Nghiên cứu sử dụng cây rau ngổ và bèo cái xử lý nitơ và photpho trong nước thải chăn nuôi heo

Nghiên cứu sử dụng cây rau ngổ và bèo cái xử lý nitơ và photpho trong nước thải
chăn nuôi heo
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt qúa trình thực hiện đồ án em đã nhận được sự chỉ bảo,động viên,
giúp đỡ tận tình từ thầy cô, bạn bè và gia đình. Đến nay, đồ án đã hoàn thành, em xin
gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy cô, gia đình và bạn bè.
Em xin gửi lời cảm ơn đến toàn thể các thầy cô giáo, đặc biệt là các thầy cô
giáo Khoa Công nghệ Hóa học và Môi trường đã tạo điều kiện thuận lợi cho chúng
em học tập với hệ thống phương tiện dạy học tiên tiến, hiện đại và sự nhiệt tình dạy
bảo trong quá trình em học tại khoa nói chung và quá trình thực hiện đồ án nói riêng.
Đặc biệt, trong quá trình thực hiện đồ án em đã nhận được sự chỉ bảo, giúp đỡ
tận tình từ cô giáo Hoàng Thị Loan để em có thể hoàn thành đồ án đúng thời hạn với
kết quả tốt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến cô!
Trong quá trình thực hiện đồ án, em đã rất cố gắng tuy nhiên không thể tránh
khỏi những thiếu xót. Kính mong nhận được các đóng góp và chỉ bảo của thầy cô để
đồ án hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hưng Yên, ngày tháng năm
Sinh viên thực hiện
Lê Thị Thanh Huyền
SVTH: Lê Thị Thanh Huyền ii
Nghiên cứu sử dụng cây rau ngổ và bèo cái xử lý nitơ và photpho trong nước thải
chăn nuôi heo
MỤC LỤC
L I C M NỜ Ả Ơ ii
Trong su t qúa trình th c hi n án em ã nh n c s ch b o, ng viên, ố ự ệ đồ đ ậ đượ ự ỉ ả độ
giúp t n tình t th y cô, b n bè và gia ình. n nay, án ã hoàn thành, em đỡ ậ ừ ầ ạ đ Đế đồ đ
xin g i l i c m n sâu s c n th y cô, gia ình và b n bè.ử ờ ả ơ ắ đế ầ đ ạ ii
c bi t, trong quá trình th c hi n án em ã nh n c s ch b o, giúp Đặ ệ ự ệ đồ đ ậ đượ ự ỉ ả
t n tình t cô giáo Hoàng Th Loan em có th hoàn thành án úng th i đỡ ậ ừ ị để ể đồ đ ờ
h n v i k t qu t t, em xin g i l i c m n sâu s c nh t n cô!ạ ớ ế ả ố ử ờ ả ơ ắ ấ đế ii

M C L CỤ Ụ iii
DANH M C HÌNHỤ iv
DANH M C B NG BI UỤ Ả Ể v
M UỞ ĐẦ 1
CH NG 1: T NG QUANƯƠ Ổ 3
1.4.Ứng dụng thực vật thủy sinh xử lý nitơ và photpho 21
1.4.4.Ưu và nhược điểm của phương pháp xử lý chất thải bằng thực vật thủy sinh 27
CH NG 2: TH C NGHI MƯƠ Ự Ệ 29
2.6.Phương pháp xác định 31
CH NG 4: K T LU N VÀ KI N NGHƯƠ Ế Ậ Ế Ị 54
SVTH: Lê Thị Thanh Huyền iii
Nghiên cứu sử dụng cây rau ngổ và bèo cái xử lý nitơ và photpho trong nước thải
chăn nuôi heo
DANH MỤC HÌNH
SVTH: Lê Thị Thanh Huyền iv
Nghiên cứu sử dụng cây rau ngổ và bèo cái xử lý nitơ và photpho trong nước thải
chăn nuôi heo
DANH MỤC BẢNG BIỂU
SVTH: Lê Thị Thanh Huyền v
Nghiên cứu sử dụng cây rau ngổ và bèo cái xử lý nitơ và photpho trong nước thải
chăn nuôi heo
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
SVTH: Lê Thị Thanh Huyền vi
Nghiên cứu sử dụng cây rau ngổ và bèo cái xử lý nitơ và photpho trong nước thải
chăn nuôi heo
MỞ ĐẦU
Đặt vấn đề
Như chúng ta đã biết, ngành chăn nuôi ở nước ta đã có nguồn gốc từ rất lâu đời
và cũng đóng góp quan trọng trong sự phát triển nền kinh tế đất nước nói chung và
đáp ứng cho nhu cầu thực phẩm nói riêng. Để đảm bảo về nguồn thực phẩm cung

cấp cho nhu cầu tiêu thụ của người dân, ngành chăn nuôi đã không ngừng phát triển.
Cụ thể là chuyển từ một ngành chăn nuôi lạc hậu, thô sơ, chỉ phát triển rải rác theo
từng hộ gia đình thành một nền chăn nuôi công nghiệp với quy mô, mật độ lớn hơn
và các kỹ thuật trong chăn nuôi tiến bộ hơn. Tuy nhiên bên cạnh vấn đề là giải quyết
được nguồn thực phẩm cung cấp cho nhu cầu của mọi người thì nghành chăn nuôi
cũng ảnh hưởng tiêu cực không nhỏ đến đời sống và sức khỏe của người dân. Đó là
vấn đề ô nhiễm môi trường (ô nhiễm bầu không khí, đất, nước ) do các chất thải từ
quá trình sản xuất chăn nuôi, đặc biệt là nước thải chăn nuôi. Đứng trước tình hình
đó vấn đề đặt ra cho các cơ sở chăn nuôi là phải xử lý triệt để nước thải chăn nuôi
trước khi thải ra môi trường. Để giải quyết vấn đề này nhiều mô hình xử lý nước thải
đã được nghiên cứu và đưa vào ứng dụng nhưng hiệu quả xử lý vẫn chưa triệt để,
nước thải sau thử nghiệm chưa đạt tiêu chuẩn trước khi thải ra môi trường.
Vì vậy em đã lựa chọn đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu sử dung cây rau ngổ và
cây bèo cái xử lý nitơ và photpho trong nước thải chăn nuôi heo”.
Tính cấp thiết của đề tài
SVTH: Lê Thị Thanh Huyền 1
QCVN Quy chuẩn Việt Nam
FAO Tổ chức lương thực và nông nghiệp Liên Hợp Quốc
VSV Vi sinh vật
TVTS Thực vật thủy sinh
CN Công Nghiệp
TOD Nhu cầu oxy lý thuyết
ADN Axit deoxiribonucleic
ARN Axít ribonucleic
ADP Adenosine diphosphate
ATP Phân tử năng lượng cao
NXB Nhà xuất bản
BOD Nhu cầu oxi sinh học
COD Nhu cầu oxi hóa học.
SS Chất rắn huyền phù

DO Hàm lượng oxi hòa tan trong nước.
Nghiên cứu sử dụng cây rau ngổ và bèo cái xử lý nitơ và photpho trong nước thải
chăn nuôi heo
Hiện nay, nguồn nước mặt trên trái đất ngày càng bị ô nhiễm, chứa nhiều hợp
chất hữu cơ (NH
3
+
,PO
4
3-
), các vsv có hại và vi khuẩn gây bệnh…mà nguyên nhân
chính là do hoạt động chăn nuôi của con người. làm ảnh hưởng đến khỏe của con
người. Vì vậy, xử lý nitơ và photpho trong nước thải chăn nuôi heo là vấn đề cấp
thiết.
Mục tiêu của đề tài
Đánh giá được hiểu quả xử lý nitơ và photpho trong nước thải chăn nuôi heo
của cây bèo cái và cây rau ngổ.
Giảm ô nhiễm môi trường nước từ nước thải chăn nuôi heo.
Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu trên quy mô phòng thí nghiệm
Tóm tắt đồ án
Đồ án gồm có các nội dung chính:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Trong đó, chương 1 là phần tổng quan về vấn đề ô nhiễm nước thải ngành
chăn nuôi trên thế giới và của Việt Nam, tìm hiểu về thành phần, tính chất nước thải
chăn nuôi và tìm hiểu về cây rau ngổ và bèo cái. Chương 2 tiến hành bố trí thí
nghiệm và phân tích các chỉ tiêu. Chương 3 là phần đánh giá kết quả nghiên cứu.

