xu ly nuoc thai nho he thong dat ngap nuoc nhan tao

BỘ CÔNG THƢƠNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG







BÀI TIỂU LUẬN
KỸ THUẬT XỬ LÝ CHẤT THẢI BẰNG BIỆN PHÁP SINH HỌC
ĐỀ TÀI: XỬ LÝ NƢỚC THẢI NHỜ HỆ THỐNG ĐẤT NGẬP NƢỚC NHÂN
TẠO
GVHD: PHẠM DUY THANH
Nhóm 6
Danh sách nhóm
STT TÊN THÀNH VIÊN MSSV
1 HUỲNH NGỌC CHÂU 3009110034
2 CHÂU KIM ÁNH 3009110001
3 NGUYỄN THỊ HIỀN 3009110079
4 LÊ THỊ THU TRANG 3009110286
5 NGUYỄN THỊ THANH THẢO 3009110242
NỘI DUNG
I. Lời mở đầu
II. Đất ngập nƣớc
2.1 Khái niệm
2.2 Chức năng đất ngập nƣớc
III. Khái quát chung về đất ngập nƣớc nhân tạo
3.1 Giới thiệu về đất ngập nƣớc nhân tạo
3.2 Các loại hệ thống đất ngập nƣớc nhân tạo

IV. Ứng dụng mô hình đất ngập nƣớc nhân tạo để xử lý nƣớc thải
4.1 Những thuận lợi và khó khăn khi sử dụng hệ thống đất ngập
nƣớc nhân tạo
4.2 Cơ chế loại bỏ chất ô nhiễm ở đất ngập nƣớc nhân tạo
4.3Các quá trình xử lý chất ô nhiễm trong đất ngập nƣớc nhân tạo
4.4 Ứng dụng đất ngập nƣớc trong xử lý nƣớc thải

I. LỜI MỞ ĐẦU
Phƣơng pháp xử lý nƣớc thải bằng hệ thống đất
ngập nƣớc nhân tạo là một phƣơng pháp đă đƣợc áp
dụng ở nhiều nƣớc trn thế giới cách đây khoảng vài
chục năm.
Ở Việt Nam, các hệ thống đất ngập nƣớc nhân tạo đang
dần đƣợc sử dụng.
Các hệ thống đất ngập nƣớc nhân tạo này đƣợc sử
dụng cho việc xử lý các loại nƣớc thải có chứa nhiều
chất hữu cơ nhƣ nƣớc thải nhà máy giấy, nhà máy chế
biến thực phẩm, bia rƣợu, chế biến cà phê, cơ sở giết
mổ
II. ĐẤT NGẬP NƢỚC
2.1 Khái niệm
ĐNN đƣợc coi là các vùng đầm lầy, than
bùn hoặc là vùng nƣớc dù là tự nhiên hay nhân
tạo, ngập nƣớc thƣờng xuyên hoặc từng thời kỳ,
là nƣớc tĩnh, nƣớc chảy, nƣớc ngọt, nƣớc lợ hay
nƣớc mặn, bao gồm cả những vùng biển mà độ
sâu mực nƣớc khi thuỷ triều ở mức thấp nhất
không vƣợt quá 6m.

2.2 Chức năng đất ngập nƣớc

Chức năng sinh
thái
Chức năng
Chức năng kinh
tế
Chức năng xã hội
III. Khái quát chung về đất ngập nƣớc nhân tạo
3.1 Giới thiệu chung về đất ngập nƣớc nhân tạo
Các hệ thống đất ngập nƣớc nhân tạo đƣợc
xây dựng để xử lý nƣớc thải phỏng theo các quá
trình sinh học, hóa và lý học của các vùng đất
ngập nƣớc tự nhiên.
Các hệ thống đất ngập nƣớc nhân tạo này
đƣợc sử dụng cho việc xử lý các loại nƣớc thải
có chứa nhiều chất hữu cơ nhƣ nƣớc thải nhà
máy giấy, nhà máy chế biến thực phẩm, bia rƣợu,
chế biến cà phê, cơ sở giết mổ

Hệ thống xử lý bãi lọc nhân tạo
Hệ thống xử lý bãi lọc nhân tạo
3.2 Các loại hệ thống đất ngập nƣớc nhân tạo
 Các hệ thống chảy trên bề mặt (Free water
surface - FWS): Những hệ thống này thƣờng là lƣu
vực chứa nƣớc hoặc các kênh dẫn nƣớc, với lớp lót
bên dƣới để ngăn sự rỉ nƣớc, đất hoặc các lớp lọc
thích hợp khác hỗ trợ cho thực vật nổi.
 Các hệ thống với dòng chảy ngang dƣới mặt đất
(Horizontal subsurface flow - HSF): Hệ thống này
đƣợc gọi là dòng chảy ngang vì nƣớc thải đƣợc đƣa
vào và chảy chậm qua tầng lọc xốp dƣới bề mặt của
nền trên một đƣờng ngang cho tới khi nó tới đƣợc nơi
dňng chảy ra.
Trong suốt thời gian này, nƣớc thải sẽ tiếp xúc
với một mạng lƣới hoạt động của các đới hiếu khí, hiếm
khí và kị khí.
Loại thực vật sử dụng phổ biến trong các hệ
thống HSF là cây sậy.
 Các hệ thống với dòng chảy thẳng
đứng (Vertical subsurface flow - VSF):
Nƣớc thải đƣợc đƣa vào hệ thống qua
ống dẫn trên bề mặt.
Nƣớc sẽ chảy xuống dƣới theo chiều
thẳng đứng. Ở gần dƣới đáy có ống thu
nƣớc đă xử lý để đƣa ra ngoài.

Cấu trúc SSF kiểu dòng chảy đứng điển hình

 Hệ thống xử lý dùng lau sậy
Hệ thống xử lý bằng lau sậy bao gồm
các quá trình phân hủy hiếu khí và kị khí
trong 1m đất.
Nƣớc thải thấm qua các lớp lọc theo
phƣơng thẳng đứng cho đến hệ thống thoát
nƣớc dƣới đáy.

Một số nƣớc thải có ni tơ sẽ đƣợc giải
phóng ra khỏi hệ thống nhân tạo này vào
không khí thông qua quá trình khử ni tơ
hóa.
Các lỗ hổng trong đất sẽ đƣợc bổ sung
khí nhằm tăng cƣờng quá trình phân hủy
hiếu khí. Một phần ôxy khác từ không khí
đi qua bộ rễ thông qua các mô trong các tế
bào và rễ.

Hệ thông xử lý nƣớc thải nhờ lau sậy
Nƣớc đƣợc làm sạch dùng công nghệ đất
ngập nƣớc nhân tạo và tuần hoàn nƣớc
trong các hồ.

IV. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH
ĐẤT NGẬP NƢỚC NHÂN
TẠO TRONG XỬ LÝ
NƢỚC THẢI
4.1Những thuận lợi và khó khăn
khi sử dụng hệ thống đất ngập
nƣớc nhân tạo
a.Những thuận lợi
•Thân thiện với sinh thái
•Trực quan rất hấp dẫn.
•Thân thiện với môi trƣờng,
phòng chống ô nhiễm
•Tiết kiệm chi phí vận hành
•Lợi ích kinh tế có thể đƣợc bắt
nguồn từ nuôi trồng cá, sản xuất
sinh khối, phân bón…

b.Những khó khăn
• Cần diện tích đất lớn cho hệ thống FWS .
• Các loại bỏ BOD, COD, và nitơ đƣợc quá trình
sinh học và cơ bản liên tục tái tạo.
• Mực nƣớc trong đầm lầy có thể cần điều chỉnh
trên cơ sở theo mùa đòi hỏi phải kiểm soát, tùy thuộc

vào điều kiện của địa phƣơng và yêu cầu cụ thể.
• Gia cầm và các động vật hoang dã trong các hệ
thống có thể là nguồn cung cấp thêm fecal coliforms.
• Nhiệt độ thấp làm giảm tỷ lệ cho loại bỏ đối với
BOD và tăng phản ứng sinh học Nitrat hóa, phản nitrat
hóa.
4.2 Cơ chế loại bỏ chất ô nhiễm ở đất ngập nƣớc
nhân tạo
a. Qúa trình vật lý, hóa học:
• Lắng xuống, đóng cặn: loại bỏ chất hạt và chất
rắn lơ lửng.
• Thấm hút bề mặt: bao gồm các quá trình hấp thụ
và hấp phụ, xảy ra trên bề mặt của các loài thực vật,
chất nền, trầm tích, rác rƣởi .
• Sự quang phân, ôxi hóa: phân hủy, ôxi hóa các
hợp chất dƣới tác dụng của ánh sáng mặt trời.
• Sự bay hơi: xảy ra khi có áp suất đủ lớn, hợp chất
sẽ chuyển sang thể khí.


b. Qúa trình sinh học:
Các loại thực vật trong hệ thống đất ngập
nƣớc có rễ bám vào lớp đất ở đáy và thân vƣơn
cao lên trên mặt nƣớc. Thực vật thủy sinh là một
thành phần không thể thiếu đƣợc của các hệ sinh
thái này. Một số bộ phận thực vật đóng vai trò
quan trọng trong các quá trình xử lý nƣớc thải
nhƣ:
 Phần thực vật tiếp xúc với không khí
 Phần thực vật tiếp xúc với nƣớc

 Rễ và đới rễ trong lớp trầm tích
4.3 Các quá trình xử lý chất ô nhiễm trong đất
ngập nƣớc nhân tạo
 Quá trình xử lí các chất hữu cơ có khả năng
phân hủy sinh học:
Trong các bãi lọc, sự phân hủy sinh học
đóng vai trò lớn nhất trong việc loại bỏ các chất
hữu cơ dạng hòa tan hay dạng keo có khả năng
phân hủy sinh học (BOD) trong nƣớc thải.
BOD còn lại cùng các chất rắn lắng đƣợc sẽ
bị loại bỏ nhờ quá trình lắng.

 Quá trình tách các chất rắn:
Các chất rắn lắng đƣợc loại bỏ dễ
dàng nhờ cơ chế lắng trọng lực, vì các hệ
thống này có thời gian lƣu nƣớc dài.
Chất rắn không lắng đƣợc, chất keo có
thể đƣợc loại bỏ thông qua các cơ chế lọc.
Các cơ chế xử lí trong hệ thống phụ
thuộc rất nhiều vào kích thƣớc và tính chất
của các chất rắn có trong nƣớc thải và các
dạng vật liệu lọc đƣợc sử dụng.
 Quá trình khử Nitơ:
Trong các bãi lọc, sự chuyển hóa của
N
2
xảy ra trong các tầng oxi hóa khử của
đất, bề mặt tiếp xúc giữa rễ và đất, phần
ngập nƣớc của thực vật có thân nhô lên mặt
đất. N

2
đƣợc loại bỏ trong các bãi lọc nhờ
3 cơ chế sau:
• Nitrat hóa / khử nitrat
• Sự bay hơi của NH
3

• Sự hấp thụ của thực vật

 Quá trình khử Photpho:
Cơ chế loại bỏ P trong các bãi lọc gồm
có:
• Sự hấp thụ của thực vật
• Các quá trình đồng hóa của vi khuẩn
• Sự hấp thụ lên đất, vật liệu lọc và các
chất hữu cơ
• Kết tủa lắng cùng các ion Ca
2+
, Mg
2+
,
Fe
3+
, Mn
2+
.

 Quá trình xử lí kim loại nặng:
Các vật liệu lọc là nơi tích tụ chủ yếu các
kim loại nặng. Các cơ chế loại bỏ chúng gồm có:

• Kết tủa và lắng ở dạng hydroxit không tan
trong vùng hiếu khí, ở dạng sunfit kim loại trong
vùng kị khí của lớp vật liệu.
• Hấp phụ lên các kết tủa oxyhidroxit sắt,
mangan trong vùng hiếu khí
• Kết hợp lẫn thực vật và đất - Hấp phụ vào
rễ, thân và lá của thực vật trong bãi lọc trồng cây.