô nhiễm nước thải công nghiệp kênh Tham Lương Do đó, đến lúc phải cần có giải pháp hữu hiệu để XLNT thị, có nước thải kênh Tham Lương Tuy nhiên, công nghệ XLNT truyền thống có mức chi phí cao, khơng phù hợp với khả kinh tế Vì vậy, việc tìm đến quy trình cơng nghệ XLNT có chi phí thấp, đơn giản, dễ thực đạt HQXL cao, đảm bảo bền vững môi trường nhiều người, đặc biệt giới khoa học dành quan tâm Sự chuyển hướng XLNT công nghiệp từ biện pháp truyền thống sang công nghệ sinh thái (eco - tech) chọn lựa nhằm thực mục đích nói Cơ chế hoạt động công nghệ XLNT công nghiệp phạm vi đề tài dựa nguyên tắc chuỗi thức ăn sinh thái (eocological food chains) với khả đặc biệt tảo Thành Phố Hồ Chí Minh nơi có điều kiện thuận lợi cho việc nghiên cứu đề tài Với đa dạng sinh học tảo, có diện tích đất hoang hóa vùng ngoại thành lớn, khí hậu nhiệt đới đó, hy vọng kết nghiên cứu sở quan trọng cho việc áp dụng XLNT cơng nghiệp nói chung kênh Tham Lương nói riêng quy mơ thực tiễn, góp phần khắc phục nhiễm, tận dụng nguồn nước sau xử lý vào nuôi trồng thủy sản canh tác nơng nghiệp Mục đích nghiên cứu Mục tiêu tổng quát đề tài thăm dò khả XLNT kênh Tham Lương biện pháp dùng tảo (có địa bàn TP Hồ Chí Minh) chứng minh kết hợp ni thủy 10 ... chúng nước thải kênh Tham Lương - Đánh giá chất lượng nước thải kênh Tham Lương trước sau xử lý thông qua thông số mơi trường thủy lý, hóa, sinh - Chứng minh nước kênh Tham Lương sau xử lý nuôi... tài: "Xử lý nước thải công nghiệp kênh Tham Lương biện pháp sinh học" , thực nhằm thăm dò khả XLNT-KTL tảo sinh vật có địa bàn Tp Hồ Chí Minh Đồng thời đánh giá chất lượng nước KTL trước sau xử lý. .. tác nông nghiệp nuôi trồng thủy sản 1.3.2 Xử lý phương pháp sinh học Trong biện pháp XLNT biện pháp sinh học quan tâm nhiều cho hiệu cao So với biện pháp vật lý, hóa học biện pháp sinh học chiếm