XLNT chan nuoi heo cua thuc vat thuy sinh

Xử lý nước thải chăn nuôi heo Thực vật thủy sinh SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TP.HỒ CHÍ MINH NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO CỦA MỘT SỐ THỰC VẬT THỦY SINH Ở TP.HỒ CHÍ MINH Tháng 8/2012 Xử lý nước thải chăn nuôi heo Thực vật thủy sinh PHẦN MỞ ĐẦU Tên đề tài/dự án: Nghiên cứu khả xử lý nước thải chăn nuôi heo số thực vật thủy sinh Tp.Hồ Chí Minh Chủ nhiệm đề tài/dự án: Bùi Xuân An Cơ quan chủ trì: Trường Đại học Nông Lâm Tp.Hồ Chí Minh Địa chỉ: Khu phố – Phường Linh Trung – Quận Thủ Đức – Tp Hồ Chí Minh Điện thoại: 08.7220291 Fax: 08.8966713 Thời gian thực hiện: Từ tháng 6/2008 đến tháng 5/2010 Kinh phí duyệt: Tổng số: 300 triệu đồng Trong từ NSSN khoa học thành phố: 300 triệu đồng Kinh phí cấp: theo TB số: TB-SKHCN ngày / Mục tiêu Nghiên cứu khả xử lý nước thải thực vật thủy sinh (TVTS) Cụ thể: - Điều tra TVTS có khả tồn thủy vực ô nhiễm Tp.HCM; - Nghiên cứu khả xử lý nước thải loài TVTS mô hình xử lý; - Nghiên cứu khả kết hợp loại TVTS với để xử lý loại nước thải tính chất đặc thù (có thành phần hữu cao, đặc biệt có chứa N, P, kim loại nặng) – lựa chọn nước thải chăn nuôi Phạm vi đối tượng nghiên cứu Đề tài tiến hành loại TVTS có khả xử lý nước thải ( Sậy, cỏ lông, Bồn bồn, Thủy Trúc, Kèo nèo, Cỏ Bàng) Các tiêu ô nhiễm thường thấy nước thải chăn nuôi: pH, COD, BOD, SS, N, P, Kim loại nặng Dựa sở nghiên cứu sinh thái học đất ngập nước loài thực vật dự kiến nghiên cứu, tiến hành nghiên cứu hiệu suất xử lý ngưỡng chịu đựng loài thực vật nghiên cứu nồng độ chất ô nhiễm đề cập Từ đề xuất mô hình xử lý đơn lẻ kết hợp loại nước thải đặc trưng – nước thải chăn nuôi (ô nhiễm chất hữu cao, có nhiều chất độc hại) Xử lý nước thải chăn nuôi heo Thực vật thủy sinh Nội dung Tổng quan điều kiện tự nhiên, tình hình ô nhiễm nguồn nước đối tượng nghiên cứu; Điều tra loại TVTS tồn thủy vực ô nhiễm Tp.HCM: - Điều tra khảo sát định danh TVTS sống vực nước khác - Quan sát, so sánh lựa chọn loài TVTS phát triển tốt vực nước ô nhiễm làm đối tượng nghiên cứu Thí nghiệm khả xử lý nước thải chăn nuôi số TVTS: - Trên lòai thực vật, tiến hành thí nghiệm nhằm xác định khả hiệu xử lý cho tiêu ô nhiễm riêng biệt Cách bố trí thí nghiệm phải dựa đặc tính sinh thái, điều kiện phát triển lòai (lòai bán ngập, loài sống trôi nổi, lòai sống ngập hòan tòan) mà ta sử dụng hai mô hình Wetland để bố trí TN (FWS: Free Water Surface VSF: (Vertical subsurface flow)), ý sinh khối loài mô hình phải tương đương Đồng thời tiến hành chạy hai mô hình đối chứng (FWS VSF) - Trên mô hình này, tiến hành đo tiêu ô nhiễm để xác định hiệu xử lý (dựa vào nồng độ đầu vào, đầu ra, thời gian lưu nước) Từ xác định thứ tự hiệu xử lý loài cho tiêu ô nhiễm Đồng thời xác định điều kiện môi trường có khả ảnh hưởng đến kết (ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, mưa) - Các tiêu hóa lý nhiệt độ, pH, DO, COD, BOD, ammonia, nitô tổng, phosphorus tổng, tổng chất rắn lơ lững (TSS) tổng chất rắn hòa tan (TDS) kim loại nặng (Cu, Mn, Zn,) nươc bể hay rãnh nước ao thu mẫu phân tích trước thí nghiệm sau ngày/lần - Các tiêu sinh khối, N-tổng, P-tổng, kim loại nặng (Cu, Mn, Zn) thân, rễ, loại thực vật thu mẫu phân tích trước sau kết thí nghiệm Sinh khối loại thực vật theo dõi trước sau kết thúc thí nghiệm - Bùn đáy thu vào cuối thí nghiệm phân tích N-tổng, P-tổng, kim loại Xử lý nước thải chăn nuôi heo Thực vật thủy sinh nặng (Cu, Mn, Zn) Thí nghiệm kéo dài 30 ngày Sản phẩm đề tài/dự án Xử lý nước thải chăn nuôi heo Thực vật thủy sinh CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ THỰC VẬT THỦY SINH NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO ĐƯỢC SỬ DỤNG CHO NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình thực vật thủy sinh sử dụng cho nghiên cứu: 1.1.1 Tổng quan cỏ Para: Hình 1.1 Hình thái cỏ Para, Tropicalforages wed Cỏ para có tên khoa học Brachiaria mutica, thuộc họ Poacae, Paniceae Ở Việt Nam gọi cỏ lông para hay cỏ lông tây Là loài cỏ lưu niên, nhiều rễ, họ lúa (poaceae) Lá dài, đầu nhọn hình tim, mặt mặt có lớp lông mịn, thưa bao phủ Thân dài, có chiều hướng bò, cao tới 1,5 m, phân nhánh nhiều, rễ mọc đâm chồi đốt Hoa dạng chùm dài – 30 cm, gồm – 20 cành hoa, gồm nhiều hoa kép màu đỏ tía dài 2,5 – mm mọc so le [1] Cỏ para có nguồn gốc từ Nam Mỹ Brasil, Châu Phi, trồng nhiều nước nhiệt đới, đưa vào Nam Bộ năm 1875 sở chăn nuôi bò sữa, Trung Bộ năm 1930 sau Bắc Bộ Ngày nay, cỏ para phân bố khắp nơi giới [1] Xử lý nước thải chăn nuôi heo Thực vật thủy sinh Vật chất thô chiếm 29 – 30%, Protein thô từ 10 – 12%, xơ thô từ 27 – 30%, lipid thô từ 2,9 – 3%, Với với hàm lượng dinh dưỡng cao vậy, cỏ para thức ăn có giá trị, thích hợp cho gia súc Cỏ Para giòn nên loài gia súc thích ăn vào dịp đông xuân giá rét, thức ăn xanh thiếu thốn, mặt mạnh chủ yếu cỏ Cỏ para dùng làm thức ăn xanh thô cho trâu, bò, ngựa dạng tươi, cỏ xanh phơi khô [2] Năng suất cỏ đạt cao, thay đổi theo vùng đất khác Năng suất cỏ trung tâm nghiên cứu dê thỏ Sơn Tây 75 tấn/ha/năm, trại ngựa Bá Vân - Thái nguyên 78 tấn/ha có nơi đạt 120 tấn/ha lần cắt Cỏ para cho chất xanh lên tới 40%, đặc biệt vụ đông xuân cỏ phát triển tốt so với cỏ khác Đây cỏ hoà thảo trồng cung cấp thức ăn xanh cho gia súc vụ đông, cỏ trồng nơi đất ngập lụt, sình lầy, thung lũng đất chua [2] 1.1.2 Tổng quan Bồn bồn: Cây bồn bồn có tên khoa học Typha orientalis, Việt Nam có tên gọi khác cỏ nến, thủy hương bồ hay hương bồ thảo Loại có nhiều tên gọi bulrush reedmace (ở Anh), cattail, punks, hay corndog grass (ở Mỹ) raupo (New Zealand) Đây loài thuộc Poales, họ Typhaceae (họ Hương bồ), thực vật thủy sinh nửa ngập nước, có mặt nhiều nước giới Bồn bồn hệ thực vật đa niên, có hành bò, thân đứng Lá đứng, dẹp dài, cứng, đáy có bẹ ôm thân Hoa đơn tính, nằm trục, hoa có lông mảnh thư đài dài, hoa đực có phiến hoa sợi, thường có ba tiểu nhụy Bế nhỏ dài [3] Chiều cao thường từ – m, Việt Nam cao đến m Môi trường sống thường vùng rìa đầm lầy nước nước lợ, phèn sống tập trung Đây loài ưa ánh sáng phát triển tốt bóng râm Cây có dạng thân ngầm, mọc đan xen thành cụm có xu hướng loại bỏ loài thực vật khác nên khu vực có chúng thường thấy loài khác Xử lý nước thải chăn nuôi heo Thực vật thủy sinh Các ứng dụng chủ yếu bồn bồn bao gồm làm thực phẩm cho người, đan chiếu, làm giấy, làm dầu ăn, nhồi gối, làm thuốc, xử lý môi trường Hình 1.2 Các phận Bồn bồn Österreich Hình 1.3 Hình ảnh khác bồn bồn Richard und der Schweiz, 1885 (Trích từ www.biolid.de) Wettstein, 1924 (Trích từ www.biolid.de) Rễ Các phận bao gồm cụm hoa (A) với hoa hành (1a), thân cụm hoa (1b), mặt cắt hoa (B3), hoa đực (B1, B2) rễ đực (2), mặt cắt hoa (3) mầm (4)  Khả xử lý nước thải Bồn bồn: Bồn bồn loại thực vật sử dụng phổ biến mô hình đất ngập nước loại thực vật dễ thích nghi, phát triển nhanh khả xử lý ô nhiễm tốt Theo nghiên cứu Nguyễn Thị Thùy Trang (2008), kết ban đầu thu hiệu xử lý bồn bồn có nhiều khả quan Kết trình bày bảng 1.1 Bảng 1.1 Hiệu xử lý nước thải phân heo bồn bồn Chỉ tiêu nước thải Hiệu xử lý COD 67 – 78% BOD5 57 – 81% N tổng 92 – 94% P tổng 59 – 67% Xử lý nước thải chăn nuôi heo Thực