3.3.1 Cây đậu Cơ Ve.
Phân loại khoa học
Giới (regnum): Plantae
(khơng phân hạng): Angiospermae
(khơng phân hạng) Eudicots
SVTH: LƢƠNG MINH KHÁNH 36 MSSV: 106108009
Bộ (ordo): Fabales
Họ (familia): Fabaceae
Phân họ (subfamilia): Faboideae
Tơng (tribus): Phaseoleae
Chi (genus): Phaseolus
Lồi (species): P. vulgaris
Hình 3.4 Cây đậu cơ ve
Đậu cơ ve (gốc tiếng Pháp: haricot vert), danh pháp khoa học Phaseolus
vulgaris, là lồi cây thường niên được thuần hĩa ban đầu tại khu vực Mesoamerica và Andes cổ đại của Trung Mỹ, ngày nay được trồng phổ biến trên khắp thế giới để lấy quả đậu, cả dạng khơ lẫn đậu cơ ve tươi. Lá cây đơi khi cũng được dùng như rau xanh, và rễ dùng làm thức ăn cho gia súc. Đậu cơ ve cùng với bí và ngơ là ba loại ngũ cốc cơ bản của nền nơng nghiệp thổ dân châu Mỹ. Là một cây thuộc phân họ Đậu, rễ của đậu cơ ve các lồi vi khuẩn cố định nitơ cung cấp dưỡng chất cần thiết cho hai lồi cây kia.
Đậu cove là cây hằng niên, thân thảo, rễ chính mọc sâu nên cây cĩ khả năng chịu hạn tốt, rễ phụ cĩ nhiều nốt sần chủ yếu tập trung ở độ sâu khoảng 20 cm. Thân cĩ 2 dạng: thân sinh trưởng hữu hạn và vơ hạn. Lá kép cĩ 3 lá phụ với cuốn dài, mặt lá rất ít lơng tơ. Chùm hoa mọc ở nách lá trung bình cĩ từ 2 - 8 hoa. Sau khi trồng 35 - 40
SVTH: LƢƠNG MINH KHÁNH 37 MSSV: 106108009
ngày đã cĩ hoa nở, hoa lưỡng tính tự thụ phấn khoảng 95% nên việc để giống rất dễ dàng. Trái đậu ăn tươi thu hoạch từ 10 - 13 ngày sau khi hoa nở. Hột đậu to, trọng lượng 1.000 hột 250 - 450g.
Hiện nay, đậu cơ ve được trồng rất phổ biến tại Việt Nam, chủ yếu được sử dụng làm thực phẩm. Gần đây, đã cĩ một số nhà nghiên cứu ở châu Phi thử nghiệm sử dụng hạt đậu cơ ve để keo tụ làm trong nước cho kết quả tương đối khả thi. Đây là một ứng dụng khá mới của đậu cơ ve, nhưng lại mở ra khả năng ứng dụng cao gĩp phần cải thiện chất lượng nguồn nước ở các quốc gia đang phát triển.
3.3.2 Cây đậu nành.
Phân loại khoa học
Giới (regnum): Plantae
(khơng phân hạng): Angiospermae
(khơng phân hạng) Eudicots
(khơng phân hạng) Rosids
Bộ (ordo): Fabales
Họ (familia): Fabaceae
Phân họ (subfamilia): Faboideae
Tơng (tribus): Phaseoleae
Phân tơng (subtribus): Glycininae
Chi (genus): Glycine (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
SVTH: LƢƠNG MINH KHÁNH 38 MSSV: 106108009
Hình 3.5 cây đậu nành
Đậu tương (Glycine max (L) Merr.) cịn gọi là đậu nành là một cây trồng cạn
ngắn ngày cĩ giá trị kinh tế cao. Sản phẩm của nĩ làm thực phẩm cho con người, thức ăn cho gia súc nguyên liệu cho cơng nghiệp, hàng xuất khẩu và là cây cải tạo đất tốt.
Giá trị về mặt thực phẩm
Hạt đậu tương cĩ thành phần dinh dưỡng cao, hàm lượng prơtein trung bình khoảng từ 35,5 - 40%.. Hàm lượng prơtein trong hạt đậu tương cao hơn cả hàm lượng prơtein
cĩ trong cá, thịt và cao gấp 2 lần so với các loại đậu đỗ khác.
