Nghiên cứu xử lý nước thải hộ gia đình bằng công nghệ bãi lọc kết hợp canh tác rau sạch quy mô hộ gia đình

ĐỒN THANH NIÊN CỘNG SẢN HỒ CHÍ MINH BAN CHẤP HÀNH TP HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH DỰ THI GIẢI THƯỞNG SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC EURÉKA LẦN THỨ XX NĂM 2018 TÊN CƠNG TRÌNH: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI HỘ GIA ĐÌ NH BẰNG CÔNG NGHỆ BÃ I LỌC KẾT HỢP CANH TÁC RAU SẠCH QUY MÔ HỘ GIA ĐÌ NH LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU: Tài nguyên và Môi trường CHUYÊN NGÀNH: Kỹ thuâ ̣t mơi trường Mã số cơng trình: …………………………… (Phần BTC Giải thưởng ghi) ii MỤC LỤC TÓM TẮT ĐẶT VẤN ĐỀ .2 Lý chọn đề tài 2 Mục tiêu nghiên cứu 3 Nội dung nghiên cứu Đố i tượng, phạm vi nghiên cứu Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn PHẦN 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan nước thải sinh hoạt 1.2 Thành phần đặc tính nước thải sinh hoạt 1.3 Các thông số ô nhiễm đăc trưng nước thải .6 1.3.1 Thông số vật lý 1.3.2 Thơng số hóa học .6 1.3.3 Thông số vi sinh vật học 10 1.4 Tổng quan phương pháp bãi lọc 11 1.4.1 Khái niê ̣m .11 1.4.2 Phân loa ̣i bãi lọc trồ ng 12 1.4.3 Tình hình nghiên cứu về phương pháp bãi lọc ở và ngoài nước 17 1.4.4 Cơ chế loa ̣i bỏ chấ t ô nhiễm phương pháp bãi lọc trồng .18 1.4.5 Vai trò của thực vật bãi lọc .21 1.4.6 Sơ lược số loại bãi lọc .22 1.5 Tổ ng quan tài liêụ về ̣ thố ng thủy canh 27 1.5.1 Khái niê ̣m về rau sa ̣ch 27 1.5.2 Vai trò và giá tri ̣ của rau .27 1.5.3 Khái niê ̣m về thủy canh 32 1.5.4 Cơ sở khoa học của kỹ thuật thủy canh .32 1.5.5 Sơ lược về lich ̣ sử phát triển của kĩ thuật thủy canh 33 iii 1.5.6 Phân loa ̣i ̣ thố ng thủy canh .34 1.5.7 Ưu nhược điểm của ̣ thố ng thủy canh 35 1.5.8 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghê ̣ thủy canh 36 1.5.9 Chấ t dinh dưỡng cầ n thiế t cho ̣ thố ng thủy canh 37 1.5.10 Môi trường nuôi trồ ng thủy canh .38 1.5.11 Các yế u tố môi trường ảnh hưởng tới sự sinh trường và phát triển .41 PHẦN 2: MỤC TIÊU - PHƯƠNG PHÁP 42 2.1 Mô hin ̀ h nghiên cứu 42 2.1.1 Mô hình nghiên cứu 42 2.1.2 Bố trí mô hình nghiên cứu 46 2.1.3 Phân tích mẫu nước nghiên cứu 48 2.2 Sơ đồ thực nghiên cứu .51 PHẦN 3: KẾT QUẢ - THẢO LUẬN .52 3.1 Xác định khả xử lý nước thải hộ gia đình của mơ hin ̀ h bãi lo ̣c trờ ng dịng chảy ngang có trờ ng thuỷ trúc, trồng lưỡi mác và bãi lọc không trồ ng .52 3.2 Xác định khả xử lý nước thải hộ gia đình của mơ hin ̀ h bãi lo ̣c trờ ng dịng chảy đứng có trờ ng thuỷ trúc, trồng lưỡi mác và bãi lọc không trồ ng .60 3.3 So sánh hiêụ quả xử lý nước thải giữa bãi lo ̣c đứng và bãi lo ̣c ngang 67 3.4 Xác đinh ̣ khả sử du ̣ng nước thải hô ̣ gia đin ̀ h sau xử lý ở bãi lo ̣c cho mu ̣c đích thuỷ canh 70 PHẦN 4: KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT BLĐ: Baĩ lo ̣c ngầ m trồ ng dòng chảy đứng BLN: Baĩ lo ̣c ngầ m trồ ng dòng chảy ngang BOD: (Biochemical oxygen Demand) – nhu cầ u oxy sinh hóa BOD5: lươ ̣ng oxy cầ n thiế t để oxy hế t các chấ t hữu và sinh hóa vi khuẩ n với thời gian xử lí là ngày CF: Conductivity factor COD: (Chemical oxygen Demand) nhu cầ u oxy hóa ho ̣c EC: Electro – conductivity FAO: (Food and Agriculture Organization of the United Nations) – tổ chức Lương thực và nông nghiê ̣p Liên Hiê ̣p Quố c NT1: Mô hiǹ h baĩ lo ̣c trồ ng Lưỡi Mác NT1’: Mô hình thuỷ canh sử du ̣ng nước cấ p là nước sau baĩ lo ̣c trồ ng Lưỡi Mác