Mẫu nước ban đầu trước khi xử lý cò mùi hôi khó chịu, nước màu xám đen, có nổi váng. Sau thời gian xử lý 10 ngày bằng Lục Bình mùi hôi hết hẳn, nước trong hơn thấy rõ.
3.3. Kết quả đánh giá khả năng xử lý sự ô nhiễm nguồn nước của Lục Bình
Kết quả phân tích các chỉ tiêu sau khi xử lý được liệt kê trong bảng 3.3 và bảng 3.4.
Bảng 3.3. Kết quả phân tích các chỉ tiêu trong NTSH sau khi thả Lục Bình
STT Chỉ tiêu
Nước thải sinh hoạt QCVN08:2008/BTNMT Trước khi thả Sau khi thả M1 M2 M3 B1 1 pH 7.83 7.19 7.05 7.06 5.5 - 9 2 SS(mg/l) 215 30 32 31.5 3 COD(mg/l) 91.8 10.5 9 12 30 4 NH4+( mg/l) 1.7 × × × 0.5 5 NO3- (mg/l) 79.2 3.4 3.6 2.85 10 6 Cl-(mg/l) 30.18 26.63 26.63 24.82 600 7 PO43- (mg/l) 5.67 × × × 0.3
Bảng 3.4. Kết quả phân tích các chỉ tiêu trong NTCN sau khi thả Lục Bình
STT Chỉ tiêu
Nước thải công nghiệp QCVN 24:2009/BTNMT)
Trước khi thả Sau khi thả A B N1 N2 N3 1 pH 9.10 7.32 7.40 7.34 6 – 9 5.5 - 9 2 SS (mg/l) 540 45 43 47 - - 3 COD (mg/l) 670 50 52 50.5 50 100 4 NH4+ ( mg/l) 1.47 × × × 5 10 5 NO3- (mg/l) 8.5 0.6 0.78 0.62 - - 6 Cl- (mg/l) 440.2 104.73 102.95 108.13 500 600 7 PO43- (mg/l) 24.5 × × × 4 6 8 Mùi Khó chịu Không mùi Không mùi Không mùi Không khó chịu Không khó chịu ×: không phát hiện
Qua kết quả ở bảng 3.3 và bảng 3.4 cho thấy sau 10 ngày xử lý, tất cả các chỉ tiêu đều nằm trong quy chuẩn cho phép (QCVN 08:2008/BTNMT và QCVN 24:2009/BTNMT). Thí nghiệm với 3 lần lặp lại cho kết quả đều tương tự nhau.
Đối với nước thải sinh hoạt:
+ pH: pH giảm từ 7.83 xuống 7.1, môi trường nước trung tính. Điều này có thể lý giải là do Lục Bình đã hấp thu phần lớn các ion như: NO3-, PO43-, NH4+…
+ SS: Hàm lượng SS giảm từ 215mg/l xuống 31.17mg/l. Hiệu quả loại bỏ 85.5%. Khả năng loại bỏ SS khá cao là do bộ rễ của Lục Bình đóng vai trò quan trọng trong việc giữ lại và lọc sạch các hạt nhỏ vô cơ, các chất lơ lửng, các chất dạng keo, các dạng nhũ tương trong nước thải.
+ COD: Lượng COD giảm từ 91.8mg/l xuống 10.5mg/l. Hiệu quả loại bỏ 88.56%. Điều này được giải thích là do bộ rễ Lục Bình là nơi thuận lợi cho các vi sinh vật phát triển. Chất hữu cơ được giữ lại ở bộ rễ và được vi sinh vật oxy hóa bởi các vi sinh vật sống bám trên bộ rễ.
+ NH4+: Hàm lượng amoni đã giảm xuống dưới ngưỡng phát hiện của phương pháp, hàm lượng amoni giảm mạnh có thể là do ngoài khả năng hấp thu của cây trong nước thải, còn có quá trình nitrat hóa (NH4+ NO2- NO3-).
+ NO3-: Hàm lượng nitrat cũng giảm xuống đáng kể từ 79.2 mg/l xuống còn 3.28mg/l. Hiệu quả loại bỏ 95.86%.