Giá trị về mặt cơng nghiệp và nơng nghiệp
Đậu tương là nguyên liệu của nhiều ngành cơng nghiệp khác nhau như: chế biến cao su nhân tạo, sơn, mực in, xà phịng, chất d ẻo, tơ nhân tạo, chất đốt lỏng, dầu bơi trơn trong ngành hàng khơng, nhưng chủ yếu đậu tương được dùng để ép d ầu. Hiện nay trên thế giới đậu tương là cây đứng đầu về cung cấp nguyên liệu cho ép dầu, dầu đậu tương chiếm 50% tổng lượng dầu thực vật.
SVTH: LƢƠNG MINH KHÁNH 39 MSSV: 106108009
tương đương với 1,38 đơn vị thức ăn chăn nuơi.
Hiện nay ở nước ta đ ã hình thành 6 vùng sản xuất đậu tương: vùng Đơng Nam bộ cĩ diện tích lớ n nhất (26,2% diện tích đậu tương cả n ước), miền núi Bắc bộ 24,7%, đồng bằng sơng Hồng 17,5%, đồng bằng sơng Cửu Long 12,4% (Ngơ Thế Dân và cs, 1999). Tổng diện tích 4 vùng này chiếm 80% diện tích trồng đậu tương cả nước, cịn lại là đồng bằng ven biển miền Trung và Tây Nguyên.
Tương tự đậu cơ ve, đậu nành cũng đã xuất hiện trong một vài nghiên cứu của một số tác giả châu Phi trong khả năng ứng dụng nĩ để keo tụ và xử lý nước.
3.3.3 Cây đậu xanh.
Phân loại khoa học
Giới (regnum): Plantae
(khơng phân hạng): Angiospermae
(khơng phân hạng) Eudicots
(khơng phân hạng) Rosids
Bộ (ordo): Fabales
Họ (familia): Fabaceae
Phân họ (subfamilia): Faboideae
Tơng (tribus): Phaseoleae
Phân tơng (subtribus): Phaseolinae
Chi (genus): Vigna
SVTH: LƢƠNG MINH KHÁNH 40 MSSV: 106108009
Hình 3.6 Cây đậu xanh
Đậu xanh hay đỗ xanh là cây đậu cĩ danh pháp khoa học Vigna radiata cĩ kích thước hạt nhỏ (đường kính khoảng 2–2,5 mm). Cĩ nguồn gốc từ Ấn Độ, được trồng rộng rãi trên thế giới với diện tích khoảng 4,5 triệu hecta, trong đĩ nước ta chỉ trồng được 30.000 ha, chủ yếu ở các tỉnh phía nam.
Đậu xanh thuộc loại cây thảo mọc đứng. Lá mọc kép 3 chia, cĩ lơng hai mặt. Hoa màu vàng lục mọc ở kẽ lá. Quả hình trụ thẳng, mảnh nhưng số lượng nhiều, cĩ lơng trong chúa hạt hình trịn hơi thuơn, kích thước nhỏ, màu xanh, ruột màu vàng, cĩ mầm ở giữa.
Ở Việt Nam đậu xanh là loại đậu thường được sử dụng để làm xơi, làm các loại bánh khọt, bánh đậu xanh, bánh ngọt, hoặc được ủ cho lên mầm để làm thức ăn (giá đỗ). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Theo kết quả nghiên cứu của một số nhà khoa học ở Tanzania, hạt của một số loại cây họ đậu như đậu cơ ve, đậu xanh, đậu nành, đậu trắng….cĩ khả năng keo tụ làm trong nước giống như phèn.
SVTH: LƢƠNG MINH KHÁNH 41 MSSV: 106108009 CHƢƠNG 4
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KEO TỤ CỦA MỘT SỐ LOẠI THỰC VẬT TRONG XỬ LÝ NƢỚC
4.1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM THỰC NGHIÊM
Thời gian: 6/4/2010 đến ngày 10/6/2010.
Địa điểm: các nghiên cứu thực nghiệm được thực hiện tại trung tâm thí
nghiệm khoa Mơi Trường và Cơng Nghệ Sinh Học trường Đại Học Kỹ Thuật Cơng Nghệ TPHCM và Phân Viện Khí Tượng Thủy Văn và Mơi Trường phía Nam.
