Đề tài Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ vetiver và lục bình bằng mô hình đất ngập nước

CHÖÔNG 1 MÔÛ ÑAÀU 1.1. Ñaët vaán ñeà Khi nhaéc ñeán “Ñaát ngaäp nöôùc” laø ngöôøi ta nghó ngay ñeán nhöõng vuøng ñaát khoâng coù naêng suaát vaø thaäm chí baån thæu chöùa ñaày beänh taät, coân truøng,… Söï phaùt trieån ngaøy moät cao cuûa neàn kinh teá ñi ñoâi vôùi quaù trình ñoâ thò hoùa ñaõ laøm cho dieän tích ñaát ngaøy caøng thu heïp, trong ñoù coù quaù trình chuyeån hoùa Ñaát ngaäp nöôùc sang saûn xuaát noâng nghieäp thaâm canh hoaëc nuoâi troàng thuyû saûn hay san laáp ñeå taïo ra caùc vuøng ñaát cho phaùt trieån coâng nghieäp, ñoâ thò. Trong khi ñoù, Ñaát ngaäp nöôùc laïi coù moät vai troø heát söùc quan troïng ñoái vôùi cuoäc soáng con ngöôøi, nhaát laø ñoái vôùi nhöõng ngöôøi daân soáng trong vaø gaàn nhöõng vuøng Ñaát ngaäp nöôùc nhö laø: löông thöïc, thöïc phaåm, vaät lieäu laøm nhaø cöûa, ñoàng thôøi cuõng laø ñòa baøn sinh soáng vaø saûn xuaát cuûa con ngöôøi. Ñaát ngaäp nöôùc baûo veä söï ña daïng sinh hoïc, duy trì caùc quaù trình sinh thaùi, loïc saïch nöôùc thaûi, ñieàu hoøa khí haäu, baûo veä caùc giaù trò vaên hoùa lòch söû, ñoàng thôøi cuõng laø nôi tham quan, giaûi trí, du lòch vaø nghieân cöùu khoa hoïc. Cuoäc soáng haèng ngaøy cuûa nhöõng ngöôøi daân trong vuøng Ñaát ngaäp nöôùc haàu nhö döïa vaøo taøi nguyeân cuûa Ñaát ngaäp nöôùc. Moät vai troø heát söùc quan troïng cuûa Ñaát ngaäp nöôùc ñoù laø khaû naêng xöû lyù oâ nhieãm maø ñaëc bieät laø oâ nhieãm höõu cô. Vôùi tình hình nhö hieän nay, moãi ngaøy Thaønh phoá Hoà Chí Minh ñaõ thaûi ra moät löôïng nöôùc thaûi khoång loà, trong ñoù nöôùc thaûi sinh hoaït cuõng chieám moät löôïng khaù lôùn. Vaø thöû hình dung, moãi ngaøy vôùi löôïng nöôùc thaûi lôùn nhö vaäy neáu khoâng xöû lyù, tình trang moâi tröôøng seõ oâ nhieãm nghieâm troïng nhö theá naøo, aûnh höôûng ñeán söùc khoeû ngöôøi daân khu vöïc xung quanh ra sao. Ña phaàn, nguoàn nöôùc thaûi sinh hoaït ñeàu qua caùc heä thoáng coáng raõnh song caùc heä thoáng naøy thöôøng duøng chung vôùi heä thoáng thoaùt nöôùc möa thaûi tröïc tieáp ra moâi tröôøng töï nhieân, ao hoà, soâng suoái hoaëc thaûi ra bieån. Haàu nhö khoâng coù heä thoáng thu gom vaø traïm xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït rieâng bieät naøo. Tröôùc tình hình ñoù, vieäc söû duïng Ñaát ngaäp nöôùc noùi chung hay söû duïng thöïc vaät Ñaát ngaäp nöôùc noùi rieâng ñeå xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït vöøa coù theå thay theá vaø boå sung nhöõng coâng ngheä hoùa hoïc tuy mang tính coâng ngheä cao nhöng laïi toán keùm. Ñeå phuø hôïp vôùi ñieàu kieän kinh teá hieän nay thì vieäc löïa choïn giaûi phaùp aùp duïng thöïc vaät Ñaát ngaäp nöôùc, ñaëc bieät laø nhöõng loaøi thöïc vaät coù khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi cao nhö coû Vetiver, vaø moät soá loaøi thöïc vaät baûn ñòa nhö Luïc bình cho vieäc xöû lyù nöôùc thaûi laø caàn thieát. Vì leõ ñoù höôùng nghieân cöùu trong ñeà taøi naøy laø “ Khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït cuûa coû Vetiver, Luïc bình baèng moâ hình Ñaát ngaäp nöôùc”. Heä thoáng vöøa coù khaû naêng xöû lyù oâ nhieãm cao, vöøa ít chi phí laïi thaân thieän vôùi moâi tröôøng. 1.2. Teân ñeà taøi Khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït cuûa coû Vetiver vaø Luïc bình baèng moâ hình Ñaát ngaäp nöôùc. 1.3. Cô quan quaûn lyù Khoa Moâi tröôøng vaø Coâng ngheä Sinh hoïc cuûa Tröôøng Ñaïi hoïc Kyõ thuaät Coäng ngheä, Thaønh phoá Hoà Chí Minh. 1.4. Giaùo vieân höôùng daãn Thaïc só khoa hoïc Nguyeãn Vaên Ñeä Tröôûng phoøng Ñaát – Nöôùc – Moâi tröôøng Vieän Ñòa lyù Taøi nguyeân TP. Hoà Chí Minh. 1.5. Ngöôøi thöïc hieän Sinh vieân Traàn Ngoïc Nam – lôùp 05DSH1 Maõ soá sinh vieân: 105111043 Khoa Moâi tröôøng – Coâng ngheä Sinh hoïc Tröôøng Ñaïi hoïc Kyõ thuaät Coâng ngheä TP. Hoà Chí Minh. 1.6. Lyù do choïn ñeà taøi OÂ nhieãm moâi tröôøng töø caùc nguoàn nöôùc thaûi sinh hoaït ôû caùc khu daân cö ñoâ thò, caùc nguoàn töø nhöõng con keânh, coáng… ñaõ gaây aûnh höôûng nghieâm troïng ñeán moâi tröôøng soáng söùc khoeû cuaû con ngöôøi, song nhaø nöôùc ñaõ boû ra moät soá chi phí khoâng ít cho vieäc xöû lyù nöôùc thaûi nhöng vaãn chöa giaûi quyeát trieät ñeå, maët khaùc löôïng oâ nhieãm laïi ngaøy caøng gia taêng. Khaùc vôùi nhöõng coâng ngheä hoùa lyù thì coâng ngheä sinh hoïc söû duïng heä thoáng Ñaát ngaäp nöôùc ñeå xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït laø ñieàu khaù khaû thi. Ñaát ngaäp nöôùc coù vai troø xöû lyù chaát oâ nhieãm cao maø ñaëc bieät laø oâ nhieãm höõu cô, vöøa mang tính hieäu quaû maø chi phí laïi ít toán keùm, raát thích hôp cho tình hình kinh teá hieän nay. Treân theá giôùi, vieäc söû duïng heä thoáng Ñaát ngaäp nöôùc ñeå xöû lyù nöôùc thaûi ñaõ ñöôïc aùp duïng vaø mang laïi keát quaû toái öu. ÔÛ Vieät Nam cuõng ñaõ coù nhöõng öùng duïng nhöng chæ ôû qui moâ töï phaùt. Vì vaäy, vieäc ñöa ra nhöõng thoâng soá cô baûn veà khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi noùi chung vaø nöôùc thaûi sinh hoaït noùi rieâng cuûa thöïc vaät Ñaát ngaáp nöôùc (coû Vetiver, Luïc bình) laø caàn thieát. Beân caïnh ñoù heä thoáng Ñaát ngaäp nöôùc coøn taïo theâm maûng xanh cho moâi tröôøng vaø taïo myõ quan cho thieân nhieân. 1.7. Ñoái töôïng vaø phaïm vi nghieân cöùu Ñoái töôïng nghieân cöùu cuûa ñeà taøi laø: - Nöôùc thaûi sinh hoaït - Ñaát ngaäp nöôùc - Coû Vetiver, Luïc bình Kieåm soaùt nguoàn nöôùc thaûi oâ nhieãm töø ñaàu vaøo tröôùc khi qua heä thoáng. Thieát keá moâ hình xöû lyù ñaûm baûo nguoàn thaûi ñaàu ra ñaït yeâu caàu. 1.8. Muïc ñích nghieân cöùu Thöû nghieäm khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït cuûa coû Vetiver, Luïc bình baèng moâ hình Ñaát ngaäp nöôùc 1.9. Noäi dung nghieân cöùu Thu thaäp taøi lieäu coù lieân quan ñeán ñoái töôïng nghieân cöùu: nöôùc thaûi sinh hoaït, Ñaát ngaäp nöôùc, coû Vetiver, Luïc bình. Boá trí thí nghieäm nhaèm khaûo saùt khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït cuûa coû Vetiver, Luïc bình giaûm thieåu oâ nhieãm moâi tröôøng Phaân tích caùc thoâng soá ñaàu vaøo vaø ñaàu ra cuûa nöôùc thaûi sinh hoaït sau khi qua heä thoáng xöû lyù: pH, Eh, EC, TDS, DO, COD, BOD5, SS. 1.10. Phöông phaùp nghieân cöùu 1.10.1. Phöông phaùp luaän: Töø nhöõng vaán ñeà böùc xuùc cuûa moâi tröôøng Thaønh phoá noùi chung vaø moâi tröôøng khu daân cö sinh soáng noùi rieâng. Ñaëc bieät laø moâi tröôøng nöôùc cuûa caùc heä thoáng keânh, coáng, raïch ôû vuøng ngoaïi thaønh ñang ñoâ thò hoùa bò oâ nhieãm khaù naëng; ñeán vieäc tìm hieåu nhöõng coâng ngheä xöû lyù hoùa lyù coù theå söû duïng ñeå xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït cho thaáy coøn nhieàu haïn cheá, do chi phí cao vaø vaän haønh khaù phöùc taïp. Do đó, việc lưa chọn moät coâng ngheä coù khả năng xử lý tốt, chi phí thấp coù theå xem laø toái öu vaø thích hôïp vôùi tình hình kinh teá hieän nay: ÖÙng duïng khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi cuûa heä thoáng Ñaát ngaäp nöôùc. ÖÙng duïng moät soá thöïc vaät Ñaát ngaäp nöôùc, ñaëc bieät laø thöïc vaät baûn ñòa coù khaû naêng xöû lyù oâ nhieãm ñeå xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït. 1.10.2. Phöông phaùp chöùng minh: 1.10.2.1. Phöông phaùp chöùng minh tröïc tieáp Ñöa ra daãn chöùng goàm caùc ñieàu ñaõ ñöôïc coâng nhaän, lyù luaän, soá lieäu, taøi lieäu thu thaäp, hình aûnh nhaèm chöùng minh cho caàn ñieàu caàn theå hieän. 1.10.2.2. Phöông phaùp chöùng minh giaùn tieáp Khi khoâng theå noái tröïc tieáp vôùi ñieàu caàn chöùng minh vôùi caùc ñieàu ñaõ ñöôïc coâng nhaän thì ñöa ra moät ñieàu maâu thuaãn vôùi ñieàu caàn chöùng minh. Töø caùi “sai” naøy seõ ñöa ñeán caùi “ ñuùng” cuûa vaán ñeà. Ví duï: - Khoâng theå noùi tröïc tieáp thöïc vaät thaân thaûo, troâi noåi coù thích hôïp xöû lyù hôn thaân goã cao, to thì ñöa ra ñaëc tính cuûa thöïc vaät thaân goã, thaân coû, thaân troâi noåi cho thaáy söï maâu thuaãn cuûa thaân goã vôùi dieän tích nhoû heïp vuøng tieán haønh thí nghieäm daãn ñeán vieäc phaûi duøng caây thaân coû, troâi noåi. - Hay khoâng theå noùi nöôùc ñi ra caàn laøm saïch theâm baèng thöïc vaät Ñaát ngaäp nöôùc thì ñöa ra maâu thuaãn caùc thoâng soá khoâng ñaït cuûa nöôùc thaûi vaø nhu caàu caáp thieát taùi söû duïng nöôùc phuïc vuï cho nhöõng muïc ñích khaùc, daãn ñeán caàn laøm saïch theâm nöôùc ñi ra baèng heä thoáng thöïc vaät Ñaát ngaäp nöôùc. 1.10.3. Phöông phaùp tìm kieám döõ lieäu Söu taàm caùc taøi lieäu coù saün, soá lieäu xaûy ra trong quaù khöù; khaùm phaù hay dòch thuaät taøi lieäu môùi. Sau ñoù choïn loïc ñaùnh giaù, phaân tích toång hôïp döõ lieäu. 1.10.4. Phöông phaùp cuï theå: 1.10.4.1. Toång hôïp caùc soá lieäu Xöû lyù, phaân tích toång hôïp caùc taøi lieäu, soá lieäu thu thaäp theo muïc tieâu ñeà ra. 1.10.4.2. Phöông phaùp chuyeân gia Caùc yù kieán tö vaán, ñoùng goùp xaây döïng ñöôïc söû duïng trong vieäc löïa choïn caùc vaán ñeà chính, xaây döïng khung chieán löôïc, löïa choïn chieán löôïc vaø vaïch ra chieán löôïc chi tieát. 1.10.4.3. Phöông phaùp thöïc nghieäm Tieán haønh thöïc hieän khaûo saùt thöïc ñòa laáy maãu, thí nghieäm, khaûo saùt, ño ñaïc vaø quan traéc. 1.10.4.4. Phöông phaùp thoáng keâ Heä thoáng hoùa caùc chæ tieâu caàn thoáng keâ, tieán haønh ñieàu tra thoáng keâ, toång hôïp thoáng keâ, phaân tích vaø döï ñoaùn. 1.10.4.5. Phöông phaùp phaân tích hoùa, lyù cuûa nöôùc Veà thaønh phaàn hoaù hoïc: döïa vaøo ñaëc tính nöôùc thaûi sinh hoaït neân chuû yeáu phaân tích caùc chæ tieâu veà BOD5, COD, SS trong nöôùc keát hôïp vôùi moät soá chæ tieâu ño taïi thöïc ñòa nhö: pH, Eh, EC, TDS, DO. 1.11. Giôùi haïn cuûa ñeà taøi Keát quaû thu ñöôïc töø moâ hình töông ñoái khaû quan, song trong quaù trình thöïc hieän coøn nhieàu haïn cheá: Thôøi gian: thöïc hieän gaàn 3 thaùng töø ngaøy 1/04/2009 ñeán ngaøy 24/06/2009 Soá chæ tieâu khaûo saùt chaát löôïng nöôùc thaûi khoâng nhieàu ( COD, BOD5, SS, DO, Eh, pH, EC, TDS) phaàn naøo aûnh höôûng ñeán ñaùnh giaù cuûa thí nghieäm. Ñoái töôïng: coû Vetiver, Luïc bình Chöa coù ñieàu kieän thöïc hieän moâ hình thöïc nghieäm ôû moät dieän tích ñaát vaø caây troàng ñuû lôùn ñeå coù theå thaáy roõ hôn möùc ñoä xöû lyù nöôùc thaûi cuûa coû Vetiver, Luïc bình treân thöïc teá. 1.12. YÙ nghóa cuûa ñeà taøi Thoâng qua nghieân cöùu cuûa ñeà taøi ñeå goùp phaàn laøm saùng toû theâm vieäc söû duïng thöïc vaät cuûa ñaát ngaäp nöôùc nhö laø moät coâng cuï xöû lyù nöôùc thaûi. Coù theå xem ñaây laø moät phöông thöùc xöû lyù – haøi hoøa giöõa lôïi ích kinh teá vaø lôïi ích moâi tröôøng, mang tính kinh teá cao vaø phuø hôïp vôùi ñieàu kieän nöôùc ta, ñaëc bieät laø vuøng ngoaïi thaønh ñang ñoâ thò hoùa. Haïn cheá ñöa vaøo moâi tröôøng caùc nguoàn chaát thaûi gaây oâ nhieãm, ñaûm baûo muïc tieâu phaùt trieån beàn vöõng vaø ñaûm baûo chaát löôïng moâi tröôøng soáng con ngöôøi. Ñoàng thôøi ñöa ra moät soá thoâng soá cô baûn trong vieäc thieát keá heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi baèng thöïc vaät. CHÖÔNG 2 TOÅNG QUAN VEÀ ÑAÁT NGAÄP NÖÔÙC VAØ THÖÏC VAÄT ÑAÁT NGAÄP NÖÔÙC 2.1. Khaùi quaùt veà Ñaát ngaäp nöôùc vaø chöùc naêng xöû lyù nöôùc thaûi 2.1.1. Caùc ñònh nghóa veà Ñaát ngaäp nöôùc Thuaät ngöõ Ñaát ngaäp nöôùc ñöôïc hieåu theo nhieàu caùch khaùc nhau, tuyø theo quan ñieåm, ngöôøi ta coù theå chaáp nhaän caùc ñònh nghóa khaùc nhau. Caùc ñònh nghóa veà ñaát ngaäp nöôùc coù theå chia laøm 2 nhoùm chính. Moät nhoùm theo ñònh nhóa roäng, nhoùm thöù hai theo ñònh nghóa heïp. Caùc ñònh nghóa veà Ñaát ngaäp nöôùc theo nghóa roäng nhö ñònh nghóa cuûa coâng öôùc Ramsar, ñònh nghóa theo chöông trình ñieàu tra Ñaát ngaäp nöôùc cuûa Myõ, Canada, New Zealand vaø OÂxtraâylia. Theo coâng öôùc Ramsar (naêm 1971) Ñaát ngaäp nöôùc ñöôïc ñònh nghóa nhö sau: "Ñaát ngaäp nöôùc ñöôïc coi laø caùc vuøng ñaàm laày, than buøn hoaëc vuøng nöôùc duø laø töï nhieân hay nhaân taïo, ngaäp nöôùc thöôøng xuyeân hoaëc töøng thôøi kyø, laø nöôùc tónh, nöôùc chaûy, nöôùc ngoït, nöôùc lôï hay nöôùc maën, bao goàm caû nhöõng vuøng bieån maø ñoä saâu möïc nöôùc khi thuûy trieàu ôû möùc thaáp nhaát khoâng vöôït quaù 6m." Theo chöông trình quoác gia veà ñieàu tra Ñaát ngaäp nöôùc cuûa Myõ : veà vò trí phaân boá, Ñaát ngaäp nöôùc laø nhöõng vuøng chuyeån tieáp giöõa nhöõng heä sinh thaùi treân caïn vaø nhöõng heä sinh thaùi thuyû vöïc. Nhöõng nôi naøy möïc nöôùc ngaàm thöôøng naèm saùt maët ñaát hoaëc thöôøng xuyeân ñöôïc bao phuû bôûi lôùp nöôùc noâng. Ñaát ngaäp nöôùc phaûi coù moät trong ba thuoäc tính sau: + Coù thôøi kyø naøo ñoù, ñaát thích hôïp cho phaàn lôùn caùc loaøi thöïc vaät thuûy sinh. + Neàn ñaát haàu nhö khoâng bò khoâ. + Neàn ñaát khoâng coù caáu truùc roõ reät hoaëc baõo hoøa nöôùc, bò ngaäp nöôùc ôû möùc caïn taïi moät soá thôøi ñieåm naøo ñoù trong muøa sinh tröôûng haøng naêm. Theo caùc nhaø khoa hoïc Canada : “Ñaát ngaäp nöôùc laø ñaát baõo hoøa nöôùc trong thôøi gian daøi ñuû ñeå hoå trôï caùc quaù trình thuûy sinh. Ñoù laø nhöõng nôi khoù tieâu thoaùt nöôùc, coù thöïc vaät thuyû sinh vaø caùc hoaït ñoâng sinh hoïc thích hôïp vôùi moâi tröôøng aåm öôùt.” Theo caùc nhaø khoa hoïc New Zealand : “Ñaát ngaäp nöôùc laø moät khaùi nieäm chung ñeå chæ nhöõng vuøng ñaát aåm öôùt töøng thôøi kyø hoaëc thöôøng xuyeân. Nhöõng vuøng ñaát ngaäp nöôùc ôû möùc caïn vaø nhöõng vuøng chuyeån tieáp giöõa ñaát vaø nöôùc. Nöôùc coù theå laø nöôùc ngoït, nöôùc lôï hoaëc nöôùc maën. Ñaát ngaäp nöôùc ôû traïng thaùi töï nhieân hoaëc ñaëc tröng bôûi caùc loaïi thöïc vaät vaø ñoäng vaät thích hôïp vôùi ñieàu kieän soáng aåm öôùt.” Theo caùc nhaø khoa hoïc OÂxtraâylia : “Ñaát ngaäp nöôùc laø nhöõng vuøng ñaàm laày, baõi laày than buøn, töï nhieân hoaëc nhaân taïo, thöôøng xuyeân, theo muøa hoaëc theo chu kyø, nöôùc tónh hoaëc nöôùc chaûy, nöôùc ngoït, nöôùc lôï hoaëc nöôùc maën, bao goàm nhöõng baõi laày vaø nhöõng khu röøng ngaäp maën loä ra khi thuyû trieàu xuoáng thaáp.” Ñònh nghóa do caùc kyõ sö quaân ñoäi Myõ ñeà xuaát vaø laø ñònh nghóa chính thöùc taïi Myõ : “Ñaát ngaäp nöôùc laø nhöõng vuøng ñaát bò ngaäp hoaëc baõo hoaø bôûi nöôùc beà maët hoaëc nöôùc ngaàm moät caùch thöôøng xuyeân vaø thôøi gian ngaäp ñuû ñeå hoã trôï cho tính öu vieät cuûa thaûm thöïc vaät thích nghi ñieån hình trong ñieàu kieän ñaát baõo hoaø nöôùc. Ñaát ngaäp nöôùc nhìn chung goàm: ñaàm laày, ñaàm phaù, ñaàm laày caây buïi vaø nhöõng vuøng ñaát töông töï.” Nhöõng ñònh nghóa treân theo nghóa heïp, nhìn chung ñeàu xem Ñaát ngaäp nöôùc nhö ñôùi chuyeån tieáp sinh thaùi, nhöõng dieän tích chuyeån tieáp giöõa moâi tröôøng treân caïn vaø ngaäp nöôùc, nhöõng nôi maø söï ngaäp nöôùc cuûa ñaát gaây ra söï phaùt trieån cuûa moät heä thöïc vaät ñaëc tröng. Hieän nay ñònh nghóa theo coâng nöôùc Ramsar laø ñònh nghóa ñöôïc nhieàu ngöôøi söû duïng. 2.1.2. Caùc chöùc naêng cuûa ñaát ngaäp nöôùc 2.1.2.1. Chöùc naêng sinh thaùi cuûa ñaát ngaäp nöôùc. Naïp nöôùc ngaàm : nöôùc ñöôïc thaám töø caùc vuøng Ñaát ngaäp nöôùc xuoáng caùc taàng ngaäp nöôùc trong loøng ñaát, nöôùc ñöôïc giöõ ôû ñoù vaø ñieàu tieát daàn thaønh doøng chaûy beà maët ôû vuøng Ñaát ngaäp nöôùc khaùc cho con ngöôøi söû duïng. Haïn cheá aûnh höôûng cuûa luõ luït : baèng caùch giöõ vaø ñieàu hoaø löôïng nöôùc möa nhö boàn chöùa töï nhieân, giaûi phoùng nöôùc luõ töø töø, töø ñoù coù theå laøm giaûm hoaëc haïn cheá luõ ôû vuøng haï löu. OÅn ñònh vi khí haäu : do chu trình trao ñoåi chaát vaø nöôùc trong caùc heä sinh thaùi, nhôø lôùp phuû thöïc vaät cuûa Ñaát ngaäp nöôùc, söï caân baèng giöõa O2 vaø CO2 trong khí quyeån laøm cho vi khí haäu ñòa phöông ñöôïc oån ñònh, ñaëc bieät laø nhieät ñoä vaø löôïng möa oån ñònh. Choáng soùng, baõo, oån ñònh bôø bieån vaø choáng xoùi moøn : nhôø lôùp phuû thöïc vaät, ñaëc bieät laø röøng ngaäp maën ven bieån, thaûm coû… coù taùc duïng laøm giaûm söùc gioù cuûa baõo vaø baøo moøn ñaát cuûa doøng chaûy beà maët. Xöû lyù, giöõ laïi chaát caën, chaát ñoäc, chaát oâ nhieãm : vuøng Ñaát ngaäp nöôùc ñöôïc coi nhö laø beå loïc töï nhieân, coù taùc duïng giöõ laïi caùc chaát laéng ñoïng vaø chaát ñoäc (chaát thaûi sinh hoaït vaø coâng nghieäp). Giöõ laïi chaát dinh döôõng : laøm nguoàn phaân boùn cho caây vaø thöùc aên cuûa caùc sinh vaät soáng trong heä sinh thaùi ñoù. Saûn xuaát sinh khoái : raát nhieàu vuøng Ñaát ngaäp nöôùc laø nôi saûn xuaát vaø xuaát khaåu sinh khoái laøm nguoàn thöùc aên cho caùc sinh vaät thuûy sinh, caùc loaøi ñoäng vaät hoang daõ cuõng nhö vaät nuoâi. Giao thoâng thuûy : haàu heát soâng, keânh, raïch, caùc vuøng hoà chöùa nöôùc lôùn, vuøng ngaäp luït thöôøng xuyeân hay theo muøa,… ñaëc bieät laø vuøng ñoàng baèng soâng Cöûu Long, vaän chuyeån thuûy ñoùng vai troø heát söùc quan troïng trong ñôøi soáng cuõng nhö phaùt trieån kinh teá cuûa caùc coäng ñoàng daân cö ñòa phöông. Giaûi trí, du lich : caùc khu baûo toàn Ñaát ngaäp nöôùc nhö Traøm Chim ( Tam Noâng, Ñoàng Thaùp), vaø Xuaân Thuyû (Nam Ñònh), nhieàu vuøng caûnh quan ñeïp nhö Bích Ñoäng vaø Vaân Long, cuõng nhö nhieàu ñaàm phaù ven bieån mieàn Trung… thu huùt nhieàu du khaùch ñeán tham quan giaûi trí. 2.1.2.2. Chöùc naêng kinh teá Taøi nguyeân röøng : caùc loaøi ñoäng vaät thöôøng raát phong phuù ôû caùc vuøng Ñaát ngaäp nöôùc, taïo neân nguoàn taøi nguyeân thieân nhieân phong phuù, coù theå khai thaùc ñeå phuïc vuï lôïi ích kinh teá. Taøi nguyeân röøng cung caáp moät loaït caùc saûn phaåm quan troïng nhö : goã, than, cuûi vaø caùc saûn phaåm khaùc nhö nhöïa, tinh daàu, tanin, döôïc lieäu. Nhieàu vuøng Ñaát ngaäp nöôùc raát giaøu ñoäng vaät hoang daõ ñaëc bieät laø caùc loaøi chim nöôùc, cung caáp nhieàu loaïi saûn phaåm, trong ñoù coù nhieàu loaïi coù giaù trò thöông maïi cao (da caù saáu, ñoài moài). Thuyû saûn : caùc vuøng Ñaát ngaäp nöôùc laø moâi tröôøng soáng vaø laø nôi cung caáp thöùc aên cho caùc loaøi thuûy sinh coù giaù trò kinh teá cao nhö caù, toâm, cua, ñoäng vaät thaân meàm… Taøi nguyeân coû vaø taûo bieån : nhieàu dieän tích Ñaát ngaäp nöôùc ven bieån coù nhöõng loaïi taûo, coû bieån laø nguoàn thöùc aên cuûa nhieàu loaøi thuûy sinh vaät vaø coøn ñöôïc söû duïng laøm thöùc aên cho ngöôøi vaø gia suùc, laøm phaân boùn vaø döôïc lieäu… Saûn phaåm noâng nghieäp : caùc ruoäng luùa nöôùc chuyeân canh hoaëc xen canh vôùi caùc caây hoa maøu khaùc ñaõ taïo neân nhieàu saûn phaåm quan troïng khaùc cuûa vuøng Ñaát ngaäp nöôùc. Cung caáp nöôùc ngoït : nhieàu vuøng Ñaát ngaäp nöôùc laø nguoàn cung caáp nöôùc ngoït cho sinh hoaït, cho töôùi tieâu, cho chaên nuoâi gia suùc vaø saûn xuaát coâng nghieäp. Tieàm naêng naêng löôïng : than buøn laø moät nguoàn nhieân lieäu quan troïng, caùc ñaäp, thaùc nöôùc cuõng laø nguoàn cung caáp naêng löôïng. Röøng traøm Vieät Nam coù khoaûng 305 trieäu taán than buøn cung caáp nguoàn naêng löôïng lôùn. Lôùp than buøn naøy ñöôïc duøng laøm phaân boùn vaø ngaên caûn quaù trình xì pheøn. 2.1.2.3. Giaù trò ña daïng sinh hoïc Giaù trò ña daïng sinh hoïc laø thuoäc tính ñaëc bieät vaø quan troïng cuûa Ñaát ngaäp nöôùc. Nhieàu vuøng Ñaát ngaäp nöôùc laø nôi cö truù raát thích hôïp cuûa caùc loaøi ñoäng vaät hoang daõ, ñaëc bieät laø loaøi chim nöôùc, trong ñoù coù nhieàu loaøi chim di truù. Chæ rieâng heä sinh thaùi röøng ngaäp maën vuøng cöûa soâng ven bieån, moät kieåu heä sinh thaùi ñöôïc taïo thaønh bôûi moâi tröôøng trung gian giöõa bieån vaø ñaát lieàn, laø moät heä sinh thaùi coù naêng suaát cao, ñoùng vai troø quan troïng trong neàn kinh teá, baûo veä moâi tröôøng vaø ña daïng sinh hoïc. Ñoù laø nôi cung caáp caùc laâm saûn, noâng saûn vaø haûi saûn coù giaù trò kinh teá cao. Beân caïnh vai troø ñieàu hoaø khí haäu, haïn cheá xoùi lôû, oån ñònh vaø môû roäng baõi boài. Giaù trò ña daïng sinh hoïc cuûa Ñaát ngaäp nöôùc bao goàm caû giaù trò vaên hoùa, noù lieân quan tôùi cuoäc soáng taâm linh, caùc leã hoäi truyeàn thoáng phaûn aùnh öôùc voïng cuûa ngöôøi daân ñòa phöông soáng trong ñoù vaø caùc hoaït ñoäng du lòch sinh thaùi… giaù trò vaên hoaù bao goàm caû tri thöùc baûn ñòa cuûa ngöôøi daân trong nuoâi troàng, khai thaùc vaø söû duïng caùc taøi nguyeân thieân nhieân vaø caùch thích öùng cuûa con ngöôøi vôùi moâi tröôøng töï nhieân( luõ luït, hieän töôïng ngaäp nöôùc theo muøa hoaëc ñoät bieán cuûa thieân nhieân…). Nhieàu keát quaû nghieân cöùu ñaõ chöùng minh moái quan heä giöõa töï nhieân, xaõ hoäi, ngoân ngöõ vaø vaên hoaù laø khoâng theå taùch rôøi, noù theå hieän loøng tin cuûa con ngöôøi. Thoâng thöôøng nôi naøo coù giaù trò ña daïng sinh hoïc cao thì cuõng laø nôi cö truù cuûa ngöôøi daân baûn ñòa. Ngöôøi ta chöa thoáng keâ ñöôïc bao nhieâu xaõ hoäi truyeàn thoáng nhöng loaïi tröø caùc cö daân thaønh thò coøn khoaûng 85% daân soá theá giôùi soáng ôû caùc vuøng ñòa lyù khaùc nhau : vuøng ñòa cöïc, vuøng sa maïc, caùc vuøng röøng nhieät ñôùi vaø vuøng Ñaát ngaäp nöôùc… taát caû caùc yeáu toá töï nhieân naøy goùp phaàn khoâng nhoû taïo neân vaên hoaù truyeàn thoáng cuûa ngöôøi daân ñòa phöông. Baûo toàn caùc heä sinh thaùi töï nhieân trong ñoù coù caùc heä sinh thaùi Ñaát ngaäp nöùôc cuõng laø baûo veä caùi noâi vaên hoaù truyeàn thoáng. 2.1.3. Caùc loaïi hình ñaát ngaäp nöôùc vaø cô cheá caùc quaù trình xöû lyù trong ñaát ngaäp nöôùc 2.1.3.1. Lòch söû söû duïng ñaát ngaäp nöôùc ñeå laøm saïch nöôùc. Ñaát ngaäp nöôùc ñöôïc söû duïng ñeå caûi thieän chaát löôïng nöôùc ñaõ ñöôïc bieát ñeán vaøo nhöõng thaäp kyû 20 cuûa theá kyû tröôùc, nhöng haàu heát laø caùc Ñaát ngaäp nöôùc töï nhieân (U.S. EPA, 1999). Nhöõng nghieân cöùu xaây döïng Ñaát ngaäp nöôùc ( Ñaát ngaäp nöôùc nhaân taïo) ñeå xöû lyù nöôùc thaûi baét ñaàu vaøo nhöõng naêm 1950 ôû Ñöùc (Seidel, 1976), ôû Hoa kyø vaøo nhöõng naêm 1970 ñeán 1980 vaø phaùt trieån maïnh trong nhöõng naêm 1990, ngöôøi ta xaây döïng nhieàu heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi baèng Ñaát ngaäp nöôùc vaø aùp duïng roäng raûi khoâng chæ ñeå xöû lyù nöôùc thaûi ñoâ thò maø coøn ñeå xöû lyù nöôùc thaûi cho caùc khu coâng nghieäp vuøng khai khoaùng vaø nöôùc thaûi noâng nghieäp. Hình 2.1 : Maãu moâ hình ñaát ngaäp nöôùc 2.1.3.2. Caùc loaïi hình ñaát ngaäp nöôùc Caùc heä thoáng baõi loïc khaùc nhau bôûi doøng chaûy, moâi tröôøng vaø caùc loaøi thöïc vaät troàng treân baõi loïc. Moät caùch toång quaùt ta coù theå phaân loaïi baõi loïc troàng caây (Ñaát ngaäp nöôùc) thaønh ba loaïi: Ñaát ngaäp nöôùc töï nhieân: Duø ÑNN nhaân taïo hieän nay ñöôïc duøng thöôøng hôn ÑNN töï nhieân, vieäc söû duïng ÑNN töï nhieân cho xöû lyù vaãn neân ñöôïc caân nhaéc kyõ khi phaùc thaûo toång theå chi phí xaây döïng. Ñeå xaùc ñònh roõ neáu moät vuøng ÑNN töï nhieân coù theå ñöôïc söû duïng, caàn tính toaùn ñeán soá löôïng kích thöôùc cuûa döï aùn. Theâm vaøo ñoù, caàn xöû lyù sô boä, xaùc ñònh roõ loaïi oáng daãn nöôùc, ñieàu khieån doøng ngaäp luõ vaø ruûi ro sinh thaùi ñeå ñaùnh giaù daøi haïn vaø ngaén haïn coù theå ñöôïc veà tieàm naêng vaø öùng duïng moâi tröôøng. (theo EPA, 1996) Nhìn chung, ÑNN töï nhieân xöû lyù ñöôïc vôí nöôùc thaûi töø ñoâ thò, coâng nghieäp, nöôùc möa vaø noâng nghieäp. Baûng döôùi ñaây giôùi thieäu toùm taét caùc möùc xöû lyù sô boä nöôùc thaûi ñaït tôùi möùc nhoû nhaát ñeán khoâng ñoåi trong ÑNN töï nhieân Baûng 2.1: Caùc möùc xöû lyù sô boä nöôùc thaûi trong ÑNN töï nhieân Thaønh phaàn Möùc xöû lyù ban ñaàu ñeà xuaát Taùc ñoäng coù haïi tieàm taøng Yeâu caàu oxy sinh hoïc (BOD) Thöù sinh nhoû nhaát 20-30 mg/l Caïn kieät oxy, muøi, muoãi Toång chaát lô löûng Thöù sinh nhoû nhaát Caïn kieät oxy, laøm ngaït thôû reã caây, Chaát raén 30-50mg/l NH4 – N (coù theå cao hôn) Lôùn nhaát 5mg/l Caïn oxy, Ñoä ñoäc amoni khoâng ion Toång Nitô ít hôn 30mg/l Phuù duôõng hoùa, choïn loïc loaøi sinh tröôûng nhanh Toång phosphorus ít hôn 1.0 mg/l Phuù döôõng hoùa, choïn loïc loaøi sinh tröôûng nhanh Toång chaát raén hoøa tan Ñaëc tröng vò trí Gaây ñoäc tôùi söï thích nghi cuaû caây vaø caùc loaøi vaät Kim loaïi vaø chaát ñoäc khaùc döôùi möùc gaây ñoäc clo Tích luõy noàng ñoä gaây ñoäc , môû roäng sinh hoïc trong chuoãi thöùc aên (Nguoàn: taøi lieäu natural wetland treatment) Nhaân toá quan troïng nhaát trong quyeát ñònh neáu moät ÑNN seõ hoaït ñoäng nhö moät caùch xöû lyù thay theá phuø hôïp laø thöïc vaät. Nhieàu loaïi caây thuoäc ÑNN töï nhieân khoâng theå soáng laâu trong ÑNN do gia taêng nhieàu doøng chaûy (theo EPA,1993). Duy chæ moät soá ít trong toång soá caùc loaøi vuøng ÑNN thích nghi chòu ñöôïc gia taêng trong nöôùc töï nhieân. Haàu heát caùc vuøng ÑNN töï nhieân khoâng thích hôïp duøng xöû lyù nöôùc thaûi do caùc loaøi caây khoâng coù khaû naêng choáng ñôõ khi coù söï taêng cao doøng chaûy, duø vaäy coù ba loaïi ÑNN töï nhieân theå hieän ñöôïc khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi vaø nöôùc möa nhö: (1) ñaàm laày, (2) vuøng ñaát ngaäp luõ, (3) vuøng ñaát buïi caây raäm. Nhìn chung, ñaây laø ba loaïi hình ÑNN cô baûn thích hôïp xöû lyù: (1) doøng chaûy ngang coá ñònh trong moät hoà, (2) doøng chaûy ngang coá ñònh trong moät con soâng vaø (3) doøng chaûy thaúng ñöùng hay cheùo vaän chuyeån trong maët ñaát nghieâng vaø coá ñònh trong moät vuøng nhaän nöôùc. Ñaát ngaäp nöôùc doøng chaûy beà maët (surface flow wetland) hay baõi loïc troàng caây ngaäp nöôùc Heä thoáng naøy moâ phoûng moät ñaàm laày hay Ñaát ngaäp nöôùc töï nhieân. Döôùi ñaùy baõi loïc laø moät lôùp ñaát seùt töï nhieân hay nhaân taïo, hoaëc raûi moät lôùp vaûi nhöïa choáng thaám. Treân lôùp choáng thaám laø ñaát hoaëc vaät lieäu phuø hôïp cho söï phaùt trieån cuûa thöïc vaät coù thaân nhoâ leân khoûi maët nöôùc. Doøng nöôùc nöôùc thaûi chaûy ngang treân beà maët lôùp vaät lieäu loïc. Hình daïng baõi loïc naøy thöôøng laø keânh daøi heïp, vaän toác doøng chaûy chaäm, thaân caây troàng nhoâ leân trong baõi loïc laø nhöõng ñieàu kieän caàn thieát ñeå taïo neân cheá ñoä thuyû kieåu doøng chaûy ñaåy ( plug-flow). Hình 2.2 : Baõi loïc troàng caây doøng chaûy maët Ñaát ngaäp nöôùc doøng chaûy döôùi beà maët (subsurface flow wetland) hay baõi loïc troàng caây doøng chaûy ngaàm hay baõi loïc ngaàm troàng caây Heä thoáng naøy chæ môùi xuaát hieän gaàn ñaây vaø ñöôïc bieát ñeán vôùi caùc teân goïi khaùc nhau nhö loïc ngaàm troàng caây (Vegetated submerged bed – VBS), heä thoáng xöû lyù vôùi vuøng reã (Root zone system ), beå loïc vôùi vaät lieäu soûi troàng saäy ( Rock reed filter) hay beå loïc vi sinh vaø vaät lieäu ( Microbial rock filter). Caáu taïo cuûa baõi loïc ngaàm troàng caây veà cô baûn cuõng goàm caùc thaønh phaàn töông töï nhö baõi loïc troàng caây ngaäp nöôùc nhöng nöôùc thaûi chaûy ngaàm trong phaàn loïc cuûa baõi loïc. Lôùp loïc, nôi thöïc vaät phaùt trieån treân ñoù, thöôøng goàm coù ñaát, caùt, soûi, ñaù daêm vaø ñöôïc xeáp theo thöù töï töø treân xuoáng döôùi, giöõ ñoä xoáp cuûa lôùp loïc. Doøng chaûy coù theå coù daïng chaûy töø döôùi leân, töø treân xuoáng döôùi hoaëc chaûy theo phöông naèm ngang. Doøng chaûy phoå bieán nhaát ôû baõi loïc ngaàm laø doøng chaûy ngang. Haàu heát caùc heä thoáng ñöôïc thieát keá vôùi ñoä doác 1% hoaëc hôn. Khi chaûy qua lôùp vaät lieäu loïc, nöôùc thaûi ñöôïc loïc saïch nhôø tieáp xuùc vôùi beà maët cuûa caùc haït vaät lieäu loïc vaø vuøng reã cuûa thöïc vaät troàng trong baõi loïc. Vuøng ngaäp nöôùc thöôøng thieáu oxy, nhöng thöïc vaät cuûa baõi loïc coù theå vaän chuyeån moät löôïng oxy ñaùng keå tôùi heä thoáng reã taïo neân tieåu vuøng hieáu khí caïnh reã vaø vuøng reã, cuõng coù moät vuøng hieáu khí trong lôùp loïc saùt beà maët tieáp giaùp giöõa ñaát vaø khoâng khí. Baõi loïc ngaàm troàng caây doøng chaûy ngang coù khaû naêng xöû lyù chaát höõu cô vaø raén lô löûng toát, nhöng khaû naêng xöû lyù caùc chaát dinh döôõng laïi thaáp, do ñieàu kieän thieáu oxy, kò khí trong caùc baõi loïc khoâng cho pheùp nitrat hoaù amoni neân khaû naêng xöû lyù nitô bò haïn cheá. Xöû lyù phoátpho cuõng bò haïn cheá do caùc vaät lieäu loïc ñöôïc söû duïng ( soûi, ñaù daêm) coù khaû naêng haáp phuï keùm. Hình 2.3 : Baõi loïc troàng caây doøng chaûy ngaàm 2.1.3.3. Cô cheá caùc quaù trình xöû lyù Ñeå thieát keá, xaây döïng, vaän haønh baõi loïc troàng caây chính xaùc, ñaït hieäu quaû cao, vieäc naém roõ cô cheá xöû lyù nöôùc thaûi cuûa baõi loïc laø heát söùc caàn thieát. Caùc cô cheá ñoù bao goàm laéng, keát tuûa, haáp phuï hoaù hoïc, trao ñoåi chaát cuûa vi sinh vaät vaø söï haáp thuï cuûa thöïc vaät. Caùc chaát oâ nhieãm coù theå ñöôïc loaïi boû nhôø nhieàu cô cheá ñoàng thôøi trong baõi loïc. Loaïi boû caùc chaát höõu cô coù khaû naêng phaân huûy sinh hoïc Trong caùc baõi loïc, phaân huyû sinh hoïc ñoùng vai troø lôùn nhaát trong vieäc loaïi boû caùc chaát höõu cô daïng hoaø tan hay daïng keo coù khaû naêng phaân huyû sinh hoïc (BOD) coù trong nöôùc thaûi. BOD coøn laïi cuøng caùc chaát raén laéng ñöôïc seõ bò loaïi boû nhôø quaù trình laéng. Caû baõi loïc ngaàm troàng caây vaø baõi loïc troàng caây ngaäp nöôùc veà cô baûn hoaït ñoäng nhö beå loïc sinh hoïc. Tuy nhieân, ñoái vôùi baõi loïc troàng caây ngaäp nöôùc, vai troø cuûa caùc vi sinh vaät lô löûng doïc theo chieàu saâu coät nöôùc cuûa baõi loïc ñoái vôùi vieäc loaïi boû BOD cuõng raát quan troïng. Cô cheá loaïi boû BOD trong caùc maøng vi sinh vaät bao boïc xung quanh lôùp vaät lieäu loïc töông töï nhö trong beå loïc sinh hoïc nhoû gioït. Phaân huûy sinh hoïc xaûy ra khi caùc chaát höõu cô hoaø tan ñöôïc mang vaøo lôùp maøng vi sinh baùm treân phaàn thaân ngaäp nöôùc cuûa thöïc vaät, heä thoáng reã vaø nhöõng vuøng vaät lieäu loïc xung quanh, nhôø quaù trình khueách taùn. Vai troø cuûa thöïc vaät trong baõi loïc laø: + Cung caáp moâi tröôøng thích hôïp cho vi sinh vaät thöïc hieän quaù trình phaân huûy sinh hoïc (hieáu khí) cö truù. + Vaän chuyeån oxy vaøo vuøng reã ñeå cung caáp cho quaù trình phaân huûy sinh hoïc hieáu khí trong lôùp vaät lieäu loïc vaø boä reã. Hình 2.4 : Ñöôøng ñi cuûa BOD/Cacbon trong ñaát ngaäp nöôùc Loaïi boû chaát raén Caùc chaát laéng ñöôïc loaïi boû deã daøng nhôø cô cheá laéng troïng löïc, vì heä thoáng baõi loïc troàng caây coù thôøi gian löu nöôùc daøi. Chaát raén khoâng laéng ñöôïc, chaát keo coù theå ñöôïc loaïi boû thoâng qua cô cheá loïc ( neáu coù söû duïng caùt loïc), laéng vaø phaân huûy sinh hoïc (do söï phaùt trieån cuûa vi sinh vaät), huùt baùm, haáp phuï leân caùc chaát raén khaùc ( thöïc vaät, ñaát, caùt, soûi…) nhôø löïc haáp daãn Van De Waals, chuyeån ñoäng Brown. Ñoái vôùi söï huùt baùm treân lôùp neàn, moät thaønh phaàn quan troïng cuûa baõi loïc ngaàm, Sapkota vaø Bavor (1994) cho raèng, chaát raén lô löûng ñöôïc loaïi boû tröôùc tieân nhôø quaù trình laéng vaø phaân huûy sinh hoïc, töông töï nhö caùc quaù trình xaûy ra trong beå sinh hoïc nhoû gioït. Caùc cô cheá xöû lyù trong heä thoáng naøy phuï thuoäc raát nhieàu vaøo kích thöôùc vaø tính chaát cuûa caùc chaát raén coù trong nöôùc thaûi vaø caùc daïng vaät lieäu loïc ñöôïc söû duïng. Trong moïi tröôøng hôïp, thöïc vaät trong baõi loïc khoâng ñoùng vai troø ñaùng keå trong vieäc loaïi boû caùc chaát raén. Hình 2.5 : Ñöôøng ñi cuûa caùc haït raén trong ñaát ngaäp nöôùc Loaïi boû Nitô Nitô ñöôïc loaïi boû trong caùc baõi loïc chuû yeáu nhôø 3 cô cheá chuû yeáu sau: + Nitrat hoaù/khöû nitô + Söï bay hôi cuûa amoniaêc(NH3) + Söï haáp thuï cuûa thöïc vaät Hieän nay caùc nhaø nghieân cöùu vaãn chöa thoáng nhaát veà taàm quan troïng cuûa caùc cô cheá khöû nitô nhö ñaëc bieät vôùi hai cô cheá nitrat hoaù/khöû nitrat vaø söï haáp thuï cuûa thöïc vaät. Trong caùc baõi loïc, söï chuyeån hoaù cuûa nitô xaûy ra trong caùc taàng oxy hoaù vaø khöû cuûa beà maët tieáp xuùc giöõa reã vaø ñaát, phaàn ngaäp nöôùc cuûa thöïc vaät coù thaân nhoâ leân khoûi maët nöôùc. Nitô höõu cô bò oxy hoaù thaønh NH4+ trong caû hai lôùp ñaát oxy hoaù vaø khöû. Lôùp oxy hoaù vaø phaàn ngaäp cuûa thöïc vaät laø nhöõng nôi chuû yeáu xaûy ra quaù trình nitrat hoùa, taïi ñaây NH4+ chuyeån hoaù thaønh NO2- bôûi vi khuaån Nitrosomonas vaø cuoái cuøng thaønh NO3- bôûi vi khuaån Nitrobacter. ÔÛ moâi tröôøng nhieät ñoä cao hôn, moät soá NH4+ chuyeån sang daïng NH3 vaø bay hôi vaøo khoâng khí. Nitrat trong taàng khöû seõ bò huït ñi nhôø quaù trình khöû nitrat, loïc hay do thöïc vaät haáp thuï. Tuy nhieân, nitrat ñöôïc caáp vaøo töø vuøng oxy hoaù nhôø hieän töôïng khueách taùn. Ñoái vôùi beà maët chung giöõa ñaát vaø reã, oxy töø khí quyeån khueách taùn vaøo vuøng laù, thaân, reã cuûa caùc caây troàng trong baõi loïc vaø taïo neân moät lôùp giaøu oxy töông töï nhö lôùp beà maët chung giöõa ñaát vaø nöôùc. Nhôø quaù trình nitrat hoaù dieãn ra ôû vuøng hieáu khí, taïi ñaây NH4+ bò oxy hoaù thaønh NO3-. Phaàn NO3- khoâng bò caây troàng haáp thuï seõ bò khueách taùn vaøo vuøng thieáu khí, vaø bò khöû thaønh N2 vaø N2O do quaù trình khöû nitrat. Löôïng NH4+ trong vuøng reã ñöôïc boå sung nhôø nguoàn NH4+ töø vuøng thieáu khí khueách taùn vaøo. Hình 2.6 : Ñöôøng ñi cuûa Nitô trong ñaát ngaäp nöôùc Loaïi boû Phoátpho Cô cheá loaïi boû phoátpho trong baõi loïc troàng caây goàm coù söï haáp thuï cuûa thöïc vaät, caùc quaù trình ñoàng hoaù cuûa vi khuaån, söï haáp phuï leân ñaát, vaät lieäu loïc ( chuû yeáu laø leân ñaát seùt) vaø caùc chaát höõu cô, keát tuûa vaø laéng caùc ion Ca2+, Mg2+, Fe3+, vaø Mn2+. Khi thôøi gian löu nöôùc daøi vaø ñaát söû duïng coù caáu truùc mòn thì caùc quaù trình loaïi boû phoátpho chuû yeáu laø söï haáp phuï vaø keát tuûa, do ñieàu kieän naøy taïo cô hoäi toát cho quaù trình haáp phuï phoátpho vaø caùc phaûn öùng trong ñaát xaûy ra (Reed vaø Brown, 1992; Reed vaø nnk, 1998). Töông töï nhö quaù trình loaïi boû nitô, vai troø cuûa thöïc vaät trong vaán ñeà loaïi boû phoátpho vaãn coøn laø vaán ñeà tranh caõi. Duø sao, ñaây cuõng laø cô cheá duy nhaát ñöa haún phoátpho ra khoûi heä thoáng baõi loïc. Caùc quaù trình haáp phuï, keát tuûa vaø laéng chæ ñöa ñöôïc phoátpho vaøo ñaát hay vaät lieäu loïc. Khi löôïng phoátpho trong lôùp vaät lieäu vöôït quaù khaû naêng chöùa thì vaät lieäu phaàn vaät lieäu hay lôùp traàm tích ñoù phaûi ñöôïc naïo veùt vaø xaû boû. Hình 2.7 : Ñöôøng ñi cuûa phoátpho trong ñaát ngaäp nöôùc Loaïi boû kim loaïi naëng Khi caùc kim loaïi naëng hoaø tan trong nöôùc thaûi chaûy vaøo baõi loïc troàng caây, caùc cô cheá loaïi boû chuùng goàm coù: + Keát tuûa vaø laéng ôû daïng hydroâxit khoâng tan trong vuøng hieáu khí, ôû daïng sunfit kim loaïi trong vuøng kò khí cuûa lôùp vaät lieäu. + Haáp phuï leân caùc keát tuûa oxyhydroâxit saét, Mangan trong vuøng hieáu khí. + Keát hôïp, laãn vôùi thöïc vaät cheát vaø ñaát. + Haáp thuï vaøo reã, thaân vaø laù cuûa thöïc vaät trong baõi loïc troàng caây. Caùc nghieân cöùu chöa chæ ra ñöôïc cô cheá naøo trong caùc cô cheá noùi treân coù vai troø lôùn nhaát, nhöng nhìn chung coù theå noùi raèng löôïng kim loaïi ñöôïc thöïc vaät haáp thuï chæ chieám moät phaàn nhaát ñònh (Gersberg et al, 1984; Reed et al…, 1988; Wildemann&Laudon, 1989; Dunbabin&Browmer, 1992). Caùc loaïi thöïc vaät khaùc nhau coù khaû naêng haáp thuï kim loaïi naëng raát khaùc nhau. Beân caïnh ñoù, thöïc vaät ñaàm laày cuõng aûnh höôûng giaùn tieáp ñeán söï loaïi boû vaø tích tröõ kim loaïi naëng khi chuùng aûnh höôûng tôùi cheá ñoä thuûy löïc, cô cheá hoaù hoïc lôùp traàm tích vaø hoaït ñoäng cuûa vi sinh vaät. Vaät lieäu loïc laø nôi tích tuï chuû yeáu kim loaïi naëng. Khi khaû naêng chöùa caùc kim loaïi naëng cuûa chuùng ñaït tôùi giôùi haïn thì caàn naïo veùt vaø xaû boû ñeå loaïi kim loaïi naëng ra khoûi baõi loïc. Loaïi boû caùc hôïp chaát höõu cô Caùc hôïp chaát höõu cô ñöôïc loaïi boû trong caùc baõi loïc troàng caây chuû yeáu nhôø cô cheá bay hôi, haáp phuï, phaân huûy bôûi caùc vi sinh vaät ( chuû yeáu laø vi khuaån vaø naám), vaø haáp thuï cuûa thöïc vaät. Yeáu toá quan troïng aûnh höôûng ñeán hieäu suaát loaïi boû caùc hôïp chaát höõu cô nhôø quaù trình bay hôi laø haøm soá phuï thuoäc cuûa troïng löôïng phaân töû chaát oâ nhieãm vaø aùp suaát rieâng phaàn giöõa hai pha khí-nöôùc xaùc ñònh bôûi ñònh luaät Henry. Quaù trình phaân huûy caùc chaát baån höõu cô chính nhôø caùc vi khuaån hieáu khí vaø kò khí ñaõ ñöôïc khaúng ñònh (Tabak vaø nnk, 1981; Bouwer&McCarthy, 1983), nhöng quaù trình haáp phuï caùc chaát baån leân maøng vi sinh vaät phaûi xaûy ra tröôùc quaù trình thích nghi vaø phaân huûy sinh hoïc. Caùc chaát baån höõu cô chính coøn coù theå ñöôïc loaïi boû nhôø quaù trình huùt baùm vaät lyù leân beà maët caùc chaát raén laéng ñöôïc vaø sau ñoù laø quaù trình laéng. Quaù trình naøy thöôøng xaûy ra ôû phaàn ñaàu cuûa baõi loïc. Caùc hôïp chaát höõu cô cuõng bò thöïc vaät haáp thuï ( Polprasert vaø Dan, 1994), tuy nhieân cô cheá naøy coøn chöa ñöôïc hieåu roõ vaø phuï thuoäc nhieàu vaøo loaøi thöïc vaät ñöôïc troàng, cuõng nhö ñaëc tính cuûa caùc chaát baån Loaïi boû vi khuaån vaø virut Cô cheá loaïi voû vi khuaån, virut trong caùc baõi loïc troàng caây veà baûn chaát cuõng gioáng nhö quaù trình loaïi boû caùc vi sinh vaät naøy trong hoà sinh hoïc. Vi khuaån vaø virut coù trong nöôùc thaûi ñöôïc loaïi boû nhôø: + Caùc quaù trình vaät lyù nhö dính keát vaø laéng, loïc, haáp phuï. + Bò tieâu dieät do ñieàu kieän moâi tröôøng khoâng thuaän lôïi trong moät thôøi gian daøi. Caùc quaù trình vaät lyù cuõng daãn ñeán söï tieâu dieät vi khuaån, virut. Taùc ñoäng cuûa caùc yeáu toá lyù-hoaù cuûa moâi tröôøng tôùi möùc ñoä dieät vi khuaån ñaõ ñöôïc coâng boá trong nhieàu taøi lieäu : nhieät ñoä ( Mara vaø Silva, 1979), pH (Parhad vaø Rao, 1974; Him vaø nnk, 1980; Pearson vaø nnk, 1987), böùc xaï maët trôøi ( Moeller vaø Calkins, 1980; Polprasert vaø nnk,1983; Sarikaya vaø Saatci, 1987). Caùc yeáu toá sinh hoïc bao goàm : thieáu chaát dinh döôõng ( Wu vaø Klein, 19760), do caùc sinh vaät khaùc aên ( Ellis, 1983). Hieän nhöõng baèng chöùng veà vai troø cuûa thöïc vaät trong vieäc khöû vi khuaån, virut trong heä sinh thaùi ñaàm laày coøn chöa ñöôïc nghieân cöùu roõ. Hình 2.8 : Quaù trình loaïi boû vi khuaån trong ñaát ngaäp nöôùc 2.1.3.4. Tình hình aùp duïng ñaát ngaäp nöôùc trong xöû lyù nöôùc thaûi Ngoaøi nöôùc Baõi loïc troàng caây ôû Baéc AÂu ÔÛ mieàn baéc Thuïy Ñieån, baõi loïc troàng caây ngaäp nöôùc ñöôïc söû duïng ñeå xöû lyù boå sung nöôùc thaûi sau caùc traïm xöû lyù ñoâ thò. Nhìn chung, khöû nitô laø muïc ñích chính, maëc duø hieäu quaû xöû lyù TS vaø BOD cuõng khaù cao. Nghieân cöùu cuûa J.L. Andersson, S. Kallner Bastviken vaø K. S. Tonderski ñaõ ñaùnh giaù hoaït ñoäng trong 3 – 8 naêm cuûa boán baõi loïc troàng caây quy moâ lôùn( dieän tích 20 – 28 ha). Hai baõi loïc tieáp nhaän nöôùc thaûi ñoâ thò, vôùi caùc khaâu xöû lyù hoaù hoïc vaø cô hoïc. Hai baõi loïc coøn laïi tieáp nhaän nguoàn nöôùc thaûi ñaõ ñöôïc xöû lyù sinh hoïc, do ñoù noàng ñoä BOD (BOD7) vaø NH4+-N ñaàu vaøo baõi loïc thaáp hôn. Caùc baõi loïc hoaït ñoäng khaù oån ñònh, loaïi boû 0,7-1,5 taán N/ha.naêm. Ñaây laø giaù trò trung bình trong thôøi gian nghieân cöùu, vôùi taûi troïng bieán ñoåi töø 1,7-6,3 taán N/ha.naêm. Löôïng P bò khöû cuõng bieán ñoåi trong khoaûng 10 ñeán 41 kg/ha.naêm, phuï thuoäc vaøo caùc giaù trò taûi troïng khaùc nhau, caùc daïng hôïp chaát P vaø voøng tuaàn hoaøn noäi taïi cuûa P trong caùc baõi loïc. ÔÛ Na Uy, baõi loïc troàng caây doøng chaûy ngaàm ñaõ ñöôïc xaây döïng ñeå xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït vaøo naêm 1991. Ngaøy nay, ôû nhöõng vuøng noâng thoân ôû Na Uy, phöông phaùp naøy trôû neân raát phoå bieán ñeå xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït, nhôø caùc baõi loïc vaän haønh vôùi hieäu suaát cao thaäm chí caû vaøo muøa ñoâng vaø vôùi chi phí thaáp. Moâ hình quy moâ nhoû ñöôïc aùp duïng phoå bieán ôû Na Uy laø heä thoáng bao goàm beå töï hoaïi, tieáp ñeán laø moät beå loïc sinh hoïc hieáu khí doøng chaûy thaúng ñöùng vaø moät baõi loïc ngaàm troàng caây vôùi doøng chaûy ngang. Beå loïc sinh hoïc hieáu khí tröôùc baõi loïc ngaàm ñeå loaïi boû BOD vaø thöïc hieän caùc quaù trình nitrat hoaù trong ñieàu kieän khí haäu laïnh, nôi thöïc vaät “ nguû” vaøo muøa ñoâng. Heä thoáng ñöôïc thieát keá theo tieâu chuaån hieän haønh cho pheùp ñaït hieäu suaát khöû P oån ñònh > 90% trong voøng 15 naêm neáu söû duïng caùt thieân nhieân chöùa nhieàu saét vaø canxi hoaëc söû duïng vaät lieäu haáp phuï P tieàn cheá coù troïng löôïng nheï. Lôùp vaät lieäu naøy sau khi baõo hoaø P, coù theå söû duïng chuùng laøm chaát caûi taïo ñaát hay laøm phaân boùn boå sung phoátpho. Hieäu suaát loaïi boû N khoaûng 40-60%. Hieäu quaû loaïi boû caùc vi khuaån chæ thò raát cao, thöôøng ñaït tôùi < 1000 coliform chòu nhieät/ 100 ml ( theo Peter D. Jenssen, Trond Mohlum, Tore Krogstad, Lasse Vrale, 2005) Taïi Ñan Maïch, höôùng daãn chính thöùc môùi veà xöû lyù nöôùc thaûi taïi choã nöôùc thaûi sinh hoaït gaàn ñaây ñaõ ñöôïc Boä Moâi Tröôøng Ñan Maïch coâng boá, aùp duïng baét buoäc ñoái vôùi caùc nhaø rieâng ôû noâng thoân. Trong höôùng daãn naøy ngöôøi ta ñaõ ñöa vaøo heä thoáng baõi loïc ngaàm troàng caây doøng chaûy thaúng ñöùng, cho pheùp ñaït hieäu suaát khöû BOD tôùi 95% vaø nitrat hoaù ñaït 90%. Heä thoáng naøy coù theå bao goàm caû quaù trình keát tuûa hoaù hoïc ñeå taùch phoátpho baèng PAC trong beå phaûn öùng laéng, cho pheùp loaïi boû 90% phoátpho. Dieän tích beà maët cuûa baõi loïc laø 3,2m2/ngöôøi vaø chieàu saâu loïc hieäu quaû laø 1m. Nöôùc thaûi sau laéng seõ ñöôïc bôm giaùn ñoaïn leân beà maët cuûa lôùp vaät lieäu loïc baèng bôm vaø heä thoáng oáng phaân phoái. Lôùp thoaùt nöôùc ôû ñaùy ñöôïc thoâng khí bò ñoäng thoâng qua caùc oáng hôi nhaèm taêng cöôøng söï trao ñoåi oxy vaøo quaù trình loïc. Moät nöõa doøng chaûy ñaõ ñöôïc nitrat hoaù töø lôùp vaät lieäu loïc seõ ñöôïc bôm tuaàn hoaøn vaøo ngaên ñaàu cuûa beå laéng hoaëc chaûy vaøo ngaên bôm nhaèm taêng cöôøng quaù trình khöû nitô vaø oån ñònh hoaït ñoäng cuûa heä thoáng. Heä thoáng loaïi boû phoátpho ñöôïc ñaët trong beå laéng vôùi moät bôm ñònh löôïng côõ nhoû. Hoaù chaát ñöôïc troän vôùi nöôùc thaûi nhôø heä thoáng bôm daâng baèng khí ñôn giaûn, ñoàng thôøi laøm nhieäm vuï tuaàn hoaøn nöôùc trong ngaên laéng. Heä thoáng baõi loïc troàng caây doøng chaûy thaúng ñöùng laø moät giaûi phaùp thay theá cho loïc trong ñaát, cho pheùp ñaït hieäu quaû xöû lyù cao tröôùc khi xaû ra moâi tröôøng. Nghieân cöùu veà loaïi boû vi sinh vaät trong nöôùc thaûi ÔÛ Ñöùc, moät chöông trình nghieân cöùu veà maët vi sinh vaät – söï toàn taïi vaø cheát cuûa caùc maàm beänh trong nöôùc thaûi ñöôïc thöïc hieän bôûi nhoùm nghieân cöùu Hagendorf Ulrich, Diehl Klaus vaø nnk trong nhieàu naêm, treân caùc maãu nöôùc laáy töø ba baõi loïc troàng caây xöû lyù nöôùc thaûi ñaõ qua xöû lyù sô boä ( beå töï hoaïi nhieàu ngaên, hoà) vaø töø nöôùc thaûi sinh hoaït ñaõ qua xöû lyù sô boä. Noàng ñoä cuûa caùc vi sinh vaät chæ thò hay caùc maàm beänh ñöôïc xaùc ñònh ôû nhieàu vò trí vaø caùc baäc cuûa heä thoáng xöû lyù. Vôùi soá lieäu töø hôn 3600 phaân tích vi sinh, so saùnh vôùi caùc soá lieäu töø moät heä thoáng ñaõ vaän haønh ñöôïc 18 naêm cho pheùp ñöa ñöôïc caû caùc yeáu toá vaän haønh vaøo trong ñaùnh giaù. Caùc nghieân cöùu cho thaáy raèng hieäu suaát loaïi boû trung bình cuûa caùc vi sinh vaät chæ thò vaø caùc maàm beänh naèm trong khoaûng 1.5 – 2.5 ñôn vò log vôùi heä thoáng xöû lyù moät baäc vaø 3 – 5 ñôn vò log ñoái vôùi heä thoáng xöû lyù nhieàu baäc. Khoâng coù söï khaùc nhau ñaùng keå giöõa baõi loïc ngaàm troàng caây doøng chaûy ngang vaø doøng chaûy ñöùng. Hieäu suaát loaïi boû vi sinh vaät trong caùc baõi loïc troàng caây roõ raøng laø hôn haún so vôùi heä thoáng buøn hoaït tính truyeàn thoáng. Nghieân cöùu xöû lyù buøn beå phoát baèng baõi loïc ngaàm troàng caây Vieän Coâng ngheä Chaâu AÙ (AIT), Thaùi Lan, keát hôïp vôùi Vieän Khoa hoïc vaø Coâng ngheä Moâi Tröôøng lieân bang Thuïy Syõ SANDEC, EAWAG ñaõ tieán haønh nghieân cöùu thöïc nghieäm xöû lyù phaân buøn beå phoát laáy töø Bangkok baèng heä thoáng baõi loïc ngaàm troàng caây doøng chaûy thaúng ñöùng vôùi caây coû neán ( Typha) taïi AIT lieân tuïc töø naêm 1997 tôùi nay. Taûi troïng TS baèng 250 kg/m2.naêm ñöôïc coi laø taûi troïng toái öu ñeå xöû lyù phaân buøn. Caàn ngaên caûn söï heùo ruû cuûa coû neán vaøo muøa khoâ baèng caùch töôùi nöôùc baõi loïc baèng nöôùc sau xöû lyù. 65% nöôùc töø phaân buøn ñöôïc thu qua heä thoáng thu nöôùc vaø 35% bay hôi. Baõi loïc ñöôïc vaän haønh gaàn 4 naêm, khoâng phaûi söûa chöõa heä thoáng thaám. Chaát raén tích luõy chöùa haøm löôïng tröùng giun thaáp, ñaùp öùng tieâu chuaån taùi söû duïng trong noâng nghieäp ñoái vôùi buøn caën. So saùnh vôùi saân phôi buøn truyeàn thoáng, baõi loïc ngaàm troàng caây cho pheùp thôøi gian löu giöõ buøn khoâ lôùn hôn nhieàu ( 5-6 naêm). Öu ñieåm cuûa phöông phaùp xöû lyù phaân buøn baèng baûi loïc troàng caây laø boä reã taïo ra caáu truùc xoáp, vôùi heä thoáng mao maïch nhoû li ti trong baõi loïc, giuùp cho quaù trình khöû nöôùc cuûa heä thoáng ñöôïc duy trì trong nhieàu naêm maø khoâng bò taéc. Nghieân cöùu xöû lyù nöôùc thaûi coâng nghieäp, nöôùc ræ baõi raùc baèng baõi loïc troàng caây. Taïi Boà Ñaøo Nha, l.c. Davies, c.c. Carias vaø nnk ñaõ nghieân cöùu vai troø cuûa caây saäy (Phragmites communis) – taùc nhaân peroxide trong quaù trình phaân huûy chaát nhuoäm azo, axit cam 7 (AO7) trong baõi loïc ngaàm troàng caây doøng chaûy thaúng ñöùng. Nghieân cöùu cho thaáy caùc chaát do thöïc vaät töôi tieát ra coù theå phaân huûy AO7 vaø caùc amin thôm cuûa noù, sau 120 giôø tieáp xuùc vôùi H2O2, loaïi boû ñöôïc 3,2-5,7 mgA07/gP.Australis khi doøng chaûy coù noàng ñoä 40 mgAO7/l ( 8 mgA07/gP.Australis). Töø nghieân cöùu naøy cho thaáy baõi loïc ngaàm troàng caây doøng chaûy thaúng ñöùng thích hôïp ñeå xöû lyù nöôùc thaûi chöùa chaát nhuoäm Azo. Vôùi noàng ñoä cuûa doøng vaøo laø 130 mgAO7/l, hoaït tính peroxide cuûa thöïc vaät trong laù, thaân vaø reã theo thöù töï taêng gaáp 2,1 laàn, 4,3 laàn vaø 12,9 laàn. Khi noàng ñoä chaát nhuoäm 700 mgAO7/l, hoaït tính peroxid cuûa thöïc vaät bò öùc cheá ngay töùc khaéc nhöng chæ sau hai ngaøy hoaït tính naøy trôû veà ñöôïc nhö cuõ. Taûi troïng höõu cô AO7 töø 21 ñeán 105 gCOD/m2.ngaøy khoâng ñoäc vaø coù khaû naêng loaïi boû töø 11 ñeán 67 g COD/m2.ngaøy. Hieäu quaû loaïi boû AO7 vaø TOC laø töông ñöông nhau (khoaûng 70%) cho thaáy AO7 bò khoaùng hoùa. Chu trình 3 giôø laø thôøi gian thích hôïp ñeå phaân huûy AO7. Baõi loïc troàng caây cuõng ñaõ ñöôïc söû duïng roäng raõi treân theá giôùi ñeå xöû lyù nöôùc roø ræ töø baõi raùc ( keå caû baõi coân laáp raùc sau khi ñoát) ñaït hieäu quaû raát toát nhö baõi loïc troàng caây ngaäp nöôùc xöû lyù nöôùc raùc ôû Linkoeping, Thuïy Ñieån. Trong nöôùc - Hieän nay, Trung taâm Kyõ thuaät Moâi tröôøng Ñoâ thò vaø Khu coâng nghieäp (CEETIA0, Tröôøng Ñaïi hoïc Xaây döïng cuõng ñang nghieân cöùu coâng ngheä xöû lyù phaân buøn beå phoát baèng baõi loïc ngaàm troàng caây doøng chaûy thaúng ñöùng, phoái hôïp vôùi Vieän Khoa hoïc vaø Coâng ngheä Moâi tröôøng Lieân bang Thuïy Syõ SANDEC, EAWAG (ñeà taøi FSM, döï aùn ESTNV do Thuïy Syõ taøi trôï) - Coâng trình nghieân cöùu laøm saïch nöôùc Hoà Taây baèng caây thuûy sinh. Döï aùn döï kieán thöïc hieän trong 2 naêm (2004-2005) vôùi toång chi phí gaàn 5,4 tyû ñoàng, nhöng döï aùn caàn nghieân cöùu kyõ löôõng ñeå choïn löïa nhöõng loaøi caây thích hôïp. - Nghieân cöùu xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït baèng baõi loïc ngaàm troàng caây doøng chaûy thaúng ñöùng trong ñieàu kieän Vieät Nam do PGS.TS. Nguyeãn Vieät Anh vaø nhoùm nghieân cöùu thöïc hieän. Keát quaû nghieân cöùu cho thaáy keát quaû veà hieäu quaû loaïi boû caùc chaát oâ nhieãm nhö : vôùi sô ñoà baäc 1, chaát löôïng nöôùc ñaàu ra sau beå loïc troàng caây cho pheùp ñaït tieâu chuaån nöôùc loaïi B ñoái vôùi caùc chæ tieâu COD, SS, TP. Vôùi sô ñoà baäc 2 noái tieáp, chaát löôïng nöôùc ñaàu ra sau beå loïc troàng caây ñaït tieâu chuaån nöôùc loaïi A vôùi caùc chæ tieâu COD, SS, TP. Tuy nhieân, vôùi cheá ñoä luoân ngaäp nöôùc, chæ tieâu NH4-N vaø vi sinh vaät trong nöôùc coøn vöôït quaù tieâu chuaån. - Xaây döïng moâ hình heä thoáng Ñaát ngaäp nöôùc nhaân taïo ñeå xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït taïi caùc xaõ Minh Noâng, Beán Goùt, Thaønh phoá Vieät Trì do GS.TSKH Döông Ñöùc Tieán vaø caùc coäng söï thöïc hieän. Keát quaû cho thaáy chaát löôïng nöôùc thaûi ñaàu ra sau khi ñaõ ñöôïc xöû lyù baèng caùc bieän phaùp sinh hoïc mang lai keát quaû töông ñoái toát, nöôùc khoâng coøn muøi hoâi, soá löôïng vi khuaån coliform giaûm ñi roõ raät, caùc chæ soá oâ nhieãm COD, BOD5 ôû döôùi ngöôõng cho pheùp, caùc chæ soá NH4+, NO3- raát thaáp. - Nghieân cöùu xöû lyù oâ nhieãm N, P trong nöôùc soâng Toâ Lòch baèng Beøo Taây do Th.S Ñaøo Vaên Baûy vaø GS.TSKH Laâm Ngoïc Thuï thöïc hieän. Keát quaû theo doõi thí nghieäm cho thaáy khi haøm löôïng caùc ion NH4-N vaø PO43—P < 0,01 mg/l, thì chæ 6-7 ngaøy sau ñoù, Beøo Taây coù bieåu hieän yeáu laù, laù vaøng vaø cheát daàn. Ñieàu ñoù cho pheùp ta ñònh ñöôïc chu kyø xöû lyù thích hôïp vaø quyeát ñònh thôøi ñieåm taùch beøo ra khoøi nguoàn nöôùc traùnh taùi oâ nhieãm nguoàn nöôùc. - Nghieân cöùu söû duïng moät soá thöïc vaät nöôùc ñeå laøm saïch kim loaïi naëng trong nöôùc hoà Baûy Maãu do PGS.TS.Leâ Thò Hieàn Thaûo – Tröôøng Ñaïi Hoïc Xaây Döïng thöïc hieän. Keát quaû nghieân cöùu khaúng ñònh moät soá loaøi thöïc vaät baäc cao nhö Beøo Taám vaø Rong Ñuoâi Choù coù khaû naêng laøm saïch nöôùc, laøm giaûm haøm löôïng caùc chaát baån vaø moät soá kim loaïi naëng trong nöôùc Hoà Baûy Maãu. Hieäu quaû xöû lyù kim loaïi naëng cuûa Rong Ñuoâi Choù cao hôn so vôùi Beøo Taám. - Nghieân cöùu söï phaân boá Cu, Zn, Hg vaø Cd trong Rau Muoáng thu töø soâng Nhueä vaø Toâ Lòch cuûa Vieät Nam do Vieän Sinh thaùi vaø Taøi nguyeân Sinh vaät, Vieän Khoa hoïc vaø Coâng ngheä Vieät Nam, Tröôøng Ñaïi hoïc Toång hôïp Bordeaux1 cuûa Phaùp thöïc hieän. Keát quaû nghieân cöùu chæ ra raèng rau muoáng laø caây coù khaû naêng tích tuï kim loaïi naëng, caây soáng ôû moâi tröôøng chöùa kim loaïi naëng ôû möùc cao hôn thì coù haøm löôïng caùc kim loaïi naëng naøy cao hôn. Vaø coù theå duøng Rau Muoáng laøm ñoái töôïng ñeå xöû lyù moâi tröôøng ñaát, nöôùc bò oâ nhieãm kim loaïi naëng. - Xöû lyù kim loaïi naëng ( Cr, Pb2+ vaø Ni2+) trong nöôùc thaûi coâng nghieäp baèng Beøo Taây do nhoùm nghieân cöùu thuoäc Khoa Moâi tröôøng , Tröôøng Ñaïi hoïc Khoa hoïc Töï nhieân thöïc hieän. Keát quaû nghieân cöùu ñöa ra keát luaän : Beøo Taây coù khaû naêng haáp thuï caùc kim loaïi naëng Cr, Pb2+, Ni2+ trong nöôùc thaûi coâng nghieäp. Noù tích luõy moät löôïng kim loaïi naëng coù ñoäc tính cao trong laù, cuoáng vaø reã cuûa mình theo thôøi gian. Haøm löôïng kim loaïi naëng tích luõy nhieàu nhaát laø ôû reã vaø löôïng kim loaïi naëng ñöôïc haáp thuï nhieàu nhaát trong khoaûng töø ngaøy thöù 5 ñeán ngaøy thöù 20. 2.1.3.5. Nhöõng öu ñieåm vaø nhöôïc ñieåm trong vieäc söû duïng Ñaát ngaäp nöôùc ñeå xöû lyù nöôùc thaûi Öu ñieåm Ngaøy nay, coù nhieàu nöôùc söû duïng thöïc vaät thuûy sinh ñeå xöû lyù nöôùc thaûi vaø nöôùc oâ nhieãm. Hieäu quûa xöû lyù tuy chaäm nhöng raát oån ñònh ñoái vôùi nhöõng loaïi nöôùc coù BOD vaø COD thaáp, khoâng chöùa ñoäc toá. Nhöõng keát quaû nghieân cöùu vaø öùng duïng ôû nhieàu nöôùc ñaõ ñöa ra nhöõng öu ñieåm cô baûn sau: Chi phí cho xöû lyù baèng thöïc vaät thuûy sinh thaáp Quaù trình coâng ngheä khoâng ñoøi hoûi kyõ thuaät phöùc taïp Hieäu quaû xöû lyù oån ñònh ñoái vôùi nhieàu loaïi nöôùc oâ nhieãm thaáp Sinh khoái taïo ra sau quaù trình xöû lyù ñöôïc öùng duïng vaøo nhieàu muïc ñích khaùc nhau nhö : Laøm nguyeân lieäu cho thuû coâng myõ ngheä nhö coùi, ñay, luïc bình, coû Laøm thöïc phaåm cho ngöôøi nhö cuû sen, cuû suùng, rau muoáng Laøm thöïc phaåm cho gia suùc nhö rau muoáng, sen, beøo taây, beøo taám Laøm phaân xanh, taát caû caùc loaøi thöïc vaät thuûy sinh sau khi thu nhaän töø quaù trình xöû lyù treân ñeàu laø nguoàn nguyeân lieäu ñeå saûn xuaát phaân xanh raát coù hieäu quaû. Saûn xuaát khí sinh hoïc Boä reã thaân caây ngaäp nöôùc, caây troâi noåi ñöôïc coi nhö moät giaù theå raát toát ( hay ñöôïc coi nhö moät chaát mang) ñoái vôùi vi sinh vaät. Vi sinh vaät baùm vaøo reã, vaøo thaân caây ngaäp nöôùc hay caùc loaøi thöïc vaät troâi noåi. Nhôø söï vaän chuyeån ( ñaëc bieät laø thöïc vaät troâi noåi) seõ ñöa vi sinh vaät theo cuøng. Chuùng di chuyeån töø vò trí naøy ñeán vi trí khaùc trong nöôùc oâ nhieãm, laøm taêng khaû naêng chuyeån hoaù vaät chaát coù trong nöôùc. Nhö vaäy, hieäu quaû xöû lyù cuûa vi sinh vaät nöôùc trong tröôøng hôïp naøy seõ cao hôn khi khoâng coù thöïc vaät thuûy sinh. ÔÛ ñaây ta coù theå coi moái quan heä giöõa vi sinh vaät vaø thöïc vaät thuûy sinh laø moái quan heä coäng sinh. Moái quan heä coäng sinh naøy ñaõ ñem laïi söùc soáng toát hôn cho caû hai nhoùm sinh vaät vaø taùc duïng xöû lyù seõ taêng cao. Söû duïng thöïc vaät thuûy sinh ñeå xöû lyù nöôùc oâ nhieãm trong nhieàu tröôøng hôïp khoâng caàn cung caáp naêng löôïng. Do ñoù, vieäc öùng duïng thöïc vaät thuûy sinh ñeå xöû lyù nöôùc oâ nhieãm ôû nhöõng vuøng khoâng coù ñieän ñeàu coù theå thöïc hieän deã daøng. Nhöôïc ñieåm Vieäc söû duïng thöïc vaät thuûy sinh ñeå xöû lyù nöôùc cuõng coù nhöõng nhöôïc ñieåm nhaát ñònh, trong ñoù coù hai nhöôïc ñieåm raát quan troïng: Dieän tích caàn duøng ñeå xöû lyù chaát thaûi lôùn. Vì thöïc vaät caàn tieán haønh quaù trình quang hôïp neân luoân caàn thieát phaûi coù aùnh saùng. Söï tieáp xuùc giöõa thöïc vaät vaø aùnh saùng trong ñieàu kieän ñuû chaát dinh döôõng caøng nhieàu thì quaù trình chuyeån hoaù caøng toát. Do ñoù, dieän tích cuûa beà maët cuûa söï tieáp xuùc naøy seõ caàn nhieàu. Ñieàu ñoù raát khoù khaên khi ta tieán haønh xöû lyù nöôùc oâ nhieãm ôû nhöõng khu vöïc ñoâ thò voán ñaõ raát khoù khaên veà ñaát. Tuy nhieân noù laïi thích hôïp cho vuøng noâng thoân, keå caû nhöõng vuøng khoâng ñöôïc cung caáp ñieän Trong ñieàu kieän caùc loaøi thöïc vaät phaùt trieån maïnh ôû caùc nguoàn nöôùc thaûi, boä reã cuûa chuùng nhö nhöõng chaát mang raát höõu ích cho vi sinh vaät baùm treân ñoù. Trong tröôøng hôïp khoâng coù thöïc vaät thuûy sinh ( ñaëc bieät laø caùc loaøi thöïc vaät troâi noåi), caùc loaøi vi sinh vaät seõ khoâng coù nôi baùm vaø chuùng raát deã troâi theo doøng nöôùc hoaëc bò laéng xuoáng ñaùy.ÔÛ ñaây laø hai vaán ñeà caàn hieåu roõ: Thöù nhaát, reã caùc loaøi thöïc vaät thuûy sinh seõ ñoùng vai troø tích cöïc trong vieäc taêng tröôûng cuûa vi sinh vaät neáu vi sinh vaät khoâng phaûi laø nhöõng vi sinh vaät gaây beänh. Trong tröôøng hôïp naøy, caùc loaøi vi sinh vaät gaây beänh seõ phaùt trieån maïnh ôû boä reã vaø nhöõng vuøng xung quanh cuûa thöïc vaät, chuùng seõ laø taùc nhaân sinh hoïc gaây oâ nhieãm moâi tröôøng raát maïnh. Thöù hai laø ngoaøi boä reã ra, caùc loaøi thöïc vaät thuûy sinh coøn chieám khoâng gian raát lôùn, ngaên caûn aùnh saùng chieáu saâu vaøo nöôùc khi ñoù vi sinh vaät khoâng bò tieâu dieät bôûi aùnh saùng maët trôøi. Thaûm thöïc vaät thuûy sinh phuû kín maët nöôùc ñöôïc coi nhö vaät caûn vaø haáp thuï raát höõu hieäu tia töû ngoaïi vaø hoàng ngoaïi cuûa aùnh saùng maët trôøi. Taùc duïng naøy khoâng chæ taïo ñieàu kieän ñeå nhöõng vi sinh vaät coù ích phaùt trieån maø caû nhöõng vi sinh vaät gaây beänh cuõng phaùt trieån. Do ñoù, hieän töôïng treân vöøa coù lôïi, vöøa coù haïi, coù lôïi laø caùc vi sinh vaät coù ích (nhöõng vi sinh vaät phaân giaûi caùc chaát höõu cô, voâ cô) phaùt trieån, laøm saïch moâi tröôøng nöôùc, coù haïi laø caùc vi sinh vaät gaây beänh phaùt trieån maïnh seõ laøm nöôùc bò oâ nhieãm sinh hoïc naëng hôn. Hieåu bieát ñöôïc baûn chaát töï nhieân naøy giuùp ta tìm bieän phaùp tích cöïc trong coâng ngheä xöû lyù naøy. 2.2. Khaùi quaùt nhoùm thöïc vaät ñaát ngaäp nöôùc 2.2.1. Giôùi thieäu chung Beân caïnh nhöõng loaøi saûn xuaát sinh khoái nguyeân thuûy, thöïc vaät Ñaát ngaäp nöôùc laø thaønh phaàn then choát cuûa heä sinh thaùi Ñaát ngaäp nöôùc bôûi vì chuùng cung caáp lôùp voû che chôû cho söï sinh saûn, nôi aån naùo thuù saên moài vaø nôi nghæ cho caùc vaät ôû döôùi nöôùc cuøng nhieàu loaøi hoang daõ. Theo ñoù, thöïc vaät ÑNN taïo döïng neân nhöõng chöùc naêng höõu ích cuûa ÑNN, chuùng coù giaù trò xaõ hoäi ñaùng keå nhö quaûn lyù chaát caën vaø söï vaän chuyeån chaát dinh döôõng. Nhöõng giaù trò veà giaûi trí vaø giaù trò caûnh quan thaãm myõ ñöôïc caûi thieän nhôø quaûn lyù thaønh coâng thöïc vaät ÑNN. Thöïc vaät ÑNN ñöôïc xem xeùt moät caùch thoâng thöôøng nhö caây ôû nöôùc – “baát kyø caây moïc trong nöôùc hoaêïc treân moät chaát neàn bò thieáu huït oxy ñònh kyø nhö laø moät keát quaû cuûa söï chöùa nöôùc quaù möùc” (Cowardin et al, 1979). Ngoaïi tröø caùc loaøi soáng hoaøn toaøn trong nöôùc, caây ôû nöôùc chòu ñöïng ñöôïc phaïm vi roäng cuûa söï traøn ngaäp luaân phieân vaø ñieàu kieän khoâ kieät. Nhöõng caây naøy phaûi coù khaû naêng töï nuoâi döôõng döôùi ñieàu kieän kî khí vaø töï phuïc hoài duø cho coù söï ngaäp luït ñònh kyø vaø söï baõo hoøa. Ngaäp luït coù 3 baát lôïi cô baûn taùc ñoäng leân caây: 1) Söï khuyeách taùn oxy ñeán vuøng reã bò haïn cheá; 2) saûn phaåm phuï gaây ñoäc cuaû quaù trình hoâ haáp tích luõy trong vuøng reã; 3) chaát dinh döôõng coù lôïi trong ñaát bò bieán ñoåi. Thöïc vaät ÑNN coù söï thích nghi veà toå chöùc cô theå, hình thaùi, chöùc naêng cô theå cho pheùp chuùng tieáp tuïc toàn taïi nhöïng ñieàu kieän caêng thaúng baét buoäc bôûi ngaäp luït. Söï thích nghi naøy ñoøi hoûi: - Thaûi oxy vaän chuyeån ñeán reã - Cô cheá chöùc naêng cô theå chòu ñöïng ñöôïc hoâ haáp kî khí Ví duï: Heä thoáng reã cuûa haàu heát caùc caây goã maø ñaõ phaùt trieån ôû döôùi ñieàu kieän baõo hoøa, reã moïng nöôùc vaø phaân nhaùnh ngheøo naøn, ít (Hook vaø Scholtent 1978). Bôûi vì keát quaû cuûa ñieàu kieän oxy thaáp, caùc reã vaø caùc cuoáng, coïng cuûa caùc loaïi caây ÑNN khaùc nhau phaùt trieån caùc moâ khí (nhöõng vuøng khí) ñoàng thôøi xuyeân qua phaù vôõ vaø phaân caùch caùc teá baøo. Moät caáu truùc töông töï toå ong laø keát quaû bôûi nhöõng teá baøo moûng manh phaân phaân chia ôû giöõa tuùi ñöïng cuûa moâ khí. Ñoä daøy cuûa söï phaân chia naøy khoâng laøm giôùi haïn söï khuyeát taùn khí, vaø oxy coù theå khuyeách taùn töø khuùc phía treân maët nöôùc cuûa caây ñeán reã. Söï hoâ haáp hieáu khí trong reã tieáp tuïc dieãn ra moät caùch nhòp nhaøng, vaø thöïc vaät ngaên caûn söï cung caáp naêng löôïng thaáp vaø nhöõng saûn phaåm cuoái gaây ñoäc cuûa hoâ haáp kî khí. Theo ñoù töø caùc reã ñaõ naïp khí, oxy khuyeách taùn töø reã vaøo beân trong moâi tröôøng khí cuûa ñaát. Nhöõng lôïi ích naøy maø nhöõng thöïc vaät oxy hoùa laøm giaûm caùc hôïp chaát nhö laø ion Fe vaø Mn, laø caùc ion nhieàu quaù möùc trong nhöõng vuøng ñaát luõ vaø gaây ñoäc cho reã. Caùc thöïc vaät phaûi coù khaû naêng phuïc hoài trong heä sinh thaùi chöùc naêng. Trong nhieàu heä sinh thaùi ÑNN, thöïc vaät ÑNN taùi sinh baèng haït trong suoát nhöõng thôøi kyø phôi daøi ñuû ñeå naûy maàm vaø thieát laäp haït gioáng. Maët khaùc, söï phôi vaø laøm aåm laïi cuûa haït seõ quyeát ñònh giaûi phoùng haït khoûi tình traïng nguû, giai ñoaïn aåm - laïnh cuõng laøm taêng phaàn naøo cuûa tình traïng naøy. Söï soáng tieáp tuïc vaø söï phaùt trieån cuûa haït phuï thuoäc vaø khaû naêng chòu chìm trong nöôùc hoaøn toaøn hoaëc ñoái vôùi caây moïc cao ñuû ñeå caùc laù caây duoãi thaúng ñeán khu vöïc phía treân maët nöôùc (Weisner et al 1993). Naêm 1952, oâng Putnam ñaõ chöùng minh raèng nhöõng haït gioáng caây trong tình traïng nguû thöôøng chòu ñöôïc ngaäp hôn nhöõng haït phaùt trieån moät caùch tích cöïc. 2.2.2. Phaân loaïi caùc nhoùm thöïc vaät thuyû sinh - Caùc loaïi thöïc vaät thuyû sinh tuy khoâng ña daïng baèng caùc loaøi phaùt trieån treân caïn, nhöng thöïc vaät thuyû sinh cuõng phaùt trieån phong phuù ôû nhieàu nôi treân traùi ñaát ñaëc bieät laø ôû nhöõng vuøng coù khí haäu noùng aåm nhöng vuøng xích ñaïo, caän xích ñaïo. - Thöïc vaät thuyû sinh laø nhöõng loaøi coù khaû naêng thích nghi cao vôùi moâi tröôøng soáng ngaäp trong nöôùc vaø moät soá trong caùc loaøi ñoù coù khaû naêng xöû lyù caùc chaát oâ nhieãm trong nguoàn nöôùc vôùi hieäu quaû raát cao. Thöïc vaät thuyû sinh ñöôïc söû duïng ñeå xöû lyù nöôùc oâ nhieãm coù theå chia laøm 3 loaïi : nhoùm thöïc vaät ngaäp nöôùc, nhoùm thöïc vaät troâi noåi, nhoùm thöïc vaät nöõa ngaäp nöôùc. 2.2.2.1. Nhoùm thöïc vaät thuyû sinh ngaäp nöôùc Laø nhöõng thöïc vaät soáng trong loøng nöôùc (phaùt trieån döôùi maët nöôùc). Ñaëc ñieåm quan troïng cuûa caùc loaøi thöïc vaät ngaäp nöôùc laø chuùng tieán haønh quang hôïp hay caùc quaù trình trao ñoåi chaát hoaøn toaøn trong nöôùc. Khi thöïc vaät thuyû sinh soáng trong loøng nöôùc, coù raát nhieàu quaù trình xaûy ra khoâng gioáng nhö thöïc vaät soáng treân caïn. Nhöõng quaù trình ñoù bao goàm: Thöù nhaát AÙnh saùng maët trôøi khoâng tröïc tieáp taùc ñoäng vaøo dieäp luïc coù ôû laù maø aùnh saùng maët trôøi ñi qua moät lôùp nöôùc. Moät phaàn naêng löôïng cuûa aùnh saùng maát ñi do söï haáp thuï cuûa caùc chaát höõu cô trong nöôùc. Chính vì theá, phaàn lôùn caùc loaøi thöïc vaät thuyû sinh soáng ngaäp trong nöôùc baét buoäc phaûi thích nghi vôùi kieåu aùnh saùng naøy. Maët khaùc aùnh saùng maët trôøi chæ coù theå ñaâm xuyeân vaøo nöôùc vôùi möùc chieàu saâu nhaát ñònh. Qua möùc ñoä ñoù, aùnh saùng seõ yeáu daàn ñeán luùc bò trieät tieâu. Ñieàu ñoù cho thaáy moät thöïc teá caùc loaøi thöïc vaät ngaäp nöôùc chæ coù theå soáng ôû moät chieàu saâu nhaát ñònh cuûa nöôùc. Khoâng coù aùnh saùng maët trôøi xuyeân qua thì thöïc vaät khoâng phaùt trieån. Nhö vaäy, aùnh saùng maët trôøi ñaäm xuyeân qua vaøo nöôùc phuï thuoäc vaøo hai yeáu toá: + Ñoä ñuïc cuûa nöôùc. + Chieàu saâu cuûa nöôùc. + Aùnh saùng maët trôøi coù taùc duïng toát nhaát ôû chieàu saâu cuûa nöôùc laø 50cm trôû laïi. Chính vì theá, phaàn lôùn thöïc vaät thuyû sinh ngaäp nöôùc soáng ôû chieàu saâu naøy. Thöù hai Khí CO2 trong nöôùc khoâng nhieàu nhö CO2 coù trong khoâng khí. Khaû naêng CO2 coù trong nöôùc thöôøng töø nhöõng nguoàn sau: + Töø quaù trình hoâ haáp cuûa vi sinh vaät. + Töø quaù trình phaûn öùng hoaù hoïc + Töø quaù trình hoaø tan cuûa khoâng khí Caùc quaù trình hoâ haáp thaûi CO2 thöôøng xaûy ra trong ñieàu kieän thieáu oxy. Caùc phaûn öùng hoaù hoïc chæ xaûy ra trong moâi tröôøng nöôùc chöùa nhieàu cacbonat. Khaû naêng hoaø tan CO2 töø khoâng khí raát haïn cheá. Chuùng chæ xaûy ra ôû beà maët nöôùc vaø khaû naêng naøy thöôøng giôùi haïn ôû ñoä daøy cuûa nöôùc khoaûng 20 cm keå töø beà maët nöôùc. Chính nhöõng haïn cheá naøy maø caùc loaøi thöïc vaät thuyû sinh thöôøng phaûi thích nghi heát söùc maïnh vôùi moâi tröôøng thieáu CO2 Thöù ba Vieäc caïnh tranh CO2 trong nöôùc xaûy ra raát maïnh giöõa thöïc vaät thuyû sinh vaø taûo, keå caû vôùi vi sinh vaät quang naêng. ÔÛ nhöõng löu vöïc nöôùc khoâng chuyeån ñoäng coù söï haïn cheá raát lôùn löôïng CO2 nhöng ôû nhöõng doøng chaûy hay coù söï khuaáy ñoäng, löôïng CO2 töø khoâng khí seõ taêng leân. Nhöõng thöïc vaät ngaäp nöôùc toàn taïi hai daïng. Moät daïng thöïc vaät coù reã baùm vaøo ñaát, huùt chaát dinh döôõng trong ñaát, thaân vaø laù ngaäp trong nöôùc, moät daïng reã vaø laù lô löûng trong loøng nöôùc. 