Nhận xét:
Từ bảng trên có thể thấy:
Thủy trúc đạt hiệu quả tốt nhất trong xử lý COD (90,00%), PO43- (74,79%), N-NH4+ (72,74 %); xử lý N-NO3- ở mức trung bình (60,68%) và tỏ ra kém nhất trong xử lý TSS (46,67%).
Bèo Tây xử lý tốt TSS (84,27%), COD (85,63%); các chỉ tiêu còn lại đạt mức khá với N-NO3- (68,45%), N-NH4+ (64,42%), PO43- (60,36%).
Bèo Cái thể hiện khả năng xử lý các chỉ tiêu ở mức trung bình khá với hiệu quả trong khoảng từ 60 – 75%.
Rau Ngổ dại có hiệu quả xử lý kém nhất trong 5 loại thực vật thủy sinh, ngoài COD đạt mức trung bình khá (60,63%), cịn lại đều ở mức thấp (từ 30 – 50%).
Rau Má có khả năng xử lý tốt nhất COD (80,31%), kém nhất là N- NO3- (49,03%), các chỉ tiêu khác ở mức trung bình khá (khoảng 50 – 60%).
Như vậy có thể đánh giá Thủy trúc là lồi có khả năng xử lý các chỉ tiêu ơ nhiễm trong nước thải lớn nhất, sau đó là bèo Tây và xử lý kém nhất là rau Ngổ dại. Tuy nhiên, trong phần xây dựng mơ hình xử lý nước thải cho làng nghề bún Phú Đô tiếp theo chúng tôi lựa chọn sử dụng bèo Tây kết hợp với hệ thống ĐNN nhân tạo do bèo Tây đáp ứng được yêu cầu về hiệu quả xử lý, mức độ phổ biến, hiệu quả kinh tế đặc biệt là khả năng thu hồi sinh khối cao hơn các lồi cịn lại.
3.4. Kết quả nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất bún theo mơ hình lựa chọn
Chất lượng nước thải đầu vào và đầu ra của mơ hình như sau:
Bảng 3.9. Kết quả xử lý nước thải làng nghề bún Phú Đô STT Chỉ tiêu Đầu vào Đầu ra QCVN 40:2011/BTNMT (Loại B) QCVN 14:2008/BTNMT (Loại B) Hiệu quả xử lý (%) 1 COD (mgO/L) 720 54 150 - 92,5 2 pH 6,97 7,01 5,5-9 5-9 - 3 TSS (mg/L) 540 43 100 100 92,03 4 NO3- (mg/L) 24,793 8,44 - 50 66 5 NH4+ (mg/L) 24,19 8,86 - 10 63,37 6 PO43- (mg/L) 11,645 2,012 - 10 82,7 Nhận xét chung:
Mơ hình kết hợp giữa ao bèo Tây hiếu khí với hệ thống ĐNN nhân tạo- dòng chảy bề mặt để xử lý nước thải làng nghề bún Phú Đô được tiến hành trong thời gian 3 tháng (2 tháng trong ao bèo Tây và 1 tháng trong hệ thống ĐNN nhân tạo), cho kết quả như sau: COD của nước thải giảm từ 720 mg/L xuống còn 54 mg/ L nhỏ hơn QCVN 40:2011/BTNMT, hiệu xuất xử lý đạt 92,5 %. Giá trị TSS giảm từ 540 mg/L xuống còn 43 mg/L. Nồng độ PO43- cũng giảm từ 11,645 mg/L xuống còn 2,012 mg/L. Chỉ tiêu NO3- và NH4+ cũng giảm từ 63,37 % đến 66 %. pH hơi tăng nhưng vẫn nằm trong giới hạn cho phép. Sau khi qua mơ hình xử lý, tất cả các chỉ tiêu xem xét đều đạt quy chuẩn loại B đối với nước thải sinh hoạt QCVN 14:2008/BTNMT và quy chuẩn đối với nước thải công nghiệp QCVN 40:2011/BTNMT. Kết quả này cho thấy mơ hình kết hợp giữa ao bèo Tây hiếu khí với hệ thống ĐNN nhân tạo-dịng chảy bề mặt có thể xử lý tốt nước thải của làng bún Phú Đô.
3.5. So sánh hiệu quả xử lý nước thải sản xuất bún qua hai phương pháp khác nhau khác nhau
Luận văn sẽ so sánh với nghiên cứu gần nhất để đánh giá hiệu quả và khả năng ứng dụng của hai phương pháp.
