Các phương pháp phục hồi thủy vực bị phú dưỡng hóa có thể chia làm 2 nhóm[9]:
- Giảm lượng dinh dưỡng đổ vào hồ từ bên ngoài.
- Thực hiện các thao tác trong hồ (xây dựng đường hào, nạo vét lấy bùn, kè hồ cũng như lắp đặt các hệ thống sục khí làm giàu oxy cho các hồ nhỏ nên kết hợp với trồng thực vật nước ven bờ).
Việc đổ nước thải và chất thải vào các dòng nước và hồ là nguồn chủ yếu của các vấn đề gây nên hiện tượng phú dưỡng. Ở Mỹ, 40% - 70% phospho trong nước thải là từ bột giặt. Các trạm xử lý nước sinh hoạt có thể chứa đến 70% tổng lượng phospho tới hồ.
Việc loại bỏ phospho trong bột giặt có thể giảm đến 50% tổng lượng phospho chảy vào hồ ( Lê Huy Bá và cộng sự, 2000).
Các phương pháp xử lý phospho bao gồm ba loại chính: vật lý, hóa học và sinh học ( Wang X.J và cộng sự, 2006)[9] .Trong đó phương pháp hóa học, kết tủa phospho bằng muối kim loại đã được ứng dụng rộng rãi ( yeoman S.
16
và cộng sự, 1998; Lee S.I, và cộng sự, 2003)[9]. Các kết tủa bao gồm Al2(SO4)3, 18H2O,FeCl3.6H2O,FeSO4.7H2O,Fe(SO4)3 và Ca(OH)2. (Metcalf and Eddy,2003)[9]
Nói chung, hiệu suất xử lý phospho bằng kết tủa hóa học chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác nhau. Đặc biệt trong trường hợp nước thải có độ kiềm thấp, việc xử lý phospho bằng kết tủa rất khó thực hiện bởi pH thay đổi rất nhanh, ngay sau khi bổ sung các chất kết tủa, hiệu xuất xử lý phụ thuộc nhiều vào pH của nước thải ( Lujubinko L., và cộng sự, 2004)[6]. Sau khi Al2(SO4)3.18H2O được bổ sung, pH của nước thải giảm xuống. Điều này là do thực tế một phần phèn nhôm đã bị kết tủa dưới dạng hydroxit và H+ hình thành trong nước theo phản ứng sau: Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+ ( De Hass D.W., và cộng sự, 2000)[9]. Qua một số nghiên cứu giá trị pH thích hợp nhất để kết tủa phospho trong nước có độ kiềm thấp bằng nhôm sunphat cũng gần với giới hạn pH tối ưu (6-7) ( Georgantas D.A., và cộng sự, 2006)[9].
Ngoài ra, phospho trong nước cũng được loại bỏ nhờ khả năng tích lũy phospho dưới dạng phospho liên kết ( polyphosphat) nhiều hơn mức cần thiết trong thành phần tế bào của một số vi sinh vật hấp thụ của tảo, các thực vật thủy sinh cố định cặn trong đáy nhờ sự kết tủa các ion hoặc muối canxi phosphat. Việc thu hái sinh khối thực vật và lưu thông dòng chảy trong mùa sinh trưởng của thực vật là hết sức cần thiết để loại bỏ phospho phát sinh ( từ thân, cành rễ, lá thối rữa). Giai đoạn cuối cùng của quá trình loại bỏ phospho trong nước là thu hoạch sinh khối thực vật và trầm tích đáy (Jensen Ric, 1998, Sooknah, R.D., 1999)[9].
Loại bỏ nitơ khỏi nước thải là quá trình quan trọng nhất và cũng phức tạp nhất. Nitơ tồn tại trong nước ở nhiều dạng NH3, nitơ hữu cơ, NO3
- , NO2
- ( Sooknah, R,D., 1999)[9], nitơ hữu cơ qua quá trình khoáng hóa trong điều kiện kỵ khí được biến đổi thành amon. Tuy nhiên, mức độ chuyển hóa này phụ thuộc vào nguồn gốc của nitơ hữu cơ, tỷ lệ C/N của chất hữu cơ cũng như chất
17
nhận điện tử. Quá trình nitrat hóa chủ yếu được thực hiện dưới tác dụng của nhóm vi khuẩn tự dưỡng bắt buộc các vi khuẩn thuộc nhóm Nitrosomonas và Nitrobacter, chúng chuyển hóa amon thành nitrit và nitrat. Ngoài khả năng oxy hóa amon, các vi khuẩn dị dưỡng còn có thể khử nitrat sinh trưởng cả trong những môi trường giàu hay nghèo chất hữu cơ. Vì vậy, chúng là những vi khuẩn rất lý tưởng trong xử lý môi trường ô nhiễm do NH4+, NO3-, NO2- ( Nguyễn Đức Lượng và cộng sự, 2003; Trần Hiếu Nhuệ, 1998)[9].
Trong hệ thực vật thủy sinh, quá trình nitrat hóa có khả năng xảy ra trong nước và vùng rễ ở nồng độ thấp cacbon hữu cơ. Khi nồng độ oxy của lớp nước phía dưới thực vật thủy sinh thấp, tỷ lệ nitrat hóa có thể bị giới hạn bởi lượng oxy cung cấp. Quá trình phản nitrat hóa xảy ra khi có mặt của oxy, khi các vi sinh vật kị khí thích nghi sử dụng nitrat như là chất nhận điện tử cuối cùng trong quá trình hô hấp. Trong quá trình này, lượng nitrat giảm xuống và sản sinh ra nitơ oxit và khí nitơ ( Sooknah, R.D., 1999)[9].
Người ta có thể kiểm soát sự nở hoa của tảo độc trong nước phú dưỡng bằng phương pháp hóa học, ví dụ dùng các hóa chất tiêu diệt trực tiếp tảo độc (như sunphat đồng, quynon, terbutryn…) hay là các chất có bản chất sinh học như L-Lysine (Yoshida M.., và cộng sự, 2004)[9].
Kiểm soát bằng phương pháp vật lý: ví dụ như ở Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc người ta đã sử dụng bột sét làm chất kết bông để loại bỏ các tế bào tảo độc nở hoa và một số tảo khác không cần thiết trong thủy vực, hay việc khuấy sục bằng cơ học, sóng siêu âm cũng có tác dụng giảm số lượng và thành phần tảo gây nở hoa.
Kiểm soát bằng phương pháp sinh học, ví dụ như sự phát triển của quẩn thể động vật ăn lọc, sống đáy là chiến lược phát triển lâu dài để kiểm soát các quần thể tảo trong nhưng vùng nhất định.
Kiểm soát bằng phương pháp thủ công, ví dụ dùng pháo nổi gom dồn lớp váng tảo nở háo trên bề mặt ( Đặng Diễm Hồng, 2006).
18
Qua nghiên cứu cho thấy, khả năng tự làm sạch nước của thủy vực trong tự nhiên là do môi trường nước luôn diễn ra các quá trình lý hóa, sinh học bao gồm: hấp thụ các kim loại nặng thông qua các nhóm thực vật có bộ rễ trong tầng nước ( các loại bèo), các loại thực vật thủy sinh có rễ trong đáy thủy vực như ( lau sậy), phân hủy hoặc tích tụ các chất hữu cơ và các chất khác của sinh vật kết tủa và lắng đọng các chất bẩn vô cơ và hữu cơ, tăng hàm lượng oxy nhờ quang hợp của tảo và thực vật thủy sinh. Điều đó cho thấy tầm quan trọng của thực vật thủy sinh trong các hồ ô nhiễm ( Đặng Ngọc Thanh và cộng sự, 2007; Lê Huy Bá và cộng sự, 2000).