4.2 VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM
Quy trình nghiên cứu thực nghiệm được tiến hành theo 3 giai đoạn:
4.2.1 Giai đoạn 1: nghiên cứu khả năng keo tụ của một số loại thực vật trên mẫu nƣớc đục nhân tạo mẫu nƣớc đục nhân tạo
Mục đích thí nghiệm: đánh giá hiệu quả keo tụ của một số loại thực vật trên mẫu nước đục nhân tạo. Xác định khoảng nồng độ chất keo tụ thích hợp ứng với các độ đục nhân tạo khác nhau. Đánh giá những loại thực vật nào cĩ hiệu quả keo tụ và khả năng áp dụng vào thực tiễn nhất.
Đối tƣợng thí nghiệm: mẫu nước đục nhân tạo, được chuẩn bị từ dung dịch
chứa 10g/l kaolin và 1 số khống chất (8,2 mg KCl; 31,25 mg NaHCO3; 10
mg MgCl2; 18,9 mg CaCO3) sau đĩ để lắng 24 giờ. Đây là dung dịch độ đục
gốc và cĩ thể sử dụng để tạo ra các dung dịch cĩ độ đục mong muốn ứng dụng trong quá trình nghiên cứu ( 50 NTU, 100 NTU…..300 NTU).
Vật liệu thí nghiệm:
Nhĩm 1: Nhân của hạt cây chùm ngây đem nghiền nhỏ trên máy xay hạt cà fê, cỡ hạt 0,8-1mm. Thêm vào 200ml nước 1-10g hạt đã nghiền. Khuấy đều trong 30 phút trên máy khuấy từ. Lọc huyền phù thu được qua vải lọc làm dung dịch gốc để thử nghiệm.
SVTH: LƢƠNG MINH KHÁNH 42 MSSV: 106108009
Nhĩm 2: hạt của cây dầu mè. Cách thực hiện tương tự hạt cây chùm ngây. Nhĩm 3: hạt của các cây họ đậu ( đậu cơ ve, đậu xanh, đậu nành), sấy khơ
ở 40o
C trong 1 ngày. Nghiền nhỏ hạt trong máy nghiền. Trộn đều 10g hạt nghiền nhỏ với 1L nước cất, lắc trên khuấy từ 15 phút. Lọc huyền phù thu được trên vải lọc và giữ dịch lọc trong tủ lạnh.
Phƣơng pháp thực nghiệm: thí nghiệm trên mơ hình Jartest để xác định nồng độ tối ưu của chất keo tụ ứng với từng loại nước cĩ độ đục khác nhau. Theo một số nghiên cứu trước đây của một số tác giả nước ngồi, độ pH khơng cĩ ảnh hưởng đến hiệu quả keo tụ khi sử dụng chất keo tụ nguồn gốc tự nhiên nên khơng tiến hành khảo sát độ pH trong khuơn khổ đề tài.
4.2.2 Giai đoạn 2: nghiên cứu khả năng keo tụ của một số loại thực vật trên mẫu nƣớc mặt tự nhiên mẫu nƣớc mặt tự nhiên
Mục đích thí nghiệm: đánh giá hiệu quả keo tụ của một số lồi thực vật trên mẫu nước mặt tự nhiên. Xác định nồng độ chất keo tụ phù hợp với nước mặt tự nhiên.
Đối tƣợng thí nghiệm: mẫu nước mặt tự nhiên lấy trên lưu vực sơng Sài Gịn – Đồng Nai và mẫu nước mặt trong hồ.
Mẫu nước lấy tại chân cầu Bến súc
- Địa điểm : sát chân cầu Bến Súc trên sơng Sài Gịn thuộc xã Phú Mỹ Hưng,
H.Củ Chi,TP.HCM.
- Thời gian lấy mẫu : 10h 30 ngày 17/5/2010, lúc triều xuống.
- Số lượng lấy mẫu : khoảng 20 lít. Lấy tổ hợp 3 mẫu lẻ trộn lại, mỗi mẫu cách (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
nhau khoảng 500m, lấy mẫu ngược chiều dịng chảy.
- Kí hiệu mẫu nước này là CT1. Mẫu nước này cĩ thành phần như sau:cĩ độ
đục = 170 NTU, COD = 72 mg O2/l.
Mẫu lấy tại Bến Than
- Địa điểm :gần trạm bơm Hịa Phú của nhà máy nước Tân Hiệp, đường Bến
Than, xã Hịa Phú, H.Củ Chi, TP.HCM
SVTH: LƢƠNG MINH KHÁNH 43 MSSV: 106108009
- Số lượng lấy mẫu : khoảng 20 lít. Lấy tổ hợp 3 mẫu lẻ trộn lại, mỗi mẫu cách
nhau khoảng 500m, lấy mẫu ngược chiều dịng chảy.