- Phương pháp xử lý bằng lọc sinh học ngập nước (2009) của tác giả Hà Minh Ngọc: các chỉ tiêu ban đầu như sau: COD=1357,5 mg/L, NH4+= 15,42 mg/L, NO3-= 0, 56 mg/L, pH= 7,05 mg/L được xử lý qua hệ thống lọc sinh học kị khí và hiếm khí sau 24 giờ cho kết quả: COD= 26,2 mg/L, NH4+ = 0,36 mg/L, NO3-= 0, 05 mg/L , pH= 8,07 mg/L.
- Phương pháp xử lý nước thải bằng mơ hình kết hợp ao bèo Tây với hệ thống ĐNN: các chỉ tiêu ban đầu như sau: COD= 720 mg/L, NH4+= 24,19
mg/L, NO3-= 24,793 mg/L, pH= 6,97 mg/L sau 3 tháng qua mơ hình xử lý kết
quả đầu ra như sau:COD= 54 mg/L, NH4+= 8,86 mg/L, NO3-= 8,44 mg/L, pH= 7,01 mg/L
Bảng 3.10. So sánh hiệu xuất xử lý nước thải sản xuất bún của hai phương pháp
Chỉ tiêu
Hiệu xuất xử lý (%) Phương pháp lọc
sinh học ngập nước
Mơ hình kết hợp ao bèo Tây với hệ
thống ĐNN
COD 92,5 98,07
NO3- 66 91,07
NH4+ 63,37 97,66
Nhận xét chung: Qua bảng trên cho thấy hiệu quả xử lý ba thông số
COD, NO3-NH4+ của phương pháp lọc sinh học ngập nước cao hơn mơ hình kết hợp ao bèo Tây với hệ thống ĐNN. Như vậy việc sử dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải mang lại hiệu quả cao hơn và nhanh hơn so với phương pháp sử dụng thực vật thủy sinh. Tuy nhiên, điểm hạn chế của phương pháp lọc sinh
học trước hết là điều kiện tạo ra mơi trường kị khí và hiếu khí cho vi sinh vật hoạt động khá khó khăn, thứ hai trình độ văn hóa của dân cư trong làng nghề cịn thấp, kinh phí cho hoạt động bảo vệ môi trường hạn hẹp do đó phương pháp lọc sinh học không áp dụng được vào trong thực tế. Ngược lại, phương pháp sử dụng TVTS tuy hiệu quả xử lý mang tính chất lâu dài nhưng có ưu điểm dễ thực hiện, dễ áp dụng cho lưu lượng nước thải lớn, phù hợp với diện tích đất chưa sử dụng của làng nghề, thân thiện với mơi trường. Do đó, mơ hình kết hợp ao bèo Tây với hệ thống ĐNN phù hợp áp dụng cho xử lý nước thải cho làng nghề bún Phú Đô hơn phương pháp lọc sinh học ngập nước.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận
Từ các kết quả nghiên cứu được trình bày ở phần trên chúng tơi xin rút ra một số kết luận như sau:
1/ Nước thải sản xuất bún tại hệ thống cống chung cuối làng Phú Đô không được qua hệ thống xử lý nước thải mà đổ trực tiếp xuống con mương chung của làng trước khi đổ vào sông Nhuệ. Hiện trạng chất lượng nước thải sản xuất bún như sau: pH đạt giá trị trung tính, hàm lượng tinh bột cao và bị ô nhiễm hữu cơ nặng nề, COD cao gấp 2,6-8,53 lần so với QCVN 40:2011/BTNMT loại B (hàm lượng COD trong khoảng 400-1280 mg/L). Hàm lượng TSS trong khoảng 320-712 mg/L, cao gấp 3.2-7.12 lần so với QCVN 14:2008/BTNMT loại B. Hàm lượng PO43- đạt 6,03-12,06 mg/L vượt quá
QCVN 14:2008/BTNMT (10 mg/L), hàm lượng NH4+ đạt 12-32 mg/L cao gấp
1,2 đến 3,2 lần so với QCVN 14:2008/BTNMT, hàm lượng NO3- nằm trong giới hạn cho phép. Đây là loại nước thải thuận lợi cho việc xử lý bằng phương pháp sinh học;
2/ Đã tiến hành xử lý nước thải bằng 5 loại thực vật thủy sinh là Thủy trúc, bèo Tây, bèo Cái, Rau Ngổ dại, rau Má. Kết quả phân tích chất lượng nước thải sau 24 ngày xử lý cho thấy các chỉ tiêu COD, TSS, NO3-, NH4+,
PO43-, pH đều đạt quy chuẩn nước thải sinh hoạt 14:2008/BTNMT-loại B cho
phép thải vào mơi trường. Trong đó, thủy trúc là loại TVTS có khả năng xử lý các chỉ tiêu ô nhiễm cao nhất với hiệu quả xử lý COD lên tới 90,00%, PO43- là
74,79% và N-NH4+ là 72,74 %. Tiếp sau Thủy trúc là bèo Tây, khả năng loại
bỏ TSS của bèo Tây đáng chú ý với hiệu suất đạt 84,27%, COD là 85,63%; các chỉ tiêu còn lại đạt mức khá trên 60%. Ngoài ra, các lồi TVTS cịn lại cũng cho thấy khả năng loại bỏ chất ơ nhiễm ở mức trung bình.
Qua kết quả đánh giá mức độ loại bỏ các chỉ tiêu ô nhiễm của 5 lồi TVTS nói trên, chúng tơi đề xuất sử dụng bèo Tây trong mơ hình xử lý nước thải tại làng nghề bún Phú Đơ vì bèo Tây đáp ứng cả về khả năng xử lý chất ô nhiễm vừa đảm bảo tính thơng dụng và hiệu quả kinh kế hơn các lồi còn lại;
3/ Đã tiến hành thực nghiệm mơ hình xử lý nước thải cho làng nghề bún Phú Đô kết hợp giữa ao bèo Tây hiếu khí với hệ thống ĐNN nhân tạo. Kết quả phân tích chất lượng nước đầu ra khỏi mơ hình cho thấy mơ hình này có khả năng xử lý được nước thải sản xuất bún đạt QCVN14:2008/BTNMT. Hiệu quả xử lý COD đạt 92,5 %, TSS đạt 92,03%, PO43- đạt 82,7%, các chỉ tiêu về nitơ đều trên 60%.
4/ Đã so sánh hiệu quả và tính ứng dụng của hai phương pháp xử lý nước thải sản xuất bún là lọc sinh học nhập nước và mơ hình kết hợp ao bèo Tây với hệ thống ĐNN, cho thấy hiệu quả xử lý của phương pháp lọc sinh học nhanh hơn và cao hơn mơ hình kết hợp ao bèo Tây với hệ thống ĐNN, tuy nhiên trên thực tế mơ hình kết hợp ao bèo Tây với hệ thống ĐNN có khả năng ứng dụng cao hơn do đáp ứng hiệu quả xử lý, tiết kiệm kinh phí và dễ thực hiện.
Kiến nghị
Trong quá trình thực hiện đề tài, do thời gian và điều kiện thí nghiệm có hạn nên chúng tơi xin đưa ra một số hướng nghiên cứu tiếp theo như sau:
1/ Nghiên cứu mối quan hệ giữa các thành phần khác như tảo, VSV, động vật phù du và các yếu tố thời tiết đến khả năng xử lý nước thải của TVTS.
2/ Đề nghị tính tốn ứng dụng mơ hình xử lý nước thải sản xuất bún trên thực tiễn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng việt
1. Nguyễn Việt Anh (2006), Xử lý nước thải sinh hoạt bằng bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy thẳng đứng, Seminar on Constructed wetlands for wastewater treatment, Trung tâm kỹ thuật môi trường đô thị và khu công nghiệp (CEETIA), ĐH Xây dựng Hà Nội.
2. Lê Huy Bá, Lâm Minh Triết (2005), Sinh thái môi trường ứng dụng, NXB
Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội.
3. Lê Văn Cát (1999), Cơ sở hóa học và kĩ thuật xử lý nước, NXB Thanh Niên, Hà Nội.
4. Đặng Kim Chi, Nguyễn Ngọc Lân, Trần Lệ Minh (2012), Làng nghề Việt nam và môi trường, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội.
5. Nguyễn Thị Mai Hương (2005), Sử dụng hệ thống đất ngập nước nhân tạo để xử lý nước thải sinh hoạt, Luận văn Thạc sỹ Khoa học Môi trường, trường ĐHKHTN, Hà Nội.