NT2: Mô hình baĩ lo ̣c trồ ng Thuỷ Trúc NTĐC: Mô hiǹ h baĩ lo ̣c không trồ ng NTĐC’: Mô hiǹ h thuỷ canh sử du ̣ng nước cấ p là nước sa ̣ch QCVN 14-MT:2012/BTNMT: Quy chuẩ n kỹ thuâ ̣t quố c gia về nước thải sinh hoa ̣t QCVN 8-2:2011/BYT: Quy chuẩ n kỹ thuâ ̣t quố c gia đố i với giới ̣n ô nhiễm kim loa ̣i nă ̣ng thực phẩ m QCVN 8-3:2012/BYT: Quy chuẩ n kỹ thuâ ̣t quố c gia đố i với ô nhiễm vi sinh vâ ̣t thực phẩ m SS: (Suspended solids) – chấ t rắ n lơ lửng TDS: (Total dissolved solids) – tổ ng lươ ̣ng chấ t rắ n hòa tan TDS: Total dissolved salts Viêṇ KHCNVN: Viê ̣n khoa ho ̣c công nghê ̣ Viê ̣t Nam VSV: Vi sinh vâ ̣t v DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Tóm tắ t các vai trò bản của thực vâ ̣t bãi lo ̣c trồ ng Bảng 1.2 Thi trươ ̣ ̀ ng xuấ t khẩ u rau quả tháng và tháng năm 2005 Bảng 1.3 So sánh chi phí sản xuấ t và tổ ng thu nhâ ̣p từ rau và lúa ở Đài Loan So sánh khả xử lý hàm lượng SS nghiê ̣m thức Bảng 3.2 So sánh khả xử lý hàm lượng COD nghiê ̣m thức Bảng 3.3 So sánh khả xử lý hàm lượng BOD5 nghiê ̣m thức Bảng 3.4 So sánh hàm lượng Tổ ng-P nghiê ̣m thức Bảng 3.5 So sánh khả xử lý hàm lượng Tổ ng-N nghiê ̣m thức Bảng 3.6 So sánh khả xử lý hàm lượng SS nghiê ̣m thức Bảng 3.7 So sánh khả xử lý hàm lượng COD nghiê ̣m thức Bảng 3.8 So sánh khả xử lý hàm lượng COD nghiê ̣m thức Bảng 3.9 So sánh hàm lượng Tổ ng-P nghiê ̣m thức Bảng 3.10 So sánh khả xử lý hàm lượng Tổ ng-N nghiê ̣m thức Bảng 3.25 Bảng thống kê chiều cao rau muống và rau cải mầ m qua ngày ở NT1’ Bảng 3.26 Bảng tổng hợp so sánh phát triển chiều cao rau giữa nghiê ̣m thức vi DANH MỤC HÌNH Hin ̀ h 1.1 Mô hình baĩ lo ̣c có dòng chảy bề mă ̣t (SFW) (Vymazal, 2007) Hin ̀ h 1.2 Mô hiǹ h baĩ lo ̣c với dòng chảy ngang dưới mă ̣t đấ t (HSF) (Vymazal, 2007) Hin ̀ h 1.3 Mô hình baĩ lo ̣c với dòng chảy thẳ ng đứng (VSF) (Cooper, 1996) Hin ̀ h 1.4 Tiǹ h hiǹ h nghiên cứu công nghê ̣ Thủy canh thế giới (từ năm 1966 đế n nay) Hin ̀ h 2.1 Mă ̣t cắ t ngang baĩ lo ̣c trồ ng dòng chảy ngang Hình 2.2 Bãi lọc trồng dịng chảy ngang Hình 2.3 Mă ̣t cắ t ngang hệ thống bãi lọc ngầm dịng chảy đứng Hình 2.4 Hệ thống bãi lọc ngầm dịng chảy đứng Hình 2.5 Cây thuỷ trúc Hình 2.6 Cây Lưỡi Mác Hình 2.7 Hê ̣ thớ ng thuỷ canh Hình 2.8 Máy Bơm AP3500 Hình 2.9 Rọ nhựa trồng rau thuỷ canh Hin ̀ h 2.10 Khu vực bố trí mô hin ̀ h nghiên cứu Hin ̀ h 2.11 Sơ đồ nghiên cứu mô hình baĩ lo ̣c trồ ng dòng chảy ngang Hin ̀ h 2.12 Sơ đồ nghiên cứu mô hin ̀ h baĩ lo ̣c trồ ng dòng chảy đứng Hin ̀ h 2.13 Sơ đồ nghiên cứu mô hình thuỷ canh ̣ng kín Hình 2.14 Sơ đồ bước làm viê ̣c Hin ̀ h 3.1 Đồ thi ̣diễn biế n biế n thiên nồ ng đô ̣ pH sau nghiê ̣m thức Hin ̀ h 3.2 Đồ thi ̣ so sánh hàm lươ ̣ng SS nước thải đầ u và đầ u vào của nghiê ̣m thức Hin ̀ h 3.3 Đồ thi ̣so sánh hiê ̣u quả xử lý SS của nghiê ̣m thức Hin ̀ h 3.4 Đồ thi ̣ so sánh hàm lươ ̣ng COD nước thải đầ u và đầ u vào của nghiê ̣m thức Hin ̀ h 3.5 Đồ thi ̣so sánh hiê ̣u quả xử lý COD của nghiê ̣m thức vii Hin ̀ h 3.6 Đồ thi ̣ so sánh hàm lươ ̣ng BOD5 nước thải đầ u và đầ u vào của nghiê ̣m thức Hin ̀ h 3.7 Đồ thi ̣so sánh hiê ̣u quả xử lý BOD5 của nghiê ̣m thức Hin ̀ h 3.8 Đồ thi ̣ so sánh hàm lươ ̣ng Tổ ng-P nước thải đầ u và đầ u vào của nghiê ̣m thức Hin ̀ h 3.9 Đồ thi ̣ so sánh hàm lươ ̣ng Tổ ng-N nước thải đầ u và đầ u vào của nghiê ̣m thức Hin ̀ h 3.10 Đồ thi ̣so sánh hiê ̣u quả xử lý Tổ ng-N của nghiê ̣m thức Hin ̀ h 3.11 Đồ thi ̣diễn