vật thủy sinh Nguyễn Thị Thùy Trang, 2008 Cũng năm 2008, Tian Ziquiang (Trung Quốc) nghiên cứu khả xử lý hai loài thực vật sậy (Phragmites australis) bồn bồn (Typha orientalis) sỏi cát sông Taihu (Thái Hồ) Kết thu làm 83 – 86% 45 – 62% bồn bồn sỏi cát Như kết thu sỏi cát, bồn bồn đạt hiệu xử lý 83 – 86% 45 – 62% với hàm lượng chất hữu cơ, 44 – 61% 25 – 61% với hàm lượng N, 37 – 41% 12 – 47% với hàm lượng P Năm 2010, đề tài ứng dụng Đất ngập nước thực vật để xử lý nước thải khu công nghiệp Lê Minh Xuân (Đỗ Hồng Lan Chi Nguyễn Phước Dân, 2010) với sậy bồn bồn đạt kết tốt với hiệu suất xử lý bồn bồn 55% với COD, 41% với P tổng 37% với N tổng Khả khử độc đánh giá cao nghiên cứu Nhìn chung, bồn bồn đối tượng thủy sinh sử dụng nhiều lĩnh vực xử lý nước thải, dùng kết hợp với mô hình đất ngập nước để mang lại hiệu khả quan 1.1.3 Tổng quan Cù nèo: Cây Cù nèo có tên gọi khác Kèo nèo, Nê thảo, Tai tượng; Tên khoa học Limnocharis flava (L.) Buchenau, họ Limnocharitaceae, Alismatales Phân bố chủ yếu Đông Nam Á Châu Mỹ Đây thực vật (sống đất sình, bùn ẩm, mương cạn) Cây đơn tử diệp, đa niên, dạng bụi (cao 20 – 100 cm); Rễ chùm mọc bùn, mang nhiều chồi để mọc mới; Lá có phiến dạng xoan, tròn (5 -30 x – 25 cm), màu xanh lục tươi, gân cong, cuống dạng bẹ lá, dài – 75 cm, xốp (chứa không khí) có khía; Phát hoa (tán) có cuống dài (10 – 90 cm) mang – 15 hoa Hoa (1,5 – x 0,7 – cm) có cuống ngắn (3 – cm), đài xanh; Cánh hoa vàng nhạt đến vàng tươi, mang 15 – 20 tiểu nhụy (dài 1,2 cm) nhiều tiểu noãn; Trái nhỏ (đường kính 1,5 – cm), đài hoa bao bọc; Lá non, ngó, hoa dùng làm thức ăn cho người gia súc; Xử lý nước thải chăn nuôi heo Thực vật thủy sinh Khoảng nhiệt độ nước thích hợp: 26 – 28oC; Có khả hấp thụ kim loại nặng lục bình [4] Hình 1.4 Cây Cù nèo Hình 1.5 Hình thái thực vật Cù nèo 1.1.4 Tổng quan Cỏ bàng: Họ Cói có tên khoa học Cyperaceae họ thực vật thuộc lớp thực vật mầm Đây họ lớn Hòa thảo (Poales) với khoảng 70-98 chi khoảng 4.000-4.350 loài Họ phân bố rộng khắp giới, với trung tâm đa dạng miền nhiệt đới Châu Á Nam Mỹ Cây cỏ bàng thuộc họ Cói, gọi bàng, cói bàng, có danh pháp khoa học Lepironia articulata, thuộc chi Lepironia Cỏ Bàng lưu niên, với chùm hành cứng nằm bùn, thân thành nhiều đốt tạo thành màu ngang Lá đơn giản thành vảy bao quanh hành nơi phát sinh chồi, chồi lớn lên vẩy hình thành bẹ bao quanh thân, có khoảng 3-4 bẹ cao 15 – 20cm Hoa cụm hoa có hình dạng trứng đến hình bầu dục có đơn tính Trái bế cao – 4mm, nhẳn, màu nâu, hạch dạng trứng dài 4mm, rộng 2mm, có sọc Đặt biệt cỏ Bàng sống khô sống nơi có pH cao, sống nơi nước sâu tới 1,5m Xử lý nước thải chăn nuôi heo Thực vật thủy sinh Hình 1.6 Đặc trưng hình thái Cỏ bàng 1.lá bắc; 2.quả hạch (quả nhỏ); 3.bẹ lá; 4.bệ quả; hành; đốt thân; mào ngang; 8.chòi non; 9.rễ 1.1.5 Tổng quan Thủy trúc: Cây Thủy trúc thuộc Cyberales, họ Cyperaceae, chi Cyperus, loài involucratus, có nguồn gốc từ Madagasca Mascarene Islands, mọc nơi đất ẩm Ngoài số nơi gọi cói dù hay cọ dù Cyperaceae – Họ cói Trong chi Cyperus có tới 600 loài vùng nhiệt đới nóng Ở nước ta có tới 61 loài phần lớn cỏ dại, số loài dùng đan lát, làm chiếu; số dùng làm thức ăn chăn nuôi số làm thuốc, cảnh Đặc trưng Thủy trúc: Thân thảo mọc đứng thành cụm, dạng thô, cao 0,7 – 1,5 m, có cạnh nhiều đường vân dọc, phía gần gốc có bẹ màu nâu phiến Lá nhiều, mọc tập trung đỉnh thân thành vòng dày đặc, xếp theo dạng xoắn ốc xòe rộng ra, dài tới 20 cm; cụm hoa tán nách lá, nhiều Có khoảng 12 bắc dài từ 15,2 – 38,1 cm rộng 1,3 cm Những cụm hoa nhỏ màu xanh đậm mọc từ trung tâm đĩa