6. Lê Gia Hy, Phạm Kim Dung, Trần Đình Mấn (1998), Nghiên cứu bùn hoạt
tính để xử lý nước thải Phú Đô bằng biện pháp sinh học, Tuyển tập báo
cáo khoa học tại hội nghị Mơi trường tồn quốc, Hà Nội.
7. Lê Văn Khoa (chủ biên), Nguyễn Xuân Cự, Bùi Thị Ngọc Dung, Lê Đức, Trần Khắc Việt, Cái Văn Tranh (2000), Phương pháp phân tích đất, nước,
phân bón, cây trồng, NXB Giáo dục, Hà Nội.
8. Đặng Đình Kim, Lê Đức, Trần Văn Tựa, Bùi Thị Kim Anh, Đặng Thị An (2011), Xử lý ô nhiễm môi trường bằng thực vật, Nhà xuất bản nông
nghiệp, Hà Nội.
9. Lưu Minh Loan (2003), Nghiên cứu bước đầu về xử lý nước thải làng nghề
sản xuất bún Phú Đô bằng biện pháp bùn hoạt tính, Luận văn Thạc sỹ
Khoa học Môi trường, Trường ĐHKHTN, Hà Nội.
10. Lương Đức Phẩm (2002), Công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội.
11. Dương Đức Tiến, Nguyễn Minh Giản, Trần Hải Linh (2005), Hấp thụ các
chất ô nhiễm môi trường nước bằng thực vật-hướng phát triển của công nghệ sinh học trong xử lý nước thải, Tuyển tập Báo cáo khoa học, Hội nghị
mơi trường tồn quốc năm 2005, Hà Nội.
Tài liệu tiếng anh
12. Andersson. J.L, S.Kallner Bastviken and K.S.Tonderski, Free water surface wetlands for wastewater treatment in Sweden-nitrogen and phosphorus removal.
13. Billore, S.K., Singh, N., Sharma, J.K., Dass, P., Nelson, R.M.(1999),
Horizontal
subsurface flow gravel bed constructed wetland with Phragmites Karka in Central India, Water Science and Technology,163-171.
14. Cooper, P.F., Findlater, B.C., Editors.(1990) Constructed Wetlands in Water Pollution Control, Pergamon Press, New York.
15. Cooper, P.F., J.A. Hobson, Sewage Treament by Reed Bed Systems: the Present Situation in the United Kingdom in : Constructed Wetlands for
Wastewater Treatment: Municipal, Industrial and Agricultural, D.Hammer. 16. Donald S. Brown et al.(2000), Constructed Wetlands Treatment of
Municipal Wastewaters, USEPA-NREPA-NRMRL.
17. Jan Vimazal Lenka Kropfelova (2008) Wastewater Treatment in
Constructed Wetlands with Horizontal Sub-Surface Flow.
18. Kadlec, R.H., Knight, R.L., Vymazal, J., Brix, H., Cooper, P., Haberl, R.(2000), Constructed wetlands for pollution control,IWA Publishing,
London, 156p.
19. Lee, B.H., Scholz, M. (2006). What is the role of Phragmites australis in experimental constructed wetland filters treating urban runoff? Ecological Engineering, 87-95.
20. Peter D.Jenssen, Trond Mohlum, Tore Krogstad and Lasse Vrale (2005),
High Performance Constructed Wetlands for Cold Climates, Journal of
21. Tuan, L.A., Guido, W., Viet, L.H.(2005), An experimental constructed subsurface flow wetland for domestic wastewater treatment at CanTho University, Vietnam. Paper presented in SANSED International
Workshop, CanTho University, Vietnam.
22. Vymalzal, J., Brix, H., Cooper, P.F., Green, M.B., Haberl, R. (Eds.)
(1998), Constructed wetlands for wastewater treatment in Europe.
Backhuys Pub., Leiden, 366p.
23. Vymazal, J., Krofelova, L.(2005), Growth of Phragmites australis and
Phalaris
arundinacea in constructed wetlands for wastewater treatment in the Czech
Republic, Ecological Engineering, 25, 606-621.
24. Windham, L., Ehrenfeld, J.G.(2003), Net impact of a plant invasion on nitrogen-cycling processes within a brackish tidal marsh, Ecological
Applications, 13(4), 883-896.
