Nghiên cứu khả năng xử lý nước khu vực chùa Cầu TP Hội An bằng mô hình đất ngập nước nhân tạo dòng chảy thẳng đứng.

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA SINH – MÔI TRƯỜNG - - LÊ KIỀU TRINH NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC KHU VỰC CHÙA CẦU TP HỘI AN BẰNG MƠ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO DỊNG CHẢY THẲNG ĐỨNG KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Việt Nam có hệ thống sơng ngòi dày đặc Tuy nhiên với tiến trình gia tăng dân số, thị hóa, đẩy mạnh cơng nghiệp hóa, đại hóa với việc quản lý môi trường chưa chặt chẽ, tài nguyên môi trường nước lục địa Việt Nam ngày ô nhiễm, ảnh hưởng đến sức khỏe người dân [14] Chẳng hạn chất lượng nước sông Vu Gia chảy qua địa phận Đà Nẵng có mức nhiễm Coliform vượt TCVN (5942 – 1995) từ – 1,3 lần, hàm lượng NH4+ vượt TCVN từ – lần năm 2002 – 2004 Ngoài ra, Vịnh Đà Nẵng, từ năm 2004 đến nồng độ chất hữu nước biển vượt TCVN (5943 – 1995) từ – lần [9] Theo Hội bảo vệ thiên nhiên Việt nam nước thải sinh hoạt chiếm khoảng 80% tổng số nước thải thành phố, nguyên nhân gây nên tình trạng nhiễm nước vấn đề có xu hướng xấu Tại số thành phố lớn, thị xã thị trấn số khu vực dân cư có hệ thống cống rãnh thải nước thải sinh hoạt song hệ thống thường dùng chung với hệ thống thoát nước mưa thải trực tiếp môi trường tự nhiên ao hồ sông suối thải biển Hầu hệ thống thu gom trạm xử lý nước thải sinh hoạt riêng biệt Hiện nay, việc dùng thực vật để xử lý nước thải mơ hình đất ngập nước nhân tạo nghiên cứu ứng dụng rộng rãi giới thuận lợi thực vật xử lý chi phí đầu tư thấp, có tính thẩm mỹ, giảm thiểu thấm lọc chất nhiễm Đồng thời chi phí trì hoạt động vùng đất ngập nước không đáng kể [23] Nằm quần thể khu di tích phố cổ Hội An (di sản văn hóa giới) chùa Cầu xem di tích có giá trị lớn mặt văn hóa, lịch sử kiến trúc tỉnh Quảng Nam Thế nhưng, thực trạng đáng báo động cảnh quan xung quanh chùa Cầu, nguồn nước nơi bị ô nhiễm nghiêm trọng Theo số liệu quan trắc Trung tâm kỹ thuật Thành phố Đà Nẵng tháng năm 2011 cho thấy chất lượng nước khu vực kênh chùa Cầu có hàm lượng COD vượt 1,84 lần, hàm lượng NH4+ vượt 18,4 lần, hàm lượng DO thấp 1,72 lần so với QCVN 08:2008 Để giải tình trạng này, năm, Hội An chi hàng trăm triệu đồng cho công tác xử lý nước thải tạm thời khu vực để phục vụ chương trình lễ hội Tuy nhiên, việc nạo vét kênh, xử lý nước chế phẩm sinh học giải pháp tình Trước thực trạng đó, việc đưa giải pháp để giải vấn đề nêu cần thiết cho TP Hội An Với sở khoa học thực tiễn nêu trên, để góp phần cung cấp giải pháp xử lý nước ô nhiễm khu vực chùa Cầu TP Hội An, thực đề tài “Nghiên cứu khả xử lý nước khu vực chùa Cầu TP Hội An mơ hình đất ngập nước nhân tạo dòng chảy thẳng đứng” Đề tài khơng nghiên cứu khả xử lý nước thải số lồi thực vật mà sở cho việc xây dựng mơ hình xử lý hiệu tạo cảnh quan đẹp cho khu vực chùa Cầu Mục tiêu nghiên cứu a Mục tiêu tổng quát Nghiên cứu góp phần cung cấp giải pháp xử lý nước ô nhiễm khu vực chùa Cầu TP Hội An mơ hình đất ngập nước nhân tạo b Mục tiêu cụ thể - Nghiên cứu khả tăng trưởng lồi thực vật xử lý mơi trường nước thải khu vực chùa Cầu TP Hội An mơ hình đất ngập nước nhân tạo dòng chảy thẳng đứng - Nghiên cứu khả xử lý nước thải khu vực chùa Cầu mơ hình đất ngập nước nhân tạo dòng chảy thẳng đứng Nội dung nghiên cứu - Đánh giá trạng chất lượng nước thải khu vực chùa Cầu TP Hội An; - Nghiên cứu khả sinh trưởng phát triển Phát lộc (Dracaena sanderiana), cỏ Vetiver (Vetiver zizanoides) Chuối nước (Heliconia psittacorum Sesse) thực địa; - Nghiên cứu khả xử lý Phát lộc (Dracaena sanderian) cỏ Vetiver (Vetiver zizanoides) Chuối nước (Heliconia psittacorum Sesse) mơ hình đất ngập nước nhân tạo dòng chảy thẳng đứng thơng qua