Xử lý nước thải kênh nhiêu lộc thị nghè bằng tảo

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NGUYỄN THỊ THẢO SƯƠNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI KINH NHIÊU LỘC – THỊ NGHÈ BẰNG TẢO LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Thành phố Hồ Chí Minh – 2006 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NGUYỄN THỊ THẢO SƯƠNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI KINH NHIÊU LỘC – THỊ NGHÈ BẰNG TẢO LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Chuyên ngành : Sinh thái học Mã số : 60 42 60 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN VĂN TUYÊN Thành phố Hồ Chí Minh – 2006 LỜI CẢM ƠN Tôi chân thành bày tỏ lòng cảm ơn đến Ts Nguyễn Văn Tuyên, người tận tình hướng dẫn, truyền đạt cho kiến thức quý báu suốt thời gian học tập nghiên cứu Trong trình thực luận văn, thường xuyên nhận được: Sự quan tâm, giúp đỡ động viên tinh thần Quý Thầy Cô môn Di truyền – Thực vật – Tiến hoá phòng Sau đại học trường Đại học Sư phạm TP.HCM Sự giúp đỡ anh chị kỹ sư Ban Giám Đốc Phân viện khảo sát quy hoạch thuỷ lợi Nam Bộ, viện Pasteur TP.HCM, môn Địa chất sở môi trường-Khoa địa chất dầu khí-Trường Đại học Kỹ thuật – TP.HCM Sự hỗ trợ nhiệt tình Phòng quản lý tài nguyên nước -Sở Tài nguyên-Môi trường –TP.HCM Sự quan tâm, giúp đỡ anh chị bạn bè khoá học Cuối cùng, xin gởi lời tri ân đến gia đình, bạn bè – người ủng hộ động viên để hoàn thành luận văn MỤC LỤC Trang Lời cám ơn Mục lục Danh mục ký hiệu Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị MỞ ĐẦU Chương – TỔNG QUAN 1.1 Những vấn đề chung nước thải 1.1.1 Nước thải sinh hoạt 1.1.2 Nước thải công nghieäp 1.2 Các thông số để đánh giá chất lượng nước thải 1.3 Những biện pháp xử lý nước thải 12 1.3.1 Phương pháp xử lý học 12 1.3.2 Phương pháp xử lý hóa – lý 13 1.3.3 Phương pháp xử lý sinh học 13 1.4 Vai trò tảo xử lý nước thải 16 1.5 Các công trình nghiên cứu xử lý nước thải có sử dụng tảo 21 1.5.1 Ở nước 21 1.5.2 Ở nước 21 1.6 Một số dự án cải tạo kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè 21 Chương – ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN 2.1 Đặc điểm tự nhiên TP.HCM 25 2.1.1 Vị trí địa lý 25 2.1.2 Địa hình 25 2.1.3 Khí hậu 26 2.1.4 Thủy văn 27 2.1.5 Daân cö 29 2.1.6 Kinh teá 29 2.1.7 Giao thoâng 30 2.2 Đặc điểm tự nhiên kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè 31 2.2.1 Địa hình 31 2.2.2 Khí hậu 31 2.2.3 Thủy văn 33 2.2.4 Dân cư 34 2.2.5 Giao thoâng 34 2.3 Hiện trạng tiêu thoát nước kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè 34 Chương – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Thời gian thực 36 3.2 Các địa điểm thu mẫu 36 3.3 Thu xử lý mẫu 38 3.4 Phương pháp nuôi cấy 39 3.5 Nghiên cứu 39 Chương – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Xác định thể loại nước thải kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè 41 4.2 Giai đoạn điều tra 43 4.3 Giai đoạn nuôi thử nghiệm 44 4.3.1 Nguồn giống cấy vào nước thải 44 4.3.2 Mật độ giống cấy vào nước thải 45 4.4 Giai đoạn nuôi cấy thức 45 4.4.1 Đánh giá số thủy-lý-hóa trình xử lý 45 4.4.2 Sự biến động số thủy-hóa trình xử lý 56 4.4.3 Đánh giá số sinh học trình xử lý 64 4.4.3.1 Chỉ số E.coli 64 4.4.3.2 Cơ cấu thành phần loài sau xử lý 65 4.4.3.3 