CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.3. Công nghệ thực vật trong xử lý nguồn nƣớ cô nhiễm
1.3.3. Cơ sở khoa học của phƣơng pháp dùng thực vật để xử lý nƣớc thải
a/ Một vài lồi TVTS điển hình xử lý nƣớc thải
Các lồi này thuộc các nhóm sau đây: thủy thực vật sống chìm, thủy thực vật sống nổi và thủy thực vật sống trôi nổi.
Đỗ Thị Hải – Cao häc MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng
Bảng 1.1. Một số lồi thực vật có khả năng xử lý nƣớc thải [15, 16, 17, 18]
STT Tên thực
vật
Tên la tinh –
khoa học[2] Phân bố Khả năng ứng dụng
Những nƣớc đã ứng dụng thành công
Khả năng ứng dụng tại Việt Nam
1 Bèo tây Eichhornia
crassipes - Có nguồn gốc từ Venezuala, Nam Mỹ - Thích nghi với những nơi ao tù ẩm ƣớt; phân bố rộng khắp Việt Nam - Làm sạch nƣớc, phân giải chất độc
- Đồng hóa cả amơn và nitrat trong khi phần lớn các TVTS khác đồng hóa amơn cao hơn so với nitrat
- Giảm nhiệt độ nƣớc, giảm khuấy động mặt nƣớc, hạn chế phát triển tảo, ổn định pH và ôxy hòa tan vào ban ngày
Mỹ, Canada, Việt Nam
Thuận lợi do sinh sản nhanh, hiệu quả xử lý cao và sinh khối thu đƣợc dùng làm thức ăn chăn nuôi, ủ phân xanh, làm biogas, và làm nguyên liệu giấy.
2 Bèo cái Pistia straiotes Ở các nƣớc nhiệt đới
và cận nhiệt đới
Sự kết hợp giữa vi khuẩn và bộ rễ của bèo cái là yếu tố quan trọng loại bỏ các chất dinh dƣỡng trong nƣớc.
Có khả năng ứng dụng, tốc độ sinh trƣởng chậm hơn so với bèo tây
3 Bèo cám
Nhật Bản
Lemna japonica
Phân bố phổ biến ở miền Bắc Việt Nam, Nhật Bản.
Sử dụng phổ biến để xử lý nƣớc ô nhiễm hữu cơ và kim loại nặng.
4 Bèo tấm Lemna
perpusilla
Sống trôi nổi trên mặt nƣớc ao, hồ, đầm ruộng.
Sử dụng để xử lý nƣớc ô nhiễm hữu cơ và kim loại nặng (AlIII
, CuII, CrVI,, FeIII, ZnII). 5 Cỏ Vertiver Vertiveria zizanioides L Nguồn gốc chủ yếu từ Philippine, Thái Lan hoặc thuộc dòng Nam
Hệ rễ phát triển mạnh tạo thành chùm lớn, có thể hấp thụ hầu hết N, P hoà tan sau 3 đến 5 tuần,
Ứng dụng nhiều trên thế giới và ở Việt Nam đã có một số công
Đỗ Thị Hải Cao häc MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng
Ấn ngăn ngừa sự phát triển của tảo trình ứng dụng hấp thụ
kim loại nặng. 6 Rong đi chó Ceratophyllum demersum L Các nƣớc nhiệt đới, cận nhiệt đới; ở Việt Nam phân bố khắp nơi.
Ở Việt Nam đã có các cơng trình nghiên cứu ứng dụng xử lý nƣớc thải sinh hoạt bằng rong đi chó và rong đi chồn
Có khả năng thích ứng rất cao với mơi trƣờng nƣớc bị ô nhiễm hữu cơ
7 Rong đuôi chồn Hydrilla verricillata (L.f) Royle Sống chìm trong các ao hồ, đầm, sống lâu trong điều kiện thiếu ánh sáng 8 Trang Ấn Độ Nymphoides indicum Phổ biến ở Việt Nam,Ấn Độ, Srilanca, Thái Bình Dƣơng
Cây trang là một trong những lồi có khả năng sinh oxy mạnh và giải phóng oxy vùng rễ.
Nhật Bản, Hàn Quốc, Malaixia
9 Thủy trúc Cyperus flabe
lliformis Rorrb
Bộ rễ rất phát triển, chịu đƣợc môi truờng nƣớc có mức độ ơ nhiễm hữu cơ cao.
Đƣợc sử dụng phổ biến trong các cơng trình xử lý nƣớc, trong các bãi lọc trồng cây.
Thành công trong xử lý nƣớc thải bún, sản xuất tinh bột sắn tại Kon Tum, Hà Nội và Yên Bái,… 10 Sậy Phragmites karka Chịu đƣợc nồng độ các chất ô nhiễm cao trong nƣớc, có tốc độ phát triển cực nhanh
Khả năng vận chuyển oxy vùng rễ cao, có thể xử lý nƣớc thải công nghiệp đạt hiệu quả lớn.
Đức, Anh, Hungari, Thái Lan, Ấn Độ.