- Kí hiệu mẫu nước này là CT2. Mẫu nước này cĩ thành phần như sau:cĩ độ
đục = 44 NTU, COD = 64 mg O2/l.
Mẫu lấy tại hồ
- Địa điểm : xã Hưng Long, H.Bình Chánh, TPHCM.
- Thời gian lấy mẫu : 8h 30 ngày 20/5/2010, trời nắng, khu vực cĩ mưa ngày
19/5/2010.
- Số lượng lấy mẫu : khoảng 20 lít. Lấy tổ hợp 3 mẫu lẻ trộn lại, mỗi mẫu cách
nhau khoảng 5m, lấy mẫu gần bờ.
- Kí hiệu mẫu nước này là CT3. Mẫu nước này cĩ thành phần như sau:cĩ độ
đục = 142 NTU, COD = 96 mg O2/l.
Mẫu lấy tại An Hạ
- Địa điểm : cửa sơng An Hạ chảy ra sơng Sài Gịn thuộc xã Nhị Bình, H.Hĩc
Mơn,TP.HCM.
- Thời gian lấy mẫu : 9h 30 ngày 1/6/2010, lúc triều lên.
- Số lượng lấy mẫu : khoảng 20 lít. Lấy tổ hợp 3 mẫu lẻ trộn lại, mỗi mẫu cách
nhau khoảng 500m, lấy mẫu ngược chiều dịng chảy.
- Kí hiệu mẫu nước này là CT4. Mẫu nước này cĩ thành phần như sau: cĩ độ
đục = 39 NTU, COD = 56 mg O2/l.
Vật liệu thí nghiệm: sử dụng các lồi thực vật đã nghiên cứu cho tính khả thi ở giai đoạn 1, đạt hiệu quả keo tụ và cĩ khả năng áp dụng vào thực tiễn làm chất keo tụ.
Phƣơng pháp thực nghiệm: thí nghiệm trên mơ hình Jartest để xác định
nồng độ tối ưu của chất keo tụ ứng với từng loại nước tự nhiên ở trên. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4.2.3 Giai đoạn 3: đánh giá chất lƣợng nƣớc mặt sau khi xử lý theo dây chuyền cơng nghệ keo tụ bằng thực vật, lọc qua cát và khử trùng bằng SODIS
Mục đích thí nghiệm: đánh giá chất lượng nước sau khi xử lý, so sánh với keo tụ dùng phèn nhơm và tiêu chuẩn Việt Nam.
SVTH: LƢƠNG MINH KHÁNH 44 MSSV: 106108009
Đối tƣợng thí nghiệm: mẫu nước mặt tự nhiên lấy gần trạm bơm nhà máy xử lý nước Bình An ( kí hiệu mẫu MH1), tỉnh Bình Dương và một mẫu nước mặt lấy trong hồ ( kí hiệu mẫu MH2), xã Hưng Long, H.Bình Chánh, TPHCM.
Vật liệu thí nghiệm: sử dụng các lồi thực vật đã nghiên cứu cho tính khả thi ở giai đoạn 1, đạt hiệu quả keo tụ và cĩ khả năng áp dụng vào thực tiễn. Sử dụng phèn để so sánh hiệu quả xử lý.
Phƣơng pháp thực nghiệm: thực nghiệm trên mơ hình: keo tụ tạo thành bơng và lắng, lọc qua cát, khử trùng bằng phương pháp SODIS.
Nội dung thực nghiệm:
- Xác định các chỉ tiêu đầu vào cho mẫu nước: độ đục, COD, E.coli và
Coliform.
- Tiến hành chạy mơ hình: chất keo tụ và nồng độ chất keo tụ sử dụng ứng
với các lồi thực vật xác định ở giai đoạn 1 và 2. Riêng đối với phèn, theo số liệu của nhà máy Bình An: pH tối ưu là 7,4 và lượng phèn tối ưu là 11- 12 mg/l và đối với mẫu nước hồ pH tối ưu là 7,8và lượng phèn tối ưu là 24 – 26 mg/l.
- Phân tích chỉ tiêu đầu ra sau khi xử lý xong: độ đục, COD, E.coli và
Coliform.
