Cõy trồng được sử dụng trong mụ hỡnh là những cõy dễ tỡm kiếm, cú khả năng sinh trưởng tốt trong nước, thớch nghi tốt với điều kiện mụi trường và tạo được vẻ đẹp cảnh quan. Vật liệu sử dụng trong mụ hỡnh là những vật liệu cú sẵn trong tự nhiờn, dễ tỡm cú khả năng lọc, lắng cặn, và là mụi trường cho vi sinh vật phỏt triển, những vật liệu được sử dụng để lọc nước như cỏt, sỏi, đỏ...
* Cõy Phỏt Lộc (Phỏt Tài)
Tờn khoa học : Dracaena Sanderia.
Là một loài cõy cảnh được sử dụng trong phong thủy hiện đang rất được ưu chuộng bởi nú là biểu tượng của sự may mắn và thành cụng.
Cõy Phỏt Lộc là loại cõy cú thể phự hợp và đỏp ứng được đa dạng mục đớch và nhu cầu của hầu hết tất cả mọi người. Cõy thớch hợp để bày, trang trớ trờn bàn làm việc, bàn học hoặc phũng khỏch. Vừa cú ý nghĩa mang lại may mắn, tài lộc, vừa tạo một khụng gian xanh và cảm giỏc thiờn nhiờn ngay trong căn phũng của bạn, đặc biệt với những gia đỡnh ở nhà cao tầng khụng đủ diện tớch để trồng cõy.
Ưu điểm của cõy Phỏt Lộc là loại cõy chăm súc rất dễ dàng, khụng cầu kỡ và khụng tốn nhiều thời gian. Cõy sống trong mụi trường ẩm ướt, cõy sinh trưởng phỏt triển khỏ mạnh mua về sau 2-3 tuần cõy sẽ nảy lộc.
* Cõy chuối hoa
Tờn thường gọi: Cõy Chuối Hoa. Tờn khoa học: Canna hybrids
Thuộc họ: Cannaceae
Nguồn gốc: Cõy cú nguồn gốc từ cỏc nước Trung và Nam chõu Mỹ, nay được gõy trồng làm cảnh rộng rói ở hầu hết cỏc nước nhiệt đới.
Đặc điểm: Cõy thõn cỏ, cú thõn rễ ngầm, mọc bũ dài phõn nhỏnh, hàng năm nảy chồi cho cỏc thõn nhẵn, mọc thẳng đứng cao từ 1-2 m. Lỏ to, mọc cỏch dạng thuụn hài, màu xanh búng, gõn giữa to, gõn phụ song song. Cụm hoa ở kẽ một mo chung, gần trũn, màu xanh, mang ớt hoa lớn, xếp sỏt nhau.
Hoa khụng đều nhiều cành lớn, cú màu sặc sỡ. Cõy cú hoa gần như quanh năm, được trồng làm cảnh vỡ cõy dễ trồng bằng cỏc đoạn thõn rễ, mọc khỏe, chịu được khụ núng và trải nắng
Đặc điểm sinh lý, sinh thỏi: Là cõy ưu sỏng, nhu cầu nước cao, sinh trưởng phỏt triển nhanh, ưu khớ hậu mỏt ẩm, phự hợp với mụ hỡnh đất ướt với cỏc đặc điểm nổi bật so với loại thực vật khỏc, cú tiềm năng trong việc hấp
thụ và xử lý cỏc chất gõy ụ nhiễm nguồn nước. `
* Cỏt sỏi
Cỏt sỏi là vật liệu dạng hạt nguồn gốc tự nhiờn bao gồm cỏc hạt đỏ và khoỏng vật nhỏ và mịn. Khi được dựng như là một thuật ngữ trong lĩnh vực địa chất học, kớch thước cỏt hạt cỏt theo đường kớnh trung bỡnh nằm trong khoảng từ 0,0625mm tới 2mm (thang Wentworth sử dụng tại Hoa Kỳ) hay từ 0,05mm tới 1mm (thang Kachinski sử dụng tại Nga và Việt Nam hiện nay). Một hạt vật liệu tự nhiờn nếu cú kớch thước nằm trong khoảng này được gọi là hạt cỏt.
* Đỏ
Đỏ là những vật thể tự nhiờn được hỡnh thành do sự tập hợp từ một hay nhiều khoỏng vật lại với nhau. Đỏ được hỡnh thành do sự tập hợp và kết hợp với nhau nờn cấu tạo đỏ phức tạp. Theo nguồn gốc tạo thành cú thể phan ra: macma, đỏ trầm tớch và đỏ biến chất.
