Đánh giá khả năng xử lý nước thải nuôi tôm của mô hình đất ngập nước nhân tạo dòng chảy đứng bằng cây sậy

Nội dung nghiên cứu: Tiến hành kiểm tra chất lượng nước thải nuôi tôm trước khi xử lý, sau đó sử dụng mô hình thí nghiệm đất ngập nước nhân tạodòng chảy đứng bằng cây sậy tiến hành kiểm

KHOA HÓA

-TRẦN THỊ HẢI TRÚC Tên đề tài:

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NUÔI TÔM CỦA MÔ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO DÒNG

CHẢY ĐỨNG BẰNG CÂY SẬY

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

CỬ NHÂN KHOA HỌC

Đà Nẵng - 2018

KHOA HÓA -

Tên đề tài:

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NUÔI TÔM CỦA MÔ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO DÒNG CHẢY ĐỨNG BẰNG CÂY

SẬY

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN KHOA HỌC

Sinh viện thực hiện : TRẦN THỊ HẢI TRÚC

Giáo viên hướng dẫn : NGÔ THỊ MỸ BÌNH

Đà Nẵng - 2018

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Trần Thị Hải Trúc Lớp: 14CQM

1 Tên đề tài: Đánh giá khả năng xử lý nước thải nuôi tôm của mô hình đất ngập nước nhân tạo dòng chảy đứng bằng cây sậy.

2 Nguyên liệu, dụng cụ và thiết bị:

- Loại thực vật có khả năng xử lý nước thải: cây sậy

- Bình định mức các loại - Đũa thủy tinh

3 Nội dung nghiên cứu: Tiến hành kiểm tra chất lượng nước thải nuôi tôm trước khi xử lý, sau đó sử dụng mô hình thí nghiệm đất ngập nước nhân tạo

dòng chảy đứng bằng cây sậy tiến hành kiểm tra khả năng xử lý chất ô nhiễm của mô hình thông qua các chỉ tiêu: pH, NH 4 + , SS, COD, PO 4 3- .

4 Giáo viên hướng dẫn: ThS Ngô Thị Mỹ Bình

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho Khoa ngày 24 tháng 4 năm 2018

Kết quả điểm đánh giá:

Ngày….tháng….năm 2018 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Ký và ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc em xin chân thành cảm ơn: ThS Ngô Thị

Mỹ Bình - Khoa Hóa Học, trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng người đã giao đề tài, tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành đề tài này.

Qua đây, em xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các thầy cô trong Khoa Hóa học và toàn thể các thầy cô đã dạy em trong suốt khóa học tại trường ĐH Sư Phạm Đà Nẵng.

Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và người thân đã động viên và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình học và làm khóa luận.

Việc thực hiện khóa luận là bước đầu làm quen với nghiên cứu khoa học, do thời gian và trình độ có hạn nên bài khóa luận của em không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được các thầy cô giáo và các bạn góp ý để khóa luận của em được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT i

DANH MỤC BẢNG ii

DANH MỤC HÌNH ẢNH iii

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Lí do chọn đề tài 1

3 Mục đích, mục tiêu nghiên cứu 2

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

5 Phương pháp nghiên cứu 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 4

1.1 Tổng quan về nước nuôi tôm 4

1.1.1 Nước mặt 4

1.1.2 Nước thải 4

1.1.3 Nước nuôi tôm 4

1.1.4 Các vấn đề môi trường liên quan đến hoạt động nuôi tôm 5

1.1.5 Các thông số đánh giá chất lượng nước thải thủy sản 8

1.1.6 Một số phương pháp xử lí được sử dụng cho nước thải thủy sản 10 1.2 Tổng quan về mô hình đất ngập nước nhân tạo 12

1.2.1 Khái niệm 12

1.2.2 Phân loại đất ngập nước nhân tạo 13

1.2.3 Tổng quan xử lí nước thải bằng sậy 14

1.2.4 Những thuận lợi và khó khăn khi sử dụng hệ thống đất ngập nước nhân tạo để xử lý nước thải 15

1.2.5 Các mô hình đất ngập nước nhân tạo đã được thử nghiệm 16

1.3 Cơ chế của quá trình xử lý chất ô nhiễm trong hệ thống đất ngập nước 19 1.3.1 Các quá trình diễn ra trong hệ thống đất ngập nước 19

1.3.2 Các quá trình xử lý chất ô nhiễm trong đất ngập nước nhân tạo 20

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

2.1 Vật liệu 24

2.2 Thực nghiệm 25

2.2.1 Đo các chỉ tiêu 25

2.2.2 Xử lý số liệu 29

2.2.3 Mô hình thí nghiệm 29

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31

3.1 Mô hình đất ngập nước kiến tạo 31

3.2 Lấy mẫu nước 33

3.3 Phân tích các chỉ tiêu đầu vào của mẫu nước 34

3.4 Kết quả phân tích các chỉ tiêu đầu ra của mô hình ở thời gian lưu 24h 35

3.5 Kết quả phân tích các chỉ tiêu đầu ra của mô hình ở thời gian lưu 48h 38

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 43

TÀI LIỆU THAM KHẢO 44

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT NTTS : Nuôi trồng thủy sản

CPSH : Chế phẩm sinh học

ĐBSCL : Đồng bằng sông Cửu Long

TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

QCVN : Quy chuẩn Việt Nam

COD : Nhu cầu oxy hóa học

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2 1 Một số dụng cụ và thiết bị 24

Bảng 2 2 Hóa chất dùng trong phân tích mẫu nước 24

Bảng 2 3 Quy trình lập đường chuẩn của K 2 Cr 2 O 7 26

Bảng 2 4 Quy trình lập đường chuẩn 27

Bảng 2 5 Quy trình thiết lập đường chuẩn 28

Bảng 3 1 Bảng ký hiệu mẫu 34

Bảng 3 2 Nồng độ đầu vào của nước nuôi tôm 35

Bảng 3 3.Nồng độ các chất sau thời gian lưu 24h 36

Bảng 3 4 Nồng độ các chất sau thời gian lưu 48h 38

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 1 Sơ dồ đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm theo chiều ngang 13

Hình 1 2 Sơ đồ đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm theo chiều đứng 14