biế n biế n thiên nồ ng đô ̣ pH sau nghiê ̣m thức Hin ̀ h 3.12 Đồ thi ̣so sánh hàm lươ ̣ng SS nước thải đầ u và đầ u vào của nghiê ̣m thức Hin ̀ h 3.13 Đồ thi ̣so sánh hiê ̣u quả xử lý SS của nghiê ̣m thức Hin ̀ h 3.14 Đồ thi ̣ so sánh hàm lươ ̣ng COD nước thải đầ u và đầ u vào của nghiê ̣m thức Hin ̀ h 3.15 Đồ thi ̣so sánh hiê ̣u quả xử lý COD của nghiê ̣m thức Hin ̀ h 3.16 Đồ thi ̣ so sánh hàm lươ ̣ng BOD5 nước thải đầ u và đầ u vào của nghiê ̣m thức Hin ̀ h 3.17 Đồ thi ̣so sánh hiê ̣u quả xử lý BOD5 của nghiê ̣m thức Hin ̀ h 3.18 Đồ thi ̣ so sánh hàm lươ ̣ng Tổ ng-P nước thải đầ u và đầ u vào của nghiê ̣m thức Hin ̀ h 3.19 Đồ thi ̣ so sánh hàm lươ ̣ng Tổ ng-N nước thải đầ u và đầ u vào của nghiê ̣m thức Hin ̀ h 3.20 Đồ thi ̣so sánh hiê ̣u quả xử lý Tổ ng-N của nghiê ̣m thức Hin ̀ h 3.34 Đồ thi ̣ so sánh tố c đô ̣ tăng trưởng của rau cải mầ m giữa nghiê ̣m thức TĨM TẮT Ơ nhiễm mơi trường nước là mô ̣t vấ n đề lớn mà Viê ̣t Nam phải đố i mă ̣t Hầ u hế t nước thải sinh hoa ̣t cũng nước thải công nghiê ̣p không đươ ̣c xử lý mà đươ ̣c thải trực tiế p vào môi trường, gây ô nhiễm nghiêm tro ̣ng và ảnh hưởng trực tiế p đế n sức khỏe cô ̣ng đồ ng Xử lý nước thải bằ ng baĩ lo ̣c ngầ m đã và đươ ̣c áp du ̣ng nhiề u nơi thế giới với ưu điể m là rẻ tiề n, dễ vâ ̣n hành đồ ng thời mức đô ̣ xử lý ô nhiễm cao Ngoài ra, quá trình chuyể n đổ i cấ u kinh tế , người nông dân chỉ chú tro ̣ng đế n suấ t, thâm canh tăng vu ̣ cha ̣y theo lơ ̣i nhuâ ̣n Nên đã trồ ng rau theo cách bón cho rau mô ̣t cách bừa baĩ những loa ̣i thuố c kić h thić h tăng trưởng thực vâ ̣t không đảm vê ̣ sinh an toàn thực phẩ m Thực tế hiê ̣n nay, viê ̣c hàng ngày ăn phải những loa ̣i rau không đảm bảo tiêu chuẩ n là mầ m mố ng gây nên nhiề u bê ̣nh nguy hiể m Trồ ng rau mầ m ta ̣i nhà là mô ̣t cách giải quyế t nhu cầ u rau xanh ta ̣i chỗ Đề tài tâ ̣p trung nghiên cứu khảo sát khả xử lý nước thải hô ̣ gia đình của baĩ lo ̣c ngầ m trồ ng thời gian 31 ngày với 16 lầ n thí nghiê ̣m Do còn nhiề u ̣n chế nên đề tài chỉ phân tić h mẫu nước với các chỉ tiêu quan tro ̣ng mang tin ́ h đa ̣i diê ̣n Mẫu nước thải sau xử lý đươ ̣c so sánh với QCVN 14-MT:2015/BTNMT giá tri ̣C, cô ̣t B về chấ t lươ ̣ng Nguồ n nước tố i ưu sau mô hình baĩ lo ̣c ngầ m trồ ng sẽ đươ ̣c lựa cho ̣n để làm nguồ n nước cấ p sử du ̣ng cho mu ̣c đić h thuỷ canh trồ ng rau sa ̣ch Cây rau đươ ̣c trồ ng và so sánh tố c đô ̣ tăng trưởng với rau đươ ̣c tưới bằ ng nước sa ̣ch Từ đó kế t luâ ̣n và hoàn thiê ̣n quy trình sản xuấ t rau sa ̣ch ta ̣i nhà ĐẶT VẤN ĐỀ Lý chọn đề tài Ơ nhiễm mơi trường nước là mơ ̣t vấ n đề lớn mà Viê ̣t Nam phải đố i mă ̣t Hầ u hế t nước thải sinh hoa ̣t cũng nước thải công nghiê ̣p không đươ ̣c xử lý mà đươ ̣c thải trực tiế p vào môi trường, gây ô nhiễm nghiêm tro ̣ng nguồ n nước mă ̣t, nước ngầ m, tác đô ̣ng xấ u đế n điề u kiê ̣n vê ̣ sinh và ảnh hưởng trực tiế p đế n sức khỏe cô ̣ng đồ ng Xử lý nước thải bằ ng baĩ lo ̣c ngầ m đã và đươ ̣c áp du ̣ng nhiề u nơi thế giới với ưu điể m là rẻ tiề n, dễ vâ ̣n hành đồ ng thời mức đô ̣ xử lý ô nhiễm cao Đây là công nghê ̣ xử lý nước thải điề u kiê ̣n tự nhiên, thân thiê ̣n với môi trường, cho phép đa ̣t hiê ̣u suấ t cao, chi phí thấ p và ổ n đinh, ̣ đồ ng thời làm tăng giá tri ̣đa da ̣ng sinh ho ̣c, cải ta ̣o cảnh quan môi trường, ̣ sinh thái của điạ phương Mă ̣t khác, Viê ̣t Nam là nước nhiê ̣t đới, khí hâ ̣u nóng ẩ m, rấ t thić h hơ ̣p cho sự