Dễ trồng, tạo bóng râm ngăn sự phát triển của tảo.
11 Cỏ Napier Pennisetum purpureum Elephant Grass Vùng đồng cỏ nhiệt đới châu Phi, có thể sống ở những nơi đất khô cằn.
Hiệu quả trong việc hấp thụ các kim loại nặng nhƣ đồng, niken và cadimi, kẽm, chì.
Trung Quốc; các nƣớc Châu Phi
Đỗ Thị Hải Cao häc MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng 12 Hoa súng Nuphar spp. Cow Lily, Spatterdock Các khu vực ao, hồ và đầm lầy, lá và hoa nổi lên trên mặt nƣớc
Ngồi tác dụng làm cảnh cịn có tác dụng rất lớn trong việc xử lý nguồn nƣớc mặt bị ô nhiễm.
Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-êng
b/ Cơ sở khoa học của phương pháp dùng TVTS xử lý nước thải
TVTS có khả năng xử lý ơ nhiễm nƣớc là nhờ hai cơ chế chính là cơ chế vùng rễ và cơ chế hấp thu chất dinh dƣỡng của thực vật:
- Cơ chế vùng rễ: Hệ rễ của TVTS có vai trị là giá thể để VSV bám
vào, oxy đƣợc lấy từ khơng khí hoặc từ q trình quang hợp vận chuyển qua thân xuống rễ và giải phóng ra mơi trƣờng nƣớc xung quanh hệ rễ. Nhờ có oxy, các VSV hiếu khí trong vùng rễ phân hủy chất hữu cơ và các q trình nitrat hóa diễn ra do vậy nƣớc đƣợc làm sạch.
- Cơ chế hấp thu chất dinh dưỡng: Các muối khống hịa tan có sẵn
trong nƣớc hoặc sinh ra trong quá trình phân hủy các chất hữu cơ là nguồn dinh dƣỡng của TVTS, đƣợc cây hấp thụ qua hệ rễ, nên nƣớc cũng sẽ đƣợc làm sạch.
Bèo tây có khả năng chống chịu rất cao với nguồn nƣớc ô nhiễm đặc biệt là ô nhiễm hữu cơ, bèo tây vẫn có thể tồn tại và sinh trƣởng ở dải nồng độ NH4+-N từ 110 đến 141mg/l. Mặt khác, bèo tây là một trong mƣời lồi cây có tốc độ sinh trƣởng mạnh nhất thế giới. Tốc độ tăng trƣởng của bèo tây khoảng 10,33 - 19,15 kg/ha/ngày. Bèo tây có khả năng tăng gấp đơi sinh khối trong vòng 14 ngày và sinh khối trung bình lớn nhất của bèo 49,6 kg/m2
[9]. Ngoài ra, bèo tây có khả năng đồng hóa cả amơn lẫn nitrat trong khi phần lớn các TVTS khác đồng hóa amơn cao hơn so với nitrat. Ngồi ra, bèo tây cịn góp phần hạ thấp nhiệt độ nƣớc, giảm sự khuấy động mặt nƣớc của gió và có đủ bóng che cần thiết để hạn chế sự phát triển của tảo, qua đó giảm sự dao động lớn của nồng độ pH và ơxy hịa tan vào ban ngày [15].
Ở Việt Nam đã có một số cơng trình của các nhà khoa học nghiên cứu về bèo tây, nhƣ “Nghiên cứu khả năng hút thu và tích lũy chì trong bèo tây và
Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngµnh Khoa häc M«i tr-êng
trong nước thải bằng bèo tây”, “Nghiên cứu ngưỡng chịu pH và nồng độ ion NH4+ của bèo tây”,…
Theo Nguyễn Thị Kim Lý (2009), sậy là lồi có khả năng chống chịu rất cao với mơi trƣờng bị ơ nhiễm hữu cơ. So với các lồi cây sống nổi khác nhƣ thủy trúc và vertiver thì sậy có khả năng thích ứng cao hơn nhiều. Ở nồng độ BOD5 từ 45,5 - 96,2 mg/l và NH4+ từ 212,4 - 216,7 mg/l sậy vẫn có thể sống bình thƣờng cịn ở dải nồng độ NH4 từ 298,2 - 301,2 mg/l cây chƣa bị chết mà mới bắt đầu có những thay đổi nhất định về hình thái [9].
Mặc dù bèo tây và sậy là hai loài sinh trƣởng nhanh và có khả năng chịu đƣợc ở nồng độ ô nhiễm rất cao, tuy nhiên chúng cũng có giới hạn chịu đựng nhất định, do vậy khi sử dụng chúng để xử lý nƣớc cần chú ý nồng độ BOD và amonia thích hợp.
Chính tốc độ sinh trƣởng nhanh, dễ trồng và khả năng chống chịu cao với nguồn nƣớc ơ nhiễm mà sậy và bèo tây có nhiều ƣu thế trong việc xử lý nƣớc thải.
Đỗ Thị Hải Cao häc MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng