ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN LƯU THỦY LỰC ĐẾN HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT CỦA LỤC BÌNH

Tạp chí Đại học Thủ Dầu Một, số (24) – 2015 ẢNH HƢỞNG CỦA THỜI GIAN LƢU THỦY LỰC ĐẾN HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT CỦA LỤC BÌNH Lê Hồng Trung, Phạm Thị Mỹ Trâm Trường Đại học Thủ Dầu Một TĨM TẮT Lục bình ni hồ nước thải sinh hoạt với kích thước: chiều dài 1,3m, chiều rộng 0,5m, chiều cao 0,4m để khảo sát khả làm nước thải với nghiệm thức: nước tĩnh (200 lít/bể) nước động với lưu lượng cho vào 30 lít/ngày Đối với nghiệm thức nước tĩnh, sau ngày thí nghiệm, kết cho thấy lục bình có khả xử lý nước thải sinh hoạt với hiệu xử lý chất rắn lơ lửng (SS), nitrat (NO3-), phốtphat (PO43-), nhu cầu oxy hóa học (COD) là: 60,84%; 77,76%; 92,98%; 81,48% Với nghiệm thức nước động sau 7,4 ngày thí nghiệm cho thấy hiệu suất xử lý là: 35,62%; 65,58%; 49,05%; 64,64% Sau trình nghiên cứu cho thấy sử dụng lục bình cho xử lý nước thải sinh hoạt, thích hợp cho quy m v a nhỏ khu đ thị với mục đích v a xử lý nước thải sinh hoạt v a tạo cảnh quan m i trường Từ khóa: lục bình, hồ sinh học, nước thải sinh hoạt, thực vật thủy sinh biến để dùng bện thành dây, thừng, dệt chiếu, hàng thủ công hay bàn ghế [5] Trong báo này, nghiên cứu khả xử lý nước thải sinh hoạt lục bình quy mô pilot với thời gian lưu xác định nhằm đánh giá hiệu xử lý nước thải sinh hoạt đô thị thực vật thủy sinh GIỚI THIỆU Xử lý nước thải thực vật thủy sinh áp dụng nhiều nơi giới với ưu điểm giá thành rẻ, dễ vận hành đồng thời mức độ xử lý ô nhiễm cao Đây công nghệ xử lý nước thải điều kiện tự nhiên, thân thiện với môi trường đồng thời làm tăng giá trị đa dạng sinh học, cải tạo cảnh quan môi trường, hệ sinh thái địa phương ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tƣợng Tác giả sử dụng bèo lục bình hay gọi bèo tây hay bèo Nhật Bản, tên gọi khoa học Eichhornia crassipes để nghiên cứu khả xử lý chất nhiễm có nước thải sinh hoạt Tiến hành nghiên cứu nước thải sinh hoạt lấy cống nước thải nhà dân địa bàn xã Phú Chánh, huyện Tân Uyên, tỉnh Bình Dương Lục bình (Eichornia crassipes) lồi thực vật thuỷ sinh, thân thảo, sống theo dòng nước, thuộc chi Eichhornia họ bèo tây (Pontederiaceae)[3] Ở dạng tự nhiên, lục bình có tác dụng hấp thụ kim loại nặng (như chì, thủy ngân, strontium) dùng để khử trừ nhiễm mơi trường Lục bình sử dụng làm thức ăn cho gia súc, ủ nấm rơm, làm phân chuồng Lục bình phơi khơ chế 51 Journal of Thu Dau Mot University, No (24) – 2015 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu Thu nhận mẫu nước thực vật thủy sinh Thu nhận mẫu nước: Nước phải lấy đầy bình, nút chặt kín, phân tích bảo quản lạnh Nước bể thí nghiệm trộn trước lấy để phân tích Mẫu thực vật thủy sinh: Chọn tươi, khỏe, không bị sâu bệnh, đồng kích thước giai đoạn sinh trưởng Bố trí