KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI PHÂN HEO CỦA MÔ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC TRỒNG CÂY BỒN BỒN (Typha orientalis)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI PHÂN HEO CỦA MÔ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC TRỒNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI PHÂN HEO

CỦA MÔ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI PHÂN HEO

CỦA MÔ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC

TRỒNG CÂY BỒN BỒN

(Typha orientalis)

Tháng 07/2010

LỜI CẢM ƠN

Sau gần 6 tháng thực hiện, với sự giúp đỡ nhiệt tình của gia đình, thầy cô và bạn

bè, tôi cuối cùng cùng hoàn thành đề tài này Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến

tất cả mọi người đã cùng đồng hành trong suốt thời gian qua

Đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn đến PGS.TS Bùi Xuân An, giáo viên hướng dẫn

đề tài, người đã chỉ bảo tận tình những chi tiết, nội dung đề tài, đồng thời luôn nhắc

nhở, động viên và giúp đỡ tôi mỗi khi gặp khó khăn trong quá trình thực hiện đề tài

Tôi cũng xin cảm ơn TS Lê Đình Đôn và các anh tại trại thực nghiệm, bộ môn

Công nghệ sinh học, trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh đã giúp đỡ tôi

nhiều mặt về mặt bằng, quá trình xây dựng mô hình và trong suốt thời gian thực hiện

đề tài tại đây

Các thầy cô và bạn bè trong bộ môn Công nghệ sinh học là những người luôn

đồng hành, chia sẻ buồn vui cùng tôi trong suốt 4 năm học vừa qua Tôi xin chân thành

cảm ơn quí thầy cô và các bạn

Tiếp đến, tôi xin cảm ơn các anh chị của trại chăn nuôi thí nghiệm, khoa chăn

nuôi - thú y, trường Đại Học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh đã nhiệt tình giúp đỡ

tôi trong quá trình thu thập nguồn chất thải chăn nuôi Đồng thời, tôi cũng xin cảm ơn

viện công nghệ sinh học và công nghệ môi trường, trung tâm môi trường, trường Đại

Học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh trong quá trình phân tích mẫu

Các bạn Trần Thị Hồng Linh, Trần Thị Thanh Phấn, Đặng Thành Sang, Phan

Minh Tiến và Trương Thị Huyền Trang là những bạn cùng tham gia thực hiện đề tài

Tôi xin cảm ơn các bạn vì những ý kiến đóng góp quí báu, những giúp đỡ nhiệt tình

trong quá trình thực hiện đề tài

Cuối cùng, tôi xin cảm ơn mẹ và em trai đã luôn động viên, tạo điều kiện tốt nhất

cho tôi hoàn thành đề tài này

Sinh viên thực hiện

TÓM TẮT

Hiện nay, chăn nuôi phát triển kéo theo sự ô nhiễm lớn về nước thải chăn nuôi Trước tình hình này, chúng ta cần một biện pháp hiệu quả xử lý sự ô nhiễm này Đề tài

“Khả năng xử lý nước thải phân heo của mô hình đất ngập nước trồng cây bồn bồn

(Typha orientalis)” được thực hiện nhằm nghiên cứu về hướng xử lý nguồn ô nhiễm

này bằng phương pháp sinh học

Các mô hình trồng cây được xây dựng với kích thước dài x rộng x cao là 2 x 0,5

x 0,6 (m) theo hai dạng là mô hình ngầm có dòng chảy đứng (VFS) và mô hình dòng chảy bề mặt (FWS) Nước thải đầu vào được đưa vào các mô hình hàng ngày với tải trọng COD là 125,9gO2/ngày Thí nghiệm kéo dài 8 tuần, nước đầu ra được theo dõi hàng ngày và thu mẫu nước để phân tích vào ngày cuối mỗi tuần thí nghiệm Các chỉ tiêu phân tích bao gồm COD, BOD5, Nitơ tổng số, Photpho tổng số và kim loại nặng (Fe, Cu, Zn)

Các kết quả thu được trên hai mô hình VFS và FWS trồng cây bồn bồn về hiệu suất xử lý trung bình lần lượt là 90% và 88% chỉ tiêu COD, 91% và 89% chỉ tiêu BOD5, 49% và 47% chỉ tiêu N tổng số, 83% và 45% chỉ tiêu P tổng số, chỉ tiêu kim loại đầu ra đều ở mức cho phép xả thải Từ những kết quả trên, chúng ta kết luận rằng hiệu quả xử lý của mô hình trồng cây bồn bồn là rất tốt, mô hình VFS mang lại hiệu quả cao hơn FWS nhưng không đáng kể Cây bồn bồn là một loại thực vật thủy sinh thích hợp áp dụng cho các loại mô hình đất ngập nước trồng cây ở Việt Nam

Hy vọng các kết quả đạt được trong đề tài này sẽ là tài liệu cho các nghiên cứu tiếp theo về thực vật thủy sinh xử lý ô nhiễm nước thải không chỉ riêng trong chăn nuôi mà trong nhiều lĩnh vực khác như nước thải sông hồ, nước thải công nghiệp và nước thải sinh hoạt

SUMMARY

Nowadays, the development of animal husbandry causes the wastewater pollution In this situation, we need an effective treatment method for this pollution So the study, "The efficiency of swine wastewater treatment by using constructed wetland

with Typha orientalis", was conducted to consider this source of pollution treatment by

biological method

The constructed wetland model dimension with length x width x height is 2 x 0.5

x 0.6 (m) This study was performed with two types of constructed wetland: free water surface (FWS) wetland and vertical – flow systems (VFS) wetland Wastewater input

is 125.9 g COD/day/model The study lasted 8 weeks, the output water is monitored daily and collected for analysis on the final day of each week The analysis standards consist of COD, BOD5, total N, total P and heavy metals (Fe, Cu, Zn)

The results obtained on the two models FWS and VFS using Typha orientalis

about average treatment efficiency are 90% and 88% of COD, 91% and 89% of BOD5, 49% and 47% of total N, 83% and 45% of total P, and heavy metals in the output water are allowed to discharge into the enviroment From the above results, we can conclude that the treatment efficiency of constructed wetland models are good, the VFS efficiency is higher than the FWS efficiency but the difference is not

significantly Typha orientalis, which is a kind of aquatic plants, is suitable for various

application on constructed wetland models in Vietnam

The hope that the achieved results in this study will be the document source for further researchs on aquatic plants that can reduce wastewater pollution not only in animal husbandry but also in many other areas such as wastewater of lakes, industrial wastewater and domestic wastewater

Key word: swine wastewater, constructed wetland, Typha orientalis, aquatic plants,

free water surface FWS, vertical – flow systems VFS

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ii

SUMMARY iii

MỤC LỤC iv

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii

DANH SÁCH CÁC BẢNG viii

DANH SÁCH CÁC HÌNH ix

Chương 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2.Mục đích, yêu cầu 1

1.3.Nội dung thực hiện 2

Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Ô nhiễm nước và một số chỉ tiêu đánh giá ô nhiễm nước 3

2.1.1 Độ pH 3

2.1.2 Nhu cầu oxy hóa học COD 3

2.1.3 Nhu cầu oxy hóa sinh BOD 3

2.1.4 Chỉ số Nitơ 4

2.1.5 Chỉ số Photpho 4

2.2 Tổng quan nước thải chăn nuôi heo 4

2.2.1 Thành phần nước thải chăn nuôi 4

2.2.2 Các phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi 5

2.2.2.1 Xử lý nước thải chăn nuôi bằng phương pháp cơ học 6

2.2.2.2 Xử lý nước thải chăn nuôi bằng phương pháp sinh học 7

2.2.2.3 Xử lý nước thải chăn nuôi bằng phương pháp hóa lí 7

2.3 Tổng quan về đất ngập nước trồng cây (Constructed wetland) 7

2.3.1 Phân loại đất ngập nước trồng cây 8

2.3.1.1 Đất ngập nước trồng cây dòng chảy bề mặt (FWS) 9

2.3.1.2 Đất ngập nước trồng cây dòng chảy ngầm (VSB) 10

2.3.2 Thực vật đất ngập nước trồng cây 11

2.3.3 Cơ chế làm sạch nước thải trong mô hình Đất ngập nước trồng cây 12

2.4 Tổng quan về cây bồn bồn 12

2.4.1 Các đặc điểm của cây bồn bồn 14

2.4.2 Khả năng xử lý nước thải của cây bồn bồn 14

Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16

3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 16

3.2 Vật liệu nghiên cứu 16

3.2.1 Chuẩn bị cây bồn bồn 16

3.2.2 Chuẩn bị mô hình đất ngập nước 16

3.2.3 Chuẩn bị nguồn phân heo 17

3.3 Phương pháp thí nghiệm 18

3.3.1 Bố trí thí nghiệm 18

3.3.2 Các giai đoạn thực hiện 18

3.3.2.1 Giai đoạn ổn định cây 18

3.3.2.2 Giai đoạn thích nghi cây vào mô hình 18

3.3.2.3 Giai đoạn thí nghiệm 19

3.3.2.4 Giai đoạn sau thí nghiệm 19

3.3.3 Phương pháp xử lý số liệu thống kê 19

3.4.4 Các công thức tính toán trong thí nghiệm 20

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 21

4.1 Kết quả 21

4.1.1 Nguồn nước phân heo đầu vào 21

4.1.2 Sự cân bằng nước 21

4.1.3 Sự phát triển của cây 22

4.1.4 Sinh khối sau thu hoạch của cây 24

4.1.5 Chỉ tiêu COD trên các mô hình 25

4.1.6 Chỉ tiêu BOD5 trên các mô hình 26

4.1.7 Chỉ tiêu Nitơ trên các mô hình 27

4.1.8 Chỉ tiêu Photpho trên các mô hình 29

4.1.9 Khảo sát chỉ tiêu kim loại nặng trong nước thải phân heo 30

4.2 Thảo luận 31

4.2.1 Khả năng xử lý ô nhiễm nước thải phân heo của cây bồn bồn 31

4.2.2 Khả năng xử lý ô nhiễm nước thải của hai loại mô hình VFS và FWS 32

4.2.3 Tiêu chuẩn xả thải nước đầu ra 34

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 35

5.1 Kết luận 35

5.2 Đề nghị 35

TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 PHỤ LỤC

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BOD5 : Nhu cầu oxy hóa sinh ở 200C trong 5 ngày

COD : Nhu cầu oxy hóa học

TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

VFS : vertical flow - systems (Mô hình ngầm dòng chảy đứng)