số tiêu pH, DO, COD, Nitơ tổng, Phốtpho tổng CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tình hình nhiễm mơi trường nước giới Việt Nam 1.1.1 Ơ nhiễm mơi trường nước giới Vấn đề ô nhiễm nước thực trạng đáng ngại hủy hoại môi trường tự nhiên văn minh đương thời Môi trường nước dễ bị ô nhiễm, ô nhiễm từ đất, khơng khí làm nhiễm nước, ảnh hưởng lớn đến đời sống người sinh vật khác Trong thập niên 60, ô nhiễm nước lục địa đại dương gia tăng với nhịp độ đáng lo ngại Tiến độ ô nhiễm nước phản ánh trung thực tiến phát triển kỹ thuật công nghệ chẳng hạn Anh Quốc vào đầu kỷ 19, sơng Tamise uy nhiên, trở nên ô nhiễm vào kỷ Các sông khác có tình trạng tương tự trước người ta đưa biện pháp bảo vệ nghiêm ngặt Tại nước Pháp có nhiều sơng rộng lớn, vấn đề không khác Cuối kỷ 18, sơng lớn nước ngầm nhiều nơi khơng dùng làm nước sinh hoạt nữa, 5.000 km sông Pháp bị nhiễm mãn tính [13] Ngay Trung Quốc, hàng năm lượng chất thải nước thải công nghiệp thải thành phố thị trấn Trung Quốc tăng từ 23,9 tỷ m3 năm 1980 lên 73,1 tỷ năm 2006 Một lượng lớn nước thải chưa xử lý thải vào sông Hậu là, hầu sông, hồ ngày trở nên ô nhiễm Dựa việc đánh giá 140.000 km sông dọc đất nước Trung Quốc năm 2006, chất lượng nước 41,7% chiều dài sơng xếp loại chí thấp 21,8% loại [12] Sông Citarum, Indonesia, rộng 13.000km2, dòng sơng lớn Indonesia Theo số liệu Ngân hàng phát triển châu Á (ADB), sông Citarum cung cấp 80% lượng nước sinh hoạt cho 14 triệu dân thủ đô Jakarta, tưới cho cánh đồng cung cấp 5% sản lượng lúa gạo nguồn nước cho 2.000 nhà máy - nơi làm 20% sản lượng công nghiệp đảo quốc Tuy nhiên, dòng sơng nhiễm giới Citarum bãi rác di động, nơi chứa hóa chất độc hại nhà máy xả ra, thuốc trừ sâu trơi theo dòng nước từ cánh đồng chất thải người đổ xuống 1.1.2 Ơ nhiễm mơi trường nước Việt Nam Hiện Việt Nam, cấp, ngành có nhiều cố gắng việc thực sách pháp luật bảo vệ mơi trường, tình trạng nhiễm nước vấn đề đáng lo ngại Tốc độ cơng nghiệp hố thị hoá nhanh gia tăng dân số gây áp lực ngày nặng nề tài nguyên nước vùng lãnh thổ Môi trường nước nhiều đô thị, khu công nghiệp làng nghề ngày bị nhiễm nước thải, khí thải chất thải rắn Ở thành phố lớn, hàng trăm sở sản xuất công nghiệp gây ô nhiễm mơi trường nước khơng có cơng trình thiết bị xử lý chất thải Ô nhiễm nước sản xuất cơng nghiệp nặng Ví dụ: ngành công nghiệp dệt may, ngành công nghiệp giấy bột giấy, nước thải thường có độ pH trung bình từ - 11; số nhu cầu ơxy sinh hố (BOD), nhu cầu ơxy hố học (COD) lên đến 700mg/l 2.500mg/1; hàm lượng chất rắn lơ lửng cao gấp nhiều lần giới hạn cho phép [13] Hàm lượng nước thải ngành có chứa xyanua (CN-) vượt đến 84 lần, H2S vượt 4,2 lần, hàm lượng NH3 vượt 84 lần tiêu chuẩn cho phép nên gây ô nhiễm nặng nề nguồn nước mặt vùng dân cư [13] Tình trạng nhiễm nước đô thị thấy rõ thành phố Hà Nội thành phố Hồ Chí Minh Ở thành phố này, nước thải sinh hoạt hệ thống xử lý tập trung mà trực tiếp xả nguồn tiếp nhận (sông, hồ, kênh, mương) Mặt khác, nhiều sở sản xuất khơng xử lý nước thải, phần lớn bệnh viện sở y tế lớn chưa có hệ thống xử lý nước thải; lượng rác thải rắn lớn thành phố không thu gom hết được… nguồn quan trọng gây ô nhiễm nước Hiện nay, mức độ ô nhiễm kênh, sông, hồ thành phố lớn nặng [13] Về tình trạng nhiễm nước nông thôn khu vực sản xuất nơng nghiệp, Việt Nam có gần 76% dân số sinh sống nông thôn nơi sở hạ tầng lạc hậu, phần lớn chất thải người gia súc không xử lý nên thấm xuống đất bị rửa trôi, làm cho tình trạng nhiễm nguồn nước mặt hữu vi sinh vật ngày cao Theo báo cáo Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn, số vi khuẩn Feca coliform trung bình biến đổi từ 1.500-3.500MNP/100 ml vùng ven sông Tiền sông Hậu, tăng lên tới 3800-12.500MNP/p100ml kênh tưới tiêu Trong