Trong thành phần nước thải ô nhiễm có rất nhiều loại tạp chất nhiễm bẩn có
tính chất khác nhau: từ các chất không tan, đến các chất ít tan và những hợp chất tan trong nước. Xử lý nước ô nhiễm là loại bỏ các tạp chất đó, làm sạch nước và có thể đưa nước đổ vào nguồn hoặc đưa vào tái xử dụng. Để đạt được những mục đích đó chúng ta thường dựa vào những đặc điểm của từng loại tạp chất để lựa chọn các phương pháp xử lý thích hợp, chi phí thấp.
Thông thường có các phương pháp xử lý sau:
Phương pháp vật lý: gồm các phương pháp như lắng, lọc, dùng tia cực tím, tia lazer để khử trùng…
Phương pháp hóa lý: gồm các phương pháp như đông tụ và keo tụ, tuyển nổi,
hấp thụ, trao đổi ion và điện hóa.
Phương pháp hóa học: gồm những phương pháp như trung hòa, oxygen hóa khử để phân hủy các chất hữu cơ, vô cơ trong nước và khử khuẩn.
Phương pháp sinh học: dùng vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ nhiễm
bẩn, sử dụng một số chất hữu cơ và chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng. Tùy
vào điều kiện môi trường, tính chất và thành phần nước thải mà có thể xử lý
bằng sinh vật hiếu khí hay kị khí. Người ta cũng có thể xử lý nước thải bằng vi
tảo hoặc có thể dùng thực vật thủy sinh để xử lý nước thải [6].
Qua quá trình khảo sát, nước thải nhà máy Đạm Phú Mỹ chứa lượng Amoniac
tương đối cao (từ 18-23 mg/l), nếu xử lý bằng phương pháp hóa lý và hóa học thì cho hiệu quả xử lý không cao, ảnh hưởng đến môi trường nhưng lại tốn kém chi phí. Vì vậy, để khắc phục những vấn đề trên, tôi đã khảo sát và đưa ra phương pháp xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, cụ thể là bằng các loài cây thủy sinh thực vật
vừa thân thiện với môi trường vừa có tính kinh tế. 3.2. Đặc điểm sinh học của cây rau Ngổ và Lục Bình
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
Rau Ngổ hay còn gọi là Ngổ trâu, Ngổ đất, Ngổ hương- Enydra fluctuans Lour, thuộc họ Cúc-Asteraceae.
Rau Ngổ là cây thảo sống nổi hay ngập mặt nước, dài hàng mét, phân cành nhiều, có đốt, thân hình trụ, có rãnh. Lá mọc đối, không cuống, gốc hơi rộng và ôm lấy thân, mép có răng cưa. Lá rộng từ 0,8 - 1,2 cm, dài từ 7 – 8 cm. Cây ra phân bố nhiều ở các ao hồ tại Việt Nam, ngoài ra còn thấy có ở Ấn Độ, Indonesia, Thái Lan, Trung
Quốc. Ở nước ta, cây mọc hoang trong các ao hồ, mương máng và cũng trồng làm rau
ăn sống hay nấu canh [11].
3.2.2. Đặc điểm sinh học của Bèo Lục Bình:
Cây Bèo Lục Bình (Eichhoria crassipe Solms) là cây thủy sinh hoặc mọc ở nơi ẩm ướt, cao khoảng 30 cm với dạng lá hình tròn, màu xanh lục, láng và nhẵn mặt. Lá
cuốn vào nhau như những cánh hoa. Cuống lá nở phình ra như bong bóng xốp ruột
giúp cây bèo nổi trên mặt nước. Ba lá đài giống như ba cánh. Rễ bèo trông như lông
vũ sắc đen buông rủ xuống nước, dài đến 1m.
Sang hè cây bèo nở hoa sắc tím nhạt, điểm chấm màu lam, cánh hoa trên có 1
đốt vàng. Có 6 nhụy gồm 3 dài 3 ngắn. Bầu thượng 3 ô đựng nhiều noãn, quả vàng. Cây Lục Bình sinh sản rất nhanh nên dễ làm nghẽn ao hồ, kênh rạch. Một cây mẹ có
thể đẻ cây con, tăng số gấp đôi sau 2 tuần [11].
