hình đất ngập nước theo thời gian
4.3.1.1. Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước sau 3 ngày
Từ những kết quả phân tích mẫu nước từ mô hình sau 3 ngày, ta có được kết quả như bảng sau:
Bảng 4.3. Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước sau 3 ngày
Công thức
Chỉ tiêu
Đối chứng Chuối Hoa Rau Dừa Nước QCVN 14:2008 (cột A) mg/l % mg/l % mg/l % TSS 163,2 13,92 120,38 36,50 116,2 38,71 50 BOD5 227,2 7,79 161,6 34,41 153,1 37,86 30 COD 284 7,80 202 34,42 184 37,87 - Nitrat (N-NO3 - ) 100,72 5,2 71,19 33,0 71,53 32,67 30 Phospho tổng (T-P) 12,68 6,56 8,02 40,9 7,23 46,72 -
Hình 4.2. Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước sau 3 ngày
Hình 4.3. Hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước sau 3 ngày
Qua 2 đồ thị chúng ta có thể thấy việc sử dụng mô hình đất ngập nước có trồng cây rau Dừa nước và cây Chuối hoa nồng độ các chất ô nhiễm có trong nước thải sinh hoạt đã có chiều hướng giảm dần. Cụ thể như sau:
So với mẫu đối chứng hiệu suất xử lý TSS đạt 13,92% thì 2 công thức có sử dụng thực vật để xử lý hàm lượng này giảm đi đáng kể. Ở công thức 2 sử dụng cây dừa nước sau 3 ngày hàm lượng TSS còn 116,2 mg/l (38,71%) còn ở công thức 3 dùng cây chuối hoa nồng độ TSS còn lại 120,38 mg/l (36,50%).
Sau 3 ngày xử lý hàm lượng Phospho tổng số đã giảm xuống chỉ còn từ 7,23 mg/l - 8,02 mg/l. So với công thức đối chứng thì có thể thấy rằng hiệu quả xử lý của các công thức vật liệu lọc cao hơn khá nhiều, cụ thể: Ở công thức đối chứng sau 3 ngày hàm lượng Phospho tổng số giảm xuống chỉ là 12,68 mg/l tương đương với hiệu suất 6,56 % thì ở các mô hình đất ngập nước hàm lượng Phospho tổng số đạt hiệu suất từ 40,9 % - 46,72 %.
Nếu như lúc đầu hàm lượng Nitrat (N-NO3-
) là 106,24 mg/l thì sau 3 ngày xử lý hàm lượng Nitrat (N-NO3-) đã giảm xuống chỉ còn từ 71,19 mg/l - 71,53 mg/l. So với công thức đối chứng thì có thể thấy rằng hiệu quả xử lý của mô hình đất ngập nước cao hơn khá nhiều, cụ thể: Ở công thức đối chứng sau 3 ngày hàm lượng Nitrat (N-NO3-) giảm xuống chỉ là 100,72 mg/l tương đương với hiệu suất 5,2 % thì ở các công thức có vật liệu lọc sử dụng thực vật hàm lượng Nitrat (N-NO3-) đạt hiệu suất từ 32,67% - 33,0%.
Trong việc đánh giá chất lương nước thải sinh hoạt hàm lượng BOD5
và COD là 2 chỉ tiêu quan trọng nhất. Với nồng độ đầu vào là 246,4 - 308 mg/l thì sau 3 ngày xử lý ở công thức đối chứng có chiều hướng giảm tuy nhiên không đáng kể chỉ đạt 7,80%. Tuy nhiên ở các công thức 2 và 3 có sử dụng cây để xử lý thì nồng độ COD và BOD5 giảm mạnh. Cụ thể với công thức 2 có sử dụng cây rau dừa nước nồng độ BOD5 và COD giảm đạt trên 37,8%, còn công thức 3 đạt 34,4%.
Có thể thấy rằng hàm lượng các chất có trong nước thải sinh hoạt đã giảm dần sau 3 ngày sử dụng mô hình lọc. Mặc dù hiệu suất xử lý của mô hình tương đối cao tuy nhiên thì hầu hết các thông số đều ở trên mức quy chuẩn cho phép về xả thải.
4.3.1.2. Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước sau 6 ngày
Từ những kết quả phân tích mẫu nước từ mô hình sau 6 ngày, ta có được kết quả như bảng sau:
Bảng 4.4. Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước sau 6 ngày
Công thức
Chỉ tiêu
Đối chứng Chuối Hoa Rau Dừa Nước QCVN 14:2008 (cột A) mg/l % mg/l % mg/l % TSS 147,5 22,2 54,08 71,47 54,43 71,13 50 BOD5 207,2 15,91 70,9 71,22 77,8 68,42 30 COD 259 15,92 88,6 71,23 97,3 68,43 - Nitrat (N-NO3-) 98,46 7,32 29,84 71,91 32,17 69,72 30 Phospho tổng (T-P) 12,03 12,25 3,67 72,95 4,85 64,26 - (Nguồn: Kết quả phân tích)
Qua bảng 4.4 ta thấy nồng độ các thông số và hiệu suất xử lý nước thải sinh họat của mô hình đất ngập nước đã có những chuyển biến tích cực. Sau 6 ngày xử lý nồng độ các chất ô nhiễm có trong nứơc thải giảm mạnh, hiệu suất xử lý tăng nhanh.