* : Sự khác biệt có ý nghĩa

** : Sự khác biệt rất có ý nghĩa

ns : Sự khác biệt không có ý nghĩa

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Trang

Bảng 2.1 Khối lượng và thành phần hóa học của phân nước thải 5

Bảng 2.2 Tính chất nước thải chăn nuôi heo 5

Bảng 2.3 Tổng quan về công nghệ và phương pháp xử lý nước thải 6

Bảng 2.4 Ứng dụng các công trình cơ học trong xử lý nước thải 7

Bảng 2.5 Cơ chế làm sạch nước thải trong các loại đất ngập nước kiến tạo 12

Bảng 2.6 Hiệu quả xử lý nước thải phân heo của cây bồn bồn 14

Bảng 4.1 Hàm lượng trung bình các chỉ tiêu phân tích nước thải đầu vào 21

Bảng 4.2 Lượng nước ra trung bình (L/m2/ngày) hàng tuần của các mô hình 22

Bảng 4.3 Chiều cao tăng trưởng trung bình qua các tuần của hai mô hình 23

Bảng 4.4 Năng suất sinh khối tươi và khô (g) của cây bồn bồn sau thu hoạch 24

Bảng 4.5 Hiệu suất xử lý COD (%) trên các mô hình 25

Bảng 4.6 Hiệu suất xử lý BOD5 trên các mô hình 27

Bảng 4.7 Hiệu suất xử lý Nitơ trên các mô hình 28

Bảng 4.8 Hiệu suất xử lý Photpho trên các mô hình 30

Bảng 4.9 Hàm lượng Fe và hiệu quả xử lý trên các mô hình 31

Bảng 4.10 Trọng lượng chất khô của một số loại cây thủy sinh 32

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Trang

Hình 2.1 Các loại đất ngập nước kiến tạo 8

Hình 2.2 Các loại mô hình FWS 9

Hình 2.3 Sơ đồ Đất ngập nước dòng chảy ngang 10

Hình 2.4 sơ đồ Đất ngập nước dòng chảy đứng 10

Hình 2.5 Các loại thực vật thủy sinh 11

Hình 2.6 Các bộ phận của cây bồn bồn 13

Hình 2.7 Hình ảnh khác về cây bồn bồn 13

Hình 3.1 Mặt cắt ngang mô hình VFS 17

Hình 3.2 Mặt cắt ngang mô hình FWS 17

Hình 3.3 Sơ đồ bố trí các mô hình trong thí nghiệm 18

Hình 4.1 Đồ thị chiều cao cây trung bình của hai mô hình 23

Hình 4.2 Hình ảnh cây thí nghiệm 23

Hình 4.3 Đồ thị hàm lượng COD (mg/L) qua các tuần trên các mô hình 25

Hình 4.4 Đồ thị hàm lượng BOD5 (mg/L) qua các tuần trên các mô hình 26

Hình 4.5 Đồ thị hàm lượng Nitơ tổng số (mg/L) qua các tuần trên các mô hình 28

Hình 4.6 Đồ thị hàm lượng Photpho tổng số (mg/L) qua các tuần trên các mô hình 29

Chương 1 MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

Trong hơn 20 năm qua, ngành chăn nuôi nước ta phát triển khá ổn định và có

xu hướng tăng dần, tốc độ tăng trưởng bình quân đạt 2,7%/năm, cao hơn ngành trồng trọt và dịch vụ (Viện kinh tế nông nghiệp, 2005) Đặc biệt, hình thức chăn nuôi trang trại qui mô lớn đang được mở rộng kéo theo sự tăng mạnh số lượng thú nuôi và vấn đề

ô nhiễm trong ngành này

Chất thải chăn nuôi thường được đưa ra ngoài môi trường dưới dạng nước thải

có thể gây ô nhiễm đất, nước, không khí và ảnh hưởng đến sức khỏe con người Việc

xử lý nguồn ô nhiễm này là mối quan tâm hàng đầu hiện nay trên thế giới Nhiều biện pháp xử lý nước thải chăn nuôi đã và đang được thực hiện rộng rãi mang lại những hiệu quả cụ thể, nhưng đáng quan tâm nhất là các biện pháp sinh học xử lý trong chăn nuôi như biogas, chế phẩm sinh học hay các dạng mô hình đất ngập nước Với sự đầu

tư và phát triển nhanh chóng như hiện nay, công nghệ sinh học được hi vọng sẽ là phương pháp xử lý ô nhiễm triệt để nhất

Đất ngập nước trồng cây (constructed wetland) là biện pháp thuần sinh học, mang lại hiệu quả xử lý cao Phương pháp này đã được áp dụng rộng rãi trên thế giới trong việc xử lý ô nhiễm không chỉ trong chăn nuôi, mà còn trong nhiều lĩnh vực khác Tuy nhiên, ở Việt Nam, đây vẫn là một hướng đi mới cần được quan tâm và đầu tư hơn nữa

Trong phạm vi đề tài này, chúng ta sẽ xem xét khả năng xử lý nước thải chăn

nuôi trên mô hình đất ngập nước trồng cây bồn bồn (Typha orientalis), một loại cây

thường dùng trong mô hình và được đánh giá tốt về khả năng xử lý ô nhiễm của nó

1.2 Mục đích, yêu cầu

- Mục đích: xem xét khả năng xử lý của cây bồn bồn đối với nước thải phân heo ở nồng độ 1,5% dựa trên mô hình đất ngập nước trồng cây chảy bề mặt và chảy ngầm (theo mô hình dòng chảy đứng) thông qua các chỉ tiêu thông thường của nước thải (COD, BOD5, N tổng, P tổng, kim loại nặng)

- Yêu cầu: So sánh hiệu quả xử lý của hai mô hình chảy ngầm và chảy bề mặt, so sánh hiệu quả xứ lý của cây qua các tuần tuổi

- Đối tượng nghiên cứu: cây bồn bồn, nước phân heo và 2 mô hình đất ngập nước (chảy ngầm và chảy bề mặt)

1.3 Nội dung thực hiện

Các nội dung thực hiện trong phạm vi đề tài này bao gồm:

- Tìm hiểu tài liệu

- Xây dựng mô hình

- Chạy mô hình, xác định các chỉ tiêu nước thải trong quá trình xử lý của cây

- Tổng hợp kết quả, hoàn thành khóa luận

Việc nghiên cứu sử dụng bồn bồn trong xử lý nước thải đã từng được nghiên cứu ở Việt Nam So với các đề tài trước đây, tính mới của đề tài này bao gồm:

- Tiến hành đồng thời 2 mô hình đất ngập nước chảy bề mặt (FWS) và chảy ngầm (VFS) ở cùng một nồng độ phân và tải trọng nước thải đầu vào Từ đó so sánh hiệu quả xử lý của 2 mô hình

- Khảo sát chỉ tiêu kim loại nặng trong nước

Phần phạm vi của đề tài bao gồm các nội dung sau:

- Xây dựng mô hình ở quy mô thí nghiệm

- Thời gian thí nghiệm trong mùa khô, kéo dài trong 2 tháng

- Theo dõi các chỉ tiêu COD, BOD5, P tổng, N tổng và kim loại nặng (Cu, Fe, Zn) trong nước

Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Ô nhiễm nước và một số chỉ tiêu đánh giá ô nhiễm nước

Ô nhiễm nước là sự thay đổi thành phần và tính chất nước, có hại cho hoạt động sống bình thường của sinh vật và con người, bởi sự có mặt của một hay nhiều chất lạ vượt qua ngưỡng chịu đựng của sinh vật (Lê Văn Thăng, 2004)

Ô nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên do mưa, tuyết tan, gió, bão, lũ lụt còn được gọi là ô nhiễm không xác định được nguồn gốc Ô nhiễm nước có nguồn gốc nhân tạo là sự thải các chất độc hại chủ yếu dưới dạng lỏng (chủ yếu là do xả nước thải

từ các vùng dân cư, khu công nghiệp, giao thông vận tải, trại chăn nuôi, thuốc trừ sâu, diệt cỏ, phân bón trong nông nghiệp)

Có nhiều chỉ tiêu đánh giá ô nhiễm nước nhưng các chỉ tiêu thông thường nhất bao gồm pH, nhu cầu oxy hóa học (COD – chemical oxygen demand), nhu cầu oxy hóa sinh (BOD – Biochemical oxygen demand), chỉ số Nitơ tổng số và chỉ số Photpho tổng số