3.3. Đối tượng và phương pháp khảo sát: 3.3.1. Đối tượng 3.3.1. Đối tượng
Nước thải nhà máy Đạm Phú Mỹ - huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu. Một số đối tượng thực vật: Bèo Cái Rau Muống Rau xà lách Xoong Rau Rút Bèo Lục Bình Rau Ngổ 3.3.2. Phương pháp khảo sát
3.3.2.1. Thu mẫu ngoài thực địa:
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
Chọn đối tượng thực vật là những cây tươi, khỏe, không bị sâu bệnh, đồng đều
về kích thước trong giai đoạn sinh trưởng.
3.3.2.2. Trong phòng thí nghiệm:
Rửa sạch các cây khi thu về, trồng trong nước sạch một ngày đêm để các vi sinh
vật và các chất bẩn tách ra khỏi rễ cây, làm rễ cây sạch, đảm bảo quá trình hấp thu
Amoniac của các loại cây được chính xác.
Sau đó vớt ráo, dùng giấy thấm nhẹ trước khi đem cân.
Cân 50g mỗi đối tượng thực vật, trồng vào các thùng thí nghiệm.
Các công thức thí nghiệm: tôi tiến hành pha nước với nồng độ Amoniac như
sau: 100mg/l , 80mg/l, 60 mg/l và 20 mg/l.
3.3.3. Khả năng sinh trưởng và xử lý Amoniac của một số đối tượng thực vật
Chúng tôi tiến hành thử nghiệm với các đối tượng thực vật như: Cải Xoong,
Rau Rút, Bèo Cái, Rau Muống, Lục Bình và Rau Ngổ với các nồng độ khác nhau:
100mg/l , 80mg/l, 60 mg/l và 20 mg/l. Kết quả được nêu ở bảng 3.1.
Bảng 3.1: Sinh trưởng của một số đối tượng thực vật trong môi trường nước thải giàu Amoniac Đối tượng thực vật Hàm lượng Amoniac (mg/l) Cải Xoong Rau Rút Bèo Cái Rau Muống Lục Bình Rau Ngổ 100 - - - + + + 80 - - + + + + + + + + + 60 - + + + + + + + + + + + + 20 + + + + + + + + + + + + + + + + +
(- Cây chết, + Cây sống, + + Cây sống mạnh, + + + Cây sống rất mạnh)
Quan sát các công thức thí nghiệm tôi nhận thấy, trong môi trường nước thải
nồng độ 100mg/l, các cây đều sống rất yếu hoặc không thể sống được. Với môi trường nước thải nồng độ 80 mg/l có 4 loài cây sống được đó là Bèo Cái, Rau Muống, Rau
Ngổ và Lục Bình. Tuy nhiên Bèo Cái sinh trưởng yếu hơn các loài cây còn lại. Với môi trường nước thải nồng độ 60 mg/l hầu hết các loài cây sống được, trừ rau Cải
Xoong. Với nồng độ 20 mg/l kết quả đều dương tính (+), cả 6 loài thực vật đều sinh trưởng mạnh.
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
Theo dõi các công thức thí nghiệm, tôi nhận thấy, sau khi trồng khoảng 5 ngày thì có xuất hiện lớp váng trên mặt nước. Do sự phân hủy của một số cây bị úng hình thành nên lớp váng dầu nổi lên mặt nước. Lớp này có màu hơi vàng, dày hoặc mỏng
phụ thuộc vào hàm lượng Amoniac trong nước cao hay thấp. Ở các loài thực vật chịu hàm lượng đạm thấp như: Cải Xoong, Rau Rút, Bèo Cái khi có váng nước xuất hiện
thì cây cũng bị héo dần, thối gốc rồi chết. Riêng Lục Bình, Rau Ngổ và Rau Muống thì có thể chống chịu với môi trường có hàm lượng Amoniac cao. Sự xuất hiện lớp váng nước ít có ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của chúng, cây có thể bị héo nhưng chồi mọc
trở lại và sinh trưởng mạnh.
