Các đặc điểm chung của bãi lọc trồng cây ngập nước (FWS) và bãi lọc trồng cây dịng chảy ngầm:
• Nhu cầu năng lượng thấp (lấy từ năng lượng mặt trời)
• Cần diện tích lớn hơn so với hệ thống thơng thường
• Dễ xây dựng và bảo dưỡng
• Cĩ thể sử dụng ngun vật liệu địa phương
• Chi phí vận hành và bảo dưỡng thấp
• Chịu được thay đổi tải trọng
• Cĩ giá trị thẩm mĩ và sinh học
• Cĩ thể áp dụng để xử lý nước thải, nước xám, nước thải cơng nghiệp hay nước mưa Lựa chọn giữa FWS và SSF Bảng 2.1.Bảng so sánh giữa FWS và SSF Yêu cầu FWS SSF Diện tích 10 -20 m2/người 2- 5 m2/người Dễ xây dựng, chủ yếu là đào lấp đất Cĩ thể cần thêm đất Xử lí sơ bộ Trong hồ lắng, bể tự hoại
hay bể lắng 2 vỏ
Trong bể tự hoại hay bể lắng 2 vỏ
SVTH: Ngơ Duy Thi 28 MSSV: 0951080085 GVHD: ThS. Vũ Hải Yến
Phải làm sạch ống phân phối thường xuyên
Từ đĩ, cĩ thể rút ra nên lựa chọn hệ thống để phù hợp với điều kiện cho phép
• Nên chọn lựa SSF khi diện tích đất hạn chế
• Để xử lý nước xám nên dùng SSF, lượng bốc hơi ít hơn
• Khi yêu cầu mức độ xử lý cao hơn nên sử dụng hệ thống kết hợp (với dịng chảy thẳng đứng)
• Để xử lý bậc 3, nên chọn FWS (Rủi ro từ muỗi, hạn chế xử lý bậc 2 ở đơ thị)
2.1.3.2 So sánh quá trình xử lý nước thải bằng ĐNN tự nhiên và nhân tạo 2.1.3.2.1Xử lý nước thải bằng ĐNN tự nhiên 2.1.3.2.1Xử lý nước thải bằng ĐNN tự nhiên
Các vùng ĐNN tự nhiên thường phát triển loại thực vật bổ sung lớp nền hữu cơ tạo điều kiện cho phát triển các lồi vi khuẩn làm trung gian cho các phản ứng hĩa học trong một số điều kiện mơi trường nhất định, tạo thuận lợi cho quá trình loại bỏ kim loại khỏi mơi trường nước. Các hệ thống ĐNN tự nhiên cĩ khả năng tự làm sạch mà khơng cần phải duy trì, bảo dưỡng.Các ĐNN tự nhiên thường cĩ tốc độ dịng chảy bề mặt thấp.
Một số hạn chế và thuận lợi khi sử dụng ĐNN tự nhiên bao gồm:
ĐNN tự nhiên cần phải gần kề với khu vực cần xử lý nước thải;
Tốc độ dịng chảy và chất lượng nước của ĐNN tự nhiên là những vấn đề cĩ thể hạn chế việc ứng dụng ĐNN cụ thể cho xử lý nước thải mỏ do khĩ kiểm sốt.
Phải cĩ chiến lược kiểm sốt chế độ lũ thường xuyên để đảm bảo tính ổn định lâu dài của các vùng ĐNN tự nhiên.
SVTH: Ngơ Duy Thi 29 MSSV: 0951080085 GVHD: ThS. Vũ Hải Yến
Do ĐNN tự nhiên khơng được thiết kế nên khĩ đánh giá định lượng về tính hiệu quả của xử lý nước thải.