2.1.1 Độ pH

pH là thước đo tính acid hoặc base của dung dịch nước Sự sống tồn tại và phát triển tốt trong điều kiện môi trường nước trung tính có pH = 7 Tuy nhiên, sự sống vẫn chấp nhận một khoảng nhất định từ 6 – 8,5, chỉ cá biệt một số vi sinh vật sống được trong các pH cực tiểu (0 – 1) và cực đại pH = 14

2.1.2 Nhu cầu oxy hóa học COD

COD là lượng oxy cần thiết để oxy hóa hoàn toàn các hợp chất hữu cơ có trong một thể tích nước

Chỉ số này được dùng để đánh giá một cách tương đối tổng hàm lượng của các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải Chỉ số COD càng cao, mức ô nhiễm càng nặng và ngược lại

2.1.3 Nhu cầu oxy hóa sinh BOD

BOD là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các hợp chất hữu cơ có khả năng thoái biến sinh học trong mẫu nước thải bằng sự chuyển hóa hóa sinh hiếu khí BOD5 là chỉ

số BOD đo ở 200C trong 5 ngày

BOD được dùng rộng rãi trong đánh giá mức ô nhiễm nước và nước thải cũng như đánh giá hiệu quả các công trình xử lý nước thải

2.1.4 Chỉ số Nitơ

Nitơ là nguyên tố gắn liền với sự sống, một lượng nitơ thích hợp trong nước là rất cần thiết Tuy nhiên, một lượng lớn Nitơ tồn tại trong nước sẽ gây ảnh hưởng đặc biệt đến hệ sinh thái nước (do gây sự thiếu hụt oxy dẫn đến quá trình lên men và thối rữa làm ô nhiễm nước)

Các chỉ số về Nitơ chủ yếu được thể hiện qua hàm lượng của toàn bộ dạng khử (Nitơ hữu cơ, Nitơ amoniac N-NH3), dạng oxy hóa (nitrit N-NO2-, nitrat N-NO3-) và tổng Nitơ (toàn bộ Nitơ có trong các hợp chất hữu cơ nói chung)

2.1.5 Chỉ số photpho

Trong nước, photpho hiện diện duy nhất dưới dạng photphate Photphate trong nước có nguồn gốc từ sự phân giải các chất thải động thực vật, hay phân bón nông nghiệp trong nước, photphate là nguồn dinh dưỡng cho các sinh vật quang hợpnhưng nếu nguồn nước có chứa nhiều photphate thì dễ sinh ra hiện tượng phú dưỡng hóa (Eutrophication) làm giảm chất lượng nước Đây là một chỉ tiêu đánh giá quan trọng trong xử lý nước thải

2.2 Tổng quan nước thải chăn nuôi heo

2.2.1 Thành phần nước thải chăn nuôi

Nước thải chăn nuôi bao gồm phân, nước tiểu, nước rửa chuồng trại Lượng phân và nước tiểu gia súc thải ra mỗi ngày đêm tùy thuộc vào giống, loài, tuổi, khẩu phần thức ăn và trọng lượng gia súc Tùy vào phương thức gom chất thải và hình thức

xử lí mà thành phần và mức độ ô nhiễm của nước thải cũng khác nhau

Phân heo là dạng phân lỏng, hàm lượng nước chiếm từ 56 – 83%, phần còn lại

là chất khô Nước tiểu của heo có thành phần chủ yếu là nước, ngoài ra có lượng nitơ tổng số cao dùng để bổ sung đạm cho đất và cây trồng Thành phần của phân, nước tiểu và hỗn hợp chất thải sau khi bài tiết ra và sau một tuần dự trữ của heo có trọng lượng từ 70 – 100 kg được trình bày ở bảng 2.1

Bảng 2.1 Khối lượng và thành phần hóa học của phân, nước tiểu và hỗn hợp nước thải

Trương Thanh Cảnh và ctv, 1998 (trích dẫn bởi Dương Nguyên Khang, 2008)

Thành phần nước thải chăn nuôi chứa một lượng lớn chất gây ô nhiễm ở nồng

độ cao cùng với nhiều loại virus, vi trùng, trứng giun sán có thể gây ô nhiễm môi

trường đất và nước, đồng thời gây hại cho sức khỏe con người và vật nuôi Vì vậy,

chúng ta cần xử lí trước khi thải ra nguồn tiếp nhận để tránh hoặc hạn chế đến mức tối

đa ô nhiễm đến môi trường Các chỉ tiêu của nước thải chăn nuôi heo được cho trong

bảng 2.2

Bảng 2.2 Tính chất nước thải chăn nuôi heo

Phạm Thị Thu Lan, 2000 (trích dẫn bởi Phan Thị Thúy Phương, 2008)

2.2.2 Các phương pháp xử lí nước thải chăn nuôi

Nước thải chăn nuôi tạo ra CO2, CH4, NH3, H2S, là các khí tạo nên mùi hôi thối

trong các trại chăn nuôi, gây ảnh hưởng tới sinh trưởng và kháng bệnh của động vật,

ngoài ra còn làm ô nhiễm không khí môi trường khu vực xung quanh Bên cạnh đó,

việc đưa nước thải chăn nuôi vào đất với nồng độ cao và nhiều có thể gây tích tụ lại

trong đất làm chết cây và ô nhiễm đất, nguồn nước mặt và nước ngầm Ô nhiễm đang

tác động nghiêm trọng đến chất lượng cuộc sống của con người, vì vậy cần phải có biện pháp xử lý các tác nhân gây ô nhiễm này trước khi được thải vào môi trường

Nước thải chăn nuôi có thể được xử lí bớt ô nhiễm bằng các phương pháp cơ học, hóa lý, hóa học và sinh học Các phương pháp này thường được sử dụng kết hợp với nhau để đạt được hiệu quả xử lý tốt nhất

Bảng 2.3 Tổng quan về công nghệ và phương pháp xử lý nước thải

Oxy hóa Trung hòa

Tách các chất lơ lửng và khử màu

Trung hòa và khử độc nước thải

Xử lý tập

trung

Cơ học Sinh học

Trạm trộn Clor

Bể tiếp xúc

Trạm xử lý cơ học bùn cặn

Bể metan

Tách các tạp chất rắn và cặn lơ lửng

Tách các chất hữu cơ dạng

lơ lửng và hòa tan

Khử trùng trước khi xả ra nguồn

Ổn định và làm khô nguồn cặn

Xử lý triệt

để

Cơ học Sinh học

Khử nitơ, photpho và các chất khác

Lâm Vĩnh Sơn, 2008

2.2.2.1 Xử lý nước thải chăn nuôi bằng phương pháp cơ học

Phương pháp cơ học thường xử lý không triệt để, được dùng làm giai đoạn đầu của quá trình làm sạch bằng phương pháp sinh học và hóa lý Phương pháp này dùng