Tính sức sản xuất ban đầu hệ (Primary productivity) …70 4.4.3.4 Xác định nhóm, ngành tảo chiếm ưu nồng độ 71 4.4.3.5 Xác định độ phì tỷ lệ nhóm tảo 74 4.4.3.6 Xác định độ đa dạng loài (Species diversity) mẫu nước thải sau xử lý 76 4.4.3.7 Thống kê loài tảo nghiên cứu 78 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO 96 PHUÏ LUÏC 99 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU BOD5 (Biological oxygen demand): nhu cầu oxy sinh hóa COD (Chemical oxygen demand): nhu cầu oxy hóa học DO (Dissolved oxygen): độ oxy hòa tan Ec (Electric conductivity): độ dẫn điện TSS (Total suspended solid): chất rắn lơ lửng DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Trang Bảng 1.1 Thành phần đặc trưng loại nước thải sinh hoạt chưa xử lý Bảng 1.2 Thành phần nước thải số lónh vực công nghiệp chế biến nông sản, thực phẩm Bảng 1.3 Danh lục tảo thường có mặt ao xử lý nước thải nhiệt đới 18 Bảng 1.4 Danh lục tảo xử lý kim loại nặng có nước thải 19 Bảng 1.5 Danh lục tảo thị độ bẩn Việt Nam 20 Bảng 1.6 Kết xử lý ao sinh học số loại nước thải công nghiệp Đức 22 Bảng 2.1 Nhiệt độ trung bình thaùng (oC) 32 Bảng 2.2 Lượng mưa trung bình tháng (mm/tháng) 32 Bảng 2.3 Độ ẩm tương đối trung bình tháng (%) 33 Bảng 2.4 Bức xạ mặt trời trung bình ngày (cal/cm2) 33 Bảng 3.1 Tóm tắt lượng mẫu nghiên cứu 37 Bảng 4.1 Kết phân tích số thủy-hóa nước thải kênh Nhiêu lộc – Thị ngày 3/01/06 41 Bảng 4.2 Cơ cấu thành phần loài tảo TP.HCM (Kết điều tra bản) 43 Bảng 4.3 Cơ cấu thành phần loài tảo kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè 43 Bảng 4.4 Mật độ cá thể tảo nguồn giống điển hình 45 Bảng 4.5 Kết phân tích thông số thủy-lý-hóa nước thải kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè trước sau xử lý 46 Bảng 4.6 Bảng đánh giá chất lượng nước (theo X.M.Drachev) 47 Bảng 4.7 Giá trị giới hạn cho phép thông số ô nhiễm nước thải sinh hoạt 50 Baûng 4.8 Giá trị giới hạn cho phép thông số nồng độ chất ô nhiễm nước mặt 51 Baûng 4.9 Giá trị giới hạn cho phép thông số nồng độ chất ô nhiễm nước thải công nghiệp 53 Bảng 4.10 Giới hạn trạng thái dinh dưỡng 55 Bảng 4.11 Giá trị DO (ppm) trình xử lý theo nguồn giống 56 Bảng 4.12 Giá trị DO (ppm) trình xử lý theo nồng độ nước thải 57 Bảng 4.13 Giá trị DO (%) trình xử lý mùa 58 Bảng 4.14 Giá trị DO (ppm) trình xử lý nước thải địa điểm kênh 59 Bảng 4.15 Giá trị pH trình xử lý mùa 60 Bảng 4.16 Giá trị pH trình xử lý theo nồng độ nước thải 61 Bảng 4.17 Giá trị Ec trình xử lý mùa 62 Bảng 4.18 Giá trị Ec trình xử lý theo nồng độ nước thải 63 Bảng 4.19 Kết phân tích số E.coli kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè 64 Bảng 4.20 Kết phân tích số E.coli số kênh tiêu thoát TP.HCM vào mùa khô-năm 2006 65 Bảng 4.21 Cơ cấu, thành phần loài tảo sau xử lý 65 Bảng 4.22 Danh lục loài tảo thị độ bẩn có nước thải kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè sau xử lý 66 Bảng 4.23 Giá trị số Primary Productivity hệ xử lý nước thải kênh Nhiêu Lộc – Thị nghè 70 Bảng 4.24 Xác suất tìm thấy ngành tảo hệ xử lý nước thải kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè theo nồng độ nước thải 72 Bảng 4.25 Mối tương quan cấu trúc tảo độ phì 74 Bảng 4.26 Sự biến thiên độ phì hệ xử lý nước thải kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè theo nồng độ 75 Bảng 4.27 Sự biến thiên độ phì hệ xử lý nước thải kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè mùa 76 Bảng 4.28 So sánh độ đa dạng loài (d) mùa 77 Bảng 4.29 Sự biến thiên giá trị (d) hệ xử lý nước thải kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè theo nồng độ 77 Bảng 4.30 Danh lục loài tảo tham gia xử lý nước thải kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè 78 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình Trang Hình 1.1 Bản đồ kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè vị trí lấy mẫu kênh …3 Hình 1.2 Sơ đồ tóm tắt phương pháp sinh học xử lý nước thải 16 Hình 3.1 Ao cá quận – TP.HCM 36 Hình 3.2 Thu mẫu tảo ao cá quận 36 Hình 3.3 Thu mẫu tảo ao cầu Bình Tân 37 Hình 4.1 Sơ đồ thủy hóa R.Maucha 42 Hình 4.2 Nuôi thử nghiệm nồng độ 44 Hình 4.3 Nuôi thử nghiệm với nguồn giống 44 Hình 4.4 Nước thải kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè sau ngày xử lý 45 Hình 4.5 Đồ thị biến thiên giá trị DO (ppm) hệ xử lý nước thải kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè theo nguồn giống 56 Hình 4.6 Đồ thị biến thiên giá trị DO (ppm) hệ xử lý nước thải kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè theo nồng độ nước thải 57 Hình 4.7 Đồ thị biến thiên giá trị DO (%) hệ xử lý nước thải kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè mùa 58 Hình 4.8 Đồ thị biến thiên giá trị DO (ppm) hệ xử lý nước thải kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè địa điểm khác 59 Hình 4.9 Đồ thị biến thiên giá trị pH hệ xử lý nước thải kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè mùa 60 Hình 4.10 Đồ thị biến thiên giá trị pH hệ xử lý nước thải kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè theo nồng độ nước thải 61 Hình 4.11 Đồ thị biến thiên giá trị Ec hệ xử lý nước thải kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè mùa 62 Hình 4.12 Đồ thị biến thiên giá trị Ec hệ xử lý nước thải kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè theo nồng độ nước thải 63 Hình 4.13 Hình ảnh số loài tảo thị Mesosaprobe có nước thải kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè sau xử lý 67 Hình 4.14 Hình ảnh số động vật không xương sống có nước thải kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè sau xử lý 69 Hình 4.15 Phương pháp bình sáng tối 70 Hình 4.16 Một số hình ảnh minh họa xuất tổ hợp tảo khác nồng độ 73 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè cống khổng lồ tiếp nhận nước thải toàn TP.HCM Hơn kênh đóng vai trò quan trọng hình thành nên mặt cảnh quan thành phố Đã có nhiều dự án để cải tạo kênh với số vốn đầu tư lớn Hiện tại, dự án “Vệ sinh môi trường thành phố” liên doanh nhà thầu Tianjin – Công ty CHEC thi công có tổng mức đầu tư 199,96 triệu USD Hiện nay, hầu hết hệ thống kênh rạch TP.HCM bị ô nhiễm trầm trọng, góp phần thành phố giải tình trạng ô nhiễm môi trường nước nói chung, kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè nói riêng, việc nghiên cứu biện pháp tối ưu nhằm giảm thiểu vốn đầu tư cần thiết Ý nghóa thực tiễn khoa học đề tài Ý nghóa thực tiễn Nghiên cứu khả xử lý nước thải kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè ngành tảo nhằm tiết kiệm cho ngân sách nhà nước lónh vực bảo vệ môi