Các trang web tham khảo
25.http://thanglong.cinet.vn/Pages/ArticleDetail.aspx?siteid=1&sitepageid=59 &articleid=613 26. http://www.imv-hanoi.com/fr-FR/Home/NewsDetails.aspx?NewsID=1365 27. http://vov.vn/Xa-hoi/10-ty-dong-xay-dung-2-nha-may-xu-ly-nuoc-thai-o- Ha-Noi/117029.vov 28.http://www.monre.gov.vn/v35/default.aspx?tabid=428&CateID=24&ID=11 4972&Code=V3LR114972
PHỤ LỤC 1. Hóa chất và dụng cụ
a. Hóa chất
+ K2Cr2O7 (Kali dicromat) dạng tinh thể + H2SO4 đặc (98,8%)
+ Ag2SO4 (Bạc sunfat)
+ HgSO4 (Thủy ngân sunfat) + Axit sunfamic
+ Diphenylamine + Chỉ thị Feroin + Muối Mohr
+ KNaC4H4O6 (Kali-natri tactrat) + KI (Kali iotua) + HgI2 (Thủy ngân iotua) + NaOH (Natri hidroxit)
+ NH4Cl (amoniclorua) + NH4MoO4 (Amoni Molipđat) + Axit ascorbic
+ Nước cất
b.Dụng cụ
+ Máy phá mẫu COD (TR320), Đức + Tủ sấy, Model 1430D, Đức + Máy trắc quang
+ Máy đo pH Metler, Model XT 1200C, Thụy Sỹ
+ Cân kỹ thuật 10-2 g Precisa, Model XT 1200C, Thụy Sỹ + Cân phân tích 10-4g Ohaus, Model AR 2140, Thụy Sỹ Và một số thiết bị phụ trợ khác.
2.Xác định một số chỉ tiêu của nước thải làng nghề bún Phú Đô a. Xác định chỉ số COD bằng phuơng pháp đicromat
Nguyên tắc: Theo phương pháp này, mẫu được đun hồi lưu 2 giờ ở nhiệt độ 150oC với K2Cr2O7 trong môi trường H2SO4 đặc có Ag2SO4 làm xúc tác ( Ag2SO4 được dùng để thúc đẩy q trình oxy hóa chất hữu cơ có phân tử lượng thấp) theo phản ứng:
Ag2SO4
Cr2O72- + 14H+ + 6e 2Cr3+ + 7H2O
Nếu trong mẫu nước có nồng độ ion Cl- cao (>= 300 mg/L) nó sẽ tham gia vào phản ứng sau:
Cr2O72- + 6Cl- + 14H+ 3Cl- + 2Cr3+ + 7H2O
Điều này sẽ cản trở quá trình xác định COD, vì vậy để tránh ảnh hưởng của ion này người ta thêm HgSO4 để tạo phức với Cl-. Ngồi ảnh hưởng của Cl- cịn phải kể đến sự cản trở của NO2-. Tuy nhiên với hàm lượng NO2- từ 1-2 mg/L thì sự ảnh hưởng của NO2- là không đáng kể. Để loại bỏ ảnh hưởng của NO2- cần thêm một lượng axit sunfamic với tỷ lệ 10mg/1mg NO2-.
Sau q trình oxy hóa chất hữu cơ bằng K2Cr2O7, chỉ số COD được xác định qua việc chuẩn độ lượng dư Cr2O72- bằng Fe2+ với chỉ thị Feroin. Điểm kết thúc chuẩn độ là khi dung dịch chuyển từ màu xanh sang màu đỏ nâu theo phản ứng:
6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ 6Fe3+ Cr3+ + 7H2O
Quy trình phân tích: Lấy vào ống phá mẫu 2,5 mL mẫu, thêm vào 2,5
mL dung dịch phản ứng và 2,0 mL thuốc thử axit. Đem đun trên máy phá mẫu COD ở nhiệt độ 150oC trong vòng 2h. Lấy ra để nguội, nhỏ 1-2 giọt diphenylamine rồi chuẩn độ bằng muối Mohr 0,1N cho đến khi dung dịch chuyển từ màu xanh sang đỏ nâu.
Cơng thức tính:
Trong đó:
- a: Thể tích muối Mohr dùng để chuẩn độ mẫu trắng (mL)
- b: Thể tích muối Mohr dùng để chuẩn độ mẫu cần phân tích (mL)
- N: Nồng độ muối Mohr (0.1N)