HỢP CHẤT CHỨA NITƠ TRONG NƯỚC VÀ NƯỚC THẢ
4.5.3. Hệ xử lý trồng thảm lau sậy
Lau sậy là loài cây có thể sống trong những điều kiện thời tiết khắc nghiệt nhất. Hệ sinh vật xung quanh rễ của chúng vô cùng phong phú, có thể phân hủy chất hữu cơ (N,P) và hấp thụ kim loại nặng trong nhiều loại nước thải khác nhau. Phương pháp dùng lau sậy xử lý nước thải do Giáo sư Kathe Seidel người Đức đưa ra từ những năm 60 của thế kỷ 20. Khi nghiên cứu khả năng phân huỷ các chất hữu cơ của cây cối, ông nhận thấy điểm mạnh của phương pháp này chính là tác dụng đồng thời giữa rễ, cây và các vi sinh vật tập trung quanh rễ. Trong đó, loại cây có nhiều ưu điểm nhất là lau sậy. Không như các cây khác tiếp nhận oxy không khí qua khe hở trong đất và rễ, lau sậy có một cơ cấu chuyển oxy ở bên trong từ trên ngọn cho tới tận rễ. Quá trình này cũng diễn ra trong giai đoạn tạm ngừng sinh trưởng của cây.
Hình 4.6. Cây lau sậy
Như vậy, rễ và toàn bộ cây lau sậy có thể sống trong những điều kiện thời tiết khắc nghiệt nhất. Oxy được rễ thải vào khu vực xung quanh và được vi sinh vật sử dụng cho quá trình phân hủy hoá học. Ước tính, số lượng vi khuẩn trong đất quanh rễ loại cây này có thể nhiều như số vi khuẩn trong các bể hiếu khí kỹ thuật, đồng thời
phong phú hơn về chủng loại từ 10 – 100 lần. Chính vì vậy, các cánh đồng lau sậy có thể xử lý được nhiều loại nước thải có chất độc hại khác nhau và nồng độ ô nhiễm lớn. Hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt (với các thông số như amoni, nitrat, BOD5, COD, colifom) đạt tỷ lệ phân huỷ 92-95%.
Mật độ vi sinh vật trong các hệ xử lý trồng các loại thực vật trên cao hơn so với cùng không có cây trồng, trên rễ cao hơn so với lớp giá đỡ (sỏi) mà cây mọc trên đó.
Bảng 4.2. So sánh mật độ vi sinh vật trên giá đỡ và vùng rễ của thực vật trong hệ xử lý nước chảy ngầm
Môi trường Vi khuẩn Xạ khuẩn Nấm
Sỏi không trồng cây 0,6 . 106 3,1. 104 1,0. 103
Sỏi trồng cỏ nến 1,6. 106 1,4. 105 4,0. 103
Rễ cỏ nến 3,5. 106 2,5. 106 2,8. 104
Sỏi trồng cây sậy 1,2. 107 2,8. 105 1,1. 105
Rễ cây sậy 6,6 . 109 1,3. 106 1,6. 106
(Nguồn: XL nước thải giàu hợp chất N và P, Lê Văn Cát, 2007)
Như vậy, mật độ vi sinh vật ở rễ cây sậy hay cỏ nến cao hơn tren sỏi không trồng cây từ 103 – 104, chứng tỏ vai trò của thực vật trong hệ, vi sinh vật trong đó chủ yếu là vi khuẩn. Mặc dù mật độ vi khuẩn cao nhưng hoạt tính enzym của nó đối với cơ chất không cao nên chúng chỉ có thể phân hủy chất hữu cơ có cấu trúc đơn giản. Ngược lại, nấm và xạ khuẩn có khả năng thủy phân chất hữu cơ cao, chúng có khả năng tiết ra các loại enzym amylase, protease, chitinase, xylanase, và cellulase.
Với những đặc điểm đã nêu, hệ thảm thực vật họ sậy có tác dụng xử lý nước thải trên nhiều phương diện, kể cả tách loại các vi khuẩn gây bệnh thông qua các cơ chế xảy ra trong hệ.
hệ thực vật lau, sậy
Thành phần tạp
chất Cơ chế xử lý
Cặn không tan Lắng, lọc, hấp phụ
BOD Lắng, lọc, phân hủy tạo ra sản phẩm CO2, H2O, NH3 do các vi sinh vật bám trên cây, rễ và lớp đệm.
Hợp chất Nitơ Chủ yếu do Nitrate hóa – khử Nitrate
Kim loại nặng Kết tủa do thay đổi pH, lắng và hấp phụ trên màng vi sinh bám trên cây và rễ.
Vi khuẩn gây bệnh Lắng, lọc, chết, tiêu diệt lẫn nhau. Chât kháng sinh tiết ra từ rễ và thân cây chết.
(Nguồn: XL nước thải giàu hợp chất N và P, Lê Văn Cát, 2007)
Do vậy, việc áp dụng phương pháp xử lý nước thải bằng lau sậy sẽ rất hiệu quả. Cánh đồng lau sậy có thể được làm như sau: lợi dụng các vùng đất bỏ hoang chia làm nhiều ô, diện tích mỗi ô khoảng 0,4ha và có cấu tạo gồm: trên cùng là lau sậy được trồng với mật độ 20 cây/m2 trên lớp đất và phân. Lớp tiếp theo là cát 0,1 mét, rồi đến lớp sỏi cỡ lớn dày 0,55 mét và sỏi nhỏ 0,25 mét. Ở độ sâu 0,7 mét, cứ cách 10 mét đặt các ống thoát nước đường kính 100 mm. Tải trọng lọc trên cánh đồng lau sậy đạt 750 m3/ha/ngày. Quy trình hoạt động: nước thải tập trung từ bồn chứa được bơm vào bãi thấm qua “bộ lọc” là tấm thảm rễ lau sậy, sau đó tiếp tục thấm qua các lớp vật liệu lọc, rồi chảy xuống các ống thoát nằm phía dưới và thải ra tự nhiên. Nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn loại B. Độ pH và các chỉ số sinh hoá ổn định cho phép vi sinh vật hoạt động bình thường, riêng chất rắn lơ lửng đạt loại A (50mg/l).
CHƯƠNG 5