+ PO43-: Hàm lượng photphat giảm tới dưới mức phát hiện của phương pháp.
Đối với nước thải công nghiệp:
+ pH : pH giảm từ 9.1 xuống còn 7.35.
+ SS : Hàm lượng SS giảm từ 540mg/l xuống 45mg/l. Hiệu quả loại bỏ 91.66%.
+ COD: Lượng COD giảm từ 670mg/l xuống 50.83mg/l. Hiệu quả loại bỏ 92.41%.
+ NH4+: Hàm lượng amoni đã giảm xuống dưới ngưỡng phát hiện của phương pháp.
+ NO3-: Hàm lượng nitrat giảm từ 8.5mg/l xuống còn 0.67mg/l. Hiệu quả loại bỏ 92.12%.
+ Cl-: Hàm lượng clorua giảm từ 440.2mg/l xuống còn 105.27mg/l. Hiệu quả loại bỏ 76.08%.
+ PO43-: Hàm lượng photphat giảm từ 24.5mg/l xuống dưới ngưỡng phát hiện.
3.4. Kết quả nghiên cứu sự sinh trưởng của Lục Bình khi nuôi trồng trong nước thải thải
Để nghiên cứu sự sinh trưởng của Lục Bình, chúng tôi đã tiến hành cân mẫu Lục Bình trước và sau khi nuôi trồng trong nước thải. Các số liệu theo dõi sự gia tăng sinh khối được thống kê ở bảng 3.5 và bảng 3.6.
Bảng 3.5. Sự gia tăng sinh khối của Lục Bình trong NTSH sau 10 ngày xử lý
Trọng lượng tươi (g) sinh hoạt Trước khi thả Sau khi thả
M1 M2 M3
2000 2450 2480 2360
Bảng 3.6. Sự gia tăng sinh khối của Lục Bình trong NTCN sau 10 ngày xử lý
Qua bảng 3.5 và bảng 3.6 ta thấy sinh khối của Lục Bình tăng nhanh trong môi trường nước thải, và ở môi trường nước thải công nghiêp sinh khối Lục Bình tăng nhiều hơn so với nước thải sinh hoạt, điều này được giải thích là do lượng chất dinh dưỡng trong nước thải sinh hoạt dần hết, Lục Bình cũng giảm dần quá trình sinh trưởng.
Trọng lượng tươi (g) công nghiệp Trước khi thả Sau khi thả
N1 N2 N3
Hình 3.3. Mẫu Lục Bình trước và sau khi xử lý nước thải
Hình 3.4. Mẫu rễ Lục Bình trước và sau khi xử lý nước thải
Đồng thời lượng rễ mới sinh ra ở hai môi trường cũng tăng lên đáng kể. Nhưng rễ phát triển thành chùm, và điều nay được lý giải là do trong môi trường có đủ chất dinh dưỡng cho cây sinh trưởng và phát triển nên rễ cây không cần phải vươn dài ra để tìm chất dinh dưỡng.
3.5. Kết quả định lượng photpho trong Lục Bình
Sự giảm nồng độ photphat trong môi trường có thể do nhiều nguyên nhân như việc lắng cặn, các vi sinh vật khác trong môi trường nước tiêu thụ. Để biết sự giảm nồng độ Photphat trong môi trường nước thải có phải là do cây hấp thu hay không, chúng tôi đã tiến hành định lượng Photpho trong Lục Bình trước và sau khi xử lý.
3.5.1. Sơ đồ quá trình vô cơ hóa mẫu Lục Bình Cân chính xác Cân chính xác 5g mẫu Lục Bình Dung dịch trong và sáng hơn Dung dịch trở nên trong hơn Dung dịch + Thêm 1ml H2SO4
+ Đun đến khi có khí màu trắng thoát ra + Thêm vài giọt HNO3.Tiếp tục đun, lặp lại quá trình thêm HNO3 và đun
+ Chuyển vào bình định mức Dung dịch không màu Dung dịch chứa photphat Định lượng Photphat bằng pp UV- VIS
+ Để nguội, thêm vài giọt H2O2, tiếp tục đun Cân chính xác 5g mẫu Lục Bình Dung dịch trong và sáng hơn Dung dịch trở nên trong hơn Dung dịch
+ Xay nhuyễn, cho vào bình kendan + Thêm 20ml HCl đặc, ngâm qua đêm
+ Thêm 1ml H2SO4
+ Đun đến khi có khí màu trắng thoát ra + Thêm vài giọt HNO3.Tiếp tục đun, lặp lại quá trình thêm HNO3 và đun
+ Đặt bình kendan lên bếp điện + Đun sôi mạnh dần cho đến khi hết khí màu nâu thoát ra
3.5.2. Kết quả phân tích photpho trong Lục Bình
Kết quả phân tích photpho trong Lục Bình được thể hiện ở bảng 3.7 và bảng 3.8.