2.1.3.2.2 Xử lý nước thải bằng ĐNN nhân tạo
ĐNN nhân tạo để xử lý nước thải được hình thành từ các khu vực trước đây khơng ngập nước hoặc hình thành từ các khu vực ĐNN hiện tại.ĐNN nhân tạo được thiết kế gần với ĐNN tự nhiên.Mục đích của các ĐNN tự nhiên là lợi dụng các quá trình tự nhiên để xử lý nước thải. Các quá trình làm sạch kim loại trong nước của ĐNN nhân tạo là do hút bám trực tiếp của kim loại lên động-thực vật hoặc rễ thực vật đĩng vai trị chủ đạo trong quá trình hút bám của kim loại lên rễ cây. Đối với ĐNN nhân tạo, thiết kế cần tính đến ví dụ thời gian lưu nước trung bình khoảng 7 ngày, độ sâu trung bình của hệ thống 0.3m, chất lượng nước BOD<10 mg/L; SS<10 mg/L, tổng N<10 mg/L; tổng P>5 mg/L. Hệ thống ĐNN tốt hoạt động với tốc độ dịng chảy >4-13 m3/ngày. Hệ thống ĐNN nhân tạo cĩ thể cĩ hiệu quả hơn ĐNN tự nhiên do chế độ thủy lực được kiểm sốt và chúng được thiết kế và vận hành với hiệu quả tối đa. Cơng nghệ về thiết kế ĐNN nhân tạo vẫn cịn trong giai đoạn phát triển và cải thiện.
Một số hạn chế và thuận lợi khi sử dụng ĐNN nhân tạo bao gồm:
Việc thiết kế chế độ thủy lực khĩ đạt được hiệu quả tối ưu;
Với khối lượng nước thải axit mỏ chứa hàm lượng kim loại cao thì xử lý bằng ĐNN nhân tạo cũng gặp khĩ khăn; (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tuổi thọ của loại ĐNN nhân tạo dùng xử lý nước thải mỏ vẫn cần thời gian để đánh
Sự tích tụ chất ơ nhiễm trong ĐNN cĩ thể mang tính khơng ổn định về lâu dài
Duy tu, bảo dưỡng hoạt động của hệ thống ĐNN nhân tạo
Đánh dấu vị trí các bồn chứa. việc này sẽ giúp ngăn chặn các hoạt động đĩ cĩ thể gây tổn hại các bồn chứa, như một người lái xe trên một chiếc xe các bồn chứa.
SVTH: Ngơ Duy Thi 30 MSSV: 0951080085 GVHD: ThS. Vũ Hải Yến
Bảo tồn nước, duy trì trong thời gian hoạt động là điều quan trọng. Đưa vào quá nhiều nước sẽ khơng cho phép đủ thời gian cho các chất rắn lắng xuống, tách riêng biệt
Hạn chế sử dụng các bồn chứa phụ
Giảm thiểu hoặc loại bỏ việc sử dụng các sản phẩm tạo rác vào hệ thống. Thức ăn chất thải giấy khăn, báo chí, nhựa, dầu mỡ, dầu nấu ăn, thuốc lá,bã cà phê …đựơc xả vào hệ thống sẽ dẫn đến nhu cầu phải bơm thường xuyên hơn. Ngồi ra các vi sinh vật trong hệ thống cũng khơng cĩ khả năng phân hủy các nguyên vật liệu kiểu này
Khơng phun ra chất độc hại như: thuốc trừ sâu, thuốc diệt trùng, axit, thuốc men,sơn, vani,xăng dầu….
Giảm thiểu việc sử dụng các chất nguy hại chẳng hạn như chất tẩy và chất làm sạch. Những chất này cĩ thể ảnh hưởng hoặc gây chết đối với vi sinh vật trong hệ thống
Khơng dẫn nước từ hồ bơi,bình nước nĩng vào hệ thống, đặc biệt là nếu các nước chứa chlorinated
Khơng kết nối mái cống; tầng hầm hoặc ống cống vào hệ thống.
Trước khi trồng cây, luơn luơn rũ sạch đất quanh các gốc cây. Nếu đất cịn lại trên gốc của nĩ cĩ thể tích lũy giữa những viên sỏi và chặn dịng chảy của nước.