phát triể n của các loa ̣i thực vâ ̣t thủy sinh Ngoài ra, quá trình chuyể n đổ i cấ u kinh tế , người nông dân chỉ chú tro ̣ng đế n suấ t, thâm canh tăng vu ̣ cha ̣y theo lơ ̣i nhuâ ̣n Nên đã trồ ng rau theo cách bón cho rau mô ̣t cách bừa baĩ những loa ̣i thuố c kích thích tăng trưởng thực vâ ̣t không đảm vê ̣ sinh an toàn thực phẩ m Phun thuố c trừ sâu mô ̣t cách không có giới ̣n, thâ ̣m chí là các loa ̣i thuố c kích thích sinh trưởng không đươ ̣c phép sử du ̣ng…Từ đó dẫn đế n mỗi năm có hàng nghìn ca ngô ̣ đô ̣c thực phẩ m, sử du ̣ng các sản phẩ m rau tươi có chứa dư lươ ̣ng thuố c trừ sâu, thuố c bảo vê ̣ thực vâ ̣t vươ ̣t xa mức đô ̣ cho phép Thực tế hiê ̣n nay, viê ̣c hàng ngày ăn phải những loa ̣i rau không đảm bảo tiêu chuẩ n là mầ m mố ng gây nên nhiề u bê ̣nh nguy hiể m ung thư, ngô ̣ đô ̣c thầ n kinh, rố i loa ̣n chức thâ ̣n… Nế u ăn phải rau nhiễm kim loa ̣i nă ̣ng kem ̃ sẽ dẫn đế n tić h tu ̣ kem ̃ gan có thể gây ngô ̣ đô ̣c ̣ thầ n kinh, ung thư đô ̣t biế n và mô ̣t loa ̣t các chứng bê ̣nh nguy hiể m khác Rau mầ m đươ ̣c coi là kim chỉ nam của vấ n đề sản xuấ t rau tươi an toàn cung cấ p cho người, đáp ứng đươ ̣c vê ̣ sinh an toàn thực phẩ m, đảm bảo đươ ̣c các yế u tố Không sử du ̣ng thuố c bảo vê ̣ thực vâ ̣t, không sử du ̣ng chấ t kić h thić h sinh trưởng, không tưới nước bẩ n, không sử du ̣ng phân bón hóa ho ̣c… nên đảm bảo sức khỏe cho người sử du ̣ng Rau mầ m là loa ̣i thực phẩ m có giá tri ̣ dinh dưỡng cao gấ p lầ n so với những loa ̣i rau thường, nữa rau mầ m không chứa mầ m bê ̣nh và vi sinh vâ ̣t gây ̣i cho sức khỏe của người Trồ ng rau mầ m ta ̣i nhà là mô ̣t cách giải quyế t nhu cầ u rau xanh ta ̣i chỗ, rấ t tiê ̣n lơ ̣i đố i với dân cư ở đô thi.̣ Có thể sử du ̣ng hiên nhà, sân thươ ̣ng hay hành lang để trồ ng rau mầ m Chỉ cầ n tranh thủ thời gian ngoài giờ chăm sóc chúng hàng ngày là đủ và có rau an toàn ta ̣i chỗ để đảm bảo sức khỏe gia đin ̀ h sử du ̣ng, vừa tươi la ̣i vừa ngon Từ hai lý viê ̣c nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu xử lý nước thải hô ̣ gia đin ̀ h công nghệ bãi lọc kết hợp canh tác rau quy mơ hộ gia đình” là hế t sức cấ p thiế t Mục tiêu nghiên cứu  Nghiên cứu xây dựng hệ thống bãi lọc ngầm trồng dòng chảy ngang xử lý nước thải hộ gia đình tái sử dụng nguồn nước vào trồng thuỷ canh  Xây dựng đươ ̣c quy trình sản xuấ t rau cải mầ m và rau muống bằ ng ̣ thố ng thủy canh sử du ̣ng nguồ n nước cấ p từ baĩ lo ̣c ngầ m trồ ng dòng chảy ngang, có thể áp du ̣ng vào thực tế nhằ m thúc đẩ y sản xuấ t rau sa ̣ch ta ̣i nhà Nô ̣i dung nghiên cứu  Lựa chọn công thức vật liệu lọc để sử dụng mơ hình bãi lọc ngầm trồng dòng chảy ngang từ đó đánh giá khả xử lý nước thải mơ hình  Xây dựng, vận hành mơ hình bãi lọc ngầm trồng dòng chảy ngang  Theo dõi sự phát triể n của rau ở từng thời điể m  Nghiên cứu chế ta ̣o mô hin ̀ h sản xuấ t thủy canh từ những vâ ̣t liê ̣u có sẵn  Hoàn thiê ̣n quy trình sản xuấ t rau thủy canh nhà 67  Về khả phát triển: Trong điề u kiê ̣n phòng thí nghiê ̣m thiế u ánh nắ ng và không gian kiń , Thuỷ trúc số ng không đươ ̣c tố t Nhưng Lưỡi Mác thì ngươ ̣c la ̣i, vẫn sống khá tớ t mơi trường này Ngoài ra, thi ̣ trường, Lưỡi Mác la ̣i có giá thành rẻ gầ n gấ p đôi so với Thuỷ Trúc Giố ng này la ̣i dễ nhân giố ng và nhân giố ng nhanh  Kết luận: Xét tiêu chí trên, mẫu tối ưu của mô hin ̀ h baĩ lo ̣c trồ ng dòng chảy ngang nước sau lọc từ bãi lọc trồng Lưỡi Mác (tức là NT1) 3.3 So sánh hiêụ quả xử lý nước thải giữa bãi lo ̣c đứng và bãi lo ̣c ngang  Chỉ tiêu pH pH đầu vào đầu nước thải sau qua các mô hình bãi lọc (NTĐC, NT1 và NT2) ổn định từ 5.42 – 7.42 ở BLN và từ 6.5 – 8.33 ở BLĐ Trong BLĐ có ổn định pH so với BLN Tuy nhiên, pH vẫn nằ m quy chuẩ n cho phép của QCVN 14-MT:2015/BTNMT  Chỉ tiêu SS Qua bảng 3.1, 3.6 và đồ thi ̣(Hình 3.3, 3.13) ta thấ y hiê ̣u quả xử lý că ̣n lơ lửng cao nhấ t đa ̣t 55.7% ở mô hiǹ h BLĐ trồ ng Lưỡi Mác với nồ ng đồ đầ u vào là 168.5mg/L giảm còn 75mg/L ở nồ ng đô ̣ đầ u Đa ̣t QCVN 14-MT:2015/BTNMT về chỉ tiêu SS Că ̣n nước thải đươ ̣c xử lý nhờ chế lắ ng tro ̣ng lực vì ̣ thố ng có thời gian lưu nước, lo ̣c nhờ các vâ ̣t liê ̣u lo ̣c có mô hình chảy qua và phân huỷ nhờ vi sinh vâ ̣t bám xung quanh vùng rễ Mơ hình trồng đạt hiệu suất xử lý cao :  Sự phát triển rễ góp phần tăng khả kết dính hẹt keo đất từ cho đất kết dính chặt từ giảm sử rửa trơi hạt đất theo dòng chảy  Sự lan rộng sâu đất rễ làm tăng lượng oxy vùng quanh rễ tạo điều kiện cho vi sinh vật hiếu khí phát triển, vi sinh vật góp phần lớn việc phân hủy chất rắn lơ lửng nước 68  Một phần nhờ lớp vật liệu lọc than hoạt tính, cát, sỏi hấp phụ giữ lại chất lơ lửng  Chỉ tiêu COD Qua bảng 3.2, 3.7 và đồ thi ̣ (Hin ̀ h 3.5, 3.15) hiê ̣u suấ t xử lý của NTĐC có sự chênh lê ̣ch lớn so với NT1 và NT2 ở cả mô hình BLN và BLĐ Tuy nhiên, BLĐ vẫn cho hiê ̣u suấ t xử lý cao BLN, cu ̣ thể ở BLĐ-NT2 đa ̣t hiê ̣u quả xử lý cao nhấ t với hiê ̣u suấ t trung bin ̀ h là 57.73% Đa ̣t QCVN 14-MT:2015/BTNMT giá tri ̣ C, cô ̣t B COD mô hình đươ ̣c loa ̣i bỏ nhờ cấ u ta ̣o xố p giữa các tầ ng vâ ̣t liê ̣u, thêm vào đó là nhờ sự phát triể n của rễ giúp vâ ̣n chuyể n oxy đế n rễ ta ̣o điề u kiê ̣n cho VSV hiế u khí xung quanh phát triể n để xử lý COD Ngoài ra, nhờ lớp vâ ̣t liê ̣u than hoa ̣t tính với đă ̣c tính hấ p phu ̣ cao nên COD cũng đươ ̣c xử lý Hiệu suất xử lý COD mơ hình bãi lọc đạt hiê ̣u do:  Sự phát triển rễ mơ hình bãi lọc tạo điều kiện cho vi sinh vật hiếu khí phát triển nên xử lý SS, COD, Nito,…  Nhờ phần lớp vật liệu có than hoạt tính có khả xử lý COD phần  Chỉ tiêu BOD5 Dựa vào bảng 3.3, 3.8 đồ thi ̣ (Hin ̀ h 3.7, 3.17) ta thấ y có sự chênh lê ̣ch về hiê ̣u suấ t xử lý BOD5 giữa nghiê ̣m thức ở BLN không nhiề u Ở BLĐ có sự chênh lê ̣ch lớn BLĐ-NT1 có hiê ̣u suấ t xử lý trung bin ̀ h cao nhấ t đa ̣t 52.31% và NT2 thấ p không nhiề u đa ̣t 45.83% Tuy có sự chênh lê ̣ch giữa đầ u vào và đầ u của nước thải sau qua các mô hình vẫn chưa đa ̣t về chỉ tiêu BOD5 của QCVN 14-MT:2015/BTNMT giá tri ̣C, cô ̣t B BOD5 baĩ lo ̣c đươ ̣c loa ̣i bỏ nhờ trình hút bám vật lý bề mặt chất rắn lắng sau q trình lắng Thường xảy phần đầu bãi lọc BOD5 thực vật hấp thụ chưa hiểu rõ phụ thuộc vào loại thực vật trồng đặc tính vào chất bẩn BOD5 còn đươ ̣c loa ̣i bỏ nhờ phân huỷ của các vi khuẩ n (hiế u khí và ki ̣ khí) Tuy nhiên, vì thời gian lưu nước chưa đủ dài, quy mô chưa đủ lớn nên 69 thời gian tiế p xúc cùng số lươ ̣ng trồ ng baĩ lo ̣c không nhiề u nên khả xử lý BOD5 của mô hình vẫn chưa đa ̣t Một số lý dẫn đến khả xử lý BOD5 nghiê ̣m thức:  Các vi sinh vật hiếu khí kị khí bãi lọc nguyên nhân dẫn đến khả xử lý mơ hình bãi lọc Thời gian vận hành mơ hình có ó 24h nên thời gian tiếp xúc với nước thải vi sinh vật khơng nhiều mơ hình quy mơ phịng thí nghiệm nên số lượng bãi lọc không nhiều nên khả xử lý không đạt chuẩn, tốt với thời gian xử lý ngắn quy mô nhỏ  Chỉ tiêu Tổ ng - P Từ bảng 3.4, 3.9 có thể thấ y hiê ̣n tươ ̣ng ̣ chênh lê ̣ch rấ t lớn giữa nồ ng đô ̣ Tổ ngP đầ u vào và đầ u của nghiê ̣m thức Nồ ng đô ̣ đầ u của nghiê ̣m thức ở BLN gầ n chêch lê ̣ch không nhiề u dao đô ̣ng từ 8.98mg/L – 9.93mg/L Còn ở BLĐ có sự chênh lê ̣ch nhiề u Tuy vâ ̣y, so sánh cùng quy chuẩ n thì không đa ̣t chuẩ n QCVN 14-MT:2015/BTNMT giá tri ̣C, cô ̣t B về chỉ tiêu Tổ ng-P Nguyên nhân gây tượng do:  Có thể trồng bãi lọc trồ ng xử lý nhiên đất trồng để phát triển đất dinh dưỡng Tribat, có hàm lượng dinh dưỡng cao Hàm lượng Phospho đất tan có nước thải chảy qua, số lượng vi sinh vật bãi lọc không xử lý Photpho nên hàm lượng đầ u cao nhiều so với đầu vào Mơ hình vận hành 24h, thời gian tiếp xúc nước thải vi sinh vật it́ Hơn nữa lươ ̣ng trồ ng baĩ lo ̣c la ̣i ít, thời gian lưu nước la ̣i không đủ dài nên dẫn đế n Photpho ở đầ u cao vươ ̣t chuẩ n  Chỉ tiêu Tổ ng - N Theo bảng 3.5, 3.10 và đồ thi ̣(Hin ̀ h 3.10, 3.20), hiê ̣u suấ t xử lý của BLĐ-NT2 là cao nhấ t đa ̣t 37.70%, ở BLN-NTĐC la ̣i không xử lý đươ ̣c Tổ ng-N Tuy nhiên, xét về chỉ tiêu này với QCVN 14-MT:2015/BTNTM giá tri ̣ C, cô ̣t B thì vẫn đa ̣t chuẩ n Nitơ baĩ lo ̣c đươ ̣c loa ̣i bỏ nhờ chế là nitrat hoá hay khử nitrat, bay amoniac và hấ p thu ̣ của thực vâ ̣t Nitrat hoá diễn ở vùng rễ hiế u khí nhờ vi khuẩ n 70 Nitrobacter oxy hoá NO2- thành NO3- và ta ̣o lươ ̣ng Phản nitrat hoá gồ m chế song song – đồ ng hoá và di ̣ hoá Ngoài baĩ lo ̣c, cũng giố ng với Photpho, hàm lươ ̣ng Nitơ có đấ t cũng đươ ̣c hoà tan vào nước thêm vào thời gian lưu nước thấ p nên hiê ̣u quả xử lý Nitơ không cao Xảy chệnh lệch do:  Trong mơ hình trồng cây, với phát triển rễ dài tạo nhiều oxy hơn, vi sinh vật phát triển mạnh mẽ nên trình nitrat hóa xảy cao nên khả xử lý tốt  Tương tự với Phốt pho, trồng đất dinh dưỡng, nên có hịa tan Nito nước, thời gian tiếp xúc với nước thải có 24h nên hiệu xử lý khơng cao  Đối với mơ hình khơng trồng có lớp đất, cát, than sỏi khơng tạo điều kiện cho vi sinh hiếu khí phát triển Do đó, q trình nitrat hóa xảy lớp đất khơng đáng kể chất lơ lửng loại bỏ nên nitrat giảm phần 3.4 Xác đinh ̣ khả sử du ̣ng nước thải hô ̣ gia đin ̀ h sau xử lý ở bãi lo ̣c cho mu ̣c đích thuỷ canh Khả phát triể n rau muố ng và rau cải mầ m tưới bằ ng nước sa ̣ch (NTĐC’) với tưới bằ ng nước sau baĩ lo ̣c trồ ng Lưỡi Mác (NT1’) Bảng 3.11 Bảng tổ ng hơ ̣p so sánh sự phát triể n trung bình về chiề u cao rau giữa nghiê ̣m thức Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày 12 Ngày 15 Ngày 18 Ngày 21 Rau muố ng NT1’ 1.68 3.07 5.8 7.56 11.36 17.4 21.6 NTĐC’ 1.47 2.75 4.39 7.14 10.31 15.3 20.1 Rau cải mầ m NT1’ 0.94 3.3 6.63 9.73 NTĐC’ 0.67 2.04 5.61 8.19 71 25 chiều cao (cm) 20 15 NTĐC’ 10 NT1’ 12 15 18 21 Ngày Hình 3.21 Đồ thi ̣so sánh tố c đô ̣ tăng trưởng của rau muố ng giữa nghiê ̣m thức 12 10 (cm) NTĐC’ NT1’ 12 Ngày Hiǹ h 3.22 Đồ thi ̣so sánh tố c đô ̣ tăng trưởng của rau cải mầ m giữa nghiê ̣m thức Nhâ ̣n xét: Qua bảng 3.11 và hình (đồ thi ̣3.21, 3.22) ta thấ y nhờ dinh dưỡng từ baĩ lo ̣c trồ ng Lưỡi Mác Rau muố ng ở NT1’ phát triể n tố t so với NTĐC’ Qua 21 ngày theo dõi chiề u cao trung bình của đa ̣t 21.6 cm Rau cải mầ m ở NT1’ cũng phát triể n tố t NTĐC’ qua 12 ngày chiề u cao trung biǹ h đa ̣t 9.73 cm 72 PHẦN 4: KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ  KẾT LUẬN Qua theo dõi khả xử lý mô hình bãi lọc với