Chương 4 là đưa ra các kết luận và kiến nghị cho đề tài.
SVTH: Lê Thị Thanh Huyền 2
Nghiên cứu sử dụng cây rau ngổ và bèo cái xử lý nitơ và photpho trong nước thải
chăn nuôi heo
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Thực trạng ô nhiễm nước thải ngành chăn nuôi của thế giới và của Việt
Nam.
1.1.1. Thực trạng ô nhiễn nước thải do ngành chăn nuôi trên thế giới.
Theo một tường trình mới được phát hành bởi Tổ chức Nông Lương Liên Hiệp
Quốc, ngành chăn nuôi tạo ra khí thải khí nhà kính như được đo lường tương đương
với thán khí, 18% nhiều hơn ngành vận chuyển. Đó còn là nguồn thoái hóa đất và ô
nhiễm nước chủ yếu.
Henning Steinfeld, chủ tịch Phân bộ Tài liệu Chăn nuôi và Chính sách của Tổ
chức Nông Lương Liên Hiệp Quốc kiêm tác giả kỳ cựu của bản tường trình nói rằng:
"Chăn nuôi là một trong những nguồn đóng góp đáng kể nhất gây ra vấn đề môi
trường nghiêm trọng hiện nay. Cần có hành động khẩn cấp để cứu vãn tình trạng
này."
Với sự phồn thịnh gia tăng, người ta tiêu thụ nhiều sản phẩm thịt và bơ sữa hơn
mỗi năm. Sản xuất thịt toàn cầu được dự đoán nhiều hơn gấp đôi từ 229 triệu tấn vào
năm 1999 - 2001 đến 465 triệu tấn vào năm 2050, trong khi sản lượng sữa được dự
tính từ 580 đến 1043 triệu tấn.( FAO)
Ngành chăn nuôi đang phát triển nhanh hơn bất kỳ ngành phụ nông nghiệp nào
khác. Chăn nuôi cung cấp kế sinh nhai cho 1,3 tỷ người và chiếm 40% sản lượng
nông nghiệp toàn cầu. Đối với nhiều nông dân nghèo ở các quốc gia đang phát triển,
chăn nuôi còn là nguồn năng lượng tái tạo cho chất thải và nguồn phân hữu cơ cần
thiết cho cây trồng của họ.
Nhưng sự phát triển nhanh chóng đó đúng thật là một cái giá môi sinh lớn,
theo tường trình của Tổ chức Nông Lương Liên Hiệp Quốc, “Những phí tổn môi
sinh mỗi đơn vị sản xuất chăn nuôi phải được cắt giảm phân nửa, chỉ để tránh mức
tổn hại tệ hơn qua mức hiện tại,” tường trình cảnh báo.

Thương nghiệp chăn nuôi là một trong những ngành gây thiệt hại nhiều nhất
cho sự thiếu hụt nguồn nước đang tăng của địa cầu, cùng với những yếu tố khác làm
ô nhiễm nước, rửa trôi và thoái hóa rạn san hô. Tác nhân ô nhiễm chính là chất thải
SVTH: Lê Thị Thanh Huyền 3
Nghiên cứu sử dụng cây rau ngổ và bèo cái xử lý nitơ và photpho trong nước thải
chăn nuôi heo
thú vật, chất kháng sinh, kích thích tố, hóa chất từ xưởng thuộc da, phân bón và
thuốc trừ sâu bọ dùng để xịt cây trồng nuôi gia súc.
Những chất thải ra từ các trại chăn nuôi vào các nguồn nước có thể là nitơ
(dưới dạng amoniac, Nito phân tử, các nitrat,…). 64% lượng amoniac do con người
tạo nên là từ chăn nuôi. Amoniac trong không khí sẽ gây ra những trận mưa axit rất
tai hại. Nitrat là một chất có hại cho sức khỏe con người nhất là trẻ em nếu uống
nước có lẫn các nitrat. Photpho có trong phân súc vật thải vào các nguồn nước cũng
là một chất gây ô nhiễm, tuy nhiên không độc như nito. Trong một tài liệu của Tổ
chức Lương Nông quốc tế năm 2004, người ta đã xác định lượng nito và photpho
chảy vào biển Đông từ Việt Nam, Thái Lan và tỉnh Quảng Đông (Trung quốc) có
nguồn gốc từ việc chăn nuôi heo. Riêng đối với Việt Nam, các ô nhiễm Nito và
Photpho từ việc nuôi heo chiếm 38 và 92% của tổng lượng trong các nguồn nước,
trong khi tỷ lệ đóng góp của các loại nước thải gia đình chỉ là 12 và 5%. Các loại vi
sinh vật và ký sinh trùng thải ra từ phân, rác chăn nuôi cũng là một hiểm họa lớn cho
sức khỏe con người.
Ngoài ra ngành chăn nuôi còn thải vào các nguồn nước uống những kháng sinh,
hoóc môn tăng trọng đã được đưa vào thức ăn gia súc. Ngoài các tác động đến môi
trường của những phân, rác trong chăn nuôi thì các khâu giết mổ, thuộc da …cũng
đều gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Các kim loại nặng do súc vật thải ra sau
khi ăn các thực phẩm có trộn thuốc chữa bệnh hay thuốc tăng trọng cũng có hại cho
sức khỏe con người.
Một tác động lớn đến môi trường của ngành chăn nuôi là việc chiếm giữ tài
nguyên nước, đặc biệt quan trong ở các vùng khô cằn. Ngành chăn nuôi cần rất nhiều
nước, sử dụng 8% lượng nước do con người khai thác không những để cho súc vật