để loại bỏ các chất không hòa tan và một phần hỗn hợp keo kích thước lớn ra khỏi nước

Các công trình cơ học bao gồm song chắn rác, bể lắng cát, các loại bể lắng, bể lọc, bể điều hòa hay bể sục khí

Bảng 2.4 Ứng dụng các công trình cơ học trong xử lý nước thải

Lâm Vĩnh Sơn, 2008

2.2.2.2 Xử lý nước thải chăn nuôi bằng phương pháp sinh học

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là dựa vào khả năng sống và hoạt động của vi sinh vật để phân hóa những hợp chất hữu cơ Các chất hữu cơ này được phân hóa trở thành nước, các chất vô cơ hay khí đơn giản

Các phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi bằng phương pháp sinh học bao gồm công trình cánh đồng tưới, Đất ngập nước, hồ sinh học, bể aerotank, biện pháp ủ phân hiếu khí, dùng chế phẩm sinh học khử mùi hôi hay xử lý yếm khí bằng biogas

2.2.2.3 Xử lý nước thải chăn nuôi bằng phương pháp hóa lý

Khối xử lý hóa lý thường được đặt sau khối cơ học và trước khối sinh học Chúng đạt hiệu quả cao khi nước thải có chứa các chất vô cơ độc hại (kim loại nặng, acid, base)

Các phương pháp hóa lý thường dùng là keo tụ và lắng, trung hòa, hấp phụ, oxy hóa và clor hóa

2.3 Tổng quan về đất ngập nước trồng cây (Constructed wetland)

Đất ngập nước (wetland) theo định nghĩa là vùng trung gian giữa hệ sinh thái đất và nước Chúng được hiểu là vùng đất ngập nước bão hòa hoặc cận bão hòa, thường là các đầm lầy, kênh rạch, ruộng nước, rừng ngập nước hay các cửa sông tiếp giáp biển

Theo công ước Ramsar (1971), đất ngập nước là các vùng đầm lầy, đầm lầy đất trũng, vùng đất than bùn hoặc nước, tự nhiên hay nhân tạo, thường xuyên hay tạm thời, có nước đứng hay chảy, nước ngọt, lợ hay mặn, kể cả những vùng nước biển với

độ sâu không quá 6 m khi mức triều thấp Đất ngập nước đóng một vài trò quan trọng

đối với sự phát triển kinh tế xã hội, bảo vệ đất nước, xoá đói giảm nghèo, hạn chế tác động của thiên tai, duy trì và phát triển văn hoá, bảo vệ môi trường và bảo tồn đa dạng sinh học (Cục bảo vệ môi trường, 2006)

Đất ngập nước kiến tạo (constructed wetland) là phương pháp xử lý nhân tạo bằng cách làm giả tiến trình tự nhiên để làm sạch nước (Caigan McKenzie, 2004) Trên thế giới hiện nay, đất ngập nước trồng cây đã được biết đến là một công nghệ xử

lý nước thải trong điều kiện tự nhiên, thân thiện với môi trường, đạt hiệu suất cao, chi phí thấp và ổn định, đồng thời góp phần làm tăng giá trị đa dạng sinh học, cải tạo cảnh quan môi trường của địa phương Sinh khối thực vật, bùn phân hủy và nước thải sau khi xử lý còn có giá trị kinh tế Tuy nhiên, công nghệ này vẫn còn mới mẻ ở Việt Nam (Nguyễn Việt Anh, 2006)

2.3.1 Phân loại đất ngập nước trồng cây

Theo Lê Anh Tuấn (2003), đất ngập nước kiến tạo được chia thành các loại như sau:

Hình 2.1 Các loại đất ngập nước kiến tạo

2.3.1.1 Đất ngập nước trồng cây dòng chảy bề mặt (FWS)

Free water surface (FWS) gồm lớp nước trên mặt và thực vật thủy sinh Hệ thống này thường có dạng dài và hẹp (kênh), đáy được lót chống thấm bằng đất sét hoặc bằng vật liệu nhân tạo như HDPE hay LD, phía trên phủ một lớp vật liệu lọc như sỏi, cái hay đất Dòng nước thải chảy ngang trên bề mặt lớp vật liệu lọc với vận tốc chậm và được xử lý thông qua các quá trình lắng, lọc, oxy hóa, khử, hấp phụ, lắng tụ

Hình 2.2 Các loại mô hình FWS Vẽ lại của Lê Anh Tuấn,2003.

Hệ thống FWS xây dựng ít tốn kém, tạo sự điều hòa nhiệt độ khu vực cao hơn dòng chảy ngầm, nhưng hiệu quả xử lý kém hơn, tốn diện tích đất và côn trùng phát triển nhiều hơn

2.3.1.2 Đất ngập nước trồng cây dòng chảy ngầm (VSB)

Cấu tạo vegetated submerged beb (VSB) hay soil and gravel based subsurface flow (SSF) về cơ bản cũng giống với FWS, nhưng khác nhau ở dạng dòng chảy Nước thải được phân phối thành dòng chảy ngầm bên trong lớp vật liệu lọc, dòng chảy có dạng thẳng đứng từ trên xuống (vertical-flow, VF) hoặc dạng chảy theo phương nằm ngang (horizontal-flow, HSSF) Kiểu dòng chảy phổ biến thường là kiểu chảy ngang Lớp vật liệu lọc của hệ thống bao gồm các lớp đá, sỏi, cát, đất được xếp theo thứ tự từ dưới lên trên, là nơi cho thực vật phát triển và có tác dụng giữ cặn, hấp phụ các chất các chất gây ô nhiễm trong quá trình xử lý

Hệ thống này có chi phí đầu tư và vận hành thấp, thường sử dụng cho các gia đình đơn lẻ hoặc cụm dân sư nhỏ

Hình 2.3 Sơ đồ Đất ngập nước dòng chảy ngang Theo Lê Anh Tuấn, 2007

Vẽ lại theo Vymazal, 1997

Hình 2.4 Sơ đồ Đất ngập nước dòng chảy đứng Theo Lê Anh Tuấn, 2007

Vẽ lại theo Cooper, 1996

2.3.2 Thực vật đất ngập nước trồng cây

Thực vật trong mô hình thường là các loài thực vật thủy sinh lưu niên, thân thảo, xốp mềm, rễ phát triển như sậy, cỏ lác, cỏ vetiver, hoa súng, lục bình, bèo, cỏ nến,…

Hình 2.5 Các loại thực vật thủy sinh Vẽ lại từ www.hurthwaterscapes.com.

Các loài thực vật thủy sinh chính được cho ở hình 2.5 Chúng bao gồm thực vật thủy sinh chìm trong nước (submerged plants), thực vật nửa ngập nước (emegent plants) và thực vật nổi (floating plants)

Nhóm thực vật chìm trong nước bao gồm các loài rong Chúng thường phân bố

ở tầng sâu nhất định khoảng 500 mm trở lại và sống trong môi trường ánh sáng yếu, đồng thời thiếu CO2

Nhóm thực vật nổi sống trôi trên mặt nước, bao gồm bèo lục bình, bèo tấm, rau diếp Nhóm này có khả năng xử lý ô nhiễm cao do bộ rễ làm giá thể cho các vi sinh vật bám vào tạo thành màng sinh học có thể chuyển hóa các hợp chất hữu cơ và cung cấp các chất dinh dưỡng hòa tan cho cây sử dụng

Nhóm thực vật nửa ngập nước có rễ bám vào đất, một phần thân ngập trong nước, một phần nhô lên khỏi mặt nước Chúng bao gồm các loài cỏ nước và lúa nước như sậy, cỏ nến Đây là nhóm cỏ được nghiên cứu nhiều trong lĩnh vực xử lý nước thải

2.3.3 Cơ chế làm sạch nước thải trong mô hình đất ngập nước trồng cây

Cơ chế này được trình bày trong bảng 2.5

Bảng 2.5 Cơ chế làm sạch nước thải trong các loại đất ngập nước kiến tạo

Chỉ tiêu Mô hình dòng chảy mặt FWS Mô hình dòng chảy ngầm

Hấp thụ bởi thực vật, phân hủy sinh học

Phân hủy sinh học do vi khuẩn hiếu khí, tùy tiện và kị khí ở lớp nước trên mặt, vi khuẩn trên rễ thực vật, trên bề mặt các hạt vật liệu đỡ (màng vi sinh vật)

Chất rắn lơ lửng Lắng, lọc, hấp phụ bề mặt Lọc qua lớp vật liệu và bộ rễ Nitơ Nitrat hóa, khử Nitơ và thực vật

hấp phụ

Nitrat hóa, nitrate/nitrite bị khử

do vi sinh dị dưỡng trong vùng

kị khí, thực vật hấp thụ, bay hơi

Photpho Kết tủa, lắng, lọc, thực vật hấp

thụ

Kết tủa và lọc, thực vật hấp thụ

Nguyễn Việt Anh, 2006 (trích dẫn bởi Đỗ Hồng Lan Chi và Nguyễn Phước Dân, 2010)

2.4 Tổng quan về cây bồn bồn

Cây bồn bồn có tên khoa học là Typha orientalis, ở Việt Nam còn có tên gọi

khác là cỏ nến, thủy hương bồ hay hương bồ thảo Loại cây này còn có nhiều tên gọi như bulrush hoặc reedmace (ở Anh), cattail, punks, hay corndog grass (ở Mỹ) và raupo (New Zealand)

Đây là loài cây thuộc bộ Poales, họ Typhaceae (họ Hương bồ), là thực vật thủy sinh nửa ngập nước, có mặt ở nhiều nước trên thế giới

Hình 2.6 Các bộ phận của cây bồn bồn Österreich und der Schweiz, 1885 (Trích từ www.biolid.de) Các bộ phận bao gồm cụm hoa (A) với hoa cái ở dưới (B3), hoa đực ở trên (B1, B2) và rễ

Hình 2.7 Hình ảnh khác về cây bồn bồn Richard Wettstein, 1924 (Trích từ www.biolid.de) Rễ và căn hành (1a), thân và cụm hoa (1b), mặt cắt hoa đực (2), mặt cắt hoa cái (3)

và mầm cây (4)

2.4.1 Các đặc điểm của cây bồn bồn

Bồn bồn là hệ thực vật đa niên, có căn hành bò, thân đứng Lá đứng, dẹp dài, cứng, đáy có bẹ ôm thân Hoa đơn tính, nằm trên cùng một trục, hoa cái có lông mảnh trên thư đài dài, hoa đực có phiến hoa như sợi, thường có ba tiểu nhụy Bế quả nhỏ và dài (Phạm Hoàng Hộ, 2003) Chiều cao cây thường từ 1 – 2 m, ở Việt Nam có thể cao đến 3 m

Môi trường sống của cây thường là các vùng rìa đầm lầy nước ngọt hoặc nước

lợ, ít phèn và sống tập trung Đây là loài cây ưa ánh sáng nhưng cũng có thể phát triển tốt trong bóng râm Cây có dạng thân ngầm, mọc đan xen thành cụm và có xu hướng loại bỏ các loài thực vật khác nên những khu vực có chúng thường ít thấy các loài khác

Các ứng dụng chủ yếu của cây bồn bồn bao gồm làm thực phẩm cho con người, đan chiếu, làm giấy, làm dầu ăn, bông nhồi gối, làm thuốc, và xử lý môi trường

2.4.2 Khả năng xử lý nước thải của cây bồn bồn

Bồn bồn là loại thực vật sử dụng phổ biến trong các mô hình đất ngập nước do đây là loại thực vật dễ thích nghi, phát triển nhanh và khả năng xử lý ô nhiễm tốt

Theo nghiên cứu của Nguyễn Thị Thùy Trang (2008), kết quả ban đầu thu được về hiệu quả xử lý của cây bồn bồn có nhiều khả quan Kết quả được trình bày ở bảng 2.6

Bảng 2.6 Hiệu quả xử lý nước thải phân heo của cây bồn bồn

Chỉ tiêu nước thải Hiệu quả xử lý

Nguyễn Thị Thùy Trang, 2008

Cũng trong năm 2008, Tian Ziquiang và ctv (Trung Quốc) đã nghiên cứu khả

năng xử lý của hai loài thực vật là sậy (Phragmites australis) và bồn bồn (Typha orientalis) trên sỏi và trên cát tại sông Taihu (Thái Hồ) Kết quả thu được là làm sạch

83 – 86% và 45 – 62% đối với bồn bồn lần lượt trên sỏi và trên cát Như kết quả thu được lần lượt ở trên sỏi và trên cát, cây bồn bồn đạt hiệu quả xử lý 83 – 86% và 45 – 62% với hàm lượng chất hữu cơ, 44 – 61% và 25 – 61% với hàm lượng N, 37 – 41%

và 12 – 47% với hàm lượng P

Năm 2010, đề tài về ứng dụng Đất ngập nước thực vật để xử lý nước thải khu công nghiệp Lê Minh Xuân (Đỗ Hồng Lan Chi và Nguyễn Phước Dân, 2010) với cây sậy và bồn bồn cũng đạt được kết quả khá tốt với hiệu suất xử lý của bồn bồn là 55% với COD, 41% với P tổng và 37% với N tổng Khả năng khử độc của cây cũng được đánh giá cao trong nghiên cứu này

Nhìn chung, bồn bồn là một trong những đối tượng cây thủy sinh được sử dụng nhiều trong lĩnh vực xử lý nước thải, nhất là dùng kết hợp với các mô hình đất ngập nước để mang lại hiệu quả khả quan nhất

Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu

Điều kiện thời tiết: Mùa khô, nhiệt độ từ 24 – 380C, hầu như trời không mưa

3.2 Vật liệu nghiên cứu

3.2.1 Chuẩn bị cây bồn bồn

Cây được lấy từ bãi đất hoang trên đường Lã Xuân Oai, quận 9 (gần cầu Long Tân), thành phố Hồ Chí Minh

Số lượng là 50 cây, chiều cao từ 1,5 – 1,8 m và còn nguyên rễ

3.2.2 Chuẩn bị mô hình đất ngập nước

- Tiến hành xây dựng mô hình kích thước 2 x 0,5 x 0,6 m gồm 1 đối chứng FWS không trồng cây, 1 đối chứng VFS không trồng cây, 1 nghiệm thức FWS và 1 nghiệm thức VFS

- Ống nhựa Φ34 mm được đục lỗ, van Φ34 mm

- Đá lớn 1 x 2 cm, đá mi, cát

- Keo dán nhựa, dán ống, Silicon

- Xô thể tích 60 L đựng nước đầu vào ở mô hình VFS (2 cái), xô thể tích 35 L đựng nước đầu ra mô hình FWS (1 cái) và thau thể tích 30 L đựng nước đầu ra mô hình VFS (1 cái)

- Xô nhỏ thể tích 5 L và 10 L để đong nước

- Thùng thể tích 120 L để pha nước phân đầu vào (1 cái)

có lớp đá lớn dưới đáy dày 12 cm và lớp nước cao thêm 38 cm (xem hình 3.2) Các thành phần đá và cát được rửa sạch để loại bỏ tạp chất trước khi cho vào các mô hình

Hình 3.1 Mặt cắt ngang mô hình VFS trồng cây

Hình 3.2 Mặt cắt ngang mô hình FWS trồng cây

3.2.3 Chuẩn bị nguồn phân heo

Địa điểm lấy phân: trại chăn nuôi thí nghiệm khoa chăn nuôi – thú y, trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh

Phân được lấy hàng ngày vào 7 giờ sáng và liên tục từ ngày 02/02/2010 đến ngày 15/05/2010 Phân được ủ yếm khí ngay sau khi lấy và được sử dụng sau ít nhất 3 tuần ủ

Nước phân heo được pha với nồng độ 1,5% (1,5 kg phân cộng với 98,5 L nước) Sau đó, mẫu nước đầu vào được đo các chỉ tiêu về COD, BOD5, N tổng, P tổng

và kim loại nặng (Cu, Fe, Zn)

3.3 Phương pháp thí nghiệm

3.3.1 Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm được bố trí như hình 3.3 bao gồm đối chứng VFS (ĐC1) và mô hình VFS trồng cây (MH1), đối chứng FWS (ĐC2) và mô hình FWS trồng cây (MH2)

Hình 3.3 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 VFS, cấp 50 L vào mỗi bể theo chiều thẳng đứng, trải đều theo bề mặt, điều chỉnh van nước ra Nước vào được cấp vào 8 giờ sáng các ngày và nước ra thu ở các van thu nước Các van này được điều chỉnh để nước ra hết đến mực nước ban đầu vào 7 giờ sáng hôm sau

3.3.2 Các giai đoạn thực hiện

3.3.2.1 Giai đoạn ổn định cây

Cây sau khi lấy về (10/01/2010 được cắt ngắn khoảng 30 cm và trồng trong các túi nilon, để cây thích nghi phát triển, đặc biệt là bộ rễ cây Theo dõi sự phát triển của cây và tiến hành bổ sung thêm cây nếu số lượng cây phát triển không đủ

3.3.2.2 Giai đoạn thích nghi cây vào mô hình

Sau giai đoạn ổn định cây, đến ngày 06/03/2010, các cây được lựa chọn, bứng

ra khỏi túi và đưa vào hai mô hình là MH1 và MH2 Cây được tưới nước trắng để

thích nghi trong ngày đầu tiên Số cây đưa vào mỗi bể là 16 cây có chiều cao từ 50 –

3.3.2.3 Giai đoạn thí nghiệm

Trong giai đoạn này, cây được cắt ngang, cao trên mặt nước chừng 10 cm ở cả hai bể Tiến hành thí nghiệm như đã mô tả ở mục bố trí thí nghiệm (mục 3.3) Thể tích

sử dụng của mỗi bể khoảng 500 L Tải trọng COD đầu vào của các bể là như nhau tại cùng một thời điểm

Mẫu nước đầu vào được đo các chỉ tiêu COD, BOD5, N tổng, P tổng và kim loại nặng (Cu, Fe, Zn) vào ngày đầu tiên của thí nghiệm và kiểm tra lại vào một số tuần sau Nước ra của các bể cũng được lấy mẫu và tiến hành đo các chỉ tiêu cụ thể như sau: COD đo hàng tuần, BOD5, N tổng, P tổng đo cách tuần một lần

Thí nghiệm tiến hành trong 8 tuần (15/04/2010 – 10/06/2010)

Chiều cao cây được đo hàng tuần bằng thước có vạch Cuối thí nghiệm, cây được thu hoạch, cân sinh khối và đo chỉ tiêu kim loại nặng (Cu, Fe, Zn), P tổng

3.3.2.4 Giai đoạn sau thí nghiệm

So sánh, đối chiếu các kết quả thu được Thực hiện phân tích, thống kê để đưa

ra kết luận

So sánh khả năng xử lý của cây bồn bồn với các thực vật thủy sinh khác (thủy trúc, cù nèo, sậy, cỏ lông và cỏ bàng)

3.3.3 Phương pháp xử lý số liệu thống kê

Các số liệu thu được sẽ dùng công cụ Data analysis của phần mềm Microsoft Excel 2007 để xử lý thống kê F – test và T – test Dùng hàm STDEV để xác định độ lệch chuẩn của mẫu

Dựa vào thống kê T – test, chúng ta có được giá tri P – value để so sánh sự khác biệt xử lý giữa các mô hình là có ý nghĩa hay không

Kết quả P – value sẽ được kết luận như sau:

ns: Sự khác biệt không có ý nghĩa với P > 0,05

* : Sự khác biệt có ý nghĩa với P < 0,05

**: Sự khác biệt rất có ý nghĩa với P < 0,01

3.3.4 Các công thức tính toán trong thí nghiệm

Cách tính tải trọng COD trung bình của nước phân heo:

Tải trọng COD trung bình (mgO2/ngày) = C (mgO2/L) x V (L/ngày) Trong đó: C là nồng độ COD trung bình của nước phân heo đầu vào

V là lưu lượng nước thải phân heo vào hoặc ra trên mô hình mỗi ngày Cách tính hiệu suất xử lý của mô hình đối với các chỉ tiêu:

H (%) =A B

A x 100 Trong đó: H là hiệu suất xử lý (%)

A là giá trị đầu vào của nước thải phân heo ở chỉ tiêu cần tính (mg/L)

B là giá trị đầu ra của nước thải phân heo ở chỉ tiêu cần tính (mg/L) Cách tính lượng nước thất thoát ở các mô hình sử dụng công thức như công thức tính hiệu suất xử lý Trong đó:

H là phần trăm nước thất thoát (%)

A là lượng nước đầu vào của nước thải phân heo (L)

B là lượng nước đầu ra của nước thải phân heo (L)

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1 Kết quả

Các mô hình được bố trí tại trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh,

vận hành ở tải trọng COD trung bình là 125,9 gO2/ngày/m2 Thí nghiệm tiến hành

trong 55 ngày, trong điều kiện mùa khô, được che bạt khi trời mưa Sau thời gian thí

nghiệm, các kết quả thu được về cây và nước bao gồm chiều cao, lượng nước, COD,

BOD5, N tổng, P tổng và kim loại nặng

4.1.1 Nguồn nước phân heo đầu vào

Nước phân heo đầu vào được pha loãng ở nồng độ 1,5%, cấp hàng ngày 50 L vào

các mô hình Trước khi đưa vào mô hình, nước thải được đo các chỉ tiêu COD, BOD5,

N tổng số, P tổng số và kim loại nặng (Cu, Fe, Zn) Kết quả đo trình bày ở bảng 4.1

Bảng 4.1 Hàm lượng trung bình các chỉ tiêu phân tích nước thải đầu vào

Kết quả này so với bảng 2.2 thì các giá trị COD, BOD5, N tổng số và P tổng số

đều thấp hơn Điều này chứng tỏ qua quá trình ủ yếm khí, phân đã được xử lý bớt một

phần ô nhiễm

Về phần kim loại nặng, chỉ có hàm lượng sắt khá cao, còn hai kim loại còn lại là

Cu và Zn có hàm lượng rất thấp

4.1.2 Sự cân bằng nước

Nước thải đưa vào các mô hình hàng ngày là 50 L lúc 8 giờ sáng và điều chỉnh

dòng chảy ra bằng các van nước thích hợp để thu nước ra hoàn toàn vào 7 giờ sáng

hôm sau Lượng nước ra được theo dõi và ghi nhận hàng ngày Kết quả lượng nước ra

trung bình hàng ngày như bảng 4.2

Bảng 4.2 Lượng nước ra trung bình hàng ngày (L/m2/ngày) của các mô hình (đầu vào

TB: trung bình Kết quả dựa trên bảng 5-PHỤ LỤC 1

Đối với hai mô hình đối chứng, lượng nước thất thoát chủ yếu do sự bốc hơi

nước trên bề mặt do nhiệt độ cao hay thùng nước rò rỉ ít Với hai mô hình trồng cây có

thêm sự mất nước qua cây Như vậy, ở cùng một điều kiện thí nghiệm, bỏ qua yếu tố

nhiệt độ thay đổi đột ngột, có thể coi lượng nước mất do mô hình cùng loại là như

nhau, lượng nước mất còn lại là do cây ở hai mô hình Lượng nước bốc hơi trung bình

qua cây ở MH1 nhiều hơn MH2, nhưng không khác biệt lớn Trong khi đó, khác biệt

về tỉ lệ thất thoát ở mô hình trồng cây và đối chứng rất lớn, sự bốc thoát hơi nước ở

MH1 và MH2 lớn hơn gần 3 lần so với ĐC1 và ĐC2 Điều này chứng tỏ bồn bồn ở cả

hai dạng mô hình có khả năng hút và thoát hơi nước tốt

4.1.3 Sự phát triển của cây

Thời gian bắt đầu thí nghiệm, các cây được cắt ngang cách mặt nước khoảng 10

cm ở cả MH1 và MH2, chiều cao cây được theo dõi hàng tuần và được đo bằng thước

phân vạch Nhìn chung, cây tăng trưởng đều đặn ở cả hai mô hình, chiều cao của cây ở

MH2 cao hơn ở MH1 nhưng không nhiều Càng gần giai đoạn các tuần cuối thí

nghiệm, chiều cao cây giữa hai mô hình càng gần nhau Trong giai đoạn đầu phát triển,

chiều cao cây tăng nhanh hơn so với giai đoạn sau, cây phát triển nhanh đặc biệt ở tuần

hai và tuần ba (hình 4.1)