đánh giá theo dõi phát triển rau muống, cải mầm trồng mơ hình thủy canh Người thực đề tài rút số kết luận sơ sau:  Đồi với mơ hình bãi lọc  Về khả áp dụng thực tế mô hình: Kế t quả thí nghiê ̣m cho thấ y xử lý nước thải hô ̣ gia đin ̀ h bằ ng công nghê ̣ baĩ lo ̣c ngầ m trồ ng cây, cu ̣ thể là baĩ lo ̣c dòng chảy đứng tỏ có hiê ̣u quả mă ̣c dù quy mô thực hiê ̣n là khá nhỏ Hiê ̣u quả xử lý ở NT1 đa ̣t 52.83% đố i với COD, 55.7% đố i với SS, 52.31% đố i với BOD5, 37.7% đố i với Tổ ng-N và pH ổ n đinh ̣ dao đô ̣ng từ 6.5 – 7.3, Tổ ng-P đầ u vẫn còn cao đầ u vào khá nhiề u Chỉ có các chỉ tiêu COD, SS, pH, Tổ ng-N là đa ̣t QCVN 14-MT:2015/BTNMT giá tri ̣C, cô ̣t B Còn la ̣i chỉ tiêu BOD5 và Tổ ng-P vẫn chưa đa ̣t chuẩ n Mô hình baĩ lo ̣c có trồ ng (NT1 và NT2) cho phép đa ̣t hiê ̣u suấ t xử lý cao nhiề u so với mô hình baĩ lo ̣c không trồ ng (NTĐC) Hai loại sử du ̣ng baĩ lo ̣c dễ tìm kiếm thi ̣ trường, có thể tim ̀ ở các cửa hàng bán cảnh hoă ̣c cửa hàng bán cá cảnh Vừa trang trí la ̣i dùng để xử lý nước → Khả áp dụng của bãi lọc ngầ m trồng hồn tồn có khả  Tính đề tài: Trong mô hình bãi lọc có sử dụng đấ t dinh dưỡng Tribat để trồ ng cho loại cây, nên hàm lượng dinh dưỡng cấp cho trồng bãi lọc để phát triển tốt ảnh hưởng khả xử lý Nito cũng Photpho mơ hình bãi lọc Nhưng lại cung cấp lượng dinh dưỡng trực tiếp cho thủy canh mà không cần dùng đến dung dịch dinh dưỡng Đó điểm nghiên cứu đề tài 73  Nhược điểm:  Nồng độ đưa vào bãi lọc: Mơ hình bãi lọc áp dụng ngồi thực tiễn cao nên nồng độ đầu vào thấp, xử lý trước đó, nên phạm vi ứng dụng bãi lọc quy mô nhỏ hộ gia đình, trang trại nhỏ hay khu du lịch,… Tuy nhiên với nồng độ đầu vào lớn nước thải khu công nghiệp cần phải xử lý đầu vào sau đưa vào bãi lọc  Về khả phát triển hai loại cây: Cây Thủy Trúc thực tế không phát triển tốt môi trường có ánh nắng, nên đòi hỏi phải chăm sóc kĩ cho loại Ngược lại Lưỡi Mác lại phát triển tốt dù bóng râm, không cầ n chăm sóc nhiề u  Đối với mơ hình thủy canh Hiệu phát triển rau muống với cải mầm phát triển tốt trồng giá thể xơ dừa tưới nước thải sau xử lý mơ hình bãi lọc trồng Lưỡi Mác Sự phát triển rau muống cải mầm qua nghiệm thức, NT1’ nghiệm thức lấy nước cấp từ baĩ lo ̣c trồ ng Lưỡi Mác phát triển tốt so với NTĐC’ Từ rút được, phát triển rau phụ thuộc nhiều yếu tố dinh dưỡng, pH, nhiệt độ, nồng độ O2 hòa tan, giá thể Qua kiểm chứng thực tế, việc trồng rau phương pháp thủy canh động kín với hai loại nước và nước thải sau mơ hình bãi lọc cho kết khả thi Cây trồng mơ hình có nước cấp nước thải sau bãi lọc phát triển tốt so với trồng nước Mặc dù bãi lọc xử lý chưa triệt để, hiê ̣u suấ t xử lý chưa cao hàm lượng TSS, COD, BOD5, Tổ ng-P,…những yếu tố khơng ảnh hưởng nhiều đến phát triển hàm lượng cịn nằm khả thích ứng Cây rau đa ̣t chuẩ n QCVN 8-2:2011/BYT về giới ̣n ô nhiễm kim loa ̣i nă ̣ng thực phẩ m và QCVN 8-3:2012/BYT về giới ̣n ô nhiễm vi sinh vâ ̣t thực phẩ m thông qua xét nghiê ̣m (phu ̣ lu ̣c, mu ̣c 3) 74  Nhược điểm: Nghiên cứu thực loại rau rau mầm rau muống, chưa áp dụng nhiều loại rau khác để khảo sát khả phát triển Giá thể nghiên cứu chưa phối trộn nhiều cách khác Chỉ đơn sử dụng giá thể xơ dừa có sẵn phát triển Nghiên cứu chưa áp dụng thực tiễn để sản xuất quy mô lớn áp dụng hệ thống nhỏ công suất 40 rọ gieo trồng  KIẾN NGHỊ  Đố i với mô hin ̀ h bãi lo ̣c ngầ m trồ ng cây: Xử lý nước thải công nghệ bãi lọc ngầm trờ ng nói chung cịn