nghiên cứu,đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm nước mặt hồ tại một số khu vực nông thôn tỉnh bắc ninh bằng thực vật thủy sinh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN







ĐỖ THỊ HẢI





NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU
Ô NHIỄM NƯỚC MẶT TẠI MỘT SỐ KHU VỰC NÔNG THÔN
TỈNH BẮC NINH BẰNG THỰC VẬT THỦY SINH





LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

HÀ NỘI - 2011

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN







ĐỖ THỊ HẢI






NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU
Ô NHIỄM NƯỚC MẶT TẠI MỘT SỐ KHU VỰC NÔNG THÔN
TỈNH BẮC NINH BẰNG THỰC VẬT THỦY SINH

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
MÃ SỐ: 60 85 02



LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC




NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS. TS. NGUYỄN MẠNH KHẢI






HÀ NỘI-NĂM 2011
Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011

Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng

1
MC LC

M U 1
CHNG 1. TNG QUAN TI LIU 7
1.1. Mt s vn mụi trng nụng thụn Vit Nam 7

1.2. Ti nguyờn nc mt Vit Nam 8
1.3. Cụng ngh thc vt trong x lý ngun nc ụ nhim 11
1.3.1. Mt s cụng trỡnh nghiờn cu trờn th gii v Vit Nam 11
1.3.2. Mt s phng phỏp sinh hc trong iu kin t nhiờn 14
1.3.2.1. H sinh hc 14
1.3.2.2. Cỏnh ng ti v bói lc trng cõy 18
1.3.3. C s khoa hc ca phng phỏp dựng thc vt x lý nc thi 23
CHNG 2. I TNG V PHNG PHP NGHIấN CU 29
2.1. i tng nghiờn cu 29
2.1.1. i tng nghiờn cu 29
2.1.2. a im nghiờn cu 29
2.2. Phng phỏp nghiờn cu 30
2.2.1. Phng phỏp k tha 30
2.2.2. Phng phỏp ly mu v phõn tớch trong phũng thớ nghim 30
2.2.3. Thit k thớ nghim nghiờn cu nh hng ca TVTS n hiu qu x lý
nc ụ nhim 30
2.2.4. Phng phỏp ỏnh giỏ v x lý s liu. 36
CHNG 3. KT QU NGHIấN CU V THO LUN 37
3.1. Hin trng cht lng nc khu vc nghiờn cu 37
3.1.1. Ngun ụ nhim nc 37
3.1.2. Hin trng cht lng nc khu vc nghiờn cu 39
3.2. Kt qu x lý nc mt bng cỏc h thng trng TVTS 42
3.2.1. nh hng ca mt TVTS n hiu qu x lý 42
3.2.1.1. nh hng ca mt bốo ban u n hiu qu x lý nc 42
Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011

Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng

2
3.2.1.2. Mi quan h gia mt sy ban u vi hiu qu x lý 45

3.2.2. Th nghim cụng ngh x lý nc mt bng h thng mt bc trng
TVTS. 47
3.2.3. Kt qu x lý nc mt bng h thng hai bc trng TVTS 49
3.2.3.1. Kt qu x lý hai bc trong iu kin trng cõy khụng cú t 49
3.2.3.2. Cụng ngh hai bc trong iu kin trng cõy cú t 52
3.3. X lý ngun nc ụ nhim quy mụ pilot 54
3.3.1. H thng x lý th nht (R1) 54
3.3.2. H thng x lý th hai (R2) 55
3.4. xut gii phỏp ỏp dng cho khu vc nghiờn cu 57
KT LUN V KIN NGH 61
1. Kt lun 61
2. Kin ngh 62

Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011

Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng

3
DANH MC HèNH V BNG
DANH MC BNG

Bng 1.1. Mt s loi thc vt cú kh nng x lý nc thi [15, 16, 17, 18] 24
Bng 2.1. Mụ t thớ nghim theo dừi nh hng mt ph b mt n hiu qu x
lý nc ụ nhim 32
Bng 2.2. Mụ t thớ nghim xỏc nh hiu qu x lý nc ca h thng mt bc
trng TVTS 33
Bng 3.1. Lu lng x cht thi t khu vc nghiờn cu 37
Bng 3.2. Kt qu phõn tớch c trng ụ nhim nc khu vc nghiờn cu 40
Bng 3.6. Kt qu phõn tớch nc ti cỏc cụng thc hai bc trng cõy trong iu
kin khụng cú t 50

Bng 3.7. Hiu qu x lý ca h thng bói lc-bốo tõy 53

DANH MC HèNH

Hỡnh 1.1. S chuyn húa trong h tựy tin 17
Hỡnh 1.2. S phõn loi bói lc trng cõy 21
Hỡnh 1.3. S bói lc ngp nc dũng chy ngang [31] 21
Hỡnh 1.4. S bói lc ngm trng cõy dũng chy thng ng [23] 22
Hỡnh 2.1. S thớ nghim theo dừi nh hng ca mt trng TVTS n hiu
qu x lý nc 32
Hỡnh 2.2. S thớ nghim x lý nc bng h thng mt bc trng TVTS 33
Hỡnh 2.3. S thớ nghim x lý hai bc trong iu kin khụng cú t 34
Hỡnh 2.4. S thớ nghim x lý hai bc trong iu kin cú t 35
Hỡnh 2.5. S thớ nghim mụ hỡnh pilot 35
Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011

Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng

4
Hỡnh 3.1. th th hin lng thi t cỏc im nghiờn cu 38
Hỡnh 3.2. Hm lng TSS cỏc cụng thc thớ nghim cú th bốo 42
Hỡnh 3.3. S thay i ca hai thụng s COD v BOD
5
cỏc thớ nghim 43
Hỡnh 3.4. S thay i ca nng NH
4
v PO
4
3-
cỏc mt bốo khỏc nhau 44

