Đề tài Xử lý nước thải kênh Nhiêu Lộc-Thị Nghè bằng tảo

Xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc-Thò Ngheø baèng taûo Nguyễn Thị Thảo Sương LÔØI CAÛM ÔN Toâi chaân thaønh baøy toû loøng caûm ôn ñeán Ts. Nguyeãn Vaên Tuyeân, ngöôøi ñaõ taän tình höôùng daãn, truyeàn ñaït cho toâi nhöõng kieán thöùc quyù baùu trong suoát thôøi gian hoïc taäp vaø nghieân cöùu. Trong quaù trình thöïc hieän luaän vaên, toâi thöôøng xuyeân nhaän ñöôïc: Söï quan taâm, giuùp ñôõ vaø ñoäng vieân tinh thaàn cuûa Quyù Thaày Coâ trong boä moân Di truyeàn – Thöïc vaät – Tieán hoaù cuõng nhö phoøng Sau ñaïi hoïc tröôøng Ñaïi hoïc Sö phaïm TP.HCM. Söï giuùp ñôõ cuûa caùc anh chò kyõ sö vaø Ban Giaùm Ñoác Phaân vieän khaûo saùt quy hoaïch thuyû lôïi Nam Boä, vieän Pasteur TP.HCM, boä moân Ñòa chaát cô sôû vaø moâi tröôøng-Khoa ñòa chaát vaø daàu khí-Tröôøng Ñaïi hoïc Kyõ thuaät – TP.HCM. Söï hoã trôï nhieät tình cuûa Phoøng quaûn lyù taøi nguyeân nöôùc -Sôû Taøi nguyeân-Moâi tröôøng –TP.HCM. Söï quan taâm, giuùp ñôõ cuûa caùc anh chò vaø baïn beø cuøng khoaù hoïc. Cuoái cuøng, toâi xin gôûi lôøi tri aân ñeán gia ñình, baïn beø – nhöõng ngöôøi ñaõ uûng hoä vaø ñoäng vieân ñeå toâi hoaøn thaønh luaän vaên naøy. MUÏC LUÏC Trang Lôøi caùm ôn Muïc luïc Danh muïc caùc kyù hieäu Danh muïc caùc baûng Danh muïc caùc hình veõ, ñoà thò MÔÛ ÑAÀU ..................................................................................................... ...... 1 Chöông 1 – TOÅNG QUAN 1.1 Nhöõng vaán ñeà chung veà nöôùc thaûi ........................................................ ...... 4 1.1.1 Nöôùc thaûi sinh hoaït .................................................................. ...... 4 1.1.2 Nöôùc thaûi coâng nghieäp ............................................................. ...... 6 1.2 Caùc thoâng soá ñeå ñaùnh giaù chaát löôïng nöôùc thaûi ................................... ...... 8 1.3 Nhöõng bieän phaùp xöû lyù nöôùc thaûi........................................................... .... 12 1.3.1 Phöông phaùp xöû lyù cô hoïc ....................................................... .... 12 1.3.2 Phöông phaùp xöû lyù hoùa – lyù ..................................................... .... 13 1.3.3 Phöông phaùp xöû lyù sinh hoïc ..................................................... .... 13 1.4 Vai troø cuûa taûo trong xöû lyù nöôùc thaûi ..................................................... .... 16 1.5 Caùc coâng trình nghieân cöùu xöû lyù nöôùc thaûi coù söû duïng taûo ................. .... 21 1.5.1 ÔÛ ngoaøi nöôùc............................................................................... .... 21 1.5.2 ÔÛ trong nöôùc .............................................................................. .... 21 1.6 Moät soá döï aùn caûi taïo keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø .............................. .... 21 Chöông 2 – ÑAËC ÑIEÅM TÖÏ NHIEÂN 2.1 Ñaëc ñieåm töï nhieân cuûa TP.HCM .......................................................... .... 25 2.1.1 Vò trí ñòa lyù ................................................................................. .... 25 2.1.2 Ñòa hình ...................................................................................... .... 25 2.1.3 Khí haäu ....................................................................................... .... 26 2.1.4 Thuûy vaên ..................................................................................... .... 27 2.1.5 Daân cö ......................................................................................... .... 29 2.1.6 Kinh teá ........................................................................................ .... 29 2.1.7 Giao thoâng .................................................................................. .... 30 2.2 Ñaëc ñieåm töï nhieân keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø ..................................... .... 31 2.2.1 Ñòa hình ...................................................................................... .... 31 2.2.2 Khí haäu ....................................................................................... .... 31 2.2.3 Thuûy vaên ..................................................................................... .... 33 2.2.4 Daân cö ......................................................................................... .... 34 2.2.5 Giao thoâng .................................................................................. .... 34 2.3. Hieän traïng tieâu thoaùt nöôùc keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø ....................... .... 34 Chöông 3 – PHÖÔNG PHAÙP NGHIEÂN CÖÙU 3.1. Thôøi gian thöïc hieän .................................................................................. .... 36 3.2. Caùc ñòa ñieåm thu maãu ............................................................................. .... 36 3.3. Thu vaø xöû lyù maãu .................................................................................... .... 38 3.4. Phöông phaùp nuoâi caáy ............................................................................. .... 39 3.5. Nghieân cöùu .............................................................................................. .... 39 Chöông 4 – KEÁT QUAÛ VAØ THAÛO LUAÄN 4.1. Xaùc ñònh theå loaïi nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø ..................... .... 41 4.2. Giai ñoaïn ñieàu tra cô baûn ....................................................................... .... 43 4.3. Giai ñoaïn nuoâi thöû nghieäm ..................................................................... .... 44 4.3.1 Nguoàn gioáng caáy vaøo nöôùc thaûi ................................................ .... 44 4.3.2 Maät ñoä gioáng caáy vaøo nöôùc thaûi ............................................... .... 45 4.4. Giai ñoaïn nuoâi caáy chính thöùc ................................................................ ... 45 4.4.1. Ñaùnh giaù caùc chæ soá thuûy-lyù-hoùa trong quaù trình xöû lyù ............ .... 45 4.4.2. Söï bieán ñoäng caùc chæ soá thuûy-hoùa trong quaù trình xöû lyù ......... .... 56 4.4.3. Ñaùnh giaù caùc chæ soá sinh hoïc trong quaù trình xöû lyù ................. .... 64 4.4.3.1. Chæ soá E.coli ................................................................ .... 64 4.4.3.2. Cô caáu thaønh phaàn loaøi sau xöû lyù ............................... .... 65 4.4.3.3. Tính söùc saûn xuaát ban ñaàu cuûa heä (Primary productivity) .............................................................. …70 4.4.3.4. Xaùc ñònh caùc nhoùm, ngaønh taûo chieám öu theá ôû moãi noàng ñoä ...................................................................................... .... 71 4.4.3.5. Xaùc ñònh ñoä phì baèng tyû leä caùc nhoùm taûo .................. .... 74 4.4.3.6. Xaùc ñònh ñoä ña daïng veà loaøi (Species diversity) cuûa caùc maãu nöôùc thaûi sau xöû lyù ............................................. .... 76 4.4.3.7. Thoáng keâ caùc loaøi taûo ñaõ nghieân cöùu ........................ .... 78 KEÁT LUAÄN VAØ KIEÁN NGHÒ ............................................................................. .... 92 TAØI LIEÄU THAM KHAÛO .................................................................................... .... 96 PHUÏ LUÏC .............................................................................................................. .... 99 DANH MUÏC CAÙC KYÙ HIEÄU BOD5 (Biological oxygen demand): nhu caàu oxy sinh hoùa COD (Chemical oxygen demand): nhu caàu oxy hoùa hoïc DO (Dissolved oxygen): ñoä oxy hoøa tan Ec (Electric conductivity): ñoä daãn ñieän TSS (Total suspended solid): chaát raén lô löûng DANH MUÏC CAÙC BAÛNG Baûng Trang Baûng 1.1. Thaønh phaàn ñaëc tröng cuûa caùc loaïi nöôùc thaûi sinh hoaït chöa xöû lyù ..... ...... 5 Baûng 1.2. Thaønh phaàn nöôùc thaûi cuûa moät soá lónh vöïc coâng nghieäp cheá bieán noâng saûn, thöïc phaåm ................................................................... ...... 7 Baûng 1.3. Danh luïc taûo thöôøng coù maët trong caùc ao xöû lyù nöôùc thaûi nhieät ñôùi .... ... 18 Baûng 1.4. Danh luïc taûo xöû lyù kim loaïi naëng coù trong nöôùc thaûi............................ .... 19 Baûng 1.5. Danh luïc taûo chæ thò ñoä baån ôû Vieät Nam ............................................... .... 20 Baûng 1.6. Keát quaû xöû lyù baèng ao sinh hoïc moät soá loaïi nöôùc thaûi coâng nghieäp ôû Ñöùc ...................................................................... .... 22 Baûng 2.1. Nhieät ñoä trung bình thaùng (oC) .............................................................. .... 32 Baûng 2.2. Löôïng möa trung bình thaùng (mm/thaùng) ............................................. .... 32 Baûng 2.3. Ñoä aåm töông ñoái trung bình thaùng (%) ................................................. .... 33 Baûng 2.4. Böùc xaï maët trôøi trung bình haèng ngaøy (cal/cm2) .................................. .... 33 Baûng 3.1. Toùm taét löôïng maãu nghieân cöùu ............................................................. .... 37 Baûng 4.1. Keát quaû phaân tích chæ soá thuûy-hoùa nöôùc thaûi keânh Nhieâu loäc – Thò ngaøy 3/01/06 ..................................................... .... 41 Baûng 4.2. Cô caáu thaønh phaàn loaøi taûo ôû TP.HCM (Keát quaû ñieàu tra cô baûn) ...... ... 43 Baûng 4.3. Cô caáu thaønh phaàn loaøi taûo ôû keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø ................ .... 43 Baûng 4.4. Maät ñoä caù theå taûo trong 3 nguoàn gioáng ñieån hình ................................ .... 45 Baûng 4.5. Keát quaû phaân tích caùc thoâng soá thuûy-lyù-hoùa cuûa nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø tröôùc vaø sau xöû lyù ........................ .... 46 Baûng 4.6. Baûng ñaùnh giaù chaát löôïng nöôùc (theo X.M.Drachev) .......................... .... 47 Baûng 4.7. Giaù trò giôùi haïn cho pheùp caùc thoâng soá oâ nhieãm ñoái vôùi nöôùc thaûi sinh hoaït ...................................................................................... .... 50 Baûng 4.8. Giaù trò giôùi haïn cho pheùp caùc thoâng soá vaø noàng ñoä caùc chaát oâ nhieãm trong nöôùc maët .............................................................. .... 51 Baûng 4.9. Giaù trò giôùi haïn cho pheùp caùc thoâng soá vaø noàng ñoä caùc chaát oâ nhieãm trong nöôùc thaûi coâng nghieäp ....................................... .... 53 Baûng 4.10. Giôùi haïn caùc traïng thaùi dinh döôõng ..................................................... .... 55 Baûng 4.11. Giaù trò DO (ppm) trong quaù trình xöû lyù theo caùc nguoàn gioáng .......... .... 56 Baûng 4.12. Giaù trò DO (ppm) trong quaù trình xöû lyù theo caùc noàng ñoä nöôùc thaûi .. .... 57 Baûng 4.13. Giaù trò DO (%) trong quaù trình xöû lyù ôû 2 muøa .................................... .... 58 Baûng 4.14. Giaù trò DO (ppm) trong quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi taïi 3 ñòa ñieåm treân keânh ..................................................................................... .... 59 Baûng 4.15. Giaù trò pH trong quaù trình xöû lyù ôû 2 muøa ............................................ .... 60 Baûng 4.16. Giaù trò pH trong quaù trình xöû lyù theo caùc noàng ñoä nöôùc thaûi ............. .... 61 Baûng 4.17. Giaù trò Ec trong quaù trình xöû lyù ôû 2 muøa.............................................. .... 62 Baûng 4.18. Giaù trò Ec trong quaù trình xöû lyù theo caùc noàng ñoä nöôùc thaûi .............. ... 63 Baûng 4.19. Keát quaû phaân tích chæ soá E.coli treân keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø ......... 64 Baûng 4.20. Keát quaû phaân tích chæ soá E.coli cuûa moät soá keânh tieâu thoaùt ôû TP.HCM vaøo muøa khoâ-naêm 2006 ............................................... ... 65 Baûng 4.21. Cô caáu, thaønh phaàn loaøi taûo sau xöû lyù ................................................. ... 65 Baûng 4.22. Danh luïc caùc loaøi taûo chæ thò ñoä baån coù trong nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø sau xöû lyù ................................................ .... 66 Baûng 4.23. Giaù trò cuûa chæ soá Primary Productivity cuûa heä xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò ngheø.................................................................. ... 70 Baûng 4.24. Xaùc suaát tìm thaáy moãi ngaønh taûo trong heä xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø theo caùc noàng ñoä nöôùc thaûi ......... .... 72 Baûng 4.25. Moái töông quan giöõa caáu truùc taûo vaø ñoä phì ....................................... ... 74 Baûng 4.26. Söï bieán thieân ñoä phì cuûa heä xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø theo noàng ñoä .......................................... ... 75 Baûng 4.27. Söï bieán thieân ñoä phì cuûa heä xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø ôû 2 muøa ............................................................ .... 76 Baûng 4.28. So saùnh ñoä ña daïng veà loaøi (d) ôû 2 muøa ............................................. .... 77 Baûng 4.29. Söï bieán thieân giaù trò (d) cuûa heä xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø theo noàng ñoä ......................................... .... 77 Baûng 4.30. Danh luïc caùc loaøi taûo tham gia xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø ................................................................ .... 78 DANH MUÏC CAÙC HÌNH VEÕ, ÑOÀ THÒ Hình Trang Hình 1.1. Baûn ñoà keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø vaø caùc vò trí laáy maãu treân keânh . .. …3 Hình 1.2. Sô ñoà toùm taét caùc phöông phaùp sinh hoïc xöû lyù nöôùc thaûi ..................... .... 16 Hình 3.1. Ao caù quaän 8 – TP.HCM ........................................................................ .... 36 Hình 3.2. Thu maãu taûo taïi ao caù quaän 8 ................................................................ .... 36 Hình 3.3. Thu maãu taûo taïi ao caàu Bình Taân .......................................................... .... 37 Hình 4.1. Sô ñoà thuûy hoùa R.Maucha ...................................................................... .... 42 Hình 4.2. Nuoâi thöû nghieäm ôû caùc noàng ñoä ............................................................ .... 44 Hình 4.3. Nuoâi thöû nghieäm vôùi caùc nguoàn gioáng .................................................. .... 44 Hình 4.4. Nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø sau 4 ngaøy xöû lyù ..................... .... 45 Hình 4.5. Ñoà thò söï bieán thieân giaù trò DO (ppm) trong heä xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø theo caùc nguoàn gioáng ..................... .... 56 Hình 4.6. Ñoà thò söï bieán thieân giaù trò DO (ppm) trong heä xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø theo caùc noàng ñoä nöôùc thaûi ........... .... 57 Hình 4.7. Ñoà thò söï bieán thieân giaù trò DO (%) trong heä xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø ôû 2 muøa ........................................... .... 58 Hình 4.8. Ñoà thò söï bieán thieân giaù trò DO (ppm) trong heä xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø taïi caùc ñòa ñieåm khaùc nhau ............ .... 59 Hình 4.9. Ñoà thò söï bieán thieân giaù trò pH trong heä xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø ôû 2 muøa .................................................... .... 60 Hình 4.10. Ñoà thò söï bieán thieân giaù trò pH trong heä xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø theo caùc noàng ñoä nöôùc thaûi ..................... .... 61 Hình 4.11. Ñoà thò söï bieán thieân giaù trò Ec trong heä xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø ôû 2 muøa .................................................... .... 62 Hình 4.12. Ñoà thò söï bieán thieân giaù trò Ec trong heä xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø theo noàng ñoä nöôùc thaûi ........................... .... 63 Hình 4.13. Hình aûnh moät soá loaøi taûo chæ thò Mesosaprobe coù trong nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø sau xöû lyù .................................. .... 67 Hình 4.14. Hình aûnh moät soá ñoäng vaät khoâng xöông soáng coù trong nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø sau xöû lyù ......................................... .... 69 Hình 4.15. Phöông phaùp bình saùng toái ................................................................... .... 70 Hình 4.16. Moät soá hình aûnh minh hoïa söï xuaát hieän caùc toå hôïp taûo khaùc nhau ôû moãi noàng ñoä ................................................................................ .... 73 1 MÔÛ ÑAÀU 1. Tính caáp thieát cuûa ñeà taøi Keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø laø coáng khoång loà tieáp nhaän nöôùc thaûi cuûa toaøn TP.HCM. Hôn nöõa keânh coøn ñoùng vai troø quan troïng hình thaønh neân boä maët caûnh quan cuûa thaønh phoá. Ñaõ coù raát nhieàu döï aùn ñeå caûi taïo keânh vôùi soá voán ñaàu tö raát lôùn. Hieän taïi, döï aùn “Veä sinh moâi tröôøng thaønh phoá” do lieân doanh nhaø thaàu Tianjin – Coâng ty CHEC 3 ñang thi coâng coù toång möùc ñaàu tö laø 199,96 trieäu USD. Hieän nay, haàu heát heä thoáng keânh raïch taïi TP.HCM ñeàu bò oâ nhieãm traàm troïng, goùp phaàn cuøng thaønh phoá giaûi quyeát tình traïng oâ nhieãm moâi tröôøng nöôùc noùi chung, keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø noùi rieâng, vieäc nghieân cöùu nhöõng bieän phaùp toái öu nhaèm giaûm thieåu voán ñaàu tö laø raát caàn thieát. 2. YÙ nghóa thöïc tieãn vaø khoa hoïc cuûa ñeà taøi YÙ nghóa thöïc tieãn Nghieân cöùu khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi cuûa keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø cuûa caùc ngaønh taûo nhaèm tieát kieäm cho ngaân saùch nhaø nöôùc trong lónh vöïc baûo veä moâi tröôøng. Aùp duïng keát quaû nghieân cöùu vaøo caùc coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi baèng coâng ngheä sinh hoïc cho caùc khu vöïc khaùc cuûa TP.HCM vaø caùc tænh, thaønh phoá khaùc. YÙ nghóa khoa hoïc Keát quaû nghieân cöùu laø taøi lieäu khoa hoïc veà lónh vöïc xöû lyù nöôùc thaûi baèng bieän phaùp sinh hoïc ôû moät nöôùc coù khí haäu nhieät ñôùi ñeå moïi ngöôøi tham khaûo. 3. Muïc ñích nghieân cöùu Ñaùnh giaù möùc ñoä oâ nhieãm cuûa keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø hieän nay. 2 Nghieân cöùu khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø cuûa caùc ngaønh taûo. Nghieân cöùu dieãn theá caùc quaàn xaõ taûo trong heä xöû lyù nöôùc thaûi ôû caùc noàng ñoä khaùc nhau. Nghieân cöùu khaû naêng taùi söû duïng nguoàn nöôùc thaûi. Ñaùnh giaù khaû naêng aùp duïng bieän phaùp xöû lyù baèng taûo ñoái vôùi caùc khu vöïc khaùc cuûa TP.HCM. . Ñoái töôïng nghieân cöùu Chuû yeáu 4 ngaønh taûo: Euglenophyta, Chlorophyta, Cyanophyta, Bacillariophyta. Keânh Nhieâu Loäc –Thò Ngheø. Phaïm vi nghieân cöùu: Nghieân cöùu söï bieán ñoåi caùc chæ soá hoaù hoïc chính trong quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø. Nghieân cöùu söï bieán ñoåi caùc chæ soá sinh hoïc quan troïng trong quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø. Ñaùnh giaù nöôùc thaûi tröôùc vaø sau khi xöû lyù. Nghieân cöùu caáu truùc thaønh phaàn caùc loaøi taûo ôû caùc noàng ñoä khaùc nhau trong quaù trình xöû lyù. Thieát laäp danh luïc taûo tham gia xöû lyù nöôùc thaûi theo caùc noàng ñoä, caùc ñòa ñieåm, caùc muøa. Vò trí nghieân cöùu: Thu maãu taïi 3 ñòa ñieåm treân keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø: caàu Thò Ngheø(1), caàu Coâng Lyù(2), caàu Traàn Quang Dieäu(3) (Hình 1.1) 3 Tyû leä: 1:25. 000.000 Nguoàn:[7] Chæ daãn: (vò trí laáy maãu treân keânh) Hình 1.1: Baûn ñoà keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø vaø caùc vò trí laáy maãu treân keânh 1 2 3 4 Chöông 1 TOÅNG QUAN 1.1. Nhöõng vaán ñeà chung veà nöôùc thaûi Nöôùc thaûi ñoâ thò laø toå hôïp heä thoáng phöùc taïp caùc thaønh phaàn vaät chaát, trong ñoù chaát nhieãm baån thuoäc nguoàn goác höõu cô vaø voâ cô thöôøng toàn taïi döôùi daïng khoâng hoaø tan, daïng keo vaø daïng hoaø tan. Thaønh phaàn vaø tính chaát nhieãm baån phuï thuoäc vaøo möùc ñoä hoaøn thieän thieát bò , tình traïng laøm vieäc cuûa maïng löôùi, taäp quaùn sinh hoaït vaø möùc soáng xaõ hoäi cuûa ngöôøi daân… Do tính chaát hoaït ñoäng cuûa ñoâ thò maø chaát nhieãm baån nöôùc thaûi thay ñoåi theo thôøi gian, nhöng ñeå tieän lôïi trong söû duïng, ngöôøi ta quy öôùc ñoái vôùi nöôùc thaûi sinh hoaït coù giaù trò bình quaân khoâng ñoåi. Chaát lô löûng: 65 gr/ ngöôøi/ngaøy ñeâm BOD5 cuûa nöôùc thaûi ñaõ laéng trong: 35 gr / ngöôøi / ngaøy ñeâm Nitô cuûa nguoàn muoái amoân: 8 gr / ngöôøi / ngaøy ñeâm Phoátphaùt (P2O5): 1,7 gr / ngöôøi /ngaøy ñeâm Clorua (Cl2): 9 gr / ngöôøi / ngaøy ñeâm Chaát hoaït tính beà maët: 2,5 gr / ngöôøi / ngaøy ñeâm [4] 1.1.1. Nöôùc thaûi sinh hoaït Nöôùc thaûi sinh hoaït laø nöôùc thaûi cuûa caùc khu daân cö, khaùch saïn, tröôøng hoïc, cô quan, beänh vieän… chöùa caùc chaát thaûi sinh ra trong quaù trình hoaït ñoäng soáng cuûa con ngöôøi. Ñaëc ñieåm cuûa nöôùc thaûi sinh hoaït laø chöùa nhieàu chaát höõu cô deã phaân huûy (hydratcacbon, protein, môõ), caùc chaát raén vaø vi truøng. Thaønh phaàn ñaëc tröng cuûa nöôùc thaûi sinh hoaït ñöôïc giôùi thieäu trong baûng 1.1. 5 Baûng 1.1: Thaønh phaàn ñaëc tröng cuûa caùc loaïi nöôùc thaûi sinh hoaït chöa xöû lyù Nguoàn: [5] Noàng ñoä (mg/l) Chaát oâ nhieãm Ñôn vò Loaïi nheï Loaïi vöøa Loaïi naëng Chaát raén toång soá (TS) Toång soá caùc chaát hoøa tan (TDS) Khoâng bay hôi Bay hôi Chaát raén lô löûng (SS) Khoâng bay hôi Bay hôi Chaát raén laéng ñöôïc BOD5, 20oC, 5 ngaøy Toång cacbon höõu cô (TOC) COD Nitô toång soá,theo N Höõu cô Amoniac töï do Nitrit Nitrat Phospho toång soá, theo P P – höõu cô P – voâ cô Clorua Sulfat Ñoä kieàm cao (theo CaCO3) Daàu môõ Coliform toång soá (soá löôïng/ 100ml) Caùc hôïp chaát höõu cô bay hôi (VOCs) mg/l - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - No/100ml g/l 350 250 145 105 100 20 60 5 110 80 250 20 8 12 0 0 4 1 3 30 20 50 50 106-107 <100 720 500 300 200 220 55 165 10 220 160 500 40 15 25 0 0 8 3 5 50 30 100 100 107-108 100-400 1200 850 525 325 350 75 275 20 400 290 1000 85 35 50 0 0 15 5 10 100 30 200 150 108-109 >400 6 ÔÛ nöôùc ta coù nhieàu nhaø maùy, xí nghieäp xaây döïng ngay trong khu daân cö, vì vaäy thaønh phaàn cuûa nöôùc thaûi sinh hoaït coâng coäng khoâng ñaëc tröng cho nöôùc thaûi sinh hoaït ñaõ neâu trong baûng 2.1. 1.1.2. Nöôùc thaûi coâng nghieäp Nöôùc thaûi coâng nghieäp laø nöôùc thaûi töø caùc cô sôû saûn xuaát coâng nghieäp, tieåu thuû coâng nghieäp, giao thoâng vaän taûi, caùc cô sôû chaên nuoâi coâng nghieäp. Heä vi sinh vaät töï nhieân thöôøng ít coù khaû naêng xöû lyù nhieàu loaïi nöôùc thaûi coâng nghieäp, hoaëc coù theå phaân huûy nhöng hieäu quaû raát thaáp. Dö löôïng chaát taåy röûa, thuoác tröø saâu, thuoác nhuoäm toång hôïp, chaát thaûi cuûa caùc xí nghieäp da giaøy…. Caàn coù caùc heä vi sinh vaät ñaëc bieät thích öùng vôùi thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa nguyeân lieäu. Coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi noàng ñoä cao ñang hoaït ñoäng vaø ngaøy caøng hoaøn thieän ôû nhieàu nhaø maùy, xí nghieäp vaø caùc coâng trình coâng coäng. Tuy nhieân chi phí cho vieäc xöû lyù coøn raát cao. 7 Baûng 1.2: Thaønh phaàn nöôùc thaûi cuûa moät soá lónh vöïc coâng nghieäp cheá bieán noâng saûn, thöïc phaåm Ngaønh coâng nghieäp Chaát oâ nhieãm trong nöôùc thaûi Noàng ñoä (mg/l) Cheá bieán söõa Toång chaát raén Chaát raén lô löûng Nitô höõu cô Natri Canxi Kali Photpho BOD5 4516 560 73,2 807 112 116 59 1890 Loø moå traâu boø Chaát lô löûng Nitô höõu cô BOD5 820 154 996 Loø moå heo Chaát lô löûng Nitô höõu cô BOD5 717 122 1045 Hoån hôïp Chaát lô löûng Nitô höõu cô BOD5 920 324 2240 Thuoäc da Toång soá chaát raén tan BOD5 NaCl Toång ñoä cöùng Sulfua Proâtein Crom 6000 – 8000 900 3000 1600 120 1000 30 -70 Nguoàn: [5] 8 1.2. Caùc thoâng soá ñeå ñaùnh giaù chaát löôïng nöôùc thaûi Tính chaát cuûa nöôùc thaûi ñöôïc xaùc ñònh baèng phaân tích hoùa hoïc caùc thaønh phaàn nhieãm baån. Vì vieäc laøm ñoù gaëp nhieàu khoù khaên vaø phöùc taïp neân thoâng thöôøng ngöôøi ta chæ xaùc ñònh moät soá chæ tieâu ñaëc tröng nhaát veà chaát löôïng ñeå söû duïng thieát keá coâng trình xöû lyù. Caùc chæ tieâu ñoù laø: nhieät ñoä, maøu saéc, muøi vò, ñoä trong, pH, chaát tro vaø chaát khoâng tro, haøm löôïng chaát lô löûng, chaát laéng ñoïng, BOD, nhu caàu oxy cho quaù