sản xuất nông nghiệp, lạm dụng loại thuốc bảo vệ thực vật, nguồn nước sông, hồ, kênh, mương bị ô nhiễm, ảnh hưởng lớn đến môi trường nước sức khoẻ nhân dân [13] 1.2 Nguồn gốc, tính chất, thành phần nước thải sinh hoạt 1.2.1 Nguồn gốc nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt nước thải bỏ sau sử dụng cho mục đích sinh hoạt cộng đồng: tắm, giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân… Chúng thường thải từ hộ, quan, trường học, bệnh viện, chợ công trình cơng cộng khác Lượng nước thải sinh hoạt khu dân cư phụ thuộc vào dân số, vào tiêu chuẩn cấp nước đặc điểm hệ thống thoát nước Tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt khu dân cư đô thị thường 100 đến 250 lít/ người.ngày đêm (đối với nước phát triển) [11],[4] 1.2.2 Thành phần tính chất nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt chiếm khoảng 80% lượng nước cấp cho sinh hoạt Nước thải sinh hoạt thường chứa tạp chất khác Các thành phần bao gồm: 52% chất hữu cơ, 48% chất vơ Ngồi nước thải sinh hoạt chứa nhiều loại sinh vật gây bệnh độc tố chúng Nước thải sinh hoạt thường chứa thành phần dinh dưỡng cao Nhiều trường hợp, lượng chất dinh dưỡng vượt nhu cầu phát triển vi sinh vật dùng xử lý phương pháp sinh học Trong cơng trình xử lý nước theo phương pháp sinh học, lượng dinh dưỡng cần thiết trung bình tính theo tỷ lệ BOD5: N: P 100: 5: [8] Bảng 1.1 Tải lượng ô nhiễm từ nước thải sinh hoạt Hệ số tải lượng Tải lượng ô nhiễm Chỉ tiêu ô nhiễm (g/người.ngày) (kg/ngày) Chất rắn lơ lửng 70 – 145 89 – 184,5 Amoni (N-NH4) 2,4 – 4,8 3,1 – 6,2 BOD5 nước lắng 45 – 54 57,2 – 68,7 Nitơ tổng – 12 7,6 – 15,2 Tổng photpho 0,8 – 4,0 1,02 – 5,1 COD 72 – 102 91,6 – 127,7 Dầu mỡ 10 – 30 12,7 – 38,1 Nguồn: Rapid Environmental Assessment WHO – 1992 Loại nước thải có chứa chất cặn bã, chất rắn lơ lửng (SS), hợp chất hữu dễ phân hủy sinh học, hợp chất dinh dưỡng (N, P), vi khuẩn … Nồng độ chất ô nhiễm nước thải sinh hoạt sau [8]: Bảng 1.2 Nồng độ chất ô nhiễm nước thải sinh hoạt Chỉ tiêu ô nhiễm Nồng độ ô nhiễm (mg/m3) Chất rắn lơ lửng 730 – 1510 Amoni (N-NH4) 25 – 1510 BOD5 469 – 563 Nitơ tổng 63 – 125 Tổng photpho – 42 COD 750 – 1063 Dầu mỡ 104 – 313 Nguồn: Hoàng Huệ - Xử lý nước thải Số liệu cho thấy nước thải sinh hoạt ô nhiễm hữu dinh dưỡng mức cao Bảng 1.3 Thành phần trung bình nước thải sinh hoạt Mức độ nhiễm Các chất có nước thải STT (mg/l) Nặng Trung bình Nhẹ Tổng chất rắn 1.000 500 200 Chất rắn hòa tan 700 350 120 Chất rắn khơng hòa tan 300 150 Tổng chất rắn lơ lửng 600 350 120 Chất rắn lắng 12 Oxy hòa tan 0 Nitơ tổng 85 50 25 Nitơ hữu 35 20 10 N-NH3 50 30 15 10 N-NO2 0,1 0,05 11 N-NO3 0,4 0,2 0,1 12 Clorua 175 100 15 13 Độ kiềm (mg CaCO3) 200 100 50 14 Chất béo 40 20 15 Tổng photpho Nguồn: Mackenzio L Davis, Susan J Macten, Principles of Environmental Engineering and Science Một tính chất đặc trưng nước thải sinh hoạt tất chất hữu bị phân hủy vi sinh vật khoảng 20-40% BOD thoát khỏi trình xử lý sinh học với bùn [11] 1.3 Các biện pháp xử lý ô nhiễm môi trường nước 1.3.1 Phương pháp học Sử dụng phương pháp học nhằm loại bỏ loại tạp chất với kích cỡ khác rơm cỏ, gỗ mẫu, bao bì, chất dẻo, giấy, cát, sỏi,… khỏi nước thải Phương pháp thường xử lý không triệt để nên thường giai đoạn làm sơ trước tiến hành xử lý nước thải phương pháp lý hóa học hay phương pháp sinh học Các cơng trình học sử dụng gồm: song chắn rác, lưới lọc, lắng cát, loại bể lắng, tách dầu mỡ, lọc học, xiclon thủy lực [7] 1.3.2 Các phương pháp hóa học hóa lý 1.3.2.1 Phương pháp hóa học Đó q trình khử trùng nước thải hóa chất (các chất clo, ơzơn), khử nito, phơtpho hợp chất hóa học keo tụ nước thải trước sử dụng lại Xử lý nước thải phương pháp hóa học thường khâu cuối dây chuyền công nghệ xử lý trước