Hình 1 3 Sơ đồ chuyển hóa nito trong đất 22

Hình 3 1 Ống thu nước ra 31

Hình 3 2 Lớp đá 1x2 ở dưới đáy 31

Hình 3 3 Lớp sỏi nhỏ 32

Hình 3 4 Lớp đá mịn 32

Hình 3 5 Lớp các vàng phía trên cùng 32

Hình 3 6 Mô hình sau khi trồng cây sậy 33

Hình 3 7 Mô hình khi cây sậy phát triển 33

Hình 3 8 Biểu đồ tổng hợp kết quả phân tích pH 39

Hình 3 9 Biểu đồ tổng hợp kết quả phân tích SS 39

Hình 3 10 Biểu đồ tổng hợp kết quả phân tích COD 40

Hình 3 11 Biểu đồ tổng hợp kết quả phân tích NH + 41

4 Hình 3 12 Biểu đồ tổng hợp kết quả phân tích PO 3- 41

4

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Nước ta với hệ thống sông ngòi dày đặc và có đường bờ biển dài hơn 3.260 km, nên rất thuận lợi cho việc phát triển hoạt động nuôi trồng thủy sản Trong thời gian qua, hoạt động nuôi trồng thủy sản đã và đang phát triển với tốc độ khá nhanh, thu được hiệu quả kinh tế – xã hội đáng kể, từng bước góp phần thay đổi cơ cấu kinh tế ở các vùng ven biển, nông thôn, góp phần giải quyết việc làm, tăng thu nhập và xoá đói, giảm nghèo.

Tuy nhiên sự phát triển nuôi trồng thủy sản mạnh mẽ lại kéo theo các tác động môi trường diễn ra ở quy mô ngày càng lớn và hết sức đa dạng, đặc biệt là làm suy giảm chất lượng môi trường nước xung quanh khu vực nuôi trồng Mà lượng nước thải từ ao nuôi là nguồn gốc chủ yếu làm nhiễm bẩn nước Một số kết quả nghiên cứu khoa học cho thấy, chỉ có 17% trọng lượng khô của thức ăn cung cấp cho ao nuôi được chuyển thành sinh khối, phần còn lại được thải ra môi trường dưới dạng phân

và chất hữu cơ dư thừa thối rữa vào môi trường Đối với các ao nuôi công nghiệp chất thải trong ao có thể chứa đến trên 45% nitơ và 22% là các chất hữu cơ khác Các loại chất thải chứa nitơ và phốtpho ở hàm lượng cao có thể gây nên hiện tượng phú dưỡng làm ô nhiễm môi trường nước Với khả năng gây ô nhiễm cao như vậy nhưng hầu hết nước thải từ các ao nuôi thủy sản đều được xả trực tiếp vào các nguồn tiếp nhận mà không qua giai đoạn xử lý nào Vì vậy, vấn đề đặt ra là cần phải có biện pháp

xử lý ô nhiễm của nguồn thải này một cách đơn giản nhưng không kém phần hiệu quả, phù hợp với điều kiện kinh tế và môi trường.

2 Lí do chọn đề tài

Đất ngập nước nhân tạo là các khu vực đất ngập nước được con người thiết kế

để xử lí nước thải Hệ thống đất ngập nước nhân tạo có chi phí vận hành và bảo trì thấp, ít tiêu thụ năng lượng, không đòi hỏi kĩ thuật vận hành cao và thân thiện với môi trường Bên cạnh đó, sinh khối của thực vật trong hệ thống có thể được dùng làm thức ăn cho vật nuôi, làm nguyên liệu sợi hoặc phân bón hữu cơ Tuy nhiên, diện tích

việc lựa chọn phương pháp xử lí này, do đó đất ngập nước nhân tạo chỉ

có thể áp dụng ở những nơi giá đất còn thấp.

Cây sậy là loại thực vật đất ngập nước thường được sử dụng để xử lí nước thải Một số loại cây khác cũng đã được nghiên cứu trồng ở đất ngập nước nhân tạo để xử lí nước thải như:cỏ vetiver, cây bồn bồn, cây bèo tây, cây chuối hoa.

Dựa vào các cơ sở khoa học trên, nghiên cứu “Đánh giá khả năng xử lý nước thải nuôi tôm của mô hình đất ngập nước nhân tạo dòng chảy đứng bằng cây sậy.” được thực hiện nhằm khảo sát các thông số vận hành như thời gian lưu nước, khả năng xử lý các hợp chất hữu cơ của khu đất ngập nước nhân tạo trồng cây sậy để xử lí nước nuôi tôm Kết quả có thể mở ra khả năng ứng dụng thiết kế khu đất ngập nước nhân tạo để xử lí nước thải nuôi tôm tại các khu chăn nuôi khác, đồng thời tạo cảnh quan môi trường cho khu vực.

3 Mục đích, mục tiêu nghiên cứu a) Mục đích

- Dựa vào tài liệu sẵn có, thông tin đã biết để tìm hiểu về thuộc tính xử

lý nước thải của mô hình đất ngập nước nhân tạo.

- Sử dụng mô hình thí nghiệm hệ thống đất ngập nước nhân tạo chảy ngầm trồng cây để kiểm tra khả năng xử lí chất ô nhiễm của mô hình.

- Đánh giá hiện trạng chất lượng môi trường nước tại ao nuôi tôm thuộc thôn Trường Định, xã Hòa Liên, huyện Hòa Vang, thành phố Đà Nẵng so với quy chuẩn.

- Tiến hành kiểm tra chất lượng nước trước khi xử lý, sau đó sử dụng

mô hình thí nghiệm tiến hành kiểm tra khả năng xử lý chất ô nhiễm của mô hình đất ngập nước.

- Tiến hành kiểm tra các giá trị: pH, NH 4 + , SS, COD, PO 4 3- để kiểm chứng hiệu quả xử lý đối với các chỉ tiêu này của mô hình đất ngập nước.

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu a) Đối tượng

5 Phương pháp nghiên cứu

a) Phương pháp nghiên cứu trên mô hình thí nghiệm

- Xây dựng mô hình thí nghiệm để kiểm tra khả năng xử lý của các loại thực vật.

- Thu thập và tổng hợp tài liệu từ thư viện, một số đề tài nghiên cứu ,

lý thuyết liên quan.

b) Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm

Mẫu nước lấy từ địa điểm cần phân tích, có ghi rõ ngày, giờ, thời gian lấy mẫu Sau đó mẫu nước được chuyển đến phòng phân tích chất lượng nước càng sớm càng tốt Sau khi nước thải được đưa đến phòng phân tích, tiến hành bảo quản mẫu và phân tích các chỉ tiêu cần nghiên cứu theo đúng quy định.

c) Phương pháp xử lý số liệu

- Đo đạc, tính toán, tổng hợp các số liệu nghiên cứu Thể hiện, thống

kê các kết quả, thông số bằng đồ thị, biểu đồ Phân tích, đánh giá, nhận xét các thông số thực nghiệm.

