1.4. Xử lý nƣớc thải bằng bãi lọc trồng cây ngập nƣớc
1.4.1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Năm 1991, bãi lọc trồng cây dòng chảy ngầm xử lý nước thải sinh hoạt đầu tiên đã được xây dựng ở Na Uy. Ngày nay, tại những vùng nông thôn ở Na Uy và Đan Mạch, phương pháp này đã trở nên rất phổ biến để xử lý nước thải sinh hoạt. Mơ hình quy mơ nhỏ được áp dụng phổ biến là hệ thống bao gồm bể tự hoại, tiếp đó là bể lọc sinh học hiếu khí dịng chảy thẳng đứng và một bãi lọc ngầm trồng cây dịng chảy ngang. Bể lọc sinh học hiếu khí được thiết kế trước bãi lọc ngầm để giảm BOD, COD và thực hiện q trình nitrat hóa trong điều kiện thời tiết lạnh.
Các nghiên cứu khác tại Đức, Thái Lan, Cộng hòa Séc, Thụy Sỹ, Bồ Đào Nha, Trung Quốc, Thổ Nhĩ Kỳ, Hoa Kỳ cho thấy bên cạnh việc xử lý có hiệu quả các chất ô nhiễm hữu cơ và vô cơ, bãi lọc trồng cây cịn có thể loại bỏ vi
sinh vật gây bệnh trong nước thải sinh hoạt và nước thải đô thị; xử lý phân bùn bể phốt và xử lý nước thải công nghiệp, nước rị rỉ bãi rác… Khơng những thế, thực vật từ bãi lọc trồng cây cịn có thể được chế biến, sử dụng làm phân bón cho đất, làm bột giấy và là nguồn năng lượng thân thiện với môi trường. Tại Cộng Hòa Séc bãi lọc trồng cây được thiết kế lần đầu tiên vào năm 1989, đến năm 1999 đã có hơn 100 bãi lọc trồng cây đã được thiết kế, chủ yếu theo cơng nghệ dịng chảy ngang với các loài thực vật sử dụng là sậy và cỏ mèo. Các bãi lọc này chủ yếu được dùng để xử lý nước thải sinh hoạt, với hiệu suất xử lý chất hữu cơ tính theo BOD5 lên đến hơn 80%. Các nhà khoa học tại Trung tâm nghiên cứu môi trường tại Leipzig-Halle, CHLB Đức đã nghiên cứu một cách hệ thống công nghệ bãi lọc trồng cây để xử lý các chất ô nhiễm vô cơ, hữu cơ và khả năng khử trùng bằng công nghệ này.
Một bãi lọc trồng cây áp dụng cho xử lý nước thải của khu dân cư thuộc ngoại ô Bayawan City, Philippines với 336 hộ dân và 3380 nhân khẩu được hoàn thành vào năm 2006, với sự trợ giúp của Trung tâm nghiên cứu môi trường Leizig-Halle, CHLB Đức. Diện tích tổng cộng của bãi lọc trồng cây là 2680m2, đáp ứng yêu cầu xử lý là 150m3
nước thải/ngày đêm. Loại thực vật được sử dụng trong bãi lọc là cỏ sậy. Khả năng tách loại chất hữu cơ tính theo BOD của hệ thống này đạt đến 97%.
Các nghiên cứu thử nghiệm trên thế giới cho thấy, công nghệ bãi lọc trồng cây có thể áp dụng cho ngành công nghiệp chế biến thủy sản. Nhóm các nhà khoa học Thái Lan tại King Mongkut’s University hợp tác với các nhà khoa học của Tulane University, Hoa Kỳ, tiến hành khảo sát khả năng sử dụng bãi lọc trồng cây để xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản tại Thái Lan. Với thời gian lưu thủy lực là 5 ngày hiệu suất tách loại đạt đến 91 – 99% đối với BOD, 52 - 90% đối với chất rắn lơ lửng, 72 – 92% đối với tổng nitơ, 72 – 77% đối với tổng photpho. Kết quả cũng cho thấy trong hàm lượng chất hữu cơ quá cao cần phải có q trình pha lỗng hoặc tiền xử lý.