NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM TRÊN MÔ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO CÓ DÒNG CHẢY BỀ MẶT KẾT HỢP VỚI CỎ VETIVER

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM TRÊN MÔ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO CÓ DÒNG CHẢY BỀ MẶT KẾT HỢP VỚI CỎ VETIVER Họ và tên sinh viên: TRẦN THỊ NGUYỆT Ng

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM TRÊN MÔ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO CÓ DÒNG CHẢY BỀ MẶT KẾT HỢP VỚI CỎ VETIVER

Họ và tên sinh viên: TRẦN THỊ NGUYỆT Ngành : KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Niên khóa : 2005 - 2009

Tháng 7/ 2009

BỀ MẶT KẾT HỢP VỚI CỎ VETIVER

Tác giả

TRẦN THỊ NGUYỆT

Khóa luận tốt nghiệp kỹ sư chuyên ngành

KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

GVHD1: TS LÊ QUỐC TUẤN GVHD2: ThS DƯƠNG THÀNH LAM

Tháng 7 năm 2009

LỜI CẢM ƠN

Bài khóa luận hoàn thành với sự cố gắng, nỗ lực của bản thân cùng sự giúp đỡ tận tình quý báu của thầy cô, bạn bè và gia đình Chính vì vậy xin chân thành cảm ơn đến: Quý thầy cô khoa Môi trường và Tài nguyên trong suốt bốn năm học đã truyền đạt kiến thức nền tảng cần thiết và tận tình giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận

Thầy TS Lê Quốc Tuấn, ThS Dương Thành Lam đã trực tiếp chỉ dạy, hướng dẫn

đề tài cho em

Các anh chị Trung tâm Phân tích Môi trường – Viện Công nghệ Sinh học và Môi trường tạo mọi điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tôi trong quá trình phân tích

Các thầy cô viện Sinh học nhiệt đới

Các bạn lớp DH05MT đã gắn bó, động viên giúp đỡ mình trong suốt bốn năm học Cuối cùng, con xin gởi lời biết ơn sâu sắc đến bố mẹ và tất cả mọi người trong gia đình luôn là nguồn động viên, là điểm tựa vững chắc, đã hỗ trợ và luôn giúp con có đủ nghị lực để vượt qua khó khăn và hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình

Dù đã rất cố gắng nhưng không thể tránh khỏi nhiều thiếu sót, rất mong nhận được

sự góp ý và sửa chữa của thầy cô và các bạn về khóa luận tốt nghiệp này

Xin chân thành cám ơn, Trần Thị Nguyệt

TÓM TẮT

Ngày nay với sự phát triển không ngừng của công nghiệp để phục vụ cho nhu cầu của con người, môi trường nước đang đứng trước thực trạng ô nhiễm nghiêm trọng về chất lượng Giải quyết thực trạng ô nhiễm môi trường nước đã và đang làm đau đầu các nhà chức năng và môi trường Vì vậy việc tìm ra một biện pháp xử lý vừa mang lại lợi ích kinh tế lẫn môi trường là điều cấp thiết hiện nay Đất ngập nước nhân tạo đã được ứng dụng từ nhiều năm trên thế giới như một giải pháp đáp ứng những đòi hỏi trên Chính vì vậy đề tài “Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm trên mô hình đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy bề mặt kết hợp với cỏ vetiver” đã được thực hiện tại vườn sinh thái khoa Môi trường và Tài nguyên – Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh từ 28/2/2009 – 30/6/2009 Kết quả thu được cụ thể: hiệu suất xử lý COD của hệ thống là 30,01%; hiệu suất xử lý BOD 45,18%; hiệu suất xử lý SS 40,78%; tốc độ bốc thoát hơi nước 6,38 L/ngày/m2

Tuy nhiên nghiên cứu bị giới hạn bởi: điều kiện thời tiết, thời gian lưu nước… Kết quả ghi nhận trong một số chỉ tiêu nhất định nhưng hy vọng đây sẽ là cơ sở để đất ngập nước nhân tạo được áp dụng rộng rãi ở nước ta