Hình 3.1: Các loại cây được trồng theo công thức thí nghiệm
Qua kết quả trên, có thể nhận thấy các loài rau Cải Xoong, Rau Rút, Bèo Cái, Rau Muống chịu nồng độ Amoniac yếu hơn Rau Ngổ và Lục Bình. Do đó, chúng tôi đã tiếp tục thử nghiệm trồng hai loại cây này trong môi trường nước với hàm lượng
Amoniac khoảng 90mg/l, 100mg/l, 110mg/l và 120mg/l. Kết quả được trình bày ở
bảng 3.2.
Bảng 3.2. Sinh trưởng của rau Ngổ và Bèo Lục Bình trong nước thải với hàm lượng Amoniac khác nhau Hàm lượng Amoniac (mg/l) Đối tượng thực vật 90 100 110 120 Bèo Lục Bình + - - - Rau Ngổ + + + + + + -
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
Quan sát các thí nghiệm, trong môi trường nước thải có hàm lượng Amoniac
90mg/l Bèo Lục Bình biểu hiện bị xốc nhưng sau đó sinh trưởng bình thường, còn cây Rau Ngổ vẫn sinh trưởng rất mạnh. Trong môi trường Amoniac cao (100, 110, 120mg/l) Bèo Lục Bình không thể sống được. Với môi trường có hàm lượng Amoniac
100mg/l, rau Ngổ sinh trưởng bình thường. Với môi trường có hàm lượng Amoniac là 110mg/l, Rau Ngổ sống tốt nhưng lá có màu vàng, biểu hiện sự dư đạm. Riêng môi
trường có hàm lượng Amonac 120mg/l cây sống được vài ngày rồi chết đi.
Dựa trên kết quả thử nghiệm, chúng tôi đưa ra giới hạn hàm lượng Amoniac cho sinh trưởng của một số đối tượng thực vật, được thể hiện ở bảng 3.3.
Bảng 3.3: Giới hạn sinh trưởng của một số đối tượng thực vật
Đối tượng thực vật Hàm lượng N-NH4+ (mg/l)
Rau Ngổ ≤ 110 Bèo Lục Bình ≤ 90 Rau Muống ≤ 80 Bèo Cái ≤ 60 Rau Rút ≤ 45 Cải Xoong ≤ 30
Do khoảng thích nghi Amoniac của cây Rau Ngổ và Bèo Lục Bình ở khoảng
rộng, nên tôi chọn hai cây này để xử lý nước nhiễm Amoniac. Nồng độ Amoniac thích hợp cho sự sinh trưởng của Rau Ngổ là 100mg/l và Lục Bình là 80mg/l. Kết quả
xử lý được trình bày ở bảng 3.4.
Bên cạnh đó, cũng với 2 nồng độ này tôi để chúng tự làm sạch và thấy rằng, sự
suy giảm hàm lượng Amoniac trong nước thải ở các công thức thí nghiệm trồng Rau
Ngổ và Lục Bình là rất lớn so với công thức đối chứng tự làm sạch. Điều này là hợp lý
cả ở rau Ngổ và Lục Bình, bởi chúng đã sử dụng một lượng lớn Amoniac cho quá trình
tăng trưởng để tăng sinh khối. Sau tuần thứ nhất xử lý nước chứa Amoniac bằng Rau
Ngổ hàm lượng Amoniac giảm 47,1%, còn công thức đối chứng tự làm sạch chỉ giảm
18,35%; xử lý bằng Lục Bình giảm 49,98%, đối chứng tự làm sạch giảm 19,42%. Sau
4 tuần xử lý bằng Rau Ngổ giảm 96,81%, đối chứng tự làm sạch giảm 40,77%; xử lý
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
Bảng 3.4: Hiệu suất xử lý nước nhiễm Amoniac của Rau Ngổ và Lục Bình
Hàm lượng N-NH4+ (mg/l) Công thức xử lý Trước xử lý Tuần 1 Hiệu suất (%) Tuần 2 Hiệu suất (%) Tuần 3 Hiệu suất (%) Tuần 4 Hiệu suất (%) Rau Ngổ 100 52,90 47,1 27,11 71,89 13,46 86,54 3,19 96,81 Tự làm sạch 100 81,65 18,35 72,34 27,66 67,74 32,26 59,23 40,77 Lục Bình 80 40,02 49,98 29,92 62,60 12,78 84,03 3,57 95,54 Tự làm sạch 80 64,46 19,42 58,77 26,54 54,92 31,35 48,86 38,93
Hình 3.2. Hiệu quả xử lý Amoniac của
Rau Ngổ và đối chứng tự làm sạch
Hình 3.3. Hiệu quả xử lý Amoniac của Lục Bình và đối chứng tự làm sạch
Từ kết quả trên cho thấy hiệu suất xử lý nước chứa Amoniac của Rau Ngổ và Lục Bình cao hơn nhiều so với chúng tự làm sạch, chứng tỏ khả năng hấp thụ đạm của
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
chúng rất tốt. Tuy nhiên giữa Rau Ngổ và Lục Bình thì Rau Ngổ cho hiệu suất xử lý cao hơn.
Hình 3.4. Hiệu quả xử lý Amoniac của Rau Ngổ và Lục Bình
Theo kết quả nghiên cứu của Trần Thị Hằng (2003) sử dụng Bèo Cái xử lý nước thải xí nghiệp Đông lạnh sông Hương, khả năng giảm thiều NH4+ mạnh nhất sau 5 ngày, hàm lượng NH4+ giảm 37,34 % đến 59,72% và giảm dần theo các tuần tiếp
theo, sau 15 ngày giảm 80,95% đến 91,38%. Theo nghiên cứu của Đặng Đình Kim và cộng sự (1997) dùng Bèo Lục Bình để xử lý nước thải ngâm đay, hàm lượng NH4+
giảm 51%. Theo kết quả của Trương Thị Nga, Võ Thị Kim Hằng và cộng sự (2007),
hiệu suất xử lý nước thải chăn nuôi của Lục Bình và Rau Ngổ đối với NH4+ là 64,36% và 53,6 %. Các kết quả này cũng phù hợp với kết quả nghiên cứu của chúng
tôi[3,8,11].
Dựa vào kết quả phân tích cho thấy hiệu suất xử lý nước nhiễm Amoniac của
Rau Ngổ và Bèo Lục Bình cao, đến 96,81% và 95,54%. So với TCVN 5942 – 2010
(nước thải loại B) quy định, chỉ tiêu N – NH4+ là 10 mg/l thì công thức trồng Rau Ngổ
là 3,19 mg/l và Lục Bình là 3,57 mg/l thỏa mãn theo tiêu chuẩn. Điều đó nói rằng hai
loại cây này không những thích hợp để xử lý nước thải ở nhà máy Đạm Phú Mỹ và còn thích hợp để xử lý nước thải chứa Amoniac cao ở các cơ sở sản xuất, xí nghiệp, nhà máy như: nhà máy sản xuất acid HNO3, nhà máy chế biến cao su, dệt, luyện kim…
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận:
Đã khảo sát chất lượng nước thải nhà máy Đạm Phú Mỹ, một số chỉ tiêu như
COD, BOD5, SS, tổng phospho, tổng nitơ cao so với tiêu chuẩn nhưng không đáng kể,
riêng Amoniac dao động từ 18 – 23 mg/l, cao gấp 2 lần so với nước thải công nghiệp
loại B (năm 2010).
Sau khi khảo sát độ hấp thụ Amoniac các loài cây thủy sinh theo công thức thí
nghiệm, nhận thấy rằng Rau Ngổ và Bèo Lục Bình có khả năng hấp thụ tốt nhất đạt
hiệu suất 96,81% và 95,54%. Như vậy rất thích hợp để xử lý nước thải nhà máy Đạm
Phú Mỹ.