Thử nghiệm với các giống khác nhau vớimàu sắc cĩ thể trong một vườn hoa. Cây sẽ được sử dụng trong các đầm lầy nên được được lựa chọn cẩn thận, khơng chỉ cho các chức năng của hệ thống trong xử lí mà cịn đảm bảo tính mỹ quan
Khơng bao giờ sử dụng sỏi đá vơi trong các đầm lầy. Việc sử dụng chúng sẽ ngăn cản tốc độ tăng trưởng cây trồng trong các hệ thống
SVTH: Ngơ Duy Thi 31 MSSV: 0951080085 GVHD: ThS. Vũ Hải Yến
2.1.3.3 Thực vật.
Do tính chất của những cây thủy sinh thường mềm, thân xốp nên khả năng tăng trưởng và hấp thụ các chất trong thân xảy ra rất nhanh, vì thế nhu cầu dinh dưỡng cho cây là rất cao. Việc xử lý chất thải cĩ hàm lượng các chất dinh dưỡng N, P hay các chất lơ lửng cao là rất hiệu quả. Ngồi vai trị trong xử lý các thành phần gây ơ nhiễm, các các thủy sinh trong hệ thống đất ngập nước cịn giúp tăng cường trao đổi oxi giữa khơng khí và nước hoặc đất, làm cho hệ sinh vật trong đất, nước phát triển dồi dào, làm cân bằng sinh thái. Chúng cĩ khả năng đâm sâu rễ vào đất giúp chĩng xĩi mịn và tạo keo tụ đất.
Các loại thực vật thuỷ sinh tuy khơng đa dạng bằng các lồi phát triển trên cạn, nhưng thực vật thuỷ sinh cũng phát triển phong phú ở nhiều nơi trên trái đất đặc biệt là ở những vùng có khí hậu nóng ẩm nhưng vùng xích đạo, cận xích đạo.
Thực vật thuỷ sinh là những lồi có khả năng thích nghi cao với mơi trường sống ngập trong nước và một số trong các lồi đó có khả năng xử lý các chất ô nhiễm trong nguồn nước với hiệu quả rất cao. Thực vật thuỷ sinh được sử dụng để xử lý nước ơ nhiễm có thể chia làm 3 loại :Nhóm thực vật ngập nước, nhóm thực vật trơi nổi, nhóm thực vật nữa ngập nước.
SVTH: Ngơ Duy Thi 32 MSSV: 0951080085 GVHD: ThS. Vũ Hải Yến
Nhóm thực vật thuỷ sinh ngập nước
Loại thực vật nước này phát triển dưới mặt nước và chỉ phát triển được ở nguồn nước cĩ đủ ánh sáng. Chúng gây nên các tác hại như làm tăng độ đục của nguồn nước, ngăn cản sự khuếch tán của ánh sáng vào nước. Do đĩ các lồi thực vật nước này khơng hiệu quả trong việc làm sạch nước thải.
Nhĩm thực vật trơi nổi
Thực vật trôi nổi phát triển rất nhiều ở các nước trong vùng nhiệt đới.Các loài thực vật này phát triển trên bề mặt nước, bao gồm hai phần, phần lá và thân mềm nổi trên bề mặt nước.Đây là phần nhận ánh sáng mặt trời trực tiếp.Phần dưới nước là rễ, rễ các loài thực vật này là rễ chùm.Chúng phát triển trong lịng mơi trường nước, nhận các chất dinh dưỡng trong nước và chuyển lên lá, thực hiên các quá trình quang hợp.Các lồi thực vật trơi nổi phát triển và sinh sản rất mạnh, nhiều khi chúng gây ra những vấn nạn sinh khối.
Nhóm thực vật này bao gồm ba lồi sau : bèo lục bình (water hyacinth), bèo tấm (duck week), rau diếp nước (water lettuce). Những loài thực vật này nổi trên mặt nước và chúng thường chuyển động trên mặt nước theo gió thổi và theo sống nước hay dịng chảy của nước. Ở những khu vực nước khơng chuyển động, các lồi thực vật này sẽ bị dồn về một phía theo chiều gió. Cịn ở những khu vực nước chuyển động như dịng sơng, chúng sẽ chuyển động theo sóng nước, theo gió và theo dịng chảy.
Khi thực vật loại này chuyển động sẽ kéo theo rễ chúng quét trong lòng nước, các chất dinh dưỡng sẽ thường xuyên tiếp xúc với rễ và được hấp thụ qua rễ. Mặc khác, rễ của các loài thực vật này như những giá thể rất tuyệt vời để vi sinh vật bám vào đó, phân huỷ hay tiến hành q trình vơ cơ hố các chất hữu cơ trong nước thải.
SVTH: Ngơ Duy Thi 33 MSSV: 0951080085 GVHD: ThS. Vũ Hải Yến
So với thực vật ngập nước, thực vật trơi nổi có khả năng xử lý các chất ơ nhiễm rất cao.