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT v

DANH MỤC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ vi

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC PHỤ LỤC vi

Chương 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu khóa luận 1

1.3 Nội dung 1

1.4 Phương pháp thực hiện 2

1.5 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 2

1.6 Giới hạn của đề tài 2

1.7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 2

Chương 2 TỔNG QUAN 3

2.1 Tổng quan về đất ngập nước 3

2.1.1 Khái niệm 3

2.1.2 Phân loại khu đất ngập nước nhân tạo 4

2.1.3 Vai trò của các thành phần trong hệ thống đất ngập nước nhân tạo 6

2.1.4 Cơ chế quá trình xử lý trong hệ thống đất ngập nước 7

2.1.4.1 Loại bỏ chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học 7

2.1.4.2 Loại bỏ các chất rắn 8

2.1.4.3 Loại bỏ nitơ 8

2.1.4.4 Loại bỏ phôtpho 8

2.1.4.5 Loại bỏ kim loại nặng 9

2.1.4.6 Loại bỏ chất hữu cơ 9

2.1.4.7 Loại bỏ virut và vi khuẩn 9

2.1.5 Công nghệ xử lý nước thải bằng đất ngập nước nhân tạo 10

2.1.6 Ưu nhược điểm của sử dụng ĐNN làm sạch môi trường 11

2.1.6.1 Ưu điểm 11

2.1.6.2 Nhược điểm 12

2.1.7 Tính toán hệ thống đất ngập nước có dòng chảy bề mặt (FWS) 12

2.2 Tổng quan về cỏ vetiver 13

2.2.1 Nguồn gốc 13

2.2.2 Phân loại 13

2.2.3 Một số đặc tính của cỏ vetiver 14

2.2.3.1 Đặc tính thực vật 14

3.2.3.2 Đặc điểm hình thái 15

2.2.3.3 Đặc tính sinh thái 15

2.2.3.4 Đặc tính sinh lý 16

2.2.3.5 Hệ sinh vật trên cỏ 17

2.2.4 Một số ứng dụng của cỏ vetiver 17

2.3 Tổng quan về nước thải dệt nhuộm 19

2.3.1 Tính chất chung nước thải dệt nhuộm 19

2.3.2 Các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm 20

2.3.2.1 Xử lý hóa học 20

2.3.2.2 Xử lý hóa lý 21

2.3.2.3 Xử lý sinh học 21

2.3.3 Tổng quan về Công ty CP Nguyên phụ liệu dệt may Bình An 23

2.3.3.1 Giới thiệu sơ lược 23

2.3.2.2 Quy trình sản xuất 24

2.3.2.3 Đặc tính và nguồn phát sinh nước thải tại công ty 25

2.3.2.4 Công nghệ xử lý nước thải tại công ty 25

Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 27

3.1 Thời gian và địa điểm tiến hành thí nghiệm 27

3.2 Nguồn nước thải và phương pháp lấy mẫu 27

3.3 Chuẩn bị cỏ và vật liệu thí nghiệm 28

3.4 Vật liệu – Phương pháp thí nghiệm 29

3.4.1 Vật liệu – Phương pháp thí nghiệm 29

3.4.2 Chỉ tiêu và phương pháp phân tích chỉ tiêu 30

Chương 4 KẾT QUẢ - THẢO LUẬN 32

4.1 Hiệu suất xử lý của mô hình FWS 32

4.1.1 Khả năng làm giảm COD 32

4.1.2 Khả năng làm giảm chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học (BOD) 33

4.1.3 Khả năng loại bỏ chất rắn lơ lửng SS 34

4.1.4 Khả năng làm giảm độ màu 34

4.1.5 Khả năng làm giảm pH 35

4.1.6 Sinh khối và sự phát triển của cỏ 36

4.1.7 Tốc độ bốc thoát hơi nước trong hệ thống 37

4.1.8 Các chỉ tiêu khác 37

4.2 Một số hạn chế trong thực hiện nghiên cứu 38

Chương 5 - KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 39

5.1 Kết luận 39

5.2 Kiến nghị 39

TÀI LIỆU THAM KHẢO 41

PHỤ LỤC 45

ĐNNNT Đất ngập nước nhân tạo

FWS Đất ngập nước có dòng chảy bề mặt (Free water surface – FWS)

HSF Đất ngập nước có dòng chảy ngang dưới mặt đất (Horizontal subsurface flow)

PL Phụ lục

SCR Song chắn rác

SS Chất rắn lơ lửng (Suspended Solids)

SSF Đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy bên dưới (Subsurface flow Contructed Wetland)

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

DANH MỤC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ

Hình 2.1 Phân loại đất ngập nước nhân tạo 4

Hình 2.2 Đất ngập nước có dòng chảy bề mặt (FWS) 5

Hình 2.3 Đất ngập nước có dòng chảy ngầm (SSF) 6

Hình 2.4 Bốn hệ thống ĐNNNT có dòng chảy ngầm ở Tuscany, Ý 11

(ảnh chụp bởi Fabio Masi) 11

Hình 2.5 Bụi cỏ vetiver 13

Hình 2.6 Cỏ vetiver trồng ở bãi lầy nước thải từ trại lợn Phú Sơn, Đồng Nai (trái) và Trung Quốc (phải) 19

Hình 2.7 Trồng cỏ vetiver trên taluy đường dọc tuyến đường Hồ Chí Minh (trái) và bảo vệ đê ngăn mặn (phải) 19

Hình 2.8 Quy trình sản xuất tại Công ty CP Nguyên phụ liệu dệt may Bình An 24

Hình 2.9 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải Công ty CP nguyên phụ liệu dệt may Bình An 26

Hình 3.1 Mô hình xử lý nước thải 27

Hình 3.2 Địa điểm lấy mẫu nước thải 28

Hình 3.3 Mô hình đất ngập nước có dòng chảy bề mặt 29

Hình 3.4 Cỏ vetiver sau 8 tuần dưỡng 30

Đồ thị 4.1 Sự biến thiên hàm lượng COD ở đầu vào và đầu ra 32

Đồ thị 4.2 Sự biến thiên hàm lượng BOD ở đầu vào và đầu ra 33

Đồ thị 4.3 Sự biến thiên hàm lượng SS ở đầu vào và đầu ra 34

Đồ thị 4.4 Sự biến thiên độ màu ở đầu vào và đầu ra 35

Đồ thị 4.5 Sự biến thiên pH ở đầu vào và đầu ra 35

Hình 4.1 Cỏ trướckhi trồng và sau khi xử lý 36

DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Giá trị kA và C* của một số thành phần nước thải đối với hệ thống FWS và SSF 13

Bảng 2.2: Các loài cỏ vetiver 14

Bảng 2.3: Giới hạn chịu đựng của cỏ vetiver theo các nghiên cứu ở Úc 16

Bảng 2.4: Bảng nguyên vật liệu sản xuất 24

Bảng 2.5: Thành phần, tính chất nước thải đầu vào 25

Bảng 3.1: Chỉ tiêu và phương pháp phân tích chỉ tiêu 30

Bảng 4.1: Sinh khối cỏ vetiver 36

Bảng 4.2: Lượng nước trung bình bổ sung vào mô hình 37

Bảng 4.3: Tốc độ bốc hơi nước của mô hình 37

Bảng 4.4: Kết quả phân tích một số chỉ tiêu (nitơ, phôtpho, chì) trong nước thải đầu vào 38

Bảng 5.1 Hiệu suất và tải lượng của mô hình FWS 39

DANH MỤC PHỤ LỤC

PHỤ LỤC 1: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THÍ NGHIỆM

PHỤ LỤC 2: MỘT SỐ TIÊU CHUẨN XẢ THẢI

PHỤ LỤC 3: PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU BOD5, COD, SS

PHỤ LỤC 4: HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA HỆ THỐNG ĐNNNT Ở MỘT SỐ

NƯỚC TRÊN THẾ GIỚI

1.2 Mục tiêu khóa luận

Khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của mô hình đất ngập nước trong điều kiện Việt Nam

1.4 Phương pháp thực hiện

Sưu tầm, thu thập, tổng quan tài liệu

Trực tiếp xây dựng, chạy mô hình thí nghiệm

1.5 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

Mô hình sử dụng là mô hình đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy bề mặt Thực vật sử dụng để nghiên cứu là cỏ vetiver

Nước thải nghiên cứu là nước thải dệt nhuộm với COD, BOD và độ màu cao Thời gian tiến hành từ 28/2/2009 – 30/6/2009

1.6 Giới hạn của đề tài

Do giới hạn là một báo cáo tốt nghiệp nên khóa luận tập trung chủ yếu vào những vấn đề sau:

Chỉ thực hiện trên mô hình đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy bề mặt

Nghiên cứu hiệu quả xử lý của cỏ vetiver

Chỉ kiểm tra các chỉ tiêu: BOD, COD, SS, độ màu, pH, tốc độ bốc hơi nước, sự phát triển sinh khối của thực vật

1.7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Chứng minh khả năng xử lý ô nhiễm của mô hình đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy bề mặt kết hợp cỏ vetiver trong điều kiện Việt Nam

Đưa ra hướng xử lý nước thải dệt nhuộm bằng hệ sinh thái đất ngập nước, góp phần giải quyết thực trạng ô nhiễm hiện nay

Chương 2

TỔNG QUAN2.1 Tổng quan về đất ngập nước

2.1.1 Khái niệm

Đất ngập nước (ĐNN) là vùng đất bị ngập trong thời gian dài, đủ để duy trì trạng thái bảo hòa nước của đất và sự phát triển của vi sinh vật (VSV), động thực vật sống trong môi trường này ĐNN tự nhiên có thể được sử dụng để loại bỏ các chất ô nhiễm trong nước thải nhờ vào các quá trình vật lý, hóa học và sinh học bao gồm các quá trình diễn ra như lắng đọng, kết tủa, hấp phụ bởi đất, đồng hóa bởi thực vật và chuyển hóa bởi VSV (Brix, 1993a) Tuy nhiên ĐNN tự nhiên có một số hạn chế trong việc quản lý, vận hành cũng như kiểm soát chế độ thủy lực, khả năng xử lý nước thải hay các yếu tố ảnh hưởng đến môi trường…

Đất ngập nước nhân tạo (ĐNNNT) là vùng đất ngập nước do con người tạo ra, các vùng ngập nước này được thiết kế và xây dựng để xử lý nước thải dựa trên các quá trình diễn ra trong đất ngập nước tự nhiên

ĐNNNT thường được quy hoạch sẵn thành từng thửa, từng ô Bên dưới của khu đất thường được lót bằng lớp vật liệu không thấm nước (tránh nước thải ảnh hưởng đến nước ngầm), bên trên lớp lót rải đá dăm hay cát hỗ trợ sự phát triển của thực vật trồng trong khu đất, độ tin cậy trong quá trình hoạt động ĐNNNT cao hơn ĐNN tự nhiên, chúng có thể được quản lý chặt chẽ và có những ưu điểm của ĐNN tự nhiên

ĐNN tự nhiên đã được tận dụng để xử lý nước thải hàng thế kỷ qua, ngày nay

nó vẫn tiếp tục được sử dụng Tuy nhiên, ĐNNNT được sử dụng phổ biến và mang lại hiệu quả cao hơn trên toàn thế giới từ năm 1980 (Vymazal và cs, 1998; Kadlec và cs, 2000)

2.1.2 Phân loại khu đất ngập nước nhân tạo

Chia làm hai loại: ĐNNNT có dòng chảy bề mặt (Free water surface – FWS) và ĐNNNT có dòng chảy ngầm (Subsurface flow Constructed Wetland – SSF)

ĐNN NT

ĐNNNT dòng chảy bề mặt

ĐNNNT dòng chảy ngầm

thẳng đứng

Dòng chảy ngang

Hệ thống kết hợp

Hình 2.1 Phân loại đất ngập nước nhân tạo

ĐNNNT có dòng chảy bề mặt (Free water surface – FWS): những hệ thống này thường là lưu vực chứa nước hoặc các kênh dẫn nước, với lớp lót bên dưới để ngăn sự

rò rỉ nước, đất hoặc các lớp lọc thích hợp khác hỗ trợ cho thực vật nổi Lớp nước nông tốc độ dòng chảy chậm sự có mặt của thân cây quyết định dòng chảy và đặc biệt trong các mương dài và hẹp bảo đảm điều kiện dòng chảy nhỏ và hẹp

Bờ đá Mặt nước

Bờ bảo vệ Cát, đất sét

Lớp lót Đầu ra Chiều dài dòng chảy

Đầu

vào

Lớp lót

Bờ đá Mặt nước

Bờ bảo vệ Cát, đất sét

Lớp lót Đầu ra Chiều dài dòng chảy

Hệ thống với dòng chảy ngang dưới mặt đất (Horizontal subsuface flow – HSF): nước thải được đưa vào và chảy chậm qua tầng lọc xốp của nền trên theo một đường nằm ngang cho đến khi nó tới được đầu ra của hệ thống Trong suốt thời gian này nước thải sẽ được tiếp xúc với mạng lưới hoạt động vùng hiếu khí, thiếu khí và kỵ khí Khi nước thải chảy qua vùng rễ nó được làm sạch bởi sự phân hủy sinh học của VSV, VSV sử dụng chất thải trong dòng chảy như là vật chất cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống của chúng

Chiều dài dòng chảy

Lớp lót Đầu ra

Đập tuần hoàn nước

Mặt nước Lớp lót

Đầu vào

Lớp sỏi lọc lớn

Sỏi nhỏ

Sỏi nhỏ Thực vật

Chiều dài dòng chảy

Lớp lót Đầu ra

Đập tuần hoàn nước

Chiều dài dòng chảy

Lớp lót Đầu ra

Đập tuần hoàn nước

Mặt nước

Hình 2.3 Đất ngập nước có dòng chảy ngầm (SSF)

2.1.3 Vai trò của các thành phần trong hệ thống đất ngập nước nhân tạo

Nước: chế độ thủy văn là chỉ số thiết kế quan trọng nhất trong hệ thống ĐNN bởi vì nó liên kết mọi cấu thành trong hệ thống ĐNN và nó là nhân tố chính quyết định

sự xử lý thành công hay thất bại của hệ thống ĐNNNT Thủy văn của hệ thống ĐNNNT không có sự khác biệt lớn so với nước mặt, tuy nhiên nó vài điểm quan trọng cần chú ý như sự thay đổi nhỏ trong chế độ thủy văn cũng gây ảnh hưởng đáng kể lên

hệ thống ĐNNNT và hiệu quả xử lý của nó, diện tích bề mặt ĐNNNT lớn và lớp nước nông nên hệ thống ĐNNNT tương tác mạnh mẽ với môi trường xung quanh thông qua lượng nước mưa và sự thoát hơi nước (thoát hơi nước qua bề mặt thoáng và qua cây trồng hấp thụ) Mật độ cây trồng trong hệ thống ĐNNNT cũng ảnh hưởng đến thủy văn vì nó ngăn cản dòng chảy, hạn chế gió và ánh sáng mặt trời Sự thoát hơi nước qua cây và sự bốc hơi nước qua bề mặt trong hệ thống ĐNNNT là một yếu tố quan trọng trong xử lý nước thải Nó thay đổi tùy theo điều kiện vật lý (tốc độ gió, độ ẩm, nhiệt độ), khả năng chuyển hóa và đặc tính của từng loại thực vật trong hệ thống (Brezny và

cs, 1973)

Chất nền, chất lắng đọng và mùn: chất nền thường được sử dụng trong hệ thống ĐNNNT bao gồm đất, cát, sỏi, đá và chất hữu cơ như phân ủ Chất nền, chất lắng đọng

và mùn giữ vai trò quan trọng trong hệ thống ĐNN vì chúng là giá thể cho VSV sống