Xử lý nước thải chăn nuôi heo Thực vật thủy sinh Hình 3.33 Hiệu suất xử lý COD mô hình bãi lọc trồng qua tuần Qua đó: Hiệu suất xử lý trung bình mô hình VSF có trồng 83%, mô hình VSF đối chứng 70%, mô hình FWS có trồng 74%, mô hình FWS đối chứng 73% Khả xử lý trung bình mô hình VSF có trồng cao 46% VSF đối chứng, nhiên khác biệt tiêu COD đầu bể ý nghĩa mặt thống kê P = 0.14 > 0.05 Khả xử lý trung bình mô hình FWS có trồng cao 3% FWS đối chứng , khác biệt tiêu COD đầu bể ý nghĩa mặt thống kê P = 0.89 > 0.05 Khả xử lý mô hình VSF có trồng cao mô hình FWS có trồng 39%, khác biệt tiêu COD đầu bể ý nghĩa mặt thống kê P = 0.32 > 0.05 Khả xử lý COD sậy nước phân heo thấp so với thủy trúc, cù nèo, bồn bồn, cỏ para, cỏ bàng vơi nước phân heo điều kiện tiến hành thí nghiệm 3.6.3 Xử lý BOD (BOD5) Xử lý nước thải chăn nuôi heo Thực vật thủy sinh BOD lượng oxi cần thiết để VSV tiêu thụ trình oxi hóa chất hữu nước BOD tiêu quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm nước thải Với đầu vào BOD5 trung bình tuần 888 mgO2/lít nước thải sau tuần vận hành mô hình hàm lượng BOD5 nước đầu chưa đạt tiêu chuẩn xả thải Việt Nam Tuy nhiên, lượng BOD5 giảm đáng kể sau xử lý Bảng 3.56 Kết BOD5 (mgO2/lít) đầu mô hình bãi lọc trồng hiệu suất xử lý mô hình so với đầu vào qua tuần tuần tuần tuần tuần trung bình Đầu VSF BỂ 130 104 163 37 109 ĐC FWS BỂ ĐC Hiệu suất(%) VSF BỂ ĐC 732 369 113 172 347 265 103 250 166 196 701 332 124 145 326 85 88 82 96 88 18 58 87 81 61 FWS BỂ ĐC 70 88 72 81 78 21 63 86 84 63 Hình 3.34 Biểu đồ thể hiệu suất xử lý BOD mô hình bãi lọc trồng Xử lý nước thải chăn nuôi heo Thực vật thủy sinh Khả xử lý BOD trung bình mô hình VSF có trồng so với mô hình VSF đối chứng 70%, khác biệt qua tuần ý nghĩa mặt thống kê P = 0.15 > 0.05 Khả xử lý BOD trung bình mô hình FWS có trồng so với mô hình FWS đối chứng không trồng 40%, khác biệt qua tuần ý nghĩa mặt thống kê P = 0.3 > 0.05 Như ta thấy khả xử lý BOD mô hình VSF có trồng cao mô hình FWS có trồng 44%, khác biệt qua tuần ý nghĩa mặt thống kê P = 0.1 > 0.05 3.6.4 Photpho tổng Với nồng độ photpho tổng đầu vào trung bình 68 mg/lít, nước thải đầu trung bình sau tuần chưa đạt tiêu chuẩn xả thải Việt Nam Tuy nhiên, hàm lượng photpho tổng giảm sau trình thí nghiệm Kết thể qua bảng 3.57 sau Bảng 3.57 Photpho tổng đầu (mg/lít) hiệu suất xử lý (%) photpho mô hình bãi lọc trồng qua tuần tuần trung bình Photpho tổng đầu Mô hình VSF Bể ĐC 13 36 25 27 38 21 19 Mô hình FWS Bể ĐC 46 49 36 55 57 47 29 36 42 47 Hiệu suất xử lý (%) Mô hình VSF Bể1 ĐC 90 91 81 88 47 63 60 44 69 72 Mô hình FWS Bể ĐC 32 28 47 19 16 31 57 47 38 31 Xử lý nước thải chăn nuôi heo Thực vật thủy sinh Hình 3.35 Biểu đồ thể hiệu suất xử lý photpho tổng mô hình bãi lọc trồng qua tuần thí nghiệm Mô hình VSF có trồng khả xử lý Photpho tổng trung bình so với mô hình VSF đối chứng ,sự khác biệt qua tuần ý nghĩa mặt thống kê P = 0.8 > 0.05 Khả xử lý Photpho tổng trung bình mô hình FWS có trồng so với mô hình FWS đối chứng không trồng 11%, khác biệt qua tuần ý nghĩa mặt thống kê P = 0.5 > 0.05 Ta thấy khả xử lý photpho tổng mô hình VSF có trồng thấp mô hình FWS có trồng 50%, khác biệt qua tuần có ý nghĩa mặt thống kê P = 0.01 < 0.05 3.6.5 Nitơ tổng Hàm lượng nitơ đầu vào suốt trình thí nghiệm 71 mg/lít Sau tuần thí nghiệm thu kết bảng 3.58 Xử lý nước thải chăn nuôi heo Thực vật thủy sinh Bảng 3.58 Hàm lượng nitơ tổng đầu (mg/lít) hiệu suất xử lý (%) nitơ tổng mô hình bĩa lọc trồng qua tuần tuần tuần tuần tuần Trung bình Nitơ tổng đầu VSF Bể ĐC 58 53 23 60 66 61 78 68 56 61 FWS Bể 38 10 61 73 46 ĐC 25 33 38 56 38 Hiệu suất xử lý VSF Bể ĐC 18 25 68 15 14 -10 21 15 FWS Bể 46 86 14 -3 36 ĐC 65 54 46 21 46 Hình 3.36 Biểu đồ thể hiệu suất (%) xử lý nitơ tổng trung bình mô hình bãi lọc trồng qua tuần Khả xử lý nitơ tổng trung bình mô hình VSF có trồng so với mô hình VSF đối chứng 8%, khác biệt qua tuần ý nghĩa mặt thống kê P = 0.74 > 0.05 Khả xử lý nitơ tổng trung bình mô hình FWS có trồng thấp mô hình FWS đối chứng không trồng 17%, khác biệt qua tuần ý nghĩa mặt thống kê P = 0.6 > 0.05 Xử lý nước thải chăn nuôi heo Thực vật thủy sinh Như ta thấy khả xử lý nitơ tổng mô hình FWS có trồng cao mô hình VSF có trồng 18%, khác biệt qua tuần ý nghĩa mặt thống kê P = 0.6 > 0.05 Như hàm lượng nitơ tổng nước đầu phần lớn chưa đạt tiêu chuẩn xả thải Việt Nam 3.6.6 Kim loại nặng Theo dự kiến ban ban đầu thí nghiệm khảo sát hàm lượng kim loại nặng nước phân heo gồm Cu, Fe, Zn Tuy nhiên, sau phân tích mẫu nước phân heo đầu vào hàm lượng Cu Zn đạt tiêu chuẩn xả thải Việt Nam, Fe chưa đạt tiêu chuẩn nên thí nghiệm khảo sát hàm lượng Fe cuối thí nghiệm mẫu nước đầu sinh khối thực vật Bảng 3.59 Hàm lượng Fe mẫu nước đầu lúc kết thúc thí nghiệm Đầu vào Đầu Mô hình VSF 11 Mô hình FWS Bể ĐC Bể ĐC Như hàm lượng Fe mẫu nước đầu đạt tiêu chuẩn xả thải QCVN 40:2011/BTNMT Hình 3.37 Hiệu suất (%) xử lý Fe mô hình bãilọc trồng lúc kết thúc thí nghiệm Xử lý nước thải chăn nuôi heo Thực vật thủy sinh Qua biểu đồ ta nhận thấy hiệu suất xử lý Fe so với đối chứng mô hình VSF có trồng 64%, mô hình VSF đối chứng 73%, mô hình FWS có trồng 100%, mô hình FWS đối chứng 91% Khả xử lý Fe trung bình mô hình VSF có trồng thấp mô hình VSF đối chứng 34% Khả xử lý Fe trung bình mô hình FWS có trồng so với mô hình FWS đối chứng không trồng 10% Như ta thấy khả xử lý Fe mô hình VSF có trồng thấp mô hình FWS có trồng 36% 3.7 THẢO LUẬN Thí nghiệm đồng thời với số loại thực vật thủy sinh khác bồn bồn, cỏ bàng, cỏ para, cù nèo, sậy thủy trúc Các thí nghiệm đồng thời điều kiện thí nghiệm với bồn bồn Từ trình đo sinh khối cuối thí nghiệm, ta có bảng 4.60 Bảng 3.60 Trọng lượng chất khô thu hoạch sau thí nghiệm số loại thủy sinh Cây thủy sinh Bồn bồn Cỏ bàng Cỏ para Cù nèo Sậy Thủy trúc Giá trị Đơn vị đo kg/m2 kg/m2 kg/m2 kg/m2 kg/m2 kg/m2 Mô hình VSF 1,10 0,33 1,32 0,35 0,36 0,4 Mô hình FWS 1,14 0,29 1,16 0,45 0,37 0,4 Dựa kết cân sinh khối cuối thí nghiệm Rõ ràng, bồn bồn có suất thu hoạch lớn so với thủy sinh thí nghiệm, trừ cỏ para Cây bồn bồn tác dụng xử lý nước thải có nhiều ứng dụng khác đem lại giá trị kinh tế nên việc thu suất lớn thuận lợi cho việc tái sử dụng Cây bồn bồn rõ ràng loại dễ trồng, dễ thích nghi, phát triển nhanh, khả chứa nước chất dinh dưỡng tốt thích hợp cho việc nhân rộng dễ áp dụng Xử lý nước thải chăn nuôi heo Thực vật thủy sinh cho mô hình xử lý có quy mô lớn Thêm vào đó, suất chất khô thu lớn, thuận lợi làm nguồn nhiên liệu phụ phẩm sau xử lý, tăng hiệu kinh tế Các mô hình xử lý có trồng có hiệu xử lý tốt, đặc biệt hiệu suất xử lý trung bình mô hình FWS VSF lần lượt: Bảng 3.61 Hiệu suất xử lý mô hình ĐNNKT dòng chảy đứng thực vật thủy sinh khác mô hình ĐNNKT dòng chảy đứng Chỉ tiêu COD (%) BOD5 (%) Nitơ (%) Photpho (%) 84 87 45 83 Cây cù nèo 87 90 60 87 Cỏ lông 89 84 47 56 Cỏ bàng 90 91 49 83 Cỏ nến 94 94 70 94 Cây thủy trúc 83 88 23 70 Cây sậy Nguồn Trung tâm Công Nghệ Sinh học Môi trường trường Đại Học Nông Lâm, 2010 Fe (%) 77 50 48 75 64 Bảng 3.62 Hiệu suất xử lý mô hình ĐNNKT dòng chảy bề mặt cù nèo với thực vât thủy sinh khác Chỉ tiêu COD (%) BOD5 (%) Nitơ (%) Photpho (%) 