5.3.3.1 Hiệu quả xử lý TSS
Theo kết quả nghiên cứu, hiệu quả loại bỏ TSS ở các tải trọng và thực vật khác nhau đều rất cao, chiếm trên 90%. Tại các tải trọng 3 và 4, ta nhận thấy không có sự chênh lệch lớn giữa các loài thực vật, hiệu suất lệch trung bình là từ 0,3% - 1,5%, còn tại tải 1, tải 2 thì độ lệch tương đối lớn hơn chiếm từ 5,8% - 7,5%. Kết quả này nhỏ hơn nhiều so với giới hạn cho phép của quy chuẩn về chất lượng nước thải sinh hoạt QCVN 14-2008/BTNMT, mức A quy định là 50 mg/l.
5.3.3.2 Hiệu quả xử lý BOD5
Hình 5.5. Nồng độ BOD5 trung bình qua các tải nghiên cứu
Hiệu quả xử lý BOD5 cao nhất đạt được trong các mô hình nghiên cứu là tại tải 2 ứng với các loài thực vật chiếm ưu thế lần lượt là sậy (96%), nến (94,1%), vetiver (91,3%). Khi qua đến các tải 3, 4 thì hiệu quả bắt đầu giảm dần đều ở cả 03 mô hình, điều này có thể giải thích là do khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ chứa cacbon đã bị suy giảm, một phần từ quá trình lắng tụ TSS trong thời gian dài dẫn đến làm nghẽn một diện tích nhỏ trên bề mặt thoáng của mô hình làm hạn chế khả năng khuếch tán oxy, mặt khác là do khi thực vật phát triển mạnh vào giai đoạn cuối làm che phủ hầu hết mặt thoáng của bể. Nồng độ BOD5 sau xử lý là rất thấp, trong các tải vận hành trung bình từ 5,5 mg/l (sậy, tải 2) đến 21,4 mg/l (vetiver, tải 4), tất cả đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 14-2008/BTNMT, mức A quy định là 30 mg/l
5.3.3.3 Hiệu quả xử lý NH4+
Hình 5.6. Nồng độ NH4+ trung bình qua các tải nghiên cứu
NH4+ được tạo thành từ quá trình ammoni hóa các chất hữu cơ có trong nước thải và xảy ra cả trong vùng oxy hóa lẫn vùng khử của hệ thống DNNNT. Cơ chế khử NH4+ chủ yếu là quá trình nitrat hóa được thực hiện trong môi trường hiếu khí bởi vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter. Ngoài ra NH4+ còn được loại bỏ thông qua quá trình khuếch tán trực tiếp vào khí quyển và được hấp thụ một phần bởi thực vật. Nồng độ NH4+ trong nước thải đầu vào mô hình tại các tải nghiên cứu là rất cao, dao động từ 57,1 – 77,3 mg/l. Vì vậy, hiệu quả xử lý NH4+ qua các tải nghiên cứu đều rất thấp và giảm dần khi tăng tải trọng hữu cơ, trung bình từ 58 41,6% (vetiver) - 55,2% (sậy) ở tải 2; 28,2% (nến) – 37,3% (sậy) ở tải 3; 24,6% (nến) –32,1% (sậy). Tuy nhiên, mặc dù hiệu suất đạt được là thấp nhưng mô hình trồng sậy đã thể hiện được khả năng xử lý vượt trội hơn hẳn 02 loài thực vật còn lại, điều này một lần nữa giúp khẳng định sậy là loài thực vật rất có tiềm năng cho việc cung cấp oxy vào bên trong mô hình nghiên cứu.
Hình 5.7. Nồng độ NO3- trung bình qua các tải nghiên cứu
NO3- được loại bỏ ra khỏi nước thải chủ yếu thông qua quá trình khử nitrat được thực hiện bởi vi khuẩn Pseudomonas, Alcaligenes hay Bacillus, quá trình này diễn ra ở tầng vật liệu sâu dưới cùng và trong điều kiện kỵ khí (không có oxy). Đồng thời, một phần NO3- được thực vật hấp thụ, chuyển hóa tại vùng rễ hoặc vận chuyển lên lá và chuyển hóa nhờ vào quá trình quang hợp của cây. Nồng độ NO3- sau xử lý cũng rất thấp, từ 0,98 – 1,24 mg/l ở tải 1;1,25 – 2,78 mg/l ở tải 2; 1,56 – 2,51 mg/l ở tải 3; 1,43 – 1,82 mg/l ở tải 4. Nồng độ NO3- không dao động đáng kể giữa các tải trọng cũng như là giữa các loài thực vật khác nhau. Các nồng độ này đều nhỏ hơn rất nhiều so với ngưỡng giới hạn cho phép của QCVN 14-2008/BTNMT quy định mức A là 30 mg/l và mức B là 50 mg/l.
5.3.3.5 Hiệu quả xử lý PO43-
Hiệu quả xử lý PO43- cao nhất là tại tải 2 và 3 ứng với 37,73% (nến); 40,59% (vetiver); 47,8% (sậy) và 39,23% (nến); 39,82% (vetiver); 46,76% (sậy). Hiệu quả xử lý thấp nhất là tại tải 4 với 30,3% (vetiver); 31,34% (nến); 35,31% (sậy). Như vậy, hiệu quả xử lý PO43- tăng59 dần từ tải 1 (tải thích nghi) đến tải 2, rồi giảm nhẹ ở tải 3, sau đó giảm mạnh ở tải còn lại. Điều này có thể giải thích bởi khả năng hấp phụ lên trên bề mặt các hạt vật liệu trong hệ thống DNNNT đã giảm dần theo thời gian và đến một mức độ nào đó nó sẽ trở nên bảo hòa, cần thay thế vật liệu khác
5.3.3.6 Hiệu quả xử lý tổng Coliform
Hệ thống DNNNT luôn tỏ ra là có ưu thế mạnh trong việc loại bỏ các thành phần vi sinh vật gây bệnh mà không cần sử dụng đến những hóa chất diệt khuẩn. Trong đó, yếu tố cơ bản chính là thời gian lưu nước đủ dài trong hệ thống và khả năng bức xạ trực tiếp tia UV từ ánh sáng mặt trời vào các vi sinh vật gây bệnh này. Điều này ta có thể thấy được qua kết quả nghiên cứu, hiệu quả xử lý T.coliform đạt mức cao hơn tại tải 1 và 2 ứng với 94,97% (nến); 95,51% (sậy); 97,7% (vetiver) và 96,45% (vetiver); 97,45% (sậy), 97,73% (nến). Nguyên nhân là do tải 1,2 có thời gian lưu nước cao nhất (8 và 4 ngày) và đồng thời được vận hành trong giai đoạn đầu của nghiên cứu nên các thực vật phát triển chưa mạnh, không làm che phủ bề mặt mô hình nên giúp tăng khả năng diệt khuẩn bởi ánh sáng mặt trời.