Việt Nam, cần có nghiên cứu kĩ tác động tương hỗ thành phần hệ thống xử lý nước thải nhằm kiểm soát chúng cách hiệu Nên có nghiên cứu ứng dụng sâu rộng nhiều công nghệ bãi lọc ngầm trồng xử lý nước thải không nước thải hộ gia đình mà nước thải cơng nghiệp nông nghiệp  Đố i với mô hin ̀ h thuỷ canh: Nghiên cứu báo cáo nghiên cứu nhằm khẳng định khả sử dụng giá thể xơ dừa sử dụng nguồn nước cấp qua mơ hình bãi lọc sinh hoạt để vận hành hệ thống thủy canh Vì kết nghiên cứu thu chưa hoàn chỉnh, kiế n nghị tiếp tục tiến hành nghiên cứu để đưa kết hoàn thiện Thí nghiệm cần lặp lại nhiều lần để đánh giá hiệu giá thể trồng phù hợp nhiều loại rau khác 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Thi ̣ Minh Phú Nghiên cứu tận dụng rơm rạ khô làm giá thể để trồng thủy canh tái sử dụng nước thải giặt rửa sinh hoạt cung cấp nước cho hệ thống, đồ án tốt nghiệp, trường đa ̣i ho ̣c Công nghê ̣ Tp.HCM, 111 trang [2] Nghiên cứu Công nghệ bãi lọc ngầm trồng để xử lý nước thải chăn nuôi điều kiện tỉnh Thái Nguyên, Việt Nam Đề tài cấ p đa ̣i ho ̣c trường Đa ̣i Ho ̣c Nông Lâm [3] Trần Quốc Việt Nghiên cứu hiệu xử lý nước thải bột mì mơ hình bãi lọc ngầm trồng dòng chảy đứng, đồ án tốt nghiệp, trường đại học Công nghệ Tp.HCM, 104 trang [4] Nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt bãi lọc ngầm trồng dòng chảy ngang, báo cáo nghiên cứu khoa học, trường đại học Dân lập Hải Phòng, 63 trang [5] Lâm Vĩnh Sơn (2010), Giáo trình kỹ thuật xử lý nước thải Trường ĐH Công Nghệ Thành phố Hồ Chí Minh – HUTECH [6] Trần Văn Nhân, Ngơ Thị Nga (2002), Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải Nhà xuất Khoa học kỹ thuật PHỤ LỤC: HÌNH ẢNH RAU TRỒNG THEO TỪNG NGÀ Y Tố c đô ̣ phát triể n của rau muố ng ở NT1’ qua từng ngày Hin ̀ h I Rau muố ng ở ngày Hin ̀ h II Rau muố ng ở ngày Hin ̀ h III Rau muố ng ở ngày Hin ̀ h IV Rau muố ng ở ngày 12 Hin ̀ h V Rau muố ng ở ngày 15 Hin ̀ h VI Rau muố ng ở ngày 18 Tố c đô ̣ phát triể n của rau cải mầ m ở NT1’ qua từng ngày Hin ̀ h VII Rau cải mầ m ở ngày Hin ̀ h VIII Rau cải mầ m ở ngày Hin ̀ h IX Rau cải mầ m ở ngày Hin ̀ h X Rau cải mầ m ở ngày 12 Kế t quả phân tích mẫu rau muố ng ở NT1’ Hin ̣ ̀ h XI Mẫu phiế u kế t quả thử nghiêm Dựa theo QCVN 8-2:2011/BYT so sánh các chỉ tiêu Cadmi (Cd) và Chì (Pb) có rau muố ng (thuô ̣c loa ̣i rau ăn lá và rau ăn thân): Chỉ tiêu Cadmi (Cd) có hàm lươ ̣ng cho phép đố i với rau ăn lá là 0,2mg/kg và 0,1mg/kg đố i với rau ăn thân Trong mẫu phiế u xét nghiê ̣m nhâ ̣n đươ ̣c kế t quả Cd có rau đa ̣t 0.018mg/kg, vâ ̣y rau hoàn toàn đa ̣t chuẩ n Dựa theo QCVN 8-3:2012/BYT so sánh chỉ tiêu giứoi ̣n ô nhiễm vi sinh thực phẩ m đố i với rau ăn số ng có giá tri ̣ E.Coli cho phép ở cô ̣t m là 102CFU/g, kế t quả nhâ ̣n đươ ̣c về E.Coli đa ̣t 5.0x101CFU/g, vâ ̣y rau cũng đa ̣t chuẩ n về vi sinh ... lý viê ̣c nghiên cứu đề tài ? ?Nghiên cứu xử lý nước thải hô ̣ gia đin ̀ h công nghệ bãi lọc kết hợp canh tác rau quy mơ hộ gia đình? ?? là hế t sức cấ p thiế t Mục tiêu nghiên cứu  Nghiên cứu. .. thấy bãi lọc trồng loại bỏ vi sinh vật gây bệnh nước thải sinh hoạt nước thải đô thị; xử lý phân bùn bể phốt xử lý nước thải công nghiệp, nước rị rỉ bãi rác Khơng thế, thực vật nước từ bãi lọc. .. công nghệ thực chất Bãi lọc trồng dùng để xử lý nước thải điều kiện tự nhiên Với thông số làm việc khác nhau, bãi lọc trồng sử dụng rộng rãi xử lý nhiều loại nước thải Khác với bãi đất ngập nước