uống (nước chiếm từ 60 đến 70% trọng lượng cơ thể) mà còn trong việc trồng cây
thực phẩm cho súc vật. Trên thế giới, 90% đậu nành được dùng làm thức ăn gia súc.
Nếu để sản xuất 1kg bắp người ta chỉ cần 900 lít nước thì muốn có 1kg thịt bò, lượng
nước cần dùng lên đến 15500 lít.(FAO)
1.1.2. Thực trạng ô nhiễm nước thải ngành chăn nuôi của Việt Nam.
Trong thời gian qua, ngành chăn nuôi của nước ta phát triển với tốc độ nhanh.
SVTH: Lê Thị Thanh Huyền 4
Nghiên cứu sử dụng cây rau ngổ và bèo cái xử lý nitơ và photpho trong nước thải
chăn nuôi heo
Tốc độ tăng trưởng bình quân giai đoạn 2001 – 2006 đạt 8,9%. Tổng đàn trâu, bò từ
6,7 triệu con năm 2001 tăng lên 9,7 triệu con năm 2007 (tăng 7,4%/năm), trong đó
đàn bò sữa tăng bình quân 15,0%/năm, đàn bò thịt tăng 9,7%/năm và đàn trâu tăng
1,1%/năm; Đàn lợn tăng từ từ 21,8 triệu con năm 2001 lên 26,6 triệu con năm 2007
(tăng 3,3%/năm); Đàn gia cầm trước khi có dịch cúm tăng mạnh, từ 218 triệu con
năm 2001 lên 254 triệu con năm 2003 (tăng 8,4%/năm); hiện nay tổng đàn gia cầm
là 266 triệu con.[8]
Chăn nuôi nước ta thời gian qua chủ yếu vẫn là phân tán nhỏ lẻ, tập trung chủ
yếu ở các hộ nông dân với 2 - 3 con trâu bò, 5 - 10 con lợn và 20 – 30 con gia
cầm/hộ. Những năm gần đây, chăn nuôi phát triển theo xu hướng trang trại, tập trung
sản xuất hàng hóa. Tính đến tháng 10/2006 cả nước có 17.720 trang trại và chủ yếu
phát triển ở các tỉnh vùng Đông Nam Bộ, Đồng bằng sông Cửu Long và Đồng bằng
sông Hồng. Các khu chăn nuôi phát triển tự phát, chưa theo quy hoạch, chủ yếu trên
đất vườn nhà, đất mua hoặc thuê tại địa phương. Nhiều trang trại xây dựng ngay
trong khu dân cư, gây ô nhiễm môi trường, nguy cơ dịch bệnh cho vật nuôi, con
người và ảnh hưởng lớn đến sự phát triển bền vững của ngành chăn nuôi.
Theo đánh giá của Tổ chức Nông Lương Thế giới (FAO): ngành chăn nuôi đến
năm 2020 vẫn tiếp tục phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu thực phẩm đảm bảo cho sức
khỏe cộng đồng và gia tăng dân số. Sản xuất chăn nuôi đang có xu hướng chuyển
dịch từ các nước phát triển sang các nước đang phát triển, từ phương Tây sang các
nước Châu Á Thái Bình Dương. Châu Á sẽ trở thành khu vực sản xuất và tiêu dùng

các sản phẩm chăn nuôi lớn nhất. Sự thay đổi về chăn nuôi ở khu vực này có ảnh
hưởng quyết định đến “cuộc cách mạng” về chăn nuôi trên toàn cầu. Nhu cầu tiêu
thụ thịt, sữa cho xã hội tăng nhanh ở các nước đang phát triển, ước tính tăng khoảng
7 - 8%/năm.
Cũng như các nước trong khu vực, chăn nuôi Việt Nam đứng trước yêu cầu vừa
phải duy trì mức tăng trưởng cao nhằm đáp ứng đủ nhu cầu tiêu dùng trong nước và
từng bước hướng tới xuất khẩu. Chăn nuôi phải phát triển bền vững gắn với nâng cao
chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm, khả năng cạnh tranh và bảo vệ môi trường là
xu hướng tất yếu hiện nay. Dự kiến mức tăng trưởng bình quân: giai đoạn 2008 -
SVTH: Lê Thị Thanh Huyền 5
Nghiên cứu sử dụng cây rau ngổ và bèo cái xử lý nitơ và photpho trong nước thải
chăn nuôi heo
2010 đạt 8 - 9% năm; giai đoạn 2010 - 2015 đạt khoảng 6 - 7% năm và giai đoạn
2015 - 2020 đạt khoảng 5 - 6% năm.
Chất thải chăn nuôi là nguyên nhân gây ô nhiễm lớn cho môi trường tự nhiên
do lượng lớn các khí thải và chất thải từ vật nuôi. Các khí thải từ vật nuôi cũng
chiểm tỷ trọng lớn trong các khí thải gây hiệu ứng nhà kính. Theo báo cáo của Tổ
chức Nông Lương Thế giới (FAO), chất thải của gia súc toàn cầu tạo ra 65% lượng
Nito oxit (N
2
O) trong khí quyển. Đây là loại khí có khả năng hấp thụ năng lượng mặt
trời cao gấp 296 lần so với khí CO
2
. Động

vật nuôi còn thải ra 9% lượng khí CO
2
toàn
cầu, 37% lượng khí Metan (CH
4

) – loại khí có khả năng giữ nhiệt cao gấp 23 lần khí
CO
2
. Theo số liệu ước tính của Cục Chăn nuôi, tổng số chất thải rắn hằng năm từ đàn
gia súc, gia cầm ở Việt Nam khoảng 73 - 76 triệu tấn. Phần lớn chất thải chăn nuôi
được sử dụng làm phân bón. Tuy nhiên trước khi đưa vào sử dụng, việc xử lý chất
thải chăn nuôi có sự khác nhau theo quy mô chăn nuôi. Với quy mô chăn nuôi trang
trại và gia trại thì việc xử lý chất thải được coi trọng hơn, còn tại các hộ chăn nuôi
nhỏ lẻ gắn với sản xuất nông nghiệp, chất thải chăn nuôi chủ yếu được vận chuyển
trực tiếp từ chuồng nuôi ra ngoài đồng bón cho cây trồng, số lượng được xử lý rất ít.
Theo kết quả điều tra chăn nuôi heo 8 vùng sinh thái, số gia trại, trang trại chăn nuôi
heo có áp dụng các biện pháp xử lý chất thải chiếm khoảng 74%, còn lại không xử lý
chiếm khoảng 26%; trong các hộ, các cơ sở có xử lý thì 64% áp dụng phương pháp
sinh học (Biogas, ủ v.v ), số còn lại 36% xử lý bằng phương pháp khác.
Hiện nay, còn nhiều trang trại chăn nuôi heo hàng ngày thải ra một lượng lớn
chất thải không được xử lý và đổ trực tiếp vào hệ thống thoát nước, kênh mương
trong vùng làm nhiều hộ dân không có nước sinh hoạt (nước giếng trong vùng có
váng, mùi hôi tanh), tỷ lệ người dân bị mắc bệnh tiêu chảy, mẫn ngứa và ghẻ lở cao.
Ô nhiễm do chất thải chăn nuôi không chỉ ảnh hưởng nặng tới môi trường sống dân
cư mà còn gây ô nhiễm nguồn nước, tài nguyên đất và ảnh hưởng lớn đến kết quả
sản xuất chăn nuôi. Các hoạt động gây ô nhiễm do chăn nuôi vẫn đang tiếp tục diễn
ra ở nhiều nơi trên cả nước. Tình trạng chăn nuôi thả rông, chăn thả trên đất dốc, đầu
nguồn nước v.v còn khá phổ biến đã làm tăng diện tích đất xói mòn, suy giảm chất
lượng nước, giảm thiểu khả năng sản xuất nông nghiệp trên vùng rộng lớn. Ô nhiễm
SVTH: Lê Thị Thanh Huyền 6
Nghiên cứu sử dụng cây rau ngổ và bèo cái xử lý nitơ và photpho trong nước thải
chăn nuôi heo
môi trường còn làm phát sinh dịch bệnh, ảnh hưởng lớn đến hiệu quả chăn nuôi.
Trong mười năm qua, từ 1997 đến nay, dịch lở mồm, long móng trên gia súc đã diễn
ra thường xuyên và đến nay chưa được khống chế triệt để. Từ cuối năm 2003, dịch

cúm gia cầm đã bùng phát. Từ năm 2003 đến nay, dịch đã tái phát 5 đợt, đã phải tiêu
huỷ trên 51 triệu gia cầm các loại, thiệt hại ước tính lên đến hàng ngàn tỷ đồng. Từ
đầu năm 2007 đã bùng phát hội chứng rối loạn hô hấp và sinh sản (bệnh tai xanh -
PSSR) trên heo, gây tổn thất lớn cho ngành chăn nuôi, gây mất an toàn thực phẩm và
còn có nguy cơ lây nhiễm sang người nguy hiểm không kém bệnh cúm gia cầm,
bệnh lở mồm, long móng.
Rõ ràng ngành chăn nuôi phát triển nếu không đi kèm với các biện pháp xử lý
chất thải sẽ làm môi trường sống của con người xuống cấp nhanh chóng. Môi trường
bị ô nhiễm lại tác động trực tiếp vào sức khoẻ vật nuôi, phát sinh dịch bệnh, gây khó
khăn trong công tác quản lý dịch bệnh, giảm năng suất không thể phát triển bền
vững.
1.2. Đặc điểm nước thải chăn nuôi heo.
Nước phân chuồng là hỗn hợp phân, nước tiểu và nước rửa chuồng. Vì vậy
nước phân chuồng rất giàu chất dinh dưỡng và có giá trị lớn về mặt phân bón. Trong
1m
3
nước phân có khoảng: 5-6kg Nitơ nguyên chất; 0,1kg P
2
O
5
; 12kg K
2
O
(Bergmann, 1965). Nước phân chuồng là nghèo lân, giàu đạm và rất giàu Kali. Đạm
trong nước phân chuồng tồn tại theo 3 dạng chủ yếu là: urê, axit uric và axit hippuric,
khi để tiếp xúc với không khí một thời gian hay bón vào đất thì bị VSV phân giải
axit uric và axit hippuric thành urê và sau đó chuyển thành amoni cacbonat.
1.2.1. Thành phần nước thải chăn nuôi heo.
Nước thải chăn nuôi là một loại nước thải rất đặc trưng và có khả năng gây ô
nhiễm môi trường cao do có chứa hàm lượng cao các chất hữu cơ, cặn lơ lửng, Nito,

photpho và VSV gây bệnh. Theo kết quả điều tra đánh giá hiện trạng môi trường của
Viện chăn nuôi (2006) tại các cơ sở chăn nuôi heo có quy mô tập trung thuộc Hà
Nội, Hà Tây, Ninh Bình, Nam Định, Quảng Nam, Bình Dương, Đồng Nai cho thấy
đặc điểm của nước thải chăn nuôi.
SVTH: Lê Thị Thanh Huyền 7
Nghiên cứu sử dụng cây rau ngổ và bèo cái xử lý nitơ và photpho trong nước thải
chăn nuôi heo
 Các chất hữu cơ: hợp chất hữu cơ chiếm 70–80% bao gồm cellulose, protit,
acid amin, chất béo, hidrat carbon và các dẫn xuất của chúng, thức ăn thừa. Các chất
vô cơ chiếm 20–30% gồm cát, đất, muối, ure, ammonium, muối chlorua, SO
4
2-
,…
 Nitơ và Photpho: khả năng hấp thụ nitơ và Photpho của các loài gia súc, gia
cầm rất kém, nên khi ăn thức ăn có chứa nitơ và Photpho thì chúng sẽ bài tiết ra
ngoài theo phân và nước tiểu. Trong nước thải chăn nuôi heo thường chứa hàm
lượng nitơ và photpho rất cao. Hàm lượng Nitơ tổng khoảng 200 – 350 mg/l trong đó
N-NH
4
chiếm khoảng 80-90%; P_tổng là 60-100mg/l.
 Sinh vật gây bệnh: Nước thải chăn nuôi chứa nhiều loại vi trùng, virus và
trứng ấu trùng giun sán gây bệnh.
Bảng 1. 1: Một số chỉ tiêu của nước thải chăn nuôi heo
Chỉ tiêu Đơn vị Nồng độ
Độ màu Pt – Co 350 – 870
Độ đục mg/l 420 – 550
BOD
5
mg/l 3500 – 8900
COD mg/l 5000 – 12000

SS mg/l 680 – 1200
P
tổng
mg/l 36 – 72
N
tổng
mg/l 220 – 460
Dầu mỡ mg/l 5 – 58
(Trương Thanh Cảnh và cộng tác viên, 1997-1998)
Chất thải lỏng trong chăn nuôi (nước tiểu vật nuôi, nước tắm, nước rửa chuồng,
vệ sinh dụng cụ, ) ước tính khoảng vài chục nghìn tỷ m
3
/năm.
1.2.2. Ảnh hưởng của nước thải chăn nuôi heo đến môi trường nước.
Chất thải chăn nuôi không được xử lý hợp lý, lại thải trực tiếp vào môi trường
nước sẽ làm suy giảm lượng oxy hòa tan do cơ chế tự làm sạch nhờ vi sinh vật hiếu
khí, các vi sinh vật này sử dụng khí oxy để phân hủy các hợp chất hữu cơ từ phân và
nước thải chăn nuôi. Thêm vào đó, do trong chất thải chăn nuôi hàm lượng chất dinh
dưỡng cao lại giàu nitơ, photpho nên dễ dàng tạo điều kiện cho tảo phát triển, gây ra
hiện tượng phú dưỡng hóa ảnh hưởng rất lớn đến đời sống sinh vật thủy sinh trong
nguồn tiếp nhận. Đồng thời, nước là môi trường đầy đủ các điều kiện thuận lợi cho
SVTH: Lê Thị Thanh Huyền 8
Nghiên cứu sử dụng cây rau ngổ và bèo cái xử lý nitơ và photpho trong nước thải
chăn nuôi heo
quá trình sinh sôi phát triển các vi sinh vật gây bệnh vốn hiện diện trong phân lợn rất
nhiều. Đặc biệt nghiêm trọng hơn, nếu các chất thải thấm xuống đất đi vào mạch
nước ngầm sẽ gây ô nhiễm nước ngầm, nhất là các giếng mạch nông gần chuồng
nuôi gia súc hay gần hố chứa chất thải không có hệ hống thoát nước an toàn.
Bảng 1. 2: Các chỉ tiêu ô nhiễm của chất thải tính cho 1000 kg trọng lượng sống
của lợn (ASEA standards)

Chỉ tiêu Khối lượng (kg)
Tổng lượng phân 84
Tổng lượng nước tiểu 39
TS 11
BOD
5
3,1
NH
4
– N 0,29
SS 0,027
 Ảnh hưởng của các chất ô nhiễm chính đến môi trường nước
- Chất hữu cơ
Trung bình 15% sinh khối thức ăn chuyển thành phân heo khô. Các thức ăn,
dưỡng chất khó đồng hóa và hấp thụ cuối cùng được bài tiết ra bên ngoài theo phân,
nước tiểu cùng các sản phẩm trao đổi chất.
Đa số các carbonhydrate, protein, chất béo trong chất thải có phân tử lượng lớn
nên không thể thấm qua màng vi sinh. Để chuyển hóa các phân tử này, vi sinh phải
phân hủy chúng ra thành các mảnh nhỏ để có thể thấm vào tế bào. Vì thế quá trình
phân hủy hợp chất hữu cơ nhờ vi sinh vật trải qua 2 giai đoạn chủ yếu sau:
 Giai đoạn 1: Thủy phân các chất phức tạp thành đơn giản như cacbonhidrat
thành đường đơn, protein thành axit amin, chất béo thành axit béo mạch ngắn.
 Giai đoạn 2 : Phân hủy sinh học hiếu khí để chuyển các chất hữu cơ thành khí
cacbonic và nước.
- Nitơ và Photpho
SVTH: Lê Thị Thanh Huyền 9
Nghiên cứu sử dụng cây rau ngổ và bèo cái xử lý nitơ và photpho trong nước thải
chăn nuôi heo
Bởi vì khả năng hấp thụ nito, photpho của gia súc tương đối thấp nên phần lớn
sẽ được bài tiết ra ngoài. Vì vậy, hàm lượng nitơ, photpho trong chất thải chăn nuôi

tương đối cao, nếu không được xử lý tốt sẽ gây nên hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn
nước, ảnh hưởng đến hệ sinh thái nước.
 Nitơ : Theo Jongbloed và Lenis, 1992, đối với heo trưởng thành, trong 100g
nitơ tiêu thụ vào cơ thể có 30g được giữ lại trong cơ thể, 50g được bài tiết theo nước
tiểu dưới dạng urê là dạng dễ phân hủy sinh học và độc hại cho môi trường, 20g
được bài tiết theo phân dưới dạng nitơ vi sinh vật là dạng khó phân hủy và an toàn
cho môi trường. Tùy theo sự có mặt của oxy trong nước mà nitơ chủ yếu tồn tại ở
các dạng NH
4
+
, NO
2
-
, NO
3
-
.
Khi nước tiểu và phân được bài tiết ra ngoài, nhóm vi khuẩn Urobacteria như
Micrococcus ureae sẽ sản sinh ra enzym urease chuyển hóa urê thành NH
3
,
ammoniac nhanh chóng phát tán vào trong không khí gây nên mùi hôi hay khuếch
tán vào trong nguồn nước gây ô nhiễm nguồn nước.

↑++↑⇔++→+
−
+
22324222
)( COOHNHCOOHNHOHCONH
( 1)

Nồng độ ammoniac tạo thành tùy thuộc vào lượng urê, pH chất thải và điều
kiện lưu trữ chất thải.
Sau khi ammoniac khuếch tán vào nước, nó tiếp tục được chuyển hóa thành
NO
2
-
, NO
3
-
nhờ vi khuẩn nitrat hóa trong điều kiện có oxy. Đến khi gặp điều kiện kỵ
khí nitrat lại bị vi sinh vật kỵ khí khử thành nitơ tự do tách khỏi nước. Lượng oxy
cần thiết để oxy hóa các chất hữu cơ chứa nitơ trong nước thải chăn nuôi chiếm 47%
TOD (nhu cầu oxy lý thuyết).
( 2 )
( 3 )
Dựa vào dạng của nitơ trong nguồn tiếp nhận, có thể xác định thời gian nước
bị ô nhiễm: Nếu nitơ trong nước thải chủ yếu ở dạng ammoniac thì chứng tỏ nguồn
nước mới bị ô nhiễm, còn ở dạng nitrit (NO
2
-
) là nước bị ô nhiễm một thời gian lâu
hơn và ở dạng nitrat (NO
3
-
) là nước đã bị ô nhiễm thời gian dài.
SVTH: Lê Thị Thanh Huyền 10
NH
3
+ O
2

Nitrosomonas
NO
2
-
+ 2H
+
+ H
2
O
NO
2
-
+ O
2
Nitrobacter
NO
3
-
Nghiên cứu sử dụng cây rau ngổ và bèo cái xử lý nitơ và photpho trong nước thải
chăn nuôi heo
Cả ba dạng ammoni (NH
4
+
), nitrit (NO
2
-
), hay nitrat (NO
3
-
) đều có ảnh hưởng

đến sức khỏe con người. Vì khi đi vào cơ thể, gặp điều kiện thích hợp (NH
4
+
), và
(NO
3
-
) có thể chuyển hóa thành NO
2
-
, mà NO
2
-
có ái lực mạnh với hồng cầu trong
máu mạnh hơn oxy nên khi nó thay thế oxy sẽ tạo thành methemoglobin, ức chế
chức năng vận chuyển oxy đến các cơ quan của hồng cầu, ngăn cản quá trình trao đổi
chất của cơ thể, làm cho các cơ quan thiếu oxy, đặc biệt là ở não dẫn đến nhức đầu,
mệt mỏi, hôn mê thậm chí là dẫn tới tử vong.
 Photpho : Trong nước thải chăn nuôi, photphat chiếm tỉ lệ cao, thường tồn
tại ở dạng orthophotphat (HPO
4
2-
, H
2
PO
4
, PO
4
3-
), metaphotphat hay (polyphotphat) và

photphat hữu cơ. Photphat không độc hại cho con người, nhưng là một chỉ tiêu để
giám sát mức độ chuyển hóa chất ô nhiễm của các công trình xử lý có hệ thống hồ
sinh vật và cây thủy sinh.
Trong các hồ nghèo dinh dưỡng nồng độ photpho là thấp và có xu hướng suy
giảm. Và tỉ lệ nồng độ nitơ và photpho thường lớn hơn 12, do đó sự phú dưỡng hóa
là do photpho khống chế. Vì vậy có thể nói photpho là thông số giới hạn để đánh giá
sự phú dưỡng do tác nhân ô nhiễm không bền vững.
- Vi sinh vật
Nước thải cuốn theo phân chứa nhiều vi sinh vật gây bệnh như Shigella,
Salmonella, gây bệnh dịch tả, Taenia saginata gây bệnh giun sán, và có cả trứng
giun sán như nhóm ký sinh trùng đường ruột Ascaris suum,Oesophagostomum, . . .
Nếu không được xử lý tốt thì khi sử dụng nước thải tưới trực tiếp cho rau, quả làm
lan truyền mầm bệnh.
Trong môi trường chuồng trại kém vệ sinh, độ ẩm cao, đặc biệt là nơi nước
đọng nhiều ngày hay các mương dẫn thải, nơi lưu trữ thu gom chất thải từ các
chuồng trại là nơi có điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển.
Khi kiểm tra đánh giá mức độ ô nhiễm nước do vi sinh vật (nhân tố gây bệnh),
người ta chỉ tiến hành kiểm tra nhóm vi khuẩn chỉ danh. Ba nhóm vi sinh vật chỉ
danh thường sử dụng : Escherichia coli, Streptococcus feacali, Coliform .
Bảng 1. 3: Một số vi sinh vật gây bệnh trong phân heo (Lê Trình, 1997)
SVTH: Lê Thị Thanh Huyền 11
Nghiên cứu sử dụng cây rau ngổ và bèo cái xử lý nitơ và photpho trong nước thải
chăn nuôi heo
Tên ký sinh vật
Lượng ký
sinh trùng
Khả năng gây
bệnh
Điều kiện bị diệt
T

