Với những lợi thế về chi phí xây dựng, vận hành và bảo trì thấp, các ứng dụng của bãi lọc trồng cây nhân tạo (CW) để xử lý nước thải đã tăng lên nhanh chóng trên toàn thế giới. Nghiên cứu này sử dụng công nghệ để xử lý Crom (Cr) (VI) trong nước thải.
Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu “Khoa học Trái đất Môi trường” DOI: 10.15625/vap.2019.000203 PHRAGMITES AUSTRALIS Cav m n 1 i n ông ng n n n n n n1 ôi trường i n buianh7811@gmail.com Trường i ọc M - ị c ất Với lợi chi phí xây dựng, vận hành bảo trì thấp, ứng dụng bãi lọc trồng nhân tạo (CW) để xử lý nước thải tăng lên nhanh chóng tồn giới Nghiên cứu sử dụng c ng ngh để xử lý rom ( r) (VI) nước thải Các vật li u rẻ tiền, sẵn có đá v i, vỏ trấu sậy tận dụng thiết kế bãi lọc trồng Đá v i vỏ trấu có khả loại bỏ Cr (VI), hi u xuất xử lý 29,9-39,8 69,8-79,8 , trồng thêm sậy vào h thống lọc gi p tăng hi u lý thêm từ 5,6 đến 11% Sau 168h thí nghi m, hi u xử lý Cr (VI) bãi lọc trồng nhân tạo kết hợp đá v i, vỏ trấu sậy đạt 64,9-99,8% Chất lượng nước thải đầu h bãi lọc trồng nhân tạo đạt quy chuẩn Vi t Nam nước thải công ngh p (QCVN 40:2011/BTNMT cột B) Từ khóa: Bãi lọc trồng nhân tạo, Crom (VI), vỏ trấu, đá v i, sậy Các hợp chất chứa rom thải m i trường chủ yếu từ nguồn nước thải ngành công nghi p thuộc da, luy n kim, sản xuất thép, mạ n, sản xuất bột màu d t, bảo quản gỗ (Barrera-Díaz et al., 2012) Theo khuyến cáo, Cr (VI) tiềm ẩn nguy gây nhiễm m i trường nghiêm trọng có tính độc cao khả tích lũy vào chuỗi thức ăn ( hal et al., 2013) o vậy, cần có phương pháp hi u để xử lý nước bị ô nhiễm r (VI) trước xả thải nhằm giải vấn đề liên quan đến m i trường sức khỏe cộng đồng Công ngh bãi lọc trồng nhân tạo ( ) biết đến cơng ngh có chi phí thấp thân thi n với m i trường chế loại bỏ ô nhiễm c ng ngh CW dựa vật li u nền, hấp thu thực vật hoạt động vi sinh vật (Vymazal et al., 1998) Trong thiết kế CW, loại vật li u thường lựa chọn đất, đá, sỏi Các vật li u đá v i, vỏ trấu, sậy sẵn có Vi t Nam tận dụng làm vật li u cho bãi lọc trồng nhân tạo để xử lý nhiễm Sậy lồi thực vật sử dụng phổ biến bãi lọc trồng nhân tạo dòng chảy ngầm (Sultana et al., 2014) Trong nghiên cứu này, thiết kế h bãi lọc trồng nhân tạo sử dụng vật li u đá v i, vỏ trấu sậy quy m ph ng thí nghi m nhằm (1): ác định hi u suất xử lý r (VI) (2): Đánh giá vai tr vật li u hác tác động đến vi c loại bỏ Cr (VI) h thống đất ngập nước nhân tạo thiết ế 2.1 án k n n loại bỏ Cr (VI) đá vơ : Các thí nghi m Đ , 1, 2, 3, bố trí ằng cách cân 0kg, 5kg, 10kg, 15kg, 20kg, 25kg đá v i cho vào xơ thí nghi m Bổ sung 8,5 lít nước thải có nồng độ Cr (VI) 10mg/l vào xơ có khối lượng đá hác 2.2 án k n n loại bỏ Cr (VI) vỏ trấu: Các thí nghi m Đ , 1, 2, 3, bố trí ằng cách cân 0kg, 0,5kg, 1kg, 1,5kg, 2,0kg, 2,5kg vỏ trấu cho vào xơ thí nghi m Bổ sung 8,5 lít nước thải có nồng độ Cr (VI) 10mg/l vào xơ có khối lượng vỏ trấu khác 2.3 án va trò của sậy việc loại bỏ Cr(VI): Thí nghi m đặt bể có ích thước giống Bể (CT1) chứa vật li u lọc bao gồm 10cm đá v i 5cm vỏ trấu 552 Hồ í Min t 11 nă 2019 Bể (CT2) gồm 10cm đá v i 5cm vỏ trấu khóm sậy khảng cách 15cm x 15cm trồng lớp vật li u lọc Bổ sung 10 lít nước thải có nồng độ Cr (VI) 10mg/l vào bể 2.4 án k n n xử lý Cr (VI) hệ bãi lọc tr ng nhân tạo: Thí nghi m bố trí hình 2.1; hể tích nước rỗng bình 10 lít Bổ sung nước thải chứa Cr (VI) vào h bãi lọc có thiết kế tương đương dải nồng độ 5mg/l, 10mg/l, 15mg/l, 20mg/l 25 mg/l với kí hi u tương ứng TN1, TN2, TN3, TN4, TN5 Mỗi thí nghi m từ 2.1 đến 2.4 lặp lại lần Tiến hành lấy mẫu đầu theo khoảng thời gian 0h, 24h, 48h, 72h, 96h, 120h, 144h, 168h (I Hình Sơ đồ bố trí thí nghi m 2.4 - Phương pháp lấy mẫu theo TCVN 6663-1:2011 (I 5667-1:2006) 5667-3:2003) phương pháp ác định Crom (VI) theo TCVN 6658:2000 V 6663-3:2008 3.1 Khả loại bỏ Cr(VI) đá vôi Kết xử lý Cr(VI) vật li u đá v i theo thời gian thể hi n hình Kết cho thấy, nồng độ Cr(VI) giảm sau hi qua lớp vật li u đá v i ồng độ r(VI) ác định nước thải đầu 0h giảm từ 15-16% so với an đầu Sau 168h, TN5 chứa 2,5 g đá v i hi u suất loại bỏ Cr(VI) cao đạt 39,8% Ở thí nghi m lại nồng độ Cr(VI) giảm từ 29,939,8% Các ion kim loại loại bỏ hấp phụ bề mặt vật li u (Aziz et al., 2008) Đồng thời, q trình hịa tan CaCO3 đá v i làm tăng pH dung dịch khiến kim loại kết tủa dạng oxit kim loại muối cacbonat (Aziz et al., 2008) Hi u suất loại bỏ Cr (VI) thấp từ 29,9-39,8 uy nhiên, điều cho thấy đá v i có loại bỏ r(VI) Để tăng hi u suất loại bỏ kết hợp với vật li u khác 3.2 Khả loại bỏ Cr(VI) vỏ trấu Theo dõi diễn biến nồng độ r(VI) hi qua lớp vật li u vỏ trấu ngày thí nghi m, kết trình bày Hình Kết thu cho thấy nồng độ Cr(VI) thí nghi m chứa vỏ trấu thấp hẳn so với đối chứng Điều chứng tỏ có chế tác động vỏ trấu đến suy giảm nồng độ r(VI) nước thải Vỏ trấu có di n tích bề mặt cao (272,5 m2/g) cấu trúc bề mặt xốp giúp vỏ trấu hấp phụ cation v Khi qua lớp vật li u vỏ trấu, nồng độ r (VI) nước thải giảm 69,8-79,8% (Hình 3) Tuy nhiên, sử dụng riêng bi t vật li u cần ch ý đến điều ki n m i trường (pH), hàm lượng vỏ trấu sử dụng kết hợp với vật li u hác để tăng hi u xử lý 3.3 Vai trò sậy xử lý Cr(VI) ước thải nhiễm r(VI) cho vào hai bể thí nghi m sử dụng sậy không sử dụng sậy đặt song song Theo dõi diễn biến nồng độ Cr (VI) ngày, kết trình hình Kết cho thấy, có khác bi t rõ ràng hai cơng thức thí nghi m sử dụng sậy không sử dụng sậy Nồng độ Cr (VI) CT2 thấp 0,56-1,1 mg/l so với CT1 Sau 168h thí nghi m, CT2, hi u suất xử lý r (VI) đạt 99,3%, nồng độ Cr (VI) lại nước thải 0,07mg/l đạt quy chuẩn cho phép Kết tương đồng cao so với nghiên cứu sử dụng sậy trước (Vymazal et al., 1998, ultana et al., 2014) ự chênh l ch hi u suất xử lý Cr(VI) hai công thức điều ki n thí nghi m cho thấy sậy làm tăng hi u xử lý Cr(VI) bãi lọc trồng 553 Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu “Khoa học Trái đất Mơi trường” Hình Khả xử lý Cr(VI) v trấu Hình Khả xử lý Cr(VI) củ đá vôi 3.4 Kh n n xử lý Cr (VI) hệ bãi lọc tr ng nhân tạo Hình Diễn biến nồng độ Cr(VI) hai h Hình Khả xử lý Cr(VI) h bãi lọc thí nghi m sử dụng sậy không sử dụng sậy trồng nhân t o ước thải chứa Cr (VI) với nồng độ hác đưa vào h bãi lọc trồng nhân tạo ngày, kết trình bày Hình Kết thu cho thấy, với nồng độ đầu vào 5mg/l, sau 96h thí nghi m, nồng độ Cr(VI) lại 0,06 mg/l đạt quy chuẩn cho phép Ở đạt quy chuẩn cho phép sau 168h thí nghi m Khi tăng nồng độ Cr(VI), hi u xử lý giảm Hi u suất xử lý Cr (VI) bãi lọc trồng nhân tạo đạt 64,9-99,8 % Vật li u sử dụng bãi lọc trồng ảnh hưởng trực tiếp đến hi u xử lý h thống Chúng định m i trường thuận lợi không thuận lợi cho phát triển thực vật vi sinh vật Sự chuyển hóa sinh học đóng vai trị quan trọng vi c loại bỏ Cr (VI) (Sultana et al., 2014) Vật li u vỏ trấu đá v i có loại bỏ r (VI) nước thải, trồng thêm sậy lên lớp vật li u gi p tăng 5,6-11% hi u xử lý H bãi lọc trồng kết hợp vỏ trấu, đá v i sậy xử lý Cr (VI) với hi u suất xử lý lên đến 99,8 ước thải sau xử lý đạt QCVN 40/BTNMT cột B H bãi lọc trồng nhân tạo nghiên cứu tận dụng vật li u rẻ tiền, sẵn có Vi t Nam nhằm giảm chi phí xây dựng đảm bảo hi u xử lý cao O [1] Aziz H.A, Adlan N.M and Ariffin K.S (2008) Heavy metals (Cd, Pb, Zn, Ni, Cu and Cr(III)) removal from water in Malaysia: Post treatment by high quality limestone Bioresource Technology, 99, 15781583 [2] Barrera-Díaz, C.E., Lugo-Lugo, V., Bilyeu, B., (2012) A review of chemical, electrochemical and biological methods for aqueous Cr(VI) reduction J Hazard Mater 223, 1-12 [3] Dhal, B., Thatoi, H.N., Das, N.N., Pandey, B.D., (2013) Chemical and microbial remediation of hexavalent chromium from contaminated soil and mining/metallurgical solid waste: a review J Hazard Mater 250, 272-291 554 Hồ í Min t 11 nă 2019 [4] Sultana M.Y., Akratos C.S and Pavlou S., (2014) Vayenas D.V Chromium removal in constructed wetlands: A review International Biodeterioration & Biodegra-dation 96, 181-190 [5] Vymazal J., Brix H and Cooper P F (1998) Removal Mechanisms and Types of Constructed Wetlands Leiden:Backhuys Publishers, (35), pp 4143 USING RICE HUSK, LIMESTONE AND REED (PHRAGMITES AUSTRALIS Cav.) IN CONSTRUCTED WETLAND FOR REMOVAL OF CHROMIUM(VI) IN WASTEWATER Bui Thi Kim Anh, Nguyen Van Thanh, Nguyen Hong Chuyen Institute of Environmental Technology, VAST, buianh7811@gmail.com ABSTRACT With the advantages of lower construction, operation and maintenance cost, the applications of the constructed wetlands (CWs) for the treatment of wastewater have been increasing rapidly throughout the world This study used CWs to treat Chromium (Cr) (VI) in wastewater Cheap and readily available materials such as limestone, rice husk and reed (Phragmites australis Cav.) were utilized in the CW Limestone and rice husk were capable of treating Cr (VI), the treatment efficiencies were 29.9-39.8% and 69.8-79.8%, respectively Using reed in the system increased treatment efficiency from 5.6% to 11% The treatment efficiency of Cr (VI) in the constructed wetland with limestone, rice husk and reed was 64.9-99.8% Outlet water quality of the constructed wetland meet the Vietnamese standards for industrial wastewater (QCVN 40: 2011/BTNMT, column B) Key words: Constructed wetland, chromium (VI), rice husk, limestone, Phragmites australis Cav 555 ... Khả xử lý Cr(VI) củ đá vơi 3.4 Kh n n xử lý Cr (VI) hệ bãi lọc tr ng nhân tạo Hình Diễn biến nồng độ Cr(VI) hai h Hình Khả xử lý Cr(VI) h bãi lọc thí nghi m sử dụng sậy không sử dụng sậy trồng nhân. .. (pH), hàm lượng vỏ trấu sử dụng kết hợp với vật li u hác để tăng hi u xử lý 3.3 Vai trò sậy xử lý Cr(VI) ước thải nhiễm r(VI) cho vào hai bể thí nghi m sử dụng sậy khơng sử dụng sậy đặt song song... Cr (VI) (Sultana et al., 2014) Vật li u vỏ trấu đá v i có loại bỏ r (VI) nước thải, trồng thêm sậy lên lớp vật li u gi p tăng 5,6-11% hi u xử lý H bãi lọc trồng kết hợp vỏ trấu, đá v i sậy xử lý