PHẦN 3
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIấN CỨU 3.1 Đối tượng và phạm vi nghiờn cứu
* Đối tượng nghiờn cứu
- Mụ hỡnh đất ướt trồng cỏc loài thực vật: + Phỏt Lộc ( Dracaena Sanderia).
+ Chuối Hoa (Canna hybrids).
- Nước thải nghiờn cứu là nước thải sinh hoạt tại Khu ký tỳc xỏ K – Đại học Thỏi Nguyờn.
* Phạm vi nghiờn cứu:
Nghiờn cứu hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt khu ký tỳc xỏ K bằng mụ hỡnh đất ướt trồng cõy Phỏt Lộc và cõy Chuối Hoa.
3.2 Thời gian địa điểm nghiờn cứu
Địa điểm nghiờn cứu: Tại khu ký tỳc xỏ K – Đại học Thỏi Nguyờn. Thời gian nghiờn cứu: Từ thỏng 01/2014 đến thỏng 04/2014.
3.3 Nội dung nghiờn cứu
Đề tài tiến hành nghiờn cứu 2 nội dung sau:
- Hiện trạng nước thải sinh hoạt khu ký tỳc xỏ K – Đại học Thỏi Nguyờn. - Nghiờn cứu hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt khu ký tỳc xỏ K bằng mụ hỡnh đất ướt.
3.4 Phương phỏp nghiờn cứu
3.4.1 Phương phỏp thu nhập số liệu
- Tham khảo cỏc tài liệu, cỏc đề tài đó được tiến hành cú liờn quan đến khu vực nghiờn cứu và liờn quan đến vấn đề nghiờn cứu.
- Thu nhập cỏc số liệu về sinh viờn, về lượng nước tiờu thụ tại Ban Quản lý ký tỳc xỏ.
3.4.2 Phương phỏp bố trớ thớ nghiệm.
* Thiết lập mụ hỡnh đất ướt
Bồn làm bằng nhựa hỡnh trụ cú kớch thước: Dài x Rộng = 34 x 30 (cm)
Bờn trong bao gồm cỏc lớp như sau: - Lớp dưới cựng là lớp sỏi to dày: 5cm
- Lớp thứ hai là lớp sỏi nhỏ dày: 7cm - Lớp thứ ba là lớp cỏt thụ dày: 5cm - Lớp trờn cựng là lớp cỏt mịn dày: 10cm
* Cụng thức thớ nghiệm
Bảng 3.1 Cụng thức cõy trong thớ nghiệm
Kớ hiệu Cụng thức thớ nghiệm
CT1 Nước khụng được xử lý
CT2 Mụ hỡnh đất ướt trồng cõy Phỏt Lộc
CT3 Mụ hỡnh đất ướt trồng cõy Chuối Hoa
- Bố trớ thớ nghiệm ngẫu nhiờn hoàn toàn với 3 lần nhắc lại:
- Kiểu thớ nghiệm: Bỏn tự nhiờn, sử dụng thựng nhựa, để ngoài trời, cú thể che được khi cần thiết.
- Cỏc cụng thức thớ nghiệm dựng thựng nhựa cú cựng dung tớch và xử lý cựng thể tớch nước thải.
- Cỏc cõy được lấy từ mụi trường tự nhiờn. Mỗi loại cõy số lượng là 4 được trồng trờn cỏc bồn thớ nghiệm.
* Theo dừi thớ nghiệm
- Theo dừi sự phỏt triển của cõy trồng cỏc mụ hỡnh đất ướt, cắt tỉa cõy khi cõy mọc um tựm và hộo khụ.
- Khi cõy sinh trưởng và phỏt triển tốt tiến hành tưới nước thải sinh hoạt vào mụ hỡnh, chảy thử trong một tuần, khi mụ hỡnh đó ổn định ta tiến hành lấy mẫu:
+ Tưới nước thải sinh hoạt vào cỏc mụ hỡnh thớ nghiệm sao cho lớp nước ngập hơn phần cỏt lọc 2 cm. Cụng việc như vậy được tiến hành sau 2 ngày, 5 ngày, 7 ngày sau đú thay nước thải mới.
Lấy mẫu đầu vào và đầu ra hằng ngày lỳc 7h sỏng. Mẫu lấy đựng trong chai nhựa 1,5 lớt. Mẫu được lấy từ van dưới thựng, phõn tớch mẫu nước ta cú cỏc kết quả xử lý của mụ hỡnh thớ nghiệm.