Hình 4.4. Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước sau 6 ngày
Hình 4.5. Hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước sau 6 ngày
Qua 6 ngày xử lý hàm lượng TSS tiếp tục giảm mạnh. Hiệu suất xử lý của mô hình đất ngập nước trồng cây đạt 71,13% - 71,47% trong khi đó công thức đối chứng chỉ đạt 22,2% (147,5 mg/l) cao gấp 3 lần quy chuẩn cho phép.
Ở công thức đối chứng sau 6 ngày hàm lượng Phospho tổng số đã giảm còn 12,03 mg/l, tương đương với hiệu suất 12,25% thì ở các mô hình đất ngập nước trồng cây hàm lượng Phospho tổng số giảm tới 3,67 mg/l - 4,85 mg/l, tương đương với hiệu suất từ 62,26 % - 72,95 %.
Hàm lượng Nitrat (N-NO3-) sau 6 ngày xử lý đã giảm xuống chỉ còn từ
29,84 mg/l - 32,17 mg/l tương đương với hiệu suất đạt 69,72% - 71,91%. Trong khi đó ở công thức đối chứng sau 6 ngày hàm lượng Nitrat (N-NO3-
) giảm còn 98,46 mg/l, tương đương với hiệu suất 7,32 %.
Nếu như ở công thức đối chứng hiệu suất xử lý của BOD5 và COD chỉ đạt 15,91% thì ở các công thức có trồng cây hiệu suất này đạt từ 68,42% - 71,22%. Cụ thể ở mô hình trồng cây Chuối hoa COD còn 88,6 mg/l, BOD5 còn 70,8 mg/l đạt 71,22%, ở mô hình trồng rau Dừa nước hàm lượng 2 thông số trên giảm còn 97,3 mg/l đối với COD và 77,8 mg/l đối với BOD5, hiệu suất đạt 68,42%.
Như vậy qua phân tích ta thấy, sau 6 ngày xử lý thì hiệu quả của mô hình đất ngập nước tốt hơn nhiều so với thời gian 3 ngày. Hầu hết các hàm lượng đạt QCVN14:2008/BTNMT, tuy nhiên với hàm lượng BOD5 và COD vẫn chưa đạt tiêu chuẩn thải, vì vậy ta tiếp tục qúa trình xử lý.
4.3.1.3. Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước sau 8 ngày
Từ những kết quả phân tích mẫu nước từ mô hình sau 8 ngày, ta có được kết quả như bảng sau:
Bảng 4.5. Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước sau 8 ngày
Công thức
Chỉ tiêu
Đối chứng Chuối Hoa Rau Dừa Nước QCVN 14:2008 (cột A) mg/l % mg/l % mg/l % TSS 124,4 34,39 18,07 90,47 19,54 89,69 50 BOD5 164 33,44 24,8 89,93 29,8 87,90 30 COD 205 33,45 31 89,94 38,3 87,91 - Nitrat (N-NO3 - ) 90,17 15,12 18,85 82,25 20,16 81,02 30 Phospho tổng (T-P) 11,36 16,28 1,53 88,72 1,89 86,07 - (Nguồn: Kết quả phân tích)
Hình 4.6. Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước sau 8 ngày
Hình 4.7.Hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước sau 8 ngày
Ở lần đo thứ 3 sau 8 ngày ta có thể thấy các thông số có trong nước thải sinh hoạt đã giảm về dưới mức độ ô nhiễm mà QCVN14:2008/BTNMT cho phép, đạt tiêu chuẩn về xả thải ra môi trường, với hiệu suất cao. Tại công thức đối chứng mức xử lý cũng khá cao các thông số ô nhiễm có trong nước thải đã giảm xuống . Cụ thể như sau:
Các thông số TSS, Nitrat (N-NO3-), Phospho tổng số tiếp tục giảm mạnh. Hiệu suất xử lý TSS ở công thức đối chứng đạt 34,39%, trong khi đó ở các công thức có sử dụng thực vật hiệu suất này đạt gần như tuyệt đối từ 89,69% - 90,47%, tương ứng từ 18,07 mg/l - 19,54 mg/l. Thấp hơn 2 lần theo quy chuẩn quy định.