trường p dụng kết nghiên cứu vào công trình xử lý nước thải công nghệ sinh học cho khu vực khác TP.HCM tỉnh, thành phố khác Ý nghóa khoa học Kết nghiên cứu tài liệu khoa học lónh vực xử lý nước thải biện pháp sinh học nước có khí hậu nhiệt đới để người tham khảo Mục đích nghiên cứu Đánh giá mức độ ô nhiễm kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè 129 H 10 Oscillatoria nigra Vauch H 11 Spirulina tenuissima Kutz H 12 Oscillatoria terebriformis (Ag.) Elenk H 13 – H 14 Cladophora sp (Ngaønh Chlorophyta) H 15 Oscillatoria brevis (Kutz.) Gom H 16 Oscillatoria nigroviridis Thwait 130 10 11 14 13 15 16 131 12 H 17 Synechocystis aquatilis Sauv H 18.Merismopedia tenuissima Lemm H 19 Oscillatoria prolifica (Grev.) Gom H 20 Lynbya circumcreta G.S.West H 21 Lynbya sp 132 17 19 18 20 21 133 NGAØNH BACILLARIOPHYTA H Frustulia rhomboides var saxonica (Rabh.) D.T H Gyrosigma distortum (W.Sm.) Cl H Amphiprora ornata H Gyrosigma acuminatum Ehrenb H Nitzschia sublinearis Hust H Nitzschia actinastroides H Pinnularia sp 134 135 H Pleurosigma sp H Pinnularia sp H 10 Surirella ovata Kutz H 11 Achnanthes sp H 12 Melosira granulata (Ehr.) Ralfs H 13 Cyclotella kuetzingiana Thwaites H 14 C comta (Ehr.) Kutz H 15 C meneghiniana Kuetz H 16 Cocconeis placentula Ehr H 17 Nitzschia acicularis W.Sm H 18 Diatoma valgare var brevis H 19 Nitzschia commutata Grun 136 10 13 16 11 12 14 15 17 18 137 19 H 20 Hantzschia amphioxys (Ehr.) Grun H 21 Gomphonema parvulum (Kutz.) Grun H 22 Nitzschia sp H 23 N longissima var reversa W.Sm H 24 N commutata Grun H 25 Neidium sp H 26 Surirella elegans H 28 Nitzschia sp H 29 Nitzschia sp H 30 Nitzschia sp H 31 Melosira granulata (Ehr.) Ralfs var angustissima (O.Mull.) Hust H 32 Pinnularia sp 138 20 21 22 24 28 25 29 23 26 31 30 139 32 H 33 Gomphonema sp H 34 Gyrosigma sp H 35 Nitzschia obtusa var nana V.H H 36 Nitzschia obtusa W.Sm H 37 Gomphonema sp H 38 Neidium affine (Ehrenb.) Cl F hercynica H 39 Melosira granulata (Ehr.) Ralfs H 40 Pinnularia viridis (Nitzsch.) Ehrenb Var sudetica (Hilse) Hust H 41 Rhopalodia gibba (Ehr.) O.Mull H 42 Melosira varians Ag 140 33 34 35 36 38 41 37 39 42 35 141 40 H 43 Nitzschia sp H 44 Nitzschia sp H 45 Nitzschia sp H 46 Melosira granulata (Ehr.) Ralfs var valida H 47 Coscinodiscus Rothii H48 Nitzschia sp H 49 Nitzschia sp H 50 Hantzschia amphioxys (Ehr.) Grun H 51 Nitzschia sp H 52 Nitzschia acuta Hantzsch H 53 Melosira italica H 54 Nitzschia obtusa W.Sm 142 43 44 47 51 45 46 48 49 52 53 143 50 54 ... (ppm) hệ xử lý nước thải kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè theo nồng độ nước thải 57 Hình 4.7 Đồ thị biến thiên giá trị DO (%) hệ xử lý nước thải kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè mùa 58 Hình 4.8 Đồ thị biến... pH hệ xử lý nước thải kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè theo nồng độ nước thải 61 Hình 4.11 Đồ thị biến thiên giá trị Ec hệ xử lý nước thải kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè mùa 62 Hình 4.12 Đồ thị. .. giá trị Ec hệ xử lý nước thải kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè theo nồng độ nước thải 63 Hình 4.13 Hình ảnh số loài tảo thị Mesosaprobe có nước thải kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè sau xử lý 67 Hình