Hỡnh 3.5. Din bin hiu qu x lý TSS cỏc mt sy khỏc nhau 45
Hỡnh 3.6. Hiu qu loi b COD v BOD
5
cỏc mt sy khỏc nhau. 46
Hỡnh 3.7. S thay i nng NH
4
+
v PO
4
3-
cỏc mt sy khỏc nhau 47
Hỡnh 3.8. th din bin s thay i cỏc thụng s ụ nhim trong nc mt 48
Hỡnh 3.9. Din bin cỏc thụng s ụ nhim trong iu kin trng cõy khụng cú t . 51
Hỡnh 3.10. S thay i hm lng cỏc cht ụ nhim h thng R1 55
Hỡnh 3.11. S thay i hm lng cỏc cht ụ nhim h thng R2 56
Hỡnh 3.12. S b t hoi ba ngn x lý nc thi sinh hot 57

Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011

Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng

5
M U

Theo Tng cc thng kờ nm 2010, nc ta hin cú 70,4% dõn s ang
sinh sng cỏc vựng nụng thụn [11], l ni phn ln cht thi ca con ngi
v gia sỳc khụng c x lý m x thng ra cng rónh, ó v ang gõy ra ụ
nhim khụng khớ, mụi trng t v nh hng n cht lng ngun nc
mt, nc ngm.
in hỡnh ụ nhim nụng thụn l ụ nhim ti ch, tc l do cht thi

ca chớnh cm dõn c ú. Nguyờn nhõn ca s ụ nhim ny l cht thi t
sinh hot, chung tri chn nuụi v cỏc hot ng ch bin thc phm.
nhiu ni, ngi dõn cng ó ý thc c tỏc hi ca ụ nhim mụi trng
nhng u t xõy dng mt h thng x lý hin i thỡ cn ngun kinh phớ
ln m h khụng kh nng chi tr.
a bn nụng thụn rng ln vi ngun thi phõn tỏn do ú cỏc cụng
ngh x lý hin i, t tin vi chi phớ lp t cao l khụng kh thi. Nghiờn
cu s dng cỏc loi thc vt trong x lý ụ nhim nc ó c bit n v
vic ng dng nú ó mang li nhiu hiu qu tớch cc, c bit vi ngun
nc ụ nhim cao v cha nhiu cht dinh dng. Nh cỏc quỏ trỡnh t nhiờn,
nc cú kh nng t lm sch cựng vi s phi hp trng thc vt nc
chỳng hỳt thu cỏc cht hu c, dinh dng N v P cú trong nc phỏt
trin, nh ú nc c lm sch. Sinh khi thc vt sau thu hoch cú th tn
dng lm thc n chn nuụi hoc phõn hu c bún cho rung v khộp kớn
chu trỡnh sn xut. Vỡ vy vic ỏp dng cụng ngh x lý trong iu kin t
nhiờn hay cụng ngh sinh thỏi i vi cỏc vựng dõn c nụng thụn c cho l
mt trong nhng gii phỏp phự hp.
cú c cỏc thụng tin cn thit cho vic xut gii phỏp gim
thiu ụ nhim ngun nc mt cỏc vựng nụng thụn cn cú nhng kho sỏt
Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011

Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng

6
c th v hin trng ụ nhim nc mt ni õy v cỏc nghiờn cu cụng ngh
v cỏch thc s dng thc vt m bo hiu qu x lý cao nht. Do vy, tụi
chn ti Nghiờn cu, xut bin phỏp gim thiu ụ nhim nc mt
ti mt s khu vc nụng thụn tnh Bc Ninh bng thc vt thy sinh.
Mc tiờu ca ti l:
1/. ỏnh giỏ thc trng ụ nhim nc mt mt vi im nụng thụn

ca tnh Bc Ninh;
2/. Xỏc nh mt trng TVTS ti u x lý hiu qu ngun nc ụ
nhim;
3/. a ra quy trỡnh x lý nc hiu qu nht bng cỏch so sỏnh hiu
qu ca cỏc h thng x lý riờng r v phi hp trng TVTS;
4/. ỏnh giỏ c hiu qu ca mụ hỡnh pilot v khuyn cỏo ỏp dng
i vi khu vc nghiờn cu, gúp phn gim thiu ụ nhim ngun nc mt
núi chung v ụ nhim hu c nụng thụn núi riờng, to nn tng cho s phỏt
trin bn vng.
Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011

Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng

7
CHNG 1. TNG QUAN TI LIU

1.1. Mt s vn mụi trng nụng thụn Vit Nam
ụ th hoỏ l xu th tt yu ca mi quc gia trờn con ng phỏt trin.
cỏc mc v sc thỏi khỏc nhau, o th húa lan rng ton th gii nh mt
quỏ trỡnh kinh t - xó hi m Vit Nam khụng nm ngoi quy lut ú. c bit
sau khi Quc hi ban hnh Lut Doanh nghip (nm 2000), Lut t ai (nm
2003), Lut u t (nm 2005), ó m ra bc phỏt trin mi cho ụ th
húa Vit Nam. Ngun vn u t trong nc v trc tip nc ngoi tng
dn n s hỡnh thnh s lng ln v tc nhanh cỏc khu cụng nghip, khu
ch xut, khu ụ th mi v s ci thin ỏng k kt cu h tng c thnh th
v nụng thụn. Ln súng ụ th hoỏ ó lan to, lụi cun v tỏc ng trc tip
n nụng nghip, nụng thụn v nụng dõn [11].
ụ th hoỏ gn vi cụng nghip hoỏ, hin i hoỏ ó trc tip gúp phn
chuyn dch c cu kinh t theo hng gim dn t trng giỏ tr nụng, lõm,
thu sn trong tng thu nhp quc dõn v tng dn t trng cỏc ngnh cụng