Độ thấm của chất nền ảnh hưởng đến sự di chuyển của nước trong hệ thống Nhiều biến đổi hóa học và sinh học diễn ra trong chất nền và chất nền là nơi chứa các chất độc Ngoài ra, sự tích tụ mùn nhiều khi trong hệ thống ĐNNNT có nhiều chất hữu cơ, chất hữu cơ là nơi diễn ra sự biến đổi vật chất và là giá thể cho VSV, đồng thời là nguồn cung cấp cacbon và năng lượng điều khiển một vài phản ứng sinh học quan trọng trong hệ thống ĐNN

Thực vật: cả các loài thực vật bậc cao và tảo đều giữ vai trò quan trọng trong hệ thống ĐNN Sự quang hợp của tảo làm tăng lượng oxy hòa tan trong nước Các loài thực vật bậc cao có tác dụng ổn định chất nền, làm chậm vận tốc dòng nước cho phép các chất rắn lơ lửng lắng xuống Thực vật hấp thụ cacbon và chất dinh dưỡng, tạo điều kiện cho sự oxi hóa diễn ra trong chất nền; thân và rễ cây là giá thể cho VSV bám vào Thực vật trồng trong hệ thống ĐNN là các loại thực vật thuỷ sinh lưu niên, thân thảo, thân xốp, rễ chùm, nổi trên mặt nước, ngập hẳn trong nước, hay trồng trong nước nhưng thân cây nhô lên trên mặt nước

Vi sinh vật: giữ vai trò chuyển hóa chất hữu cơ và chất vô cơ thành chất không độc hại hoặc chất không tan dễ lắng, thay đổi điều kiện oxi hóa của chất nền và ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý của hệ thống ĐNNNT Quần xã VSV trong hệ thống ĐNNNT có thể bị ảnh hưởng bởi các chất độc như thuốc trừ sâu và kim loại nặng

Động vật: hệ thống ĐNNNT tạo ra môi trường sống cho nhiều loại động vật có xương sống và không có xương sống Động vật không xương sống như côn trùng và giun góp phần vào quá trình xử lý qua việc phân cắt các chất hữu cơ và tiêu thụ chúng

2.1.4 Cơ chế quá trình xử lý trong hệ thống đất ngập nước

2.1.4.1 Loại bỏ chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học

Phân hủy sinh học đóng vai trò quan trọng nhất trong việc loại bỏ chất hữu cơ dạng hòa tan hay dạng keo có khả năng phân hủy sinh học trong nước thải Phân hủy sinh học xảy ra khi các chất hữu cơ hòa tan bám vào lớp màng vi sinh trên phần ngập nước của thực vật Vai trò của thực vật là cung cấp môi trường thích hợp cho VSV thực hiện quá trình phân hủy sinh học cư trú, vận chuyển oxy vào vùng rễ để cung cấp cho quá trình phân hủy sinh học hiếu khí trong lớp vật liệu và bộ rễ

2.1.4.2 Loại bỏ các chất rắn

Các chất rắn được loại bỏ nhờ cơ chế lắng trọng lực vì hệ thống có thời gian lưu nước dài Chất rắn không lắng được, chất rắn ở dạng keo thì được loại bỏ qua cơ chế loc, phân hủy sinh học, dính bám, hấp phụ nhờ lực Var der Waals

NO2- + ½ O2 → NO3- + năng lượng

Các vi khuẩn thực hiện quá trình này là các loài tự dưỡng hiếu khí Nitrobacter agilis, Nitrobacter uinugradski và các vi khuẩn khác như Nitrospira, Nitrococcus hoặc các vi khuẩn dị dưỡng hiếu khí Pseudomonas, Corynebacterium

Quá trình phản ntrate: có hai cơ chế song song quá trình khử nitrate đó là cơ chế đồng hóa và cơ chế dị hóa

Quá trình đồng hóa: trong quá trình này, nitrate được VSV và thực vật hấp thu chuyển chúng thành nitrite, sau đó là ammonia Ammonia sẽ được dùng để tổng hợp

protein và acid nucleic Vi khuẩn đồng hóa là Pseudomonas aeruginosa

Quá trình dị hóa: đây là hô hấp hiếm khí trong đó nitrate đóng vai trò chất nhận điện tử cuối cùng, nitrate bị khử thành nitrousoxide (N2O) và N2, trong đó N2 là sản phẩm cuối cùng của quá trình Các sinh vật tham gia trong quá trình này rất đa dạng

thuộc nhiều chi như Pseudomonas, Bacillus, Hyphomicrobium…

Hấp thụ nitơ của thực vật: sự đồng hóa nitơ là một quá trình sinh học chuyển từ dạng nitơ vô cơ sang hợp chất nitơ hữu cơ cần thiết cho xây dựng tế bào và mô (Kadlec và Knight, 1996)

2.1.4.4 Loại bỏ phôtpho

Cơ chế loại bỏ phôtpho gồm có sự hấp thụ của thực vật, quá trình đồng hóa của

vi khuẩn, sự hấp phụ lên đất, vật liệu lọc và các chất hữu cơ, kết tủa và lắng cùng Ca2+,

Mg2+, Fe3+, Mn2+ Khi thời gian lưu nước dài, đất sử dụng có cấu trúc mịn thì cơ chế loại bỏ là hấp phụ và kết tủa

2.1.4.5 Loại bỏ kim loại nặng

Kim loại nặng được loại bỏ ra khỏi nước thải do thực vật hấp thụ và tích tụ vào

rễ, thân và lá Các loài thực vật khác nhau thì có khả năng hấp thụ kim loại nặng khác nhau

Có nhiều giả thuyết đã được đưa ra để giải thích cơ chế vận chuyển, hấp thụ và loại bỏ kim loại nặng trong thực vật, chẳng hạn chúng hình thành một phức hợp tách kim loại ra khỏi đất, tích luỹ trong các bộ phận của cây, sau đó được loại bỏ qua lá khô, rửa trôi qua biểu bì, bị đốt cháy hoặc đơn thuần là phản ứng tự nhiên của cơ thể thực vật

2.1.4.6 Loại bỏ chất hữu cơ

Chủ yếu qua cơ chế bay hơi, hấp phụ, phân hủy bởi các VSV và hấp thụ của thực vật Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình bay hơi là hàm số phụ thuộc của trọng lượng phân tử chất ô nhiễm và áp suất riêng phần giữa hai pha khí nước xác định bởi định luật Herry Quá trình hấp phụ các chất bẩn lên màng sinh vật xảy ra trước quá trình thích nghi và phân hủy sinh học Các chất hữu cơ chính có thể còn được loại bỏ nhờ quá trình hút bám vật lý trên bề mặt các chất rắn lắng được và sau đó là quá trình lắng CHC cũng được thực vật hấp thụ tuy nhiên cơ chế này chưa hiểu rõ và phụ thuộc nhiều vào thực vật được trồng

2.1.4.7 Loại bỏ virut và vi khuẩn

Cơ chế giống như loại bỏ VSV trong hồ sinh học Chúng được loại bỏ nhờ quá trình vật lý như kết dính, lắng, lọc, hấp phụ, bị tiêu diệt trong điều kiện môi trường không thuận lợi trong thời gian dài Cụ thể: nhiệt độ, pH, bức xạ mặt trời (Zdragas và

cs, 2002), thiếu chất dinh dưỡng, do các sinh vật khác ăn Ngoài ra, thực vật cũng có khả năng tiêu diệt virut, vi khuẩn do rễ cây tiết dịch có khả năng tiêu diệt virut, vi khuẩn (Drobot’ko và cs, 1958)

2.1.5 Công nghệ xử lý nước thải bằng đất ngập nước nhân tạo

Người mở đầu cho việc sử dụng ĐNNNT trong xử lý nước thải là Käthe Seidel vào năm 1952 tại Đức (Seidel, 1955) Từ năm 1955, Seidel đã đưa ra nhiều công trình nghiên cứu sử dụng thực vật để xử lý nhiều loại nước thải (Seidel 1961, 1965a, 1966, 1967) Đến năm 1967, hệ thống ĐNNNT có dòng chảy bề mặt lần đầu tiên đã được phát triển (de Jong, 1976; Greiner và de Jong, 1984; Veenstra, 1998) Năm 1968, ĐNNNT có dòng chảy bề mặt được xây dựng tại Hungary để bảo vệ nước hồ Balaton

và để xử lý nước thải của thị trấn (Lakatos, 1998) Tuy ĐNNNT có dòng chảy bề mặt

có nguồn gốc ở châu Âu nhưng nó phát triển không rộng rãi như ở Bắc Mỹ trong xử lý nước thải đô thị, công nghiệp và nông nghiệp Trong khi đó ĐNNNT có dòng chảy

ngầm được chú ý hơn ở châu Âu trong những năm 1980, 1990 (Cooper và cs, 1996;

Vymazal và cs, 1998) Việc sử dụng thực vật thủy sinh và thực vật bậc cao cho xử lý nước thải được ứng dụng ở Úc vào giữa những năm 1970 Hiện tại hệ thống ĐNNNT

ở Úc chủ yếu được sử dụng để xử lý nước mưa chảy tràn giữa những năm 1980 khái niệm sử dụng ĐNNNT để xử lý nước thải được ủng hộ ở Nam Mỹ Đến cuối thế kỷ 20 ĐNNNT phát triển phổ biến ở châu Phi để xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp (Proceedings, 1998, 2000, 2002, 2004) Ở châu Á thông tin về sử dụng ĐNNNT kết hợp với thực vật nổi xuất hiện vào đầu những năm 1990 (Juwarkar và cs, 1992) Ngày nay ĐNNNT đã được sử dụng phổ biến ở Trung Quốc, Ấn Độ, Hàn Quốc, Nhật Bản, Thái Lan…xử lý nhiều loại nước thải khác nhau

Tại Việt Nam gần đây cũng có một số công trình nghiên cứu ứng dụng hệ thống ĐNNNT trong xử lý nước thải ở trường Đại học Xây dựng, Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh…

Sử dụng hệ thống ĐNNNT trong xử lý nước thải trong những năm qua trên thế giới đã mang lại hiệu suất xử lý cao (chi tiết Phụ lục 2) ĐNNNT đã trở thành công nghệ hiệu quả thay thế các phương pháp xử lý truyền thống

Hình 2.4 Bốn hệ thống ĐNNNT có dòng chảy ngầm ở Tuscany, Ý

(ảnh chụp bởi Fabio Masi)

2.1.6 Ưu nhược điểm của sử dụng ĐNN làm sạch môi trường

Hệ thống ĐNN có thể chịu được sự biến thiên của dòng chảy

Hệ thống ĐNN tạo điều kiện cho tái sử dụng và tuần hoàn nước

Hiệu quả xử lý chậm nhưng ổn định

Quá trình công nghệ không đòi kỹ thuật phức tạp

Bên cạnh đó hệ thống ĐNNNT còn tạo ra môi trường sống cho các sinh vật đầm lầy, tạo ra sự hài hòa cảnh quan thiên nhiên mà các công trình truyền thống không

có được Ngoài ra sinh khối của thực vật dùng xử lý tạo ra trong quá trình có thể ứng dụng vào nhiều mục đích khác nhau:

¾ Làm nguyên liệu cho thủ công mỹ nghệ

¾ Làm thức ăn cho người và gia súc

¾ Làm phân bón cải tạo đất

¾ Tái tạo năng lượng (sản xuất dầu Ethanol, làm củi đốt)

¾ Nguyên liệu sản xuất bột giấy, giấy và sợi

2.1.7 Tính toán hệ thống đất ngập nước có dòng chảy bề mặt (FWS)

Để tính toán diện tích của một hệ thống FWS Kadlec và Knight (1996) đã đưa

ra một số công thức tính toán như sau:

q = Q/A Trong đó:

¾ Q: lưu lượng nước thải trung bình (m3/ngày)

¾ A: diện tích hệ thống ĐNN (m2)

¾ q: vận tốc dòng chảy (m/ngày) Diện tích hệ thống được tính theo công thức:

A = Q ln [(Ci – C*)/(Co – C*)]/kA Trong đó:

nước thải kA (m/năm) C* (g/m3) kA

(m/năm) C* (g/m

3) BOD 34 3,5 + 0,053Ci 180 3,5 + 0,053Ci

V elongata (R Br.) stapf ex C.E

V festucoides (Presl.) Ohwi

V filipes C.E Hubbard

New Guinea, Úc (Queensland) Trung và Đông châu Phi

Úc (Queensland)

Ấn Độ Đông Nam Á Trung và Đông châu Phi

Úc (Queensland)

Úc (Queensland) Trung và Đông Nam Á

(Nguồn: Trương và Baker)

Tất cả đều là loại cỏ lưu niên, thân cỏ tuy vậy chỉ có hai loài cỏ vetiver được sử

dụng là: Vetiveria zizanioides phân bố rất rộng trong các vùng nhiệt đới và Vetiveria nemoralis chỉ giới hạn ở vùng Đông Nam Á Tuy nhiên V zizanioides có nhiều tính năng và ứng dụng tốt hơn V nemoralis

Trong khuôn khổ khóa luận từ vetiver dùng để chỉ loài Vetiverria zizanioides

2.2.3 Một số đặc tính của cỏ vetiver

2.2.3.1 Đặc tính thực vật

Ở Việt Nam, vetiver được gọi là cỏ hương bài hoặc cỏ hương lau, có tên khoa

học là Vetiveria zizanioides L (Phạm Hoàng Hộ, 2001) Dựa trên hình dạng cây, hoa

và đặc biệt là mùi thơm đặc trưng của bộ rễ đặt tên theo địa phương gồm ba giống như sau:

Giống Đồng Nai có hoa tím, hạt lép không nảy mầm, rễ có mùi thơm đặc trưng của cỏ vetiver

Giống Bình Phước có hoa tím, hạt lép không nảy mầm, hình dạng giống như giống Đồng Nai nhưng rễ không có mùi thơm

Giống Daklak có hoa tím, hạt lép không nảy mầm và rễ có mùi thơm đặc trưng như giống Đồng Nai

Dọc thân có lớp bọc như vỏ bao lá giúp cây tồn tại được trong điều kiện môi trường bất lợi như khô hạn, dịch bệnh, thuốc trừ sâu…

Rễ chùm không mọc trải rộng mà lại cắm thẳng đứng trong điều kiện thuận lợi

có thể phát triển sâu 3 - 4 m Rễ của loài Vetiveria zizanioides có chứa tinh dầu, chất

lượng tốt nhất 18 tháng sau khi trồng với lượng tinh dầu 2 - 2,5% trọng lượng khô (Mekonnen, 2000)

¾ Cơ quan sinh sản

Cỏ vetiver là cây lưỡng tính, các gié hoa có phân hoá giới tính như lưỡng tính, đực hoặc bất thụ có ở cùng trên một cây, đồng hình dạng, tất cả do từ tổ hợp có giao tử

dị giao

2.2.3.3 Đặc tính sinh thái

Cỏ vetiver có khả năng thích ứng rộng trong điều kiện khí hậu, đất đai địa hình khắc nghiệt, chịu đựng và thích nghi nhanh với sự thay đổi của môi trường Nó có thể sống được trong khoảng dao động nhiệt độ rộng từ -22oC – 55oC (Paul và cs, 2008)

Nó phát triển tốt từ vùng đầm lầy ngang mực nước biển cho đến vùng núi cao 2600 m,

vùng có lượng mưa trung bình thấp 200 mm cho đến rất cao 3000 mm Cỏ vetiver có thể phục hồi rất nhanh sau khi bị tác động bởi hạn hán, lũ lụt, sương muối, ngập mặn, hóa chất độc hại và các điều kiện bất thuận khác Cỏ chịu được pH từ 3 – 12,5 Nó có khả năng hấp thụ rất cao các chất hòa tan trong nước như nitơ, phôtpho và các nguyên tố kim loại nặng đồng thời có khả năng chống chịu rất cao với các loại thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ Cỏ thích hợp sống trên đất cát sâu, nhưng có khả năng sống và phát triển tốt trong đất nghèo dinh dưỡng, đất nhiễm phèn, ngập mặn, đất bị nhiễm kim loại nặng như Al, As, Cd, Cr, Cu, Pb, Hg, Ni, Se, Zn…

Bảng 2.3: Giới hạn chịu đựng của cỏ vetiver theo các nghiên cứu ở Úc

Điều kiện Giới hạn

Acid Kiềm

Mn

Mg Kim loại nặng

trồng cỏ ở nơi có nhiều ánh sáng Loài Vetiveria zizanioides được dùng phổ biến vì có

đặc điểm không tạo hạt, nhân giống chủ yếu bằng phương pháp vô tính nên không thể mọc tràn lan như một loại cỏ dại Chính vì đặc điểm này mà chúng ta không cần lo ngại hạt cỏ sẽ phát tán tràn lan và trở thành cỏ dại

do thành nitơ sinh học cho cây hấp thu

ƒ Vi khuẩn điều hòa sự sinh trưởng của cây: Chất điều hòa sinh trưởng như:

auxins, gibberrellins, cytokinins, ethylene, acidadscisic… là những chất hữu cơ ảnh

hưởng đến quá trình sinh lý cây dù ở nồng độ thấp

ƒ Vi khuẩn hòa tan lân: gồm một số vi khuẩn đất đặc biệt là các vi khuẩn thuộc

họ Bacillus và Pseudomonas Chúng tiết ra các acid hữu cơ: humic, propionic, lactic, glycolic, fumaric chuyển hóa lân không hòa tan thành dạng hòa tan

¾ Nấm

ƒ Nấm phân giải phôtpho: thuộc họ Penicillium và Aspergillus, chuyển hóa

phôtpho không tan thành dạng hòa tan hữu dụng

ƒ Nấm rễ: gồm Flomus, Gigaspora, Acaulospora, Scheocytis… thúc đẩy quá

trình hút dinh dưỡng đa vi lượng

ƒ Nấm phân giải cellulose: Có vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh lượng hữu cơ trong đất

2.2.4 Một số ứng dụng của cỏ vetiver

Do cỏ vetiver có những đặc tính độc đáo nên nó rất thích hợp ứng dụng vào mục đích bảo vệ môi trường, đặc biệt dùng để phòng ngừa và xử lý ô nhiễm môi trường đất và nước Ứng dụng cỏ vetiver để xử lý nước thải là một công nghệ xử lý

bằng thực vật rất mới và sáng tạo Đây là biện pháp đơn giản, dễ làm đồng thời mang lại hiệu quả kinh tế được ứng dụng ở nhiều nước trên thế giới như:

Xử lý chất thải vệ sinh: cỏ vetiver lần đầu tiên được ứng dụng để xử lý nguồn chất thải từ các nhà vệ sinh ở Úc vào năm 1996 Kết quả cho thấy trồng khoảng 100 khóm cỏ vetiver trên một diện tích dưới 50 m2 có thể đủ để tiêu giải hết lượng nước thải từ một khu vệ sinh ở một công viên

Xử lý nước thải thấm rỉ từ bãi rác: ở Úc và Trung Quốc người ta trồng cỏ vetiver trên bãi rác và lấy luôn nước thải thấm rỉ để tưới cho cỏ Trồng 3,5 ha cỏ vetiver có thể xử lý 4 triệu lít mỗi tháng trong mùa hè và 2 triệu lít mỗi tháng trong mùa đông (Percy và Truong, 2005)

Xử lý nước thải công nghiệp: ở Úc người ta đã xử lý rất hiệu quả khối lượng nước thải công nghiệp bằng cỏ vetiver tới 1,4 triệu lít nước thải một ngày tại nhà máy chế biến lương thực và 1,4 triệu lít nước thải một ngày tại một lò mổ sản xuất thịt bò (Smeal và cs, 2003)

Tại Việt Nam: Công ty chế biến thủy sản Cafatex (Hậu Giang) dù đã đầu tư hệ thống xử lý nước thải nhưng nước đó xả vào các con kênh vẫn gây ô nhiễm Công ty

đã trồng khoảng 400 m2 cỏ vetiver cạnh bể xử lý nước thải Nước thải sau khi xử lý, được bơm tràn qua thảm cỏ trước khi thải ra kênh rạch, nhờ đó, tình trạng nước kênh rạch bị ô nhiễm gần như không còn Hiện nay, cỏ vetiver đang được trồng để xử lý nước từ trại chăn nuôi ở Tiền Giang, xử lý nước rò rỉ từ bãi rác ở Vĩnh Long…

Ứng dụng kết hợp hệ thống ĐNN với cỏ vetiver trong xử lý nước thải ở một số nơi trên thế giới:

Úc: người ta đã tạo nên một vùng đất ngập nước để xử lý nước thải từ một thị trấn nông thôn nhỏ với mục đích tiêu giảm 500.000 m3/ngày thải ra từ thị trấn này Kết quả cho thấy vùng đất ngập nước trồng cỏ vetiver đã hấp thụ toàn bộ lượng nước thải

từ thị trấn nhỏ này (Ash và Truong, 2003)

Trung Quốc: áp dụng mô hình đất ngập nước trồng cỏ vetiver để xử lý nước thải chăn nuôi heo

Thái Lan: vài năm gần đây đã đạt được một số kết quả đáng khích lệ trong việc thử nghiệm xử lý nước thải bằng biện pháp trồng cỏ vetiver trên những khu đất ngập nước nhân tạo quy mô khác nhau

Hình 2.6 Cỏ vetiver trồng ở bãi lầy nước thải từ trại lợn Phú Sơn, Đồng Nai (trái) và

Trung Quốc (phải) Ứng dụng cỏ vetiver để xử lý đất bị ô nhiễm cũng mang lại hiệu quả cao

Bên cạnh đó cỏ vetiver còn được ứng dụng trong các lĩnh vực khác như: ổn định mái dốc dọc các tuyến đường, giữ đất bờ đê đập, giảm nhẹ sói lở, làm hàng rào để giữ đất, giữ nước và hạn chế tốc độ dòng chảy

Hình 2.7 Trồng cỏ vetiver trên taluy đường dọc tuyến đường Hồ Chí Minh (trái) và

bảo vệ đê ngăn mặn (phải) Ngoài ra cỏ vetiver còn dùng để lợp nhà, làm gạch, làm đồ thủ công mỹ nghệ, chiết xuất tinh dầu…

2.3 Tổng quan về nước thải dệt nhuộm

2.3.1 Tính chất chung nước thải dệt nhuộm

Nước thải dệt nhuộm có lưu lượng nước thải lớn bình quân 50 – 300 m3/tấn vải Đây là một trong những loại nước thải mang tính chất ô nhiễm cao tác động xấu tới môi trường, do đó cần được thu gom xử lý trước khi xả thải Thành phần nước thải

dệt nhuộm thường không ổn định, lưu lượng và tính chất nước thải thay đổi phụ thuộc vào thiết bị, sản phẩm và công nghệ nhuộm

Nước thải dệt nhuộm có pH dao động khá lớn từ 9 – 12, hàm lượng chất hữu cơ cao (COD 1000 - 3000 mg/L) do thành phần các chất tẩy gây nên

Độ màu của nước thải khá lớn ở những giai đoạn giặt tẩy ban đầu có thể lên tới 10.000 Pt–Co, hàm lượng cặn lơ lửng có thể đạt 200 mg/L, nồng độ này giảm dần vào cuối chu kỳ xả và giặt

Thành phần chủ yếu của nước thải: thuốc nhuộm thừa, chất hoạt động bề mặt, các chất oxi hóa, xenlulose, sáp, xút, chất điện ly… thường chứa các gốc như: R-

SO3Na, R-SO3, N-OH, R-NH2, R-Cl

2.3.2 Các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm

- Oxi hóa – khử: phản ứng oxi hóa thường được ứng dụng để xử lý độ màu của nước thải công nghiệp dệt nhuộm Quá trình oxi hóa diễn ra nhằm biến đổi các chất độc hại thành chất ít độc hại hơn hoặc chất không độc hại Chất màu thành chất không màu hoặc giảm màu ở dạng cặn lắng hay dạng khí dễ bay hơi Các chất oxi hóa thường dùng là Javen (NaOCl), KMnO4, Ca(ClO)2, O3, Chlorine (Cl2)

2.3.2.2 Xử lý hóa lý

- Keo tụ: đây là phương pháp rất thích hợp áp dụng cho xử lý nước thải dệt nhuộm Quá trình đông keo tụ có thể làm giảm đáng kể hàm lượng các chất ô nhiễm như COD, BOD5, kim loại nặng và đặc biệt là độ màu Trong phương pháp này người

ta hay sử dụng các loại phèn nhôm hay phèn sắt, có thể kết hợp thêm sữa vôi Về nguyên lý thì khi đưa các chất trên vào nước sẽ tạo thành các hydroxit không tan Trong quá trình lắng xuống các chất màu và các chất khó phân huỷ sinh học sẽ bị hấp phụ vào các bông keo này và cùng lắng xuống tạo thành bùn Đôi khi để tăng quá trình tạo bông và trợ lắng người ta bổ sung các chất trợ tạo bông như các polyme hữu cơ

- Tuyển nổi: thường sử dụng tách tạp chất lơ lửng nhỏ, không tan, nhẹ, lắng chậm, cũng có thể chúng được sử dụng để tách chất hòa tan, hoạt động bề mặt Quá trình thực hiện bằng cách tạo các bọt khí nhỏ, các bọt khí dính kết với các hạt kéo chúng lên bề mặt và sau đó được thu gom nhờ thiết bị vớt bọt Ưu điểm của phương pháp này là cấu tạo thiết bị đơn giản, vốn đầu tư và chi phí vận hành thấp, tốc độ cao hơn quá trình lắng

- Một số các phương pháp khác: hấp phụ, trao đổi ion, phương pháp mang, phương pháp dùng chất oxi hoá mạnh Đối với nước thải dệt nhuộm phương pháp này

có thể khử được thuốc nhuộm hoạt tính, các chất độc ở trạng thái vết, khử muối và các chất hữu cơ không có khả năng phân huỷ sinh học thu hồi thuốc nhuộm cũng như các chất có giá trị trong nước thải