0
(
0
C)
T. gian
(phút)
Salmonella Typhi - Thương hàn 55 30
Salmonella Typhi A
& B
- Phó T. Hàn 55 30
Shigella spp - Lỵ 55 60
Vibrio cholerae - Tả 55 60
Escherichia Coli 10
5
/100ml Viêm dạ dày 55 60
Hepatite A - Viêm gan 55 3 – 5
Taenia saginata - Sán 50 3 – 5
Micrococcus - Ung nhọt 54 10
Streptococcus 10
2
/100ml Làm mủ 50 10
Ascaris lumbricoides - Giun đũa 50 60
Mycobacterium - Lao 60 20
Tubecudsis - Bạch hầu 55 45
Diptheriac - Sởi 45 10
Corynerbacterium - Bại liệt 65 30
Giardia Lamblia - Tiêu chảy 60 30
Tricluris trichiura - Giun tóc 60 30
1.3. Tổng quan về nitơ và photpho.
1.3.1. Tổng quan về nitơ

 Vai trò sinh học.
Nitơ có vai trò sinh lý đặc biệt quan trọng đối với sinh trưởng, phát triển và
hình thành năng suất. Nitơ có mặt trong rất nhiều hợp chất hữu cơ quan trọng có vai
SVTH: Lê Thị Thanh Huyền 12
Nghiên cứu sử dụng cây rau ngổ và bèo cái xử lý nitơ và photpho trong nước thải
chăn nuôi heo
trò quyết định trong quá trình trao đổi chất và năng lượng, đến hoạt động sinh lý của
cây.
Nitơ là nguyên tố đặc thù của protein mà protein lại có vai trò cực kỳ quan
trọng đối với cây.
+ Protein là thành phần chủ yếu tham gia cấu trúc nên hệ thống chất nguyên
sinh trong tế bào, cấu tạo nên hệ thống màng sinh học, các bào quan trong tế bào.
+ Protein là thành phần bắt buộc của các enzym
Nitơ có trong thành phần của acid nucleic (AND và ARN). Ngoài chức năng
duy trì và truyền thông tin di truyền, axit nucleic đóng vai trò rất quan trọng trong
quá trình sinh tổng hợp protein, sự phân chia và sự sinh trưởng của tế bào
Nitơ là thành phần quan trọng của chlorophyll, là một trong những yếu tố quyết
định hoạt động quang hợp của cây, cung cấp chất hữu cơ cho sự sống của các sinh
vật trên trái đất.
Nitơ là thành phần của một số phytohormone như auxin và cytokinin.
Đây là những chất quan trọng trong quá trình phân chia và sinh trưởng của tế bào và
của cây.
Nitơ tham gia vào thành phần của ADP, ATP, có vai trò quan trọng trong trao
đổi năng lượng của cây.
Nitơ tham gia vào thành phần của phytochrome có nhiệm vụ điều chỉnh
quá trình sinh trưởng, phát triển của cây có liên quan đến ánh sáng như phản ứng
quang chu kỳ, sự nảy mầm, tính hướng quang.
Vì vậy cây rất nhạy cảm với nitơ. Nitơ có tác dụng hai mặt đến năng suất cây
trồng, nếu cây trồng thừa hay thiếu Nitơ đều có hại.
Thừa Nitơ: khác với các nguyên tố khác, việc thừa Nitơ có ảnh hưởng rất

nghiêm trọng đến sinh trưởng, phát triển và hình thành năng suất ở cây trồng. Cây
sinh trưởng quá mạnh, thân lá tăng nhanh mà mô cơ giới kém hình thành nên cây rất
yếu, dễ lốp đổ, giảm năng suất nghiêm trọng và có trường hợp không có thu hoạch.
Thiếu Nitơ: thiếu Nitơ cây sinh trưởng kém, chlorophyll không được
tổng hợp đầy đủ, lá vàng, đẻ nhánh và phân cành kém, sút giảm hoạt động quang
hợp và tích lũy, giảm năng suất. Tùy theo mức độ thiếu đạm mà năng suất
SVTH: Lê Thị Thanh Huyền 13
Nghiên cứu sử dụng cây rau ngổ và bèo cái xử lý nitơ và photpho trong nước thải
chăn nuôi heo
giảm nhiều hay ít. Trong trường hợp có triệu chứng thiếu đạm thì chỉ cần bổ sung
phân đạm là cây sinh trưởng và phát triển bình thường.
 Trạng thái tồn tại của nitơ trong nước
Trong môi trường nước, các hợp chất của nito tồn tại dưới 3 dạng: các hợp chất
hữu cơ, amoni và hợp chất dạng oxy hóa (nitrit và nitrat). Các hợp chất nito là các
chất dinh dưỡng, chúng luôn vận động trong tự nhiên, chủ yêu nhờ các quá trình sinh
hóa.
Hình 1. 1:Chu trình nitơ trong tự nhiên
Hợp chất hữu cơ chứa nitơ là một phần cấu thành phân tử protien hoặc là thành
phần phân hủy prtotein như là các peptid, axit amin, urê.
Amoniac (NH
3
) chính là lượng nitơ amôn (NH
+
4
) trong nước thải sinh hoạt,
nước thải công nghiệp thực phẩm và nước thải chăn nuôi.
Trong nước thải nitơ tồn tại dưới đạng vô cơ (65%) và hữu cơ (35%). Nguồn
nitơ chủ yếu là nước tiểu tồn tại ở dạng amoniac (NH
3
), hình thành do quá trình thủy

phần urê theo phương trình phản ứng sau:
Phản ứng urê bị thủy phân:
CO(NH
2
)
2
+ 2H
2
O  (NH
4
)
2
CO
3
(4)
Sau đó bị thối rữa:
SVTH: Lê Thị Thanh Huyền 14
Nghiên cứu sử dụng cây rau ngổ và bèo cái xử lý nitơ và photpho trong nước thải
chăn nuôi heo
(NH
4
)
2
CO
3
 2NH
3
+ CO
2
+ H

2
O (5)
Nitrit là sản phẩm trung gian của quá trình oxy hóa amoniac hoặc nitơ amoni
trong điều kiện hiếu khí nhơ các loại vi khuẩn Nitrosomonas. Sau đó nitrit hình thành
tiếp tục được vi khuẩn Nitrobacter oxy hóa thành nitrat.
Các phản ứng của quá trình nirit và nitrat hóa được biểu diễn như sau:
NH
4
+

+ 1,5O
2
 NO
2
-
+ H
2
O + 2H
+
(6)
NO
2
-
+ 0,5 O
2
 NO
3
-
(7)
NH

4
+
+ 2O
2
 NO
3
-
+ H
2
O + 2H (8)
Vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter là loại vi khuẩn thích hợp với điều kiện
nhiệt độ từ 20- 30
o
C.
1.3.2. Tổng quan về photpho.
 Vai trò sinh học
Theo thuật ngữ sinh thái học, photpho thường được coi là chất dinh dưỡng giới
hạn trong nhiều môi trường, tức là khả năng có sẵn của photpho điều chỉnh tốc độ
tăng trưởng của nhiều sinh vật. Trong các hệ sinh thái, sự dư thừa photpho có thể là
một vấn đề đặc biệt trong các hệ thủy sinh thái (sự dinh dưỡng tốt và bùng nổ tảo).
Photpho là nguyên tố quan trọng trong mọi dạng hình sự sống đã biết. Photpho
vô cơ trong dạng photphat (PO
4
3-
) đóng một vai trò quan trọng trong các phân tử sinh
học như AND và ARN trong đó nó tạo thành một phần của phần cấu trúc cốt tủy của
các phân tử này. Các tế bào sống cũng sử dụng photphat để vận chuyển năng lượng
tế bào thông qua adenoxin triphosphat (ATP). Gần như mọi tiến trình trong tế bào có
sử dụng năng lượng đều có nó trong dạng ATP. ATP cũng là quan trọng phosphat
hóa, một dạng điều chỉnh quan trọng trong tế bào. Các muối phosphat canxi đươc các

động vât dùng để làm cứng xương của chúng. Trung bình trong cơ thể người chứa
khoảng gần 1kg photpho và khoảng ¾ số đó nằm trong xương và răng dưới dạng
apatit. Một người lớn ăn uống đầy đủ tiêu thụ và bài tiết ra khoảng 1 – 3 (g) photpho
trong ngày ở dạng photphat.
 Tính độc của photpho.
Đây là nguyên tố có độc tính với 50 mg là liều trung bình gây chết người
(photpho trắng nói chung được coi là dạng độc hại của photpho trong khi photphat và
SVTH: Lê Thị Thanh Huyền 15
Nghiên cứu sử dụng cây rau ngổ và bèo cái xử lý nitơ và photpho trong nước thải
chăn nuôi heo
orthophotphat lại là các chất dinh dưỡng thiết yếu). Thù hình photpho trắng cần được
bảo quản dưới dạng ngâm nước do nó có độ hoạt động hóa học rất cao với oxy trong
khí quyển và gây ra nguy hiểm cháy và thao tác với nó cần đươc thực hiện bằng kẹp
chuyên dụng và việc tiếp xúc trực tiếp với da có thể sinh ra các vết bỏng nghiêm
trọng. Ngộ độc mãn tính photpho trắng đối với các công nhân không được trang bị
bảo hộ lao động tốt dẫn đến chứng chết hoại xương hàm. Nuốt phải photpho trắng có
thể sinh ra tình trạng mà trong y tế gọi là “hội chứng tiêu chảy khói”. Các hợp chất
hữu cơ của photpho tạo ra một lớp lớn các chất, một số trong đó là cực kỳ độc. Các
este florophotphat thuộc về số các chất độc thần kinh có hiệu lực mạnh nhất mà ta đã
biết. Một loại các hợp chất hữu cơ chứa photpho được sử dụng bằng độc tính của
chúng để làm các thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, thuốc diệt nấm, . . . Phần lớn các
photphat vô cơ là tương đối không độc và là các chất dinh dưỡng thiết yếu.
Khi photpho trắng bị đưa ra ánh sáng mặt trời hay bị đốt nóng thành dạng hơi ở
250
0
C thì nó chuyển thành dạng photpho đỏ và nó không tự cháy trong không khí, do
vậy nó không nguy hiểm như photpho trắng. Tuy nhiên việc tiếp xúc với nó vẩn cần
sự thận trọng do nó cũng có thể chuyển thành photpho trắng trong một khoảng nhiêt
độ nhất định và nó cũng tỏa ra khói có độc tính cao chứa các oxit photpho khi bị đốt
nóng.

 Photpho trong nước.
Trong môi trường nước photpho tồn tại ở 3 trạng thái : orthophotphat (PO
4
3-
),
polyphotphat và photphat liên kết hữu cơ. Các photphat ngưng tụ mạch thẳng hay
polyphotphat chứa anion có công thức chung là P
n
O
3n+1

(n+2)-
.
Polyphotphat bị phân hủy nhanh nhờ quá trình thủy phân như sau :
P
3
O
10
5-
+ 2H
2
O = 2HPO
4
2-
+ H
2
PO
4
( 9 )
Các photpho hữu cơ được oxy hóa và thủy phân thành orthophotphat. Các ion

photphat trong nước thường bị thủy phân theo 3 bậc sau đây (do H
3
PO
4
có 3 nấc phân
ly).
PO
4
3-
+ 2H
2
O
⇔
HPO
4
2-
+ OH
-
( 10 )
HPO
4
2-
+ H
2
O
⇔
H
2
PO
4

-
+ OH
-
( 11 )
H
2
PO
4
-
+ H
2
O
⇔
H
3
PO
4
+ OH
-
( 12 )
SVTH: Lê Thị Thanh Huyền 16
Nghiên cứu sử dụng cây rau ngổ và bèo cái xử lý nitơ và photpho trong nước thải
chăn nuôi heo
Khi có mặt muối ion Mg
2+
và ion NH
4
+
ở trong dung dịch ammoniac, ion PO
4

3-
tạo nên kết tủa màu trắng NH
4
MgPO
4
không tan trong dung dịch amoniac nhưng tan
trong axit như:
NH
4
+
+ Mg
2+
+ PO
4
3-
= NH
4
MgPO
4
(13)
Khi có mặt của muối nhôm ammoni molypdat (NH
4
)
2
MoO
4
trong dung dịch
HNO
3
ion PO

4
3-
tạo nên kết tủa amoni phosphomolydat{(NH
4
)
3
(PMo
12
O
40
)}, có màu
vàng không tan trong axit nitric nhưng tan trong kiềm và dung dịch ammoniac.
3NH
4
+
PO
4
3-
+ 12MoO
4
2-
+ 24H
+
= (NH
4
)
3
(PMo
12
O

40
) + 12H
2
O (14)
Những phản ứng này dùng để nhận biết ion PO
4
3-
ở trong dung dịch.
1.3.3. Hiện tượng phú dưỡng
Phú dưỡng hóa (eutrophication) là việc gia tăng nồng độ của các chất dinh
dưỡng đến mức tạo ra sự phát triển bùng nổ các loại tảo, rong trong môi trường
nước. Quá trình phú dưỡng hóa đóng vai trò quan trọng trong dây chuyền thực phẩm
của hệ sinh thái nước.
Trong nước, tảo sử dụng cacbon dioxit, nitơ vô cơ, orthophotphat và các chất
dinh dưỡng khác với lượng vết để phát triển. Tảo lại là thức ăn của động vật phù du
(zooplankton). Một số lớn cá nhỏ ăn động vật phù du và rong tảo, một số loại cá lớn
lại ăn cá nhỏ. Như vậy năng suất của dây chuyền thực phẩm lại phụ thuộc vào lượng
nitơ và photpho. Khi nồng độ nitơ và photpho cao, rong tảo phát triển mạnh tạo ra
khối lượng lớn đến mức các loài động vật phù du không thể tiêu thụ hết, dẫn đến làm
đục nước. Đặc biệt trong nguồn nước tù (ao, đầm) có thể tạo ra nước chứa đầy tảo
như nước xúp. Việc phân hủy tảo sẽ tạo ra mùi và tạo ra những chất cặn lắng, gây
giảm oxy hòa tan trong nước, từ đó gây cản trở việc phát triển hầu hết các loài cá.
Trong điều kiện đó thì chỉ có một số loài cá dữ mới có thể sống được.
SVTH: Lê Thị Thanh Huyền 17
Nghiên cứu sử dụng cây rau ngổ và bèo cái xử lý nitơ và photpho trong nước thải
chăn nuôi heo
Hình 1. 2: Tác động của hệ phú dưỡng đến đây chuyền thực phẩm
trong hệ sinh thái nước
Với mật độ rong tảo cao, chất lượng nước sẽ bị suy giảm, gây ảnh hưởng đến
công tác cấp nước sinh hoạt, gây ảnh hưởng đến mỹ quan.

