Nghiên cứu ứng dụng rong Ceratophyllum demersum để xử lý Nitơ trong nước thải sinh hoạt
MỤC LỤC
Vật Liệu Và Phương Pháp Nghiên Cứu
Nghiên cứu cơ bản
Mục đích: đánh giá khả năng hấp thụ các dạng hợp chất Nitơ và Photpho của rong Ceratophyllum demersum. Rong Ceratophyllum được nuôi trong môi trường BG11 pha loãng 4 lần (BG11/4) và trong hệ thống tuần hoàn nước dưới ánh sáng của đèn neon.
Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải sinh hoạt
- Nuôi rong tươi trong môi trường nước thải được lấy từ hầm bơm của trạm xử lý nước thải chợ đầu mối Nông Sản Thủ Đức. - Xác định hàm lượng COD, BOD5, Nitơ tổng, Photpho tổng, và SS bằng cách lấy mẫu sau 24h phân tích 1 lần, và tiến hành phân tích trong thời gian 3 ngày liên tiếp.
Nghiên cứu xây dựng mô hình kết hợp
Sau đó, nước thải sẽ đi vào bể lắng một thời gian sẽ dẫn ra bể nuôi rong để đánh giá hiệu quả xử lý của rong. Thời gian lưu của nước tại các bể được dựa vào các thông số thiết kế cho quá trình khử nitơ và photpho kết hợp với dung tích các bể là từ 80- 120m3. Trong nghiên cứu thí nghiệm khi chạy mô hình, do còn một số hạn chế bất cập nên chúng tôi chỉ tiến hành xác định hiệu quả xử lý đề tài bằng các chỉ tiêu như pH, COD, BOD5, tổng nitơ, tổng photpho, rắn lơ lửng theo tiêu chuẩn Việt Nam.
Phân tích các chỉ tiêu ô nhiễm nước thải sinh hoạt theo tiêu chuẩn “standard methods for examination of waste and waste water” (WPHA, 1992). COD xác định theo phương pháp bicromat trong môi trường acid sunfuric với xúc tác là bạc sunfat.Ta dùng phương pháp đun hoàn lưu kín với mẫu COD. Chuẩn bị nước pha loãng bằng cách thêm 1ml các dung dịch đệm photphat, MgSO4, CaCl2, FeCl3 cho mỗi l nước cất bão hòa O2 và sục khí hơn 2giờ.
Để yên cho kết tủa lắng hoàn toàn, cẩn thận mở nút chai, thêm 2ml H2SO4 đậm đặc. Thêm vài giọt chỉ thị hồ tinh bột, tiếp tục định phân cho đến khi mất màu xanh. Với DOo: là hàm lượng oxy hòa tan đo ở ngày đầu tiên DO5: là hàm lượng oxy hòa tan đo ở ngày thứ 5 f: là hệ số pha loãng mẫu.
Công phá mẫu: phần còn lại trong bình để nguội, thêm 25ml dung dịch phá mẫu. Đun sôi mạnh đến khi có khói trắng xuất hiện, dung dịch có màu xanh nhạt, trong. Chuẩn bị dung dịch thuốc thử gồm dung dịch acid boric và dung dịch chỉ thị hỗn hợp cho quá trình chưng cất.
Tiến hành chưng cất, hấp thu mẫu cho đến khi dung dịch có màu xanh lá cây thì ngừng hẳn. Cũng tương tự như chỉ tiêu Nitơ hữu cơ nhưng khác là không có giai đoạn phá mẫu. Để nguội thêm 2 giọt phenolphthalein và trung hòa bằng NaOH cho đến khi có màu hồng nhạt xuất hiện.
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
Như vậy qua nghiên cứu sơ bộ ta thấy rong Ceratophyllum demersum có khả năng làm giảm đáng kể hàm lượng NH4+, NO3- và PO43-. Tuy nhiên, khả năng xử lý chỉ ở mức độ chậm và không đáng kể so với hàm lượng các chất gây ô nhiễm trong nước thải. Nguyên nhân là do hàm lượng các chất gây ô nhiễm trong nước thải quá lớn so với khả năng hấp thụ của rong, do vậy rong chỉ làm giảm.
Vấn đề quan trọng được đặt ra trước mắt là làm sao xây dựng mô hình kết hợp với rong để đạt hiệu quả xử lý cao nhất. -Nước thải ở chợ đầu mối chỉ bị ô nhiễm ở mức trung bình, tuy nhiên hàm lượng các chất gây ô nhiễm đều vượt qua mức cho phép của TCVN 6984:2001 nên cần thiết phải xử lý. -Theo kết quả phân tích cho thấy mức độ ô nhiễm nước thải sinh hoạt trong chợ thay đổi ở các thời điểm khác nhau, đặc biệt vào các thời điểm sinh hoạt trong mùa khô, mức độ ô nhiễm lớn.
Ngoại trừ Photpho đạt tiêu chuẩn xả thải theo TCVN 6984:2001, các chỉ tiêu khác vẫn còn khá cao so với tiêu chuẩn xả thải. Tuy nhiên do còn nhiều khó khăn trong quá trình thực hiện đề tài, chúng tôi đã không thể tiến hành thu sinh khối để xác định chính xác khả năng tăng trưởng của rong. Chúng ta có thể dụng rong như là một giải pháp sinh học để xử lý nước thải sinh hoạt vì kinh phí xử lý thấp, dễ kiểm soát, và rất hiệu quả trong việc làm sạch nước thải và bảo vệ môi trường.
Loài thực vật này tuy rất quen thuộc với người dân Việt nam trong việc trang trí, làm thức ăn cho thủy hải sản nhưng lại khá mới mẻ trong tiềm năng và ứng dụng vào lĩnh vực bảo vệ môi trường. Trên cơ sở thực tế có thể thừa nhận rong có khả năng làm sạch nước thải, nhưng kết quả ghi nhận trong đề tài chỉ là bước đầu cho những nghiên cứu sâu hơn về rong trong việc xử lý các chất độc và các chất. - Xác định hiệu quả xử lý tối đa của rong bằng cách tăng thời gian lưu nước - Xác định mật độ thích hợp của rong trong bể để đạt hiệu quả xử lý cao.
- Kiểm soát các yếu tố nhiệt độ, ánh sáng, ẩm độ, điều kiện thời tiết ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của rong trong xử lý. - Kiểm soát đầu vào của nước thải , xác định tỉ số tương quan giữa BOD/COD và N/P sao cho hợp lý để rong có thể xử lý đạt kết quả tốt nhất. - Ngoài những chỉ tiêu trên cần kiểm tra các thông số khác để xem khả năng xử lý của rong đối với các loại ô nhiễm khác hay làm giảm những chất độc khác.