- Sử dụng các phần mềm Word để viết văn bản, Excel để tính toán.

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về nước nuôi tôm 1.1.1 Nước

mặt

Nước mặt là nước phân bố trên mặt đất, nước trong các đại dương, sông, suối, ao hồ, đầm lầy Đặc điểm của tài nguyên nước mặt là chịu ảnh hưởng lớn từ điều kiện khí hậu và các tác động khác do hoạt động kinh tế của con người; nước mặt dễ bị ô nhiễm và thành phần hóa lý của nước dễ bị thay đổi; khả năng hồi phục trữ lượng của nước nhanh nhất ở vùng thường có mưa.

1.1.2 Nước thải

Theo Nghị định số 80/2014/NĐ-CP nước thải là nước đã bị thay đổi đặc điểm, tính chất do sử dụng hoặc do các hoạt động của con người

xả vào hệ thống thoát nước hoặc ra môi trường

1.1.3 Nước nuôi tôm [1]

Nước nuôi tôm chứa nhiều chất hữu cơ, chất rắn lơ lững, H 2 S, NH 3 , vi sinh vật, các hợp chất của N, P… được tạo ra từ quá trình phân hủy chất hữu cơ Nitơ và phốtpho là những nguyên tố chủ yếu trong chất thải bắt nguồn từ thức ăn Việc cho thức ăn quá nhiều, nước không ổn định, thức ăn dễ tan, thức ăn khó hấp thu và khả năng duy trì nitơ , là những yếu tố liên quan với nước thải có chứa nhiều nitơ và phôtpho Thức ăn thừa-nguyên nhân chính dẫn đến lượng nitơ cao, chiếm tỷ lệ từ 30

- 40% Có khoảng 63 - 78% nitơ và 76 - 80% photpho cho tôm ăn bị thất thoát vào môi trường Nitơ dưới dạng protein được tôm hấp thu và bài tiết dưới dạng ammoniac.

Khí: Trong quá trình nuôi, việc sử dụng hóa chất đã phát thải vào môi trường một lượng khí dưới tác dụng của vi khuẩn như H 2 S, NH 3 , CH 4 … gây độc cho ao hồ.

Bùn: Chứa nhiều chất hữu cơ, kháng sinh, hóa chất, khí độc, và nhiều loại

vi khuẩn gây bệnh Bùn được thải thẳng ra đất không qua xử lý Hầu hết ao nuôi tôm đều có lớp đất đen hay bùn thối ở đáy và xả vào nguồn nước xung quanh như sông, suối…gây ô nhiễm cho nguồn nước tiếp nhận.

Nước: Do sử dụng thuốc kháng sinh và một số hóa chất (thuốc tím, clo…) trong hoạt động nuôi tôm nên chúng sẽ có mặt trong nước ao nuôi Nước chứa nhiều chất

dinh dưỡng nên sinh ra khí H 2 S, NH 3 và còn chứa nhiều chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, SO 4 2- , HCO 3 - , NO 2 - gây độc nếu không được xử lý trước khi thải ra môi trường xung quanh.

1.1.4 Các vấn đề môi trường liên quan đến hoạt động nuôi tôm [3]

Bên cạnh những thành quả đạt được từ hoạt động nuôi trồng thủy sản nói chung, nuôi tôm nói riêng ở nước ta trong những năm qua, ô nhiễm môi trường tại các vùng nuôi, sản xuất giống thủy sản như xả thải các chất thải dinh dưỡng dư thừa, thuốc, hóa chất cũng như bao bì, thùng đựng thuốc, hóa chất và mầm bệnh ra ngoài môi trường là những vấn đề cần được quan tâm.

Xả thải các chất dinh dưỡng dư thừa

Theo các nghiên cứu trong và ngoài nước, một lượng lớn các chất dinh dưỡng trong thức ăn tôm, cá không được hấp thụ vào cơ thể chúng để tạo sinh khối mà bị thải ra ngoài môi trường xung quanh dưới dạng thức ăn dư thừa, phân và chất thải Các kết quả nghiên cứu cho thấy 48,0 – 87,3 % Nitơ (N) và 75,0 – 94,0 % Phốt pho

(P) đầu vào trong các ao nuôi tôm không được hấp thụ tạo sinh khối tôm

mà bị thải ra ngoài môi trường thông qua thay nước, xả thải khi thu hoạch, lắng đọng trong bùn đáy ao nuôi… Như vậy, để nuôi mỗi tấn tôm sẽ thải khoảng 16,8 – 157,2 kg N và 2,3 – 45,9 kg P ra môi trường tùy thuộc vào nguồn thức ăn cũng như mức độ thâm canh.

Các thủy vực nhận nguồn nước thải từ các ao nuôi tôm thường có hàm lượng các thông số liên quan về dinh dưỡng như ammonia tổng số (TAN), nitrit (NO 2 - ), nitrat (NO 3 - ), photphat (PO 4 3- ), nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD), các chất rắn lơ lửng (SS), nitơ tổng số (TN), phốt pho tổng số (TP), tổng cacbon hữu cơ (TOC)… cao hơn so với các thủy vực tự nhiên và thường vượt ngưỡng cho phép theo một số quy chuẩn trong và ngoài nước.

Các chất dinh dưỡng dư thừa nói trên có thể gây ảnh hưởng tới hệ sinh thái tự nhiên của thủy vực như: gây ra hiện tượng phát triển quá mức của thực vật phù du hay còn gọi là hiện tượng tảo “nở hoa” và làm thay đổi các mắt xích trong chuỗi thức

ăn của thủy vực; hay các chất thải tích tụ ở nền đáy, phân hủy làm tiêu tốn

nguồn ôxy trong thủy vực và khi các chất dinh dưỡng bị phân hủy trong môi trường yếm khí tạo ra các khí độc làm ảnh hưởng đến khu hệ động vật đáy trong thủy vực Ngoài ra chúng còn gây ảnh hưởng đến nguồn nước ngầm như: khi môi trường nước bị ô nhiễm, vùng ven sông rạch hay vùng bán ngập do mạch nước ngầm nông, nguồn nước mặt khi bị ô nhiễm với nhiều yếu tố độc hại đã di chuyển thẳng xuống mạch nước ngầm theo phương thẳng đứng hoặc từ nước sông ngấm vào mạch nước ngầm theo phương nằm ngang dưới tác động của thủy triều mà không qua quá trình gạn dọc, làm sạch tự nhiên của môi trường đất Như vậy các nguồn nước sông, nước kênh bị ô nhiễm sẽ gây ô nhiễm trực tiếp đến nguồn nước ngầm tầng nông.

