Đánh giá hiệu quả quy trình xử lý nước thải sinh hoạt bằng hệ thống vòng tròn chuối và reedbeb tại khu thực hành sinh thái nhân văn HEPA

Khóa luận tốt nghiệp Hồng Văn Cần – MTA53 VIỆN NGHIÊN CỨU SINH THÁI CHÍNH SÁCH XÃ HỘI Trƣờng đào tạo thực hành nơng dân FFS-HEPA TRƢỜNG ĐẠI HỌC NƠNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Tài nguyên Môi trƣờng LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu Số liệu kết nêu khóa luận hồn tồn trung thực chưa sử dụng luận văn Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực khóa luận đồng ý thơng tin trích dẫn khóa luận KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày 02 tháng 05 năm 2012 Sinh ĐỀ TÀI: “Đánh giá hiệu quy trình xửviên lý nước thải sinh hoạt hệ thống vòng tròn chuối reedbeb khu thực hành sinh thái nhân văn HEPA thuộc xã Sơn Kim I – huyện Hương Sơn – tỉnh Hà Tĩnh” Hồng Văn Cần Ngƣời thực hiện: HỒNG VĂN CẦN Lớp: MTA Khố: 53 Ngành: MƠI TRƢỜNG Ngƣời hƣớng dẫn 1: KS BÙI TIẾN DŨNG Viện Nghiên cứu Sinh thái Chính sách Xã hội Ngƣời hƣớng dẫn 2: PGS.TS NGUYỄN VĂN DUNG Bộ môn: Quản lý tài nguyên nƣớc Khoa: Tài Nguyên Môi trƣờng Hà Nội - 2012 Khóa luận tốt nghiệp Hồng Văn Cần – MTA53 Phần I MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Theo Tổ chức Dân số Liên hợp quốc (UNFPA) dân số giới đạt mốc tỷ người vào ngày 31/10/2011 Sự gia tăng kéo theo việc sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên tăng lên điều tất yếu Không thiếu lương thực mà theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), hàng năm có 1,6 triệu người giới tử vong không tiếp cận sử dụng nguồn nước sạch, 90% số trẻ em tuổi quốc gia phát triển Tốc độ đô thị hóa diễn nhanh nước phát triển Ở châu Phi châu Á, dân số đô thị tăng gấp đôi từ năm 2000 đến năm 2030 Ở Việt Nam, q trình thị hóa diễn mạnh mẽ Năm 2009, nước có 747 thị từ loại trở lên trung bình tháng lại có thêm đô thị đời (Nước cho phát triển thị) Q trình thị hóa đặt thách thức to lớn công tác quản lý tài nguyên nước, cấp nước, vệ sinh, hệ sinh thái môi trường Các đô thị với nhu cầu không gian, nhu cầu nước, lương thực kéo theo q trình xả thải (nước thải, chất thải rắn) tạo sức ép ngày gia tăng tới hệ thống nguồn nước hệ sinh thái thủy sinh Các hệ lụy tác động qua lại không giới hạn phạm vi đô thị mà bao trùm vùng nông thôn liền kề, đặc biệt không gian chuyển tiếp hai vùng - hay mối giao thoa đô thị nông thôn Hàng tỷ mét khối nước thải sinh hoạt hàng ngày, với lượng nước thải hàng trăm ngàn chất hữu cơ, dầu mỡ, chất dinh dưỡng (giàu N, P), vi sinh vật có hại khơng xử lí mà thải trực tiếp mơi trường Điều không gây nguy hại cho môi trường xung quanh hàm lượng chất dinh dưỡng cao hay gọi phú dưỡng mà nguy hiểm chất nhiễm ngấm Khóa luận tốt nghiệp Hoàng Văn Cần – MTA53 xuống tầng nước ngầm gây ô nhiễm nước ngầm vốn nguồn nước sinh hoạt nhiều người dân Đứng trước tình hình này, từ lâu, giới có nhiều quốc gia quan tâm đến vấn đề xử lí nước thải: Ở Anh, năm 1912 biết sử dụng bùn hoạt tính để xử lí nước thải hộ gia đình Ở Nhật có thiết bị sản xuất sẵn phục vụ cho việc xử lí nước thải hộ gia đình loại nước thải khác Ở Việt Nam, đặc biệt vùng nơng thơn, tình trạng thải nước sinh hoạt môi trường diễn ngày thói quen Nói đến cơng nghệ xử lý nước thải sinh hoạt phải điều xa lạ người dân Những công nghệ áp dụng thường có chi phí cao, kỹ thuật vận hành khó (Johkasou – Nhật, Hofmann - Đức) nên chủ yếu tập trung thành phố lớn Tại miền Trung, người dân mơ hồ cơng nghệ xử lý nước thải song có số hộ biết cách trồng mùng (hay khoai nước), chuối sau khu chăn nuôi, sinh hoạt Nhân chuyến thực tập giáo trình khu thực hành sinh thái nhân văn HEPA thuộc viện Speri, tiếp xúc với hai hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt vòng tròn chuối reedbed Nhận thấy hai hệ thống vừa đơn giản, dễ sử dụng lại thân thiện với môi trường, đặc biệt hệ thống vòng tròn chuối khả áp dụng vào vùng nông thôn khả quan lại chưa có nghiên cứu cụ thể để đánh giá hiệu xử lý hai hệ thống Xuất phát từ thực tế đó, tơi tiến hành nghiên cứu đề tài “Đánh giá hiệu quy trình xử lý nước thải sinh hoạt hệ thống vòng tròn chuối reedbeb khu thực hành sinh thái nhân văn HEPA thuộc xã Sơn Kim I – huyện Hương Sơn – tỉnh Hà Tĩnh” Khóa luận tốt nghiệp 1.2 Hồng Văn Cần – MTA53 MỤC ĐÍCH – YÊU CẦU 1.2.1 Mục đích - Bước đầu nghiên cứu đánh giá hiệu quy trình xử lý nước thải sinh hoạt hệ thống Vòng tròn chuối Reedbed - Đề xuất hướng ứng dụng mơ hình 1.2.2 Yêu cầu - Tìm hiểu nắm quy trình thiết kế vòng tròn chuối, reedbed - Phân tích thông số nước thải sinh hoạt trước sau qua vòng tròn chuối, Reedbed - So sánh đầu với QCVN 14:2008/BTNMT để đánh giá hiệu xử lý hai hệ thống Khóa luận tốt nghiệp Hoàng Văn Cần – MTA53 Phần III ĐỐI TƢỢNG – NỘI DUNG PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU 3.1.1 Đối tƣợng nghiên cứu - Hệ thống vòng tròn chuối - Hệ thống xử lý Reedbed 3.1.2 Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu hai mơ hình vòng tròn chuối reedbed thuộc trung tâm sinh thái nhân vùng cao xã Sơn Kim I - Hương Sơn – Hà Tĩnh đó: - Mơ hình xử lý nước thải sinh hoạt vòng tròn chuối mơ hình Thượng Uyển thuộc trung tâm sinh thái nhân văn vùng cao - HEPA - Mơ hình reedbed nhà vệ sinh Bát giác thuộc trung tâm sinh thái nhân văn vùng cao - HEPA 3.1.3 Thời gian nghiên cứu Thời gian nghiên cứu tiến hành từ 01/01/2012 đến 30/04/2012 3.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu khả xử lý nước thải sinh hoạt vòng tròn chuối - Nghiên cứu khả xử lý nước thải sinh hoạt Reedbed - Đánh giá hiệu xử lý nước thải sinh hoạt hai hệ thống - Đề xuất hướng ứng dụng mơ hình vào xử lý nước thải sinh hoạt 3.3 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.3.1 Phƣơng pháp thu thập số liệu 3.3.1.1 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp Thu thập số liệu xử lý nước thải sinh hoạt hệ thống xử lý vòng tròn chuối Reedbed tài liệu nước ngồi, nước Tìm hiểu tham khảo báo cáo tiến hành nghiên cứu tỉnh nước Khóa luận tốt nghiệp Hoàng Văn Cần – MTA53 3.3.1.2 Phương pháp khảo sát thực địa Tiến hành khảo sát để thu thập thông tin lưu lượng nước thải vào hệ thống, lượng sản phẩm (xà phòng, dầu rửa bát, dầu gội đầu, kem đánh răng, sữa tắm…) Điều tra vấn hiệu hệ thống vòng tròn chuối mặt mơi trường, kinh tế xã hội Lượng nước thải sinh hoạt, sản phẩm sử dụng ngày tiến hành đo trực tiếp, ngẫu nhiên ba ngày sau tính trung bình để đảm bảo tính xác  Về lưu lượng đầu vào, đầu hệ thống lượng hóa chất sử dụng: - Đối với hệ thống vòng tròn chuối mơ hình Thượng Uyển: Đo, tính lượng nước thải chảy vào vòng tròn chuối hoạt động sinh hoạt khác đánh răng, rửa mặt, tắm, giặt, rửa chân tay, rửa bát, nấu săn… Dụng cụ tiến hành đo bao gồm: chậu để đựng nước, can tích cố định (5l) để đong lượng nước - Tại nhà Bát giác (với hệ thống Reedbed): với dụng cụ tương tự tiến hành đo lượng nước thải sau trình tắm, giặt, vệ sinh rửa chân tay vào hệ thống Riêng nước thải sinh từ trình vệ sinh đo cách: + Đo lượng nước xả lần bồn cầu (v) + Tính trung bình số lần sinh ngày (n) Tổng lượng nước thải từ trình vệ sinh là:  Về lượng mưa, nhiệt độ độ ẩm Tiến hành bắt đầu đo từ trước thời điểm lấy mẫu tháng với dụng cụ đo lượng mưa, nhiệt độ độ ẩm cụ thể Khóa luận tốt nghiệp Hồng Văn Cần – MTA53 - Về lượng mưa: Đặt hệ thống đo lượng mưa mơ hình Thượng Uyển (khu vực nghiên cứu vòng tròn chuối), cách khu vực nhà Bát giác 1,5 km (nơi đặt hệ thống reedbed) Hằng ngày tiến hành đo vào lúc 7h sáng - Về nhiệt độ độ ẩm: sử dụng nhiệt - ẩm kế để tiến hành đo ngày Hình 3.1: Dụng cụ đo lƣợng mƣa  Hình 3.2: Nhiệt - ẩm kế Phương pháp điều tra vấn Hệ thống reedbed xem