Các vùng nước tù, đặc biệt là kênh rạch, các ao hồ ở Hà Nội, ở đồng bằng sông
Cữu Long, đồng bằng sông Hồng, những khu vực trong thành phố Hồ Chí Minh, . . .
hiện nay đang bị phú dưỡng hóa nặng với biểu hiện của sự phát triển mạnh của các
loài tảo, bèo, . .
1.3.4. Một số phương pháp xử lý đồng thời cả nitơ và photpho phổ biến.
a. Phương pháp hóa học
Một số nguồn thải chứa đồng thời photphat và amoni với hàm lượng khá cao
như nước thải chế biến thủy sản, nước giết mổ, nước thải chuồng trại hay từ các bể
phốt, đặc biệt là nước chiết ra từ các bể ủ (phân hủy) bùn vi sinh yếm khí hoặc hiếu
khí.
Các phương pháp áp dụng để xử lý hợp chất nitơ thực chất là áp dụng giải pháp
phân hủy hợp chất mà chính con người phải tốn công sức để chế tạo, vì vậy việc thu
SVTH: Lê Thị Thanh Huyền 18
Nghiên cứu sử dụng cây rau ngổ và bèo cái xử lý nitơ và photpho trong nước thải
chăn nuôi heo
hồi đồng thời cả thành phần nitơ và photpho để tái sử dụng là phương hướng rất hấp
dẫn.
Có thể đồng thời kết tủa photphat và amoni để tạo ra hợp chất hóa học struvite,
một dạng phân bón tổng hợp (N, P) nhả chậm có chất lượng cao.
Struvite tạo thành từ các thành phần:
Mg
2+
+ NH
4
+ HPO
4
3-
+ OH
-
+ 5H

2
O  MgNH
4
PO
4
.6H
2
O (15)
Từ phương trình phản ứng (15) cho thấy: để tạo ra hợp chất struvite cần tới ba
thành phần chính là photphat, amoni và magie cùng với kiềm (OH-) tức là phản ứng
xảy ra trong môi trường kiềm (pH cao).
Nước thải hầu như không thể hội đủ các yếu tố trên cho sự tạo thành struvite phù hợp
với thành phần hóa học của sản phẩm, Vì vậy cần phải bổ xung các thành phần còn
thiếu. Tích số tan của struvite giảm khi pH tăng, đạt giá trị cực tiểu trong vùng pH
8,5 - 9,0.
Để kết tủa photphat và amoni dưới dạng struvite cần phải sử dụng Mg
2+
với liều
lượng không thấp hơn tỉ lệ của nó trong thành phần hóa học của sản phẩm . Đồng
thời với mục tiêu thu hồi, mục tiêu làm sạch hợp chất nitơ hoặc photpho hoặc cả hai
cũng là đối tượng đáng quan tâm: khi ưu tiên một đối tượng nào đó, ví dụ photpho
thì cần sử dụng dư các hóa chất khác, (NH
4
-
và Mg
2+
). Phản ứng kết tủa struvite theo
kỹ thuật mẻ có thể thực hiện trong thời gian 4 phút ở nhiệt độ thường, tại pH = 8,5, tỉ
lệ mol Mg/P = 1, nồng độ struvite trong khối sản phẩm đạt 10 - 20%. Hiệu quả loại
bỏ photpho là 92% với nồng độ dư là 17 mg/l.

Kết tủa struvite cũng có thể thực hiện theo kỹ thuật phản ứng dòng chảy hoặc
dạng lưu thể (fluidized bed). Struvite có cấu trúc tinh thể, cấu trúc tinh thể hình thành
từ lúc bắt đầu cho tới sau 18 giờ với kích thước khác nhau tùy điều kiện kết tủa.
Kết tủa struvite trên cơ sở đưa mầm kết tinh ban đầu (là struvite) trong kỹ thuật
tầng lưu thể cho thấy hiệu quả xử lý (tốc độ) đạt cao khi tinh thể ban đầu có kích
thước nhỏ, tức là cần duy trì diện tích tiếp xúc lớn giữa mầm tinh thể và những tiểu
phần tan trong dung dịch, mặt khác dạng tinh thể nhỏ (0,3 mm) dễ sử dụng làm phân
bón hơn loại có kích thước lớn (0,5-1,5 mm).
SVTH: Lê Thị Thanh Huyền 19
Nghiên cứu sử dụng cây rau ngổ và bèo cái xử lý nitơ và photpho trong nước thải
chăn nuôi heo
Thu hồi amoni và photphat dưới dạng chất kết tủa struvite tỏ ra hấp dẫn về
nhiều phương diện, về mặt kỹ thuật nó thích hợp cho nước thải chứa các hợp chất
trên với nồng độ cao (ví dụ 100 - 5000 mgN/l) nhưng giá thành xử lý cao
b.
b.
Phương pháp hóa lý.
Phương pháp hóa lý.
Nước thải chăn nuôi còn chứa nhiều chất hữu cơ, chất vô cơ dạng hạt có kích
thước nhỏ, khó lắng, khó có thể tách ra bằng các phương pháp cơ học thông thường
vì tốn nhiều thời gian và hiệu quả không cao. Ta có thể áp dụng phương pháp keo tụ
để loại bỏ chúng. Các chất keo tụ thường sử dụng là phèn nhôm, phèn sắt, phèn bùn,
… kết hợp với polymer trợ keo tụ để tăng quá trình keo tụ.
Nguyên tắc của phương pháp này là: Cho vào trong nước thải các hạt keo mang
điện tích trái dấu với các hạt lơ lửng có trong nước thải (các hạt có nguồn gốc silic và
chất hữu cơ có trong nước thải mang điện tích âm, còn các hạt nhôm hidroxid và sắt
hidroxi được đưa vào mang điện tích dương). Khi thế điện động của nước bị phá vỡ,
các hạt mang điện trái dấu này sẽ liên kết lại thành các bông cặn có kích thước lớn
hơn và dễ lắng hơn.
Theo nghiên cứu của Trương Thanh Cảnh (2001) tại trại chăn nuôi heo 2/9:

phương pháp keo tụ có thể tách được 80-90% hàm lượng chất lơ lửng có trong nước
thải chăn nuôi heo.
Ngoài keo tụ còn loại bỏ được photpho tồn tại ở dạng PO
4
3-
do tạo thành kết
tủa AlPO
4
và FePO
4
.
Phương pháp này loại bỏ được hầu hết các chất bẩn có trong nước thải chăn
nuôi. Tuy nhiên chi phí xử lý cao. Áp dụng phương pháp này để xử lý nước thải chăn
nuôi là không hiệu quả về mặt kinh tế.
Ngoài ra, tuyển nổi cũng là một phương pháp để tách các hạt có khả năng lắng
kém nhưng có thể kết dính vào các bọt khí nổi lên. Tuy nhiên chi phí đầu tư, vận
hành cho phương pháp này cao, cũng không hiệu quả về mặt kinh tế đối với các trại
chăn nuôi.
c. Phương pháp sinh học.
Khả năng thực hiện việc khử photpho bằng con đường sinh học là mục tiêu của
nhiều nghiên cứu khoa học. Đó là giải pháp không cần sự hổ trợ của các chất phản
SVTH: Lê Thị Thanh Huyền 20