Như vậy, cùng với sự phát triển nghề nuôi tôm một lượng lớn các chất thải dinh dưỡng dư thừa đã và đang được xả thải ra môi trường ở dạng nước thải (qua thay nước, xả nước khi thu hoạch) hoặc dạng bùn thải (nạo vét bùn ao sau khi thu hoạch) cần được xử lý, kiểm soát tránh gây ô nhiễm môi trường vùng nuôi.

Xả thải thuốc, hóa chất và các bao bì, thùng đựng thuốc và hóa chất

Hầu hết các cơ sở nuôi, sản xuất giống tôm nước lợ và cá tra hiện nay đều sử dụng thuốc, hóa chất cho các mục đích khác nhau như: quản lý chất lượng nước và bùn đáy, làm tăng sinh khối thức ăn tự nhiên, quản lý dịch bệnh và sức khỏe động vật thủy sản, sản xuất thức ăn, quản lý và nâng cao hiệu quả sản xuất giống, thúc đẩy quá trình tăng trưởng….Theo kết quả điều tra của Mai Văn Tài tại 4 khu vực

(Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, Nam Trung Bộ và Nam Bộ) thì có ít nhất 373 loại hóa chất và CPSH dùng trong NTTS, trong đó có 186 loại (32 kháng sinh) dùng trong nuôi tôm; 98 loại (39 kháng sinh) dùng trong sản xuất tôm giống.

Việc sử dụng thuốc, hóa chất trong nuôi trồng thủy sản (NTTS) nói chung, nuôi tôm nói riêng có thể gây ra những rủi ro như:

- Một số thuốc, hóa chất có thể tồn tại một thời gian khá dài trong môi trường, nhiễm vào các sinh vật tự nhiên và có thể gây độc hại, gây chết cho các sinh vật tự nhiên.

- Tạo nên những dòng vi sinh vật kháng thuốc, gây hậu quả cho việc chữa trị bệnh của động vật nuôi cũng như làm ảnh hưởng tới nguồn lợi tự nhiên.

- Ảnh hưởng tới quá trình chuyển đổi vật chất trong nền đáy (quá trình địa hóa), các vitamin dư thừa có thể làm tăng chất dinh dưỡng của thủy vực tự nhiên.

- Ảnh hưởng tới sức khỏe của công nhân làm việc trực tiếp cũng như sức khỏe của cộng đồng xung quanh vùng nuôi.

- Dư lượng thuốc hóa chất trong sản phẩm thủy sản gây ảnh hưởng tới sức khỏe người tiêu dùng.

Như vậy, có thể thấy việc sử dụng nhiều các loại thuốc, hóa chất, đặc biệt là các loại thuốc kháng sinh trong nuôi tôm có thể dẫn đến những tác động tiêu cực không nhỏ cho môi trường vùng nuôi.

Xả thải mầm bệnh ra ngoài môi trường

Việc xả nước thải, bùn thải chưa qua xử lý hoặc chưa được xử lý triệt

để ra ngoài môi trường là vấn đề cần được quan tâm ở nước ta khi nhiều vùng nuôi dùng chung 1 kênh để cấp và thoát nước Như vậy, mầm bệnh

từ nước thải của ao nuôi bị bệnh dễ dàng phát tán sang những ao nuôi khác và có thể bùng phát dịch bệnh trong toàn vùng nuôi.

Theo báo cáo Hội nghị công tác phòng chống dịch bệnh thủy sản năm 2013 và xây dựng kế hoạch năm 2014 tại Cần Thơ, trong 10 tháng đầu năm 2013, dịch bệnh hoại tử gan tụy cấp (AHPNS) trên tôm đã xuất hiện tại 192 xã của 57 huyện thuộc 18 tỉnh, thành phố trong phạm vi cả nước Tổng diện tích nuôi tôm có bệnh AHPNS là 5.705 ha, bao gồm 2.424 ha nuôi tôm thẻ và 3.282 ha nuôi tôm sú Dịch bệnh đốm trắng trên tôm đã xuất hiện tại 278 xã của 93 huyện thuộc 28 tỉnh, thành phố trong phạm vi

cả nước So với năm 2012, dịch bệnh đốm trắng trên tôm nuôi tăng 4.085 ha Số lượng

xã, huyện, tỉnh có dịch cũng tăng so với cùng kỳ năm 2012.

Như vậy, việc xả thải nước thải từ các cơ sở nuôi có chứa mầm bệnh ra môi trường có thể dẫn đến sự bùng phát dịch bệnh cho toàn vùng nuôi, làm chết cá, tôm nuôi và nếu không được xử lý triệt để sẽ gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe con người: Tiếp xúc lâu dài với nước sẽ bị da khô, ăn da, nứt nẻ, chai cứng

và nhiễm các bệnh do tiếp xúc nhiều với hóa chất Tỉ lệ người mắc các bệnh cấp tính

và mãn tính liên quan đến ô nhiễm nước như viêm màng kết, tiêu chảy, ung

thư… ngày càng tăng Người dân sinh sống quanh khu vực ô nhiễm ngày càng mắc nhiều loại bệnh tình nghi là do dùng nước bẩn trong sinh hoạt.

1.1.5 Các thông số đánh giá chất lượng nước thải thủy

sản [2] a Chất rắn

Chất rắn là những thành phần không hòa tan trong nước Về bản chất, chúng có thể là những hạt chất hữu cơ, vô cơ, hoặc là những xác của VSV nguyên sinh động vật hay phiêu sinh vật Các chất rắn có trong nước được đánh giá qua những thông số cơ bản sau:

lơ lửng có trong một thể tích mẫu đã được xác định Một số chất rắn lơ lửng có khả năng lắng rất nhanh, tuy nhiên các chất rắn lơ lửng ở kích thước hạt keo thì lắng rất chậm chạp hoặc hoàn toàn không thể lắng được.

Chất rắn hòa tan (DS): Các chất hoà tan là những chất tan được trong nước, bao gồm cả chất vô cơ lẫn hữu cơ Hàm lượng các chất hòa tan DS là lượng khô của phần dung dịch qua lọc khi lọc 1 lít nước mẫu qua phễu lọc có giấy lọc sợi thủy tinh rồi sấy khô ở 105 0 C cho tới khi khối lượng không đổi Đơn vị mg/l.

DS=TS-SS

b Mùi

Việc xác định mùi của nước thải ngày càng trở nên quan trọng, đặc biệt

là trước các phản ứng gay gắt của dân chúng đối với các công trình xử lý nước thải không được vận hành tốt Mùi của nước thải còn mới thường không gây ra các cảm giác khó chịu, nhưng một loạt các hợp chất gây mùi khó chịu

sẽ được tỏa ra khi nước thải bị phân hủy sinh học dưới các điều kiện yếm khí.

Một số hợp chất gây mùi cho nước thải: H 2 S có mùi trứng thối, sắt và mangan có

mùi tanh, mùi hóa chất khử trùng clo, NH 3 có mùi khai

c pH

Trị số pH cho biết nước thải có tính trung tính hay axit hoặc tính kiềm, được tính bằng nồng độ của ion hydro (pH = - lg[H + ]) Đây là chỉ tiêu quan trọng nhất trong quá trình sinh hóa bởi tốc độ của quá trình này phụ thuộc đáng kể vào sự thay đổi pH Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học rất nhạy cảm với sự dao động của trị số pH.

d Nhu cầu oxy sinh hóa BOD

Nhu cầu oxy sinh hóa BOD là lượng oxy cần thiết cho vi khuẩn sống

và hoạt động để oxy hóa các chất hữu cơ dễ phân hủy có trong nước thải BOD là một trong những thông số cơ bản đặc trưng, là chỉ tiêu rất quan trọng và tiện dùng để chỉ mức độ nhiễm bẩn của nước thải bởi các chất hữu cơ có thể bị oxy hóa sinh hóa (các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học).

e Nhu cầu oxy hóa học COD

Nhu cầu oxy hóa học COD là lượng oxy cần thiết để oxy hóa toàn

bộ các chất hữu cơ, một phần nhỏ các chất vô cơ dễ bị oxy hóa có trong nước thải, kể cả các chất hữu cơ không bị phân hủy sinh học Trị số COD luôn luôn lớn hơn trị số BOD 5 và tỷ số COD/BOD càng nhỏ thì xử lý sinh học càng dễ.

f Oxy hòa tan DO

Nồng độ oxy hòa tan DO trong nước thải trước và sau khi xử lý là chỉ tiêu rất quan trọng đặc biệt là trong quá trình xửlý sinh học hiếu khí Trong các công trình

xử lý sinh học hiếu khí thì lượng oxy hòa tan cần thiết từ 1.5 – 2 mg/l Oxy là chất rất cần thiết đối với sinh vật thủy sinh hô hấp và các vi sinh vật để oxy hóa các chất hữu cơ dễ bị phân hủy nên hàm lượng DO thấp chứng tỏ nước bị ô nhiễm.

g Nito

Nước thải luôn có một số hợp chất chứa nitơ Nitơ có trong nước thải ở dạng

hữu cơ và vô cơ Các nitơ hữu cơ là protein, axit amin, ure

Dạng hợp chất vô cơ chứa nitơ có trong nước thải là nitrit và nitrat, NH 4 + , NH 3 Bởi vì amoni tiêu thụ oxy trong quá trình nitrat hóa và các VSV nước, rong tảo dùng nitrat làm thức ăn để phát triển, cho nên nếu hàm lượng nitơ có trong nước thải xả ra sông, hồ, quá mức cho phép sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng kích thích sự phát triển nhanh của rong, rêu, tảo làm bẩn nguồn nước.

h Photpho

Phốtpho cũng giống như nitơ, là chất dinh dưỡng cho vi khuẩn sống và phát triển trong các công trình xử lý nước thải Phốtpho là chất dinh dưỡng đầu tiên cần thiết cho sự phát triển của thực vật nước, nếu nồng độ phốtpho trong nước thải xả ra sông, suối hồ quá mức cho phép sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng Phốtpho có thể ở dạng phốtpho vô cơ hay phốtpho hữu cơ và bắt nguồn từ chất thải là phân, nước tiểu, u rê và từ các chất tẩy rửa

1.1.6 Một số phương pháp xử lí được sử dụng cho nước thải thủy sản [1]

Như đã trình bày ở phần trên, nuôi tôm thường xả thải một lượng lớn các chất thải dinh dưỡng, thuốc và hóa chất ra môi trường xung quanh thông qua thay nước, xả nước khi thu hoạch, hút bùn định kỳ hoặc nạo vét bùn sau khi thu hoạch Do vậy, việc quản lý, xử lý các chất thải là một trong những vấn đề trọng tâm trong kiểm soát ô nhiễm môi trường vùng nuôi Hiện nay, đã có rất nhiều nghiên cứu nhằm xử lý các chất thải trong NTTS, đặc biệt là những phương pháp xử lý sinh học như dùng các chế phẩm sinh học, biofloc, trồng các đầm cây ngập nước và sử dụng nuôi kết hợp với một số đối tượng có khả năng sử dụng các chất dinh dưỡng dư thừa trong ao chứa nước thải.

Một số hình thức được áp dụng để xử lý nước thải trong nuôi tôm như:

- Dùng chế phẩm sinh học (CPSH): Trong các thủy vực, vi sinh vật nói chung và vi khuẩn nói riêng đóng một vai trò quan trọng trong việc chu chuyển vật chất như phân hủy các chất hữu cơ, chuyển đổi các hợp chất vô cơ từ dạng này sang dạng khác Mặc dù hệ vi sinh vật tồn tại tự nhiên trong các thủy vực, chúng không thể phân hủy nhanh chóng một lượng lớn các chất thải dinh dưỡng dư thừa từ các ao nuôi tôm thâm canh Do đó, việc đưa các vi sinh vật có lợi như vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm men vào trong ao nuôi nhằm phân giải lượng lớn thức ăn dư thừa cũng như các

chất thải trong ao nuôi đã và đang được nhiều nhà nghiên cứu cũng như các cơ sở nuôi quan tâm Trong thực tế, có rất nhiều các CPSH đã

và đang được sử dụng trong nuôi tôm nước lợ ở Việt Nam.

- Sử dụng công nghệ Biofloc: Công nghệ Biofloc đã và đang được áp dụng thành công trong nuôi tôm thương phẩm ở nhiều quốc gia như Belize, Indonesia, Malaysia kể cả ở Việt Nam Biofloc cung cấp hai vai trò quan trọng là xử lý chất thải hữu cơ và là nguồn dinh dưỡng tốt cho tôm cá sử dụng Hệ thống biofloc có thể vận hành với tỷ lệ trao đổi nước rất thấp (khoảng 0.5 – 1 %/ngày) Trao đổi nước ít giúp cho sự phát triển và hoạt động của biofloc tốt hơn để tăng cường xử lý chất thải hữu cơ và các chất dinh dưỡng Trong hệ thống biofloc, thay nước để duy trì chất lượng nước trong ao nuôi được giảm tối thiểu, thay vào đó, việc xử lý chất thải được thực hiện ngay bên trong hệ thống nhờ vào vai trò của các vi sinh vật dị dưỡng Lợi ích của biofloc là chuyển hóa chất dinh dưỡng từ chất thải hữu cơ thành nguồn protein của tôm Trong hệ thống biofloc, phần lớn lượng N dư thừa được vi sinh vật sử dụng và nó là thành phần chính của các hạt biofloc Chất lượng dinh dưỡng của biofloc rất tốt cho tôm cá nuôi mặc dù chúng rất biến động (Hàm lượng protein khô trong biofloc chiếm khoảng 25 – 50 %, phần lớn nằm trong khoảng

30 – 45 %; chất béo chiếm từ 0,5 – 15 %, thông thường nằm trong khoảng 1 – 5 %).

Một số nghiên cứu cho thấy các hạt biofloc trong ao nuôi có thể cung cấp dinh dưỡng cho tôm nuôi (khoảng 30 %), làm giảm hệ số thức ăn trong các ao nuôi tôm sử dụng công nghệ biofloc.

- Nuôi trồng kết hợp: Việc sử dụng một số thân mềm hai mảnh vỏ, rong biển, một số loài cá có khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng dư thừa từ các ao nuôi tôm thâm canh đã và đang được chú ý ở nhiều nơi trên thế giới bởi kết quả nghiên cứu bước đầu cho thấy phương pháp này rất hiệu quả trong việc cải thiện môi trường ao nuôi Chẳng hạn, các nghiên cứu của Jones và Preston (1999); Jones và các cộng sự (2001), (2002) cho thấy loài sò đá Sydney (Saccotrea commercialis) có khả năng làm giảm đáng kể hàm lượng TSS, mùn bã hữu cơ, TN, TP, chlorophyll-a, vi khuẩn tổng số trong nước thải từ các ao nuôi tôm thâm canh Những nghiên cứu ban đầu của Yong và Ramage (2003) về sử dụng rong biển để hấp thụ các chất dinh dưỡng

dư thừa trong nước thải của các ao nuôi tôm cũng cho thấy các loài rong biển như Ulva austrialis, Gracilaria arcuata có khả năng dùng để

xử lý nước thải từ các ao nuôi tôm.

Nguyễn Văn Trai (2013) đã nghiên cứu thử nghiệm dùng vọp (Geloina coaxans) và hầu (Crassostrea sp.) để xử lý nước thải từ các ao nuôi tôm thâm canh ở huyện Cần Giờ, Thành phố Hồ Chí Minh và kết quả cho thấy với các bể

xử lý bằng vọp (kích cỡ 37 ± 6,6 g, mật độ 60 con/m 3 , cấp nước thải từ các ao nuôi tôm, và sục khí liên tục) đã rất hiệu quả trong việc hấp thụ các chất dinh dưỡng dư thừa, thể hiện qua việc giảm hàm lượng các thông số COD (92,7 %), TSS (81,8 %), TN (82,4 %) và TP (89,0 %) trong mẫu nước sau khi xử lý Với các

bể xử lý bằng hầu cũng cho kết quả tương tự, tuy nhiên hiệu quả hấp thụ các chất thải dinh dưỡng dư thừa trong nước ao nuôi tôm thâm canh thấp hơn Qua kết quả nghiên cứu này tác giả đã đề xuất mô hình sử dụng thân mềm hai mảnh vỏ để xử lý nước thải trong ao nuôi tôm thâm canh.

Việc sử dụng một số loài cá (cá đối Mugil cephalus, cá rô phi, cá dìa Siganus lineatus) để hấp thụ các chất dinh dưỡng dư thừa trong nước thải của các ao nuôi tôm cũng được nghiên cứu bởi Erler (2002), Wang và các cộng sự (1998), Tian và các cộng sự (2001), Luong và cộng sự (2013), Nguyen và công sự (2013) Kết quả nghiên cứu bước đầu cho thấy các loài cá này có khả năng sinh trưởng trong môi trường nước thải từ các ao nuôi tôm, hấp thụ các chất dinh dưỡng dư thừa tạo nên các sản phẩm phụ cho trang trại.

1.2 Tổng quan về mô hình đất ngập nước nhân tạo [4]

1.2.1 Khái niệm

- Theo công ước RAMSAR thì “đất ngập nước bao gồm những vùng đầm lầy, đầm lầy than bùn, những vực nước bất kể là tự nhiên hay nhân tạo, những vùng ngập nước tạm thời hay thường xuyên, những vực nước đứng hay chảy, là nước ngọt, nước lợ hay nước mặn, kể cả những vực nước biển có độ sâu không quá 6m”.

- Trong tự nhiên, đất ngập nước hiện diện ở các vùng trũng thấp như các cánh đồng

lũ, đầm lầy, ao hồ, kênh rạch, ruộng nước, vườn cây, rừng ngập mặn hoặc ngọt, các cửa sông tiếp giáp biển … Đất ngập nước được xem là vùng đất giàu tính

đa dạng sinh học, có rất nhiều tiềm năng nông lâm ngư nghiệp nhưng

rất nhạy cảm về mặt môi trường sinh thái Đất ngập nước tham gia tích

cực vào chu trình thủy văn và có khả năng xử lý chất thải qua quá trình

tự làm sạch bằng các tác động lý hóa và sinh học phức tạp.

Tuy nhiên, việc xử lý nước thải qua đất ngập nước tự nhiên thường chậm, phải có

nhiều diện tích và khó kiểm soát quá trình xử lý nên các nhà khoa học đã đề xuất

ra giải pháp xây dựng các khu xử lý nước thải qua đất khu này được gọi là khu

đất ngập nước “kiến tạo”( kiến tạo được hiểu như là hệ thống được thiết kế và

xây dựng như một vùng đất ngập nước nhưng việc xử lý nước thải hiệu quả hơn,

giảm diện tích và đặc biệt có thể quản lý được quá trình vận hành ở mức đơn giản

1.2.2 Phân loại đất ngập nước nhân tạo

- Có 2 kiểu phân loại đất ngập nước kiến tạo cơ bản theo hình thức chảy:

Loại chảy tự do trên mặt đất (free surface slow) và loại chạy ngầm trong đất

(sudsurface slow).