Các phương pháp trên có ưu điểm là hiệu suất xử lý rất cao nhưng giá thành đầu tư rất lớn, không khả thi đối với các cơ sở sản xuất có quy mô vừa và nhỏ

Như vậy, khả năng xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học được đặc trưng bởi chỉ tiêu BOD và COD Để có thể xử lý bằng phương pháp này, nước thải sản xuất cần không chứa chất độc và tạp chất, các muối kim loại nặng hoặc nồng độ của chúng không được vượt quá nồng độ cực đại cho phép và tỉ số BOD/COD ≥ 0,5

Người ta có thể chia phương pháp sinh học dựa trên cơ sở khác nhau, nhưng nhìn chung có thể chia làm hai loại chính:

- Xử lý hiếu khí: là phương pháp sử dụng VSV hiếu khí Để đảm bảo hoạt động sống của chúng, oxy được cung cấp liên tục và duy trì nhiệt độ ở khoảng 20 – 40oC

Trong xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp hiếu khí được sử dụng rộng rãi hơn cả

Tùy thuộc vào tải lượng ô nhiễm còn lại sau xử lý hóa lý và tiêu chuẩn xả thải

có thể áp dụng một trong các quá trình sau:

Bể lọc sinh học: đây là công nghệ đơn giản được sử dụng tại châu Âu để làm sạch nước thải Sau khi khử các tạp chất thô nước thải sẽ được phân phối trên bề mặt lớp vật liệu lọc như xỉ, đá, nhựa… Tại đây hình thành lớp màng sinh vật chứa số lượng lớn các VSV có khả năng làm sạch nước thải

Bể bùn hoạt tính: bùn hoạt tính là loại bùn xốp, chứa nhiều vi sinh có khả năng oxy hóa và khoáng hóa chất hữu cơ chứa trong nước thải Để giữ bùn ở trạng thái lơ lửng và đảm bảo oxy, bể luôn được làm thoáng Sau đó nước thải được dẫn vào bể lắng đợt hai để tách bùn hoạt tính Ở đây một phần bùn được tuần hoàn trở lại phần còn lại được đưa đến bể nén bùn

Việc lựa chọn công trình phải tính đến khối lượng, đặc điểm về thành phần tính chất nước thải cũng như yêu cầu về chất lượng nước sau khi làm sạch

Tỉ lệ BOD/COD≥ 0,5 thì thích hợp để xử lý sinh học Nếu COD cao quá so với BOD thì nên chọn bể Aeroten với bùn hoạt tính được tái sinh riêng biệt Nếu có nhiều chất lơ lửng thì không nên chọn bể lọc sinh học vì dễ gây tắc nghẽn vật liệu lọc

- Xử lý kỵ khí: là phương pháp sử dụng các vi sinh vật kị khí Để đảm bảo hoạt động của chúng cần duy trì không có oxy trong bể Tùy từng trường hợp có thể sử dụng các loại bể sau:

Các loại bể lọc kị khí có vật liệu lọc: các bể lọc kị khí không phải là hệ thống lọc cơ học mà là hệ thống lọc sinh học trong điều kiện kị khí Trong bể lọc người ta đặt vào đó các loại vật liệu lọc gọi là chất mang Do đó mà VSV bám vào không bị rửa trôi theo dòng chảy

Bể UASB: là phương pháp xử lý bằng bể phản ứng đi từ dưới lên qua lớp cặn lơ lửng, không sử dụng vật liệu bám mà sử dụng lớp cặn lơ lửng Bể UASB được ứng dụng nhiều trong các công trình xử lý nước thải

2.3.3 Tổng quan về Công ty CP Nguyên phụ liệu dệt may Bình An

2.3.3.1 Giới thiệu sơ lược

Tên đầy đủ: Công ty CP Nguyên Phụ Liệu Dệt May Bình An

Tên thương mại: BÌNH AN TEXCO

Bảng 2.4: Bảng nguyên vật liệu sản xuất

STT Nguyên vật liệu Đơn vị Khối lượng

2 Xút (NaOH) kg 20.282

3 Peroxide hydrogen (H2O2) kg 6000

4 Thuốc nhuộm gốc hữu cơ phân tán kg 110

5 Thuốc nhuộm gốc hữu cơ hoạt tính kg 756

8 Hồ (hợp chất hữu cơ) kg 1.000

9 Muối điện ly (Na2SO4) kg 1.000

(Nguồn: Công ty CP Nguyên phụ liệu dệt may Bình An) 2.3.2.2 Quy trình sản xuất

1 Hóa chất – thuốc nhuộm

2 Nước giếng chưa xử lý

3 Nhiệt lượng hơi nước

4 Điện

5 Lao động

NGUYÊN VẬT LIỆU CHÍNH

10 Kiểm - phân loại –

cuốn ống – bao gói

1 Hóa chất, thuốc nhuộm

dư trong nước thải

2 Nước thải

3 Khí thải (lò hơi)

4 Chất thải rắn: chỉ thừa, vải vụn, thứ phẩm, phế phẩm

2.3.2.3 Đặc tính và nguồn phát sinh nước thải tại công ty

Đặc tính: nước thải có COD, BOD cao, độ kiềm cao do chất tẩy rửa và có màu tối

Lưu lượng nước thải 2000 m3/ngày

Nước thải phát sinh chủ yếu từ công đoạn hồ sợi, giũ hồ, nấu, tẩy, làm bóng

Bảng 2.5: Thành phần, tính chất nước thải đầu vào

Công nghệ xử lý nước thải của nhà máy được mô tả trên Hình 2.8 Nước thải

sản xuất từ nhà máy qua song chắn rác (SCR) thô một phần rác có kích thước lớn được giữ lại, sau đó nước thải chảy vào hầm bơm có song chắn rác tự động Nước thải được bơm lên bể điều hòa để ổn định lưu lượng và hạ nhiệt độ nước thải Tiếp theo nước thải được bơm vào thiết bị đông kết, tại đây nước thải được hòa trộn với phèn sắt các chất lơ lửng trong nước thải kết hợp với nhau thành bông cặn Sau đó nước thải được đưa vào bể tuyển nổi có sục khí để thu bông cặn, bông cặn thu được được đưa vào bể chứa bùn Nước thải đưa qua bể chuyển tiếp rồi được bơm lên bể vi sinh có sục khí, tại đây có chứa nhiều VSV có khả năng oxy hóa và khoáng khóa chất hữu cơ trong nước thải Sau đó nước thải qua bể lắng để tách bùn, nước thu được sẽ đưa qua bể lọc than hoạt tính sau đó thải ra cầu Suối Cái Thủ Đức Một phần bùn từ bể lắng được tuần

hoàn trở lại bể vi sinh, phần còn lại được bơm trở lại vào bể điều hòa