Bảng 3.7. Kết quả định lượng Photpho trong Lục Bình ở NTSH
P(mg/g) Lục Bình ở NTSH Mẫu LB trước khi xử lý M1 M2 M3 Rễ 0.1903 0.1756 0.1995 0.1118 Thân × × × × Lá × × × × ×: không phát hiện
Bảng 3.8. Kết quả định lượng Photpho trong Lục Bình ở NTCN
P(mg/g) Lục Bình ở NTCN Mẫu LB trước khi xử lý N1 N2 N3 Rễ 0.3173 0.3352 0.3600 0.1118 Thân × × × × Lá × × × × ×: không phát hiện Nhận xét:
Lượng P hấp thu tập trung chủ yếu ở rễ.
Trong suốt thời gian thí nghiệm không nhận thấy có sự vận chuyển P hấp thu từ vùng hấp thu lên các vùng phía trên với mục đích giảm áp lực cho vùng hấp thu. Điều này có thể được giải thích:
+ P hấp thu không có khả năng vận chuyển trong cây.
+ P hấp thu không ảnh hưởng tới sinh lý của vùng hấp thu nên không cần thiết phải giảm tải. Có thể P đã được chuyển thành một dạng không có khả năng vận chuyển hoặc được chuyển vào một vùng dự trữ chuyên biệt ở trong rễ (vì P là một nguyên tố đa lượng cần thiết cho quá trình sinh trưởng và phát triển của cây).
Lượng hấp thu P trong rễ ở nước thải sinh hoạt thấp hơn so với nước thải công nghiệp khi kết thúc quá trình xử lý.
Sinh lý của rễ sau quá trình xử lý không bị tác động ức chế ở cả nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp.
Lượng P trong rễ ở cây được xử lý trong nước thải công nghiệp không tác động tiêu cực lên sự tạo thành rễ.
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35
sinh hoạt công nghiệp
Biểu đồ thể hiện sự hấp thu P trong nước của Lục Bình
P trong rễ lục bình trước khi xử lý P trong rễ lục bình sau khi xử lý
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận
Từ các kết quả nghiên cứu, rút ra một số kết luận sau:
Chất lượng nước ban đầu đều vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều lần, sau khi xử lý bằng Lục Bình chất lượng nước đã đáp ứng được yêu cầu xả thải vào môi trường.
Trong quá trình thí nghiệm nhận thấy được khả năng xử lý tốt của Lục Bình đối với nước thải công nghiệp.
Chưa nhận thấy có sự tác động tiêu cực lên quá trình tạo thành rễ của cây. Sinh khối rễ càng lớn thì khả năng xử lý nước thải càng đạt hiệu quả cao.
Kiến nghị
Nghiên cứu thêm về Lục Bình để có thể xác định được ngưỡng chết của cây.
Tìm biện pháp để ổn định sinh lý của rễ, tạo điều kiện tốt nhất cho sự phát triển của rễ.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Lê Huy Bá, Tài Nguyên Môi Trường Và Phát Triển Bền Vững. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2002.
[2] Lê Huy Bá – Lâm Minh Triết, Sinh thái môi trường ứng dụng. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2000.
[3] Hoàng Minh Châu – Từ Văn Mặc – Từ Vọng Nghi, Cơ sở hóa học phân tích, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2007.
[4] Đặng Kim Chi, Hóa học môi trường, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội, 2006.