• Lục bình: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
a. Tên
Tên tiếng Việt: Lục bình, bèo tây hay bèo Nhật Bản.
Tên khoa học: Eichhornia crassipes
Giới: Plantae Ngành: Magnoliophyta Lớp: Liliopsida Bộ: Liliales Họ: Pontederiaceae Chi: Eichhornia b. Nguồn gốc:
Cây lục bình Nam Bộ có nguồn gốc ở Brazil, nhập vào Việt Nam từ năm 1905. c. Tính chất
Lục bình là lồi cỏ thủy sinh, thân ngắn có chùm lơng ở giữa, lá đơn, mọc chùm tạo thành hoa thị, gân hình cung, mịn, đa sắc; cuống lá rất xốp thường phù to tạo thành phao nối hình lọ lục bình ngắn và to ở cây non, hay kéo dài đến 30 cm ở cây già. Hoa lục bình màu xanh nhạt hoặc xanh tím tạo thành chùm đứng, đài và tràng hao cùng đính ở gốc, cánh hoa trên có đốm vàng, 3 tâm bì nhưng chỉ có 1 tâm bì thụ, 6 tiếu nhị với 3 dài và 3 ngắn. Trái lục bình là nang có 3 buồng, bì mỏng, bì mỏng, nhiều hột. Thường mọc bối trên mặt nước hay bám vào đất bùn của các vùng
SVTH: Ngơ Duy Thi 34 MSSV: 0951080085 GVHD: ThS. Vũ Hải Yến
nước ngọt có nhiệt độ từ 10 – 400C, nhưng sinh trưởng mạnh nhất ở nhiệt độ 20 –
300C, nên tại Việt Nam bèo thường phát triển rất mạnh ở các ao hồ, ven sông, sông
thành quần thể sát bờ sơng hoặc kênh rạch.
• Rau muống
a. Tên
Tên tiếng việt: rau muống,bìm bìm nước
Tên khoa học: Ipomoea aquatica
Giới: Plantae Ngành: Magnoliophyta Lớp: Magnoliopsida Bộ: Solanales Họ: Convolvulaceae Chi:Ipomoea Lồi: I. aquatica b. Tính chất:
Cây mọc bò, ở mặt nước hay trên cạn.Thân rỗng, dày, có rễ mắt, khơng lơng. Lá hình ba cạnh,đầu nhọn, đơi khi hẹp và dài.Hoa to,có màu trắn hay hồng,tím,ống hoa tím nhạt, mọc từ 1-2 hoa trên một cuống.Quả nang trịn, đường kính 7-9 mm, chứa 4 hạt có lơng màu hung, đường kính mỗi hạt khoảng 4 mm.
SVTH: Ngơ Duy Thi 35 MSSV: 0951080085 GVHD: ThS. Vũ Hải Yến
Phân bố tự nhiên chính xác của lồi này chưa rõ do được trồng phổ biến ở vùng khí hậu nhiệt đới.
• Rau dừa nước
a.Tên
Tên tiếng việt: Rau dừa nước (thuỷ long)
Tên khoa học: Ludwidgia adscendens (L) Hara
Họ: Mytaleae b.Tính chất:
Cây mọc hoang, bò lan ở bùn hay nổi lên mặt nước ao hổ nhờ các phao xốp màu trắng.Thân mềm, xốp có đâm rễ ở các mâu. Lá ngun, hình bầu dục ngược.Hoa vàng mọc ở nách lá.Quả nang, hình trụ, khi chín nứt thành năm mảnh chứa nhiều hạt hình chữ nhật. Dùng làm thức ăn cho lợn(cho ăn sống hay nấu chín với các loại thức ăn khác).
c. Nguồn gốc:
Phân bố ở ôn đới và cận nhiệt đới, nhiệt đới.