2.2.2.2. Nhoùm thöïc vaät troâi noåi Thöïc vaät troâi noåi phaùt trieån raát nhieàu ôû caùc nöôùc trong vuøng nhieät ñôùi. Caùc loaøi thöïc vaät naøy phaùt trieån treân beà maët nöôùc, bao goàm hai phaàn, phaàn laù vaø thaân meàm noåi treân beà maët nöôùc. Ñaây laø phaàn nhaän aùnh saùng maët trôøi tröïc tieáp. Phaàn döôùi nöôùc laø reã, reã caùc loaøi thöïc vaät naøy laø reã chuøm. Chuùng phaùt trieån trong loøng moâi tröôøng nöôùc, nhaän caùc chaát dinh döôõng trong nöôùc vaø chuyeån leân laù, thöïc hieân caùc quaù trình quang hôïp. Caùc loaøi thöïc vaät troâi noåi phaùt trieån vaø sinh saûn raát maïnh, nhieàu khi chuùng gaây ra nhöõng vaán naïn sinh khoái. Nhoùm thöïc vaät naøy bao goàm ba loaøi sau : beøo luïc bình (water hyacinth), beøo taám (duck week), rau dieáp nöôùc( water lettuce). Nhöõng loaøi thöïc vaät naøy noåi treân maët nöôùc vaø chuùng thöôøng chuyeån ñoäng treân maët nöôùc theo gioù thoåi vaø theo soáng nöôùc hay doøng chaûy cuûa nöôùc. ÔÛ nhöõng khu vöïc nöôùc khoâng chuyeån ñoäng, caùc loaøi thöïc vaät naøy seõ bò doàn veà moät phía theo chieàu gioù. Coøn ôû nhöõng khu vöïc nöôùc chuyeån ñoäng nhö doøng soâng, chuùng seõ chuyeån ñoäng theo soùng nöôùc, theo gioù vaø theo doøng chaûy. Khi thöïc vaät loaïi naøy chuyeån ñoäng seõ keùo theo reã chuùng queùt trong loøng nöôùc, caùc chaát dinh döôõng seõ thöôøng xuyeân tieáp xuùc vôùi reã vaø ñöôïc haáp thuï qua reã. Maëc khaùc, reã cuûa caùc loaøi thöïc vaät naøy nhö nhöõng giaù theå raát tuyeät vôøi ñeå vi sinh vaät baùm vaøo ñoù, phaân huyû hay tieán haønh quaù trình voâ cô hoaù caùc chaát höõu cô trong nöôùc thaûi. So vôùi thöïc vaät ngaäp nöôùc, thöïc vaät troâi noåi coù khaû naêng xöû lyù caùc chaát oâ nhieãm raát cao. 2.2.2.3. Nhoùm thöïc vaät nöõa ngaäp nöôùc Ñaây laø loaøi thöïc vaät coù reã baùm vaøo ñaát vaø moät phaàn thaân ngaäp trong nöôùc. Moät phaàn thaân vaø toaøn boä laù cuûa chuùng laïi nhoâ haún treân beà maët nöôùc. Phaàn reã baùm vaøo ñaát ngaäp trong nöôùc, nhaän caùc chaát dinh döôõng coù trong ñaát, chuyeån chuùng leân laù treân maët nöôùc ñeå tieán haønh quaù trình quang hôïp. Vieäc laøm saïch moâi tröôøng nöôùc ñoái vôùi caùc loaøi thöïc vaät naøy chuû yeáu ôû phaàn laéng ôû ñaùy löu vöïc nöôùc. Caùc loaøi thaân coû thuoäc nhoùm naøy bao goàm : coû ñuoâi meøo( cattails), saäy (reed), coû loõi baác (bulrush). Caùc loaøi thöïc vaät thuyû sinh trong quaù trình phaùt trieån chòu söï aûnh höôûng raát lôùn cuûa caùc ñieàu kieän moâi tröôøng nöôùc nhö : + Nhieät ñoä + AÙnh saùng + Chaát dinh döôõng vaø caùc chaát coù trong nöôùc + pH cuûa nöôùc + Chaát khí hoaø tan trong nöôùc + Ñoä maën(haøm löôïng muoái) coù trong nöôùc + Chaát ñoäc haïi coù trong nöôùc + Doøng chaûy cuûa nöôùc + Sinh thaùi cuûa nöôùc. 2.2.3. Moät soá loaøi thöïc vaät thuyû sinh coù khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi 2.2.3.1. Lục bình (Beøo Nhaät Baûn) a. Teân Teân tieáng vieät: Luïc bình, beøo taây hay beøo Nhaät Baûn. Teân khoa hoïc: Eichhornia crassipes Giôùi: Plantae Ngaønh: Magnoliophyta Lôùp: Liliopsida Boä: Liliales Hoï: Pontederiaceae Chi: Eichhornia b. Nguoàn goác Caây luïc bình Nam Boä coù nguoàn goác ôû Brazil, nhaäp vaøo Vieät Nam töø naêm 1905. c. Tính chaát Luïc bình laø loaøi coû thuûy sinh, thaân ngaén coù chuøm loâng ôû giöõa, laù ñôn, moïc chuøm taïo thaønh hoa thò, gaân hình cung, mòn, ña saéc, cuoáng laù raát xoáp thöôøng phuø to taïo thaønh phao noái hình loï luïc bình ngaén vaø to ôû caây non, hay keùo daøi ñeán 30cm ôû caây giaø. Hoa luïc bình maøu xanh nhaït hoaëc xanh tím taïo thaønh chuøm ñöùng, ñaøi vaø traøng hoa cuøng ñính ôû goác, caùnh hoa treân coù ñoám vaøng, 3 taâm bì nhöng chæ coù 1 taâm bì thuï, 6 tieáu nhò vôùi 3 daøi vaø 3 ngaén. Traùi luïc bình laø nang coù 3 buoàng, bì moûng, nhieàu hoät. Thöôøng moïc boái treân maët nöôùc hay baùm vaøo ñaát buøn cuûa caùc vuøng nöôùc ngoït coù nhieät ñoä töø 10 – 400C, nhöng sinh tröôûng maïnh nhaát ôû nhieät ñoä 20 – 300C ; luïc bình sinh saûn raát maïnh, moät caây trong 2 thaùng coù theå ñeû ra 1000 caù theå. ÔÛ Vieät Nam luïc bình thöôøng phaùt trieån raát maïnh ôû caùc ao hoà, ven soâng, soâng thaønh quaàn theå saùt bôø soâng hoaëc keânh raïch. 2.2.3.2. Coû Vetiver ( coû höông baøi) a. Teân Hoï: Gramnae Toäc: Andropogoneae Teân khoa hoïc: Vetiver Zizanioides Teân thöôøng goïi: Vetiver grass, coû höông baøi… b. Nguoàn goác vaø phaân loaïi Coù hai loaøi coû Vetiver phoå bieán ñaõ ñöôïc troàng ñeå baûo veä ñaát laø Vetiver zizanioides vaø Vetiver nigritana. Tuy nhieân loaøi Vetiver zizanioides phaân boá trong vuøng aåm, trong khi loaøi Vetiver nigritana hieän dieän ôû nhöõng vuøng khoâ hôn. Coù hai kieåu gen cuûa loaøi Vetiver zizanioides ñaõ vaø ñang ñöôïc söû duïng: Kieåu gen Baéc AÁn Ñoä: laø loaïi coû hoang daïi vaø ñöôïc gieo troàng baèng haït. Kieåu gen Nam AÁn Ñoä: laø loaïi coû coù khaû naêng taïo maøu cho ñaát thaáp vaø loaïi baát thuï. Soá nhieãm saéc theå goác ôû caùc gioáng coû Vetiver laø x = 10 vaø 2n = 20 (2x) ÔÛ Vieät Nam, trong quyeån “ Teân caây röøng Vieät Nam” cuûa Nhaø xuaát baûn Noâng nghieäp, 1992 ghi nhaän coû Vetiver ñöôïc goïi laø coû Höông baøi hoaëc coû Höông lau, coù teân khoa hoïc laø Vetiveria zizanioides L gioáng coû naøy ñaõ ñöôïc troàng ôû Thaùi Bình ñeå saûn xuaát daàu thôm. Paul Tröông (1999) cho raèng Vetiver baét nguoàn töø Nam AÁn Ñoä vaø thuoäc loaïi Monto, coù moät loaïi coû ñòa phöông cuõng ñöôïc goïi laø coû Höông baøi, cuøng teân phaân loaïi laø Vetiver zizanioides L ñöôïc tìm thaáy ôû Mieàn Trung, quanh vuøng Pleiku vaø Ban Meâ Thuoät, noù töï nhaân gioáng ñeå toàn taïi baèng haït cuûa mình, vì vaäy chaéc chaén loaïi coû naøy khoâng baét nguoàn töø Nam AÁn Ñoä nhö loaïi Monto. Ngoaøi ra, döïa vaøo hình daùng caây, hoa vaø ñaëc bieät laø muøi thôm ñaëc tröng cuûa boä reã, moät soá nhaø khoa hoïc ñaõ ñaët teân theo ñòa phöông goàm ba gioáng nhö sau: Gioáng Ñoàng Nai coù hoa tím, haït leùp khoâng naûy maàm, reã coù muøi thôm ñaëc tröng cuûa coû Vetiver. Gioáng Bình Phöôùc coù hoa tím, haït leùp khoâng naûy maàm, hình daïng gioáng nhö gioáng Ñoàng Nai nhöng reã khoâng coù muøi thôm. Gioáng DakLak coù hoa tím, haït leùp khoâng naûy maàm vaø reã coù muøi thôm ñaëc tröng nhö gioáng Ñoàng Nai. Veà phaân loai: chi Vetiver goàm 11 loaøi phaân boá ôû Chaâu AÙ, Chaâu Phi vaø Baùn ñaûo Ñoâng Döông… Baûng 2.2: Caùc loaøi coû Vetiver STT Loaøi Nôi phaân boá 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 V.elongata (R.Br.) stapfex C.E V.festucoides (Presl.) Ohwi V.filipes C.E. Hubard V.fulvibarbisbis stapf V.intermedia S.T. Blake V.lowsonni (Hook.f) Blatt. Et McCann V.nemoralis (Balansa) Q.camus V.nigritana stapf V.pauciflora S.T. Blake V.rigida B.K. Simon V.zizanioides Nash New Guinea, UÙc Nhaät Baûn New Guinea, UÙc (Queenland) Trung vaø Ñoâng Chaâu Phi UÙc (Queenland) AÁn Ñoä Ñoâng Nam AÙ Trung vaø Ñoâng Nam Phi UÙc (Queenland) UÙc (Queenland) Trung vaø Ñoâng Nam AÙ c. Ñaëc ñieåm hình thaùi cuûa coû Vetiver Coû gioáng buïi saû, moïc thaúng ñöùng, caùc caây saùt vaøo nhau taïo thaønh khoùm daøy ñaëc, vöõng chaéc. Choài ngoïn: naèm saâu döôùi lôùp ñaát maët, chuùng laø ñieåm ruùt thaân reã. Thaân, laù: thaân daïng coäng, thaúng ñöùng,chaéc, ñaëc, cöùng vaø hoaù moäc, doïc thaân coù lôùp bao boïc giuùp caây coù theå toàn taïi trong moâi tröôøng baát lôïi nhö khoâ haïn, beänh dòch, thuoác tröø saâu, daøi khoaûng 0.5 – 1.5m, ñaëc bieät coù theå leân ñeán 2 – 3m, phaàn thaân treân khoâng phaân nhaùnh, phaàn thaân döôùi ñeå nhaùnh raát maïnh; laù coù phieán cöùng, daùng laù daøi vaø heïp. Hoa: löôõng tính coù maøu naâu tím, tím xanh, hoa thöôøng baát thuï. Reã: reã chuøm khoâng moïc traûi roäng maø laïi caém thaúng ñöùng aên saâu xuoáng ñaát 3 – 5m. Chính nhôø boä reã maø coû Vetiver coù khaû naêng ngaên ñöôïc xoùi moøn, toàn taïi laâu daøi. d. Ñaëc ñieåm sinh thaùi Phaân boá ñòa lyù vaø sinh thaùi Treân theá giôùi, coû Vetiver ñaõ ñöôïc duøng roäng raõi ñeå choáng xoùi moøn ñaát. Taïi Nam AÁn Ñoä, gaàn thaønh phoá Misora, noâng daân ñaõ troàng coû Vetiver nigratana laøm baèng caây xanh töø khoaûng 200 naêm nay cuõng nhö noâng daân ôû Kano, Nigeria cuõng ñaõ troàng coû Vetiver haøng theá kyû nay. Töø giöõa thaäp nieân 80, coâng ngheä coû Vetiver ñaõ ñöôïc giôùi thieäu ñeán hôn 100 nöôùc vaø hieän nay coù haøng traêm hecta ñaát ñöôïc aùp duïng coâng ngheä baèng coû Vetiver ôû 147 nöôùc trong ñoù coù 106 nöôùc söû duïng vôùi muïc ñích baûo veä ñaát vaø nöôùc. Theo nhieàu taøi lieäu, coû Vetiver hieän ñöôïc troàng nhieàu ôû vuøng nhieät ñôùi vaø caän nhieät ñôùi, nhö Chaâu Phi (Ethiopia, Nigeria…), Chaâu AÙ (Trung Quoác, AÁn Ñoä, Malaysia, Indonesia, Thaùi Lan…), Chaâu UÙc, Trung vaø Nam Myõ (Colombia…). Trong töï nhieân, coû Vetiver coù ôû vuøng ñoàng baèng truõng vaø doïc bôø suoái; coøn hieän nay, coû Vetiver ñöôïc troàng roäng raõi laøm baèng caây xanh ñeå baûo veä ñaát vaø nöôùc ôû caùc vò trí nhö: bôø soâng, bôø ñeâ, bôø ao vaø hoà chöùa nöôùc, doïc theo caùc kinh töôùi hoaëc tieâu nöôùc, ñaäp nöôùc, caùc vònh nöôùc, caùc ñöôøng nöôùc vaø möông caét nöôùc; khu vöïc chu vi cuûa moät coâng trình, caùc söôøn ñaát doác, doïc caùc xa loä, cuõng nhö caùc vuøng moû… Khí haäu Coû Vetiver phaùt trieån ñöôïc ôû möùc nhieät ñoä trung bình laø 18 – 250C, nhieät ñoä thaùng laïnh nhaát trung bình laø 50C, nhieät ñoä toái thieáu tuyeät ñoái laø -150C. Khi maët ñaát ñoùng baêng, coû seõ cheát. Nhieät ñoä muøa heø 250C seõ kích thích coû phaùt trieån nhanh, söï sinh tröôûng thoâng thöôøng baét ñaàu ôû nhieät ñoä hôn 120C. Coû Vetiver coù söùc chòu ñöïng ñoái vôùi söï bieán ñoäng khí haäu cöïc kyø lôùn nhö haïn haùn keùo daøi, luõ luït, ngaäp uùng. Khaû naêng chòu ngaäp uùng keùo daøi ñeán 45 ngaøy ôû luoàng nöôùc saâu 0,6 – 0,8m vaø chòu ñöôïc bieân ñoä nhieät töø -100C ñeán 480C. Löôïng möa Coû Vetiver caàn löôïng möa khoaûng 300mm, nhöng treân 700mm, coù leõ thích hôïp hôn ñeå coù theå toàn taïi suoát thôøi gian, thoâng thöôøng coû Vetiver caàn moät muøa aåm öôùt ít nhaát 3 thaùng, lyù töôûng nhaát laø coù möa haøng thaùng. AÅm ñoä Coû Vetiver phaùt trieån toát ôû ñieàu kieän aåm hoaëc ngaäp nöôùc hoaøn toaøn treân 3 thaùng. Tuy nhieân, chuùng cuõng sinh tröôûng toát ôû ñieàu kieän khoâ haïn nhôø heä thoáng reã ñaâm aên saâu vaøo ñaát neân coû Vetiver coù theå chòu ñöïng ñöôïc khoâ haïn vaø treân caùc trieàn doác. AÙnh saùng Coû Vetiver laø loaïi caây C4 neân chuùng thích hôïp trong vuøng coù löôïng aùnh saùng cao. Loaøi naøy phaùt trieån yeáu döôùi boùng raâm, khi boùng raâm ñöôïc boû ñi thì coû seõ phuïc hoài sinh tröôûng raát nhanh. Ñaát Coû Vetiver moïc toát nhaát ôû ñaát caùt saâu, tuy nhieân noù cuõng phaùt trieån ñöôïc ôû phaàn lôùn caùc loaïi ñaát, töø ñaát vertisol nöùt – ñen ñeán ñaát alfisol ñoû. Coû coøn moïc treân ñaù vuïn, ñaát caïn vaø caû ñaát truõng ngaäp nöôùc. Coû Vetiver moïc toát nhaát ôû choã ñaát troáng vaø thoaùt nöôùc toát, nhaát laø ôû ñaát non treû taïo töø tro nuùi löûa. Haøm löôïng tinh daàu trong reã coû Vetiver seõ taêng leân neáu coû ñöôïc troàng ôû ñaát seùt. pH Coû Vetiver thích hôïp ôû pH töø 3.0 – 11 Töø nhöõng ñaëc ñieåm thöïc vaät vaø sinh thaùi cuûa coû Vetiver (V.zizanioides L) cho thaáy chuùng laø loaøi coù khaû naêng thích nghi roäng ôû nhieàu vuøng sinh thaùi khaùc nhau, phaùt trieån ñöôïc ôû nhöõng vuøng ñaát töông ñoái khaéc nghieät vaø coù theå duøng ñöôïc troàng vôùi muïc ñích choáng xoùi moøn vaø saït lôû ñaát ñeå baûo veä ñaát ñai. 2.2.3.3. Moät soá loaøi thöïc vaät xöû lyù nöôùc thaûi khaùc Caây rau maùc Teân khoa hoïc: Sagttiaria trofolis L Hoï: Alismataceae Hình 2.9: Caây rau maùc ( nguoàn: www.ctu.edu.vn) Caây saäy Teân khoa hoïc: Phragites karkatrin. Ex Steud Hoï: Cyperaceae Hình 2.10: Caây saäy (nguoàn www.ctu.edu.vn) Keøo neøo Teân khoa hoïc: Laminocharis flava Buch Hoï: Limnocharitaceae Hình 2.11: Caây keøo neøo ( nguoàn: www.forum.zing.vn) Caây suùng Teân khoa hoïc: Nymphaea rubra Roxb. ex Salisb Hình 2.12: Caây suùng (nguoàn: www.ctu.edu.vn) Beøo tai chuoät Teân khoa hoïc: Salvinia cucullata Roxb Hình 2.13: Beøo tai chuoät (nguoàn: www.muivi.com) Coû voi Teân thöôøng goïi: coû voi, Napier, Elephant grass,… Hoï: Gaminae Hình 2.14: Coû voi (nguoàn: www.khuyennongvn.gov.vn) CHÖÔNG 3 TOÅNG QUAN VEÀ NÖÔÙC THAÛI SINH HOAÏT VAØ CAÙC PHÖÔNG PHAÙP XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI SINH HOAÏT 3.1. Nguoàn goác cuûa nöôùc thaûi sinh hoaït Nöôùc thaûi sinh hoaït laø nöôùc ñöôïc thaûi boû sau khi söû duïng cho caùc muïc ñích sinh hoaït cuûa coäng ñoäng: taém, giaët giuõ, taåy röûa, veä sinh caù nhaân … Chuùng thöôøng ñöôïc thaûi ra töø caùc caên hoä, cô quan, tröôøng hoïc, beänh vieän, chôï vaø caùc coâng trình coâng