CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.2. Phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm
- Khảo sát sự biến đổi các thông số đánh giá chất lượng nước thải như:
COD, TSS, NH4+
, PO43-
, NO3-
.
- Các chỉ tiêu trên được tiến hành tại phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ môi trường và Bộ môn Thổ nhưỡng-khoa Môi trường.
2.2.2.1. Mô hình thực nghiệm với một số loài thực vật thủy sinh
Từ nhu cầu của việc xử lý nước thải theo công nghệ sinh thái vừa thân thiện với môi trường vừa hiệu quả và mang tính ứng dụng cao. Mặc dù công nghệ sinh thái có thể sử dụng cả động vật, thực vật và các yếu tố môi trường vật lý để xử lý ô nhiễm môi trường, nhưng trong phạm vi luận văn này chúng tôi chỉ tập trung nghiên cứu đánh giá khả năng xử lý nước thải của một số loài TVTS trước khi xây dựng mô hình xử lý nước thải cho làng nghề bún Phú Đô.
Thí nghiệm được tiến hành trong 5 thùng xốp có kích thước như nhau (605x455x347mm). Nước đầu vào là nước thải lấy từ cống chung cuối làng nghề bún Phú Đô, mỗi thùng xốp chứa 20 Lít nước thải đã qua xử lý sơ bộ.
Các loại thực vật thủy sinh nghiên cứu là: Thủy trúc, bèo Tây, bèo Cái, rau Ngổ dại, rau Má. Khối lượng mỗi loài thực vật đem về nuôi trồng là từ 0,5 đến 1 kg, các loài này đều trong độ tuổi đang phát triển. Tiến hành nuôi các loài thủy sinh này trong nước sạch để chúng thích nghi dần với môi trường mới khoảng 10 ngày. Sau đó, đưa các loài thủy sinh này trồng vào 5 thùng xốp chứa nước thải đã chuẩn bị ở trên, sao cho thực vật thủy sinh nuôi trồng chiếm 2/3 diện tích bề mặt thùng xốp.
Các thùng xốp được đặt ở khu thoáng đãng, có ảnh hưởng của nắng, mưa, gió, ánh sáng, nhiệt độ.
Thí nghiệm được tiến hành trong 24 ngày (từ 2/4-26/4/2013), mẫu nước thải từ các thùng xốp nuôi trồng TVTS được lấy làm 4 đợt đem đi phân tích để đánh giá chất lượng nước thải, mỗi đợt cách nhau 6 ngày (8/4, 14/4, 20/4, 26/4).
a- Thùng trồng bèo Tây b- Thùng trồng bèo Cái
c- Thùng trồng rau Má d- Thùng trồng rau Ngổ dại
e- Thùng trồng Thủy trúc
Hình 2.1. Nghiên cứu nuôi trồng 5 loài TVTS để xử lý nước thải 2.2.2.2. Mô hình thực nghiệm hệ thống đất ngập nước nhân tạo (dòng chảy bề mặt- FWS)
Sau khi đánh giá khả năng xử lý nước thải của 5 loài TVTS nói trên, chúng tôi tiến hành mô hình xử lý nước thải cho làng nghề bún Phú Đô sử dụng loài TVTS thích hợp nhất trong các loài đã nghiên cứu ở trên kết hợp với hệ thống đất ngập nước nhân tạo (dòng chảy bề mặt) theo sơ đồ như sau:
Hình 2.2. Mô hình xử lý nước thải làng nghề bún Phú Đô
Nước thải Song chắn rác Bể lắng
Ao hiếu khí trồng bèo Tây
Hệ thống ĐNN nhân tạo
Mô hình xử lý nước thải làng bún Phú Đô thực chất là việc sử dụng TVTS dạng trôi nổi tự do trong ao hiếu khí kết hợp với TVTS sống chìm trong hệ thống ĐNN, việc kết hợp tăng cường hiệu quả xử lý nước thải. Loài TVTS trôi nổi được sử dụng là bèo Tây, do bèo Tây vừa đáp ứng về khả năng xử lý, tính kinh tế, và khả năng thu hồi sinh khối dễ dàng nhất trong 5 loài TVTS nghiên cứu ở trên.
Nguyên tắc hoạt động của mô hình:
Nước thải lấy từ cống chung cuối làng nghề bún Phú Đô được loại bỏ rác và lắng gạn sơ bộ trước khi đưa vào mô hình xử lý. Sau đó, nước thải được đưa vào bể bèo Tây có thể tích 20 Lít. Nước thải được xử lý trong bể bèo Tây 2 tháng (từ tháng 8 đến tháng 10/2013). Sau khi qua bể bèo Tây, nước thải được đưa sang bể tiếp theo được thiết kế theo mô hình đất ngập nước nhân tạo- dòng chảy bề mặt. Nước thải được lưu trong hệ thống ĐNN nhân tạo-dòng chảy bề mặt khoảng 1 tháng (từ tháng 10 đến tháng 11/2013). Nước thải sau khi qua toàn bộ mô hình được đem phân tích chất lượng nước tại phòng thí nghiệm.
a- Lấy mẫu nước b- Lắng
c- Bể hiếu khí trồng bèo tây d- Nước thải qua Bể trồng bèo Tây
e- Nước thải qua mô hình ĐNN
Hình 2.3.Các công đoạn tiến hành xử lý nước thải làng bún Phú Đô
Hệ thống đất ngập nước nhân tạo với dòng chảy bề mặt được bố trí vào thùng 20 Lít như sau:
+ Môi trường nền: Lớp đáy thùng đặt lớp đá răm (đường kính 2-2,5 cm). Bên dưới lớp đá răm có vòi dẫn nước thải đầu ra.
+ Thực vật sử dụng trong hệ thống ĐNN dòng mặt là cây Sậy. Rễ cây ngập sâu trong nước và được giữ cân bằng nhờ lớp đá răm. Sậy được lấy từ ruộng được nuôi trong nước sạch 10 ngày để thích nghi với môi trường mới trước khi đưa vào hệ thống.
a- Cây sậy b- Bố trí môi trường nền
c- Bố trí mô hình ĐNN d- Hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh Hình 2.4. Công đoạn thiết lập hệ thống ĐNN nhân tạo-dòng chảy bề mặt