xả nguồn yêu cầu chất lượng cao cần thiết sử dụng lại nước thải [3] 1.3.2.2 Phương pháp hóa lý Phương pháp hóa lý sử dụng hóa chất (keo tụ trợ keo tụ) để tăng cường khả tách tạp chất không tan, keo phần chất hòa tan khỏi nước thải, chuyển hóa chất tan thành khơng tan lắng cặn thành chất không độc, thay đổi phản ứng (pH) nước thải (phương pháp trung hòa), khử màu nước thải,… [3] Phương pháp hóa học hóa lý khâu xử lý cuối (nếu mức độ xử lý đạt được, nước thải sử dụng lại) khâu xử lý sơ (khử chất độc hại chất ngăn cản hoạt động bình thường cơng trình xử lý, đảm bảo pH ổn định cho trình xử lý nước thải phương pháp sinh học tiếp theo, chuyển chất độc hại khó xử lý, khó lắng thành đơn giản lắng đọng keo tụ được,…) [3] 1.3.3 Phương pháp sinh học Các chất hữu dạng keo, huyền phù dung dịch nguồn thức ăn vi sinh vật Trong q trình hoạt động sống, vi sinh vật oxi hóa khử hợp chất hữu này, kết làm nước thải khỏi chất bẩn hữu [3] 1.3.3.1 Phương pháp sinh học hiếu khí Quá trình xử lý nước thải dựa oxi hóa chất hữu có nước thải nhờ oxy tự hòa tan Nếu oxi cấp thiết bị nhờ cấu tạo cơng trình, q tình xử lý sinh học hiếu khí điều kiện nhân tạo Ngược lại, oxy vận chuyển hòa tan nước nhờ yếu tố tự nhiên q trình xử lý sinh học hiếu khí điều kiện tự nhiên [3] Các cơng trình xử lý sinh học hiếu khí điều kiện nhân tạo thường dựa nguyên tắc hoạt động bùn hoạt tính (bể aeroten trộn, kênh oxy hóa tuần hoàn) màng sinh vật (bể lọc sinh học, đĩa sinh học) [3] Xử lý sinh học hiếu khí điều kiện tự nhiên thường tiến hành hồ (hồ sinh học oxy hóa, hồ sinh học ổn định) đất ngập nước (các loại bãi lọc, đầm lầy nhân tạo) [3] 1.3.3.2 Phương pháp sinh học kỵ khí Q trình xử lý dựa sở phân hủy chất hữu giữ lại cơng trình nhờ lên men kỵ khí Đối với hệ thống nước quy mơ nhỏ vừa người ta thường dùng cơng trình kết hợp việc tách cặn lắng (làm nước) với phân hủy yếm khí chất hữu pha rắn pha lỏng [3] Các cơng trình ứng dụng rộng rãi loại bể tự hoại, giếng thấm, bể lắng hai vỏ (bể lắng Imhoff), bể lắng kết hợp với ngăn lên men, bể lọc ngược qua tầng cặn kỵ khí (UASB) [3] 1.3.3.3 Các cơng trình xử lý nước thải phương pháp sinh học a Xử lý nước thải phương pháp sinh học điều kiện tự nhiên gồm cơng trình lọc nước thải qua đất (cánh đồng tưới cánh đồng lọc) cơng trình chứa đầy nước thải hồ nước (hồ sinh học) Điều kiện khí hậu diện tích xây dựng hạn chế việc phát triển phương pháp xử lý nước thải điều kiện tự nhiên [3] b Xử lý nước thải phương pháp sinh học điều kiện nhân tạo gồm công trình aeroten, biophin,… Q trình oxy hóa sinh học cơng trình diễn mạnh cánh đồng tưới, cánh đồng lọc hồ sinh học Vì tạo điều kiện để q trình làm việc tốt Nếu yêu cầu xử lý nước thải mức độ cao, sau xử lý sinh học nước thải cần xử lý hoàn chỉnh bể lọc cát, máy vi lọc, bể lọc hấp phụ,… [3] 1.4 Tổng quan đất ngập nước 1.4.1 Đất ngập nước tự nhiên Đất ngập nước hệ sinh thái quan trọng Trái Đất Hệ sinh thái từ kỉ cacbon môi trường đầm lầy sản sinh dự trữ nhiều nhiên liệu hóa thạch mà loài người sử dụng Đất ngập nước quý, nguồn tài nguyên có giá trị kinh tế cao, bồn chứa cacbon, nơi bảo tồn gen chuyển hóa vật liệu hóa học, sinh học [5] Theo Công ước Ramsar (năm 1971), đất ngập nước định nghĩa sau: Đất ngập nước coi vùng đầm lầy, than bùn vùng nước dù tự nhiên hay nhân tạo, ngập nước thường xuyên thời kỳ, nước tĩnh, nước chảy, nước ngọt, nước lợ hay nước mặn, bao gồm vùng biển mà độ sâu mực nước thủy triều mức thấp không vượt q 6m [5] Đất ngập nước đơi mô tả “những thận sinh cảnh” chúng thực chu trình thủy văn hóa học, nơi thu nhận hạ nguồn chất thải có nguồn gốc tự nhiên nhân sinh Chúng làm nước ô nhiễm, ngăn ngừa ngập lụt, bảo vệ bờ biển tái nạp tầng chứa nước ngầm Thêm nữa, vai trò quan trọng khác đất ngập nước cung