Thiết kế hệ thống đất ngập nước phục vụ xử lý nước thải tại Cụm công nghiệp Tân Qui, Huyện Củ Chi

CÁC ĐỊNH NGHĨA VỀ ĐẤT NGẬP NƯỚC

- Theo các nhà khoa học New Zealand : “Đất ngập nước là một khái niệm chung để chỉ những vùng đất ẩm ướt từng thời kỳ hoặc thường xuyên. - Theo các nhà khoa học Ôxtrâylia : “Đất ngập nước là những vùng đầm lầy, bãi lầy than bùn, tự nhiên hoặc nhân tạo, thường xuyên, theo mùa hoặc theo chu kỳ, nước tĩnh hoặc nước chảy, nước ngọt, nước lợ hoặc nước mặn, bao gồm những bãi lầy và những khu rừng ngập mặn lộ ra khi thuỷ triều xuống thấp.”. - Định nghĩa do các kỹ sư quân đội Mỹ đề xuất và là định nghĩa chính thức tại mỹ : “Đất ngập nước là những vùng đất bị ngập hoặc bão hoà bởi nước bề mặt hoặc nước ngầm một cách thường xuyên và thời gian ngập đủ để hỗ trợ cho tính ưu việt của thảm thực vật thích nghi điển hình trong điều kiện đất bão hoà nước.

- Những định nghĩa trên theo nghĩa hẹp, nhìn chung đều xem đất ngập nước như đới chuyển tiếp sinh thái, những diện tích chuyển tiếp giữa môi trường trên cạn và ngập nước, những nơi mà sự ngập nước của đất gây ra sự phát triển của một hệ thực vật đặc trưng.

CÁC CHỨC NĂNG CỦA ĐẤT NGẬP NƯỚC 1. Chức năng sinh thái của đất ngập nước

- Giải trí, du lich : các khu bảo tồn đất ngập nước như Tràm Chim ( Tam Nông, Đồng Tháp), và Xuân Thuỷ (Nam Định), nhiều vùng cảnh quan đẹp như Bích Động và Vân Long, cũng như nhiều đầm phá ven biển miền Trung… thu hút nhiều du khách đến tham quan giải trí. - Chỉ riêng hệ sinh thái rừng ngập mặn vùng cửa sông ven biển, một kiểu hệ sinh thái được tạo thành bởi môi trường trung gian giữa biển và đất liền, là một hệ sinh thái có năng suất cao, đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế, bảo vệ môi trường và đa dạng sinh học. - Giá trị đa dạng sinh học của đất ngập nước bao gồm cả giá trị văn hóa, nó liên quan tới cuộc sống tâm linh, các lễ hội truyền thống phản ánh ước vọng của người dân địa phương sống trong đó và các hoạt động du lịch sinh thái… giá trị văn hoá bao gồm cả tri thức bản địa của người dân trong nuôi trồng, khai thác và sử dụng các tài nguyên thiên nhiên và cách thích ứng của con người với môi trường tự nhiên( lũ lụt, hiện tượng ngập nước theo mùa hoặc đột biến của thiên nhiên…).

Người ta chưa thống kê được bao nhiêu xã hội truyền thống nhưng loại trừ các cư dân thành thị còn khoảng 85% dân số thế giới sống ở các vùng địa lý khác nhau : vùng địa cực, vùng sa mạc, vùng savan, các vùng rừng nhiệt đới và vùng đất ngập nước… tất cả các yếu tố tự nhiên này góp phần không nhỏ tạo nên văn hoá truyền thống của người dân địa phương.

CÁC LOẠI HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO VÀ CƠ CHẾ CÁC QUÁ TRÌNH XỬ LÝ TRONG ĐẤT NGẬP NƯỚC

• Các loại hình đất ngập nước nhân tạo

- Hệ thống này chỉ mới xuất hiện gần đây và được biết đến với các tên gọi khác nhau như lọc ngầm trồng cây( Vegetated submerged bed – VBS), hệ thống xử lý với vùng rễ (Root zone system ), bể lọc với vật liệu sỏi trồng sậy ( Rock reed filter) hay bể lọc vi sinh và vật liệu ( Microbial rock filter). - Bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy ngang có khả năng xử lý chất hữu cơ và rắn lơ lửng tốt, nhưng khả năng xử lý các chất dinh dưỡng lại thấp, do điều kiện thiếu oxy, kị khí trong các bãi lọc không cho phép nitrat hoá amoni nên khả năng xử lý nitơ bị hạn chế. Chất rắn không lắng được, chất keo có thể được loại bỏ thông qua cơ chế lọc ( nếu có sử dụng cát lọc), lắng và phân hủy sinh học (do sự phát triển của vi sinh vật), hút bám, hấp phụ lên các chất rắn khác ( thực vật, đất, cát, sỏi…) nhờ lực hấp dẫn Van De Waals, chuyển động Brown.

- Quá trình phân hủy các chất bẩn hữu cơ chính nhờ các vi khuẩn hiếu khí và kị khí đã được khẳng định (Tabak và nnk, 1981; Bouwer&McCarthy, 1983), nhưng quá trình hấp phụ các chất bẩn lên màng vi sinh vật phải xảy ra trước quá trình thích nghi và phân hủy sinh học.

NHỮNG ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM TRONG VIỆC SỬ DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

+ Trong điều kiện các loài thực vật phát triển mạnh ở các nguồn nước thải, bộ rễ của chúng như những chất mang rất hữu ích cho vi sinh vật bám trên đó. • Thứ nhất, rễ các loài thực vật thủy sinh sẽ đóng vai trò tích cực trong việc tăng trưởng của vi sinh vật nếu vi sinh vật không phải là những vi sinh vật gây bệnh. Trong trường hợp này, các loài vi sinh vật gây bệnh sẽ phát triển mạnh ở bộ rễ và những vùng xung quanh của thực vật, chúng sẽ là tác nhân sinh học gây ô nhiễm môi trường rất mạnh.

Do đó, hiện tượng trên vừa có lợi, vừa có hại, có lợi là các vi sinh vật có ích (những vi sinh vật phân giải các chất hữu cơ, vô cơ) phát triển, làm sạch môi trường nước, có hại là các vi sinh vật gây bệnh phát triển mạnh sẽ làm nước bị ô nhiễm sinh học nặng hơn.

Tính diện tích đất ngập nước cần thiết

Lưu lượng nước thải đầu ra sau xử lý được tính dựa vào lượng mưa tối đa, lượng bốc hơi trung bình, và lượng thấm tối đa nhằm cân bằng mực nước trong đầm lầy đất ngập nước tốt nhất, tránh nguy cơ tràn nước, khô nước không dự tính trước do sự cố môi trường do mưa quá nhiều hay hạn hán.

Thieát keá moâ hình

+ Nước thải sau khi qua ao oxy hoá thì lượng chất rắn lơ lửng và hòa tan còn cao nên ta bố trí trồng Sậy trước vì Sậy và loài thực vật có bộ rễ cắm vào đáy ao có thân nhô lên khỏi mặt nước nên sẽ tạo sự cản trở làm tăng khả năng lắng của các chất lơ lửng. Mặc khác Sậy là loại có khả năng hấp thụ các loại kim loại nặng cao hơn các loài thực vật khác nên bố trí Sậy trước các loài thực vật khác nhằm làm giảm nồng độ các kim loại trước khi qua các ao xử lý khác nhằm làm giảm nguy cơ chết của các loài thực vật khác do không chịu được nồng độ kim loại cao. + Tiếp theo nước thải sẽ qua ao Lục Bình vì lúc này trong nước thải chủ yếu chỉ còn các thành phần hữu cơ, Lục Bình là thực vật nổi có rễ trôi nổi trong nước nên sẽ có hiệu quả cao hơn trong việc loại bỏ hữu cơ trong nước.

Qua tham khảo một số mô hình tính toán và định dạng thiết kế đất ngập nước dựa vào các điều kiện địa hình của địa phương nơi thiết kế của một số tác giả và từ thực trạng địa hình của khu vực dọc theo tuyến kênh tiêu ấp 12 sau cụm công nghiệp Tân Qui có một vùng đất trũng và có độ dốc với diện tích là gần 14ha, hoàn toàn thích hợp cho thiết kế trên.

Các thông số thủy lực trong các ao xử lý

_ Mật độ thực vật bố trí theo các tài liệu tham khảo nên sẽ điều chỉnh thích hợp theo điều kiện khí hậu và thổ nhưỡng của từng vùng. Theo các kết quả thực nghiệm sử dụng Lục Bình để xử lý nước bãi rác thì mật độ trồng thí nghiệm khoảng 20-40 cây/m2, chọn mật độ bố trí là 30 cây/m2, mật độ này có thể điều chỉnh khi vận hành tùy theo sự phát triển của cây. Ống được chôn sâu 1.5m phía mương thoát nước và 1.1m trước khi vào hệ thống trên nền địa hình được đắp cao bằng mặt đê bao.

_ Nhằm đảm bảo cho việc phân phối nước đều từ ao xử lý này qua ao xử lý khác nên bố trí tại mỗi ao một nguồn thu là ống có đường kính 800mm và phân phối ra ao xử lý kế tiếp thành nhiêu ống nhỏ tuỳ theo chiều rộng của ao xử lý tiếp theo, đảm bảo khoảng cách tối ưu giữa các ống phân phối là từ 3-5m (theo DLWC,1998).

Các tác động môi trường của dự án

+ Đối với nước thải công nghiệp : có chứa lưu huỳnh và asen hay nước thải nông nghiệp có chứa nhiều phân gia súc không thể sử dụng được do chúng có chứa nhiều phosphor cũng được lọc sạch. - Trong thời kỳ vận hành công trình : trong giai đoạn đầu cho nước vào trong các ao xử lý theo mực nước yêu cầu thì chất lượng nguồn nước phụ thuộc vào việc thi công và dọn dẹp vệ sinh đáy các ao xử lý. - Nguồn gây ô nhiễm chính chủ yếu là trong giai đoạn thi công : các hoạt động đào đắp, vận chuyển đất cát trong giai đoạn thi công, vật liệu xây dựng rơi vãi trong quá trình vận chuyển, thường gây ô nhiễm bụi rất trầm trọng đối với môi trường không khí xung quanh, đặc biệt ô nhiễm bụi ở các nơi có hoạt động xây dựng vượt quá trị số tiêu chuẩn cho phép tới 10-20 lần.

+ Các xe vận chuyển đất cát thi công phải có tấm bạt phủ khi vận chuyển + Áp dụng các biện pháp phun ẩm trong quá trình san ủi mặt bằng, vào những thời điểm có nắng to và gió cần phải phun ẩm mỗi ngày ít nhất 2 lần.

Chương trình quan trắc và quản lý hệ thống xử lý

+ Tất cả các xe vận tải và thiết bị thi công cơ giới phải đạt tiêu chuển qui định của cục đăng kiểm về mức độ an toàn kỹ thuật và an toàn môi trường. - Chủ yếu là ô nhiễm tiếng ồn do hoạt động của các phương tiện cơ giới ảnh hưởng nhiều đến cư dân xung quanh và hai bên tuyến đường vận chuyển của xe vận chuyển. - Đầu tiên cần đào tạo công nhân có kỹ thuật và thuần thục các thao tác đo đạc các thông số về lưu lượng, mực nước, bên cạnh đó còn phải biết các quy định trong việc lấy và bảo quản mẫu phân tích.

+ Kiểm tra lưu lượng nước đầu vào và đầu ra tại các cửa điều tiết, kiểm tra mực nước trong các ao xử lý nếu có sự biến đổi thì điều chỉnh lưu lượng nước đầu vào và đầu ra.