công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt ứng dụng nhà Bát giác khơng sử dụng mơ hình khác Với hệ thống vòng tròn chuối, khu vực nghiên cứu có mơ hình ứng dụng để xử lý nước thải sinh hoạt rác thải hữu (bao gồm Cây Khế, Thượng Uyển, Linh Mộc, Vườn Ươm, Nhà ăn Khe Soong) Ngoài FFS – Cimacai có nhiều mơ hình sử dụng hệ thống vòng tròn chuối, việc mở rộng phạm vi điều tra giúp thu thập kết đa dạng phong phú Từ việc đánh giá hiệu xử lý nước thải sinh hoạt hệ thống xác hơn, việc đưa đề xuất, ứng dụng hệ thống vào thực tiễn khả thi thực tế 3.3.2 Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm 3.3.2.1 Với hệ thống vòng tròn chuối: Qua tiến hành khảo sát thực địa cho thấy: Khóa luận tốt nghiệp Hồng Văn Cần – MTA53 + Địa hình mơ hình Thượng Uyển tương đối dốc dễ dàng việc lấy mẫu đầu + Tổng số người mô hình – người, số lượng trung bình hộ gia đình + Đã có mơ hình vòng tròn chuối cũ, bố trí thí nghiệm dựa vị trí vòng tròn chuối Chính mơ hình Thượng Uyển chọn nơi đặt hệ thống để tiến hành nghiên cứu NHÀ BẾP Cây chuối Bể lắng Vòng tròn chuối Hình 3.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm vòng tròn chuối Với số lượng người địa vậy, nên thiết kế hệ thống vòng tròn chuối có kích thước vừa phải, đảm bảo lượng nước thải sinh hoạt vào hệ thống ngày không gây tràn, đồng thời lượng rác thải hữu cho vào không bị thiếu hụt Hệ thống thiết kế hệ thống cũ, đảm bảo gần khu sinh hoạt phía sau hướng gió so với nhà bếp Q trình thu gom nước dễ dàng, giảm mùi thối từ q trình phân hủy rác, đồng thời trình vứt rác thải hữu sau sinh hoạt vào hệ thống dễ dàng thuận tiện Khóa luận tốt nghiệp Hoàng Văn Cần – MTA53 3.3.2.2 Với hệ thống Reedbed: Hệ thống reedbed hệ thống xây dựng sẵn khu vực nhà Bát giác Mục đích hệ thống xử lý nước thải từ khu vệ sinh tắm giặt tập trung nhà Bát giác Căn vào hệ thống khu vực nghiên cứu ta có sơ đồ cấu tạo sau: Hình 3.4: Sơ đồ cấu tạo hệ thống reedbed Hình 3.6: Nhà vệ sinh Bát Giác Hình 3.5: Nhà bếp Thƣợng Uyển 3.3.3 Phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng nƣớc Tiến hành lấy mẫu nước phân tích thơng số BOD, COD, N – NO3-, P – PO43- TSS – Tổng chất rắn lơ lửng Khóa luận tốt nghiệp Hoàng Văn Cần – MTA53 3.3.3.1 Phương pháp lấy mẫu  Vị trí lấy mẫu: + Với hệ thống vòng tròn chuối mơ hình Thượng Uyển: Nước vào bể lắng, chất cặn bã, đất, cát giữ lại để tránh làm tắc hệ thống, phần nước lại vào hệ thống vòng tròn chuối Do lượng nước sử dụng cho hộ gia đình nên lượng nước vòng tròn chuối thường mức 1/3 Lượng nước theo hệ thống ống dẫn lắp đặt mà ngấm xuống tầng đất phía Qua tiến hành khảo sát thực tế ta tiến hành lấy mẫu sau: Mẫu 1(TU1): Tại hệ thống bể lắng, xem điểm hòa trộn nước sau giặt, rửa bát đĩa trước vào hệ thống Mẫu đặc trưng cho tính chất nước thải sinh hoạt trước vòng tròn chuối xử lý Mẫu (TU2): Do lượng nước sau vào vòng tròn chuối thấm xuống đất cần phải thiết kế hệ thống thu gom nước tầng đất phía NHÀ BẾP M1 M2 Hình 3.7: Sơ đồ lấy mẫu hệ thống vòng tròn chuối Tiến hành xây dựng hệ thống lấy mẫu số theo bước sau: 10 Khóa luận tốt nghiệp Hoàng Văn Cần – MTA53 từ khu vệ sinh chứa hợp chất hữu cơ, qua than hoạt tính phần lớn phần tử hữu hòa tan giữ lại bề mặt Nó chứa ni dưỡng loại vi khuẩn có khả phân hủy hợp chất hữu dính bám để tạo bề mặt tự cho phép giữ lại phân tử hữu Nhờ dòng nước chảy liên tục hệ thống mà vi sinh vật làm thường xuyên, sinh vật có hại bị tiêu diệt - Sỏi cuội: với nhiều cấp hạt khác giúp cho trình giữ lại phần tử hữu cơ, chất rắn lơ lửng Đây nguồn dinh dưỡng tốt cho phát triển vi sinh vật loài động vật đất giun đất Điều giải thích cho xuất giun đất hệ thống c Thể tích reedbed: Căn vào cấu tạo chia thành lớp khác thể Bảng 4.5: Bảng 4.5: Các lớp thành phần lớp TT Lớp Thành phần Kích thƣớc (cm) Lớp Lớp Không chứa Sỏi cuội 0,2 – 10 Lớp Than hoạt tính - Dài: – - Đường kính: 0,5 - Căn vào cách phân chia lớp vậy, ta có kích thước, thể tích cho lớp tổng thể tích sau: Bảng 4.6: Độ sâu lớp kích thƣớc ô TT Ô Ô số Ô số Ô số Ô số Ô số Ô số Lớp a1 = 0,14 Độ sâu (m) Lớp b1 = 0,32 Lớp c1 = 0,16 Kích thƣớc (m) Dài Rộng d1 = 1,00 r1 = 1,28 a2 = 0,21 a3 = 0,33 a4 = 0,06 a5 = 0,04 a6 = 0,17 b2 = 0,41 b3 = 0,32 b4 = 0,27 b5 = 0,58 b6 = 0,41 c2 = 0,00 c3 = 0,00 c4 = 0,28 c5 = 0,00 c6 = 0,00 d2 = 2,60 d3 = 2,82 d4 = 1,00 d5 = 2,64 d6 = 2,78 39 r2 = 1,28 r3 = 1,28 r4 = 1,28 r5 = 1,28 r6 = 1,28 Khóa luận tốt nghiệp Hồng Văn Cần – MTA53 Từ ta tính thể tích lớp thể tích Kết thể Bảng 4.7: Bảng 4.7: Thể tích lớp Thể tích (m3) TT Ơ Ô số Ô số Ô số Ô số Ô số Ô số V1 0,18 0,70 1,19 0,08 0,14 0,60 V2 0,41 1,36 1,16 0,35 1,96 1,46 V3 0,20 0,00 0,00 0,36 0,00 0,00 Vi 0,79 2,06 2,35 0,78 2,10 2,06 Thơng qua bảng thể tích lớp, thấy dòng nước từ vào đến lúc khỏi hệ thống qua hệ thống xử lý bở lượng vật chất (sỏi cuội than hoạt tính) lớn Qua tính tốn chi phí xây dựng hệ thống 4.3.1.2 Nguyên lý hoạt động Công nghệ Reedbed sử dụng đồng thời yếu tố hoạt động vi sinh vật mà quần thể thực vật (sậy, thủy trúc, lác,…) sinh trưởng, kết hợp với rễ thân thủy sinh cộng với oxy khơng khí Nƣớc vào Sỏi cuội I II III Sỏi cuội Sỏi cuội Than Sỏi cuội VI V IV Sỏi cuội Nƣớc Than Hình 4.15: Sơ đồ lát cắt đƣờng di chuyển nƣớc hệ thống 40 Khóa luận tốt nghiệp Hồng Văn Cần – MTA53 Tại ô số 1, nước thải từ hai nguồn hòa trộn với nhau, qua lớp sỏi cuội than di chuyển sang ô số theo khe phí tường phân cách Sau xử lý thực vật vi sinh vật ô số tiếp tục di chuyển sang ô số cách chảy tràn qua tường phân cách Hệ thống tường phân cách thiết kế thấp bề mặt 10 cm Nước tiếp tục xử lý ô số loài vi sinh vật thủy sinh Sau tiếp tục di chuyển sang số Sự di chuyển nước thiết kế theo kiểu bình thông Tại ô số chứa phần lớn than đá cuội, chất hữu cơ, ô nhiễm lại tiếp tục than hấp thụ, vi sinh vật xử lý Nước tiếp tục chuyển sang ô số thông qua khe hở đáy tường ngăn cách Sau thời gian xử lý ô số nước chuyển qua ô số hệ thống khe hở phía tường ngăn cách, ô số thải môi trường Như vậy, nước di chuyển hệ thống đồ thị hình sin Theo Robert – thành viên thiết kế xây dựng hệ thống Reedbed nhà Bát giác – cho biết nước vào hệ thống ô số đến ô số trước đổ môi trường ngày Với thời gian lâu đủ để đảm bảo trình xử lý nước thải hệ sinh vật thực vật thủy sinh đạt hiệu 4.3.2 Lƣu lƣợng đầu vào đầu hệ thống Nước tắm giặt Nước thải sinh hoạt Nước mưa Bay Hệ thống Reedbed Môi trường Nước vệ sinh Hình 4.16: Sơ đồ dòng lƣu lƣợng vào hệ thống 41 Khóa luận tốt nghiệp Hoàng Văn Cần – MTA53 Kết đo lưu lượng nhà Bát giác thể Bảng 4.8: Bảng 4.8: Kết đo lƣu lƣợng đầu vào hệ thống ngày Lƣợng ngƣời sử dụng Hoạt động TT Lƣu lƣợng đầu vào m3 % 0,0113 2,52 Đánh răng, rửa mặt, cạo râu Rửa chân, tay Không cố định 0,0523 11,65 Tắm, gội đầu Giặt 0,1178 0,2355 26,24 52,46 Đi vệ sinh Không cố định 0,0320 7,13 Tổng 0,4489 100 Ghi Tính trung bình cho hoạt động ngày đo Lưu ý: lượng không cố định từ – người Thông qua bảng đo lưu lượng vào hệ thống thấy so với hệ thống vòng tròn chuối lượng nước sử dụng ngày lớn nhiều Và lưu lượng thải lớn từ giặt quần áo (52,46%), tiếp tắm gội đầu (26,24%) Đây hoạt động sử dụng nhiều xà phòng, dầu gội, định tới hiệu trình xử lý Bên cạnh hoạt động đánh răng, rửa mặt, vệ sinh chiếm phần ít, hoạt động không sử dụng nhiều sản phẩm tẩy rửa hoạt động khác nên ảnh hưởng không nhiều tới hệ thống 4.3.3 Tác động hệ thống reedbed đến mơi trƣờng Tương tự hệ thống vòng tròn chuối, để đánh giá tác động hệ thống reedbed đến môi trường dựa hai số là: - Đánh giá định tính: Thơng qua việc quan sát ngày - Đánh giá định lượng: Thông qua kết phân tích thơng số 4.3.3.1 Đánh giá định tính: - Các loài động vật: Tại hệ thống xuất nhiều giun đất