coäng khaùc. Löôïng nöôùc thaûi sinh hoaït cuûa moät khu daân cö phuï thuoäc vaøo daân soá, vaøo tieâu chuaån caáp nöôùc vaø ñaëc ñieåm cuûa heä thoáng thoaùt nöôùc. Tieâu chuaån nöôùc thaûi sinh hoaït cuûa caùc khu daân cö ñoâ thò thöôøng laø 100 ñeán 250 lít/ngöôøi.ngaøy ñeâm ( ñoái vôùi caùc nöôùc ñang phaùt trieån) vaø töø 150 ñeán 500 lít/ngöôøi.ngaøy ñeâm ( ñoái vôùi caùc nöôùc phaùt trieån). ÔÛ nöôùc ta hieän nay, tieâu chuaån caáp nöôùc dao ñoäng töø 120 ñeán 180 lít/ngöôøi.ngaøy ñeâm. Ñoái vôùi khu vöïc noâng thoân, tieâu chuaån caáp nöôùc sinh hoaït töø 50 ñeán 100 lít/ngöôøi.ngaøy ñeâm. Thoâng thöôøng tieâu chuaån nöôùc thaûi laáy baèng 80 ñeán 100% tieâu chuaån nöôùc caáp. Nöôùc thaûi sinh hoaït töø caùc trung taâm ñoâ thò thöôøng ñöôïc thoaùt baèng heä thoáng thoaùt nöôùc daãn ra caùc soâng raïch, coøn caùc vuøng ngoaïi thaønh vaø noâng thoân do khoâng coù heä thoáng thoaùt nöôùc neân nöôùc thaûi thöôøng ñöôïc tieâu thoaùt töï nhieân vaøo caùc ao hoà hoaëc thoaùt baèng bieän phaùp töï thaám. Ngoaøi ra, löôïng nöôùc thaûi sinh hoaït cuûa khu daân cö coøn phuï thuoäc vaøo ñieàu kieän trang thieát bò veä sinh nhaø ôû, ñaëc ñieåm khí haäu thôøi tieát vaø taäp quaùn sinh hoaït cuûa ngöôøi daân. Baûng 3.1 : Taûi troïng chaát baån tính cho moät ngöôøi trong ngaøy ñeâm Chæ tieâu oâ nhieãm Heä soá phaùt thaûi Caùc quoác gia gaàn guûi vôùi Vieät Nam Theo tieâu chuaån Vieät Nam (TCXD – 51 – 84) Chaát raén lô löûng (SS) 70 – 145 50 – 55 BOD5 45 – 54 25 – 30 COD 72 – 102 - Nitô toång coäng (N) 6 – 12 - Nitô amonia (N-NH4+) 2.4 – 4.8 7 Phospho toång soá (P) 0.8 – 4.0 1.7 Chaát hoaït ñoäng beà maët - 2.0 – 2.5 Daàu môõ 10 – 30 - Nguoàn: GS.TS. Laâm Minh Trieát (chuû bieân), Nguyeãn Thanh Huøng, Nguyeãn Phöôùc Daân – 2006 – Xöû lyù nöôùc thaûi ñoâ thò vaø coâng nghieäp – Tính toaùn caùc coâng trình – Nhaø xuaát baûn Ñai hoïc Quoác gia Thaønh phoá Hoà Chí Minh. 3.2. Thaønh phaàn vaø tính chaát cuûa nöôùc thaûi sinh hoaït Thaønh phaàn vaø tính chaát cuûa nöôùc thaûi sinh hoaït phuï thuoäc raát nhieàu vaøo nguoàn goác nöôùc thaûi. Ñaëc ñieåm chung cuûa nöôùc thaûi sinh hoaït laø thaønh phaàn cuûa chuùng töông ñoái oån ñònh. Caùc thaønh phaàn naøy bao goàm 52% chaát höõu cô, 48% chaát voâ cô, noàng ñoä chaát höõu cô trong nöôùc thaûi sinh hoaït dao ñoäng trong khoaûng 150 – 450 mg/L theo troïng löôïng khoâ, coù khoaûng 20 – 40% chaát höõu cô khoù bò phaân huûy sinh hoïc. Ngoaøi ra nöôùc thaûi sinh hoaït coøn chöùa nhieàu caùc vi sinh vaät gaây beänh vaø caùc ñoäc toá cuûa chuùng. Phaàn lôùn caùc vi sinh vaät trong nöôùc thaûi laø caùc vi khuaån vaø vi ruùt gaây beänh nhö: caùc vi khuaån gaây dòch taû, lî, thöông haøn … Thaønh phaàn nöôùc thaûi ñöôïc chia laøm hai nhoùm chính: Thaønh phaân vaät lyù: theo traïng thaùi lyù hoïc caùc chaát baån trong nöôùc thaûi ñöôïc chia thaønh 3 nhoùm: Nhoùm 1: goàm caùc chaát khoâng tan ôû daïng lô löûng kích thöôùc lôùn (nhöõng haït coù ñöôøng kính lôùn hôn 10-1 mm) vaø ôû daïng huyeàn phuø, nhuõ töông, boït (nhöõng haït coù ñöôøng kính töø 10-4 ñeán 10-1 mm). Nhoùm 2: goàm caùc chaát ôû daïng keo (nhöõng haït coùa kích thöôùc töø 10-6 ñeán 10-4 mm). Nhoùm 3: goàm caùc chaát hoøa tan ôû daïng phaân töû. Nhöõng haït naøy coù ñöôøng kính nhoû hôn 10-6 mm. Chuùng khoâng taïo thaønh pha rieâng bieät maø trôû thaønh heä moät pha hay coøn goïi laø dung dòch thaät. Thaønh phaàn hoùa hoïc: ñöôïc bieåu thò daïng caùc chaát baån trong nöôùc thaûi coù caùc tính chaát hoùa hoïc khaùc nhau, ñöôïc chia thaønh ba nhoùm: Thaùnh phaàn voâ cô: caùt, seùt, xæ, axit voâ cô, caùc ion cuûa muoái phaân ly … (khoaûng 42% ñoái vôùi nöôùc thaûi sinh hoaït). Thaønh phaàn höõu cô: caùc chaát coù nguoàn goác töø ñoäng vaät, thöïc vaät, caën baõ baøi tieát … (chieám khoaûng 58%). - Caùc chaát chöùa nitô: ure, protein, acid amin. - Caùc hôïp chaát nhoùm hydrocacbon: môõ, xaø phoøng, cellulose. - Caùc hôïp chaát coù chöùa phosphor, löu huyønh. Thaønh phaàn sinh hoïc: naám men, naám moác, taûo, vi khuaån … 3.3. Taùc ñoäng cuûa nöôùc thaûi sinh hoaït ñeán moâi tröôøng 3.3.1. Ñeán moâi tröôøng töï nhieân Nöôùc thaûi sinh hoaït gaây ra söï oâ nhieãm moâi tröôøng töï nhieân do caùc thaønh phaàn oâ nhieãm: COD, BOD: söï khoaùng hoùa, oån ñònh chaát höõu cô tieâu thuï moät löôïng lôùn vaø gaây thieáu huït oxy cuûa nguoàn tieáp nhaän daãn ñeán aûnh höôûng cuûa heä sinh thaùi moâi tröôøng nöôùc. Neáu oâ nhieãm quaù möùc ñieàu kieän yeám khí coù theå hình thaønh. Trong quaù trình phaân huûy yeám khí sinh ra caùc saûn phaåm nhö H2S, NH3, CH4,… laøm cho nöôùc coù muøi hoâi thoái vaø laøm giaûm pH cuûa moâi tröôøng nöôùc tieáp nhaän. SS: laéng ñoäng ôû nguoàn tieáp nhaän gaây ñieàu kieän yeám khí. Nhieät ñoä: nhieät ñoä nöôùc thaûi sinh hoaït thöôøng khoâng gaây aûnh höôûng ñeán ñôøi soáng cuûa thuyû sinh vaät. Vi khuaån gaây beänh: gaây ra caùc beänh lan truyeàn baèng ñöôøng nöôùc nhö tieâu chaûy, ngoä ñoäc thöùc aên, vaøng da… N, P: ñaây laø nhöõng yeáu toá dinh döôõng ña löôïng. Neáu noàng ñoä trong nöôùc quaù cao daãn tôùi hieän töôïng phuù döôõng hoùa, ñoù laø söï phaùt trieån buøng phaùt cuûa caùc loaïi taûo, laøm cho noàng ñoä oxy trong nöôùc thaáp vaøo ban ñeâm gaây ngaït thôû vaø gaây cheát caùc thuyû sinh vaät, trong khi ñoù ban ngaøy noàng ñoä oxy raát cao do quaù trình hoâ haáp cuûa taûo thaûi ra. Maøu: maøu ñuïc hoaëc ñen, gaây maát myõ quan. Daàu môõ: gaây muøi, ngaên caûn khueách taùn oxy treân beà maët. 3.3.2. Ñeán moâi tröôøng nhaân taïo Beân caïnh söï oâ nhieãm moâi tröôøng töï nhieân, thì nöôùc thaûi noùi chung vaø nöôùc thaûi sinh hoaït noùi rieâng khi chöa qua xöû lyù maø ñöôïc xaû tröïc tieáp ra moâi tröôøng seõ gaây maát myõ quan khu vöïc. Ñoù laø chöa keå ñeán vieäc phaùt sinh caùc loaïi dòch beänh laï, aûnh höôûng ñeán söùc khoûe cuûa ngöôøi daân. Veà maët xaõ hoäi thì noù seõ gaây ra söï baát an vaø thieáu tin töôûng vaøo caùc cô quan quaûn lyù, töø ñoù seõ keùo theo nhieàu heä luî tieâu cöïc. 3.4. Toång quan veà möùc ñoä vaø phöông phaùp xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït 3.4.1. Toång quan veà möùc ñoä xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït Theo chaát löôïng nöôùc ñaït ñöôïc, caùc quaù trình xöû lyù nhoùm laïi thaønh caùc coâng ñoaïn: xöû lyù ban ñaàu, xöû lyù baäc hai, xöû lyù baäc cao nöôùc thaûi. 3.4.1.1. Xöû lyù ban ñaàu (xöû lyù caáp I) Xöû lyù caáp I goàm caùc quaù trình xöû lyù sô boä vaø laéng, baét ñaàu töø song chaén vaø keát thuùc sau laéng caáp I. Coâng ñoaïn naøy coù nhieäm vuï khöû caùc vaät raén noåi coù kích thöôùc vaø caùc taïp chaát raén coù theå laéng ra khoûi nöôùc thaûi ñeå baûo veä bôm vaø ñöôøng oáng. Haàu heát caùc chaát raén lô löûng laéng ôû beå laéng caáp I. ÔÛ ñaây thöôøng goàm caùc quaù trình loïc qua song chaén, tuyeån noåi, taùch daàu môõ vaø trung hoøa 3.4.1.2. Xöû lyù baäc hai (xöû lyù caáp II) Xöû lyù caáp II goàm caùc quaù trình sinh hoïc (ñoâi khi caû quaù trình hoùa hoïc) coù taùc duïng khöû haàu heát caùc taïp chaát höõu cô hoøa tan coù theå phaân huûy baèng con ñöôøng sinh hoïc, nghóa laø khöû BOD. Ñoù laø caùc quaù trình: hoaït hoùa buøn, loïc sinh hoïc hay oxy hoùa sinh hoïc trong caùc hoà (hoà sinh hoïc) vaø phaân huûy yeám khí. Taát caû caùc quaù trình naøy ñeàu söû duïng khaû naêng cuûa caùc vi sinh vaät chuyeån hoùa caùc chaát thaûi höõu cô veà daïng oån ñònh vaø naêng löôïng thaáp 3.4.1.3. Xöû lyù baäc cao nöôùc thaûi (xöû lyù caáp III) Xöû lyù caáp III thöôøng goàm caùc quaù trình xöû lyù hoùa hoïc: keát tuûa hoùa hoïc vaø ñoâng tuï, haáp phuï baèng than hoaït tính, thaåm thaáu ngöôïc, ñieän thaåm tích, caùc quaù trình khöû caùc chaát dinh döôõng, clo hoùa vaø ozon hoùa. 3.4.2. Toång quan veà phöông phaùp xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït Caùc loaïi nöôùc thaûi ñeàu chöùa taïp chaát gaây oâ nhieãm raát khaùc nhau: töø caùc loaïi chaát raén khoâng tan, ñeán nhöõng loaïi chaát khoù tan hoaëc tan ñöôïc trong nöôùc, xöû lyù nöôùc thaûi laø loaïi boû caùc taïp chaát ñoù, laøm saïch laïi nöôùc hoaëc thaûi vaøo nguoàn hay taùi söû duïng. Ñeå ñaït ñöôïc nhöõng muïc ñích ñoù chuùng ta thöôøng döïa vaøo ñaëc ñieåm cuûa töøng loaïi taïp chaát ñeå löïa choïn phöông phaùp xöû lyù thích hôïp. Thoâng thöôøng coù caùc phöông phaùp xöû lyù sau: Xöû lyù baèng phöông phaùp cô hoïc. Xöû lyù baèng phöông phaùp hoùa lyù. Xöû lyù baèng phöông phaùp sinh hoïc. Phöông phaùp khöû truøng. 3.4.2.1. Phöông phaùp cô hoïc Xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp cô hoïc thöïc chaát laø aùp duïng caùc löïc vaät lyù ñeå loaïi boû caùc taïp chaát cô hoïc khoâng tan ra khoûi nöôùc thaûi baèng caùch gaïn loïc, laéng, loïc. Caùc coâng trình xöû lyù trong phöông phaùp cô hoïc goàm coù: song chaén raùc, beå laéng caùt, beå vôùt daàu, môõ, beå laéng, beå loïc,… vaø moãi coâng trình ñôn vò naøy ñeàu coù nhieäm vuï khaùc nhau vaø hoã trôï nhau ñeå loaïi boû caùc taïp chaát cô hoïc töông öùng trong nöôùc thaûi. Baûng 3.2: ÖÙng duïng caùc coâng trình cô hoïc trong xöû lyù nöôùc thaûi Caùc coâng trình ÖÙng duïng Löôùi chaén raùc Taùch caùc chaát raén thoâ vaø coù theå laéng Nghieàn raùc Nghieàn caùc chaát raén thoâ ñeán kích thöôùc nhoû hôn ñoàng nhaát Beå ñieàu hoøa Ñieàu hoøa löu löôïng vaø taûi troïng BOD, SS Laéng Taùch caùc caën laéng vaø neùn buøn Loïc Taùch caùc caën lô löûng coøn laïi sau xöû lyù sinh hoïc hoaëc hoùa hoïc Maøng loïc Töông töï nhö quaù trình loïc, taùch taûo töø nöôùc thaûi sau hoà oån ñònh Vaän chuyeån khí Boå sung vaø taùch khí Bay hôi vaø bay khí Bay hôi caùc hôïp chaát höõu cô bay hôi töø nöôùc thaûi Nguoàn: PGS.PTS Hoaøng Hueä – 1996 – Xöû lyù nöôùc thaûi – Nhaø xuaát baûn xaây döïng 3.4.2.2. Phöông phaùp hoùa lyù Thöïc chaát cuûa phöông phaùp xöû lyù hoùa lyù laø ñöa vaøo nöôùc thaûi chaát phaûn öùng naøo ñoù ñeå gaây taùc ñoäng tôùi caùc taïp chaát baån, bieán ñoåi hoùa hoïc, taïo thaønh chaát khaùc döôùi daïng caën hoaëc chaát hoøa tan nhöng khoâng ñoäc haïi hay gaây oâ nhieãm moâi tröôøng. Caùc phöông phaùp hoùa lyù thöôøng öùng duïng ñeå xöû lyù nöôùc thaûi laø keo tuï, haáp thuï, trích ly, bay hôi, tuyeån noåi… Caên cöù vaøo ñieàu kieän ñòa phöông vaø yeâu caàu veä sinh maø phöông phaùp hoùa lyù laø giaûi phaùp cuoái cuøng hoaëc laø giai ñoaïn xöû lyù sô boä cho caùc giai ñoaïn xöû lyù tieáp theo. a. Phöông phaùp keát tuûa – taïo boâng Quaù trình keo tuï taïo boâng ñöôïc öùng duïng ñeå loaïi boû caùc chaát raén lô löûng vaø caùc haït keo coù kích thöôùc raát nhoû (10-7 – 10-8 cm). Caùc chaát naøy toàn taïi ôû daïng khueách taùn vaø khoâng theå loaïi boû baèng quaù trình laéng vì toán raát nhieàu thôøi gian. Ñeå taêng hieäu quaû laéng, giaûm bôùt thôøi gian laéng cuûa chuùng thì ta theâm vaøo nöôùc thaûi moät soá hoùa chaát nhö pheøn nhoâm, pheøn saét, polymer,… Caùc chaát naøy coù taùc duïng keát dính caùc chaát khueách taùn trong dung dòch thaønh caùc haït coù kích côõ vaø tyû troïng lôùn hôn neân seõ laéng nhanh hôn. Caùc chaát keo tuï duøng laø pheøn nhoâm: Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)3Cl, KAl(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O; pheøn saét: Fe2(SO4)3.2H2O, FeSO4.7H2O, FeCl3 hay chaát keo tuï khoâng phaân ly, daïng cao phaân töû coù nguoàn goác thieân nhieân hay toång hôïp. Trong khi tieán haønh quaù trình keo tuï, taïo boâng caàn chuù yù: pH cuûa nöôùc thaûi. Baûn chaát cuûa heä keo. Söï coù maët cuûa caùc ion trong nöôùc. Thaønh phaàn cuûa chaát höõu cô trong nöôùc. Nhieät ñoä b. Phöông phaùp trung hoøa Nöôùc thaûi thöôøng coù nhöõng giaù trò pH khaùc nhau. Muoán nöôùc thaûi ñöôïc xöû lyù toát baèng phöông phaùp sinh hoïc phaûi tieán haønh trung hoaø vaø ñieàu chænh pH veà 6.6 – 7.6. Trung hoøa baèng caùch duøng caùc dung dòch axit hoaëc muoái axit, caùc dung dòch kieàm hoaëc axit kieàm ñeå trung hoøa dòch nöôùc thaûi. Trung hoøa baèng troän laãn chaát thaûi Trung hoøa baèng boå sung caùc taùc nhaân hoùa hoïc Trung hoøa nöôùc thaûi axit baèng caùch loïc qua vaät lieäu coù taùc duïng trung hoøa. c. Phöông phaùp haáp phuï Phöông phaùp haáp phuï ñöôïc duøng ñeå loaïi boû heát caùc chaát baån hoøa tan vaøo nöôùc maø phöông phaùp xöû lyù sinh hoïc cuøng caùc phöông phaùp khaùc khoâng loaïi boû ñöôïc vôùi haøm löôïng raát nhoû. Thoâng thöôøng ñaây laø caùc hôïp chaát hoøa tan coù ñoäc tính cao hoaëc caùc chaát coù muøi, vò vaø maøu raát khoù chòu. Caùc chaát haáp phuï thöôøng duøng laø: than hoaït tính, ñaát seùt hoaït tính, silicagen, keo nhoâm, moät soá chaát toång hôïp hoaëc chaát thaûi trong saûn xuaát, nhö xæ tro, xæ maït saét… Trong soá naøy than hoaït tính ñöôïc duøng phoå bieán nhaát. Than hoaït