nghip, xõy dng v dch v. i vi nụng nghip, s chuyn dch theo
hng phỏt trin cỏc cõy trng, vt nuụi cú nng sut, cht lng v hiu qu
cao hn. Trong trng trt, t trng cõy hoa mu, cõy cụng nghip v cõy n
qu ngy cng tng [11].
Vic m rng din tớch, chuyn dch c cu v u t thõm canh tng
nng sut cỏc loi cõy trng dn n sn lng lng thc hng nm tng lờn
ỏng k cựng vi lng thuc BVTV v phõn bún nụng nghip s dng liờn
tc gia tng. Theo thng kờ ca Cc Bo v thc vt, Tng Cc Thng kờ v
Tng Cc Hi quan thỡ lng thuc nhp khu vo Vit Nam nm 1998 l
42,7 nghỡn tn, tng gp 2 ln so vi nm 1991. T nm 2000 n 2005, mi
nm Vit Nam s dng khong 35 nghỡn n 37 nghỡn tn, n nm 2006 ó
tng lờn 71,3 nghỡn tn v nm 2008 l xp x 110 nghỡn tn [15].
Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011

Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng

8
Theo cỏc s liu v hin trng s dng phõn cho thy vic s dng
khụng cõn i v khụng ỳng thi im cõy cn, dn n hng nm mt
lng ln phõn bún b bay hi hoc ra trụi gõy lóng phớ v nh hng xu
n mụi trng sn xut, mụi trng sng v ú cng l tỏc nhõn gõy ụ nhim
t, nc v khụng khớ [6].
Vic lm dng thuc BVTV trong phũng tr dch hi ó khụng tuõn th
cỏc quy trỡnh k thut, khụng m bo thi gian cỏch ly ca tng loi thuc
dn n hu qu ng rung b ụ nhim, mt v sinh an ton thc phm v s
ca b ng c tng lờn. Theo kt qu ó cụng b, hin mt s ni d lng
thuc BVTV trong t xp x bng hoc vt ngng cho phộp theo QCVN
15:2008/BTNMT [3].
Nh vy, quỏ trỡnh ụ th húa Vit Nam ngoi nhng mt tớch cc
lm cho kinh t phỏt trin, i sng ca ngi lao ng c ci thin thỡ nú

ang phỏt sinh nhng vn bc xỳc liờn quan n nụng nghip, nụng thụn
v nụng dõn c bit l h ly v mt mụi trng.
Nụng thụn ang phi hng chu nhng hu qu v mụi trng. Vic s
dng khụng hp lý v lóng phớ qu t canh tỏc; tỡnh trng san lp, ln chim
ao h, sụng, sui v cỏc cụng trỡnh thu li; nn t phỏ rng v khai thỏc
khoỏng sn tu tin, cựng vi s yu kộm trong x lý nc thi, rỏc thi,
khớ thi ang lm cn kit ti nguyờn thiờn nhiờn, phỏ v h sinh thỏi gõy ụ
nhim mụi trng v nh hng xu n sn xut nụng nghip, cnh quan
nụng thụn, i sng v sc kho ca nụng dõn thm chớ lm trm trng thờm
nhng tai bin ca t nhiờn.
1.2. Ti nguyờn nc mt Vit Nam
Hi tho Caen nm 1999 v Thụng ip hũa bỡnh vi tờn gi Cuc
chin tranh v nc liu cú xy ra? mt ln na cho thy vai trũ vụ cựng to
ln ca nc. Nc l mt trong nhng nguyờn nhõn ch yu gõy ra cỏc cuc
Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011

Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng

9
xung t, nc l v khớ chin lc vụ cựng quan trng, l mc tiờu tranh
ginh gia cỏc quc gia thng v h lu sụng, l cụng c ngoi giao
gii quyt xung t v tranh chp.
Vit Nam l quc gia cú mng li sụng ngũi dy c, trong ú cú 13
h thng sụng ln vi din tớch trờn 10.000km
2
. Ti nguyờn nc mt phong
phỳ chim khong 2% tng lng dũng chy ca cỏc sụng trờn th gii. Tng
lng dũng chy nm ca sụng Mờ Kụng bng khong 500km
3
, chim 59%

tng lng dũng chy nm ca cỏc sụng trong c nc. H thng sụng Hng
chim 14,9% v sụng ng Nai l 4,3%, Theo s liu thng kờ, tng tr
lng nc mt ca Vit Nam t trờn 840 t m
3
[5], trong ú hn 60% lng
nc c sn sinh t nc ngoi. õy l ngun ti nguyờn quý giỏ, gúp phn
quan trng vo s phỏt trin kinh t - xó hi t nc. Tuy nhiờn, nc mt
ca chỳng ta hin ang i mt vi nhiu thỏch thc, trong ú ỏng k nht l
tỡnh trng suy kit v ụ nhim trờn din rng.
nh hng ca bin i khớ hu v xu hng lng ma din bin tht
thng dn n tỡnh trng hn hỏn v ngp ỳng cc b thng xuyờn xy ra
trờn din rng, iu ny phn ỏnh thc t Vit Nam ang ng trc nguy c
thiu nc v mựa khụ, l lt v mựa ma gõy nhiu thit hi v ngi v ca
nhiu vựng.
Nhiu khu cụng nghip, nh mỏy, khu ụ th v khu dõn c nc thi
cha qua x lý c x t xung cỏc lu vc sụng v h dn n nhiu
vựng cú nc nhng khụng s dng c do ụ nhim trờn din rng.
Nụng nghip l ngnh s dng nhiu nc nht, ch yu phc v
ti lỳa v hoa mu. Trong tng lng dũng thi vo ngun nc mt thỡ
nc thi ra t nụng nghip chim t trng ln nht. Vic s dng húa cht
BVTV v phõn bún bt hp lý trong sn xut nụng nghip l nguyờn nhõn ch
yu dn n tỡnh trng ụ nhim nc mt. Theo tớnh toỏn, trung bỡnh ch cú 20
Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011

Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng

10
n 30% lng thuc BVTV v phõn bún l cõy trng s dng, phn cũn s
theo nc ma v nc ti i vo ngun nc mt, tớch ly trong t v
nc ngm di dng d lng gõy suy thoỏi cỏc vựng t v ụ nhim ngun

nc [12].
Do nhu cu phỏt trin kinh t, quy mụ chung tri c m rng nhng
ngi dõn vn ỏp dng phng thc chn nuụi theo kiu chung ln cnh
nh, chung g cnh bp, nc thi ra t cỏc chung tri chn nuụi khụng
qua x lý cựng vi phõn gia sỳc gia cm ó v ang gõy ụ nhim nghiờm
trng cỏc h thng kờnh mng thoỏt nc, ao h cỏc vựng nụng thụn.
Trc õy mun dựng phõn bc bún cho cõy trng, ngi ta phi ớt
nht sỏu thỏng n mt nm, nay thi gian lu ca phõn trong b pht quỏ
ngn vỡ vy chớnh cỏc dũng sụng ang lm nhim v thay cho cỏc b pht.
T cỏc hnh vi trc tip hay giỏn tip ca con ngi l nguyờn nhõn
dn ti nhiu kờnh rch v ao h nc ta ang trong tỡnh trng b ụ nhim
vt mc cho phộp m ch yu l ụ nhim hu c. nhiu ni, sụng ó tr
thnh kờnh nc thi, khụng cú cỏ t nhiờn, nc mu en bc mựi xỳ u gõy
mt m quan, lm gim a dng sinh hc v giỏn tip lm mt kh nng t
lm sch ca nc. Cỏc thụng s quan trc ti nhng ni vn l thy vc t
nhiờn gi cú giỏ tr COD t 200 300 mg/l, NH
4
+
t 20 40 mg/l v NO
3
-

vt quỏ 15mg/l. c cao dao ng t 20 40 NTU, pH thng t 7,5
8,5 [3].
Trc thc trng ụ nhim ngun nc mt ú, vic nghiờn cu v ỏp
dng cỏc cụng ngh x lý hiu qu, phự hp nhm gim thiu ụ nhim ngun
nc mt núi chung v ụ nhim hu c cỏc vựng nụng thụn l vụ cựng cn
thit v cp bỏch.
Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011

Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng

11
1.3. Cụng ngh thc vt trong x lý ngun nc ụ nhim
1.3.1. Mt s cụng trỡnh nghiờn cu trờn th gii v Vit Nam
Trờn th gii vic s dng TVTS c bit n t lõu v ó ng dng
rng rói cỏc nc nh c, Anh, Hungari, Thỏi Lan v n [20, 21, 25].
Hiu qu m cụng ngh ny em li cú th sỏnh ngang vi cụng ngh x lý
hiu khớ bng bựn hot tớnh thụng thng [28, 29].
Phng phỏp dựng lau sy x lý nc thi ó c giỏo s Kathe
Seidel (ngi c) a ra t nhng nm 60 ca th k XX. Vi phng phỏp
ny, cỏc cỏnh ng lau sy cú th x lý c nhiu loi nc thi vi nng
ụ nhim cao. Hiu qu gim thiu cỏc ch tiờu amoni, nitrat, phosphỏt, BOD
5
,
COD v colifom trong nc thi sinh hot cú th t 92 - 95%. Nc sau x
lý t tiờu chun cho phộp trc khi thi vo mụi trng vi pH v cỏc ch s
sinh hoỏ n nh, m bo VSV hot ng bỡnh thng, hm lng cht rn
l lng thp hn 50mg/l [22, 24].
Hin nay, B Mụi trng an Mch ó cú hng dn chớnh thc x lý
ti ch nc thi sinh hot i vi cỏc nh riờng nụng thụn. Theo hng
dn ny, ngi ta a vo h thng bói lc ngm trng cõy dũng chy thng
ng. Sau thi gian hot ng n nh cho phộp loi b ti 95% BOD, 90%
nitrat v 90% phospho [24].
Hn 2 thp k qua, mt s nc nh n , New Zealand, chõu u
v Bc M ngi ta ó nghiờn cu v ng dng mt dng mi x lý nc
trong iu kin t nhiờn ú l s dng cỏc thm thc vt trụi ni trờn mt
nc. Thm thc vt gm nhng cõy sng ni cú r ging nh nhng cõy
dựng trong bói lc trng cõy [18, 26, 29]. S thay i sõu mc nc ớt chu
nh hng ti loi thm ny do ú nú cú trin vng rt ln trong x lý nc

c bit nhng vựng nc sõu [32].
Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011

Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng

12
X da v than bựn c dựng lm giỏ th cho thm thc vt, vt
liu ni c dựng thng l cỏc khung ng plastic (PVC, PE, PP). n
ngi ta s dng tre ni t nhiờn, va r tin m hiu qu x lý tng i cao
[33].
Tỡnh hỡnh nghiờn cu v ng dng cụng ngh sinh thỏi Vit Nam
nhỡn chung cũn nhiu mi m. Ti mt s Vin, Trung tõm v Trng i
hc ó cú mt s cụng trỡnh nghiờn cu x lý ngun nc ụ nhim bng
TVTS, tuy nhiờn mi trin khai bc u v phm vi hp.
Lờ Th Hin Tho (2005) thớ nghim bốo tm (Lemna minor) v rong
uụi chú (Ceratophyllum demersum) th vo nc h By Mu sau thi gian
30 ngy thớ nghim hm lng DO tng t 5,45mg/l ti 5,52mg/l mu th
bốo; tng n 5,83mg/l mu th rong. Hm lng NH
4
+
gim t 3mg/l n
0,25mg/l mu th bốo v ti dng vt mu th rong. Nng PO
4
3-
gim t
0,1 mg/l ti 0 c hai mu. Hm lng COD
KMnO4
gim t 10,8mg/l ti
9,43mg/l mu nuụi bốo tm; ti 8,57mg/l mu th rong. Hm lng BOD
5

gim t 14,2mg/l ti 12,65mg/l mu bốo; ti 10,83mg/l mu th rong [14].
Nghiờn cu ca Trng i hc Khoa hc thuc i hc Hu cho thy
vic th bốo vo nc thi sinh hot, lũ m gia sỳc v nc thi ca quỏ trỡnh
lm bỳn cho thy, bốo sinh trng phỏt trin nhanh v nc tr nờn trong
hn. Kh nng hp th amoni ca bốo tõy l 93 - 100%, bốo tm 90 - 93,33%
v bốo cỏi 90 - 99,99%. Bốo cng cú kh nng hp th photsphat cao t 35 -
45%, trong ú hp th cao nht l bốo tõy (40 - 51,6%) ri n bốo tm (42,22
- 50%) v cui cựng l bốo cỏi (35 - 50,44%) [8].
Vin Cụng ngh sinh hc ó x lý thnh cụng nc thi ti Cng du
B12 vi h thng gm: (1) B x lý k khớ vi giỏ th cho vi khun k khớ
phõn hy du; (2) B x lý hiu khớ vi h thng sc khớ cung cp ụxy cho vi
khun hiu khớ phõn hy du; (3) Ao h sinh hc cp 3 cú th rong v bốo tõy
Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011

Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng

13
hp th Pb, Zn, H
2
S, FeS, SS trc khi x vo mụi trng. Nc sau khi
qua h sinh hc m bo tiờu chun nc thi ra mụi trng [4].
Nguyn Vit Anh (2005) nghiờn cu x lý nc thi sinh hot bng bói
lc ngm mt bc trng cõy, nc u ra t tiờu chun ct B v cỏc ch tiờu
COD, SS, TP. Vi h thng x lý 2 bc ni tip, nc u ra t tiờu chun
ct A ca TCVN 5945 1995 [1].
Mt s nghiờn cu x lý nc thi chn nuụi bng cỏch kt hp s
dng thit b x lý k khớ UASB vi mỏng trng bốo tõy c trin khai ti
mt s h nụng dõn lm trang tri xó C Nhu vi s lng t 60 - 100 u
ln cho thy, nc thi sau khi qua h thng ny cú th m bo x thng vo

cỏc thu vc dựng ti tiờu nụng nghip v nuụi trng thu sn [7].
Nh vy vai trũ x lý nc thi ca TVTS l khụng th ph nhn. Hiu
qu ca quỏ trỡnh x lý ph thuc rt nhiu yu t, ú l loi thc vt s dng,
thnh phn nc thi u vo, mt TVTS trng, din tớch mt thoỏng (hay,
din tớch che ph b mt), Tuy nhiờn, cỏc cụng trỡnh nghiờn cu trc
õy, cỏc tỏc gi cha a ra c mt TVTS phự hp, cỏc nghiờn cu
thng ch s dng mt loi riờng r m khụng hoc ớt cú s phi kt hp
nhiu loi vi nhau. Mc dự vic phi hp gia cỏc h thng x lý ó c ỏp
dng cú th trng cỏc loi khỏc nhau nhng trong tng h thng cng ch
trng mt loi TVTS nht nh. Cho n nay, vn cũn ớt nhng cụng trỡnh
nghiờn cu x lý phi hp gia cỏc loi TVTS trong cựng mt h thng.
Hu ht cỏc nghiờn cu dựng TVTS x lý nc thi giai on cui
cựng trong quy trỡnh x lý, ngha l TVTS ch c dựng giai on sau
cựng, tc l sau khi ỏp dng cỏc bin phỏp x lý húa - lý phc tp v tn kộm
khỏc ri bc cui cựng mi dựng TVTS. õy vai trũ ca TVTS trong x lý
ngun nc ụ nhim ch l th cp.
Mt khỏc, cỏc nghiờn cu cng cha ch ra c hiu qu cao nht ca
Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011

Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng

14
quỏ trỡnh x lý ngy th bao nhiờu? cng nh din bin hiu sut ca cụng
trỡnh v h s tiờu hao cht ụ nhim trong thi gian x lý.
Vi ngun ụ nhim hu c thỡ cỏc ion NH
4
+
v PO
4
3-

l hai thụng s ụ
nhim ch yu, c trng cho ụ nhim hu c v ú cng l thụng s chớnh
m ti cn tp trung theo dừi. Nghiờn cu ny nhm xỏc nh mt cõy
trng phự hp; Cú nờn x lý riờng r hay phi hp cỏc loi khỏc nhau v nu
phi hp thỡ t l sinh khi gia cỏc loi l bao nhiờu? Din bin hiu qu
gim thiu theo thi gian x lý, l cỏc mc tiờu m ti ny hng n.
Trong cỏc phng phỏp húa hc, húa - lý v sinh hc x lý ngun nc
ụ nhim hu c núi chung v ụ nhim trờn din rng cỏc vựng nụng thụn
núi riờng thỡ cỏc phng phỏp sinh hc trong iu kin t nhiờn l thớch hp
hn c do cú th ỏp dng vi ngun thi phõn b rng (ngun din), hiu qu
x lý cao, d xõy dng vn hnh v mt iu c bit quan trng l chi phớ
u t rt thp, phự hp vi cỏc h nụng dõn [10].
1.3.2. Mt s phng phỏp sinh hc trong iu kin t nhiờn
Trong cỏc phng phỏp sinh hc trong iu kin t nhiờn thỡ h sinh hc
v cỏc loi bói lc trng cõy l c s dng rng rói v ph bin. Tựy iu
kin c th v vi tng ngun thi c trng m cú th s dng loi h phự
hp.
1.3.2.1. H sinh hc
Thc cht l s dng khu h sinh vt t nhiờn cú sn trong nc lm
sch nc, vỡ vn u t ớt nờn loi h ny c ỏp dng khỏ rng rói. Ngoi
chc nng x lý nc thi, h cũn mang li nhng li ớch khỏc nh: nuụi
trng thu sn, cha v iu hũa lu lng nc ma v ci thin vi khớ hu
vựng.
Cn c vo nguyờn tc hot ng ca h sinh hc, cú th chia thnh ba
loi l h hiu khớ, h ym khớ v h tựy tin [10].
Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011

Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng

15

a/. H hiu khớ
L h ú cỏc cht ụ nhim c oxy hoỏ nh cỏc vi sinh vt (VSV)
hiu khớ. H hiu khớ li c chia thnh hai loi khỏc nhau tựy vo phng
thc cp khớ:
* H hiu khớ lm thoỏng t nhiờn:
Oxy cung cp cho quỏ trỡnh oxy hoỏ ch yu do s khuch tỏn khụng
khớ qua mt nc v quỏ trỡnh quang hp ca cỏc thu thc vt nh rong, to,
sy, thy trỳc, bốo tõy,
quỏ trỡnh oxy hoỏ din ra tt nht cn m bo chiu sõu ca h t 600
1000 mm, ti trng loi b BOD t 250 - 300 kg/ha,ngy v thi gian lu
ca nc trong h 3 - 12 ngy [10].
* H hiu khớ lm thoỏng nhõn to
Ngun ụxy cung cp cho quỏ trỡnh sinh hoỏ ch yu bng cỏc thit b
bm khớ hoc khuy c hc. Vỡ c cp khớ nhõn to nờn chiu sõu ca h
cú th t 2 - 2,5m. Ti trng BOD
5
khong 400 kg/ha,ngy.
Din tớch h cn thit m bo hiu qu ụxy hoỏ hu hiu c tớnh
theo cụng thc sau:


Trong ú Q : Lu lng nc thi cn x lý, n v tớnh m
3
/ng
t : Thi gian lu ca nc, ngy
H : sõu ca lp nc trong h, m
Thi gian lu ph thuc vo BOD dũng vo v nng lc oxy hoỏ ca
h, thng bin ng t 3 12 ngy.
b/. H k khớ
Dựng lng v phõn hu cn lng da trờn hot ng sng ca cỏc VSV

ym khớ. H thng dựng x lý nc thi cụng nghip cú nhim bn
ln, ớt dựng x lý nc thi sinh hot [10].
H
tQ
F


, m
2



Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011

Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng

16
Khi quy hoch v thit k mt h k khớ cn m bo yờu cu ym khớ
cao, gi nhit vo mựa ụng, thng cỏc h ym khớ cú sõu ln t 2500 -
4500 mm.
Dung tớch h ph thuc hm lng cỏc cht ụ nhim, thi gian lu
v nhit nc cn x lý.
H nờn cú hai ngn lm vic d phũng khi x bựn trong h hoc
thit k thnh cỏc n nguyờn thun tin cho vn hnh liờn tc.
Phi t h cỏch xa khu dõn c (1500 - 2000m), v chc chn khụng
nh hng n cht lng nc mt v nc ngm trong khu vc.
Ca tip nhn nc vo h nờn t chỡm v trớ thớch hp nhm m
bo nc thi vo phõn b u, ca thỏo nc ra khi h thit k theo kiu
thu nc b mt v cú tm ngn bựn khụng thoỏt ra cựng vi nc.
Thi gian lu nc trong h k khớ bin ng t 5 - 50 ngy, ti trng

BOD cú th t ti 280 - 1500 kg/ha,ng. Tuy nhiờn, hiu sut thụng thng
ch t 50 - 80%. ỏy h nờn gia c trỏnh thm, ngm.
c/. H tu tin (hay h tựy nghi)
H tu tin cũn c gi l h hiu k khớ. Phn ln cỏc ao, h
nc ta l nhng h hiu k khớ. H tựy tin thng cú sõu trung bỡnh t
1500 n 2000 mm, cú khu h sinh vt nc rt a dng nh cỏc vi khun
ym khớ, hiu khớ, thu nm, to v nguyờn sinh vt [10].
Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011

Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng

17




.





Hỡnh 1.1. S chuyn húa trong h tựy tin
Trong h thng xy ra 4 quỏ trỡnh sau:
- Quỏ trỡnh phõn gii ym khớ xy ra lp bựn ỏy v lp nc sõu.
Cn lng v cỏc cht hu c khú phõn hu c chuyn hoỏ ym khớ, to ra
cỏc sn phm trung gian (ru, axit, CO
2,
, H
2

S ). vựng ym khớ cũn xy
ra quỏ trỡnh kh nitrat nh mt s vi khun t dng hoỏ nng.
- Quỏ trỡnh oxy hoỏ hiu khớ xy ra lp nc mt. Di tỏc dng ca
vi khun hiu khớ v hụ hp tu tin, cỏc sn phm phõn gii ym khớ nh cỏc
axit hu c, ru s c oxy hoỏ hon ton.
- Quỏ trỡnh quang hp xy ra trờn lp nc mt nh to v mt s thc
vt h ng: CO
2
sinh ra do phõn gii ym khớ v oxy hoỏ hiu khớ c to
v mt s thc vt h ng kh bng quỏ trỡnh t dng quang nng. Quỏ
trỡnh ny cũn to ra mt lng ỏng k O
2
cung cp cho quỏ trỡnh oxy hoỏ
hiu khớ trờn lp nc mt, nht l nhng ngy nng núng. m bo cõn
bng sinh thỏi trong h thỡ hm lng to khụng c vt quỏ 100 mg/l.
- Quỏ trỡnh tiờu th sinh khi: Khi hm lng N v P trong nc thi
cn x lý cao, to s phỏt trin mnh gõy bựng n to nu khụng c tiờu
th, sinh khi to s tớch lu v t hu gõy ụ nhim th cp v vic tỏi lp li
nh sỏng mt tri
To
Lp bựn ỏy
O
2
ca khụng khớ
1,5 2 m
CO
2
, NO
3
-

, H
2
,
H
2
S , CH
4

Vựng ym khớ
To
Vi khun
hiu khớ
O
2

Vi khun ym khớ
Vựng hiu khớ


Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011

Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng

18
cõn bng sinh thỏi nhng h cú hin tng bựng n to s rt khú khn.
Mt s yờu cu khi la chn h tựy tin [10]:
- T l chiu di, chiu rng h thng ly bng 1:1 hoc 2:1
- nhng vựng cú ớt giú nờn lm h cú nhiu ngn, vựng cú nhiu giú
nờn lm h cú din tớch rng.
- Hiu qu x lý v thi gian nc lu trong h c xỏc nh theo cụng

thc:

tkS
S
E
ta
t
.1
1



Trong ú : E : Hiu sut x lý ca cụng trỡnh; %
S
a
: BOD
5
ca nc thi u vo, mg/l
S
t
: BOD
5
ca nc sau c x lý, mg/l
t : Thi gian nc lu trong h, ngy
tt
ta
Sk
SS
t
.

k
t
: H s ph thuc kiu h, nhit v tớnh cht ca nc
thi
i vi nc thi sinh hot 0,5 < K
20
< 1
i vi nc thi cụng nghip 0,3 < K
20
< 2,5
C : Hng s nhit
i vi h t nhiờn C = 1,035 1,074
i vi h tip khớ nhõn to C = 1,045
T
0
: Nhit ca nc trong h,
0
C.
1.3.2.2. Cỏnh ng ti v bói lc trng cõy
a/. Bói lc trng cõy
Thụng qua quỏ trỡnh lý - húa v sinh hc t nhiờn ca h cht nn (t,
si, cỏt, nc, sinh vt ca h thng), cỏc cht thi c thm v gi li trong
cht nn c VSV phõn hy v cung cp dng cht cho cõy trng. X lý
Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011

Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng

19
nc bng bói lc ny t c c ba mc tiờu: gim thiu ụ nhim nc, tỏi
s dng cỏc cht dinh dng sn xut nụng nghip v b sung nc cho
cỏc tỳi nc ngm.
Khi nc ngm qua t, cỏc cht rn l lng v VSV s b gi li do
quỏ trỡnh lc. Trong lp nn din ra quỏ trỡnh lc bin thiờn theo kớch thc
ca ht rn l lng, cu trỳc cht nn v vn tc ca nc.
Hp ph v kt ta l hai c ch húa hc chớnh ca quỏ trỡnh ny. S
trao i cation ph thuc kh nng trao i cation ca cht nn cú ý ngha
quan trng trong vic kh nitrogen ca amoni. Phospho c kh bng cỏch
to thnh cỏc dng khụng hoc ớt hũa tan. Cỏc cht hũa tan trong nc cú th
b loi b nh cỏc quỏ trỡnh chuyn húa húa hc v sinh hc.
Cỏc quỏ trỡnh sinh hc thng din ra phn r ca thm thc vt. S
lng, s a dng ca vi khun v s cú mt ca oxy vựng r nh hng
trc tip n quỏ trỡnh x lý. Vic cung cp oxy cú ý ngha quyt nh n
hot tớnh v kiu trao i cht ca cỏc VSV vựng r.
TVTS cú c ch t bm khụng khớ qua h r to mụi trng giu oxy
cho vi khun hiu khớ quanh r hot ng, iu ny cng ging nh cỏc quỏ
trỡnh x lý hiu khớ khỏc. Chớnh vỡ vy, cỏc cỏnh ng lau sy cú th x lý
nhiu loi nc thi cú cht c hi khỏc nhau vi nng ụ nhim ln.
Khi thit k cỏnh ng lc cn chỳ ý:
- Nờn xõy dng ni t cỏt hoc pha cỏt cú din tớch rng v hiu qu
canh tỏc thp.
- a im xõy dng phi cú dc t nhiờn 0,02 cỏch xa khu dõn c
v cui hng giú. Tu cụng sut ca bói lc m khong cỏch an ton ti khu
dõn c t 200 - 1000 m. Nờn xõy dng ni cỏch xa khu vc cú nc ngm.
Din tớch hu dng ca bói lc c xỏc nh theo cụng thc:
Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011

Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng

20

ha
q
Q
F
hd
,
0


Trong ú: Q : Lu lng nc thi trung bỡnh, m
3
/ngy ờm.
q
0
: Nng lc lc m
3
/ha, ngy.
Nng lc lc ph thuc vo tớnh cht th nhng v lng ma. Lng
ma trung bỡnh nm l 300 - 500 mm thỡ nng lc lc ca t cỏt l 45 - 90
m
3
/ha.ngy, t pha cỏt 40 - 80 m
3
/ha/ngy v pha sột 35 - 70 m
3
/ha/ngy.
Gia cỏc ụ lc cn b trớ 5 - 10 % din tớch mng ti tiờu, ng i

li gia cỏc ụ lc chim 5 - 10 % din tớch. Tng din tớch ca bói lc s l:
F = F
L
+ k F
L

k l h s din tớch ph (k thng cú giỏ tr t 0,15 0,25).
Cỏc yu t nh hng n hiu qu ca bói lc trng cõy ú l khớ hu,
loi thc vt, mụi trng xung quanh, trong ú loi TVTS v ti trng lc
l hai yu t cú th kim soỏt c bng thit k.
Bói lc trng cõy cú mt s u im l: (1) Chi phớ cho u t xõy
dng v vn hnh thp do s dng nng lng mt tri; (2) Hiu qu x lý
cao v n nh; (3) Tui th cụng trỡnh cao; (4) Thõn thin vi mụi trng,
gii phúng oxy v ly i dioxit cacbon gúp phn lm gim lng khớ thi gõy
hiu ng nh kớnh. Ngoi ra, sinh khi cõy sau thu hoch cú th dựng lm
giy, phõn bún hay thc n chn nuụi, th cụng m ngh,
Tuy nhiờn, vic ỏp dng cụng ngh ny cn din tớch t nht nh cho
xõy dng.
Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011

Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng

21

Hỡnh 1.2. S phõn loi bói lc trng cõy


1. Vựng phõn phi nc vo
2. Lp khụng thm nc
3. Vt liu lc
4. Cõy thy sinh
5. Mc nc ca bói lc
6. Vựng nc ra
7. ng dn nc
8. Nc u ra vi mc
nc c iu chnh.
Hỡnh 1.3. S bói lc ngp nc dũng chy ngang [31]
u vo
u ra
Bói lc trng cõy
Bói lc trng cõy
Bói lc ngm,
dũng chy
ngang
Cõy sng trụi ni
Cõy sng chỡm
Bói lc ngp nc (dũng
chy t do trờn b mt)

Bói lc ngm
(dũng chy ngm)
Bói lc ngm,
dũng chy
thng ng
Cõy sng ni
H thng phi hp
Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011

Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng

22



Hỡnh 1.4. S bói lc ngm trng cõy dũng chy thng ng [23]
Ngoi ra, trong thc t ngi ta cú th phi hp cỏc kiu bói lc vi nhau
nhm nõng cao hiu qu x lý nh b sung c cỏc u im ca tng h
thng lc.
2/. Cỏnh ng ti
Theo ch ti nc m ngi ta phõn bit: Cỏnh ng ti thu nhn
nc thi quanh nm hoc theo mựa. Ngoi nhng yu t phi ỏp ng ca
cỏnh ng lc, thỡ khi thit k cỏnh ng ti cn quan tõm ti cỏc yờu cu
sau [9]:
- Lu lng nc thi cú th x lý trờn 1 ha ph thuc:
+ Tiờu chun ti cho mi loi cõy trng trong mt v.
+ Tiờu chun ti 1 ln.
- Nng lc lc c xỏc nh theo cụng thc sau õy:

Trong ú: q
0
: Tiờu chun ti, m
3
/ha/ngy ờm
T : Thi gian gia cỏc ln ti, h.
: H s thm thoỏt do thm t, bay hi, = 0,3 0,5
t : Thi gian tiờu nc t cỏc ụ, h (t = 0,4 0,5)
.q
0
.T
t
Q =
Lun vn tt nghip thc s Khoa Mụi trng/2009-2011

Đỗ Thị Hải Cao học MTK17 Ngành Khoa học Môi tr-ờng

23
Trong quỏ trỡnh hot ng, v sinh mụi trng l yu t quan trng
thng xuyờn c giỏm sỏt cht ch.
Trờn cỏnh ng ti cn quy hoch mt din tớch cha nc phự hp
chim khong 20 - 25%. Vo v thu hoch, gieo ht hoc v mựa ma nc
thi s c d tr trong cỏc h iu hũa kt hp vi nuụi trng thy sn.
Nc thi sinh hot v chn nuụi cú hm lng cn l lng cao cn x lý
s b qua song chn rỏc v mt b iu ho kt hp lng s cp. Vi cụng
trỡnh x lý trờn thỡ BOD
5
sau x lý cú th t 15 mg/l.
ti ny c nghiờn cu nhm xut c mụ hỡnh bói lc trng
cõy, ngoi chc nng ca mt bói lc thụng thng thỡ cũn cú h tr x lý

hiu qu ca cỏc loi TVTS cú kh nng x lý nc thi. Nc thi c x
lý m bo hiu qu loi b cỏc thụng s ụ nhim cao nht, nc u ra sau
khi qua h thng ny t tiờu chun thi dựng cho mc ớch ti tiờu nụng
nghip v cú th i vo cỏc mng rónh v h thng thy li cung cp
ngun nc cho cỏc cỏnh ng trng lỳa v hoa mu.
1.3.3. C s khoa hc ca phng phỏp dựng thc vt x lý nc thi
a/ Mt vi loi TVTS in hỡnh x lý nc thi
Cỏc loi ny thuc cỏc nhúm sau õy: thy thc vt sng chỡm, thy
thc vt sng ni v thy thc vt sng trụi ni.