Loại chảy tự do thì ít tốn kém và tạo sự điều hòa nhiệt độ khu vực cao

hơn loại chảy ngầm, nhưng hiệu quả xử lý kém hơn, tốn diện tích đất nhiều

hơn và có thể phải giải quyết thêm vấn đề muỗi và côn trùng phát triển.

Loại chảy ngầm lại phân ra làm 2 loại: chảy ngang và chảy thẳng

đứng Việc lựa chọn kiểu hình tùy thuộc vào địa hình và năng lượng

máy bơm, đôi khi phối hợp cả hai.

Hình 1 2 Sơ đồ đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm theo

chiều đứng 1.2.3 Tổng quan xử lí nước thải bằng sậy [6]

Công nghệ thực vật xử lí môi trường được sử dụng rộng rãi để chỉ công nghệ sử dụng thực vật loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ (thuốc bảo vệ thực vật, các hợp chất cao phân tử, ) và vô cơ (Cu, Pb, Zn, Cd, thậm chí cả các nguyên tố phóng xạ) ra khỏi môi trường bị ô nhiễm (đất, nước ngầm,nước thải, bùn thải).

Công nghệ được sử dụng rộng rãi ở những vùng ô nhiễm có nồng

độ thấp, thời gian xử lý không bắt buộc (có thể kéo dài), thường được

áp dụng trên diện rộng và kèm theo đó là có các biện pháp kiểm soát hợp lý Đây là biện pháp xử lý môi trường với hiệu quả tốt, chi phí thấp đặc biệt phù hợp đối với những nước đang phát triển.

Hiện nay các nhà khoa học đã phát hiện ra khoảng 400 loài thực vật có khả năng sử dụng làm nguyên liệu cho công nghệ Phytoremediation và kèm theo đó là

30.000 chất ô nhiễm có thể xử lý.

Đặc tính của cây sậy:

Sậy có tên khoa học là Phragmites communis, một loài cây có thể sống trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt và phù hợp với khí hậu Việt Nam Hệ sinh vật quanh

rễ loại cây này có thể phân hủy chất hữu cơ và hấp thu kim loại nặng trong nươc

thải y tế Cây sậy có thân dày và có thể cao tới 4m sau 5 năm Rễ cây sậy có khả năng làm tăng lượng oxy trong bể cát và đảm bảo khả năng chảy qua cát Vai trò của cây sậy trong hệ thống đất ngập nước:

- Lá cây sậy diễn ra quá trình quang hợp, O 2 tạo ra một phần truyền qua thân xuống vùng rễ và đi vào lớp lọc giúp cho các hợp chất của Nitơ bị nitrat hóa tại những vùng này, đồng thời giúp các vi sinh vật hiếu khí phát triển, điều này cũng thúc đẩy quá trình phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ.

- Rễ của cây sậy rất dài, sau một thời gian chúng mọc chằng chịt trong vùng vật liệu lọc, giúp vật liệu lọc không bị tắc nghẽn khi nước thải chảy qua, nước thải không bị chảy tắt trong hệ thống và cung cấp diện tích bề mặt cho vi sinh vật bám dính, giảm xói mòn.

- Để sống và phát triển, sậy hấp thụ chất dinh dưỡng như Nitơ,

Phôtpho, một phần kim loại nặng trong nước thải.

- Sậy hấp thụ các khí độc tạo ra khi các chất bẩn trong nước thải phân hủy làm giảm mùi hôi thối.

- Cách nhiệt vào mùa đông để tăng khả năng xử lý nước thải - Cải tạo cảnh quan sinh thái, thu hút các sinh vật đến sinh sống như ếch nhái, cua, côn trùng

1.2.4 Những thuận lợi và khó khăn khi sử dụng hệ thống đất ngập nước nhân tạo để xử lý nước thải

- Thân thiện với môi trường sinh thái

- Thân thiện với môi trường, phòng chống ô nhiễm, tạo ra sự thẩm mỹ nên cộng đồng dễ chấp nhận.

- Không đòi hỏi các dụng cụ đắt tiền, các chuyên gia có trình độ cao và tương đối dễ dàng thực hiện Nó có khả năng xử lý thường xuyên ở một vùng rộng lớn với nhiều chất ô nhiễm khác nhau

- Cho các mục đích sử dụng khác như sử dụng cho các công trình thủy lợi, rửa ráy vệ sinh…

- Tuy nhiên ưu điểm lớn nhất của phương pháp này là chi phí thấp hơn rất nhiều so

các chi phí đầu vào đến mức tối thiểu, hạn chế máy móc, phụ tùng thay thế, lượng lớn về lao động kỹ thuật cần thiết).

- Các yếu tố vật lý và hóa học như kết cấu đất, pH, độ mặn, hàm lượng chất ô nhiễm và sự hiện diện của các chất độc sẽ ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng và phát triển cảu các loài VSV Các nhà khoa học cho rằng, chỉ có những vùng đất bị ô nhiễm nhẹ mới sử dụng được phương pháp này, vì hầu hết các loiaf thực vật không thể sinh trưởng trong điều kiện môi trường ô nhiễm nặng.

- Các diện tích đất cho hệ thống có thể là lớn, dặc biệt là trong nhu cầu

về loại bỏ nitơ và phốtpho.

- Trong mùa đông lạnh, nhiệt độ thấp làm giảm tỷ lệ loại bỏ BOD và tăng phản ứng sinh học nitrat hóa, phản nitrat hóa Muỗi và côn trùng khác có thể trở thành một vấn đề cần quan tâm vì đó là nơi cung cấp nơi ở lý tưởng cho muỗi.