• Bèo tấm
a/ Tên:
Tên tiếng việt: bèo tấm
Tên khoa học:Lemnaceae (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
b/ Tính chất:
Các lồi thực vật này rất đơn giản, chúng thiếu thân hoặc lá, nhưng bao gồm cấu trúc nhỏ giống như lưỡi lam trơi trên hoặc chỉ ngay dưới bề mặt nước, có hoặc
SVTH: Ngơ Duy Thi 36 MSSV: 0951080085 GVHD: ThS. Vũ Hải Yến
khơng có các rễ con đơn giản. Sự sinh sản của chúng diễn ra chủ yếu nhờ nảy chồi, nhưng thỉnh thoảng thì hoa, bao gồm hai nhị hoa và một nhuỵ hoa(đơi khi gọi nó là cụm hoa gồm ba hoa đơn tính) cũng được sinh ra.
Bèo tấm có vai trị quan trọng trong khắc phục tình trạng dư thừa các chất dinh dưỡng dạng khoáng chất dư thừa trong các ao hồ bằng biện pháp sinh học do chúng phát triển nhanh và hấp thụ phần lớn các chất nitrat, phốtphát. Nó cũng làm giảm tỉ lệ bay hơi của nước.
Nhóm thực vật nửa ngập nước
Đây là lồi thực vật có rễ bám vào đất và một phần thân ngập trong nước.Một phần thân và tồn bộ lá của chúng lại nhơ hẳn trên bề mặt nước.Phần rễ bám vào đất ngập trong nước, nhận các chất dinh dưỡng có trong đất, chuyển chúng lên lá trên mặt nước để tiến hành quá trình quang hợp.Việc làm sạch mơi trường nước đối với các lồi thực vật này chủ yếu ở phần lắng ở đáy lưu vực nước. Các lồi thân cỏ thuộc nhóm này bao gồm : cỏ đuôi mèo( cattails), sậy (reed), cỏ lõi bấc (bulrush).
Các lồi thực vật thuỷ sinh trong q trình phát triển chịu sự ảnh hưởng rất lớn của các điều kiện môi trường nước như :
+ Nhiệt độ + Ánh sáng
+ Chất dinh dưỡng và các chất có trong nước + pH của nước
+ Chất khí hồ tan trong nước
+ Độ mặn(hàm lượng muối) có trong nước + Chất độc hại có trong nước
SVTH: Ngơ Duy Thi 37 MSSV: 0951080085 GVHD: ThS. Vũ Hải Yến
+ Dòng chảy của nước + Sinh thái của nước.
• Giới thiệu về cây sậy
a/Tên:
Sậy cĩ tên khoa học là Phramites autralis
Giới (regnum) Phantae
(Khơng phân hạng) Angiospermae (Khơng phân hạng) Monocots (Khơng phân hạng) Commelinids
Bộ (order) Poales
Họ(familia) Poaceace
Chi(genus) Phramite
Lồi (Species) P. autralis
b/ Nguồn gốc cây sậy
Sậy cĩ thể tìm thấy ở hầu hết các quốc gia vùng nhiệt đới với đặc điểm như một loại cỏ dại cĩ thân cao và phát triển mạnh trong các vùng đất ngập nước nước ngọt và nước hơi lợ. Sậy xuất hiện nhiều nơi trên thế giới như Châu Âu, Châu Á, Châu Mỹ và Châu Úc. Ban đầu là sự xuất hiện tại các vùng ven biển đầm lầy tại Bắc Mỹ, sau đĩ lan rộng ra tồn bộ duyên hải Đại Tây Dương. Mặc dù cĩ tên là autralis tức là bắt nguồn từ Châu Úc nhưng nguồn gốc của cây sậy vẫn chưa được xác định, cho đến sau này khi một nghiên cứu trên marker di truyền của các giống sậy trên Bắc mỹ người ta xác định được rằng, nguồn gốc của cây sậy phát sinh từ Bắc Mỹ và lan rộng ra tồn thế giới bao gồm cả châu Úc
SVTH: Ngơ Duy Thi 38 MSSV: 0951080085 GVHD: ThS. Vũ Hải Yến
c/ Sinh lý cây sậy
Sậy là loại cây thủy sinh ưu sống ở vùng đầm lầy, kênh rạch ngập nước ẩm ướt, thuộc vùng nước mặn và nước lợ, pH thích hợp với sậy là 4,5 – 6. sậy cĩ thể đạt chiều cao trưởng thành trung bình khoảng 2 mét, ở độ cao này cây cĩ thể phát hoa hoặc đâm ra chồi mới từ gốc, thân thẳng, phần trong thân rỗng. Tại vùng đồng bằng sơng Cửu