thí nghiệm Thiết kế mơ hình thực nghiệm Kích thước: Chiều dài bể: L = 1300 mm; Chiều rộng bể: R = 500 mm Chiều cao bể: H = 400 mm (chiều cao ngập nước h = 340mm) Diện tích bề mặt w = 0,65 m2; Thể tích phần ngập nước lít Vật liệu: xi măng, cát, gạch đồng thời quét sơn chống thấm Số lượng hồ làm thực nghiệm: hồ nước thải ni lục bình nghiệm thức nước tĩnh; hồ nước thải ni lục bình nghiệm thức nước động; hồ chứa nước thải Tính tốn thời gian lưu nước Cơng thức: T = Trong T : thời gian lưu nước hồ Aw : diện tích đáy hồ (bề mặt) h : chiều cao ngập nước (chiều sâu) Qo lưu lượng nước thải Chọn lưu lượng nước 30 lít/ngày:  T= x 1000 = 7,4 (ngày) Thời gian nước hồ T = 7,4 ngày Khảo sát khả thích nghi lục bình: Lục bình lồi thực vật có khả thích nghi rộng, sinh trưởng phát triển mạnh nhiều nơi dòng sông, kênh rạch Qua quan sát hệ thống kênh rạch Phú Chánh – Tân Uyên cho thấy lục bình phát triển tốt Vì lục bình lồi thực vật địa thích hợp cho xử lý vừa mang giá trị kinh tế vừa có khả thích nghi cao nguồn nước thải nơi Sau tách lục bình từ mơi trường tự nhiên chuyển sang môi trường nước hồ thủy sinh thời gian dành cho lục bình thích nghi trước tiến hành thực nghiệm khoảng ngày Đây thời gian nuôi dưỡng tuyển chọn lục bình thích nghi tốt sinh trưởng mạnh Khảo sát khả xử lý nước thải sinh hoạt lục bình mơ hình hồ thủy sinh: Tiến hành ni thả lục bình điều kiện nhân tạo vận hành thí nghiệm với nghiệm thức: dạng nước tĩnh (cho 00 lít nước thải vào hồ lần) với thời gian lưu ngày dạng nước động (cho 30 lít nước thải ngày) với thời gian lưu nước 7,4 ngày Sau thời gian khảo sát lấy mẫu nước đầu phân tích tiêu theo dõi sau Hình 1: Hồ nước thải ni lục bình hồ chứa nước thải 52 Tạp chí Đại học Thủ Dầu Một, số (24) – 2015 – Chỉ tiêu đầu vào: pH, SS, COD, NO3-, PO43- nước thải sinh hoạt Các tiêu phân tích trước tiến hành thí nghiệm – Chỉ tiêu đầu ra: pH, SS, COD, NO3- , PO43- nước thải sinh hoạt Các tiêu phân tích sau thời gian vận hành thí nghiệm Phương pháp xử lý số liệu: Tất số liệu chất lượng nước đầu vào đầu phân tích tính giá trị trung bình độ lệch chuẩn phần mềm Microsoft Excel KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Hiệu xử lý nước thải lục bình thể bảng sau: Bảng 1: Kết nghiệm thức nước tĩnh Thông số Đầu vào Đầu Lục bình pH 6,90 ±0,17 7,10 ± 0,20 - SS (mg/l) COD (mg/l) NO3- (mg/l) PO43- (mg/l) 55,33 ±1,5 26,90 ± 0,35 0,78 ± 0,01 0,73 ± 0,00 21,67 ± 1,53 4,98 ± 0,53 0,17 ± 0,01 0,05 ± 0,00 60,84% 81,48% 77,76% 92,98% Hiệu xuất Bảng 2:Kết nghiệm thức nước động Thông số Đầu vào Đầu Lục bình pH 6,67 ±0,06 7,17 ± 0,12 - SS (mg/l) COD (mg/l) NO3- (mg/l) PO43- (mg/l) 48,67 ±1,53 24,10 ± 0,13 0,72 ± 0,00 0,67 ± 0,03 31,33 ± 1,53 8,52 ± 0,30 0,25 ± 0,00 0,34 ± 0,00 35,62% 64,64% 65,58% 49,05% Như vậy, dựa kết xử lý nước thải lục bình, tác giả có số đánh giá hiệu suất xử lý tiêu ô nhiễm nước thải sinh hoạt sau: Độ pH Ta thấy pH có tăng nhẹở bể Đối với bể nước tĩnh pH tăng từ 6,67 lên 7,17 bể nước động tăng từ 6,90 lên 7,10 Điều lục bình hồ nước hấp thu khí CO2 cho trình quang hợp làm pH nước tăng lên CO2 có nước phản ứng với nước tạo H+ bicarbonate làm giảm pH nước theo chế: Hiệu xuất Chất rắn lơ lửng (SS) Hàm lượng chất r n lơ lửng nước thải biến đổi phạm vi với giá trị đầu vào , mg l giá trị đầu 31,33 mg/l đạt hiệu xuất 35,62% nghiệm thức nước động Trong đó, với nghiệm thức nước tĩnh hiệu xuất xử lý chất r n lơ lửng 60,84% với khoảng giá trị từ53,33 mg/l xuống 21,67 mg/l Điều cho thấy với nghiệm thức việc loại bỏ SS diễn ra, chất r n lơ lửng l ng xuống đáy trình xử lý với phân hủy vi sinh vật thực vật đóng vai trò quan trọng q trình loại bỏ chất r n Tuy nhiên, mơ hình nước tĩnh q trình l ng diễn tốt mơ hình động Nhu cầu oxy hóa học (COD) Hàm lượng COD nước thải đầu vào mơ hình tĩnh từ 26,9 mg/l giảm xuống 4,98 mg/l với hiệu suất 81,48%, CO2 + H2O = H2CO3; H2CO3 = H+ + HCO3- Do thực vật thủy sinh quang hợp hấp thụ CO2 nhanh lượng CO2 tạo từ trình hơ hấp thủy sinh vật tảo nên chúng phải lấy CO2 từ chuyển hóa HCO3- (2HCO3- → CO2 + CO32- + H2O) làm tăng pH [4] 53 Journal of Thu Dau Mot University, No (24) – 2015 Phốtphat (PO43-) Theo nghiên cứu trước cho biết, trình loại bỏ phốt hệ thống dựa q trình đồng hố vi khuẩn, tạo phức hấp phụ lên bề mặt hạt r n hay chất hữu để kết tủa l ng theo thời gian vào lớp trầm tích, thực vật tiếp nhận [2] Theo bảng kết quả, lục bình làm giảm hàm lượng phốt phát nước thải Tuy nhiên, có chênh lệch rõ hiệu xuất xử lý nghiệm thức Với bể nước tĩnh hiệu xuất đạt 92,98%, cao nhiều so với bể nước động 49,05% Do nguồn nước bị xáo trộn ngày nên làm giảm khả tạo phức l ng đọng phốt theo thời gian làm giảm hiệu suất mơ hình động [1] mơ hình động từ 4, mg l giảm xuống 8,52 mg/l với hiệu xử lý đạt 64,64% Điều cho thấy vai trò chuyển hóa chất nhiễm, đặc biệt chất hữu hệ vi sinh vật rễ thân cây, vận chuyển dưỡng khí qua hệ thực vật nguyên nhân dẫn đến hiệu xử lý cao lục bình Tuy nhiên, hiệu xử lý COD mơ hình tĩnh cao mơ hình động Điều có lẽ việc xáo trộn môi trường nước ảnh hưởng đến hoạt động sống lục bình vi sinh vật Nitrat (NO3-) Nitơ thành phần protein acid nucleic tế bào vi sinh vật, động vật thực vật Nhưng hàm lượng nitơ nước cao gây độc ảnh hưởng đến động vật người Ngoài hàm lượng nitơ cao thải mơi trường ngồi gây tượng phú dưỡng hóa, tảo nở hoa… Do vậy, cần phải loại bỏ hàm lượng N nước trước thải ngồi mơi trường Qua kết khảo sát từ bảng bảng 2, nhận thấy lục bình có khả loại bỏ nitơ nước thải sinh hoạt Điều việc loại bỏ nitơ thực qua trình nitrat hóa/khử nitơ, hấp thụ thực vật tảo Do đó, khả xử lý nitrat lục bình hai mơ hình tốt với hiệu suất xử lý mơ hình tĩnh động là: 77,76%; 65,58% KẾT LUẬN Sau ngày ni thí điểm lục bình hồ sinh học, lục bình có khả sống tốt mơi trường nước thải sinh hoạt Lục bình mơ hình tĩnh có khả xử lý nước thải tốt mà không cần sử dụng thêm hóa chất với hiệu xử lý chất r n lơ lửng (SS), nitrat (NO3-), phốt phát (PO43-), nhu cầu oxy hóa học (COD) là: 60,84%; 77,76%; 92,98%; 81,48% Đối với mơ hình động, cần giảm lưu lượng nước cho vào ngày kéo dài thời gian lưu nước để hiệu suất xử lý đạt kết tốt EFFECT OF HYDRAULIC RETENTION TIME ON EFFICIENT TREATMENT OF HYACINTH FOR DOMESTIC WASTE WATER Le Hoang Trung, Pham Thi My Tram Thu Dau Mot University ABSTRACT Hyacinth (Eichornia crassipes) was cultured in domestic waste water ponds with dimensions: length 1.3 m, width 0.5 m, height 0.4 m to examine the possibility of cleaning waste water with treatments: static water (200 liters/tank) and influent water with added volume of 30 liters / day For static water treatment, after days of the experiment, the 54 Tạp chí Đại học Thủ Dầu Một, số (24) – 2015 results show that the hyacinth is capable of handling domestic wastewater treatment with suspended solids (SS), nitrate (NO3), phosphate ( PO43-), chemical oxygen demand (COD), respectively: 60.84%; 77.76%; 92.98%; 81.48% With influent water treament of 7.4 days, the experiment shows that performance processors respectively: 35.62%; 65.58%; 49.05%; 64.64% Later research showed that water hyacinth can be used for domestic waste water treatment, suitable for medium and small urban areas for the purpose of treating domestic wastewater and creating landscapes TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Khánh Duy, Nguyễn Phạm Hồng Liên, Đỗ Cao Cường, Nguyễn Mai Hoa (2012), Nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt m hình hồ thủy sinh ni bèo lục bình, Tạp chí Kinh tế Kỹ thuật Mỏ – Địa chất [2] Crites, R and Tchobanoglous, G (1998), Small and De-centralized Wastewater Management Systems, McGraw-Hill [3] Phạm Hoàng Hộ (1999), Cây cỏ Việt Nam (tập 1, 2, 3), NXB Trẻ [4] Thong chai Kanabkaew and Udomphon Puetpaiboon (2004), Aquatic plants for domestic wastewater treatment: Lotus (Nelumbo nucifera) and Hydrilla (Hydrillaverticillata) systems, Songklanakarin J Sci Technol, 26(5): 749-756 [5] https://sites.google.com/site/raurungvietnam/rau-ban-thuy-sinh/luc-binh 55 ... nước thải Tính tốn thời gian lưu nước Cơng thức: T = Trong T : thời gian lưu nước hồ Aw : diện tích đáy hồ (bề mặt) h : chiều cao ngập nước (chiều sâu) Qo lưu lượng nước thải Chọn lưu lượng nước. .. thời gian lưu ngày dạng nước động (cho 30 lít nước thải ngày) với thời gian lưu nước 7,4 ngày Sau thời gian khảo sát lấy mẫu nước đầu phân tích tiêu theo dõi sau Hình 1: Hồ nước thải ni lục bình. .. kết xử lý nước thải lục bình, tác giả có số đánh giá hiệu suất xử lý tiêu ô nhiễm nước thải sinh hoạt sau: Độ pH Ta thấy pH có tăng nhẹở bể Đối với bể nước tĩnh pH tăng từ 6,67 lên 7,17 bể nước