Từ kết quả thớ nghiệm chỳng tụi đỏnh giỏ được khả năng xử lý nước thải của mụ hỡnh đất ướt.
3.4.3 Phương phỏp lấy mẫu và phõn tớch mẫu
* Chỉ tiờu theo dừi
Đề tài theo dừi cỏc chỉ tiờu sau: BOD5, COD, TSS, Nitrat (NO3-), T - P.
- Dụng cụ lấy mẫu: Dựng chai nhựa đựng mẫu bằng nhựa cú nỳt đậy, được rửa sạch và trỏng bằng nước cất.
- Phương phỏp lấy mẫu: Theo TCVN 5995 – 1995.
* Phương phỏp phõn tớch mẫu:
+ Phõn tớch BOD5: TCVN 6001 -1995 (ISO 5815 – 1989)
+ Phõn tớch COD: TCVN 6491- 1999
+ Xỏc định nitrat: TCVN 6180 – 1996 (ISO 7890- 3-1998)
+TCVN 6202:2008. Chất lượng nước - Xỏc định Photpho tổng số; + Xỏc định hàm lượng TSS: TCVN 6053 – 1995 (ISO 9696 – 1992) + Xỏc định pH: TCVN 6492 – 1999 (ISO 10523 – 1994)
Cỏc thụng số mụi trường được phõn tớch tại phũng thớ nghiệm khoa Mụi Trường – Đại học Nụng Lõm Thỏi Nguyờn.
3.4.4 Phương phỏp xử lý số liệu
Số liệu được xử lý bằng phần mềm Excel, Sas và so sỏnh với QCVN để đưa ra đỏnh giỏ, nhận xột chớnh xỏc và đầy đủ.
Hiệu suất xử lý (%) được tớnh theo cụng thức:
(Nồng độ đầu vào – Nồng độ đầu ra) x 100 Nồng độ đầu vào
PHẦN 4
KẾT QUẢ NGHIấN CỨU
4.1 Hiện trạng nước thải sinh hoạt khu ký tỳc xỏ K – Đại học Thỏi Nguyờn
Khu ký tỳc xỏ K cú 16 dóy nhà 5 tầng, mỗi nhà cú 45 phũng, tổng sinh viờn đang ở trong K khoảng 4100 sinh viờn, tổng lượng nước tiờu thụ theo
thống kờ tại cỏc K vào khoảng 10000 m3/thỏng. Lượng nước thải tớnh bằng
80% lượng nước tiờu thụ ta tớnh được số liệu cụ thể như bảng 4.1:
Bảng 4.1 Tổng lượng nước tiờu thụ và nước thải sinh hoạt cụ thể tại khu ký tỳc xỏ K (1 năm học = 10 thỏng). T T Địa điểm Số SV (người) Lợng nớc trung bình tiêu thụ Lợng nớc thải m3/thán g m3/thán g 1 K1 274 650 520 5200 2 K2 268 700 560 5600 3 K3 205 600 480 4800 4 K4 280 600 480 4800 5 K5 285 800 640 6400 6 K6 203 650 520 5200 7 K7 276 600 480 4800 8 K8 292 650 520 5200 9 K9 288 750 600 6000 10 K10 294 800 640 6400 11 K11 217 550 440 4400 12 K12 225 600 480 4800 13 K13 286 600 480 4800 14 K14 275 700 560 5600 15 K15 267 700 560 5600 16 K16 259 600 480 4800 Tổng 4194 10,550 8,440 84400
Qua bảng 4.1 ta thấy tổng lượng nước thải sinh hoạt trong 1 năm học là rất lớn 84.400 m3. Lượng nước thải này cú thể làm ụ nhiễm một lưu vực sụng nếu khụng được xử lý trước khi xả ra mụi trường.