85 90 51 44 Cây cù nèo 82 86 68 47 Cỏ lông 83 76 50 44 Cỏ bàng 88 89 44 45 Cỏ nến 88 90 66 61 Cây thủy trúc 74 78 37 38 Cây sậy Nguồn Trung tâm Công Nghệ Sinh học Môi trường trường Đại Học Nông Lâm, 2010 Fe (%) 94 96 73 97 100 Ta thấy khả xử lý tiêu ô nhiễm mô hình ĐNNKT dòng chảy bề mặt cao, đặc biệt khả xử lý sắt cao (cây sậy đạt hiệu suất xử lý sắt tới 100%) Các thủy trúc có khả xử lý tương đối cao ổn định lại mô hình thí nghiệm So sánh khả xử lý mô hình ĐNNKT dòng chảy đứng dòng chảy bề mặt ta thấy mô hình có khả xử lý tiêu ô nhiễm cao Đặc biệt mô hình ĐNNKT dòng chảy bề mặt có khả xử lý sắt cao (có đạt tới hiệu suất 100%) Cả mô hình khả xử lý tương đương nhìn Xử lý nước thải chăn nuôi heo Thực vật thủy sinh chung ta thấy mô hình ĐNNKT dòng chảy bề mặt xử lý trội mô hình mô hình ĐNNKT dòng chảy đứng đặc biệt khả xử lý sắt mô hình ĐNNKT dòng chảy bề mặt cao - Đối với cỏ Para: So sánh với kết nghiên cứu Đỗ Hồng Lan Chi Nguyễn Phước Dân, 2008 dùng sậy để xử lý nước thải khu công nghiệp Lê Minh Xuân, kết cho thấy hiệu suất xử lý COD đạt 47%, P tổng đạt 52%, N tổng đạt 37% Kết cho thấy hiệu suất xử lý mô hình trồng cỏ Para cao Khi so sánh với cỏ para nghiên cứu Trần Nhật Hoàng, 2008 mô hình dòng chảy đứng hiệu suất xử lý cỏ para mô hình ĐNN lại thấp Điều nồng độ đầu vào tiêu ô nhiễm cao gấp đôi nồng độ tối ưu, hiệu suất đạt lại cao khả quan Tin nồng độ đầu vào nước phân heo với nồng độ tối ưu nghiên cứu Trần Nhật Hoàng hiệu suất xử lý tiêu ngang chí cao - Đối với bồn bồn: So với kết Nguyễn Thị Thùy Trang (2008) mô hình VSF hiệu xử lý COD, BOD P tổng số lần tốt nhiều chứng tỏ thích hợp sống khu vực rộng lớn hơn, mô hình xô chậu nhỏ hạn chế phát triển làm giảm khả xử lý Kết xử lý bồn bồn mô hình FWS lần tương đương với kết mà Tian Ziquiang ctv (Trung Quốc) nghiên cứu sỏi sông Taihu (Thái Hồ) hiệu xử lý 83 – 86% với hàm lượng chất hữu (COD), 44 – 61% với hàm lượng N, 37 – 41% với hàm lượng P (Mục 2.4.2) Mô hình trồng bồn bồn ngập nước sỏi Tian Ziquiang giống với kết cấu mô hình FWS gồm đá nước qui mô ứng dụng lớn nhiều so với qui mô thí nghiệm (kích thước dài x rộng x cao 10 x 3,4 x 1,1 m) cho kết xử lý tương tự Điều cho thấy khả xử lý bồn bồn ổn định dạng mô hình FWS có kích thước đủ lớn Trong năm 2010, nghiên cứu Đỗ Hồng Lan Chi Nguyễn Phước Dân trình bày mục 2.4.2 thực với hai mô hình VSF FWS qui mô pilot (kích thước dài x rộng x cao 12 x 3,5 x 1,2 m) Hiệu suất xử lý đạt thí nghiệm 55% COD, 41% với P tổng sốvà 37% với N tổng số Theo kết hiệu suất xử lý thí nghiệm thực tốt nhiều so với thí Xử lý nước thải chăn nuôi heo Thực vật thủy sinh nghiệm Sự khác biệt nước thải đầu vào, cách bố trí mật độ lớp vật liệu mô hình hai thí nghiệm khác Các chất hữu cơ, N, P, kim loại chất thải mô hình bị giữ lại rễ thân nước chảy, phần khác xử lý qua trình lọc nhờ lớp vật liệu bể Khả hấp thu chất ô nhiễm bồn bồn mô hình tốt, ổn định, biến động mô hình không trồng Thêm vào đó, loại phổ biến Việt Nam với khả thích nghi tốt mô hình, phát triển nhanh, dễ trồng, dễ lan rộng, suất sinh khối lớn thuận lợi tái sử dụng, bồn bồn thực đối tượng thực vật thủy sinh đáng quan tâm sử dụng mô hình đất ngập nước trồng xử lý ô nhiễm nước thải nhiều ngành chăn nuôi, công nghiệp, sinh hoạt điều kiện phát triển nước ta - Đối với Cù nèo: So sánh với kết phân tích trung tâm Công nghệ Sinh học Môi trường trường Đại học Nông Lâm sử dụng thực vật thủy sinh khác để xử lý nước phân heo mô hình Hiệu suất xử lý COD, BOD5 mô hình ĐNNKT dòng chảy đứng cao Hiệu suất xử lý thủy trúc cao Hiệu suất xử lý thấp sậy Cây cù nèo có hiệu suất xử lý tiêu cao Hiệu suất xử lý Nitơ, Photpho, cao trừ sậy cỏ bàng hiệu suất xử lý thấp Hiệu suất xử lý cao tiêu thủy trúc Các lại hiệu suất xử lý tương đương trừ sậy thấp Hiệu suất xử lý sắt cù nèo cao so với khác mô hình ĐNNKT dòng chảy đứng: - Đối với Cỏ bàng: - Đối với Thủy trúc: Theo kết phân tích thống kê, mô hình bãi lọc trồng thủy trúc có dòng chảy đứng có hiệu xử lý tốt mô hình bãi lọc trồng có dòng chảy bề mặt Theo thời gian xử lý nhận thấy lượng nước thải đầu ô nhiễm mà nước ngày hơn, mùi hôi giảm dần đến kết thúc thí nghiệm không còn.Theo bảng 3.61 3.62 điều kiện thí nghiệm (không gian, thời gian, mức độ ô nhiễm), thủy trúc có khả xử lý nước thải phân heo tương đương với khác (bồn bồn, cù nèo, cỏ para) đặc biệt cao sậy cỏ bàng Vì vậy, thủy trúc có tiềm lớn Xử lý nước thải chăn nuôi heo Thực vật thủy sinh việc xử lý nước phân heo cần có nghiên cứu để khảo sát ứng dụng vào thực tiễn Tuy nhiên, lượng sinh khối thu lại thấp bồn bồn, cỏ Para, tương đương cù nèo, cỏ bàng sậy - Đối với Sậy: Xử lý nước thải chăn nuôi heo Thực vật thủy sinh CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 KẾT LUẬN Đề tài nghiên cứu khả xử lý nước thải chăn cỏ lông (cỏ para), cù nèo, sậy, thủy trúc, cỏ bàng bồn bồn mô hình đất ngập nước kiến tạo đạt số kết sau: - Các loài thực vật sinh trưởng phát triển tốt mô hình đất ngập nước kiến tạo, lượng nước bốc nhiều cuối thí nghiệm, sinh khối cuối thí nghiệm thu cao Như vậy, loài thực vật thích hợp cho mô hình đất ngập nước kiến tạo - Với kết đạt cho thấy mô hình đất ngập nước dòng chảy đứng xử lý tiêu ô nhiễm hiệu mô hình đất ngập nước dòng chảy bề mặt Điều lớp cát, đá đóng vai trò vật liệu lọc giá thể cho hệ VSV phát triển, góp phần tăng khả xử lý nước thải chăn nuôi mô hình 4.2 KIẾN NGHỊ Khả xử lý nước thải chăn nuôi heo mô hình đất ngập nước có tham gia loài thực vật chứng tỏ khà xử lý hiệu Tuy nhiên, để áp dụng vào thực tế, cần có nghiên cứu, đánh giá sâu vấn đề môi trường khác mùi, khả lan truyền dịch bệnh từ vật chủ trung gian muỗi, ruồi biện pháp kiểm soát Lựa chọn loài thực vật trồng hệ thống ĐNNKT cho hiệu xử lý cao đồng thời thu hoạch tận dụng sinh khối cách hiệu kinh tế môi trường Ngoài ra, để xử lý nước thải chăn nuôi heo đạt quy chuẩn môi trường, cần áp dụng thêm biện pháp xử lý hỗ trợ khác tách phân heo hiệu nhằm giảm nồng độ đầu vào nghiên cứu tận dụng nước đầu hệ thống để nuôi cá tười Xử lý nước thải chăn nuôi heo Thực vật thủy sinh Xử lý nước thải chăn nuôi heo Thực vật thủy sinh Tài liệu tham khảo [1] Lê Thị Cúc, 2008 [2] Trần Nhật Hoàng, 2008 [3] (Phạm Hoàng Hộ, 2003) [4] Phạm Thị Thúy Phương, 2008 [5] Nguyễn Đức Lượng Nguyễn Thị Thùy Dương, 2003 [6] Phạm Thị Thu Lan, 2000 [7] Đỗ Hồng Lan Chi, 2004 [8] (Lê Anh Tuấn, 2008) [9] (Đinh Văn Tôn, 2008) [10] (Hồ Thanh Bá, 2006) Xử lý nước thải chăn nuôi heo Thực vật thủy sinh [...]... chăn nuôi gia súc: Nước thải chăn nuôi heo bao gồm nước tiểu, nước vệ sinh chuồng trại, nước tắm heo chứa các chất hữu cơ và vô cơ có trong phân, nước tiểu, thức ăn gia súc Thành phần của nước thải thay đổi tùy theo phương thức thu gom chất thải (có hốt phân hay không hốt phân trước khi tắm heo) , số lần tắm heo và vệ sinh chuồng trại trong ngày, chế độ dinh dưỡng cho heo Trong thành phần nước thải chứa... mang cho vi sinh vật [10] Bảng 1.4 Cơ chế loại bỏ chất ô nhiễm trong nước thải của ĐNNKT Xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng Thực vật thủy sinh Thành phần tạp chất Cơ chế xử lý Chủ yếu do nitrat hóa - khử nitrat Oxy hóa amoniac bởi vi sinh trong vùng hiếu khí Hợp chất N Nguồn: Lê Văn Cát, 2007 1.3.5 Khả năng xử lý nước thải băng thực vật thủy sinh Thực vật thủy sinh là các loài thực vật sinh trưởng... oxy hóa có trong tế bào [10] 1.3.7 Năng suất sinh khối của thực vật thủy sinh Xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng Thực vật thủy sinh Những số liệu về năng suất sinh khối cho phép ta có số liệu để so sánh năng suất sinh khối giữa các loài thực vật với nhau và cho phép ta dự đoán hoặc tính toán khả năng sử dụng chúng trong xử lý nước ô nhiễm cũng như sử dụng sinh khối này cho mục đích làm thức ăn gia súc,... vững sinh thái hay làm thay đổi hệ sinh thái do chúng gây ra Giúp ta nhận biết được mức độ ô nhiễm của nước, khả năng làm sạch của chúng, từ đó giúp ta thiết lập công nghệ xử lý Ở điều kiện nước không bị ô nhiễm, năng suất sinh khối của thực vật thủy sinh rất cao Tại vì ở đó thực vật thủy sinh không bị tác động xấu của các yếu tố vật lý, hóa học, sinh học.Một vài con số minh họa: thực vật thủy sinh. .. đó: H là tỉ lệ nước (%) A là lượng nước đầu vào của nước thải phân heo (L) B là lượng nước đầu ra của nước thải phân heo (L) Xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng Thực vật thủy sinh CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỚI CỎ PARA: 3.1.1 Các chỉ tiêu của nước phân heo đầu vào: Bảng 3.1 Các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước phân heo COD BOD N (mg/l) P (mg/l) (mg/l) 2.518 (mg/l) 888 71 68 Kim loại... kéo theo cả phân gia súc xuống cống thoát, khi đó phân gia súc như một chất lỏng đậm đặc Phân gia súc, gia cầm thường chứa cả những vi sinh vật gây bệnh và các loại trứng giun sán, là những mầm bệnh cho người và gia súc Do đó, khi tiến hành xử lý Xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng Thực vật thủy sinh cần đặc biệt quan tâm đến những công việc có khả năng tự tiêu diệt chúng để bảo đảm chúng có vệ sinh. .. cải tạo đất (Sinh khối có thể thu hoạch, chế biến thành phân hữu cơ, phụ gia cải tạo đất, bón trên rễ cây mới trồng, đốt thành tro hay làm phân Compost), tái tạo năng lượng (Sinh khối sử dụng sản xuất Ethanol, đốt trực tiếp thành củi), nguyên liệu sản xuất bột giấy, giấy và sợi Bộ rễ, thân cây ngập nước là giá thể rất tốt đối với Vi sinh vật, sự vận chuyển của cây đưa vi sinh vật đi theo Chúng dịch... vật đi theo Chúng dịch chuyển từ vị trí này đến vị trí khác ở khu vực nước ô nhiễm, làm tăng khả năng chuyển hóa vật chất trong nước, quan hệ giữa vi sinh vật và thực vật thủy sinh là quan hệ cộng sinh Xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng Thực vật thủy sinh Sử dụng thực vật xử lý nước trong nhiều trường hợp không cần cung cấp năng lượng Do vậy có thể ứng dụng ở những vùng hạn chế việc cung cấp năng lượng... cây (MH2) Xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng Thực vật thủy sinh Hình 2.3 Sơ đồ bố trí các mô hình trong thí nghiệm Phân được pha hàng ngày theo nồng độ 1,5% trong các thùng chứa nước Sau đó cấp vào hai thùng nước đầu vào mô hình FWS 50 L mỗi thùng, cho chảy nhỏ giọt ở một phía của mô hình Đối với mô hình VSF, cấp 50 L vào mỗi bể theo chiều thẳng đứng, trải đều theo bề mặt, điều chỉnh van nước ra Nước... các nhân tố vết, các hợp chất hữu cơ trong nước nhờ quá trình hấp thụ sinh học và hút bám trên bề mặt Hấp thu CO 2 và thải O2 trong quá trình quang hợp Tạo môi trường cần thiết cho nhiều chủng loại vi sinh vật sinh sống thông qua việc cung cấp oxi, chất dinh dưỡng cho lớp đất và lớp bùn cặn Từ đó, các sinh vật tự dưỡng có khả năng tạo sinh khối, giảm hợp chất cacbon [9] 1.3.4 Cơ chế loại bỏ chất ô nhiễm