trình sinh hoùa (COD), haøm löôïng caùc chaát lieân keát khaùc nhau cuûa nitô, phoát pho, clorid, sulfat, oâxy hoøa tan, chaát nhieãm baån höõu cô… Haøm löôïng chaát lô löûng laø moät chæ tieâu cô baûn ñaùnh giaù chaát löôïng nöôùc thaûi. Caên cöù theo chæ tieâu naøy ngöôøi ta tính toaùn caùc beå laéng vaø xaùc ñònh soá löôïng caën laéng. Haøm löôïng chaát raén lô löûng trong nöôùc thaûi ñoâ thò dao ñoäng töø 100 – 500 mg/l. Chaát deã laéng ñoïng chieám moät phaàn chaát lô löûng – laø phaàn coù khaû naêng laéng xuoáng beå laéng sau 2 giôø, chieám khoaûng 65 – 75% chaát lô löûng (tính theo troïng löôïng). Haøm löôïng BOD laø chæ tieâu duøng ñeå tính toaùn coâng trình xöû lyù sinh hoïc. Vôùi caùc nguoàn nöôùc khaùc nhau, thaäm chí cuøng moät nguoàn nöôùc nhöng ôû nhöõng thôøi ñieåm khaùc nhau, chæ soá BOD cho nhöõng giaù trò khaùc nhau. Thôøi gian caàn thieát ñeå thöïc hieän quaù trình sinh hoùa phuï thuoäc vaøo noàng ñoä nhieãm baån, coù theå laø 1, 2, 3, 4, 5…., 20 ngaøy hay laâu hôn. Theo soá lieäu thöïc nghieäm vôùi thôøi gian 15- 20 ngaøy haàu nhö löôïng oxy cho quaù trình sinh hoùa ñaõ chi phí ñaày ñuû 99%. Hieän töôïng oxy hoùa xaûy ra khoâng ñoàng ñeàu theo thôøi gian. Böôùc ñaàu quaù trình xaûy ra vôùi cöôøng ñoä maïnh, sau ñoù giaûm daàn. Ví duï, ñoái vôùi nöôùc thaûi sinh hoaït ôû nhieät ñoä 20oC qua 1 ñeán 2 ngaøy ñaàu tieâu hao 21% löôïng oxy toång coäng, qua 5 ngaøy 65%, qua 20 ngaøy 99%, qua 100 ngaøy khoaûng 100%. Nhö vaäy coù theå noùi BOD20 laø BODht – nhu caàu oxy cho quaù trình oxy hoùa hoaøn toaøn. Ñeå kieåm tra cheá ñoä coâng taùc cuûa caùc coâng trình xöû lyù thöôøng duøng 9 BOD5 (qua 5 ngaøy). Khi bieát BOD5 coù theå tính ñöôïc BOD20 baèng caùch duøng heä soá chuyeån ñoåi 0,684: BOD20 =BOD5 / 0,684 Caàn löu yù raèng BOD khoâng ñaëc tröng cho soá löôïng ñaày ñuû caùc chaát höõu cô coù chöùa trong nöôùc thaûi, vì raèng moät phaàn chaát höõu cô töï noù khoâng bò oxy hoùa sinh hoùa, phaàn khaùc duøng ñeå taêng sinh khoái. Vì vaäy ñeå xaùc ñònh löôïng oxy ñaày ñuû cho quaù trình sinh hoùa chaát baån höõu cô. Löôïng oxy söû duïng cho quaù trình oxy hoùa chaát höõu cô baèng phöông phaùp hoùa hoïc naøy goïi laø nhu caàu oxy cho quaù trình hoùa hoïc (COD): BOD = 0,86COD Ñoái vôùi nöùôc thaûi coâng nghieäp tæ soá ñoù coù theå khaùc nhau. Cuõng caàn xaùc ñònh haøm löôïng caùc lieân keát nitô vaø phoát pho coù chöùa trong nöôùc thaûi, vì noù laø thaønh phaàn cô baûn cho caùc vi sinh xöû lyù sinh hoùa nöôùc thaûi. Trong nöôùc thaûi ñoâ thò thöôøng chæ toàn taïi hai hình thöùc lieân keát nitô: lieân keát nitô toång coäng vaø lieân keát nitô cuûa muoái amoân. Döôùi taùc ñoäng cuûa nhoùm vi khuaån ñaëc bieät muoái amoân ñöôïc oxy hoùa ñeå trôû thaønh muoái cuûa 2 axit nitrit (RNO2) sau ñoù trôû thaønh muoái cuûa axit nitraùt (RNO3). Quaù trình oxy hoùa nitô goïi laø quaù trình nitô hoùa. Caùc vi khuaån tham gia vaøo quaù trình laø vi khuaån nitrit vaø nitrat. Ngöôøi ta chöùng minh quaù trình nitô hoùa qua 2 giai ñoaïn vôùi nhöõng vi sinh taùc ñoäng rieâng bieät, tröôùc heát laø vi khuaån nitroza – nitrosomonas oxy hoùa NH3 thaønh axit nitrit: 2 NH3 + 3 O2 = 2 HNO2 + 2 H2O +Q Tieáp theo vi khuaån nitrobacter oxy hoùa muoái cuûa axit nitrit: 2 HNO2 + O2 = 2 HNO3 + 2H2O +Q 10 Nhö vaäy nitrit vaø nitrat chæ coù theå xuaát hieän sau khi xöû lyù nöôùc thaûi trong caùc coâng trình sinh hoùa nhö beå Biophin vaø Aeroten. Baèng thöïc nghieäm ngöôøi ta ñaõ chöùng minh ñöôïc raèng löôïng oxy tieâu thuï cho quaù trình oxy hoùa1 mg nitô muoái amoân ôû giai ñoaïn taïo nitrit laø 3,43 mg O2, coøn ôû giai ñoaïn taïo nitrat laø 4,5 mg O2. Söï toàn taïi cuûa nitrit vaø nitrat trong nöôùc thaûi bieåu thò khaû naêng taïo khoaùng cuûa caùc chaát lieân keát höõu cô, noù cuõng ñaëc tröng cho cheá ñoä coâng taùc cuûa caùc coâng trình xöû lyù. Quaù trình nitô hoùa coù yù nghóa quan troïng trong kyõ thuaät xöû lyù nöôùc thaûi. Tröôùc heát noù phaûn aùnh möùc ñoä khoaùng hoùa caùc chaát höõu cô nhö ñaõ noùi ôû treân, nhöng quan troïng hôn laø quaù trình nitô hoùa tích luõy ñöôïc moät löôïng oxy döï tröõ coù theå öùng duïng ñeå oxy hoùa chaát höõu cô khoâng chöùa nitô khi löôïng oxy töï do (oxy hoøa tan) ñaõ tieâu hao heát. Haøm löôïng nitô muoái amoân coù trong nöôùc thaûi ñoâ thò laø chæ tieâu boå sung, ñaùnh giaù tính chaát nhieãm baån bôûi caùc chaát thaûi sinh hoaït. Nöôùc thaûi coù haøm löôïng nitô cuûa muoái amoân caøng lôùn thì caøng baån. Hôn nöõa phaûn öùng oxy hoùa nitô muoái amoân ñeå taïo thaønh nitrat yeâu caàu chi phí moät löôïng oxy gaáp 2 laàn so vôùi phaûn öùng oxy hoùa chaát höõu cô. Chính vì theá maø trong thöïc teá xöû lyù nöôùc thaûi thöôøng haïn cheá ôû giai ñoaïn oxy hoùa chaát höõu cô vaø ñöôïc goïi laø xöû lyù sinh hoùa hoaøn toaøn. Ñeå ñaùnh giaù tính chaát nhieãm baån nöôùc thaûi bôûi khoaùng vaät, ngöôøi ta duøng chæ tieâu haøm löôïng sulfat vaø clorid. Trong nöôùc thaûi ñoâ thò haøm löôïng sulfat vaøo khoaûng 100 – 150 mg/l, coøn haøm löôïng clorid vaøo khoaûng 150 – 250 mg/l. Haøm löôïng sulfat vaø clorid thöôøng khoâng thay ñoåi tröôùc vaø sau xöû lyù vaø cuõng khoâng laøm aûnh höôûng tôùi caùc quaù trình hoùa lyù vaø sinh hoùa nöôùc thaûi vaø caën laéng. 11 Saét, niken, ñoàng, chì, keõm, croâm, asen, atimon, nhoâm… laø nhöõng chaát thuoäc nhoùm ñoäc haïi. Haøm löôïng cuûa chuùng trong nöôùc thaûi coâng nghieäp xaû vaøo heä thoáng nöôùc thaûi ñoâ thò khoâng ñöôïc vöôït quaù giôùi haïn quy ñònh ñeå khoâng laøm toån thöông tôùi khoái vi sinh. Xaùc ñònh caùc chaát hoaït tính beà maët laø vieäc phaûi laøm, vì nhoùm lieân keát hoùa hoïc naøy laøm aûnh höôûng xaáu tôùi coâng taùc cuûa quaù trình xöû lyù vaø traïng thaùi veä sinh cuûa nguoàn. Noàng ñoä cho pheùp cuûa caùc chaát hoaït tính beà maët ñoái vôùi coâng trình xöû lyù sinh hoùa laø 10 – 20 gr/l, laáy caên cöù vaøo thaønh phaàn vaø caáu truùc phaân töû cuûa chuùng. Löôïng oxy hoøa tan laø moät chæ tieâu cô baûn ñeå ñaùnh giaù chaát löôïng nöôùc thaûi ñöôïc xöû lyù. Ñeå coù söï hoaït ñoäng bình thöôøng cuûa caùc hoà chöùa töï nhieân, löôïng oxy hoøa tan khoâng ñöôïc nhoû hôn 4 mg/l [4]. Trong nöôùc thaûi baån thoâng thöôøng khoâng coù oxy hoøa tan. Nöôùc thaûi coù chöùa moät löôïng lôùn caùc vi khuaån, virut, naám, reâu, taûo, giun saùn… Ñeå ñaùnh giaù möùc ñoä nhieãm baån bôûi vi khuaån, ngöôøi ta ñaùnh giaù qua moät loaïi vi khuaån ñöôøng ruoät hình ñuõa ñieån hình – coâli. Coâli ñöôïc coi nhö moät loaïi vi khuaån voâ haïi soáng trong ruoät ngöôøi, ñoäng vaät, chieàu daøi khoaûng 1,5 wk, ñöôøng kính 0,5wk. Coâli phaùt trieån nhanh ôû moâi tröôøng coù chöùa glucoza 0,5% duøng laøm nguoàn naêng löôïng vaø nguoàn cacbon, clorua amoân 0,1% duøng laøm nguoàn nitô vaø moät soá nguyeân toá khaùc döôùi daïng voâ cô. Loaøi coù haïi laø viruùt. Moïi loaøi virut ñeàu soáng kyù sinh noäi baøo. Bình thöôøng khi bò dung giaûi moãi con coâli giaûi phoùng 150 con virut. Trong thöïc teá toàn taïi 2 ñaïi löôïng: coâli inñeùc vaø trò soá coâli. Coâli inñeùc (coâli chuaån ñoä) laø ñaïi löôïng duøng ñeå tính soá löôïng tröïc khuaån coù chöùa trong moät lít nöôùc thaûi. 12 Trò soá coâli (coâli tit) laø theå tích nöôùc thaûi nhoû nhaát (tính baèng ml) coù chöùa moät tröïc khuaån. Nhö vaäy, neáu noùi raèng coli tit baèng 400 töùc laø trong 400ml nöôùc thaûi coù chöùa moät con vi truøng coâli. Neáu coâli tit baèng 0,1 thì coù nghóa laø soá löôïng vi truøng coâli coù chöùa trong moät ml nöôùc thaûi tính baèng 10. Ñoái vôùi nöôùc thaûi sinh hoaït coâli tit thöôøng laø 0,000001 vaø thaáp hôn nöõa, nghóa laø trong 1 ml nöôùc thaûi coù chöùa tôùi 1000000 con vi truøng coâli. Möùc ñoä nhieãm baån vi truøng phuï thuoäc vaøo tình traïng veä sinh trong khu daân cö vaø nhaát laø taïi caùc beänh vieän, trong nhieàu tröôøng hôïp phaûi xöû lyù cuïc boä tröôùc khi xaû vaøo heä thoáng thoaùt nöôùc ñoâ thò hoaëc vaøo nguoàn. Ngoaøi vi khuaån ra, trong nöôùc thaûi coøn coù caùc loaïi naám meo, naám moác, rong taûo vaø moät soá loaïi caây thuûy sinh khaùc… Chuùng laøm cho nöôùc thaûi bò nhieãm baån sinh vaät. 1.3. Nhöõng bieän phaùp xöû lyù nöôùc thaûi Ngöôøi ta phaân bieät 3 bieän phaùp xöû lyù nöôùc thaûi: Xöû lyù cô hoïc Xöû lyù hoùa - lyù Xöû lyù sinh hoïc Nöôùc thaûi sinh hoaït thöôøng söû duïng bieän phaùp cô hoïc vaø sinh hoïc ñeå xöû lyù, coøn nöôùc thaûi coâng nghieäp thöôøng söû duïng bieän phaùp hoùa – lyù 1.3.1. Phöông phaùp xöû lyù cô hoïc Phöông phaùp xöû lyù cô hoïc söû duïng nhaèm muïc ñích taùch caùc chaát khoâng hoøa tan vaø moät phaàn caùc chaát ôû daïng keo ra khoûi nöôùc thaûi. Nhöõng coâng trình xöû lyù cô hoïc goàm: song chaén raùc, beå laéng caùt, beå laéng, beå vôùt daàu môõ, beå loïc. Phöông phaùp naøy coù theå xöû lyù ñöôïc 60% caùc taïp chaát khoâng hoøa tan coù trong nöôùc thaûi sinh hoaït vaø giaûm BOD ñeán 20%. 13 Ñeå taêng hieäu suaát coâng taùc cuûa caùc coâng trình xöû lyù cô hoïc coù theå duøng bieän phaùp thoaùng gioù sô boä, thoaùng gioù ñoâng tuï sinh hoïc, hieäu quaû xöû lyù ñaït tôùi 75% theo haøm löôïng caùc chaát lô löûng vaø 40 – 45% theo BOD. Trong soá caùc coâng trình xöû lyù cô hoïc phaûi keå ñeán caû beå töï hoaïi, beå laéng 2 voû, beå laéng trong coù ngaên phaân huûy laø nhöõng coâng trình vöøa ñeå laéng vöøa ñeå phaân huûy caën laéng. Neáu ñieàu kieän ñòa phöông cho pheùp thì sau khi xöû lyù cô hoïc nöôùc thaûi ñöôïc khöû truøng vaø thaû vaøo nguoàn, nhöng thoâng thöôøng thì xöû lyù cô hoïc chæ laø giai ñoaïn xöû lyù sô boä tröôùc khi cho quaù trình xöû lyù sinh hoïc. 1.3.2. Phöông phaùp xöû lyù hoùa – lyù Thöïc chaát cuûa phöông phaùp xöû lyù hoùa hoïc laø ñöa vaøo nöôùc thaûi chaát phaûn öùng naøo ñoù ñeå gaây taùc ñoäng vôùi caùc taïp chaát baån, bieán ñoåi hoùa hoïc, taïo thaønh chaát khaùc döôùi daïng caën hoaëc chaát hoøa tan nhöng khoâng gaây ñoäc haïi hay oâ nhieãm moâi tröôøng. Ví duï phöông phaùp trung hoøa nöôùc thaûi chöùa axit vaø kieàm, phöông phaùp oxy hoùa… Caùc phöông phaùp hoùa lyù thöôøng öùng duïng ñeå xöû lyù nöôùc thaûi laø keo tu, haáp thu, tích 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 sô boä cho caùc giai ñoaïn xöû lyù tieáp theo. 1.3.3. Phöông phaùp xöû lyù sinh hoïc Döïa vaøo söï soáng vaø hoaït ñoäng cuûa caùc vi sinh ñeå oxy hoùa chaát baån höõu cô ôû daïng keo vaø hoøa tan coù trong nöôùc thaûi. Nhöõng coâng trình xöû lyù sinh hoïc phaân thaønh 2 nhoùm: - Nhöõng coâng trình trong ñoù quaù trình xöû lyù thöïc hieän trong ñieàu kieän töï nhieân 14 - Nhöõng coâng trình trong ñoù quaù trình xöû lyù thöïc hieän trong ñieàu kieän nhaân taïo. Nhöõng coâng trình thöïc hieän trong ñieàu kieän töï nhieân laø: caùnh ñoàng töôùi, baõi loïc, hoà sinh hoïc… Quaù trình xöû lyù dieãn ra chaäm, chuû yeáu döïa vaøo nguoàn oxy vaø vi sinh coù trong ñaát vaø nöôùc. Nhöõng coâng trình xöû lyù trong ñieàu kieän nhaân taïo laø: beå loïc sinh hoïc (Biophin), beå laøm thoaùng sinh hoïc (Aeroten)…. Do caùc ñieàu kieän taïo neân baèng nhaân taïo neân quaù trình xöû lyù dieãn ra nhanh hôn, cöôøng ñoä maïnh hôn. Quaù trình xöû lyù sinh hoïc trong ñieàu kieän nhaân taïo coù theå ñaït möùc hoaøn toaøn (xöû lyù sinh hoïc hoaøn toaøn) vôùi BOD giaûm ñeán 90 – 95% vaø khoâng hoaøn toaøn vôùi BOD giaûm tôùi 40 – 80%. 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. Beå chaén giöõ maøng sinh hoïc (sau beå Biophin) hoaëc buøn hoaït tính (sau beå Aeroten) duøng ñeå goïi laø beå laéng ñôït II. Trong tröôøng hôïp xöû lyù treân beå Aeroten thöôøng ñöa moät phaàn buøn hoaït tính trôû laïi beå Aeroten ñeå taïo ñieàu kieän cho coâng trình ñaït hieäu quaû cao hôn. Phaàn buøn hoaït tính coøn laïi goïi laø buøn hoaït tính dö, thöôøng ñöa tôùi beå neùn buøn ñeå laøm giaûm theå tích tröôùc khi ñöa vaøo beå Metanten ñeå thöïc hieän quaù trình leân men. Quaù trình xöû lyù sinh hoïc trong ñieàu kieän nhaân taïo khoâng loaïi tröø trieät ñeå caùc loaïi vi khuaån, nhaát laø vi truøng gaây beänh. Bôûi vaäy sau giai ñoaïn xöû lyù sinh hoïc trong dieàu kieän nhaân taïo caàn thöïc hieän giai ñoaïn khöû truøng nöôùc thaûi tröôùc khi xaû vaøo nguoàn. Trong quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi baèng baát kyø phöông phaùp naøo cuõng taïo neân moät löôïng caën laéng ñaùng keå ( baèng 0,5 – 1% toång löu löôïng nöôùc thaûi). Caùc chaát lô löûng 15 khoâng hoøa tan ôû beå laéng ñôït I goïi laø caën töôi, caën giöõ laïi ôû beå laéng II goïi laø maøng vi sinh (sau beå Biophin) hoaëc buøn hoaït tính (sau beå Aeroten). Noùi chung caùc loaïi caën treân ñeàu coù muøi hoâi thoái khoù chòu (nhaát laø caën töôi) vaø nguy hieåm veà maët veä sinh. Do vaäy, nhaát thieát phaûi xöû lyù caën thích ñaùng. Ñeå giaûm haøm löôïng chaát höõu cô trong caën vaø ñeå ñaït caùc chæ tieâu veä sinh thöôøng aùp duïng phöông phaùp sinh hoïc kî khí trong caùc coâng trình töï hoaïi, beå laéng 2 voû hoaëc beå Metanten. Beå töï hoaïi vaø beå laéng hai voû thöïc hieän ñoàng thôøi 2 nhieäm vuï: laéng caën vaø leân men caën laéng. Beå Metanten laø coâng trình töông ñoái hieän ñaïi chæ öùng duïng ñeå leân men caën laéng. Ñoâi khi beå naøy cuõng coøn ñöôïc söû duïng ñeå xöû lyù sô boä nöôùc thaûi coâng nghieäp coù noàng ñoä cao. Ñeå giaûm ñoä aåm cuûa caën ñaõ leân men thöôøng söû duïng caùc coâng trình: hoá buøn (ñoái vôùi traïm xöû lyù nhoû), saân phôi buøn, thieát bò saáy khoâ baèng cô hoïc, loïc chaân khoâng, loïc eùp… Khi löôïng caën khaù lôùn coù theå söû duïng phöông phaùp saáy nhieät. 16 Hình 1.2: Sô ñoà toùm taét caùc phöông phaùp sinh hoïc xöû lyù nöôùc thaûi Nguoàn: [5] 1.4 . Vai troø cuûa taûo trong xöû lyù nöôùc thaûi Taûo ñoùng vai troø quan troïng trong heä thoáng ao sinh hoïc xöû lyù nöôùc thaûi. Bieän phaùp naøy khoâng yeâu caàu kyõ thuaät cao nhöng xöû lyù nöôùc thaûi raát höõu hieäu, voán ñaàu tö ít, chi phí hoaït ñoäng reû vaø raát thích hôïp cho caùc nöôùc ôû vuøng noùng. Chuùng coù khaû naêng giaûm noàng ñoä caùc vi truøng gaây beänh xuoáng möùc raát thaáp vaø coù theå chòu ñöïng ñöôïc noàng ñoä kim loaïi naëng cao (treân 30 mg/l). Quaù trình hoaït ñoäng cuûa ao sinh hoïc döïa treân quan heä coäng sinh cuûa toaøn boä quaàn theå sinh vaät coù trong hoà taïo ra. Trong soá caùc chaát höõu cô ñöa vaøo hoà coù caùc chaát khoâng tan seõ bò laéng xuoáng ñaùy hoà coøn caùc chaát tan seõ bò hoøa loaõng trong nöôùc. Döôùi ñaùy hoà seõ dieãn ra quaù trình phaân giaûi yeám khí caùc hôïp chaát höõu cô nhôø toå hôïp caùc nhoùm vi sinh vaät yeám khí coù trong lôùp buøn. Caùc saûn phaåm phaân huûy yeám khí Caùc phöông phaùp sinh hoïc xöû lyù nöôùc thaûi Hieáu khí (Aerobic) Thieáu khí (Anoxic) Kî khí (Anaerobic) Buøn hoaït tính Ñóa quay sinh hoïc Maøng loïc sinh hoïc Ao hoà oån ñònh nöôùc thaûi Beå kî khí Beå loïc kî khí Khöû nitrat 17 tröôùc tieân cho ra caùc axit höõu cô, sau ñoù thaønh NH3, H2S, CH4. Treân vuøng yeám khí laø vuøng yeám khí tuøy tieän vaø hieáu khí vôùi khu heä vi sinh raát phong phuù goàm caùc gioáng Pseudomonas, Bacillus, Flavobacterium, Achromobacter…. Chuùng phaân giaûi chaát höõu cô thaønh nhieàu chaát trung gian khaùc nöõa vaø cuoái cuøng laø CO2, ñoàng thôøi taïo ra caùc teá baøo môùi, chuùng söû duïng O2 do taûo vaø caùc thöïc vaät taïo ra. Caùc vi sinh vaät nitrat hoùa seõ oxy hoùa N-amonia thaønh nitrit roài nitrat. Moät nhoùm vi sinh vaät khaùc nhö P. denitrificans, B. licheniformic, Thiobacillus denitrificans laïi phaûn nitrat ñeå taïo thaønh nitrogen phaân töû. Heä vi khuaån vaø naám, xaï khuaån phaân huûy caùc chaát höõu cô thaønh caùc chaát voâ cô cung caáp cho taûo vaø caùc thöïc vaät thuûy sinh. Taûo vaø caùc thöïc vaät thuûy sinh laïi cung caáp O2 cho vi khuaån, ngoaøi ra thaân, reã laù cuûa thöïc vaät thuûy sinh laø nôi coäng sinh sinh lyù raát toát ñoái vôùi heä vi sinh vaät, vi sinh vaät coù theå baùm vaøo ñoù maø khoâng bò chìm xuoáng ñaùy ao nôi coù DO thaáp khoâng ñuû ñeå phaùt trieån, thöïc vaät coøn cung caáp caùc chaát baøi tieát cho vi khuaån, ngöôïc laïi vi khuaån cung caáp ngay taïi choã cho thöïc vaät caùc saûn phaåm trao ñoåi cuûa mình, ñoàng thôøi cuõng che aùnh saùng ñeå vi khuaån khoâng bò caùc tia maët trôøi gieát cheát. Taûo, thöïc vaät khi coøn soáng seõ laø nguoàn thöùc aên cho caù vaø caùc loaïi thuûy saûn khaùc, khi cheát seõ laø chaát dinh döôõng cho vi sinh vaät. Taûo thöôøng coù maët trong ao sinh hoïc, tuøy theo töøng ao maø soá löôïng vaø thaønh phaàn cuûa chuùng coù nhieàu thay ñoåi, soá löôïng cuûa chuùng coù theå ñaït 15.106 con/ml nöôùc ao, caùc loaïi taûo luïc thöôøng chieám öu theá vì chuùng chòu ñöïng toát nhöõng bieán ñoåi cuûa moâi tröôøng nhö nhieät ñoä quaù thaáp hoaëc quaù cao. Toác ñoä phaùt trieån lôùn, thôøi gian nhaân ñoâi theá heä ngaén (vi khuaån, naám men: 0,3 – 2 giôø, naám sôïi, taûo Chlorella: 2 – 6 giôø, coû vaø caùc thöïc vaät khaùc: 144 – 288 giôø). [5] 18 Taûo ñoùng vai troø maét xích heát söùc quan troïng trong chu trình vaät chaát ôû ao sinh hoïc. Haøm löôïng ñaïm vaø vitamin cuûa taûo raát cao laø nguoàn cung caáp thöùc aên cho ñoäng vaät thuûy sinh. Chính baûn thaân taûo cuõng nhö vi khuaån tröïc tieáp laøm saïch caùc nguoàn hydrocacbon, kim loaïi naëng… Trong quaù trình xöû lyù nöùôc thaûi coù nhieàu sinh vaät tham gia, vôùi caùc chöùc naêng khaùc nhau. Coù sinh vaät tham gia tröïc tieáp, coù sinh vaät tham gia giaùn tieáp nhöng taát caû chuùng ñeàu hoã trôï nhau ñeå: - Sinh nguoàn oxy sinh hoïc ñeå oxy hoùa caùc chaát höõu cô - Taïo söùc saûn xuaát ban ñaàu cho thuûy vöïc - Haáp thuï kim loaïi naëng (nhö Pb), haáp thuï phenol (nhôø coù Cyanophyta) - Taïo chaát khaùng sinh kìm haõm vi khuaån gaây beänh - Caùc sinh vaät dò döôõng vaø hoãn döôõng caïnh tranh nguoàn thöùc aên vôùi caùc vi khuaån - AÊn caùc vi khuaån gaây beänh - Kieàm hoùa moâi tröôøng dieät vi khuaån gaây beänh Baûng 1.3: Danh luïc taûo thöôøng coù maët trong caùc ao xöû lyù nöôùc thaûi nhieät ñôùi Euglena Phacus Chlamydomonas Chlorogonium Pyropotrys Eudorina Pandorina Scenedesmus Volvox Dictyosphaerium Oocystis Cyclotella Ankistrodesmus Chlorella Micratinium Rhodomonas Coelastrum Navicula Anabaena Oscillatoria Cryptomonas Spirulina Nguoàn: [5] 19 Baûng 1.4: Danh luïc taûo xöû lyù kim loaïi naëng coù trong nöôùc thaûi Taûo Nguyeân toá Löôïng tích tuï (% troïng löôïng khoâ) Scenedesmus obliquus Chlorella vulgaris Chuûng chòu ñöïng Chuûng khoâng chòu ñöïng Chlorella sp. Chlorella regularis Chlamydomonas sp. (2 chuûng) Scenedesmus (3 chuûng) Chlorella regularis Ankistrodesmus sp. Scenedesmus sp. Chlorella regularis Chlamydomonas sp. Scenedesmus Chlorella sp. Dunaliella sp. Chlamydomonas sp. Chlorella regularis Chlorella vulgaris Euglena sp. Cadmium Ñoàng Ñoàng Thuûy ngaân Mangan Molyñen Molyñen Molyñen Molyñen Uranium, Barium Uranium, Barium Uranium Uranium Uranium Uranium Uranium Uranium Uranium Vaøng Saét Nhoâm Barium Keõm Mangan Nicken Ñoàng Chì Uranium Thorium ◘0,3 <0,15 <1,55 <0,01 <0,8 1,32 0,94-2,1 0,75-2,3 0,06 0,1-1,0 0,1-1,0 0,39 0,09-0,49 0,23-0,34 0,026-0,029 0,01-0,019 0,14 15 10 0,5-6,6 0,2-1,8 0,0012-0,0134 0,0049-0,0210 0,0036-0,0414 0,0006-0,0056 0,0011-0,0097 0,0031-0,0366 0,0005-0,0013 0,0011-0,0039 Nguoàn: [5] 20 Baûng 1.5: Danh luïc taûo chæ thò ñoä baån ôû Vieät Nam Polysaprobe Mesosaprobe Euglena viridis Her. Phacus pleuronectes (Her.)Duj. Distigma proteus Her. Polytoma uvella Her. Phormidium autumnale (Ag.) Gom. Spirulina jenneri (Hass.) Kuetz. Euglena acus Her. E. oxyuris Schmard E. spirogyra Her. E. tripteris (Duj.) Klebs E. texta (Duj.) Hubner E. deses her. Melosira varians Ag. Synedra ulna (Nitzsch.)her. Rhoicosphenia curvata (Kuetz.) Grun. Nitzschia palea (Kutz.) W. Sm. Oscillatoria princeps Vauch O. limosa Ag. Mesosaprobe – Oligosaprobe: Oligosaprobe Euglena proxima Dang E. gracilis Monomorphina pyrum (Her) Mereschik Coconeis pediculus her. Phacus longicauda (her.)Duj. Oscillatoria rubescens (D.C.) Gom. Cyclotella meneghiniana Kuetz. Asterionella formosa Hass. Flagilaria construens (her.) Grun. Synedra acus Kuetz. Nguoàn: [10] 21 1.5. Caùc coâng trình nghieân cöùu xöû lyù nöôùc thaûi coù söû duïng taûo 1.5.1. ÔÛ nöôùc ngoaøi Söû duïng ao sinh hoïc ñeå xöû lyù nöôùc thaûi ñöôïc phaùt trieån ôû nhieàu nöôùc nhö Myõ (1/3 nöôùc thaûi ñöôïc xöû lyù trong caùc ao hoà), Phaùp, CHLB Ñöùc (Baûng 1.6), Boà Ñaøo Nha, ôû Trung Ñoâng, Chaâu Phi, Chaâu AÙ, Chaâu Myõ La Tinh. ÔÛ Myõ, ao sinh hoïc ñöôïc söû duïng töø naêm 1963 vaø duøng ñeå xöû lyù caùc loaïi nöôùc thaûi coâng nghieäp nhö cheá bieán daàu moû, loø moå gia suùc, hoùa hoïc, ñöôøng, söõa, giaáy, röôïu vang… 1.5.2. ÔÛ Vieät Nam Nhieàu luaän vaên cuûa sinh vieân nuoâi thöû nghieäm khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi baèng taûo trong ñieàu kieän phoøng thí nghieäm Nghieân cöùu xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø baèng bieän phaùp sinh hoïc, trong ñieàu kieän phoøng thí nghieäm cuûa Ts. Nguyeãn Vaên Tuyeân Coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi ñoâ thò baèng coâng ngheä hoà sinh hoïc taïi khu vöïc keânh Ñen, phöôøng Bình Höng Hoøa - quaän Bình Taân - TP.HCM 1.6. Moät soá döï aùn caûi taïo keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø: Döï aùn caûi taïo keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø (naêm 2000 – 2003) - Giaûi toûa nhöõng khu oå chuoät hoâi haùm ôû hai beân bôø keânh - Toå chöùc caùc ñoäi chuyeân thu gom, queùt doïn raùc doïc hai beân bôø keânh - Troàng caây xanh vaø taïo caûnh quan hai beân bôø keânh - Beâ toâng hoùa hai bôø keânh - Ñoaïn töø caàu Leâ Vaên Syõ trôû veà phía thöôïng nguoàn: xaây döïng caùc caàu giao thoâng taïo tuyeán giao thoâng. 22 Baûng 1.6: Keát quaû xöû lyù baèng ao sinh hoïc moät soá loaïi nöôùc thaûi coâng nghieäp ôû Ñöùc Caùc loaïi coâng nghieäp Nhaø maùy Chæ tieâu Nöôùc cho vaøo (mg/l) Nöôùc thaûi ra (mg/l) Hieäu quaû (%) Hoùa chaát Wacker chemie, Burghausen FRG BOD5 COD Chaát raén Chlorohydro- carbon 943 1116 55 10,7 46 269 64 0 95,2 82 Loïc daàu ESSO AG Refinery, lngolstadt, FRG BOD5 COD 150-200 203 4 70 98 66 Hoùa sinh vaø döôïc phaåm Boehringer, Penzberg, FRG BOD5 COD N P 2492,5 2000 74,0 39,3 4 58 13,4 15,2 99,7 97,1 81,9 61,4 Giaáy MD Papier- fabriken Plattling, FRG, trong naêm 1984 BOD5 COD 265 620 4,9 52 98,2 85 Loø moå gia suùc Oberding, FRG BOD5 COD 1800-7400 2400-9600 25-40 200-300 98 91 Söõa Allgauer Emmentaler- werk, FRG BOD5 COD 1200 2000 25 150 99 96 Nguoàn: [5] 23 Döï aùn naïo veùt keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø (naêm 2005 – 2007) - Naïo saâu theâm 2 – 3m, nôùi roäng ra 27m ôû thöôïng nguoàn vaø 90m ôû haï löu. - Öôùc löôïng khoái löôïng buøn naïo veùt trong giai ñoaïn thi coâng caûi taïo keânh laø 1030000 m3. - Buøn naïo veùt döôùi loøng keânh coù theå ñöôïc söû duïng laøm chaát lieäu choân laáp vaø troàng caây - Buøn loaïi 1 chöùa löôïng chaát höõu cô treân 10%, coù khoaûng 338000 m3, chieám 33% theå tích toång coäng - Coøn laïi laø lôùp ñaát döôùi, chöùa ít chaát höõu cô (5 – 10%), coù khoaûng 690000 m3 Döï aùn “Veä sinh moâi tröôøng thaønh phoá” - Hai thaàu chính laø: Lieân doanh nhaø thaàu Tianjin – Coâng ty CHEC 3 (Trung Quoác) Lieân doanh Huyndai Mobis – Huyndai Corp – SamboTocfoc – Cofico (Haøn Quoác – Vieät Nam) - Toång ñaàu tö cho döï aùn naøy laø 199,96 trieäu USD - Xaây döïng moät tuyeán coáng bao ñôn (ñöôøng kính 3m) chaïy doïc theo keânh, 55 coâng trình taùch doøng vaø kieåm soaùt xaû traøn phaân boá doïc theo bôø keânh ñeå noái heä thoáng thu gom vaøo tuyeán coáng bao, laøm taêng löu löôïng nöôùc saïch töø soâng vaøo keânh khi trieàu leân. - Coâng trình sô boä goàm moät traïm bôm coù thieát bò löôïc raùc vôùi coâng suaát bôm laø 64000 m3/giôø vaø caùc coâng trình phuï coù lieân quan. Ñeå taêng ñoä pha loaõng vaø khoâng laøm aûnh höôûng ñeán doøng chaûy cuõng nhö laøm xoùi moøn loøng soâng hieän höõu, moät 24 mieäng xaû ngaàm coù ñoä saâu töø 18 – 20m coù thieát keá ñaëc bieät seõ ñöôïc xaây döïng döôùi loøng soâng. - Theo caùc chuyeân gia, döï aùn naøy khi thöïc hieän seõ coù taùc ñoäng xaáu ñeán moâi tröôøng vaø sinh hoaït cuûa daân cö soáng quanh coâng trình, moâi tröôøng seõ bò oâ nhieãm, nhöõng chaán ñoäng trong quaù trình thi coâng seõ aûnh höôûng ñeán nhaø daân. 25 Chöông 2 ÑAËC ÑIEÅM TÖÏ NHIEÂN 2.1. Ñaëc ñieåm töï nhieân TP.HCM: 2.1.1. Vò trí ñòa lyù Dieän tích 2095 km2 (thoáng keâ naêm 2000) Giôùi haïn bôûi toïa ñoä ñòa lyù: Töø 10o38’00” ñeán 11o10’00” Vó ñoä baéc Töø 106o2’00” ñeán 106o54’00” Kinh ñoä ñoâng Phía Baéc giaùp tænh Taây Ninh, phía Ñoâng giaùp tænh Bình Döông, phía Ñoâng Nam giaùp tænh Ñoàng Nai, phía Nam giaùp bieån, phía Taây Nam vaø phía Taây giaùp tænh Long An. Coù 17 quaän, 5 huyeän vôùi 238 phöôøng noäi thaønh vaø 66 xaõ thò traán ngoaïi thaønh. 2.1.2. Ñòa hình TP.HCM laø söï chuyeån tieáp haøi hoøa giöõa ñòa hình ñoài nuùi cuûa mieàn trung vaø ñòa hình truõng thaáp cuûa Ñoàng baèng soâng Cöûu Long. ÔÛ phaàn phía Baéc vaø phía Ñoâng coù ñoä cao tuyeät ñoái treân 5,0 m ôû huyeän Cuû Chi, Hoùc Moân ñeán 20 – 30m ôû quaän Thuû Ñöùc vaø quaän 9. Caùc quaù trình ñòa chaát ôû ñaây laø xoùi moøn, röûa troâi, xaâm thöïc vaø cuõng laø nôi nhaän söï cung caáp cuûa nöôùc möa cho nöôùc döôùi ñaát. Ñòa hình thaáp nhaát ôû ñoä cao < 5,0 m taïo thaønh moät daõy heïp ven theo hoaëc bao quanh ñòa hình ñoài thaáp ôû phía baéc vaø phaùt trieån thaønh dieän roäng ôû phìa nam thaønh phoá, bò phaân caét bôûi heä thoáng keânh raïch, vuøng coù ñoä cao 1 – 2 m thöôøng bò ngaäp nöôùc khi trieàu leân cao. 26 Hai daïng ñòa hình naøy xen keõ vaø chuyeån hoùa cho nhau töø Baéc xuoáng Nam, töø Ñoâng sang Taây. 2.1.3. Khí haäu Khí haäu caän nhieät ñôùi gioù muøa noùng aåm, möa nhieàu. Chia thaønh 2 muøa: Muøa möa: thaùng 5 ñeán thaùng 11 (löôïng möa trong thaùng > 100 mm) Muøa khoâ: thaùng 12 ñeán thaùng 4 (löôïng möa trong thaùng <100mm) Tuy nhieân vaãn coù tröôøng hôïp ngoaïi leä laø thaùng 4 vaø thaùng 12, löôïng möa >100 mm (nhöng ít gaëp) Nhieät ñoä trung bình quanh naêm cao vaø töông ñoái oån ñònh. Nhieät ñoä ban ngaøy töø 26 – 34oC, nhieät ñoä ban ñeâm töø 16 – 22oC. Ñoä aåm töông ñoái cao, cao nhaát 94 – 95%, thaáp nhaát 68 – 71%, trung bình 78 – 79%. Löôïng boác hôi lôùn. Löôïng boác hôi haøng naêm thay ñoåi töø 1075,4 ñeán 1738,4 mm (keát quaû quan traéc 10 naêm töø naêm 1978 ñeán 1985). Cuoái muøa khoâ(thaùng 3 vaø thaùng 4) coù löôïng boác hôi cao nhaát töø 140,3 ñeán 161,2 mm. Cuoái muøa möa (thaùng 9 vaø thaùng 10) coù löôïng boác hôi thaáp nhaát töø 50 ñeán 60 mm. Löôïng boác hôi trung bình töø 79 ñeán 80 mm Gioù:coù 3 loaïi chính: gioù ñoâng nam, gioù taây nam, gioù taây thoåi xen keõ nhau. Töø thaùng 5 ñeán thaùng 10 khoâng coù höôùng gioù naøo chieám öu theá. Toác ñoä gioù ñaëc tröng töø 2,1 ñeán 3,6 m/s (gioù taây), töø 3 ñeán 4 m/s (gioù ñoâng nam) Löôïng möa trung bình haèng naêm lôùn, trung bình 1946,15 mm (taäp trung vaøo thaùng 6, 7, 8, 9, 10, chieám gaàn 90% löôïng möa haøng naêm) 27 2.1.4. Thuûy vaên TP.HCM coù maïng thuûy vaên daøy ñaëc thuoäc heä thoáng soâng Ñoàng Nai, soâng Saøi Goøn, soâng Nhaø Beø. Heä thoáng soâng Ñoàng Nai baét nguoàn töø vuøng ven rìa cao nguyeân Di Linh ñoå ra bieån ôû cöûa Soaøi Raïp. Chieàu daøi theo doøng chính laø 628 km. Dieän tích löu vöïc laø 38610 km2. Chaûy qua ñòa phaän TP.HCM töø phía ñoâng quaän 9 ñeán phöôøng Myõ Thaïnh Lôïi gaëp soâng Nhaø Beø Soâng Saøi Goøn: Chaûy vaøo thaønh phoá ñoaïn töø Phuù Myõ tôùi Thaïnh Myõ Lôïi quaän 2 gaëp soâng Nhaø Beø. Roäng 250 – 350 m. Saâu 10 – 20 m. Löu löôïng soâng lôùn nhaát 84 m3/s vaøo thaùng 10 naêm 1986 vaø nhoû nhaát laø 22m3/s vaøo thaùng 8/1986. Löôïng nöôùc cao nhaát ôû ñoä cao 1,18 m (10/10/1990). Soâng chòu aûnh höôûng cuûa cheá ñoä baùn nhaät trieàu. Bieân ñoä dao ñoäng töø 1,5 – 3,1 m. Hoà Daàu Tieáng khoáng cheá moät löu vöïc dieän tích 2700 km2 cuûa soâng Saøi Goøn, coù nhieäm vuï laø töôùi cho tænh Taây Ninh vaø TP.HCM, xaû 20 m3/s xuoáng haï löu ñeå ñaåy maën vaøo thaùng 2, 3, 4. Treân soâng Saøi Goøn coù ranh maën khoaûng 4o/oo hieän ôû Thuû Thieâm, ngang vôùi raïch Chieác. Heä thoáng soâng Nhaø Beø: Phaàn Baéc Nhaø Beø coù maïng löôùi thuûy vaên daøy ñaëc nhö soâng Caàn Giuoäc, soâng Chôï Ñeäm, raïch Caây Khoâ, Baø Phoù, OÂng Lôùn… Soâng Caàn Giuoäc: Coù cheá ñoä baùn nhaät trieàu, keát quaû phaân tích thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa nöôùc cho thaáy: Haøm löônïg clo töø 425,4 ñeán 5184,56 mg/l Toång khoaùng töø 0,83 ñeán 9,28 g/l Ñoä pH töø 6,9 ñeán 8,32. 28 Soâng chòu aûnh höôûng cuûa thuûy trieàu, nöôùc soâng coù chaát löôïng keùm, nöôùc ñuïc, maën vaø raát baån, khoâng theå duøng cho sinh hoaït vaø coâng nghieäp. Soâng Chôï Ñeäm: ÔÛ phía Taây Nam thaønh phoá, chaûy veà phía ñoâng baéc noái lieàn vôùi raïch Caàn Giuoäc, keânh Ñoâi vaø keânh Loø Goám. Soâng Chôï Ñeäm daøi khoaûng 5 km, saâu 5 – 10m, roäng töø 80 – 120m. Soâng chòu aûnh höôûng cuûa cheá ñoä baùn nhaät trieàu. Keát quaû phaân tích maãu nöôùc cho thaáy Haøm löôïng clo töø 418,31 ñeán 4564,19 mg/l Toång khoaùng hoùa töø 0,82 ñeán 8,20g/l Ñoä pH töø 6,88 ñeán 7,33. Chaát löôïng nöôùc soâng chôï Ñeäm thay ñoåi theo muøa roõ reät, muøa möa nöôùc nhaït hôn muøa khoâ. Soâng chòu aûnh höôûng cuûa thuûy trieàu, nöôùc soâng coù chaát löôïng keùm, nöôùc ñuïc, maën vaø raát baån, khoâng theå duøng cho sinh hoaït vaø coâng nghieäp Ngoaøi caùc soâng, trong vuøng coøn coù heä thoáng keânh raïch tieâu thoaùt. Heä thoáng keânh tieâu thoaùt trong noäi oâ thaønh phoá tieáp tuïc bò oâ nhieãm naëng vôùi caùc thaønh phaàn BOD5, COD, Coliform coù giaù trò raát cao. Aûnh höôûng cuûa trieàu coù theå thaáy roõ taïi An Loäc treân soâng Vaøm Thuaät, caàu Ñieän Bieân Phuû treân keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø vaø Phuù Ñònh treân keânh Ñoâi – keânh Teû. Möùc ñoä nhieãm baån treân caùc soâng naøy taïm thôøi coù theå xeáp loaïi theo möùc ñoä giaûm daàn nhö sau (döïa vaøo giaù trò cuûa caùc chæ tieâu: TSS, TUR, Tot. N, Tot. P, DO, COD, BOD5, S2-, Pb, Cd, Vi sinh): Caàu OÂng Buoâng – Keânh Taân Hoùa-Loø Goám Coáng Hoøa Bình – Keânh Taân Hoùa-Loø Goám Caàu Tham Löông – Keânh Tham Löông Caàu Leâ Vaên Syõ – Keânh Nhieâu Loäc-Thò Ngheø 29 Raïch Ngöïa – Keânh Taøu Huû-Beán Ngheù Caàu Nhò Thieân Ñöôøng – Keânh Taøu Huû-Beán Ngheù Caàu Chaø Vaø – Keânh Ñoâi-Teû Caàu Ñieän Bieân Phuû – Keânh Nhieâu Loäc-Thò Ngheø Caàu An Loäc – Soâng Vaøm Thuaät Phuù Ñònh – Keânh Ñoâi-Teû Caùc chaát oâ nhieãm do nöôùc thaûi sinh hoaït trong heä thoáng keânh tieâu thoaùt TP.HCM laø vaán ñeà ñaùng ngaïi nhaát. O nhieãm do nöôùc thaûi sinh hoaït ngaøy caøng gia taêng. Beân caïnh ñoù caùc oâ nhieãm do saûn xuaát noâng nghieäp, nhaát laø ngaønh cheá bieán löông thöïc, thöïc phaåm cuõng goùp phaàn laøm gia taêng möùc ñoä oâ nhieãm höõu cô, taïo ra nguy cô oâ nhieãm cao nguoàn nöôùc maët treân soâng Saøi Goøn. 2.1.5. Daân cö TP.HCM coù maät ñoä daân cö cao nhaát nöôùc vôùi 5,2 trieäu daân (thoáng keâ naêm 2000) soáng taäp trung chuû yeáu ôû caùc quaän noäi thaønh (3,466 trieäu daân) Daân cö chuû yeáu laø ngöôøi Vieät, caùc daân toäc coøn laïi nhö ngöôøi Hoa chieám tæ leä raát nhoû. Tæ leä taêng daân laø 1,83. Trình ñoä giaùc ngoä chính trò töông ñoái cao. Trình ñoä khoa hoïc raát khaùc nhau, soá löôïng caùc giaùo sö, tieán só, thaïc só vaø kó sö chæ ñöùng sau Haø Noäi vaø löïc löôïng coâng nhaân laønh ngheà cuõng raát ñoâng ñaûo, coù khaû naêng ñaùp öùng vôùi söï phaùt trieån maïnh meõ cuûa caùc ngaønh kinh teá, vaên hoùa trong giai ñoaïn hieän nay vaø töông lai cuûa thaønh phoá. Hieän nay, TP.HCM ñaõ hoaøn thaønh phoå caäp giaùo duïc tieåu hoïc. 2.1.6. Kinh teá Veà coâng nghieäp, nhöõng naêm gaàn ñaây TP.HCM phaùt trieån vöôït baäc, ñaõ xaây döïng nhieàu khu coâng nghieäp nhö: khu cheá xuaát Taân Thuaän – laø cô sôû coâng nghieäp phaùt 30 trieån ngaøy caøng coù hieäu quaû vaø laø moät trong nhöõng khu cheá xuaát lôùn cuûa thaønh phoá; Khu coâng nghieäp Linh Xuaân, khu coâng nghieäp Vónh Loäc A, khu coâng nghieäp Taân Thôùi Hieäp. Soá cô sôû saûn xuaát coâng nghieäp laø 26577 vaøo naêm 2000, giaù trò saûn xuaát coâng nghieäp laø 50,419 tyû ñoàng, ñaõ ñöa 7 khu cheá xuaát coâng nghieäp vaøo hoaït ñoäng, trong ñoù phaùt trieån nhaát laø khu cheá xuaát Taân Thuaän, Linh Trung. Coâng nghieäp cheá bieán phaùt trieån, coù 600 xí nghieäp vaø 23000 cô sôû cheá bieán xöû lyù. Rieâng 3 ngaønh cheá bieán löông thöïc - thöïc phaåm, nöôùc giaûi khaùt vaø deät may ñaõ chieám 50% löïc löôïng lao ñoäng cuûa thaønh phoá. Saûn phaåm coâng nghieäp haøng naêm taêng 7 – 8%. Ngoaøi ra coøn nhieàu cô sôû saûn xuaát lôùn nhö xí nghieäp ñoâng laïnh xuaát khaåu, coâng nghieäp vaät tö xaây döïng, xí nghieäp giaøy da xuaát khaåu, caùc xöôûng cô khí, cheá bieán haûi saûn… Veà noâng nghieäp coù troàng troït vaø chaên nuoâi. Troàng troït chuû yeáu laø caây luùa vaø hoa maøu, röøng nöôùc maën. Dieän tích caây löông thöïc coù haït 78400 ha. Saûn löôïng thuûy saûn laø 43516 taán, trong ñoù caù bieån laø 16663 taán. Giaù trò saûn xuaát noâng nghieäp 1408 tyû vaøo naêm 1999. Nhìn chung kinh teá trong vuøng phaùt trieån töông ñoái toát caû veà coâng nghieäp vaø noâng nghieäp. Saûn phaåm taïo ra khoâng nhöõng ñaùp öùng cho nhu caàu ñòa phöông maø coøn coù khaû naêng trao ñoåi vôùi vuøng laân caän vaø xuaát khaåu. 2.1.7. Giao thoâng TP.HCM laø ñaàu moái giao thoâng quan troïng cuûa khu vöïc phía nam, coù heä thoáng giao thoâng thuûy boä raát thuaän lôïi. Heä thoáng ñöôøng boä lan toûa ñi caùc tænh Ñoâng Nam Boä, Taây Nam Boä theo daïng toûa tia vôùi caùc truïc chính: quoác loä 1A, quoác loä 22, quoác loä 13, tuyeán ñöôøng saét Baéc Nam. 31 Heä thoáng ñöôøng thuûy: doïc soâng Saøi Goøn laø cuïm caûng keùo daøi treân chuïc km töø Nhaø Beø ñeán caàu Saøi Goøn vôùi naêng löïc boác dôû lôùn nhaát quoác gia. Saân bay Taân Sôn Nhaát ñoùng vai troø raát quan troïng trong heä thoáng ñöôøng haøng khoâng trong nöôùc vaø quoác teá. 2.2. Ñaëc ñieåm töï nhieân keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø 2.2.1. Ñòa hình Keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø naèm treân ñòa baøn 7 quaän: 1, 3, 10, Phuù Nhuaän, Bình Thaïnh, Goø Vaáp. Löu vöïc keânh coù ñoä cao töø 10 m ôû phía ngoaøi (quaän Taân Bình, quaän Goø Vaáp, quaän 1) ñeán 1,5m ôû trung taâm doïc theo caû 2 bôø keânh. Ñieàu kieän ñòa hình thích hôïp cho vieäc taäp hôïp nöôùc möa. Keânh goàm 2 thaønh phaàn chính: keânh Nhieâu Loäc (ñoaïn thöôïng nguoàn), keânh Thò Ngheø (ñoaïn haï löu). Chieàu daøi keânh laø 8692m, roäng 27m ôû thöôïng nguoàn vaø môû roäng 90m ôû haï löu ñoä saâu trung bình laø 5m, chaûy töø Taây Baéc ñeán Ñoâng Nam. Löu vöïc keânh roäng 12 km2, ñoå vaøo soâng Saøi Goøn taïi Vaøm Thuaät 2.2.2 Khí haäu Cuõng töông töï ñaëc ñieåm khí haäu cuûa TP.HCM: Coù 2 muøa: muøa möa töø thaùng 5 ñeán thaùng 10 vaø muøa khoâ töø thaùng 11 ñeán thaùng 4 naêm sau. ƒ Nhieät ñoä giöõa caùc thaùng ít bieán ñoäng. Söï bieán ñoäng nhieät ñoä chæ trong khoaûng 5 – 7oC Nhieät ñoä trung bình trong naêm laø 27oC Nhieät ñoä cao nhaát trong thaùng (thaùng 4): 35oC Nhieät ñoä thaáp nhaát trong thaùng (thaùng 12): 22oC 32 Baûng 2.1: Nhieät ñoä trung bình thaùng (oC) [6] “Nguoàn: Ñaøi quan traéc khí töôïng thuûy vaên mieàn Nam, 1999.” Thaùng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Nhieät ñoä trung bình thaùng (oC) 25,7 26,6 27,8 28,9 28,2 27,4 27,0 27,0 26,7 26,6 26,3 25,7 ƒ Cheá ñoä möa: Khoaûng 90% löôïng möa naèm trong muøa möa, löôïng möa trung bình trong muøa möa laø 300 mm/thaùng, löôïng möa trong muøa khoâ raát nhoû (khoaûng 5 – 50 mm/thaùng) hoaëc khoâng coù möa. Baûng 2.2: Löôïng möa trung bình thaùng (mm/thaùng) [6] “Nguoàn: Ñaøi quan traéc khí töôïng thuûy vaên mieàn Nam, 1999” Thaùng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Löôïng möa trung bình thaùng (mm/thaùng) 13,8 4,4 11,4 50,2 218,6 313,4 295,2 268,5 330,3 264,3 114,4 50,7 ƒ Cheá ñoä gioù: coù 2 höôùng gioù chính trong naêm laø Ñoâng Nam vaø Taây Nam. ƒ Ñoä aåm khoâng khí: trò soá cao nhaát cuûa ñoä aåm trung bình ñöôïc ghi vaøo thaùng 9,10 vaø trò soá thaáp nhaát ñöôïc ghi vaøo thaùng 2, 3. Baûng 2.3: Ñoä aåm töông ñoái trung bình thaùng (%) [6] “Nguoàn: Ñaøi quan traéc khí töôïng thuûy vaên mieàn Nam, 1999” Ñoä aåm töông ñoái trung bình thaùng (%) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 73,8 71,1 71,0 73,7 80,7 83,7 84,2 84,5 86,0 85,1 81,7 77,8 Trung bình naêm 79,5 33 ƒ Böùc xaï maët trôøi: Soá giôø naéng trong naêm laø 1500 giôø hoaëc hôn nöõa. Moãi ngaøy coù khoaûng 11,5 – 12,5 giôø naéng vaø cöôøng ñoä naéng vaøo buoåi tröa khoaûng 100000 lux trong muøa khoâ. Baûng 2.4: Böùc xaï maët trôøi trung bình haèng ngaøy (cal/cm2) [6] “Nguoàn: Ñaøi quan traéc khí töôïng thuûy vaên mieàn Nam, 1999” Böùc xaï maët trôøi trung bình haèng ngaøy (cal/cm2) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 343,6 401,3 449,1 428,2 354,2 371,5 368,5 364,6 344,5 337,5 324,8 334,1 Trung bình naêm 363,5 Cöôøng ñoä cao nhaát cuûa toång böùc xaï maët trôøi vaøo buoåi tröa laø khoaûng 1,12 – 1,20 cal/cm2/phuùt trong thaùng 3 vaø cöôøng ñoä thaáp nhaát laø khoaûng 0,78 – 0,86 cal/cm2/phuùt trong thaùng 11 vaø 12. 2.2.3. Thuûy vaên Löu löôïng doøng chaûy vaøo soâng Saøi Goøn cuûa löu vöïc Nhieâu Loäc – Thò Ngheø laø 1,16 m3/s. Do ñòa hình thaáp hôn so vôùi maët nöôùc bieån (döôùi 2,5 m) neân chòu aûnh höôûng cuûa cheá ñoä baùn nhaät trieàu khoâng ñeàu cuûa bieån Ñoâng. Theo cheá ñoä thuûy trieàu, coù theå chia nhieàu thôøi kyø trong naêm: Thôøi kyø trieàu cao: thaùng 9,10, 11, 12 Thôøi kyø trieàu thaáp: thaùng 4, 5, 6, 7, 8. Thôøi kyø trieàu trung bình: thaùng 1, 2, 3. Haøng thaùng coù 2 thôøi kyø trieàu cöôøng tuøy thuoäc vaøo chu kyø maët traêng trong caùc ngaøy 1, 2, 3 vaø 14, 15, 16, 17 aâm lòch vaø 2 thôøi kyø trieàu thaáp giöõa caùc ngaøy keå treân. 34 2.2.4. Daân cö Löu vöïc Nhieâu Loäc – Thò Ngheø laø nôi cö truù cuûa 1,2 trieäu daân, chieám 31,2% toång soá daân thaønh phoá Maät ñoä daân soá trung bình cuûa löu vöïc laø 294 ngöôøi/ha. 2.2.5 Giao thoâng Keânh naèm treân ñòa baøn cuûa 7 quaän neân aûnh höôûng ñeán giao thoâng cuûa thaønh phoá raát nhieàu: - Ñoaïn haï löu (quaän 1):tuyeán ñöôøng Hoaøng Sa ñaõ ñöôïc caûi taïo saïch ñeïp - Ñoaïn thöôïng nguoàn (quaän 3, quaän Phuù Nhuaän): xaây döïng theâm nhieàu caàu beâtoâng môùi Coù raát nhieàu caàu baét qua keânh laø tuyeán giao thoâng chính cuûa thaønh phoá: caàu Thò Ngheø, caàu Ñieän Bieân Phuû, caàu Boâng, caàu Coâng Lyù, caàu Leâ Vaên Syõ…. 2.3. Hieän traïng tieâu thoùat nöôùc cuûa keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø TP.HCM coù löu löôïng nöôùc thaûi laø 550000 m3/ngaøy. Toång löôïng nöôùc thaûi trong löu vöïc Nhieâu Loäc – Thò Ngheø laø 93000 m3/ ngaøy, trong ñoù: Löôïng nöôùc thaûi sinh hoaït vaø thöông maïi khoaûng 85600 m3/ngaøy, chieám 92% toång löu löôïng Löôïng nöôùc thaûi töø caùc nhaø maùy lôùn laø 3400m3/ngaøy, chieám 3,6% toång löu löôïng. Löôïng nöôùc thaûi cuûa 11 beänh vieän tröïc thuoäc thaønh phoá vaø 79 trung taâm y teá thuoäc caáp quaän vaø phöôøng khoaûng 4000 m3/ngaøy, chieám 4,3% toång löu löôïng. Heä thoáng thoaùt nöôùc trong löu vöïc keânh goàm khoaûng 130 km coáng ngaàm do coâng ty thoaùt nöôùc ñoâ thò quaûn lyù vaø 150 km coáng ngaàm do xí nghieäp coâng trình ñoâ 35 thò duy tu. Keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø laø tuyeán thoaùt nöôùc chính vaø thu goâm nöôùc thaûi chöa xöû lyù töø khoaûng 1,2 trieäu daân. Qua nhieàu naêm löu löôïng keânh ñaõ bò giaûm ñaùng keå. Naêm 2004, treân keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø ghi nhaän hieän töôïng khaùc vôùi naêm tröôùc, haøm löôïng chaát raén lô löûng giaûm ñaùng keå. Ñaây laø daáu hieäu cho thaáy chaát löôïng nöôùc treân tuyeán keânh naøy ñang daàn ñöôïc caûi thieän. Moät trong nhöõng nguyeân nhaân ñöôïc giaûi thích laø do vieäc hoaøn thaønh 2 tuyeán ñöôøng giao thoâng chaïy doïc keânh trong naêm 2001-2003, hoaøn thaønh caûi taïo moät soá caàu, coáng phía thöôïng nguoàn vaøo giöõa naêm 2004, ñaõ laøm giaûm ñaùng keå löôïng chaát thaûi raén phaùt sinh töø hoaït ñoäng xaây döïng xuoáng keânh. Ñaùnh giaù möùc ñoä oâ nhieãm treân keânh, Trung taâm chaát löôïng nöôùc vaø moâi tröôøng - Phaân vieän quy hoaïch khaûo saùt thuûy lôïi Nam Boä ñaõ nhaän xeùt (naêm 2004): oâ nhieãm treân heä thoáng keânh giaûm daàn töø thöôïng nguoàn xuoáng haï löu, caùc thoâng soá giaùm saùt oâ nhieãm nhö BOD5, COD, vi sinh taïi vò trí caàu Ñieän Bieân Phuû ñeàu thaáp hôn vò trí caàu Leâ Vaên Syõ. AÛnh höôûng trieàu ñeán ñoä oâ nhieãm coù theå thaáy roõ vaøo thaùng 4 taïi caàu Ñieän Bieân Phuû. Nhìn chung haøm löôïng caùc chaát oâ nhieãm giaûm ñaùng keå khi trieàu cöôøng. Tuy nhieân, so vôùi ñôït khaûo saùt naêm 2001, 2002 thì heä thoáng keânh naøy vaãn ñang gia taêng. 36 Chöông 3 PHÖÔNG PHAÙP NGHIEÂN CÖÙU 3.1. Thôøi gian thöïc hieän Töø thaùng 7/2005 ñeán thaùng 4/2006 Giai ñoaïn 1: töø thaùng 7/2005 ñeán thaùng 11/2005 - Ñieàu tra cô baûn - Nuoâi thöû nghieäm Giai ñoaïn 2 (nuoâi chính thöùc): töø thaùng 12/2005 ñeán thaùng 4/2006 Ñôït 1: 04/01/2006 – 11/01/2006 Ñôït 2: 28/03/2006 ñeán 03/03/2006 3.2. Caùc ñòa ñieåm thu maãu ƒ Thu maãu nöôùc thaûi treân keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø taïi 3 ñòa ñieåm: Ñòa ñieåm 1 (cuoái keânh): Caàu Thò Ngheø Ñòa ñieåm 2(giöõa keânh): Caàu Coâng Lyù Ñòa ñieåm 3 (ñaàu keânh): Caàu Traàn Quang Dieäu ƒ Thu maãu ngoaøi thieân nhieân vôùi caùc kieåu heä sinh thaùi khaùc nhau ñeå thöïc hieän quaù trình ñieàu tra cô baûn: Beán phaø Thuû Thieâm, thaûo caàm vieân TP.HCM, Ñaïi hoïc y döôïc, coâng vieân Leâ Thò Rieâng, ao rau muoáng quaän 11, ao rau muoáng quaän 8, ao rau muoáng Thuû Ñöùc, coâng vieân Daï Caàu Saøi Goøn, ao sen Bình Chaùnh, Thö vieän toång hôïp, beänh vieän Hình 3.1: Ao caù quaän 8 – TP.HCM 37 Nguyeãn Traõi, hoà Kyø Hoøa, Ñaàm Sen, ao caù quaän 8, ao sen Thuû Ñöùc, Ao caù Thuû Ñöùc, coâng vieân Hoaøng Vaên Thuï, ao caù Bình Chaùnh, ao rau muoáng Bình Taân. ƒ Thu maãu taûo ñeå nuoâi caáy: Ao caù (taïi quaän 5, 8, 10). Ao sen (taïi quaän 11, Bình Chaùnh) Ao caàu (taïi quaän Bình Taân) Baûng 3.1: Toùm taét soá löôïng maãu nghieân cöùu Gioáng taûo Ñòa ñieåm Soá löôïng Ngoaøi thieân nhieân Quaän 1, 3, 5, 10, 11, Taân Bình, Bình Thaïnh, Bình Taân, Bình Chaùnh, Thuû Ñöùc, Goø Vaáp 20 Caáy vaøo nöôùc thaûi Quaän 5, 8, 10, 11, Bình Taân, Bình Chaùnh 7 Trong nöôùc thaûi tröôùc xöû lyù Keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø 3 Trong nöôùc thaûi sau xöû lyù 7 nguoàn gioáng caáy vaøo 3 maãu nöôùc thaûi taïi 3 ñòa ñieåm treân keânh Nöôùc thaûi taïi moãi ñòa ñieåm pha loaõng ôû caùc noàng ñoä: 30%, 50%, 70%, 100%. Goàm 2 ñôït: nuoâi thöû nghieäm vaø nuoâi chính thöùc 2 muøa: möa vaø khoâ 144 Toång coäng 174 Hình 3.2: Thu maãu taûo taïi ao caù quaän 8 38 3.3 Thu vaø xöû lyù maãu ƒ Maãu taûo: Duøng vôït phytoplanton (No 74) keùo maãu taûo treân maët nöôùc sao cho löôùi vôït caùch maët nöôùc 20 cm. Vôït keùo nhieàu laàn, maãu thu ñöôïc cho vaøo loï, coá ñònh baèng formol 40% (ñoái vôùi maãu ñieàu tra cô baûn) vaø khoâng coá ñònh maãu baèng formol (ñoái vôùi maãu nuoâi) Thu maãu döôùi 2 daïng: maãu noåi vaø maãu baùm. ƒ Maãu nöôùc thaûi: Döïa vaøo baûng thuûy trieàu cuûa Boä taøi nguyeân vaø moâi tröôøng, xaùc ñònh thôøi ñieåm thaáp nhaát trong ngaøy ñeå thu maãu Ñôït 1(03/01/2006): thu maãu luùc 13 giôø 11’, möïc nöôùc cao 1m. Ñôït 2 (28/03/2006): thu maãu luùc 10 giôø 10’, möïc nöôùc cao 1,4 m. Thu maãu taïi 3 ñòa ñieåm: caàu Thò Ngheø, caàu Coâng Lyù, caàu Traàn Quang Dieäu Ño ñoä trong baèng ñóa secchi. Ñoái vôùi maãu nöôùc thaûi ñeå nuoâi taûo ñeå laéng moät ñeâm Ñoái vôùi maãu nöôùc thaûi phaân tích thì mang ngay ñeán Vieän quy hoaïch thuûy lôïi mieàn Nam, vieän Pasteur, khoa Ñòa chaát – Moâi tröôøng – Tröôøng Ñaïi hoïc kyõ thuaät – TP.HCM ñeå phaân tích caùc chæ soá: TSS, COD, BOD5, Ñaïm amoni, Photpho, As, Hg, Pb, Cd, E. coli, HCO3-, CO32-, Cl-, SO42-, Na+, Mg2+, Ca2+, K+. Rieâng moät soá chæ soá coù theå ño ñöôïc taïi choã nhö: pH, Ec, DO, ñoä maën, ñoä trong. Hình 3.3: Thu maãu taûo taïi ao caàu quaän Bình Taân 39 3.4. Phöông phaùp nuoâi caáy Khoâng phaân laäp theo töøng loaøi maø phaân laäp theo toå hôïp loaøi, nuoâi caáy cho nhieãm truøng töï do. Phöông phaùp naøy thöïc tieãn vaø hieäu quaû nhaát vì thöïc teá ngoaøi thieân nhieân xöû lyù theo quaàn xaõ chöù khoâng phaûi 1 – 2 loaøi tham gia xöû lyù. Moâi tröôøng nuoâi caáy: nöôùc thaûi laáy treân keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø luùc baån nhaát (luùc trieàu thaáp nhaát), ñeå laéng moät ñeâm, sau ñoù pha loaõng theo caùc noàng ñoä 30%, 50%, 70%, 100%. Söû duïng moät soá nguoàn gioáng ñaõ ñieàu tra cô baûn caáy vaøo nöôùc thaûi ñaõ pha loaõng, nuoâi thöû nghieäm nhieàu laàn. Nghieân cöùu choïn nguoàn gioáng ñieån hình ñeå nuoâi chính thöùc. Taûo ñöôïc nuoâi trong caùc bình nhöïa 1,5 – 2 lít, chia 3 loâ, moãi loâ goàm 4 bình vôùi theå tích nhö nhau laø 2 lít, nöôùc thaûi ñöôïc pha loaõng theo caùc noàng ñoä, löôïng gioáng caáy vaøo moâi tröôøng baèng nhau laø 10 ml. Ñieàu kieän nuoâi caáy: ñeå ngoaøi trôøi, aùnh saùng, nhieät ñoä töï nhieân, khoâng cung caáp baát kyø chaát naøo. Trong quaù trình nuoâi caáy, theo doõi söï phaùt trieån cuûa taûo, thöôøng xuyeân khuaáy maãu vaø laéc bình nuoâi taûo. Ño caùc chæ soá thuûy, lyù hoùa töøng ngaøy, theo doõi söï bieán ñoåi maøu, söï suûi boït, chuïp hình. 3.5. Nghieân cöùu Quan saùt taûo döôùi kính hieån vi, ñònh loaïi taûo döïa treân söï ñoái chieáu vôùi taøi lieäu nöôùc ngoaøi vaø trong nöôùc veà hình daïng, caáu taïo, hình veõ minh hoïa vaø caùc moâ taû chi tieát ñeå ñònh teân khoa hoïc. Chuïp hình caùc loaøi taûo vaø caùc toå hôïp taûo ôû töøng noàng ñoä ñeå minh hoïa vaø thieát laäp danh luïc hình taûo tham gia xöû lyù. 40 Thieát laäp danh luïc caùc loaøi taûo tham gia xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø ôû 2 muøa, ôû caùc nguoàn gioáng khaùc nhau, ôû caùc noàng ñoä khaùc nhau. Nghieân cöùu söï bieán ñoåi caùc chæ soá hoùa hoïc chính trong quaù trình xöû lyù (tröôùc vaø sau xöû lyù): TSS, COD,BOD5, Ec, pH, DO, Ñaïm amoni, Photpho, moät soá kim loaïi (Pb, Cd, Hg, As) Döïa vaøo caùc tieâu chuaån ñaùnh giaù nöôùc thaûi trong vaø ngoaøi nöôùc ñeå ñaùnh giaù vaø xeáp loaïi nöôùc thaûi tröôùc vaø sau xöû lyù. Nghieân cöùu söï bieán ñoåi caùc chæ soá sinh hoïc quan troïng trong quaù trình xöû lyù: E.coli, ñoä ña daïng veà loaøi (Species diversity), chæ soá öu theá cuûa loaøi, chæ soá index, söùc saûn xuaát ban ñaàu cuûa heä. Duøng xaùc suaát thoáng keâ ñeå xaùc ñònh ñoä tin caäy cuûa caùc chæ soá sinh hoïc, tính ñöôïc xaùc suaát tìm thaáy caùc ngaønh taûo cuï theå ôû moãi noàng ñoä. Nghieân cöùu: Söï phuø hôïp giöõa caùc chæ soá sinh hoïc vaø hoùa hoïc Khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi ôû caùc noàng ñoä khaùc nhau Khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi cuûa taûo cuûa caùc nguoàn gioáng khaùc nhau Khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi ôû 2 muøa 41 Chöông 4 KEÁT QUAÛ VAØ THAÛO LUAÄN 4.1. Xaùc ñònh theå loaïi nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc - Thò Ngheø Baûng 4.1: Keát quaû phaân tích caùc chæ soá thuûy-hoùa nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc-Thò Ngheø ngaøy 03/01/2006 Ion g. m3 (mg/l) Heä soá ñoåi g.e ra g g.e % cuûa g.e (S) a (cm) K+ Na+ Ca2+ Mg2+ 11,8 58,7 23,4 4,98 39,102 22,99 20,04 12,153 0,30 2,55 1,17 0,41 6,77 57,56 26,41 9,26 0,48 4,10 1,88 0,66 4,43 CO32- HCO3- Cl- SO42- 0,06 56,1 66,5 19,0 30,004 61,017 35,453 48,031 1,99 0,92 1,88 0,39 38,42 17,76 36,29 7,53 2,74 1,27 2,59 0,54 5,18 100% I = 9,61 200% I = 61,9 = 3,1 I = ⇒ r = r = 0,572 I = 1,77 cm a = 0,023 I * S (cm) = 0,0713 * S 16r2 * sin 22,5o 2 S * sin 22,5o I 42 Hình 4.1: Sô ñoà thuûy hoùa R. Maucha ™ Nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø thuoäc theå loaïi cacbonate water nhöng bò nhieãm maën. ™ Theå loaïi nöôùc trong quaù trình xöû lyù khoâng ñoåi 43 4.2. Giai ñoaïn ñieàu tra cô baûn Baûng 4.2: Cô caáu thaønh phaàn loaøi taûo ôû TP.HCM (keát quaû ñieàu tra cô baûn) Ngaønh Soá loaøi Tyû leä (%) Euglenophyta Chlorophyta Cyanophyta Bacillariophyta Pyrophyta, Chrysophyta, Xanthophyta 98 180 114 113 21 18,70 34,22 21,64 21,41 4,03 Toång coäng 526 100 ™ Tæ leä Chlorophyta vaø Bacilariophyta cao, ñaây laø nguoàn gioáng coù vai troø chuû yeáu trong quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi. Vaäy nguoàn gioáng taïi TP.HCM ñuû ñeå xöû lyù nöôùc thaûi. ™ Soá loaøi Cyanophyta vaø Bacillariophyta töông ñoái cao chöùng toû nguoàn nöôùc taïi TP.HCM bò oâ nhieãm höõu cô. Baûng 4.3: Cô caáu thaønh phaàn loaøi taûo ôû keânh Nhieâu loäc – Thò Ngheø Ngaønh Soá loaøi Tyû leä (%) Euglenophyta Chlorophyta Cyanophyta Bacillariophyta 5 26 20 35 5,81 30,23 23,25 40,71 Toång coäng 86 100 ™ Tyû leä ngaønh Bacillariophyta treân keânh cao nhaát vì ngaønh Bacillariophyta chòu ñöôïc nöôùc lôï (nöôùc keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø bò nhieãm maën). 44 ™ Tyû leä ngaønh Cyanophyta cuõng töông ñoái cao vì ngaønh naøy chòu ñöôïc baån. ™ Tyû leä ngaønh Chlorophyta vaø Euglenophyta thaáp vì hai ngaønh taûo naøy khoâng chòu ñöôïc nöôùc baån vaø nöôùc lôï. 4.3. Giai ñoaïn nuoâi thöû nghieäm 4.3.1. Nguoàn gioáng caáy vaøo nöôùc thaûi Choïn 3 kieåu heä sinh thaùi ñieån hình ñeå laáy gioáng taûo nuoâi caáy: ao sen, ao caù, ao caàu. Trong ñoù choïn nguoàn gioáng ao sen ñeå nuoâi chính thöùc (ñem maãu ñeán phaân tích taïi Vieän quy hoaïch thuûy lôïi mieàn Nam, vieän Pasteur) Choïn noàng ñoä 30% ñeå nuoâi chính thöùc. Khi nghieân cöùu caùc maãu nöôùc thaûi ñöôïc xöû lyù vôûi 3 nguoàn gioáng ao sen, ao caù, ao caàu, toâi thaáy söï coù maët ñaày ñuû cuûa 4 ngaønh taûo: taûo Maét, taûo Luïc, taûo Lam, taûo Silic, ñieàu naøy chöùng toû khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi ñaõ thaønh coâng. ÔÛ moãi noàng ñoä nuoâi caáy, toâi thaáy xuaát hieän nhöõng toå hôïp taûo khaùc nhau, rieâng ôû noàng ñoä 30% toâi thaáy xuaát hieän raát nhieàu Nguyeân caàu taûo, ñaây laø nhoùm taûo coù raát nhieàu lôïi ích. 4.3.2. Maät ñoä gioáng caáy vaøo nöôùc thaûi Baûng 4.4: Maät ñoä caù theå taûo trong 3 nguoàn gioáng ñieån hình Hình 4.2: Nuoâi thöû nghieäm ôû caùc noàng ñoä Hình 4.3: Nuoâi thöû nghieäm vôùi caùc nguoàn gioáng 45 Nguoàn gioáng Maät ñoä (caù theå/ml) Ao sen Ao caù Ao caàu 18,10 7,53 16,63 ™ Maät ñoä caù theå cuûa nguoàn gioáng caáy vaøo khoâng aûnh höôûng nhieàu ñeán söï phaùt trieån cuûa taûo trong caùc bình nuoâi caáy ™ Maät ñoä gioáng caáy vaøo nöôùc thaûi trung bình laø: 14,08 caù theå/ml. 4.4. Giai ñoaïn nuoâi caáy chính thöùc 4.4.1. Ñaùnh giaù caùc chæ soá thuûy-lyù-hoùa trong quaù trình xöû lyù Hình 4.4: Nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc-Thò Ngheø sau 4 ngaøy xöû lyù baèng taûo 46 Baûng 4.5: Keát quaû phaân tích caùc thoâng soá thuûy-lyù-hoùa cuûa nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc-Thò Ngheø tröôùc vaø sau khi xöû lyù Muøa möa Muøa khoâ Tröôùc xöû lyù Sau xöû lyù Tröôùc xöû lyù Sau xöû lyù Chæ tieâu (1) (2) (3) (1) (2) (3) (1) (2) (3) (1) (2) (3) TSS(mg/l) 1536,0 98,00 97,00 42,50 22,00 20,00 276 2490 1542,0 34,6 34,6 42,6 Ñoä trong(cm) 10 6 7 >30 >30 >30 11 9 8 >30 >30 >30 Maøu Ñen Ñen Ñen Khoâng maøu Khoâng maøu Khoâng maøu Ñen Ñen Ñen Khoâng maøu Khoâng maøu Khoâng maøu Muøi(ñieåm) 5 5 5 0 0 0 5 5 5 0 0 0 Ec(μS/cm) 496 580 517 285 299 285 631 650 755 255 255 300 pH 5,41 5,90 6,35 8,10 9,43 9,75 6,19 6,27 6,21 10,19 10,22 10,27 DO(ppm) 0,05 0,61 0,85 8,09 8,74 8,95 0,15 0,09 0,10 13,36 13,23 14,49 DO(%) 0,7 8,1 11,2 110,7 117,4 117,5 2,10 1,20 1,40 199,4 198,3 217 BOD5(mg/l) 52,00 90,20 78,00 6,00 11,00 10,00 69,1 142 170 4,0 3,8 7,7 COD(mg/l) 85,20 143,20 134,50 10,10 16,80 19,40 158 897 1002,5 6,6 5,1 8,5 Ammonia(mg/l) 0,85 1,45 0,90 0,39 0,86 0,44 24,8 23,93 25,11 0,849 0,492 0,028 Photpho(mg/l) 2,20 2,10 2,15 1,40 0,65 1,30 5,284 10,76 11,049 0,412 0,480 0,041 Pb(μg/l) 1,45 1,02 0,81 1,09 0,16 0,06 1,51 9,20 10,47 KPH 3,28 KPH Cd(μg/l) 0,067 0,067 0,111 0,066 0,062 0,054 0,005 0,095 0,070 KPH 0,044 KPH Hg(μg/l) KPH KPH KPH KPH KPH KPH <0,2 <0,2 <0,2 KPH KPH KPH As(μg/l) 7,30 7,99 10,83 5,30 5,70 6,91 KPH KPH 10,03 KPH KPH 3,16 KPH: Khoâng phaùt hieän (1) Caàu Thò Ngheø (2) Caàu Coâng Lyù (3) Caàu Traàn Quang Dieäu 47 Baûng 4.6: Baûng ñaùnh giaù chaát löôïng nöôùc (Theo X.M.Drachev) [10] Nguoàn:“Vieän sinh hoïc caùc thuyû vöïc noäi ñòa thuoäc Vieän Haøn laâm khoa hoïc Lieân Xoâ cuõ”(Boå sung phaàn soá loaøi ñoäng thöïc vaät ôû Vieät Nam) Loaïi nöôùc Tính chaát Raát saïch Catarobe (1) Saïch Oligosaprobe (2) Sô nhieãm αMesosaprobe (3) Nhieãm baån βMesosaprobe (4) Baån Polysaprobe1 (5) Raát baån Polysaprobe2 (6) Chaát lô löûng(mg/l) 1 – 3 4 – 10 11 – 19 20 – 50 51 – 100 >100 Ñoä trong (cm) >30 30 – 20 19 – 3 2 – 1 <1 – 0,5 <0,5 Muøi (ñieåm) 0 1 2 3 4 5 pH 6,5 – 8 6,5 – 8,5 6 – 9 5 – 6 9 – 10 5 – 6 9 – 10 2 – 4 11 – 13 DO, Dissolved oxygen (mg/l) 9 8 7 – 6 5 – 4 3 – 2 0 BOD5, Biological oxygen demand (mg/l) 0,5 – 1 1,1 – 1,9 2 – 2,9 3 – 3,9 4 – 10 >10 COD, Chemical oxygen demand (mg/l) 1 2 3 4 5 – 15 >15 Ñaïm ammonia (mg/l) 0,05 0,1 0,1 – 0,3 0,4 – 1 1,1 – 3 >3 Daàu hoaû (mg/l) 0 0,1 – 0,2 0,3 1 2 3 Toång chaát ñoäc so vôùi löôïng cho pheùp (laàn) 0 0,1 – 0,9 1 – 5,9 6 – 10,9 11 – 20 20 Coli tite 100-10 <10-1 <1-0,05 <0,05-0,005 <0,005-0,001 <0,001 Coli index 10-100 100-1000 1000-5*105 >5*10-5*106 >5*106-10*106 >10*106 Tröùng Heminthos /m2 0 0 1 – 3 10 500 1000 Thöïc ñoäng vaät (loaøi) 140-100 140 – 100 100 – 79 100 –70 <10 Coù theå baèng 0 48 ™ Döïa vaøo baûng ñaùnh giaù chaát löôïng nöôùc (Baûng 4.6): Nöôcù keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø chöa xöû lyù: - Thuoäc loaïi 6/6, (polysaprobe 2), caùc chæ soá ñeàu quaù ngöôõng nhieàu laàn nhö: - TSS: quaù ngöôõng 25 laàn (caàu Coâng Lyù vaøo muøa khoâ) - BOD5: quaù ngöôõng 17 laàn (caàu Traàn Quang Dieäu vaøo muøa khoâ) - COD: quaù ngöôõng 66 laàn (caàu Traàn Quang Dieäu vaøo muøa khoâ) - Ec töông ñoái cao, ñaëc bieät vaøo muøa khoâ, do bò aûnh höôûng cuûa nöôùc maën, ñieàu naøy phuø hôïp vôùi keát quaû xaùc ñònh theå loaïi nöôùc keânh laø nöôùc hydrocacbonate water nhöng bò nhieãm maën. - Taát caû caùc thoâng soá coù giaù trò quaù ngöôõng cao nhaát ñeàu vaøo muøa khoâ, ôû ñòa ñieåm caàu Traàn Quang Dieäu (thöôïng nguoàn), chöùng toû nöôùc keânh vaøo muøa khoâ baån hôn muøa möa, ñoä baån giaûm daàn veà phía haï löu (caàu Thò Ngheø, gaàn cöûa soâng Saøi Goøn). - Moät trong nhöõng lyù do ñeå giaûi thích hieän töôïng naøy laø do döï aùn “Veä sinh moâi tröôøng TP.HCM” ñang thöïc hieän reân ñoaïn töø caàu Coâng Lyù veà phía thöôïng nguoàn, caùc chaát thaûi töø hoaït ñoäng xaây döïng laøm taêng ñoä baån cuûa keânh. Hôn nöõa, ñòa ñieåm caàu Thò Ngheø gaàn cöûa soâng neân nöôùc thaûi ñöôïc pha loaõng, caùc coâng trình caûi taïo keânh haàu nhö ñaõ hoaøn taát taïi khu vöïc naøy neân nöôùc keânh phía haï löu saïch hôn. - Keát quaû phaân tích cho thaáy nöôùc keânh coù maët caùc kim loaïi: Pb, Cd, As, chöùng toû taïi TP.HCM coøn coù nhieàu nhaø maùy xaây döïng ngay trong khu daân cö neân thaønh phaàn nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø khoâng ñaëc tröng cho nöôùc thaûi sinh hoaït. 49 Nöôùc keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø ñaõ xöû lyù: - Coù theå xeáp vaøo loaïi 5/6 (polysaprobe 1), trong ñoù coù 3 thoâng soá ñaït loaïi 1/6 (ñoä trong, muøi, DO), 3 thoâng soá ñaït loaïi 4/6 (TSS, pH, Amonia), 2 thoâng soá ñaït loaïi 5/6 (COD, BOD5). - Nöôùc raát trong, khoâng coøn muøi thoái, coù maøu xanh cuûa taûo. - Taát caû caùc thoâng soá ñeàu ñöôïc caûi thieän ñaùng keå, ngay caû nhöõng thoâng soá kim loaïi cuõng giaûm. Ñieàu naøy chöùng toû quaù trình xöû lyù ñaõ thaønh coâng. 50 Baûng 4.7: Giaù trò, giôùi haïn cho pheùp caùc thoâng soá oâ nhieãm ñoái vôùi nöôùc thaûi sinh hoaït Giôùi haïn cho pheùp Thoâng soá oâ nhieãm Ñôn vò Möùc I Möùc II Möùc III Möùc IV Möùc V 1. pH 5 – 9 5 – 9 5 – 9 5 – 9 5 - 9 2. BOD mg/l 20 30 40 50 200 3. Chaát raén lô löûng mg/l 50 50 60 100 100 4. Chaát raén coù theå laéng ñöôïc mg/l 0,5 0,5 0,5 0,5 KQÑ 5. Toång chaát raén hoaø tan mg/l 500 500 500 500 KQÑ 6. Sunfua (theo H2S) mg/l 1,0 1,0 3,0 4,0 KQÑ 7. Nitrat (NO3) mg/l 30 30 40 50 KQÑ 8. Daàu môõ (thöïc phaåm) mg/l 20 20 20 20 KQÑ 9. Phosphat (PO4) mg/l 6 6 10 10 KQÑ 10. Toång coliforms MPN/100ml 1000 1000 5000 5000 KQÑ KQÑ: Khoâng quy ñònh Nguoàn:[3] (Tieâu chuaån naøy aùp duïng ñoái vôùi nöôùc thaûi cuûa caùc loaïi cô sôû dòch vuï, cô sôû coâng coäng, chung cö) ™ Theo TCVN ñoái vôùi nöôùc thaûi sinh hoaït (Baûng 4.7): 51 Nöôùc thaûi tröôùc khi xöû lyù coù giaù trò caùc thoâng soá vöôït treân möùc V, khoâng ñöôïc pheùp thaûi ra moâi tröôøng Nöôùc thaûi sau xöû lyù ñaït möùc I, ñöôïc pheùp thaûi ra moâi tröôøng. Nhö vaäy, taûo coù khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi raát toát Baûng 4.8: Giaù trò giôùi haïn cho pheùp cuûa caùc thoâng soá vaø noàng ñoä caùc chaát oâ nhieãm trong nöôùc maët Giaù trò giôùi haïn TT Thoâng soá Ñôn vò A B 1 pH mg/l 6 – 8,5 5,5 – 9 2 BOD5(200C) mg/l <4 <25 3 COD mg/l <10 <35 4 Oxy hoaø tan mg/l >=6 >=2 5 Chaát raén lô löûng mg/l 20 80 6 Asen mg/l 0,05 0,1 7 Bari mg/l 1 4 8 Cadimi mg/l 0,01 0,02 9 Chì mg/l 0,05 0,1 10 Crom (VI) mg/l 0,05 0,05 11 Crom (III) mg/l 0,1 1 12 Ñoàng mg/l 0,1 1 13 Keõm mg/l 1 2 14 Mangan mg/l 0,1 0,8 15 Niken mg/l 0,1 1 16 Saét mg/l 1 2 17 Thuyû ngaân mg/l 0,001 0,002 52 18 Thieác mg/l 1 2 19 Amoniac (tính theo N) mg/l 0,05 1 20 Florua mg/l 1 1,5 21 Nitrat (tính theo N) mg/l 10 15 22 Nitrit (tính theo N) mg/l 0,01 0,05 23 Xianua mg/l 0,01 0,05 24 Phenola (toång soá) mg/l 0,001 0,02 25 Daàu, môõ mg/l Khoâng 0,3 26 Chaát taåy röûa mg/l 0,5 0,5 27 Coliform MPN/100ml 5000 10000 28 Toång hoaù chaát baûo veä thöïc vaät (tröø DDT) mg/l 0,15 0,15 29 DDT mg/l 0,01 0,01 30 Toång hoaït ñoä phoùng xaï α Bq/l 0,1 0,1 31 Toång hoaït ñoä phoùng xaï β Bq/l 1,0 1,0 Nguoàn: [3] Tieâu chuaån naøy quy ñònh giôùi haïn caùc thoâng soá vaø noàng ñoä cho pheùp cuûa caùc chaát oâ nhieãm trong nöôùc maët. Trong ñoù: Loaïi A: aùp duïng ñoái vôùi nöôùc maët coù theå duøng laøm nguoàn caáp nöôùc sinh hoaït (nhö phaûi qua xöû lyù theo quy ñònh) Loaïi B: aùp duïng ñoái vôùi nöôùc maët daønh cho caùc muïc ñích khaùc. Nöôùc duøng cho noâng nghieäp vaø nuoâi troàng thuyû saûn coù quy ñònh rieâng ™ Theo TCVN ñoái vôùi nöôùc maët (Baûng 4.8): nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø ñaõ xöû lyù ñaït loaïi B (neáu khoâng xeùt giaù trò cuûa caùc thoâng soá kim loaïi). Ñieàu 53 naøy chöùng toû khaû naêng xöû lyù thaønh phaàn kim loaïi trong nöôùc thaûi cuûa taûo coøn haïn cheá. Tuy caùc giaù trò cuûa kim loaïi sau xöû lyù chöa ñaït loaïi B nhöng neáu tính tæ leä phaàn traêm khaû naêng xöû lyù thì coù nhöõng kim loaïi taûo xöû lyù ñaït ñeán 100% (Pb vaø Cd taïi ñòa ñieåm caàu Thò Ngheø, caàu Traàn Quang Dieäu vaøo muøa khoâ). Baûng 4.9: Giaù trò giôùi haïn caùc thoâng soá vaø noàng ñoä caùc chaát oâ nhieãm trong nöôùc thaûi coâng nghieäp Giaù trò giôùi haïn TT Thoâng soá Ñôn vò A B C 1 Nhieät ñoä oC 40 20 45 2 pH 6 – 9 5,5 – 9 5 – 9 3 BOD5 (20oC) mg/l 20 50 100 4 COD mg/l 50 100 400 5 Chaát raén lô löûng mg/l 50 100 200 6 Asen mg/l 0,05 0,1 0,5 7 Cadmi mg/l 0,01 0,02 0,5 8 Chì mg/l 0,1 0,5 1 9 Clo dö mg/l 1 2 2 10 Crom (VI) mg/l 0,05 0,1 0,5 11 Crom (III) mg/l 0,2 1 2 12 Daàu môõ khoaùng mg/l KPHÑ 1 5 13 Daàu ñoäng thöïc vaät mg/l 5 10 30 14 Ñoàng mg/l 0,2 1 5 15 Keõm mg/l 1 2 5 16 Mangan mg/l 0,2 1 5 17 Niken mg/l 0,2 1 2 54 18 Photpho höõu cô mg/l 0,2 0,5 1 19 Photpho toång soá mg/l 4 6 8 20 Saét mg/l 1 5 10 21 Tetracloetylen mg/l 0,02 0,1 0,1 22 Thieác mg/l 0,2 1 5 23 Thuûy ngaân mg/l 0,005 0,005 0,01 24 Toång nitô mg/l 30 60 60 25 Tricloetylen mg/l 0,05 0,3 0,3 26 Amoniac(tính theo N) mg/l 0,1 1 10 27 Florua mg/l 1 2 5 28 Phenol mg/l 0,001 0,05 1 29 Sunlfua mg/l 0,2 0,5 1 30 Xianua mg/l 0,05 0,1 0,2 31 Toång hoaït ñoä phoùng xaïα Bq/l 0,1 0,1 - 32 Toång hoaït ñoä phoùng xaïα Bq/l 1,0 1,0 - 33 Coliform MPN/100ml 5000 10000 - Nguoàn: [3] KPHÑ: khoâng phaùt hieän ñöôïc (Tieâu chuaån naøy aùp duïng ñoái vôùi caùc cô sôû saûn xuaát, cheá bieán, kinh doanh, dòch vuï…) ™ Theo TCVN ñoái vôùi nöôùc thaûi coâng nghieäp (Baûng 4.9): Nöôùc thaûi chöa xöû lyù coù caùc thoâng soá lôùn hôn giaù trò quy ñònh trong coät C neân khoâng ñöôïc pheùp thaûi ra moâi tröôøng. Nöôùc thaûi sau xöû lyù coù theå xeáp vaøo loaïi A (tröø caùc thoâng soá kim loaïi), töùc laø ñöôïc pheùp ñoå vaøo caùc vöïc nöôùc duøng cho muïc ñích giao thoâng thuûy, töôùi tieâu, 55 bôi loäi, nuoâi thuûy saûn, troàng troït, thaäm chí vaøo caùc vöïc nöôùc duøng cho nguoàn caáp nöôùc sinh hoaït. Tuy nhieân, keát quaû vaãn coøn haïn cheá ôû caùc thoâng soá kim loaïi: giaù trò Pb vaø As sau xöû lyù vaãn lôùn hôn giaù trò trong coät C (tröø giaù trò cuûa Cd vaø Hg ñaõ ñaït loaïi C). Baûng 4.10: Giôùi haïn caùc traïng thaùi dinh döôõng “Vieän Chaát löôïng nöôùc Ñan Maïch, 1992” Traïng thaùi dinh döôõng Toång Nitô (mg/l) Toång photpho (mg/l) Ngheøo (Oligotophic) Trung bình (Mezotrophic) Giaøu (Eutrophic) Quaù giaøu (Hepertrophic) < 0,05 < 0,1 <0,220 0,010 0,010 – 0,035 0,035 –0,100 > 0,100 Nguoàn [9] Caên cöù phaân loaïi traïng thaùi dinh döôõng cuûa nguoàn nöôùc theo thaønh phaàn toång nitô vaø toång photpho coù theå thaáy caùc giaù trò naøy tröôùc xöû lyù ñeàu vöôït giôùi haïn Hypertrophic (Quaù giaøu) chöùng minh möùc ñoä oâ nhieãm höõu cô treân keânh raát cao. Ñieàu naøy coù theå do saûn xuaát coâng nghieäp, nhaát laø caùc ngaønh cheá bieán löông thöïc, thöïc phaåm. Sau xöû lyù caùc giaù trò naøy coù ñöôïc caûi thieän nhöng vaãn chöa ñaït giôùi haïn Eutrophic. 4.4.2. Söï bieán ñoäng caùc chæ soá thuûy, hoùa trong quaù trình xöû lyù SÖÏ BIEÁN THIEÂN GIAÙ TRÒ DO Baûng 4.11: Giaù trò DO (p.p.m) cuûa caùc heä xöû lyù theo nguoàn gioáng khaùc nhau (Cuøng noàng ñoä 30%, cuøng ñòa ñieåm: caàu Thò Ngheø, cuøng thôøi ñieåm: muøa khoâ) 56 Ao sen Ao caù Ao caàu 1 5.57 5.01 5.57 2 8.66 5.13 7.60 3 14.27 12.28 11.36 4 13.95 11.93 11.30 5 13.36 11.08 9.89 6 12.05 10.43 8.73 Sau xöû lyù 10.04 9.27 8.05 0 2 4 6 8 10 12 14 16 1 2 3 4 5 6 Sau xử lý Ao sen Q 11 Ao cá Q 8 Ao cầu BTân Hình 4.5: Ñoà thò söï bieán thieân giaù trò DO (p.p.m) cuûa caùc nguoàn gioáng ™ Nguoàn gioáng ao sen coù giaù trò DO cao nhaát ™ Giaù trò DO cöïc ñaïi cuûa caùc nguoàn gioáng ñeàu rôi vaøo ngaøy nuoâi caáy thöù 3 vaø giaûm daàn ôû nhöõng ngaøy sau. Baûng 4.12: Giaù trò DO (ppm) cuûa caùc heä xöû lyù theo noàng ñoä khaùc nhau (Cuøng moät nguoàn gioáng: ao caù quaän 5, cuøng ñòa ñieåm: caàu Coâng Lyù, cuøng thôøi ñieåm: muøa möa) 30% 50% 70% 100% Noàng ñoä Ngaøy DO (ppm) Thôøi gian (Ngaøy) 57 1 4.47 4.01 2.71 0.61 2 5.04 4.89 4.31 3.21 3 8.6 9.02 9.46 11.49 4 11.34 12.89 16.07 21.7 5 8.81 10.01 11.05 12.78 6 8.66 9.2 10.47 10.01 Sau nuoâi cấy 8.43 8.69 9.11 9.35 Hình 4.6: Ñoà thò söï bieán thieân giaù trò DO (p.p.m) cuûa caùc noàng ñoä nöôùc thaûi ™ Noàng ñoä nöôùc thaûi caøng thaáp thì söï bieán thieân giaù trò DO trong quaù trình nuoâi caøng oån ñònh. ™ Giaù trò DO cöïc ñaïi ôû caùc noàng ñoä ñeàu rôi vaøo ngaøy thöù 4 vaø giaûm daàn ôû nhöõng ngaøy sau. ™ Noàng ñoä nöôùc thaûi caøng cao thì giaù trò DO cöïc ñaïi caøng cao Baûng 4.13: Giaù trò DO (%) trong heä xöû lyù theo muøa (Cuøng nguoàn gioáng: ao sen quaän 11, cuøng ñòa ñieåm: caàu Thò Ngheø, cuøng noàng ñoä: 70%) Möa Khoâ 1 81.8 97.7 Ngaøy Muøa Thôøi gian (Ngaøy) DO (ppm) Thôøi gian ( gaøy) 58 2 92.3 138.6 3 109.1 197.3 4 197.8 164.9 5 191.5 160.0 6 189.5 155.3 Sau nuoâi cấy 153.1 154.3 0 50 100 150 200 250 1 2 3 4 5 6 Sau nuôi cấy Mưa Khô Hình 4.7: Ñoà thò söï bieán thieân giaù trò DO (%) giöõa 2 muøa ™ Giaù trò DO ñaït cöïc ñaïi vaøo muøa khoâ sôùm hôn muøa möa 1 ngaøy. ™ Giaù trò DO cöïc ñaïi ôû 2 muøa xaáp xæ baèng nhau ™ Söï bieán thieân giaù trò DO ôû muøa möa oån ñònh hôn muøa khoâ (vaøo muøa möa, sau khi ñaït giaù trò cöïc ñaïi thì DO giaûm daàn coøn ngöôïc laïi ôû muøa khoâ thì DO giaûm ñoät ngoät) Baûng 4.14: Giaù trò DO (ppm) trong heä xöû lyù nöôùc thaûi taïi 3 ñòa ñieåm treân keânh (Cuøng nguoàn gioáng: ao caù quaän 10, cuøng thôøi ñieåm: muøa khoâ, cuøng noàng ñoä: 50%) Caàu Thò Ngheø Caàu CoângLyù Caàu Traàn Quang Dieäu Ngaøy Ñòa ñieåm Thôøi gian (Ngaøy) DO (%) 59 1 4.86 4.77 4.57 2 7.56 7.40 7.39 3 11.97 13.10 13.01 4 10.85 12.72 11.96 5 9.04 10.61 10.33 6 8.80 9.15 9.38 Sau xử lyù 8.05 9.00 8.98 0 2 4 6 8 10 12 14 1 2 3 4 5 6 Sau xử lý Cầu Thị Nghè Cầu Công Lý Cầu Trần Quang Diệu Hình 4.8: Ñoà thò söï bieán thieân giaù trò DO giöõa caùc ñòa ñieåm treân keânh ™ Söï bieán thieân giaù trò DO trong caùc heäï xöû lyù nöôùc thaûi taïi 3 ñòa ñieåm treân keânh khoâng khaùc nhau nhieàu SÖÏ BIEÁN THIEÂN GIAÙ TRÒ pH Baûng 4.15: Giaù trò pH trong heä xöû lyù nöôùc thaûi ôû 2 muøa (Cuøng nguoàn gioáng: ao sen, cuøng noàng ñoä: 100%, cuøng ñòa ñieåm: caàu Coâng Lyù) Ngaøy Muøa DO(ppm) Thôøi gian (Ngaøy) 60 Khoâ Möa 1 8.07 7.82 2 7.75 8.36 3 10.42 8.83 4 10.09 10.38 5 9.42 10.32 6 9.03 10.2 Sau xử lyù 8.87 9.98 Sự biến động pH của 2 mùa 0 2 4 6 8 10 12 1 2 3 4 5 6 Sau xử lý Khô Mưa Hình 4.9: Ñoà thò söï bieán thieân giaù trò pH giöõa hai muøa ™ Giaù trò pH ñaït cöïc ñaïi vaøo muøa khoâ sôùm hôn muøa möa. ™ Sau xöû lyù giaù trò pH ôû muøa möa cao hôn muøa khoâ Baûng 4.16: Giaù trò pH trong heä xöû lyù theo caùc noàng ñoä khaùc nhau (Cuøng nguoàn gioáng: ao caù quaän 5, cuøng ñòa ñieåm: caàu Thò Ngheø, cuøng thôøi ñieåm: muøa möa) pH Thôøi gian (Ngaøy) 61 30% 50% 70% 100% 1 7.87 7.51 7.45 7.39 2 8.14 7.84 7.67 7.63 3 8.96 8.89 8.87 8.93 4 9.48 9.49 9.56 10.09 5 9.19 9.29 9.31 9.73 6 8.79 8.97 9.01 9.22 Sau xử lyù 8.01 8.20 8.32 8.43 Hình 4.10: Ñoà thò söï bieán thieân giaù trò pH theo caùc noàng ñoä nöôùc thaûi ™ Söï bieán thieân giaù trò pH trong caùc heä xöû lyù nöôùc thaûi ôû caùc noàng ñoä gaàn nhö gioáng nhau: ñeàu ñaït giaù trò cao nhaát vaøo ngaøy thöù 4 vaø giaûm daàn ôû nhöõng ngaøy sau. ™ Giaù trò pH cöïc ñaïi ôû caùc noàng ñoä ñeàu xaáp xæ pH = 10 SÖÏ BIEÁN THIEÂN GIAÙ TRÒ Ec Baûng 4.17: Giaù trò Ec trong heä xöû lyù nöôùc thaûi ôû 2 muøa (Cuøng nguoàn gioáng: ao sen quaän 11, cuøng noàng ñoä: 30%, cuøng ñòa ñieåm: caàu Thò Ngheø) Ngaøy Noàng ñoä Noàng ñoä (%) Thôøi gian (Ngaøy) 62 Möa Khoâ 1 182 246 2 184 224 3 180 240 4 188 236 5 185 235 6 178 228 Sau xử lyù 180 215 Hình 4.11: Ñoà thò söï bieán thieân giaù trò Ec giöõa 2 muøa ™ Giaù trò Ec cuûa muøa khoâ cao hôn muøa möa chöùng toû muøa khoâ keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø bò nhieãm maën nhieàu hôn. ™ Giaù trò Ec trong quaù trình xöû lyù khoâng bieán thieân nhieàu, sau xöû lyù Ec coù giaûm nhöng vaãn coøn cao Baûng 4.18: Giaù trò Ec trong caùc heä xöû lyù theo caùc noàng ñoä (Cuøng nguoàn gioáng: ao caàu Bình Taân, cuøng ñòa ñieåm: caàu Coâng Lyù, cuøng thôøi ñieåm: muøa möa) 30% 50% 70% 100% Ngaøy Muøa Ngaøy Noàng ñoä Thôøi gian (Ngaøy) 63 1 191 276 353 481 2 191 275 353 477 3 178 254 337 462 4 169 237 312 434 5 170 239 312 431 6 173 232 288 373 Sau xử lyù 165 224 282 367 0 100 200 300 400 500 600 1 2 3 4 5 6 Sau xử lý "30%" "50%" "70%" "100%" Hình 4.12: Ñoà thò söï bieán thieân giaù trò Ec theo noàng ñoä ™ Noàng ñoä nöôùc thaûi caøng cao thì giaù trò Ec caøng cao. ™ ÔÛ caùc noàng ñoä khaùc nhau, söï bieán thieân giaù trò Ec töông ñoái gioáng nhau: ñeàu giaûm raát ít 4.4.3. Ñaùnh giaù caùc chæ soá sinh hoïc trong quaù trình xöû lyù 4.4.3.1. Chæ soá vi sinh (Chæ soá E.coli) Baûng 4.19: Keát quaû phaân tích Thôøi Tröôùc xöû lyù Sau xöû lyù Ec (μS) Thôøi gian (Ngaøy) 64 ñieåm Muøa möa Muøa khoâ Muøa möa Muøa khoâ Ñòa ñieåm (1) (2) (3) (1) (2) (3) (1) (2) (3) (1) (2) (3) E.coli (CFU) 3500 1100000 1500000 2400000 360000 210000 0 0 0 0 0 0 ™ Döïa theo caùc tieâu chuaån: - Baûng ñaùnh giaù chaát löôïng nöôùc cuûa Vieän Haøn Laâm khoa hoïc Lieân Xoâ cuõ (Baûng 4.6) - TCVN ñoái vôùi nöôùc thaûi sinh hoaït (Baûng 4.7): - TCVN ñoái vôùi nöôùc maët (Baûng 4.8) - TCVN ñoái vôùi nöôùc thaûi coâng nghieäp (Baûng 4.9) thì giaù trò cuûa caùc thoâng soá E.coli trong nöôùc thaûi sau xöû lyù ñeàu ñaït tieâu chuaån thaûi ra moâi tröôøng. Vaäy khaû naêng xöû lyù chæ soá E.coli trong nöôùc thaûi cuûa taûo laø raát toát. So vôùi caùc keânh tieâu thoaùt trong thaønh phoá thì löôïng E.coli trong keânh Nhieâu loäc – Thò Ngheø töông ñoái cao (Baûng 4.20). Ñieàu ñoù chöùng toû nöôùc thaûi ôû keânh coù nguoàn goác chuû yeáu töø nöôùc thaûi sinh hoaït. Baûng 4.20: Giaù trò cuûa chæ soá E.coli trong moät soá keânh tieâu thoaùt ôû TP.HCM naêm 2006 Teân vò trí Muøa khoâ(CFU) Keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø (caàu Thò Ngheø) 2 400 000 Keânh Tham Löông (caàu Tham Löông) < 30 Keânh Taøu Huû – Beán Ngheù (caàu OÂng Laõnh) 360 000 65 4.4.3.2. Cô caáu thaønh phaàn loaøi sau xöû lyù Baûng 4.21: Cô caáu thaønh phaàn loaøi taûo sau xöû lyù Gioáng taûo Soá loaøi Thaønh phaàn % Euglenophyta Chlorophyta Cyanophyta Bacillariophyta Pyrophyta, Chrysophyta, Xanthophyta 52 139 40 70 7 17,28 46,17 13,28 20,94 2,33 Toång coäng 301 100 ™ Nhaän xeùt tyû leä % giöõa soá loaøi nuoâi leân vaø soá loaøi coù taïi TP.HCM thì 2 ngaønh Chlorophyta vaø Bacillariophyta vaãn phaùt trieån toát trong nöôùc thaûi. Coù theå giaûi thích ñöôïc hieän töôïng naøy vì ngaønh Chlorophyta chòu ñöïng toát nhöõng bieán ñoåi cuûa moâi tröôøng, ngaønh Bacillariophyta chòu ñöôïc ñoä baån. ™ Sau xöû lyù, soá loaøi taûo thuoäc ngaønh Euglenophyta vaø Cyanophyta thaáp hôn (nhaát laø ngaønh Cyanophyta) chöùng toû nöôùc thaûi sau xöû lyù töông ñoái saïch neân khoâng thích hôïp cho 2 ngaønh naøy. Ngöôïc laïi ngaønh Chlorophyta vaø Bacillariophyta chieám tæ leä cao, ñaây laø 2 ngaønh coù theå söû duïng laøm thöùc aên cho toâm caù. Baûng 4.22: Danh luïc caùc loaøi taûo chæ thò ñoä baån coù trong nöôùc thaûi sau xöû lyù Polysaprobe Phacus pleuronectes (Ehr.) Duj. Mesosaprobe Euglena acus Ehr. Melosira varians Ag. 66 E. oxyuris Schamard E. spirogyra Ehr. E. texta (Duj.) Hubner E.tripteris (Duj.) Klebs Synedra ulna (Nitzschia.) Ehr. Nitzschia palea (Kutz.) W.Sm. Oscillatoria limosa Ag. Mesosaprobe - Oligosaprobe Monomorphina pyrum (Ehr.) Mereschik Oligosaprobe Phacus longicauda (Ehr.) Duj. Cyclotella meneghiniana Kuetz. Synedra acus Kuetz. ™ Trong nöôùc thaûi sau xöû lyù chæ xuaát hieän 1 loaøi chæ thò Polysaprobe, 8 loaøi chæ thò Mesosaprobe, 1 loaøi chæ thò Mesosaprobe – Oligosaprobe, 3 loaøi chæ thò Oligosaprobe. Keát quaû naøy chöùng toû nöôùc thaûi ñaõ ñöôïc caûi thieän veà traïng thaùi Mesosaprobe, thaäm chí ñang daàn trôû veà traïng thaùi Oligosaprobe. H1. Euglena oxyuris Schmard H7. Euglena tripteris (Duj.) Klebs. H2. E. oxyuris Schmard H8. E. acus Ehr. H3. E. spirogira Ehr. H9. Melosira varians Ag. H4. E. acus Ehr. H10. Cyclotella meneghiniana Kuetz. H5. Nitzschia palea (Kutz.) W.Sm. H6. Euglena spirogyra Ehr. 67 Hình 4.11: Hình aûnh moät soá loaøi taûo chæ thò Mesosaprobe trong nöôùc thaûi sau xöû lyù 1 2 3 4 6 68 Hình 4.11: Hình aûnh moät soá loaøi taûo chæ thò Mesosaprobe trong nöôùc thaûi sau xöû lyù Lôùp Rotatoria (Truøng baùnh xe) (H 2, H 3) Lôùp Cladocera (Raâu ngaønh) (H 1) 5 7 8 9 10 69 Lôùp Copepoda (Chaân cheøo) Ngaønh Protozoa (Ñoäng vaät nguyeân sinh) Hình 4.12 : Danh luïc caùc loaøi ñoäng vaät khoâng xöông soáng coù trong nöôùc thaûi sau xöû lyù 4.4.3.3. Tính söùc saûn xuaát ban ñaàu cuûa heä (Primary productivity) 1 2 3 70 Söû duïng phöông phaùp bình saùng toái Bình saùng: tính nhu caàu O2 taêng (a mg/ngaøy) Bình toái: tính nhu caàu O2 giaûm (b mg/ngaøy) Toång löôïng O2 sinh ra trong ngaøy: c = a + b (mg/ngaøy) Baûng 4.23: Giaù trò cuûa chæ soá Primamy Productivity cuûa caù heä trong bình nuoâi taûo (Nguoàn gioáng: ao sen quaän 11, noàng ñoä: 30%) Thôøi gian Vò trí a (mg/ngaøy) b(mg/ngaøy) c(mg/ngaøy) Muøa möa Caàu Thò Ngheø Caàu Coâng Lyù Caàu Traàn Quang Dieäu 0,98 0,87 1,8 7,84 10,89 6,07 8,82 11,59 7,87 Muøa khoâ Caàu Thò Ngheø Caàu Coâng Lyù Caàu Traàn Quang Dieäu 5,61 9,11 7,38 3,63 6,01 4,35 9,24 15,12 11,73 ™ Theo caùc nhaø nghieân cöùu thuûy vöïc, heä coù söùc saûn xuaát ban ñaàu > 8 mg/ngaøy laø toát. Keát quaû treân baûng 5.21 chöùng toû quaù trình quang hôïp trong caùc bình nuoâi taûo raát maïnh, heä coù quaù trình trao ñoåi vaø toång hôïp chaát höõu cô toát. 4.4.3.4. Xaùc ñònh caùc nhoùm, ngaønh taûo chieám öu theá ôû moãi noàng ñoä Söû duïng coâng thöùc xaùc suaát ñaày ñuû:[2] P(A) = P(Ai)P(A/Ai) + P(A2)P(A/A2) + …. + P(An)P(A/An) = = Σ P(Ai)*P(A/Ai) Trong ñoù: Hình 4.13: Phöông phaùp bình saùng toái 71 ƒ Bieán coá (A) laø 1 trong 4 ngaønh taûo: Euglenophyta, Chlorophyta, Cyanophyta, Bacillariophyta ƒ Nhoùm ñaày ñuû laø 3 nguoàn gioáng ñieån hình: ao sen (A1), ao caù (A2), ao caàu (A3). Ví duï: Tính xaùc suaát tìm thaáy ngaønh Chlorophyta khi thöïc hieän nuoâi 3 nguoàn gioáng ñieån hình (ao sen, ao caù, ao caàu) ôû noàng ñoä nöôùc thaûi 30% nhö sau: ƒ Goïi P(A) laø xaùc suaát tìm thaáy ngaønh Chlorophyta ôû noàng ñoä nöôùc thaûi 30% ƒ Goïi P(A1), P(A2), P(A3) laø xaùc suaát tìm thaáy töøng nguoàn gioáng ƒ Goïi P(A/A1) laø xaùc suaát tìm thaáy ngaønh Chlorophyta ôû nguoàn gioáng ao sen ƒ Goïi P(A/A2) laø xaùc suaát tìm thaáy ngaønh Chlorophyta ôû nguoàn gioáng ao caù ƒ Goïi P(A/A3) laø xaùc suaát tìm thaáy ngaønh Chlorophyta ôû nguoàn gioáng ao caàu Vaäy: P(A) = P(A1)P(A/A1) + P(A2)P(A/A2) + P(A3)P(A/A3) = =1/3*18/27 + 1/3*14/28 + 1/3*21/37 = 0,22 + 0,17 + 0,19 = 0,58 Baûng 4.24: Xaùc suaát tìm thaáy moãi ngaønh taûo ôû töøng noàng ñoä Noàng ñoä Euglenophyta