tính coù hai loaïi daïng: boät vaø daïng haït ñeàu ñöôïc duøng ñeå haáp phuï d. Phöông phaùp oxi hoùa khöû Ñeå laøm saïch nöôùc thaûi ngöôøi ta coù theå söû duïng caùc chaát oxy hoaù nhö clo ôû daïng khí vaø hoùa loûng, dioxyt clo, clorat canxi, hypoclorit canxi vaø natri, kali permanganate, kali bicromat, peoxythydro (H2O2), oxy cuûa khoâng khí, ozon, pyroluzit (MnO2)… Trong quaù trình oxy hoùa, caùc chaát ñoäc haïi trong nöôùc thaûi ñöôïc chuyeån thaønh caùc chaát ít ñoäc hôn vaø taùch ra khoûi nöôùc. Quaù trình naøy tieâu toán moät löôïng lôùn caùc taùc nhaân hoùa hoïc, do ñoù quaù trình oxy hoùa hoïc chæ ñöôïc duøng trong nhöõng tröôøng hôïp khi caùc taïp chaát gaây baån trong nöôùc thaûi khoâng theå taùch baèng nhöõng phöông phaùp khaùc. e. Phöông phaùp oxi hoùa ñieän hoùa Phöông phaùp oxi hoùa ñieän hoùa ñöôïc duøng ñeå xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït, vôùi muïc ñích khöû caùc chaát coù trong nöôùc thaûi ñeå thu hoài caën quyù (kim loaïi) treân caùc ñieän cöïc anot. Phöông phaùp naøy duøng xöû lyù nöôùc thaûi xi maï niken, maï baïc hay caùc nhaø maùy taåy gæ kim loaïi, nhö ñieän phaân dung dòch chöùa saét sunfat vaø axit sunfuric töï do baèng maøng trao ñoåi ion seõ phuïc hoài 80 – 90% axit sunfuric vaø thu hoài boät saét vôùi khoái löôïng laø 20 – 25 kg/m3 dung dòch. Neáu xöû lyù baèng phöông phaùp ñieän phaân thì nöôùc thaûi coù theå duøng laïi ñöôïc, vaø dung dòch axit sunfuric coù theå duøng laïi cho quaù trình ñieän phaân sau. Baûng 3.3: ÖÙng duïng caùc quaù trình hoùa lyù trong xöû lyù nöôùc thaûi Quaù trình ÖÙng duïng Khuaáy troän Khuaáy troän hoùa chaát vaø chaát khí vôùi nöôùc thaûi vaø giöõ caën ôû traïng thaùi lô löûng Taïo boâng Giuùp cho vieäc taäp hôïp caùc haït caën nhoû thaønh caùc haït lôùn hôn ñeå coù theå taùch ra baèng laéng troïng löïc Tuyeån noåi Taùch haït caën lô löûng nhoû vaø caùc haït coù tyû troïng saép xæ tyû troïng cuûa nöôùc, hoaëc söû duïng ñeå neùn buøn sinh hoïc Haáp thuï Taùch caùc chaát höõu cô khoâng ñöôïc xöû lyù baèng phöông phaùp hoùa hoïc thoâng thöôøng hoaëc baèng phöông phaùp sinh hoïc. Noù cuõng ñöôïc duøng ñeå taùch kim loaïi naëng, khöû chlorine cuûa nöôùc thaûi tröôùc khi xöû vaøo nguoàn Khöû truøng: Baèng Clo Baèng ClO2 Baèng BrCl2 Baèng Ozone Baèng tia UV Phaù huûy choïn loïc caùc vi sinh vaät gaây beänh Khöû chlorine Taùch clo coøn laïi sau quaù trình clo hoùa Nguoàn: PGS.TS Löông Ñöùc Phaåm – 2003 – Coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi baèng bieän phaùp sinh hoïc – Nhaø xuaát baûn giaùo duïc 3.4.2.3. Phöông phaùp sinh hoïc Xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc döïa treân hoaït ñoäng soáng cuûa vi sinh vaät, chuû yeáu laø vi khuaån dò döôõng hoaïi sinh, coù trong nöôùc thaûi. Quaù trình hoaït ñoäng cuûa chuùng cho keát quaû laø caùc chaát höõu cô nhieãm baån ñöôïc khoaùng hoùa vaø trôû thaønh nhöõng chaát voâ cô, caùc chaát khí ñôn giaûn vaø nöôùc. Phuï thuoäc vaøo caùch laøm thoaùng (cung caáp oxy): töï nhieân hay nhaân taïo maø phöông phaùp xöû lyù sinh hoïc ñöôïc chia laøm hai daïng töông öùng: Xöû lyù sinh hoïc trong ñieàu kieän töï nhieân: ñöôïc thöïc hieän ôû caùc coâng trình xöû lyù: hoà sinh vaät, ñaát ngaäp nöôùc, caùnh ñoàng töôùi, caùnh ñoàng loïc,… Xöû lyù sinh hoïc trong ñieàu kieän nhaân taïo: khuaáy troän, bôm khí,… caùc coâng trình ñöôïc söû duïng laø: beå loïc sinh hoïc (biophin), beå laøm thoaùng sinh hoïc (Aerotank)… Giai ñoaïn xöû lyù sinh hoïc tieán haønh sau giai ñoaïn xöû lyù cô hoïc. Beå laéng sau giai ñoaïn xöû lyù cô hoïc goïi laø beå laéng ñôït I. Ñeå chaén giöõ maøng sinh hoïc (sau beå biophin) hoaëc buøn hoaït tính (sau beå Aerotank) duøng beå goïi laø beå laéng ñôït II. AÙp duïng caùc quaù trình xöû lyù sinh hoïc treân ñeå: Khöû caùc chaát höõu cô chöùa cacbon trong nöôùc thaûi, thöôøng bieåu thò baèng nhu caàu oxi sinh hoùa - BOD; toång cacbon höõu cô – TOC; hoaëc nhu caàu oxi hoùa hoïc – COD. Nitrat hoùa Khöû nitrat Khöû phosphor OÅn ñònh chaát thaûi Baûng 3.4: Caùc quaù trình sinh hoïc duøng trong xöû lyù nöôùc thaûi Loaïi Teân chung AÙp duïng Quaù trình hieáu khí Sinh tröôûng lô löûng Quaù trình buøn hoaït tính Thoâng thöôøng (doøng nay) Xaùo troän hoaøn toaøn Laøm thoaùng theo baäc Oxi nguyeân chaát Beå phaûn öùng hoaït ñoäng giaùn ñoaïn OÅn ñònh tieáp xuùc Laøm thoaùng keùo daøi Keânh oxy hoùa Beå saâu Beå roäng – saâu Nitrat hoùa sinh tröôûng lô löûng Hoà laøm thoaùng Phaân huûy hieáu khí Khoâng khí thoâng thöôøng Oxi nguyeân chaát Khöû BOD chöùa cacbon (nitrat hoùa) Nitrat hoùa Khöû BOD – chöùa cacbon (nitrat hoaù) OÅn ñònh, khöû BOD – chöùa cacbon Sinh tröôûng gaén keát Beå loïc sinh hoïc Thaùp taûi – nhoû gioït Cao taûi Loïc treân beà maët xuø xì Ñóa tieáp xuùc sinh hoïc quay. Beå phaûn öùng vôùi khoái vaät lieäu Quaù trình loïc sinh hoïc hoaït tính Khöû BOD chöùa cacbon – nitrat hoùa Khöû BOD chöùa cacbon Khöû BOD chöùa cacbon – nitrat hoùa Khöû BOD chöùa cacbon – nitrat hoùa Keát hôïp quaù trình sinh tröôûng lô löûng vaø gaén keát Loïc nhoû gioït – vaät lieäu raén tieáp xuùc Quaù trình buøn hoaït tính – loïc sinh hoïc Quaù trình loïc sinh hoïc – buøn hoaït tính noái tieáp nhieàu baäc Quaù trình trung gian Anoxic Sinh tröôûng lô löûng Sinh tröôûng gaén keát Sinh tröôûng lô löûng khöû nitrat hoùa. Maøng coá ñònh khöû nitrat. Khöû nitrat hoùa Quaù trình kò khí Sinh tröôûng lô löûng Sinh tröôûng gaén keát Leân men phaân huûy kò khí Taùc duïng tieâu chuaån moät baäc Cao taûi moät baäc Hai baäc Quaù trình tieáp xuùc kò khí Lôùp buøn kò khí lô löûng höôùng leân (UASB) Quaù trình loïc kò khí OÅn ñònh, khöû BOD chöùa cacbon Khöû BOD chöùa cacbon Khöû BOD chöùa cacbon OÅn ñònh chaát thaûi vaø khöû nitrat hoùa Quaù trình keát hôïp hieáu khí – trung gian Anoxic – kò khí Sinh tröôûng lô löûng keát hôïp sinh tröôûng lô löûng, sinh tröôûng gaén keát Quaù trình moät baäc hoaëc nhieàu baäc, caùc quaù trình coù tính chaát khaùc nhau Quaù trình moät baäc hoaëc nhieàu baäc Khöû BOD chöùa cacbon – nitrat hoùa, khöû nitrat hoùa,khöû phosphor Khöû BOD chöùa cacbon – nitrat hoùa, khöû nitrat hoùa,khöû phosphor Quaù trình ôû hoà Hoà hieáu khí Hoà baäc ba Hoà tuyø tieän Hoà khò kí Khöû BOD chöùa cacbon Khöû BOD chöùa cacbon – nitrat hoùa Khöû BOD chöùa cacbon Khöû BOD chöùa cacbon (oån ñònh chaát thaûi – buøn) Nguoàn: PGS.TS Löông Ñöùc Phaåm – 2003 – Coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi baèng bieän phaùp sinh hoïc – Nhaø xuaát baûn giaùo duïc 3.4.2.4. Phöông phaùp khöû truøng Nöôùc thaûi sau khi xöû lyù baèng phöông phaùp sinh hoïc coøn chöùa khoaûng 105 – 106 vi khuaån trong 1 ml. Haàu heát caùc loaïi vi khuaån coù trong nöôùc thaûi khoâng phaûi laø vi truøng gaây beänh, nhöng khoâng loaïi tröø khaû naêng toàn taïi moät vaøi loaøi vi khuaån gaây beänh naøo trong nöôùc thaûi ra nguoàn caáp nöôùc, hoà bôi, hoà nuoâi caù thì coù khaû naêng lan truyeàn beänh seõ raát cao, do ñoù phaûi coù phöông phaùp tieät truøng nöôùc thaûi tröôùc khi xaû ra nguoàn tieáp nhaän. Caùc bieän phaùp tieät truøng nöôùc thaûi phoå bieán hieän nay laø: Duøng Clo hôi qua thieát bò ñònh löôïng Clo. Duøng Hypoclorit – canxi daïng boät – Ca(ClO)2 – hoøa tan trong thuøng dung dòch 3 – 5% roài ñònh löôïng vaøo beå tieáp xuùc. Duøng Hypoclorit – natri, nöôùc zavel. Duøng Ozon, Ozon ñöôïc saûn xuaát töø khoâng khí do maùy taïo Ozon ñaët trong nhaø maùy xöû lyù nöôùc thaûi. Ozon saûn xuaát ra ñöôïc daãn ngay vaøo beå hoøa tan vaø tieáp xuùc. Duøng tia cöïc tím (UV) do ñeøn thuûy ngaân aùp löïc thaáp saûn ra. Ñeøn phaùt tia cöïc tím ñaët ngaäp trong möông coù nöôùc thaûi chaûy qua. Tuy nhieân thôøi gian gaàn nay caùc nhaø khoa hoïc ñöa ra khuyeán caùo haïn cheá duøng Clo ñeå tieät truøng nöôùc thaûi vì: Löôïng Clo dö 0.5mg/l trong nöôùc thaûi ñeå ñaûm baûo söï an toaøn vaø oån ñònh cho quaù trình tieät truøng seõ gaây haïi ñeán caù vaø caùc sinh vaät nöôùc coù ít khaùc. Clo keát hôïp vôùi Hydrocacbon thaønh hôïp chaát coù haïi cho moâi tröôøng soáng. Trong quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi coâng ñoaïn khöû khuaån thöôøng ñaët ôû cuoái quaù trình, tröôùc khi laøm saïch nöôùc trieät ñeå vaø chuaån bò ñoå vaøo nguoàn. CHÖÔNG 4 MOÂ HÌNH THÖÏC NGHIEÄM 4.1. Moâ hình thöïc nghieäm ngoaøi thöïc ñòa 4.1.1 Thieát keá moâ hình thöïc nghieäm: 4.1.1.1. Hoà troàng thöïc vaät Kích thöôùc: choïn tyû leä giöõa chieàu daøi vaø chieàu roäng cuûa moät hoà laø 5:1 - Chieàu daøi 2000 mm - Chieàu roäng 400 mm - Chieàu cao 500 mm Vaät lieäu: xi maêng, caùt, gaïch ñoàng thôøi queùt sôn choáng thaám. Soá löôïng hoà laøm thöïc nghieäm: - 1 hoà troàng Luïc bình - 1 hoà troàng coû Vetiver Quaù trình laøm hoà Caêng daây, duøng thöôùc ño töông öùng vôùi kích thöôùc hoà: chieàu daøi 2000mm, roäng 400mm, cao 500mm; troän xi maêng vôùi caùt vaø nöôùc, vaø tieán haønh xaây hoà. Trong quaù trình xaây keát hôïp vôùi vieäc laép ñaët heä thoáng oáng daãn nöôùc ñaàu vaøo vaø ñaàu ra, sau cuøng toâ lôùp xi maêng beân trong vaø queùt sôn choáng thaám. Hình 4.1: Caùch laøm hoà thöïc vaät 4.1.1.2. Hoà chöùa nöôùc ñaàu vaøo Söû duïng thuøng phi baèng saét coù theå tích 220 lít. Hình 4.2: Hoà chöùa nöôùc ñaàu vaøo 4.1.1.3. Heä thoáng oáng daãn nöôùc OÁng phaân phoái nöôùc vaøo hoà chöùa thöïc vaät laø oáng nhöïa polymer coù ñuïc loã doïc theo chieàu roäng cuûa hoà, nhaèm muïc ñích phaân phoái nöôùc ñaàu vaøo ñeàu doïc theo tieát dieän ngang cuûa hoà ñeå nöôùc ñaàu vaøo tieáp xuùc hoaøn toaøn vôùi boä reã thöïc vaät, oáng naøy ñaët caùch ñaùy hoà 250mm. OÁng thu nöôùc ra khoûi hoà thöïc vaät laø oáng nhöïa polyme 21mm daãn nöôùc ñaõ xöû lyù ra ngoaøi, oáng naøy cuõng coù ñuïc loã ñaët doïc vaø naèm ngang beà roäng hoà nhaèm thu gom nöôùc cuûa heä thoáng xöû lyù theo tieát dieän ngang. OÁng naøy ñaët caùch maët ñaët ñaùy hoà 10cm noái tieáp theo oáng daãn nöôùc ñaàu ra. OÁng daãn ñöa nöôùc ñaõ xöû lyù trong hoà ra ngoaøi ñoaïn cuoái gaêùn vôùi van nhaèm ñieøu chænh löu löôïng. Hình 4.3: Caùch laép oáng phaân phoái nöôùc vaøo 4.1.1.4. Heä thoáng van Toaøn boä heä thoáng xöû lyù ñöôïc laép 4 van goàm 2 van daãn nöôùc ñaàu vaøo vaø 2 van daãn nöôùc ñaàu ra. Hình 4.4: Heä thoáng van nöôùc ñaàu ra 4.1.1.5. Tính toaùn thôøi gian löu nöôùc - Löu löôïng Q0 = 40 (l/ngaøy ñeâm) - Taûi troïng BOD5 tröôùc khi xöû lyù laø : C0 = 74 mg/l - Taûi troïng BOD5 sau xöû lyù laø : C1 < 30mg/l - AÙp duïng coâng thöùc taûi löôïng beà maët (ALR) ñoái vôùi tình traïng löu löôïng trung bình haøng ngaøy (Q0). Ta coù: Vôùi : ALR : Toác ñoä taûi löôïng beà maët (theo Donald Brown et al, 1999) Q0 : löu löôïng doøng thaûi vaøo (m3/ngaøy.ñeâm) C0 : noàng ñoä chaát thaûi ñaàu vaøo Aw: dieän tích cuûa hoà, Aw= 0.8m2. + Ñoái vôùi BOD5 : = =3.7 (g/ngaøy) + Ñoái vôùi TSS : ==12.5 (g/ngaøy) - Theå tích : Vw = Aw * h Trong ñoù : Vw laø theå tích hoà troàng thöïc vaät h: laø chieàu saâu 0,45m à Vw = 0,8×0,45 = 0.36 (m3) Tính thôøi gian löu nöôùc: T = Trong ñoù T : laø thôøi gian löu nöôùc trong hoà ( ngaøy) : heä soá ñoä xoáp cuûa wetland Choïn ñoä saâu trung bình laø 0,45m vaø = 0,8 à T = = 7,2 ( ngaøy) Vaäy thôøi gian nöôùc nöôùc trong hoà laø T= 7,2 (ngaøy). 4.1.2. Khaûo saùt khaû naêng thích nghi cuûa thöïc vaät 4.1.2.1. Luïc bình: a. Ñiaï ñieåm laáy luïc bình Luïc bình laø loaøi thöïc vaät noåi coù khaû naêng thích nghi roäng, sinh tröôûng vaø phaùt trieån maïnh ôû nhieàu nôi nhö caùc doøng soâng, keânh raïch… Qua khaûo saùt taïi heä thoáng keânh raïch ôû Quaän 12 TP. HCM cho thaáy Luïc bình phaùt trieån raát toát. Vì vaäy Luïc bình laø loaøi thöïc vaät baûn ñiaï thích hôïp nhaát cho xöû lyù vöøa mang tính kinh teá vöøa coù khaû naêng thích nghi cao ñoái vôùi nguoàn nöôùc thaûi ôû nôi ñaây. Caây Luïc bình vôùt leân töø keânh caàn choïn nhöõng caây ñang trong thôøi kyø sinh tröôûng, reã khoâng ñöôïc quaù giaø hay nhöõng caây con, môùi coù khaû naêng xöû lyù. b. Thôøi gian thích nghi Sau khi taùch Luïc bình töø moâi tröôøng töï nhieân chuyeån sang moâi tröôøng nöôùc cuûa hoà thí nghieäm laø thôøi gian daønh cho Luïc bình thích nghi tröôùc khi tieán haønh thöïc nghieäm khoaûng 15 ngaøy. Ñaây laø thôøi gian nuoâi döôõng vaø tuyeån choïn nhöõng caây Luïc bình thích nghi toát vaø sinh tröôûng maïnh. c. Ñoä xoáp cuûa heä thoáng Ñoä xoáp cuûa heä thoáng laø theå tích cuûa boä reã Luïc bình chieám choã trong hoà thöïc nghieäm. Ñoä xoáp ñöôïc tính nhö sau: - Sau 15 ngaøy theo doõi söï phaùt trieån cuûa Luïc bình, tuyeån choïn nhöõng caây khoûe coù boä reã môùi moïc theâm ñoàng thôøi loaïi boû nhöõng caây keùm phaùt trieån. Choïn ra 3 caây Luïc bình coù boä reã töông ñoái ñaïi dieän ñeå tính ñoä xoáp. - Ñaàu tieân laáy