cấp nơi cư trú cho nhiều động thực vật hoang dã Ngoài ra, vùng đất ngập nước có diện tích khoảng vài chục có khả lọc xử lý nước thải tương đương với trạm xử lý nước với giá phải xây dựng hàng triệu USD [5] 1.4.2 Đất ngập nước nhân tạo 1.4.2.1 Các dạng đất ngập nước nhân tạo a Đất ngập nước dòng chảy bề mặt (surface flow wetland) hay bãi lọc trồng ngập nước 10 ngập nước có dòng chảy đứng từ cao xuống tạo điều kiện cho oxi khơng khí khuyếch tán vào dòng nước làm tăng hàm lượng oxi * COD COD nhu cầu oxy hoá học tức nhu cầu oxy hoá cần thiết cho oxy hoá học chất đơn vị mẫu nước (mg/1) [10] COD thông số quan trọng để khảo sát, đánh giá trạng ô nhiễm xác định hiệu cơng trình xử lý nước Sự thay đổi COD lơ thí nghiệm thể bảng 3.4 hình 3.3 QCVN 08:2008 Hình 3.3 Sự thay đổi hàm lượng COD lơ thí nghiệm Nhìn chung qua kết cho thấy, thay đổi hàm lượng COD qua thời gian thí nghiệm tương đối cao Hàm lượng COD giảm nhanh ngày đầu với hiệu suất đạt 50,88 - 60,98% hiệu xử lý chậm dần ngày sau đó: hiệu xử lý khoảng 55 đến 64% thời gian lưu nước ngày, hiệu xử lý cao ngày 62 - 70% Qua kết phân tích phương sai (ANOVA) kiểm tra LSD cho thấy ngày thay đổi hàm lượng COD lô I trồng Phát lộc lô II trồng Vetiver lớn so với lô III trồng Chuối nước 1,35 lần (α= 0,05) Đối chiếu với QCVN 08 : 2008 cho thấy kết phân tích chất lượng nước đầu đều đạt tiêu chuẩn cột A So sánh với kết nghiên cứu Đinh Diệp Anh Tuấn (2006) [15] với hiệu suất cải thiện hàm lượng COD Sậy đạt 83% sau ngày cho thấy hiệu suất xử lý hàm lượng COD loài thực vật nghiên cứu thấp so với Sậy 33 * N tổng Trong nước thải đô thị, hợp chất chứa nitơ sản phẩm trình phân hủy sinh học protein Nitơ thường tồn dạng: N hữu cơ, N-NH3, N-NO2, N-NO3 Nitơ hữu thường gồm thành phần tự nhiên như: peptit, protein, urê, axit nucleic lượng lớn hợp chất hữu tổng hợp Sự diện nitơ nước thải cần thiết để đánh giá hiệu xử lý nước thải trình sinh học [8] Sự thay đồi hàm lượng N tổng hiệu suất xử lý thể bảng 3.4 hình 3.4 Hình 3.4 Sự thay đổi hàm lượng N tổng lơ thí nghiệm Sự thay đổi hàm lượng N tổng trình bày bảng 3.4 hình 3.4 cho thấy, ngày, hàm lượng N tổng giảm xuống khoảng 26 - 48 %, tới ngày lưu nước thứ hàm lượng N tổng tiếp tục giảm tốc độ chậm lại so với thời gian ngày xử lý khoảng 38 - 55% so với hàm lượng đầu vào Sau ngày lưu nước hiệu suất xử lý N tổng tăng nhanh khoảng 92 - 96% Vì hàm lượng N tổng đầu vào thấp có giá trị từ 2,54 – 3,57 hàm lượng N tổng nước đầu sau xử lý thời gian 2, 4, ngày đạt loại A QCVN 24: 2009/BTNMT Sau ngày thay đổi hàm lượng N tổng khơng có khác có ý nghĩa (α= 0,05) Hàm lượng N tổng giảm nhờ q trình nitrat hóa, hệ vi sinh vật xung quanh rễ hấp thụ thực phản ứng sinh hóa chuyển thành chất dinh dưỡng 34 giúp hấp thụ Ngồi nhiệt độ mơi trường, phản ứng hóa học chuyển thành chất bay (N2) [21] * P tổng Cũng nitơ, phốtpho chất dinh dưỡng cần thiết cho tất tế bào sống thành phần tự nhiên nước thải Dạng tồn phốtphat – muối axit photphoric Nước thải đô thị thường chứa P với nồng độ dao động từ 10 – 20 mg/l, phần lớn có nguồn gốc từ chất tẩy rửa [8] Sự thay đổi hàm lượng P tổng hiệu suất xử lý lơ thí nghiệm trình bày bảng 3.4 hình 3.5 QCVN 24:2009 Hình 3.5 Sự thay đổi hàm lượng P tổng lơ thí nghiệm Qua kết phân tích cho thấy ngày, khả xử lý hàm lượng P tổng lơ thí nghiệm tương đương (α= 0,05) giảm nhanh xuống 98%, tới ngày lưu thứ hàm lượng P tổng giảm 99% So với QCVN 24: 2009/BTNMT hàm lượng P tổng nước thải đầu đạt tiêu chuẩn loại A Hiệu suất xử lý hàm lượng P tổng cao phần lớn Photpho hấp phụ lên bề mặt cát đồng thời bị phân hủy hệ vi sinh vật vùng rễ thực vật [22] Ngoài hàm lượng P đầu vào tương đối thấp khoảng 6,5 mg/l, hàm lượng P sau xử lý đạt loại A QCVN 24:2009/BTNMT Theo nghiên cứu Đinh Diệp Anh Tuấn (2006) [15] cho thấy hiệu suất xử lý hàm lượng P tổng Sậy đạt 96% sau ngày lưu nước thấp so với loài thực vật nghiên cứu dao động khoảng 99,36 đến 99,67% 35 Như vậy, sau q trình thí nghiệm, nhận thấy loài thực vật phát triển tốt Tuy nhiên, sau xử lý với thời gian lưu nước ngày nước đầu lơ thí nghiệm đạt tiêu chuẩn hiệu suất xử lý tăng chậm sau ngày để tăng tốc độ xử lý hệ thống chọn thời gian lưu nước ngày hợp lý Đánh giá cảm quan cho thấy, nước thải đầu không màu không mùi, hàm lượng chất hữu nước giảm, thời gian phần lớn tiêu điều đạt tiêu chuẩn 36 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận 1) Chất lượng nước khu vực kênh chùa Cầu so với TCCP chất lượng nước mặt (QCVN 08:2008) TCCP chất lượng nước thải cơng nghiệp (QCVN 24:2009) có dấu hiệu ô nhiễm Hàm lượng Phốtpho tổng khoảng 6,58 ± 0,27 mg/l, hàm lượng DO khoảng 0,8 ± 0,04 mg/l, COD có giá trị 15,23 ± 0,31 mg/l cao so với cột A TCCP chất lượng nước mặt (QCVN 08:2008) 2) Các loài Phát lộc (Dracaena sanderiana), Chuối nước (Heliconia psittacorum Sesse) cỏ Vetiver (Vetiver zizanoides) phát triển tốt môi trường nước khu vực kênh chùa Cầu Sau 30 ngày thí nghiệm, chiều cao loài thực vật tăng từ 1,11 – 1,52 lần, chiều dài rễ tăng từ 1,56 – 1,64 lần; sau 60 ngày chiều cao tăng từ 1,20 – 12,32 lần, chiều dài rễ tăng từ 2,42 – 3,94 lần 3) Mơ hình đất ngập nước nhân tạo có hiệu suất xử lý chất ô nhiễm cao Sau ngày hiệu suất xử lý COD đạt khoảng 51 - 70%, hiệu suất xử lý N tổng đạt khoảng 26 – 48% hiệu suất xử lý P tổng đạt khoảng 98 - 99% Khả xử lý chất ô nhiễm lô thí nghiệm khác không đáng kể sử dụng hệ thống đất ngập nước nhân tạo dòng chảy thẳng đứng với loài Phát lộc (Dracaena sanderiana), Chuối nước (Heliconia psittacorum Sesse) Vetiver (Vetiver zizanoides) cải thiện môi trường nước khu vực kênh chùa Cầu TP Hội An Kiến nghị Với kết nghiên cứu cho thấy khả xử lý hệ thống đất ngập nước với loài Phát lộc (Dracaena sanderiana), Chuối nước (Heliconia psittacorum Sesse) Vetiver (Vetiver zizanoides) trồng lồi kết hợp cải thiện mơi trường nước, tạo cảnh quan khu vực chùa Cầu Tuy nhiên, đề tài chưa đánh giá cụ thể hiệu suất xử lý loài thực vật lớp vật liệu mơ hình đất ngập nước nhân tạo cần có nghiên cứu nhằm đánh giá xác hiệu suất xử lý lồi thực vật để chọn lồi có khả cải thiện môi trường tốt 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt [1] Nguyễn Việt Anh (2006), Xử lý nước thải sinh hoạt bãi lọc ngầm trồng dòng chảy thẳng đứng điều kiện Việt Nam, Trường ĐH Xây dựng [2] Đại học xây dựng Hà Nội (2006), Hội thảo khoa học bãi lọc trồng xử lý nước thải [3] Trần Đức Hạ (2010), Xử lý nước thải đô thị, Đà Nẵng [4] Nguyễn Thị Hường (2010), Bài giảng môn xử lý nước thải, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ TP HCM [5] Lê Văn Khoa, Đất ngập nước, Nhà xuất Giáo dục [6] Trần Ngọc Nam (2009), Khả xử lý nước thải sinh hoạt cỏ vertiver lục bình mơ hình đất ngập nước, Đồ án tốt nghiệp, Trường ĐH kỹ thuật công nghệ TP Hồ Chí Minh [7] Lương Đức Phẩm (2003), Cơng nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học, Nhà xuất Giáo dục [8] Nguyễn Văn Phước (2007), Xử lý nước thải sinh hoạt công nghiệp phương pháp sinh học, Hà Nội, Nhà Xuất Xây dựng [9] Sở Tài nguyên Môi trường thành phố Đà Nẵng, Báo cáo 10 năm trạng môi trường thành phố Đà Nẵng (1997-2007), NXB Đà Nẵng [10] Nguyễn Thanh Sơn (2005), Đánh giá tài nguyên nước Việt Nam, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội [11] Lâm Vĩnh Sơn, Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước thải,Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ TP HCM [12] Nguyễn Hồng Thái, Nguyễn Khắc Bách, Lê Đăng Tỉnh (2009), Ô nhiễm nước giới, Đại học Nông Nghiệp Hà Nội, Hà Nội [13] Lê Thị Thủy (2009), Ô nhiễm nước hậu nó, Đại học Nơng lâm TP Hồ Chí Minh [14] Trường Đại học Y khoa Thái Nguyên (2007), Môi trường độc chất, Nhà xuất Y học Hà Nội 38 [15] Đinh Diệp Anh Tuấn (2006), “Nghiên cứu ứng dụng xử lý nước thải sinh hoạt đất ngập nước nhân tạo địa bàn Cần Thơ”, Luận văn thạc sĩ Công nghệ môi trường, Viện Mơi trường Tài ngun, TP Hồ Chí Minh [16] Lê Anh Tuấn (2007), Xử lý nước thải ao nuôi cá nước đất ngập nước kiến tạo, Đại học Cần Thơ Tài liệu Tiếng Anh [17] S.Y Chan, Y.F Tsang, L.H Cui, H Chua(2008), “Domestic wastewater treatment using batch-fed constructed wetland and predictive model development for NH3-N removal”, Process Biochemistry (43), pp 297–305 [18] Dennis Konnerup, Thammarat Koottatep, Hans Brix (2008), Treatment of domestic wastewater in tropical, subsurface flow constructed wetlands planted withCanna and Heliconia, Thailand [19] S R M Kutty, S N I Ngatenah, M H Isa, A Malakahmad, Nutrients Removal from Municipal Wastewater Treatment Plant Effluent using Eichhornia Crassipes, Civil Engineering Department,,Universiti Teknologi petronas [20] Gerardo F Parco and Andreas Kanzler (GTZ), Engineered Reed Bed Treatment System as a Low Cost Sanitation Option for the Philippines [21] Renee Lorian (2001), Constructed Wetlands: Passive systems for Wastewater treatment, Technology Status Report prepared for the US EPA Technology Innovation Office under a National Network of Environmental Management Studies Fellowship [22] Noor Ida Amalina Binti Ahamad Nordin (2006), Leachate treatment using constructed wetland with magnetic field, Master of Engineering Project, Faculty of Civil Engineering, University Technology Malaysia [23] Suthan S Suthersan, Remediation engineering design concepts [24] Bindu T and Ramasamy E.V, Phytoremediation of domestic wastewater with Colocasia esculenta, School of Environmental Sciences, Mahatma Gandhi University, Kottayam, Kerala-686008 [25] Yulinah Trihadiningrum1, Hassan Basri 2, Muhammad Mukhlisin 2, Denny Listiyanawati1, Nurul ‘Ain bt Ab Jalil 2, Phytotechnology, a Nature-Based Approach for Sustainable Water Sanitation and Conservation 39 PHỤ LỤC Cây Chuối nước lúc ban đầu Cây Chuối nước sau 30 ngày Cây Chuối nước sau 60 ngày Cây Phát lộc lúc ban đầu Cây Phát lộc sau 30 ngày Cây Phát lộc sau 60 ngày 40 Cỏ Vetiver lúc ban đầu Cỏ Vetiver sau 30 ngày Cỏ Vetiver sau 60 ngày Mẫu nước đầu vào đầu mô hình đất ngập nước sau ngày xử lý Mẫu nước đầu vào đầu mơ hình đất ngập nước sau ngày xử lý Mẫu nước đầu vào đầu mơ hình đất ngập nước sau ngày xử lý 41 Rễ cỏ Vetiver phát triển giỏ sau 60 ngày Một góc hồ điều hòa khu vực Chùa Cầu Xây dựng mơ hình ban đầu Mơ hình thí nghiệm Dụng cụ lấy mẫu nước Lấy mẫu nước 42 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG, HÌNH ẢNH MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài .2 Mục tiêu nghiên cứu .3 Nội dung nghiên cứu .3 CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tình hình ô nhiễm môi trường nước giới Việt Nam .4 1.1.1 Ơ nhiễm mơi trường nước giới 1.1.2 Ô nhiễm môi trường nước Việt Nam 1.2 Nguồn gốc, tính chất, thành phần nước thải sinh hoạt .6 1.2.1 Nguồn gốc nước thải sinh hoạt 1.2.2 Thành phần tính chất nước thải sinh hoạt .6 1.3 Các biện pháp xử lý ô nhiễm môi trường nước 1.3.1 Phương pháp học 1.3.2 Các phương pháp hóa học hóa lý 1.3.2.1 Phương pháp hóa học 1.3.2.2 Phương pháp hóa lý 1.3.3 1.4 Phương pháp sinh học 1.3.3.1 Phương pháp sinh học hiếu khí 1.3.3.2 Phương pháp sinh học kỵ khí 1.3.3.3 Các cơng trình xử lý nước thải phương pháp sinh học Tổng quan đất ngập nước 10 1.4.1 Đất ngập nước tự nhiên .10 1.4.2 Đất ngập nước nhân tạo 10 1.4.2.1 Các dạng đất ngập nước nhân tạo 10 1.4.2.2 Cơ chế loại bỏ chất ô nhiễm đất ngập nước nhân tạo 12 1.4.2.3 