[5] Nguyễn Xuân Hoàng, Nghiên cứu xử lý ammonium nồng độ thấp trong nước thải sinh hoạt bằng phương pháp Anammox, Trường ĐH Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh.
[6] Từ Vọng Nghi – Huỳnh Văn Trung – Trần Tứ Hiếu, Phân tích nước, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội, 1986.
[7] Phạm Luận, Sổ tay pha chế dung dịch, Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội.
[8] Phạm Luận, Những vấn đề cơ sơ của các kỹ thuật xử lý mẫu phân tích, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội.
[9] Lê Thị Hiền Thảo, Nito và Photphat trong môi trường, Trường Đại Học Xây Dựng.
[10] Nguyễn Thị Thu Thuỷ, Xử Lý Nước Cấp Sinh Hoạt Và Công Nghiệp, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2006.
[11] Lê Văn Khoa – Nguyễn Xuân Cụ – Lê Đức – Trần Khắc Hiệp – Cái Văn Tranh, Phương pháp phân tích đất nước –phân bón – cây trồng, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
[12] Lê Hoàng Việt, Nguyên lý các quy trình xử lý nước thải, Trung tâm kĩ thuật môi trường và năng lượng mới, 2000.
[13] Mervat E. and Logan A.W. Removal of phosphorus from secondary effluent by a matrix filter. Desalination, (1996).
[14] Casabianca M.-L. and T. Laugier. Eichhornia crassipes production on petroliferous wastewaters: effects of salinity, Bioresource Technology , 1995. [15] Gopal B. Water hyacinth, Elsevier Science Publishers, Amsterdam, 1987. [16] Các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước.
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ... 1
Chương 1. TỔNG QUAN ... 5
1.1.Tổng quan về nước thải chứa photphat ... 5
1.1.1. Giới thiệu về PO43- ... 5
1.1.2. PO43- và sự ô nhiễm nguồn nước... 6
1.1.3. Sự phú dưỡng nguồn nước ... 8
1.1.4. Một số phương pháp xử lý sự phú dưỡng nguồn nước ... 17
1.2. Tổng quan về cây Lục Bình ... 20
1.2.1. Giới thiệu chung ... 20
1.2.2. Lục Bình với khả năng làm giảm sự phú dưỡng của nguồn nước ... 21
1.3. Tình hình nghiên cứu và sử dụng thực vật thủy sinh hiện nay ... 22
1.3.1. Vai trò của thực vật thủy sinh trong xử lý nước thải ... 22
1.3.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng thực vật thủy sinh hiện nay trên thế giới ... 22
1.3.3. Tình hình nghiên cứu và sử dụng thực vật thủy sinh hiện nay ở Việt Nam ... 23
Chương 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ... 25
2.1. Vật liệu, hóa chất và dụng cụ ... 25
2.1.1. Vật liệu ... 25
2.1.2. Hóa chất và dụng cụ ... 25
2.1.3. Pha hóa chất ... 26
2.1.4. Nguồn nước dùng cho thí nghiệm ... 28
2.2. Phương pháp nghiên cứu ... 28
2.2.1.Thời gian và địa điểm nghiên cứu ... 28
2.2.2. Bố trí thí nghiệm ... 28
2.2.3. Phân tích xác định các chỉ tiêu đầu vào của nước thải ... 29
2.2.4. Xác định tốc độ sinh trưởng ... 30
2.2.5. Quá trình định lượng photpho trong Lục Bình ... 30
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ... 32
3.2. Kết quả đánh giá khả năng xử lý nước thải của Lục Bình qua cảm quan ... 33
3.2.1. Đối với nước thải sinh hoạt ... 34
3.2.2. Đối với nước thải công nghiệp ... 34
3.3. Kết quả đánh giá khả năng xử lý ô nhiễm nguồn nước của Lục Bình...33
3.4. Kết quả nghiên cứu sự sinh trưởng của Lục Bình khi nuôi trồng trong nước thải….…35 3.5. Kết quả định lượng photpho trong Lục Bình………....…..36
3.5.1. Sơ đồ quá trình vô cơ hóa mẫu Lục Bình………....…….39
3.5.2. Kết quả phân tích photpho trong Lục Bình ... 40
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ... 42