Kiến nghị:
Nhà máy Đạm Phú Mỹ cần có giải pháp xử lý nước thải thích hợp, giảm tối đa
nguồn ô nhiễm nước cho sông Thị Vải.
Để quá trình xử lý đạt hiệu quả tối đa thì nên kết hợp trồng nhiều loại thực vật
thủy sinh, ưu tiên trồng những loài chịu được nồng độ Amoniac cao để xử lý như Rau
Ngổ, Lục Bình và rau Muống.
Với hiệu quả xử lý nồng độ Amoniac cao như vậy, thì ta có thể sử dụng cây
Rau Ngổ và Bèo Lục Bình để xử lý nước thải ở các nhà máy, cơ sở sản xuất có nồng độ Amoniac cao.
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Báo cáo môi trường Quốc gia 2010. Tổng quan môi trường Việt Nam. Hà Nội 2010.10-56
2. Bộ Khoa Học và Công Nghệ Môi Trường (1995). Chất lượng nước, lấy mẫu, hướng
dẫn kỹ thuật lấy mẫu TCVN 5992-1995.2-10.
3.Đặng Đình Kim (1997).Sử dụng phương pháp sinh học để xử lý nước thải. Tuyển tập
báo cáo hội thảo công nghệ môi trường toàn quốc lần thứ I, Hà Nội (số 9/1997).106- 108.
4. Nguyễn Văn Phước. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học. Viện Môi trường và Tài nguyên, Đại học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh, 2007.
5. Nguyễn Phi Phú, Nguyễn Ngọc Phương Thảo (2010). Khảo sát và đánh giá hệ
thống xử lý nước thải khi công nghiệp Phước Hiệp. Luận văn tốt nghiệp, Đại học Bách
Khoa thành phố Hồ Chí Minh.
6. Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga (2002). Giáo trình công nghệ xử lý nước thải. Nhà xuất bản KHKT, Hà Nội. 16 -35.
7.Trần Thị Thanh, Trần Yêm, Đổng Kim Loan. Giáo trình công nghệ môi trường. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội.53-89.
8.Trần Thị Hằng (2003). Sự sinh trưởng của Bèo Cái trong môi trường nước thải xí
nghiệp Đông lạnh Sông Hương, tỉnh Thừa Thiên Huế. Luận văn Thạc Sĩ Khoa học, Đại học Khoa học –Huế.
9. Trung tâm Quan Trắc và Phân tích môi trường. Báo cáo kết quả giám sát môi trường đợt I năm 2012 tại nhà máy Đạm Phú Mỹ. Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh
Bà Rịa – Vũng Tàu, p7-9.
10. Trung tâm Quan Trắc và Phân tích môi trường. Phương pháp xác định các chỉ tiêu của nước thải. Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu.
11. Trương Thị Nga, Võ Thị Kim Hằng, Nguyễn Công Thuận, Trần Sỹ Nam và Nguyễn Xuân Lộc (Đại học Cần Thơ). Tích lũy đạm, lân và kim loại trong rau
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
lân trong hệ thống xử lý nước thải. Kỷ yếu hội nghị khoa học,tháng 10/2007, p305-
313.
12. Võ Quý(2010). Một số vấn đề môi trường toàn cầu và Việt Nam: thân thiện với thiên nhiên để phát triển bền vững. Trung tâm nghiên cứu tài nguyên và môi trường, Đại học Quốc gia Hà Nội.3-29.
13. Võ Truyền Thanh (2011). Tìm hiểu quy trình xử lý nước thải nhà máy Đạm Phú
Mỹ. Báo cáo thực tập, trường Đại học Bà Rịa -Vũng Tàu.
14. Nhà máy Đạm Phú Mỹ (2004). Giới thiệu về nhà máy. [trích dẫn ngày 10/6/2010] Lấy từ: URL: http://www.dpm.vn
15. Alexis Rohlin. Why Aquatic Plans are used to treat wastewater. eHow
Contributor.
16. Thongchai Kanabkaew and Udomphon Puetpaiboon. Aquatic Plans for dometic