Chức thực vật môi trường đất ngập nước 18 1.4.2.4 Những ưu, nhược điểm hệ thống đất ngập nước nhân tạo xử lý nước thải 19 1.4.2.5 Tình hình nghiên cứu sử dụng đất ngập nước xử lý ô nhiễm giới Việt Nam 20 43 1.5 Tổng quan Thành phố Hội An 21 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1 Phạm vi đối tượng nghiên cứu 23 2.1.1 Phạm vi nghiên cứu 23 2.1.2 Đối tượng nghiên cứu .23 2.1.2.1 Loài thực vật nghiên cứu 23 2.1.2.2 Nguồn nước nghiên cứu 24 2.2 Thời gian địa điểm nghiên cứu .25 2.3 Phương pháp nghiên cứu 25 2.3.1 Phương pháp hồi cứu số liệu 25 2.3.2 Trong phòng thí nghiệm 25 2.3.3 Ngoài thực địa 25 2.3.3.1 Phương pháp lấy mẫu nước 25 2.3.3.2 Bố trí thí nghiệm 25 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 28 3.1 Chất lượng nước khu vực chùa Cầu Thành phố Hội An 28 3.2 Khả sinh trưởng phát triển loài thực vật thực địa 29 3.3 Khả xử lý nước khu vực chùa Cầu hệ thống đất ngập nước nhân tạo 29 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 37 Kết luận 37 Kiến nghị 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 44 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BOD : Nhu cầu oxy sinh hóa (Biochemical Oxygen Demand) COD : Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand) DO : Hàm lượng oxy hòa tan nước (Dissolved Oxygen) HSF : Đất ngập nước nhân tạo dòng chảy ngầm theo phương ngang (Horizontal subsurface flow) QCVN: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia N tổng: Tổng Nitơ Kjeldahl (Total Kjeldahl Nitơ ) P tổng : Tổng Photpho (Total Phospho) TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam TCCP: Tiêu chuẩn cho phép TP: Thành phố VSF: Đất ngập nước nhân tạo dòng chảy ngầm theo phương thẳng đứng (vertical subsurface flow) 45 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Tải lượng ô nhiễm từ nước thải sinh hoạt Bảng 1.2 Nồng độ chất ô nhiễm nước thải sinh hoạt Bảng 1.3 Thành phần trung bình nước thải sinh hoạt Bảng 3.1 Chất lượng nước khu vực Chùa Cầu TP Hội An 28 Bảng 3.2 Chất lượng nước sinh hoạt số nghiên cứu khác 28 Bảng 3.3 Sự thay đổi chiều cao rễ loài thực vật 29 Bảng 3.4 Sự thay đổi tiêu môi trường lơ thí nghiệm 30 46 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Bãi lọc trồng dòng chảy mặt 11 Hình 1.2 Bãi lọc trồng dòng chảy ngầm 12 Hình 1.3 Quy trình chuyển hóa BOD/Cacbon đất ngập nước .13 Hình 1.4 Quy trình chuyển hóa hạt rắn đất ngập nước 14 Hình 1.5 Quy trình chuyển hóa Nitơ đất ngập nước 15 Hình 1.6 Quy trình chuyển hóa photpho đất ngập nước 16 Hình 1.7 Quá trình loại bỏ vi khuẩn đất ngập nước 18 Hình 1.8 Quá trình chuyển hóa chất hữu nhờ vi sinh vật thực vật .19 Hình 2.1 Cây phát lộc (Dracaena sanderiana) .23 Hình 2.2 Cây chuối nước (Heliconia psittacorum Sesse) .24 Hình 2.3 Cỏ Vetiver (Vetiver zizanoides) 24 Hình 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 26 Hình 2.5 Mơ hình bãi lọc thực vật 27 Hình 3.1 Sự thay đổi độ pH lơ thí nghiệm 31 Hình 3.2 Sự thay đổi hàm lượng DO lơ thí nghiệm 32 Hình 3.3 Sự thay đổi hàm lượng COD lơ thí nghiệm 33 Hình 3.4 Sự thay đổi hàm lượng N tổng lơ thí nghiệm .34 Hình 3.5 Sự thay đổi hàm lượng P tổng lơ thí nghiệm 35 47 ... vật xử lý mơi trường nước thải khu vực chùa Cầu TP Hội An mô hình đất ngập nước nhân tạo dòng chảy thẳng đứng - Nghiên cứu khả xử lý nước thải khu vực chùa Cầu mơ hình đất ngập nước nhân tạo dòng. .. cho TP Hội An Với sở khoa học thực tiễn nêu trên, để góp phần cung cấp giải pháp xử lý nước ô nhiễm khu vực chùa Cầu TP Hội An, thực đề tài Nghiên cứu khả xử lý nước khu vực chùa Cầu TP Hội An. .. mơ hình đất ngập nước nhân tạo dòng chảy thẳng đứng” Đề tài khơng nghiên cứu khả xử lý nước thải số loài thực vật mà sở cho việc xây dựng mơ hình xử lý hiệu tạo cảnh quan đẹp cho khu vực chùa Cầu