Thành phần ụ nhiễm cú trong nước thải ký tỳc xỏ K như sau:
Bảng 4.2 Cỏc thành phần ụ nhiễm chớnh cú trong nước thải ký tỳc xỏ K
TT Thành phần Đơn vị Nồng độ QCVN 14-2008 (Cột A) 1 pH - 5-9 2 BOD5 mg/l 236,2 30 3 COD mg/l 324,8 - 4 T-P mg/l 12,5 - 5 Nitrat (NO3-) mg/l 93,5 30 6 TSS mg/l 191,4 50
Qua bảng 4.2 ở trờn ta thấy hầu hết cỏc chỉ tiờu phõn tớch nước thải sinh hoạt đều vượt QCVN 14 – 2008/BTNMT cột A nhiều lần, đặc biệt hàm lượng BOD5 vượt tiờu chuẩn cho phộp hơn 7 lần, thành phần, Nitrat cao gấp khoảng 3 lần, tổng chất rắn lơ lửng (TSS) cao gần gấp 4 lần, chỉ tiờu COD thu được rất cao tới 324,8 mg/l, chỉ tiờu T – P cũng khỏ cao là 12,5 mg/l. Kết quả thể hiện đỳng hiện trạng chất lượng nước thải sinh hoạt của ký tỳc xỏ K đang gõy ụ nhiễm mụi trường khu vực.
4.2 Đỏnh giỏ và bàn luận khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của mụ hỡnhđất ướt đất ướt
4.2.1 Kết quả xử lý BOD5 của mụ hỡnh đất ướt
Bảng 4.3. Kết quả xử lý BOD5 của mụ hỡnh đất ướt
Cụng
thức Đơnvị
2 ngày 5 ngày 7 ngày
QCVN 14/2008 Cột A Hàm lượng Hiệu suất (%) Hàm lượng Hiệu suất (%) Hàm lượng Hiệu suất (%) Ban đầu mg/l 236,2 236,2 236,2 30 CT1 (ĐC) mg/l 186,4 21,0 145,4 38,4 130,8 44,6 CT2 mg/l 82,5 65,1 45,8 80,6 26,8 88,6 CT3 mg/l 83,1 64,8 44,4 81,2 24,7 89,5 CV (%) 0,42 0,81 0,96 LSD05 0,99 1,27 0,84
Từ kết quả bảng 4.3 trờn ta thấy hiệu suất xử lý của quỏ trỡnh là rất cao, ở cỏc lần đo khỏc nhau hàm lượng BOD5 giảm rừ rệt. Chỉ tiờu BOD5 giảm là nhờ
chất hữu cơ cú khả năng phõn hủy sinh học. Chất hữu cơ được giữ lại qua lớp cỏt và đỏ, và được hệ vi sinh vật trong cỏt phõn hủy. Trong mụ hỡnh cõy, chất hữu cơ cũn được cõy và hệ vi sinh vật quanh rễ cõy hấp thu, chuyển húa thành sinh khối và bay hơi qua bề mặt lỏ nờn hiệu quả xử lý chất hữu cơ trong mụ hỡnh cõy cao hơn 88,6 % - 89,5 %.
Ở lần đo đầu tiờn ta thấy sau 2 ngày xử lý bằng cỏc cụng thức trồng cõy thỡ hàm lượng BOD5 đó giảm đi đỏng kể:
+ Cụng thức đối chứng sau 2 ngày hàm lượng BOD5 giảm xuống cũn
186,4 mg/l, hiệu suất 21,0 %
+ Cỏc cụng thức cõy trồng CT2_Phỏt Lộc và CT3_Chuối Hoa: hàm lượng BOD5
giảm xuống từ 82,5 mg/l – 83,1 mg/l tương đương với hiệu suất từ 65,1 % - 64,8 %. Ở lần đo thứ hai sau 5 ngày hiệu quả xử lý của cỏc cụng thức trồng cõy đó tăng lờn khỏ nhiều, hàm lượng BOD5 đó giảm xuống chỉ cũn từ 45,8 mg/l – 44,4 mg/l:
+ Cụng thức đối chứng: giảm là 145,4 mg/l, hiệu suất 38,4 %
+ Cỏc cụng thức cõy trồng CT2_Phỏt Lộc và CT3_Chuối Hoa: hàm lượng BOD5 giảm 45,8 mg/l – 44,4 mg/l, tương đương với hiệu suất từ 80,6% - 81,2%.
Ở lần đo thứ ba sau 7 ngày hiệu quả xử lý BOD5 hầu như khụng tăng
đỏng kể, đạt hiệu suất từ 88,6 % đến 89,5 %.
+ Cụng thức đối chứng: giảm là 130,8 mg/l, hiệu suất 44,6%
+ Cỏc cụng thức cõy trồng CT2_Phỏt Lộc và CT3_Chuối Hoa: hàm lượng BOD5 giảm 26,8 mg/l – 24,7 mg/l, tương đương với hiệu suất từ 88,6% - 89,5%. Vậy sau 2 – 5 ngày ở cỏc cụng thức cõy trồng hàm lượng BOD5 đó giảm đi đỏng kể nhưng chưa đạt QCVN 14 – 2008/BTNMT (cột A). Đến 7 ngày hàm lượng BOD5 đó đạt tiờu chuẩn thải theo QCVN 14 – 2008/ BTNMT (cột A).
Qua đú ta thấy khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏc cụng thức trồng cõy là rất thớch hợp, hiệu suất xử lý BOD5 cao, đỏp ứng cỏc yờu cầu về tiờu chuẩn của nước thải, chất lượng nước sau xử lý bằng mụ hỡnh đất ướt đó đạt cỏc tiờu chuẩn về xả thải của QCVN 14-2008/BTNMT, cột A. Sau cỏc lần đo
ta thấy việc xử lý nước hiệu quả cũn phụ thuộc vào thời gian lưu nước trong mụ hỡnh đất ướt, thời gian càng lõu mức xử lý càng tốt, hiệu quả càng cao.
4.2.2. Kết quả xử lý COD của mụ hỡnh đất ướt
Bảng 4.4 Kết quả xử lý COD của mụ hỡnh đất ướt
Cụng thức Đơnvị
2 ngày 5 ngày 7 ngày
QCVN 14/2008 Cột A Hàm lượng Hiệu suất (%) Hàm lượng Hiệu suất (%) Hàm lượng Hiệu suất (%) Ban đầu Mg/l 324,8 324,8 324,8 - CT1 (ĐC) Mg/l 252,3 22,3 210,3 35,2 193,5 40,4 CT2 Mg/l 127,2 60,8 64,2 80,2 33,0 89,8 CT3 Mg/l 125,8 61,3 66,2 79,6 35,0 89,2 CV (%) 0,29 0,47 1,02 LSD05 0,99 1,06 1,78
Qua bảng 4.4 ta thấy ở lần đo thứ nhất sau 2 ngày xử lý bằng cỏc cụng thức trồng cõy thỡ hàm lượng COD đó giảm đi đỏng kể:
+ Cụng thức đối chứng sau 2 ngày hàm lượng COD giảm xuống cũn 252,3 mg/l, hiệu suất 22,3%
+ Cỏc cụng thức cõy trồng CT2_Phỏt Lộc và CT3_Chuối Hoa: hàm lượng COD giảm xuống từ 127,2 mg/l – 125,8 mg/l tương đương với hiệu suất từ 60,8% - 61,3%.
Ở lần đo thứ hai sau 5 ngày xử lý, hiệu quả xử lý của cỏc cụng thức trồng cõy đó tăng lờn khỏ nhiều, hàm lượng COD đó giảm xuống chỉ cũn từ 64,2 mg/l – 66,2 mg/l:
+ Cụng thức đối chứng: giảm là 210,3 mg/l, hiệu suất 35,2%
+ Cỏc cụng thức cõy trồng CT2_ Phỏt Lộc và CT3_Chuối Hoa: hàm lượng COD giảm 64,2 mg/l – 66,2 mg/l, tương đương với hiệu suất từ 80,2% - 79,6%.
Ở lần đo thứ ba sau 7 ngày hiệu quả xử lý COD hầu như khụng tăng đỏng kể, đạt hiệu suất từ 89,8% đến 89,2%.
+ Cỏc cụng thức cõy trồng CT2_Phỏt Lộc và CT3_Chuối Hoa: hàm lượng COD giảm 33,0 mg/l – 35,0 mg/l, tương đương với hiệu suất từ 89,8% - 89,2%.
Vậy sau 2 ngày hàm lượng COD giảm mạnh, sau 5 - 7 ngày giảm chậm dần và đạt trạng thỏi bóo hũa. So với cụng thức đối chứng thỡ cú thể thấy rằng hiệu quả xử lý của cụng thức trồng cõy cao hơn rất nhiều. Vỡ hàm lượng COD giảm là nhờ chất hữu cơ được giữ lại qua lớp cỏt và đỏ, và được hệ vi sinh vật trong cỏt phõn hủy. Chất hữu cơ cũn được cõy và hệ vi sinh vật quanh rễ cõy hấp thu, chuyển húa thành sinh khối và bay hơi qua bề mặt lỏ.
4.2.3. Kết quả xử lý NO3- của mụ hỡnh đất ướt
Bảng 4.5 Kết quả xử lý NO3- của mụ hỡnh đất ướt
Cụng thức
Đơn vị
2 ngày 5 ngày 7 ngày QCVN