4.3 MƠ HÌNH THỰC NGHIỆM
4.3.1 Mơ hình Jartest:
Dựa trên mơ hình cĩ sẵn trong phịng thí nghiệm Khoa Mơi Trường - trường ĐH Kỹ Thuật Cơng Nghệ. Thiết bị gồm 6 cánh khuấy quay cùng tốc độ. Nhờ hộp số tốc độ quay cĩ thể điều chỉnh được ở khoảng cách 10- 200 vịng/ phút. Cánh khuấy dạng turbine gồm 2 bản nằm cùng mặt phẳng đứng.Cánh khuấy đặt trong 6 beaker với thể tích 1 lít.
SVTH: LƢƠNG MINH KHÁNH 45 MSSV: 106108009
Hình 4.1: Mơ hình thí nghiệm Jartest
SVTH: LƢƠNG MINH KHÁNH 46 MSSV: 106108009
Hình 4.2 Mơ hình bể lọc cát
Mơ hình lọc gồm cĩ 3 cột lọc hình trụ, cao khoảng 0,5 m và rộng khoảng 0,1 m.
- Lớp dưới cùng là sỏi hay đá: dày khoảng 0,05m.
- Tiếp theo là lớp cát lọc: dày 0,2 m.
- Trên là lớp là lớp than antraxit: dày 0,1m.
- Tất cả các vật liệu đã rửa sạch trước khi xếp vào bể..
- Bể lọc này luơn ngập nước.
- Nước sau lắng sẽ cho vào các cột lọc, khi cấp nước đổ nhẹ nhàng , tránh làm
xáo trộn lớp vật liệu lọc.
SVTH: LƢƠNG MINH KHÁNH 47 MSSV: 106108009
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 4.3 Hướng dẫn cách áp dụng SODIS
- Rửa sạch các chai khi sử dụng lần đầu tiên.
- Đổ đầy ¾ nước sau lọc ở bể cát vào chai.
- Lắc đều các chai trong khoảng 20 giây.
- Đổ đầy nước vào chai.
- Đặt các chai trên một tấm tơn múi.
- Phơi nắng các chai dưới ánh nắng mặt trời từ sáng tới chiều khoảng 6 giờ.
4.4 CÁC THƠNG SỐ QUAN TRẮC HIỆU QUẢ XỬ LÝ TRONG QUÁ TRÌNH THỰC NGHIỆM. TRÌNH THỰC NGHIỆM.
STT THƠNG SỐ PHƢƠNG PHÁP ĐO ĐẠC ĐỐI TƢỢNG ĐO ĐẠC
1 Độ đục ( NTU) Theo phương pháp đo độ đục trên máy đo độ đục ( Nephelometer) và đo độ đục trên máy đo quang ở bước sĩng 450 nm.
Tất cả các mẫu nước đục tự nhiên và đục nhân tạo trong quá trình thực nghiệm.
2 COD (mg O2/l) Oxy hĩa mẫu trong mơi
trường axit với K2Cr2O7
trong 2 giờ ở 1500
c, sau đĩ chuẩn độ lại với FAS và chỉ thị ferroin.
Lựa chọn với mẫu tự nhiên cho hiệu quả keo tụ tốt nhất.
3 E.coli Thực hiện phương pháp lên men nhiều ống ( MPN) với các mơi trường nuơi cấy thích hợp.
Mẫu nước qua mơ hình xử lý giai đoạn 3
4 Coliform tổng Thực hiện phương pháp lên men nhiều ống ( MPN) với
Mẫu nước qua mơ hình xử lý giai đoạn 3
SVTH: LƢƠNG MINH KHÁNH 48 MSSV: 106108009
các mơi trường nuơi cấy thích hợp.
Bảng 4.1 Các thơng số quan trắc hiệu quả xử lý trong quá trình thực nghiệm.
4.5 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM. NGHIỆM.
4.5.1 Giai đoạn 1 và 2: nghiên cứu khả năng keo tụ của một số lồi thực vật trên mẫu nƣớc đục nhân tạo và mẫu nƣớc tự nhiên trên mẫu nƣớc đục nhân tạo và mẫu nƣớc tự nhiên
4.5.1.1 Nhĩm 1: Dùng hạt cây chùm ngây làm chất keo tụ a. Kết quả thử nghiệm trên mẫu nƣớc đục nhân tạo: a. Kết quả thử nghiệm trên mẫu nƣớc đục nhân tạo:
Mẫu nƣớc đục nhân tạo 50 NTU (kí hiêu mẫu: CN1 – 50 NTU).
Kết quả xử lý keo tụ nước đục nhân tạo 50 NTU bằng hạt cây chùm ngây ở các thời gian lắng khác nhau như sau: