(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu ứng dụng sử dụng thực vật thủy sinh xử lý nước thải sinh hoạt tại khu kí túc xá k trường đại học nông lâm thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM

HỒNG THỊ HUỆ

Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SỬ DỤNG THỰC VẬT THỦY SINH XỬ
LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT TẠI KHU KÝ TÚC XÁ K TRƯỜNG
ĐẠI HỌC NƠNG LÂM THÁI NGUN

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành

: Khoa học mơi trường

Khoa

: Mơi trường

Khóa học

: 2010-2014

Giảng viên hướng dẫn : TS. Trần Thị Phả

Thái Nguyên, năm 2014

n


LỜI CẢM ƠN
"Lý thuyết đi đôi với thực tiễn" luôn là phương thức quan trọng giúp học
sinh, sinh viên trau dồi kiến thức, củng cố, bổ sung hiểu biết về lý thuyết học
trên lớp và trong sách vở nhằm giúp cho sinh viên ngày càng nâng cao nghiệp
vụ chuyên môn cho chính mình.
Xuất phát từ nhu cầu đó, được sự đồng ý của khoa Môi trường, trường
ĐH Nông Lâm Thái Nguyên, em tiến hành thực tập tốt nghiệp tại phòng Thí
nghiệm khoa Mơi trường, trường ĐH Nơng Lâm Thái Ngun. Thời gian thực
tập đã kết thúc và em đã có được kết quả cho riêng mình.
Với lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc em xin cảm ơn Ban giám hiệu nhà
trường, Ban chủ nhiệm Khoa Môi trường, đặc biệt là cô giáo TS Trần Thị Phả
người đã trực tiếp hướng dẫn tận tình và giúp đỡ em trong suốt thời gian thực
hiện đề tài này.
Em xin lời cảm ơn tới các thầy giáo, cô giáo, cán bộ trong khoa đã
truyền đạt cho em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong quá trình học
tập và rèn luyện tại trường để em thành công như ngày hôm nay.
Cảm ơn gia đình, người thân và bạn bè đã ln ở bên cạnh động viên,
khích lệ em trong suốt q trình học tập và thời gian em thực hiện khóa luận
tốt nghiệp này.
Do thời gian có hạn cũng như khả năng, kinh nghiệm cịn thiếu và kiến thức
cịn hạn chế nên khóa luận tốt nghiệp của em khơng tránh khỏi thiếu sót. Em rất
mong nhận được sự đóng góp ý kiến của q thầy cơ và các bạn để khóa luận tốt
nghiệp của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, tháng 05 năm 2014

Sinh viên
Hoàng Thị Huệ

n


DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1. Giá trị các thông số ơ nhiễm làm cơ sở tính tốn giá trị tối đa cho
phép trong nước thải sinh hoạt. ............................................................... 8
Bảng 2.2. Thành phần nước thải sinh hoạt phân tích theo phương pháp APHA.
............................................................................................................... 10
Bảng 2.3. Lưu lượng nước thải trong một số ngành công nghiệp [1]............. 11
Bảng 4.1. Tổng lượng nước tiêu thụ và nước thải sinh hoạt khu ký túc xá trong
vòng 1 năm học (10 tháng) .................................................................... 26
Bảng 4.2. Qua việc quan trắc nước thải sinh hoạt khu kí túc xá K2 trường Đại
học Nông Lâm Thái Nguyên ta có số liệu như sau: .............................. 27
Bảng 4.3. Bảng theo dõi diễn biến số cây của thực vật thủy sinh. ................. 28
Bảng 4.4. Bảng theo dõi diễn biến số lá của thực vật thủy sinh ..................... 29
Bảng 4.5. Khả năng xử lý một số chỉ tiêu ô nhiễm nước thải sinh hoạt của thực
vật thủy sinh .......................................................................................... 32
sau 2 tuần và sau 4 tuần................................................................................... 32
Bảng 4.6. Hiệu suất xử lý một số chỉ tiêu ô nhiễm nước thải sinh hoạt của thực
vật thủy sinh sau 2 tuần và 4 tuần (đơn vị %). ...................................... 36

n


DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang

Hình 4.1. Biểu đồ thể hiện hàm lượng các chất có trong nước thải so với QCVN
14: 2008 ................................................................................................... 27
Hình 4.2. Biểu đồ thể hiện số lượng cây trung bình trong thời gian làm thí
nghiệm ..................................................................................................... 28
Hình 4.3. Biểu đồ thể hiện số lượng lá trung bình trong thời gian làm thí
nghiệm .................................................................................................... 30
Hình 4.4.Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý BOD5 của các loại thực vật thủy sinh
sau 2 tuần và sau 4 tuần .......................................................................... 31
Hình 4.5. Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý COD của các loại thực vật thủy sinh
sau 2 tuần và sau 4 tuần. ......................................................................... 33
Hình 4.6. Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý TSS của các loại thực vật thủy sinh
sau 2 tuần................................................................................................. 34
Hình 4.7. Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý NO3- của các loại thực vật thủy sinh
sau 2 tuần và sau 4 tuần. ......................................................................... 34
Hình 4.8. Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý Pts của các loại thực vật thủy sinh sau
2 tuần và sau 4 tuần. ................................................................................ 35
Hình 4.9. Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của các loại thực vật thủy sinh sau 2
tuần. ......................................................................................................... 36
Hình 4.10. Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của các loại thực vật thủy sinh sau 4
tuần. ......................................................................................................... 37

n


DANH MỤC VIẾT TẮT

TỪ VIẾT TẮT
BOD5
BTNMT
COD

NO3ĐHTN
ĐHNL
HSSV
KTX
LSD
QCVN
TCVN
TTNC
VSV
TCCP
TSS
Pts
WHO

NỘI DUNG VIẾT TẮT
Biochemical oxygen demand
Bộ tài nguyên và Môi trường
Chemical oxygen demand
Hàm lượng Nitơ trong nước thải
Đại học Thái Nguyên
Đại học Nông Lâm
Học sinh sinh viên
Ký túc xá
Least Significant Difference
Quy chuẩn Việt Nam
Tiêu chuẩn Việt Nam
Trung tâm nghiên cứu
Vi sinh vật
Tiêu chuẩn cho phép
Tổng chất rắn lơ lửng

Hàm lượng Photpho trong nước
Tổ chức y tế Thế Giới

n


MỤC LỤC
Trang
PHẦN 1. MỞ ĐẦU .......................................................................................... 1
1.1. Tính cấp thiết.............................................................................................. 1
1.2. Mục tiêu và yêu cầu, ý nghĩa của đề tài ..................................................... 3
1.2.1. Mục tiêu của đề tài .................................................................................. 3
1.2.2. Yêu cầu của đề tài ................................................................................... 3
1.2.3. Ý nghĩa của đề tài.................................................................................... 3
PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................... 4
2.1 Cơ sở khoa học của đề tài ........................................................................... 4
2.1.1 Cơ sở lý luận ............................................................................................ 4
2.1.2. Cơ sở khoa học ........................................................................................ 6
2.1.3. Cơ sở pháp lý .......................................................................................... 7
2.2. Cơ sở thực tiễn ........................................................................................... 8
2.3. Định nghĩa, phân loại và phương pháp xử lý nước thải............................. 9
2.3.1. Định nghĩa ............................................................................................... 9
2.3.2. Phân loại nước thải .................................................................................. 9
2.3.3. Các phương pháp xử lý nước thải đang dùng phổ biến hiện nay ......... 12
2.4. Tình hình nghiên cứu thực vật xử lý nước trên thế giới và trong nước. ........ 13
2.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới:....................................................... 13
2.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước.......................................................... 17
2.5. Ưu điểm và nhược điểm khi xử lý nước thải sinh hoạt bằng thực vật thủy
sinh .................................................................................................................. 19
2.5.1. Ưu điểm ................................................................................................. 19

2.5.2. Nhược điểm ........................................................................................... 19
PHẦN 3. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU ............................................................................................... 20
3.1. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu ............................................................... 20
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................ 20
3.1.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................... 20
3.2. Địa điểm, thời gian nghiên cứu ................................................................ 20

n


3.2.1. Địa điểm nghiên cứu ............................................................................. 20
3.2.2. Thời gian nghiên cứu ............................................................................ 20
3.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 20
3.3.1. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm nước thải sinh hoạt khu ký túc xá K ...... 20
3.3.2. Nghiên cứu phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt khu kí túc xá bằng
Thực vật thủy sinh ........................................................................................... 20
3.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 20
3.4.1. Phương pháp kế thừa............................................................................. 20
3.4.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm: ............................................................ 21
3.4.3. Phương pháp phân tích trong phịng thí nghiệm ................................... 21
3.4.4. Phương pháp xử lý số liệu..................................................................... 22
3.4.5. Phương pháp tổng hợp đánh giá. .......................................................... 22
PHẦN 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ........................................................... 23
4.1. Vài nét về Đại học Thái Nguyên và Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. .. 23
4.1.1. Lịch sử phát triển của Đại học Thái Nguyên. ....................................... 23
4.1.2. Sứ mạng, tầm nhìn và chiến lược phát triển của ĐH Thái Nguyên. ..... 23
4.1.3. Vài nét về Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. ....................................... 24
4.2. Thực trạng nước thải sinh hoạt khu ký túc xá K Đại học Thái Nguyên. ......... 25
4.2.1. Vài nét về khu ký túc xá ĐH Thái Nguyên........................................... 25

4.2.2. Thực trạng xử lý nước thải khu ký túc xá.............................................. 26
4.3. Khả năng sinh trưởng và phát triển của thực vật thủy sinh trong nước thải
sinh hoạt. ......................................................................................................... 28
4.3.1. Diễn biến số cây trong thời gian làm thí nghiệm. ................................. 28
4.3.2. Diễn biến số lá của thực vật thủy sinh trong thời gian làm thí nghiệm.29
4.4. Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt bằng thực vật thủy sinh................... 31
PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................... 38
5.1. Kết luận .................................................................................................... 38
5.2. Kiến nghị .................................................................................................. 39
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 40

n


1

PHẦN 1
MỞ ĐẦU
1.1. Tính cấp thiết
Mơi trường gồm tất cả những gì bao quanh chúng ta như khơng khí, đất
đai, đại dương, lục địa,...cũng như tất cả các sinh vật sống ở đó cũng có nghĩa
là mơi trường của tất cả chúng ta, của loài người trên trái đất., (Lê Văn Khoa,
2003), [7].
Trong những năm trở lại đây, môi trường tồn cầu có những biến đổi
theo chiều hướng xấu đi đối với cuộc sống của con người và các sinh vật sống
trên trái đất. Do đó vấn đề phát triển bền vững và bảo vệ môi trường đang
được sự quan tâm đặc biệt của phần lớn các quốc gia trên thế giới, cũng như
các tổ chức chính phủ và các tổ chức phi chính phủ. Vì vậy mục tiêu phấn đấu
của cả nhân loại là phát triển bền vững nhằm đảm bảo giữa phát triển bền
vững và bảo vệ môi trường.

Để xử lý mơi trường người ta có rất nhiều biện pháp: Từ biện pháp lý
học, hóa học, cơ học đến sinh học. Tùy theo từng điều kiện cụ thể mà áp dụng
phương pháp nào cho hiệu quả. Các biện pháp hóa học, lý học hoặc cơ học về
cơ bản xử lý triệt để nhưng thường có chi phí đầu tư lớn.
Đã từ lâu người ta quan tâm đến biện pháp sinh học trong xử lý ô
nhiễm môi trường. Cơ sở khoa học của biện pháp sinh học là mọi sinh vật
sống trên Trái đất đành chịu ảnh hưởng của mơi trường sống, chúng có khả
năng thích nghi với điều kiện sống đó khi tồn tại lâu ở đó. Mặt khác, sinh vật
với môi trường tồn tại như một hệ sinh thái và vì vậy chúng có mối quan hệ
tương tác lẫn nhau.
Hiện nay nước thải sinh hoạt của các khu kí túc xá chủ yếu được xử lý
yếm khi qua các bể phốt. Song do lượng người tập trung với số lượng lớn, hệ
thống xử lý bằng bể phốt do bị hạn chế về dung tích cũng như khả năng xử lý.
Do đó dẫn đến nước thải đầu ra không đảm bảo Quy chuẩn cho phép hiện
hành. Nước thải đầu ra đã qua xử lý nhưng vẫn còn nhiễm bẩn và bốc mùi hôi
thối gây ô nhiễm nghiêm trọng trong các khu kí túc xá, đồng thời làm ơ nhiễm
nguồn nước mặt nơi tiếp nhận. Việc thải một lượng lớn nước thải sinh hoạt ra

n


2

môi trường sẽ tạo nguồn ô nhiễm và các dịch bệnh, ảnh hưởng đến toàn cộng
đồng và gây hậu quả nghiêm trọng cho môi trường sống, cần phải được giải quyết.
Đại học Thái Nguyên đang đào tạo trên 95.000 HSSV (trong đó có trên
46.568 HSSV chính quy, 3.912 học viên cao học và chuyên khoa, 180 học
viên là nghiên cứu sinh). Trong đó có khoảng 6000 sinh viên được ở trong ký
túc xá thuộc trường thành viên. Khu ký túc xá Đại học Thái Nguyên hiện nay
đang có hơn 4000 sinh viên thuộc các trường thành viên: Đại học Nông Lâm,

Đại học Kinh tế và Quản trị Kinh doanh, Khoa Ngoại Ngữ...Với số lượng sinh
viên lớn như vậy cùng với sự phát triển của các dịch vụ ăn uống, giải trí nên
dẫn đến lượng nước thải sinh hoạt ngày càng gia tăng. Song với số lượng sinh
viên tập trung và lớn như vậy dẫn đến lượng nước thải cũng ngày một tăng
theo. Có thể ước tính bằng 80% lượng nước cấp.
Nước thải sinh hoạt có chứa các thành phần ơ nhiễm chính như BOD5,
COD, Nito, Photpho. Một tính chất đặc trưng nữa của nước thải sinh hoạt là
không phải tất cả các chất hữu cơ đều có thể bị phân hủy bởi các vi sinh vật
và lượng dư thừa này thốt ra khỏi các q trình xử lý sinh học cùng với bùn.
Vì vậy, lượng nước thải sinh hoạt khi xả ra môi trường sẽ gây ô nhiễm môi
trường nghiêm trọng.
Hiện tại, khu ký túc xá chưa có hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt.
Nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý xả thẳng ra ngồi mơi trường làm ô nhiễm
nguồn nước mặt, ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Mối nguy hại cho môi
trường, hệ sinh thái xung quanh và lưu vực chứa nước thải
Tại Việt Nam, công nghệ xử lý bằng thực vật hay sử dụng thực vật để
xử lý nước thải sinh hoạt là một công nghệ mới được nghiên cứu trong
những năm gần đây nhờ sự hiểu biết về cơ chế hấp thụ, chuyển hóa, chống
chịu và loại bỏ tạp chất của một số loài thực vật. Việc nghiên cứu dùng thực
vật trong xử lý nước bị ô nhiễm cũng đã được thực hiện và áp dụng trên thực
tế đối với một số loài cây như: Bèo tây, Sậy, Thủy trúc, Rau muống, rau Ngổ...
Xuất phát từ lí do trên, để khắc phục việc kém hiệu quả xử lý của hệ thống bể
phốt và lợi dụng vào những loại thực vật có khả năng thích nghi và xử lý
được nước thải sinh hoạt. Em xin đề xuất việc: "Nghiên cứu ứng dụng sử

n


3

dụng Thực vật thủy sinh xử lý nước thải sinh hoạt tại khu kí túc xá K
trường Đại học Nơng Lâm Thái Nguyên".
1.2. Mục tiêu và yêu cầu, ý nghĩa của đề tài
1.2.1. Mục tiêu của đề tài
- Đánh giá thực trạng ô nhiễm từ nguồn nước thải sinh hoạt trong khu
kí túc xá sinh viên trường Đại học Nơng Lâm Thái Nguyên
- Ứng dụng Thực vật thủy sinh để xử lý nước thải sinh hoạt.
- Đánh giá được hiệu quả xử lý nước thải của Thực vật thủy sinh.
1.2.2. Yêu cầu của đề tài
- Nắm chắc Quy chuẩn Việt Nam QCVN 14: 2008/BTNMT: Quy chuẩn
kỹ thuật Quốc gia về nước thải sinh hoạt.
- Nắm chắc phương pháp lấy mẫu nước thải.
- Nắm chắc quy trình làm thí nghiệm với thực vật thủy sinh.
1.2.3. Ý nghĩa của đề tài
- Qua khảo sát, tìm hiểu thực tế giúp chúng ta hiểu rõ hơn về thực trạng
ô nhiễm nước thải sinh hoạt ở các khu kí túc xá, những khó khăn thách thức
mà các khu kí túc xá gặp phải với những vấn đề về xử lý nước thải cũng như
xử lý ô nhiễm môi trường.
- Từ đó có thể đánh giá hiện trạng mơi trường ở khu kí túc xá K trường
Đại học Nông Lâm Thái Nguyên và nghiên cứu ứng dụng sử dụng Thực vật
thủy sinh để xử lý nước thải sinh hoạt nhằm tiết kiệm tối đa biện pháp xử lý,
đồng thời làm giảm mức độ ô nhiễm nước thải trong khu kí túc xá. Nhằm bảo
vệ mơi trường khu kí túc xá ln sạch và đảm bảo vệ sức khỏe cho sinh viên.

n


4

PHẦN 2

TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Cơ sở khoa học của đề tài
2.1.1 Cơ sở lý luận
Q trình đơ thị hóa tại Việt Nam diễn ra rất nhanh. Những đô thị lớn
tại Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Hải Phịng, Đà Nẵng bị ô nhiễm nước rất nặng
nề. Đô thị ngày càng phình ra tại Việt nam, nhưng cơ sở hạ tầng lại phát triển
không cân xứng, đặc biệt là hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tại Việt Nam
vô cùng thơ sơ. Vì hệ thống cống rãnh thốt nước cịn trong tình trạng thơ sơ,
khơng hợp lý cũng như không theo kịp đà phát triển dân số nhanh như trường
hợp ở các thành phố ở Việt Nam như Hà Nội, Sài Gòn, Hải Phòng, Nha Trang,
Đà Nẵng, Cần Thơ…, việc giải quyết và xử lý nước thải này hầu như không
thực hiện được. Nước thải sau khi qua mạng lưới cống rãnh được chảy thẳng
vào sông rạch và sau cùng đổ ra biển cả mà không qua giai đoạn xử lý, độ ô
nhiễm nguồn nước nơi tiếp nhận nước thải đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép,
các thông số chất lơ lửng (SS), BOD; COD; ơxy hịa tan (DO) đều vượt từ
5-10 lần, thậm chí 20 lần TCCP. Có thể nói rằng người Việt Nam đang làm ơ
nhiễm nguồn nước uống chính bằng nước sinh hoạt thải ra hằng ngày.
Một báo cáo toàn cầu mới được Tổ chức Y tế thế giới (WHO) công bố
hồi đầu năm 2010 cho thấy, mỗi năm Việt Nam có hơn 20.000 người tử vong
do điều kiện nước sạch và vệ sinh nghèo nàn và thấp kém. Còn theo thống kê
của Bộ Y tế, hơn 80% các bệnh truyền nhiễm ở nước ta liên quan đến nguồn
nước. Người dân ở cả nông thôn và thành thị đang phải đối mặt với nguy cơ
mắc bệnh do môi trường nước đang ngày càng một ô nhiễm trầm trọng.
Cùng với sự phát triển của nền giáo dục, số lượng các trường ĐH, CĐ ,
Trung cấp và các trung tâm dạy nghề ngày càng tăng. Chính vì vậy, số lượng
các khu nhà trọ, tập thể, khu kí túc xá sinh viên được xây dựng ngày càng
nhiều nhằm đáp ứng nhu cầu tạm trú của sinh viên. Do đó, lượng nước thải
sinh hoạt của khu tập thể, khu kí túc xá ngày càng lớn.
Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục
đích sinh hoạt của cộng đồng: tắm, giặt giũ,tẩy rửa, vệ sinh cá nhân,… Chúng

n


5

thường được thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ, và các
cơng trình cơng cộng khác.
Thành phần nước thải sinh hoạt gồm 2 loại:
- Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh
- Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt
Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân huỷ sinh học,
ngoài ra cịn có cả các thành phần vơ cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất
nguy hiểm. Chất hữu cơ chứa trong nước thải bao gồm các hợp chất như
protein(40-50%); hydrat cacbon(40-50%). Nồng độ chất hữu cơ trong nước
thải sinh hoạt dao động trong khoảng 150-450mg/l theo trọng lượng khơ. Có
khoảng 20-40% chất hữu cơ khó bị phân huỷ sinh học.
Với thành phần ô nhiễm là các tạp chất nhiễm bẩn có tính chất khác
nhau, từ các loại chất khơng tan đến các chất ít tan và cả những hợp chất tan
trong nước. Việc lựa chọn phương pháp xử lý thích hợp thường được căn cứ
trên đặc điểm của các loại tạp chất có trong nước thải. Các phương pháp
thường dùng trong xử lý là: phương pháp hóa học, phương pháp hóa lý,
phương pháp sinh học.
Hiện nay, xử lý ô nhiễm môi trường bằng biện pháp sinh học đã và
đang được quan tâm rất nhiều vì chúng đáp ứng được các nhu cầu cấp thiết
của con người, không ảnh hưởng đến môi trường. Xuất phát từ nhu cầu thực
tiễn của con người các nhà khoa học đã nghiên cứu và tìm ra các loại thực vật
có khả năng xử lý ơ nhiễm mơi trường nước. Nhưng mỗi lồi cây có những
tính chất khác nhau, do vậy khả năng xử lý của mỗi loài cây là khác nhau.
* Đánh giá chất lượng nước

- Các thơng số lý học, ví dụ như:
+ Nhiệt độ: nhiệt độ tác động tới quá trình sinh hóa diễn ra trong nguồn
nước tự nhiên sự thay đổi về nhiệt độ sẽ kéo theo các thay đổi về chất lượng
nước, tốc độ, dạng phân hủy các hợp chất hữu cơ, nồng độ ơxy hịa tan.
+ pH: Là chỉ số thể hiện độ axit hay bazơ của nước, là yếu tố môi
trường ảnh hưởng đến tốc độ phát triển và sự giới hạn phát triển của vi sinh
vật trong nước. Trong lĩnh vực cấp nước, pH là yếu tố phải xem xét trong quá

n


6

trình đơng tụ hóa học, sát trùng, làm mềm nước, kiểm sốt sự ăn mịn. Trong
hệ thống xử lý nước thải bằng quá trình sinh học thì pH phải được khống chế
trong phạm vi thích hợp đối với các lồi vi sinh vật có liên quan, pH là yếu tố
mơi trường ảnh hưởng tới tốc độ phát triển và giới hạn sự phát triển của vi
sinh vật trong nước.
- Các thơng số hóa học ví dụ như:
+ BOD: Là lượng ôxy cần thiết cung cấp để vi sinh vật phân hủy các
chất hữu cơ trong điều kiện tiêu chuẩn về nhiệt độ và thời gian.
+ COD: Là lượng ôxy cần thiết để ơxy hóa các hợp chất hóa học trong nước.
+ NO3-: Là sản phẩm cuối cùng của sự phân hủy các chất hữu cơ có
chứa Nitơ trong nước thải
+ PO4-: là một trong các thành phần dinh dưỡng (N, P, K) rất cần thiết
cho sự sống của sinh vật mà đặc biệt là các lồi thủy sinh.
- Các thơng số sinh học, ví dụ như:
- Coliform: Là nhóm vi sinh vật quan trọng trong chỉ thị môi trường,
xác định mức độ nhiễm bẩn về mặt sinh học của nguồn nước.
2.1.2. Cơ sở khoa học

- Khái niệm môi trường:
Theo khoản 1 điều 3 luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam năm 2005, môi
trường được định nghĩa như sau: " Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và
vật chất nhân tạo bao quanh con người, có ảnh hưởng tới đời sống sản xuất,
sự tồn tại, phát triển của con người và sinh vật".
- Khái niệm ô nhiễm môi trường nước:
"Ô nhiễm nước là sự thay đổi theo chiều xấu đi và các tính chất vật lýhóa học- sinh học của nước, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm
cho nguồn nước trở nên độc hại với con người và sinh vật. Làm giảm độ đa
dạng sinh vật trong nước. Xét về tốc độ lan truyền và quy mơ ảnh hưởng thì ơ
nhiễm nước là vấn đề đáng lo ngại hơn ô nhiễm đất."[4]
- Khái niệm tiêu chuân môi trường:
" Theo khoản 5 điều 3 luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam: Tiêu chuẩn
môi trường là giới hạn cho phép cử các thông số về chất lượng môi trường

n


7

xung quanh, về hàm lượng các chất gây ô nhiễm trong chất thải được cơ quan nhà
nước có thẩm quyền quy định làm căn cứ để quản lý và bảo vệ môi trương."
2.1.3. Cơ sở pháp lý
- Hiến pháp 1992.
- Luật Bảo vệ môi trường năm 1993.
- Thông tư số 125/2003/TTLT - BTC- BTNMT v/v hướng dẫn thực
hiện Nghị định số 67/3003/NĐ - CP ngày 13 tháng 6 năm 2003 của Chính phủ
về phí bảo vệ mơi trường đối với nước thải.
- Nghị quyết số 41/NQ - TW của Bộ Chính trị về Bảo vệ mơi trường
trong thời kỳ đẩy mạnh cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.
- Luật Bảo vệ môi trường 2005 được Quốc hội nước Cộng hịa xã hội chủ

nghĩa Việt Nam khóa XI, kỳ họp thứ 8 thông qua ngày 29 tháng 11 năm 2005.
- Luật tài nguyên nước số 17/2012/QH13 ngày 21 tháng 6 năm 2012
của Quốc hội nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam.
- Nghị quyết số 22/2006/QĐ - BTNMT về việc bắt buộc áp dụng Tiêu
chuẩn Việt Nam về Môi trường.
- Nghị định số 80/2006/NĐ- CP ngày 09 tháng 08 năm 2006 của Chính
phủ quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành một sô điều của Luật Bảo vệ môi
trường 2005.
- Nghị định số 81/2006/NĐ - CP ngày 9/8/2006 của Chính Phủ về xử
phạt vi phạm hành chính trong lĩnh vực Bảo vệ Môi trường.
- Nghị định số 21/2008/NĐ - CP ngày 28/02/2008 của Chính Phủ về
sửa đổi, bổ sung một số điều của Nghị định số 80/2006/NĐ - CP ngày
09/08/2006 của Chính phủ về việc quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành
một số điều của Luật Bảo vệ Môi trường năm 2005.
- Thông tư 09/2009-BXD: Quy định chi tiết thực hiện một số nội dung
của Nghị định số 88/2007/NĐ-CP ngày 28/5/2007 của Chính phủ về thốt
nước đô thị và khu công nghiệp.
- Quy chuẩn Việt Nam QCVN 08: 2008, Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia
về chất lượng nước mặt.
- Áp dụng QCVN 14:2008/BTNMT do Ban soạn thảo quy chuẩn kỹ

n


8

thuật quốc gia về chất lượng nước biên soạn, Tổng cục Mơi trường và Vụ
Pháp chế trình duyệt và ban hành theo Quyết định 16/2008/QĐ-BTNMT ngày
31 tháng 12 năm 2008 của Bộ Tài nguyên và Môi trường.
Bảng 2.1. Giá trị các thơng số ơ nhiễm làm cơ sở tính tốn giá trị tối đa

cho phép trong nước thải sinh hoạt.
TT

Thông số

Đơn vị

Cột B

-

5-9

1

pH

2

BOD5 (200 C)

mg/l

30

3

COD

mg/l

-

3

Tổng chất rắn lơ lửng (TSS)

mg/l

50

4

Nitrat (NO3-)

mg/l

30

5

Photphat (PO43-)

mg/l

-

2.2. Cơ sở thực tiễn
Ở nước ta hiện nay, các loại nước thải sinh hoạt đều trực tiếp thải ra
ngồi mơi trường mà chưa qua xử lý. Nếu có được xử lý thì chỉ được xử lý

bằng bể lắng, nhưng hiệu quả không cao khi thải ra môi trường vẫn gây ô
nhiễm và ảnh hưởng xấu tới con người.
KTX Đại học Thái Nguyên được khởi công xây dựng ngày 16 tháng
6 năm 2009, với 16 kí túc nhà 5 tầng trên tổng diện tích 35000m2, nhằm
giải quyết chỗ ở cho gần 5000 sinh viên các trường đại học trên địa bàn
( ĐH Kinh tế, ĐH Nông Lâm, ĐH Khoa học, Khoa ngoại ngữ...). Hiện nay
cơng trình đã đi vào hoạt động và có trên 4000 sinh viên, với số lượng sinh
viên như vậy cùng với lượng sinh viên như vậy thì hằng ngày thải ra gần
7003 nước thải cần được xử lý. Được biết toàn bộ lượng nước lớn như vậy
hằng ngày vẫn thải vào con suối phía sau khu KTX. Bằng cảm quan cho
thấy nước tại con suối đã chuyển dần sang màu sẫm và có khả năng bị ô
nhiễm do hàm lượng các chất dinh dưỡng quá cao, động vật sống trong
thủy vực nghèo nàn, thực vật trong nước và thực vật nổi đang có dấu hiệu
phát triển mạnh.

n


9

2.3. Định nghĩa, phân loại và phương pháp xử lý nước thải
2.3.1. Định nghĩa
Tất cả các hoạt động sinh hoạt và sản xuất trong mỗi cộng đồng đều tạo
ra các chất thải, các thể khí, lỏng và rắn. Thành phần chất lỏng, hay nước thải
được định nghĩa như một dạng hòa tan hay trộn lẫn giữa nước (nước dùng,
nước mưa, nước ngầm,...) và chất thải từ sinh hoạt cộng đồng dân cư, các khu
vực sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, thương mại, nông nghiệp,...ở
đây cần hiểu là sự ô nhiễm nước lớn hơn khả năng tự làm sạch của chính bản
thân nguồn nước.
2.3.2. Phân loại nước thải

* Nước thải sinh hoạt
Nước thải sinh hoạt là nước thải được loại bỏ sau khi sử dụng cho các
mục đích sinh hoạt của cộng đồng: tắm, giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá
nhân,..chúng thường được thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh
viện, và các cơng trình khác. Lượng nước thải của khu dân cư phụ thuộc vào
dân số, vào các chỉ tiêu chuẩn cấp nước và đặc điểm của hệ thống thoát nước.
Thành phần nước thải sinh hoạt gồm 2 loại:
•

Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phịng vệ sinh
• Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt: cặn bã từ nhà bếp,
các chất rửa trôi...
Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân huỷ sinh học,
ngồi ra cịn có cả các thành phần vơ cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất
nguy hiểm. Chất hữu cơ chứa trong nước thải bao gồm các hợp chất như
protein(40-50%); hydrat cacbon(40-50%) gồm tinh bột, đường, xenlulo; và
các chất béo( 5 -0) . Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt dao động
trong khoảng 150 mg/l -450 mg/l theo trọng lượng khơ. Có khoảng 20-40%
chất hữu cơ khó bị phân huỷ sinh học.nở những khu dân cư đông đúc, điều
kiện vệ sinh thấp kém, nước thải sinh hoạt khơng được xử lý thích đáng là
một trong những nguồn lây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.

n


10

Bảng 2.2. Thành phần nước thải sinh hoạt phân tích theo phương pháp
APHA.
Mức độ ơ nhiễm

Nặng
Trung bình
Thấp
Tổng chất rắn, mg/l
1000
500
200
Chất rắn hịa tan, mg/l
700
350
120
Chất rắn khơng tan,mg/l
300
150
80
Tổng chất rắn lơ lửng, mg/l
600
350
120
Chất rắn lắng, mg/l
12
8
4
BOD5 mg/l
300
200
100
Oxy hòa tan, mg/l
0
0

0
Tổng nito, mg/l
85
50
25
Nito hữu cơ, mg/l
35
20
10
Nito amoniac, mg/l
50
30
15
Nitrite, mg/l
0.1
0.05
0
Nitrate, mg/l
0.4
0.2
0.1
Clorua, mg/l
175
100
15
Độ kiềm, mgCaCO3/l
200
100
50
Chất béo, mg/l

40
20
0
Tổng photpho (theo P), mg/l
8
(Nguồn Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật – Hà Nội 2009)
Nước thải sinh hoạt có thành phần với các giá trị điển hình như sau:
COD = 500 mg/l, BOD5 = 250 mg/l, SS = 220 mg/l, Photpho = 8 mg/l, Nito
NH3 và Nito hữu cơ = 40 mg/l, PH = 6,8, TS = 720 mg/l. [1]
Như vậy nước thải sinh hoạt có hàm lượng các chất dinh dưỡng khá cao,
đôi khi vượt cả u cầu q trình xử lý sinh học.
Một tính chất đặc trưng nữa của nước thải sinh hoạt là không phải tất cả
các chất hữu cơ đều có thể bị phân hủy bởi các vi sinh vật và khoảng 20- 40%
BOD thốt ra kkhỏi q trình sinh học cùng bùn.
Các chất

* Nước thải công nghiệp:
Là loại nước thải sau quá trình sản xuất. Đặc tính ơ nhiễm và nồng độ
của nước thải công nghiệp rất khác phụ thuộc vào loại hình cơng nghiệp và
chế độ cơng nghệ lựa chọn. Trong công nghiệp, nước được sử dụng như là

n


11

một loại nguyên liệu thô hay phương tiên sản xuất và phục vụ cho các quá
trình truyền nhiệt. Nước cấp cho sản xuất cơng nghiệp có thể lấy mạng cấp
nước sinh hoạt chung hoặc lấy trực tiếp từ nguồn nước ngầm hay nước mặt
nếu xí nghiệp có hệ thống xử lý riêng. Nhu cầu cấp nước và lưu lượng nước

thải phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Lưu lượng nước thải của từng xí nghiệp cơng
nghiệp được xác định chủ yếu bởi đặc tính sản phẩm được sản xuất.
Bảng 2.3. Lưu lượng nước thải trong một số ngành công nghiệp [8]
TT

Ngàng cơng nghiệp

Tính cho

Lưu lượng nước
thải

1

Sản xuất bia

1 lít bia

5,6 (lít)

2

Tinh chế đường

1 tấn củ cải đường

10- 20 (m3)

3

Sản xuất bơ sữa

1 tấn sữa

5- 6 (lít)

4

Sản xuất xà phịng và chất tẩy rửa

1 tấn sản phẩm

-

5

Sản xuất nước khoáng và nước chanh

1 tấn sản phẩm

-

6

Nhà máy đồ hộp rau quả

1 tấn sản phẩm

4,5- 5 (m3)

7

Dệt sợi nhân tạo

1 tấn sợi

100 (m3)

8

Xí nghiệp tẩy trắng

1 tấn sản phẩm

1000- 4000 (m3)

Thành phần nước thải cũng rất đa dạng, thậm chí trong một ngành cơng
nghiệp, số liệu cũng có thể thay đổi đáng kể do mức độ hồn thiện của cơng
nghệ sản xuất hoặc do điều kiện mơi trường.
Có 2 loại nước thải cơng nghiệp
+ Nước thải công nghiệp quy ước sạch: là loại nước thải sau khi sử
dụng để làm nguội sản phẩm, làm mát thiết bị, làm vệ sinh sàn nhà.
+ Loại nước thải công nghiệp nhiễm bẩn: đặc trưng cho ngành cơng
nghiệp đó và cần được xử lý cục bộ trước khi xả vào mạng lưới thoát nước
chung hoặc vào nguồn nước tùy theo mức độ xử lý.
* Nước thải là nước mưa
Đây là loại nước thải sau khi mưa chảy tràn trên mặt đất và lôi kéo theo
các chất cặn bã, hóa chất BVTV, dầu mỡ,..đi vào hệ thống thốt nước.
Hầu hết các khu đô thị, thành phố của nước ta đều có hệ thống thốt nước
thải và thốt nước mưa. Lượng nước chảy về nhà máy gồm nước thải sinh hoạt,

nước thải công nghiệp, nước ngầm thâm nhập và một phần nước mưa.

n


12

2.3.3. Các phương pháp xử lý nước thải đang dùng phổ biến hiện nay
Phương pháp xử lý cơ học: sử dụng nhằm mục đích tách các chất
khơng hịa tan và một phần các chất ở dạng keo ra khỏi nước.
Phương pháp cơ học có thể loại bỏ được đến 60% các tạp chất khơng
hịa tan trong nước thải sinh hoạt và giảm BOD5 đến 20%.
Thông thường xử lý cơ học chỉ là giai đoạn xử lý sơ bộ trước khi cho
quá trình xử lý sinh học.
Xử lý bằng phương pháp cơ học gồm:
- Song chắn rác trong hệ thống xử lý nước thải.
- Lắng cát trong xử lý nước thải.
- Bể lắng xử lý nước thải.
- Tuyển nổi trong hệ thống xử lý...
Phương pháp hóa học và hóa lý: thực chất của phương pháp xử
lý hóa -lý là đưa vào nước thải các chất phản ứng nào đó để tác động với các
tạp chất bẩn, biến đổi hóa học tạo thành chất khác dưới dạng cặn hoặc chất
hòa tan nhưng không độc hại, không gây ô nhiễm môi trường.
Phương pháp hóa lý có thể là giải pháp cuối cùng hoặc là giai đoạn xử
lý sơ bộ cho giai đoạn tiếp theo.
Các phương pháp hóa- lý gồm:
+ phương pháp trung hịa.
+ Keo tụ- tạo bông...
+ Phương pháp kết tủa
+ Phương pháp hấp phụ

+ Khử trùng,....
Phương pháp sinh học: phương pháp này thường dùng để các
loại chất phân tán nhỏ, keo và hữu cơ hịa tan (đơi khi cả vơ cơ) khỏi nước
thải. Nguyên lý của phương pháp là dựa vào hoạt động sống của các vi sinh
vật có khả năng phân hủy, bẻ gẫy các đại phân tử hữu cơ thành các chất đơn
giản hơn, đồng thời chúng cũng sử dụng các chất có trong nước thải làm
nguồn dinh dưỡng như N, P, K, C...
Phương pháp sinh học là phương pháp triệt để nhất, nó tạo ra những

n


13

sản phẩm thân thiện với môi trường hoặc biến đổi những chất có hại trở thành
hữu ích.
Xử lý bằng q trình tự nhiên:
Cơ sở khoa học của sử dụng thực vật trong xử lý nước thải là:
+ Một số loại thực vật có khả năng thích nghi và chống chịu với mơi
trường độc hại của nước thải.
+ Có một số ít thực vật có khả năng hấp thu một số chất độc hại từ nước
thải và chúng sinh trưởng và phát triển tốt trong môi trường độc hại.
Xử lý bằng tự nhiên gồm:
+ Cánh đồng tưới
+ Bãi lọc trồng cây ngập nước
+ Bãi lọc trồng cây dòng chảy ngầm
+ Xử lý nước thải bằng thủy sinh thực vật
2.4. Tình hình nghiên cứu thực vật xử lý nước trên thế giới và trong nước.
2.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới:
Trên thế giới bãi lọc trồng cây được sử dụng như một giải pháp hữu

hiệu để xử lý nước thải phân tán như sinh hoạt, chăn nuôi, công sở, bệnh viện
trong tự nhiên thân thiện với môi trường, đạt hiệu suất cao, chi phí thấp và ổn
định đồng thời làm tăng giá trị đa dạng sinh học, cải tạo cảnh quan môi
trường. Các nghiên cứu khác tại Đức, Thái Lan, Thụy Sỹ, Bồ Đào Nha còn
cho thấy các bãi lọc trồng cây có thể loại bỏ vi sinh vật gây bệnh trong nước
thải sinh hoạt và nước thải đô thị; xử lý phân bùn bể phốt và xử lý nước thải
công nghiệp, nước rị rỉ rác... Khơng những thế, thực vật nước từ bãi lọc trồng
cây cịn có thể được chế biến, sử dụng để thức ăn cho gia súc, phân bón cho
đất, làm bột giấy, làm nguyên liệu cho sản xuất đồ thủ công mỹ nghệ và là
nguồn năng lượng thân thiện với mơi trường.
* Các lồi thực vật thủy sinh chính
- Thủy thực vật sống chìm: Lồi thực vật này phát triển dưới mặt nước
và chỉ có thể phát triển được ở nguồn nước có đủ ánh sáng. Chúng gây nên tác
hại như làm tăng độ đục của nước, ngăn cản sự khuếch tán của ánh sáng vào
nước. Do đó các lồi thủy sinh thực vật này khơng hiệu quả trong việc làm

n