Hàm lượng Phospho tổng số sau 8 ngày xử lý đã giảm xuống chỉ còn 1,53 mg/l - 1,89 mg/l ở các công thức sử dụng thực vật. Nếu như ở công thức đối chứng sau 8 ngày hàm lượng Phospho tổng số đã giảm còn là 11,36 mg/l, tương đương với hiệu suất 16,28 % thì ở các mô hình đất ngập nước có trồng thực vật hàm lượng Phospho tổng số giảm mạnh đạt hiệu suất từ 86,07 % - 88,72%.
Hàm lượng Nitrat (N-NO3-) sau 8 ngày xử lý đã giảm xuống chỉ còn từ
lượng Nitrat (N-NO3-) đã giảm còn 90,17 mg/l, tương đương với hiệu suất
15,12 % thì ở các mô hình đất ngập nước trồng thực vật hàm lượng Nitrat (N-NO3
-) giảm mạnh với hiệu suất đạt từ 81,02 % - 82,25%.
Khả năng xử lý COD và BOD5 tăng nhanh, sau lần lọc 3 hàm lượng 2 thông số này đã đạt tiêu chuẩn thải ra môi trường theo QCVN14:2008. Hàm lượng BOD5 đã giảm xuống chỉ còn từ 24,8 mg/l - 29,8 mg/l, COD giảm còn 31,0 - 38,3 mg/l tương đương với hiệu suất đạt từ 87,90% - 89,93%. Trong khi đó với công thức đối chứng sau 8 ngày xử lý hàm lượng COD và BOD5 vẫn còn trên mức quy định của QCVN14:2008/BTNMT. Hàm lượng chất thải còn ở mức 164,0 mg/l đối với BOD5 và 205,0 mg/l đối với COD tương đương với hiệu suất 33,44%.
Như vậy với mô hình đất ngập nước có sử dụng cây Chuối hoa và cây rau Dừa nước sau 8 ngày xử lý đã đưa các thông số ô nhiễm có trong nước thải sinh hoạt về đúng tiêu chuẩn thải được quy định trong QCVN14:2008/BTNMT trước khi thải ra môi trường.
4.3.2. Đánh giá và bàn luận khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của mô hình đất ngập nước theo loại cây hình đất ngập nước theo loại cây
4.3.2.1. Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước trồng cây Chuối hoa
Bảng 4.6. Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước trồng cây Chuối hoa
Thời gian Chỉ tiêu
3 ngày 6 ngày 8 ngày QCVN
14:2008 (cột A) mg/l % mg/l % mg/l % TSS 120,38 36,50 54,08 71,47 18,07 90,47 50 BOD5 161,6 34,41 70,9 71,22 24,8 89,93 30 COD 202 34,42 88,6 71,23 31 89,94 - Nitrat (N-NO3 - ) 71,19 33,0 29,84 71,91 18,85 82,25 30 Phospho tổng (T-P) 8,02 40,9 3,67 72,95 1,53 88,72 -
Hình 4.8. Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước của cây Chuối hoa
Qua bảng 4.6 ta thấy khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cây Chuối hoa rất tốt. Trong 3 ngày đầu tiên xử lý do bộ rễ chưa kịp thích nghi với môi trường nước ô nhiễm nên khả năng và hiệu suất xử lý chưa cao. Cụ thể: hiệu suất xử lý BOD5 là 34,41 % giảm 84,8 mg/l so với nồng độ ban đầu, tương tự nồng độ COD giảm 106 mg/l ứng với hiệu suất 34,42%. Thành phần Nitrat (N-NO3-) và Phospho tổng số cũng đã giảm đi một lượng đáng kể. Hàm lượng Nitrat (N-NO3-) giảm 34,34 mg/l còn 71,19 mg/l đạt hiệu suất 33,0%. Hàm lượng Phospho tổng số giảm 5,55 mg/l còn 8,02 mg/l đạt hiệu suất 40,9%. Hàm lượng TSS cũng có chiều hướng giảm dần còn 120,38 mg/l tương đương với hiệu suất 36,50%. Mặc dù vậy chất lượng nước thải sinh hoạt vẫn chưa đảm bảo theo tiêu chuẩn thải được quy định trong QCVN14:2008/BTNMT nên ta tiếp tục kéo dài thời gian lọc.
Trong lần xử lý tiếp theo rễ cây đã phát triển mạnh, nồng độ các chất ô nhiễm có trong mô hình đã ổn định nên mùi hôi thối không còn nữa, qua
quan sát bằng mắt ta thấy nước thải trong hơn và các chất cặn lơ lửng giảm đi đáng kể, do vậy hiệu suất xử lý của mô hình được cải thiện rõ rệt. Sau 6 ngày hiệu suất xử lý của mô hình với các thông số tăng nhanh. Cụ thể như sau: xử lý TSS đạt 71,47% giảm 135,52 mg/l còn 54,08 mg/l so với ban đầu. Hiệu suất xử lý của mô hình tăng mạnh nhất đối với nồng độ COD và BOD5 đạt 71,22% tăng gấp đôi so với lần xử lý đầu tiên, nồng độ các chất giảm từ 175,5 mg/l đến 219,4 mg/l. Đối với các thành phần Nitrat (N-NO3
-
) và Phospho tổng số có trong nước thải tiếp tục giảm mạnh, Phospho tổng số giảm còn 3,67 mg/l đạt hiệu suất 72,95%, Nitrat (N-NO3
-) giảm còn 29,84 mg/l đạt 71,91%.
Qua quá trình nghiên cứu có thể thấy rằng hiệu suất lọc và khả năng lọc của mô hình đất ngập nước phụ thuộc nhiều vào thời gian lọc. Trong 3 công thức xử lý với 3 khoảng thời gian khác nhau hiệu suất xử lý ở công thức 3 (thời gian xử lý 8 ngày) đạt hiệu suất cao nhất. Cụ thể như sau: hàm lượng TSS giảm còn 18,07 mg/l thấp hơn mức quy chuẩn cho phép 3 lần, đạt hiệu suất 90,47%. Hàm lượng các thông số BOD5 và COD đã giảm dưới mức quy định theo QCVN14:2008/BTNMT, nồng độ BOD5 giảm 10 lần so với nồng độ ban đầu đạt hiệu suất 89,93%. Tương tự với nồng độ COD sau 8 ngày xử lý còn 31 mg/l đạt hiệu suất 89,94%. Thành phần Phospho tổng số giảm xuống 9 lần so với nước thải đầu vào đạt hiệu suất 88,72% và thấp hơn mức quy chuẩn cho phép về xả thải. Ngoài ra thành phần Nitrat (N- NO3-) sau 8 ngày xử lý đã đạt hiệu suất 82,25% giảm 87,39 mg/l còn 18,85 mg/l đạt dưới mức quy định xả thải trong QCVN14:2008/BTNMT.
4.3.2.2. Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước trồng cây rau Dừa nước
Bảng 4.7. Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước trồng cây rau Dừa nước
Thời gian
Chỉ tiêu
3 ngày 6 ngày 8 ngày QCVN
14:2008 (cột A) mg/l % mg/l % mg/l % TSS 116,2 38,71 54,43 71,13 19,54 89,69 50 BOD5 153,1 37,86 77,8 68,42 29,8 87,90 30 COD 184 37,87 97,3 68,43 38,3 87,91 - Nitrat (N-NO3-) 71,53 32,67 32,17 69,72 20,16 81,02 30 Phospho tổng (T-P) 7,23 46,72 4,85 64,26 1,89 86,07 -
(Nguồn: Kết quả phân tích)
Hình 4.9. Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước của cây rau Dừa nước
Qua hình 4.9 ta thấy sử dụng cây rau Dừa nước có khả năng sống tốt trong môi trường nước ô nhiễm đã mang lại kết quả tốt, các thông số ô nhiễm giảm dần qua các thời gian lọc khác nhau. Là loại cây thân mềm, sức sống cao nên trong 3 ngày đầu xử lý nước thải đã có chiều hướng giảm mạnh. Hàm lượng TSS giảm 73,4 mg/l còn 116,2 mg/l, đạt hiệu suất 38,71%, hàm lượng BOD5 và COD giảm từ 93,1 - 124 mg/l còn 153,1 mg/l (BOD5) và 184 mg/l (COD) tương ứng với hiệu suất đạt trên 37,8%. Thành phần Nitrat (N-NO3-) sau 3 ngày xử lý đạt hiệu suất 32,67%, giảm còn 71,53 mg/l. Trong 6 thông số xử lý thì thành phần Phospho tổng số có hiệu suất xử lý cao nhất, đạt 46,72%, giảm còn 7,23 mg/l.
Ở lần xử lý 6 ngày tiếp theo các thông số ô nhiễm có trong nước thải sinh hoạt tiếp tục giảm, hàm lượng phospho giảm 8,72 mg/l đạt hiệu suất 64,26%, hàm lượng BOD5 và COD giảm còn 77,8 - 97,3 mg/l tương ứng với hiệu suất đạt 68,4%. Thành phần Nitrat (N-NO3-) giảm còn 32,17 mg/l đạt hiệu suất 69,72%. Trong lần xử lý này TSS có khả năng xử lý cao nhất đạt 71,13%, nồng độ chất ô nhiễm giảm 135,17 mg/l so với nồng độ ban đầu. Tuy nhiên khi so sánh với QCVN14:2008/BTNMT cột A thì tất cả các thông số đều nằm trên mức quy chuẩn xả thải cho phép.
Việc xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình đất ngập nước trồng cây