1.2.5 Các mô hình đất ngập nước nhân tạo đã được thử nghiệm

Ở nước ta, công nghệ này còn là rất mới mẻ Tuy nhiên việc sử dụng các hệ thống tự nhiên nói chung và hệ thống đất ngập nước nhân tạo nói riêng

đã bắt đầu được sử dụng, như:

- Các đề tài nghiên cứu mới đây nhất về áp dụng phương pháp này tại Việt Nam như

"Xử lýnước thải sinh hoạt bằng bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy thẳng đứng trong điều kiện Việt Nam" của Trung tâm Kỹ thuật Môi trường đô thị và khu công nghiệp(Trường Đại học Xây dựng Hà Nội); "Xây dựng mô hình hệ thống đất ngập nước nhân tạo để xử lý nước thải sinh hoạt tại các xã Minh Nông, Bến Gót, Việt

Trì" của Trường Đại học Quốc gia Hà Nội đã cho thấy hoàn toàn có thể áp dụng phương pháp này trong điều kiện của Việt Nam.

Hồ Chí Minh đã nghiên cứu ứng dụng đất ngập nước kiến tạo dòng chảy ngầm để xử lý các chất ô nhiễm và dư lượng kháng sinh chloramphenicol tồn tại trong nước thải các

ao nuôi thủy sản khu vực Đồng bằng sông Cửu Long Kết quả nghiên cứu cho thấy, giải pháp ứng dụng đất ngập nước kiến tạo xử lý tái sử dụng cho nuôi trồng thủy sản là khả thi Ở các tải trọng thích hợp, chloramphenicol và các chất ô nhiễm giảm 50% COD, 85%

độ đục, 68% độ màu, 38% T-P, 43% T-N, gần 90% cặn lơ lửng và 40% CAP Nước thải sau khi qua mô hình đạt yêu cầu về chất lượng nước nuôi trồng thủy sản (TCVN 5943-1995

và TCVN 5942-1995 loại A), có thể sử dụng tái sinh cho các ao nuôi.

- Từ năm 2005, viện khoa học Công nghệ Mỏ đã và đang nghiên cứu, triển khai áp dụng công nghệ đầm sinh học (wetlands) kết hợp với mương đá vôi yếm khí cho khu vực hạ lưu suối Tràng Khê – Công ty than Hồng Thái bước đầu đã có những cơ sở khoa học và kinh nghiệm thực tiễn Wetlands là thuật ngữ chung chỉ vùng bao phủ lầy lội, đầm lầy, đồng cỏ ngập nước và đơn giản là khu ngập nước hay đầm

sinh học Kết quả cho thấy chất lượng nước thải mỏ sau khi đi qua hệ đầm sinh học thì đã cải thiện một cách đáng kể lượng Fe, Mn, Ca, Mg,

SO 4 2- và tăng pH từ 2,5 - 3,5 tới 4 - 6 Điều đó cho thấy, đầm sinh học có thể phù hợp cho xử lý các chất ô nhiễm trong nước thải mỏ.

- Các nhà nghiên cứu đến từ Trung tâm Sinh học Thực nghiệm thuộc Viện ứng dụng Công nghệ của Việt Nam mới đây cũng thử nghiệm thành công biện pháp này trong việc làm sạch nguồn nước thải tại một cơ sở tuyển quặng thiếc ở Thái Nguyên Sau khi được chặt hết lá và để ở chiều cao 20 – 25cm, sậy được trồng trong hệ thống đất ngập nước nhân tạo với mô hình xử lý 5m3/ngày, bao gồm các thành phần kim loại như As, Pb, Cu, Fe, Zn, Sn Sậy được trồng theo hàng, mỗi hàng cách nhau 20cm Trong giai đoạn nuôi cây, chỉ sử dụng duy nhất nước ao để tưới nhưng khi sậy phát triển thì bắt đầu đưa nước thải vào để xử lý và đánh giá hiệu quả Theo kết quả nghiên cứu được công bố trên Tạp chí sinh học số 2/2011,

sậy phát triển khá tốt ngay cả khi được bổ sung lượng nước thải chứa kim loại nặng Và sau khoảng 7 tháng, sậy phát triển ưu thế hơn hẳn trong toàn

bộ hệ thống đất ngập nước Lượng kim loại nặng được tích tụ chủ yếu trong lớp bùn của hệ thống đất ngập nước, nhiều nhất là ở phần bùn phía tiếp nhận nước vào Thời gian hoạt động của hệ thống đất ngập nước càng lâu thì khả năng làm sạch nguồn nước thải càng hiệu quả.

- Nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt phi tập trung ở đồng bằng sông Cửu Long của Ngô Thụy Diễm Trang (đăng trên tạp chí khoa học 2012:21b 161-171) bằng hệ

thống đất ngập nước quy mô nhỏ trồng cây sậy Theo kết quả nghiên cứu, khả năng xử lý TSS, lân hòa tan (PO 4 3- ) và lân tổng là rất hiệu quả với hiệu suất lần lượt 94%, 99%, 99% Hiệu suất xử lý BOD 5 , COD, TKN, đạm amôn (NH 4 + ) trong khoảng tương ứng 47-71, 68-84, 63-87, 69-81 Chất lượng nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn Việt Nam cho phép xả thải vào nguồn nước mặt.

- Tại miền Bắc Thụy Điển, bãi lọc trồng cây ngập nước được sử dụng để xử

lý bổ sung nước thải sau các trạm xử lý nước thải đô thị với mục đích chính là khử nito, mặc dù hiệu quả xử lý tổng photphat và BOD củng khá cao.

- Vào năm 1997, một nhà khoa học trẻ ở Monrovia Growers, Cairo đã ứng dụng mô hình đất ngập nước nhân tạo để xử lý lượng chất dinh dưỡng và thuốc trừ sâu dư thừa ra khỏi nước chảy tràn bề mặt của họ Hệ thống đầm lầy này được thiết kế để xử lý nước cho 120 khu vực sản xuất Tiếp theo là quá trình xây dựng một mô hình đất ngập nước nhân tạo để xử lí nước mưa chảy tràn ở tại Hillandale Golf Course, mô hình đất ngập nước nhân tạo này được bắt đầu xây dựng từ tháng 5/2000.

- Ngoài ra, năm 1991 bãi lọc trồng cây dòng chảy ngầm xử lý nước thải sinh hoạt đầu tiên đã được xây dựng ở Na Uy Ngày nay ở những vùng nông thôn ở Na Uy, phương pháp này

đã trở nên khá phổ biến để xử lý nước thải sinh hoạt, nhờ bãi lọc vận hành với hiệu suất cao thậm chí cả vào mùa đông và có yêu cầu bảo dưỡng thấp Mô hình quy mô nhỏ phổ biến ở Na Uy

là hệ thống bao gồm bể tự hoại, tiếp đó là bể lọc sinh học hiếu khí dòng chảy thẳng đứng và một bãi lọc ngầm trồng cây