ô, đa số chúng có kích thước chiều dài khơng kém, chí to giun sống ngồi mơi trường tự nhiên Cũng giống hệ thống vòng tròn chuối, xuất giun đất cho thấy môi trường có nhiều chất dinh 42 Khóa luận tốt nghiệp Hoàng Văn Cần – MTA53 dưỡng để chúng phát triển Bên cạnh đó, số xuất ếch sinh sống đẻ trứng, điều cho thấy môi trường nước - Sự phát triển thực vật: Bèo tây khơng có thay đổi kích thước, so với bèo sống khu vực nước nhiễm khác phát triển Điều chứng tỏ nước số không giàu chất hữu cơ, thiếu nguồn dinh dưỡng Hình 4.17: Giun đất sinh sống Hình 4.18: Trứng ếch thành ô số 4.3.3.2 Đánh giá định lượng: Sau tiến hành lấy mẫu đầu vào đầu hệ thống tiến hành phân tích thông số, kết thể Bảng 4.9: Bảng 4.9: Kết thông số sau lần lấy mẫu Lần lấy mẫu Thông số Ngày lấy mẫu Ký hiệu mẫu Vị trí lấy mẫu pH DO BOD5 COD NO-3 PO43- Tss mg/l I 02/04/12 II 05/04/12 III 08/04/12 R1 Đầu vào 7,44 9,83 56 64 12,52 4,91 0,6 R2 R1 Đầu Đầu vào 7,86 7,86 9,07 4,12 32 53 44 68 69,42 1,49 1,73 0,33 0,2 0,6 R2 Đầu 8,08 5,20 12 16 2,04 0,59 0,2 R1 Đầu vào 7,57 4,12 97 140 10,35 3,77 0,6 R2 Đầu 7,58 5,14 41 84 15,56 1,78 0,2 30 50 QCVN 14:2008/BTNMT Cột A 5-9 43 30 Khóa luận tốt nghiệp  Hồng Văn Cần – MTA53 Thông số pH: - Giá trị pH đầu vào: Có thể thấy rõ pH đầu vào hệ thống ln > Điều phản ánh hoạt động diễn chủ yếu hoạt động tắm giặt Khi tiến hành dùng giấy quỳ đo thử pH thấy pH nước sinh hoạt 7,2 < pH < 7,5 - Giá trị pH đầu ra: Do q trình ln chuyển liên tục dòng nước hệ thống, oxy khơng khí liên tục vận chuyển vào, trình phân hủy chủ yếu q trình hiếu khí Q trình làm cho pH đầu hệ thống tăng lên so với đầu vào Sự chênh lệch pH đầu đầu vào không đáng kể nằm giá trị cho phép  Thông số DO: - Giá trị DO đầu vào: DO đầu vào ảnh hưởng hoạt động diễn trước lấy mẫu Nếu trình xáo trộn nguồn nước diễn mạnh lượng DO cao Ở lần thứ I nồng độ oxy hòa tan đầu vào (9,83 mg/l) lớn đầu (9.07 mg/l) cao hẳn so với hai lần lấy mẫu lại (4,12 mg/l) Điều giải thích q trình lấy mẫu gây xáo trộn nước với lớp không khí xung quanh mẫu sau lấy ngày tiến hành đo DO - Giá trị DO đầu ra: Sau nước thải qua trình xử lý tập trung số Tại diễn trình trao đổi oxy nước khơng khí q trình quang hợp, hơ hấp lồi động vật khác ếch, cá Quá trình trao đổi oxy mạnh mẽ làm cho nồng độ oxy hòa tan nước đầu (5,20 5,14 mg/l) cao so với đầu vào (4,12 mg/l)  Thông số BOD5: - Giá trị BOD5 đầu vào: Có thể thấy lần lấy mẫu thứ I II giá trị BOD5 thay đổi nhiều Điều phản ánh trước thời điểm lấy mẫu khơng có hoạt động đặc biệt Riêng lần lấy mẫu thứ III giá trị BOD5 tăng cao có 44 Khóa luận tốt nghiệp Hoàng Văn Cần – MTA53 hoạt động trước thời điểm lấy mẫu hạn chế mặt khơng gian hai vị trí thí nghiệm (vòng tròn chuối reedbed) nên không quan sát - Giá trị BOD5 đầu ra: Cụ thể lần lấy mẫu thứ I, BOD5 giảm 1,75 lần, lần lấy mẫu thứ II giá trị giảm tới 4,42 lần đến lần thứ III 2,37 lần Ở lần thứ nhất, trước thời điểm lấy mẫu ngày trời mưa trơi theo chất hữu tồn tròn hệ thống chảy nhanh mà khơng kịp xử lý Sang lần II lượng mưa giảm xuống, nồng độ chất hữu giảm nên BOD đầu giảm theo Tuy nhiên, so với lần I II lần III, nồng độ BOD cao hẳn, điều giải thích có hoạt động diễn trước thời điểm lấy mẫu không quan sát Và trời mưa to theo chất hữu qua hệ thống cách nhanh chóng mà không kịp xử lý  Thông số COD: - Giá trị COD đầu vào: Tương tự thông số BOD5, COD đầu vào hai lần lấy mẫu thứ I II khơng có khác biệt lớn Riêng lần lấy mẫu thứ III giá trị COD tăng lên có hoạt động trước thời điểm lấy mẫu không quan sát - Giá trị COD đầu ra: COD hai lần lấy mẫu giảm thấp nhiều so với lần lấy mẫu thứ III Ở thông số này, lần I nồng độ COD giảm 1,45 lần lần thứ II 4,25 lần sang lần thứ III 1,67 lần So với BOD5 q trình giảm COD hơn, điều cho thấy q trình phân hủy chất hữu có vi sinh vật tương đối mạnh mẽ Sự tăng lên đầu hệ thống lần lấy mẫu thứ III so với lần lấy mẫu thứ II 3,41 lần BOD5 5,25 lần COD Có thể lý giải cho tăng lên đầu hệ thống lần III trời mưa, cộng thêm hoạt động trước thời điểm lấy mẫu ngày (giặt, tắm, vệ sinh…) đẩy dòng nước hệ thống diễn nhanh Q trình làm cho việc xử lý vi sinh vật không đạt hiệu mong đợi 45 Khóa luận tốt nghiệp  Hồng Văn Cần – MTA53 Thơng số NO3-: Thơng số NO3- có giá trị đầu vào cao đầu hệ thống thể rõ lần phân tích thứ I (5,54 lần) - Giá trị NO3- đầu vào: Ở lần lấy mẫu thứ I III giá trị NO3- cao so với lần lấy mẫu thứ II Nguyên nhân dẫn đến thay đổi thời tiết trước lần lấy mẫu I III có mưa, sấm sét làm sinh NOx khơng khí theo nước mưa vào hệ thống - Giá trị NO3- đầu ra: So với lần phân tích thứ II, III nồng độ NO 3- lần thứ I cao nhiều Nguyên nhân trước thời điểm lấy mẫu lần I có mưa với lượng mưa lớn từ thời điểm tiến hành quan sát hệ thống tới thời điểm lấy mẫu (29 mm) Khi mưa kéo theo trình sấm chớp tạo lượng NOx lớn Kết hợp với lượng NO3- sinh phân giun sau bị nước mưa đẩy khỏi hệ thống mà chưa kịp xử lý làm cho nồng độ NO 3- tăng cao lên Và ngày trước thời điểm lấy mẫu lần III có mưa với lượng mưa tương đối cao (30 11mm), trình sấm chớp đá sinh lượng NOx Tuy nhiên lượng phân giun bị rửa trôi lần thứ I nên lần lấy mẫu thứ III lượng phân giun xuất không nhiều → nồng độ NO3- cao lần II thấp lần thứ I  Thông số PO43-: Khác với NO3 - nồng độ PO 43- lại giảm đầu so với đầu vào hệ thống - Giá trị PO43- đầu vào: Q trình sinh PO43- khơng nhiều khơng có hoạt động đặc biệt để sinh Photpho Chính thế, đầu vào hệ thống nồng độ PO43- tương đối thấp - Giá trị PO43- đầu ra:Trong trình qua hệ thống xử lý nồng độ PO43- xử lý phần làm cho nồng độ giảm xuống Qua lần lấy mẫu thấy đầu hệ thống tương đối ổn định, khơng có thay đổi nhiều 46 Khóa luận tốt nghiệp  Hồng Văn Cần – MTA53 Chỉ số TSS: Có thể thấy hệ thống ổn định mặt xử lý TSS khơng có thay đổi lần lấy mẫu Điều cho thấy qua bể lắng sơ cấp xử lý tốt chất rắn có nước thải Sau q trình di chuyển, hầu hết phần chất rắn lại giữ lại Trong trình nước từ hệ thống mơi trường chất rắn lần lại giữ lại cấu tạo ống dẫn nước ô số Sự ổn định góp phần lớn cho q trình xử lý hệ thống 4.4 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ CỦA HAI HỆ THỐNG 4.4.1 Đối với hệ thống vòng tròn chuối Để đánh giá hiệu xử lý nước thải sinh hoạt vòng tròn chuối ta so sánh kết đầu vị trí lấy mẫu số II với QCVN 14 : 2008/BTNMT : “Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nước thải sinh hoạt” cột B Vì nước thải sau trình xử lý thải địa điểm phục vụ cho mục đích sản xuất nơng nghiệp hộ gia đình 4.4.1.1 Với thơng số BOD5: Khi so sánh nồng độ BOD5 đầu hệ thống so với cột B QCVN 14:2008 ta có biểu đồ sau: Hình 4.19: Biểu đồ so sánh nồng độ BOD với cột B Thông qua biểu đồ ta thấy, nồng độ BOD5 đầu hệ thống cao so với giá trị mà QCVN đặt Nếu lần I cao 2,48 lần lần II lần III xấp xỉ giá trị QCVN cao 1,12 1,26 lần Điều cho 47 Khóa luận tốt nghiệp Hoàng Văn Cần – MTA53 thấy chất lượng nước sau xử lý qua hệ thống giá trị BOD5 chưa đạt yêu cầu bước đầu vào ổn định Nồng độ đầu hai lần lấy mẫu II III khơng có chênh lệch lớn (lần III cao lần II 1,13 lần) đầu vào lần III cao lần II 1,56 lần 4.4.1.2 Với thông số NO3-, PO43-, TSS Có thể thấy, nồng độ NO3- PO43- đầu hệ thống thấp nhiều so với QCVN 14:2008 cột B Giá trị đầu cao thông số NO3thấp 3,40 lần thông số PO43- 4,65 lần Điều tương đối hợp lý hàm lượng NO3- hay PO43- đầu vào hệ thống tương đối thấp, thấp QCVN giá trị cao thông số NO3- 3,08 lần PO43- 1,89 lần) Như vậy, nước sinh hoạt mô hình có hàm lượng NO3- PO43- khơng đáng kể Thơng qua Bảng 4.8 thấy nồng độ đầu TSS thấp so với giá trị cột B QCVN 14:2008 nhiều lần Cụ thể giá trị cao đầu TSS so với QCVN thấp 62,5 lần Đây giá trị cho phép nước sau qua hệ thống xử lý xét theo phương diện tổng chất rắn lơ lửng chấp nhận  Như vậy, hệ thống vòng tròn chuối bước đầu vào hoạt động ổn định Hầu thông số NO3-, PO43-, TSS đạt QCVN 08:2008 cột B, bên cạnh thơng số BOD5 chưa đạt yêu cầu song bước vào ổn định Việc đưa kết luận khả xử lý nước thải sinh hoạt hệ thống sớm, cần phải có thời gian để hệ thống vào hoạt động bình thường nghiên cứu để đưa đánh giá xác 4.4.2 Đối với hệ thống Reedbed Để đánh giá hiệu xử lý hệ thống ta so sánh giá trị đầu hệ thống với QCVN 14 : 2008/BTNMT : “Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nước thải sinh hoạt” cột A Vì nước thải sau xử lý từ hệ thống chảy trực tiếp sông Rào An Đây lại sông mà nước người dân khu vực phí hạ nguồn dùng cho mục đích sinh hoạt 48 Khóa luận tốt nghiệp Hồng Văn Cần – MTA53 4.4.2.1 Với thông số BOD5: Khi so sánh với QCVN thấy thay đổi đầu lần lấy mẫu Hình 4.20: Biểu đồ so sánh nồng độ BOD với cột A Nếu lần lấy mẫu thứ II giá trị BOD5 nằm giá trị cho phép (thấp 2,5 lần) lần lấy mẫu thứ I III giá trị vượt so với QCVN Tuy nhiên lần lấy mẫu thứ I giá trị vượt QCVN 1,07 lần lần lấy mẫu thứ III vượt 1,37 lần Điều giải thích ảnh hưởng thời tiết đặc biệt mưa đến chất lượng mẫu 4.4.2.2 Với thông số NO3-: Khi so sánh đầu với QCVN thấy có khác biệt lớn lần lấy mẫu Hình 4.21: Biểu đồ so sánh nồng độ NO3- với cột A 49 Khóa luận tốt nghiệp Hồng Văn Cần – MTA53 Nếu lần thứ I đầu vào vượt tiêu chuẩn cho phép 2,31 lần lần lấy mẫu thứ II nồng độ giảm xuống thấp QCVN 14,7 lần III 1,92 lần Như tăng lên mặt giá trị qua lần lấy mẫu thứ I cho thấy hệ thống gặp vấn đề q trình hoạt động Khơng phải nguồn nước thải đầu vào mà tác nhân bên hệ thống gây nên ô nhiễm nồng độ NO 3trong nước đầu Vì cần phải tiến hành tu sửa lai hệ thống 4.4.2.3 Với thông số PO43- TSS: Có thể thấy giá trị hai thơng số thấp so với cột A QCVN 14:2008 nhiều lần Giá trị đầu lớn thông số PO43- thấp QCVN 3,37 lần TSS thấp QCVN 250 lần Như thấy hai thơng số PO43- TSS đạt tiêu chuẩn xả thải Tuy nhiên, đánh giá khả xử lý hai thông số hệ thống e chưa đảm bảo xác đầu vào hệ thống giá trị chúng thấp so với QCVN  Nói tóm lại, hệ thống đạt số yêu cầu định mặt xử lý, số thông số đầu đạt tiêu chuẩn NO3-, PO43-, TSS Song bên cạnh thơng số BOD5 chưa đảm bảo đầu theo QCVN Để hệ thống đạt hiệu xử lý tốt cần phải tiến hành tu sửa lại Và để đánh giá hiệu xử lý hệ thống tốt cần có thời gian lấy mẫu phù hợp 4.5 ĐỀ XUẤT MƠ HÌNH ỨNG DỤNG PHÙ HỢP 4.5.1 Đối với hệ thống vòng tròn chuối Hệ thống vòng tròn chuối hệ thống dùng để xử lý nước thải sinh hoạt chủ yếu từ khu tắm giặt ăn uống Đây hệ thống tương đối đơn giản hiệu mang lại tương đối cao so với công nghệ tiên tiến Đây lời giải cho tốn xử lý nước thải sinh hoạt vùng nông thôn Với điều kiện thuận lợi, có sẵn nguồn nguyên liệu đầu vào chuối, diện tích đất, quan hệ, hệ thống lại dễ dàng thiết kế nên việc áp dụng vào hộ gia đình vùng nơng thơn khả quan Nó không giải vấn đề xử lý nước thải sinh hoạt mà mang lại hiệu kinh 50 Khóa luận tốt nghiệp Hồng Văn Cần – MTA53 tế tương đối cao Chính nơng thơn khu vực ưu tiên hàng đầu cho việc ứng dụng mơ hình vào thực tế Khơng nên áp dụng vào vùng nông thôn mà hệ thống vòng tròn chuối nên áp dụng vào khu vực khác trường học, công viên Việc áp dụng hệ thống vào trường học không giúp xử lý nước thải sinh hoạt, rác thải hữu mà học hữu ích cho em học sinh, đặc học sinh cấp I, II Đây xem công nghệ xử lý nước thải vừa rẻ tiền lại thân thiện với môi trường Điều giúp em có học quý giá việc bảo vệ môi trường xử lý nhiễm mơi trường gây Còn khu vực cơng viên nay, tình trạng vứt rác thải hữu làm nhiễm mơi trường gây khơng khó khăn cho nhà quản lý Hơn lại nơi tập trung nhiều em thiếu nhi đến vui chơi, bên cạnh giúp xử lý nước thải, rác thải vòng tròn chuối cung cấp cho em học xử lý nước thải sinh hoạt rác thải hữu Tuy nhiên, tính đến việc áp dụng hệ thống vào khu vực nói cần tính đến điều kiện hoạt động hệ thống lượng nước không gây tràn phải đảm bảo lượng rác đủ Về lượng nước nhiều thiết kế 2, nhiều số vòng tròn chuối để xử lý Song vấn đề thiếu rác hữu cần có biện pháp tối ưu để bổ sung cho hệ thống tùy vào điều kiện cụ thể 4.5.2 Đối với hệ thống Reedbed Reedbed công nghệ xử lý nước thải áp dụng phổ biến với mục đích xử lý nước thải công nghiệp Việc xử lý nước thải sinh hoạt, đặc biệt nước thải từ khu vệ sinh khu vực thành phố, công viên, bệnh viện, trường học hay công trường xây dựng gặp vấn đề khó khăn Vì áp dụng cơng nghệ đòi hỏi khoản đầu tư tương đối cao Chính thế, việc áp dụng công nghệ vào khâu xử lý nước thải sinh hoạt, đặc biệt nước thải từ nhà vệ sinh đạt hiệu cao, chi phí đầu tư thấp, phù hợp với hồn cảnh 51 Khóa luận tốt nghiệp Hoàng Văn Cần – MTA53 Phần V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN Thông qua q trình tiến hành thí nghiệm vòng tròn chuối, reedbed xử lý nước thải sinh hoạt sinh hai mô hình Thượng Uyển nhà Bát Giác vùng thực hành sinh thái nhân văn vùng cao HEPA – Sơn Kim – Hương Sơn – Hà Tĩnh, kết hợp với đối chiếu mục đích đề trước tiến hành thử nghiệm rút số kết luận sau: Khu vực nghiên cứu có điều kiện tự nhiên tương đối thuận lợi việc bố trí thí nghiệm Thời điểm tiến hành làm thí nghiệm mùa mưa nên lượng mưa nhỏ ảnh hưởng đến hệ thống Tuy nhiên trước thời điểm lấy mẫu có mưa nên nhiều ảnh hưởng tới kết phân tích thơng số Qua lần lấy mẫu, có hai lần lấy mẫu sau trời mưa nên nhiều phản ánh khơng xác kết thực Kết tiến hành phân tích thơng số phòng thí nghiệm đảm bảo u cầu tính xác cao Trong tiêu phân tích, so sánh đầu với QCVN 14:2008/BTNMT cột A hệ thống reedbed cột B vòng tròn chuối thấy số thông số đạt yêu cầu xử lý NO3-, PO43-, TSS, thơng số BOD5 chưa đáp ứng Như vậy, hai hệ thống có thành công định việc xử lý chất ô nhiễm Đối với hệ thống vòng tròn chuối giai đoạn ổn định hứa hẹn cho kết khả quan tương lai Để đảm bảo độ xác tin cậy nên tiếp tục tiến hành theo dõi phân tích thêm số Với hệ thống vòng tròn chuối nên áp dụng khu vực nông thôn, trường học, công viên khơng giúp xử lý nước thải, rác thải hữu mà học bổ ích cho em thiếu nhi bảo vệ môi trường Còn hệ thống Reedbed nên áp dụng khu vực nước thải sinh hoạt tập trung 52 Khóa luận tốt nghiệp Hồng Văn Cần – MTA53 công viên, khu bệnh viện, trường học, khu tập kết công nhân Việc áp dụng tùy điều kiện cụ thể mặt không gian đảm bảo yếu tố kinh tế 5.2 KIẾN NGHỊ 5.2.1 Đối với hệ thống vòng tròn chuối: Tuy hiệu xử lý hệ thống vòng tròn chuối chưa đạt hiệu mong đợi hiệu xử lý hệ thống khơng thể phủ nhận Chính hộ gia đình nên có hệ thống vòng tròn chuối để xử lý phần nước thải sinh hoạt trước thải mơi trường Nên có thời gian tiến hành nghiên cứu dài để đánh giá cách xác hệ thống thời gian làm khóa luận tương đối ngắn Nên tiến hành nghiên cứu quy mô rộng hơn, thử nghiệm nhiều hệ thống lúc, (tối thiểu hệ thống) thử nghiệm loại chuối khác hệ thống để tìm lồi chuối cho suất hiệu tốt Khi tiến hành thí nghiệm nên bố trí thị đầu hệ thống để đánh giá trình thay đổi chất lượng nước  hiệu xử lý hệ thống giai đoạn Nên tiến hành phân tích chất lượng rác thải hữu – phân compost sau thu hoạch để thấy hiệu mặt môi trường kinh tế 5.2.2 Đối với hệ thống Reedbed Nên áp dụng mơ hình vào xử lý nước thải vệ sinh số khu tập trung công viên, cụm dân cư, nơi tập trung công nhân… với số lượng người sinh hoạt tương đối, không nhiều (< 30 người) Với hệ thống nên tiến hành trồng bổ sung thêm thủy sinh bèo tây Nên tiến hành phát quang khu vực xung quanh hệ thống để hệ thống hoạt động cách tốt Cần có nghiên cứu cụ thể hệ thống vào thời điểm khác lượng người sinh hoạt thay đổi Nghiên cứu thời điểm khác năm (mùa mưa, mùa khô) để có nhìn tổng qt xác 53