đánh giá hiệu quả xử lý của hệ thống xử lý nước tiểu huber thông qua phương pháp vận hành với các lưu lượng khác nhau

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƯỜNG & TNTN

----------

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ
CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC TIỂU HUBER
THÔNG QUA PHƯƠNG PHÁP VẬN HÀNH
VỚI CÁC LƯU LƯỢNG KHÁC NHAU

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:

SINH VIÊN THỰC HIỆN:

TRẦN KHƯU TIẾN

VƯƠNG ANH THẾ KIỆT

PHAN HỒNG TOÀN

MSSV: 1040805
LỚP: Kỹ Thuật Môi Trường – Khóa 30

Cần Thơ, Tháng 10/2008

SVTH: Vương Anh Thế Kiệt

1


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƯỜNG & TNTN

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

PHIẾU ĐĂNG KÍ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
NĂM HỌC:2007 – 2008
1. Cán bộ hướng dẫn: Trần Khưu Tiến
Phan Hồng Toàn
2. Tên đề tài:
Đánh giá hiệu quả xử lý của hệ thống xử lý nước tiểu Huber thông qua phương
pháp vận hành với các lưu lượng khác nhau.
3.Họ và tên sinh viên: Vương Anh Thế Kiệt
MSSV:1040805
Lớp: Kỹ Thuật Môi Trường
Khoá: 30
4. Địa điểm và thời gian thực hiện:
- Địa điểm: Nhà Huber – Dự án SANSED Khu II – Đại Học Cần Thơ và Phòng thí
nghiệm Hoá Kỹ Thuật Môi Trường – bộ môn Kỹ Thuật Môi Trường – Khoa Môi Trường
& TNTN – Trường Đại Học Cần Thơ
- Thời gian thực hiện: từ 04/08/2008 đến 28/10/2008

5. Mục đích yêu cầu:
Đánh giá hiệu quả xử lý của hệ thống xử lý nước tiểu Huber – Ký túc xá B23 – Đại
Học Cần Thơ để thu hồi chất dinh dưỡng trong nước tiểu làm phân bón, thông qua phương
pháp vận hành với các lưu lượng nước tiểu và lưu lượng cấp khí khác nhau.
6.Các nội dung chính của đề tài:
được trình bày gồm 5 chương:
Trung tâm Luận
Họcvăn
liệu
ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Chương 1: Giới thiệu
Chương 2: Lược khảo tài liệu
Chương 3: Phương pháp và phương tiện thực hiện
Chương 4: Kết quả và thảo luận
Chương 5: Kết luận và kiến nghị
7. Các yêu cầu hỗ trợ cho việc thực hiện đề tài:
- Hỗ trợ về trang thiết bị, dụng cụ thí nghiệm và kinh phí thực hiện đề tài từ bộ môn kỹ
thuật môi trường.
- Cán bộ hướng dẫn vận hành hệ thống Huber từ dự án Sansed.
8. Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài: 800.000 VNĐ

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Ý KIẾN CỦA BỘ MÔN

SVTH: Vương Anh Thế Kiệt

SINH VIÊN THỰC HIỆN

HỘI ĐỒNG THI & XÉT TN

2


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

TÓM TẮT ĐỀ TÀI
Ngày nay sự phát triển của nền kinh tế cũng đồng nghĩa với sự phát triển các ngành
nghề, trong đó sự biến đổi khá rõ nét là phát triển các khu công nghiệp, khu chế xuất và
quá trình đô thị hóa … Mặt trái của sự phát triển là khối chất thải ngày càng gia tăng làm
cho hệ thống sông ngòi, môi trường sống ngày càng trở nên ô nhiễm trầm trọng do nước
thải: nước thải sinh hoạt của khu dân cư, các nhà máy, xí nghiệp trực tiếp thải ra môi
trường mà không qua xử lý. Vì vậy để đảm bảo chất lượng môi trường sống tốt hơn, nhất
là chất lượng nước phục vụ cho con người thì đòi hỏi các loại nước thải phải được xử lý
trước khi thải ra môi trường.
Trong nông nghiệp, việc sử dụng phân bón thuốc bảo vệ thực vật là không thể thiếu
để tăng năng suất thu hoạch. Phân bón được người nông dân sử dụng rộng rãi hiện nay là
phân hoá học: đây là loại phân tiện dụng vì hiệu quả tức thời của nó, tuy nhiên điều khó
khăn hiện nay là giá phân bón không ngừng tăng cao và nguyên liệu làm phân thì đang cạn
kiệt dần. Giải quyết được vấn đề phân bón đòi hỏi người nông dân nên nghĩ đến việc sử
dụng nguồn phân hữu cơ để thay thế dần phân hoá học. Nước tiểu được xem là một chất
thải, nhưng nó lại chứa một lượng lớn chất dinh dưỡng rất có giá trị. Vì vậy ta có thể thu
gom nước tiểu và xử lý, chuyển hoá thành phân bón hữu cơ để phục vụ cho nông nghiệp.
Hiện nay trên thế giới hệ thống xử lý nước tiểu Huber được xem là một công nghệ xử
lý mới, hiệu quả xử lý cao, thu hồi phần lớn chất dinh dưỡng trong nước tiểu. Áp dụng hệ
thống Huber để xử lý được nước tiểu (nguồn ô nhiễm dưỡng chất chính trong nước thải
Trungsinh
tâm
Học
liệu

ĐHphần
Cần
@ Tài
liệumôihọc
tậpvừa
vàtạo
nghiên
hoạt)
là giải
quyết
nàoThơ
tình trạng
ô nhiễm
trường,
ra được cứu
nguồn
phân bón tốt cho cây trồng nhằm phát triển bền vững cho nền nông nghiệp trong tương lai.
Nhưng đây là hệ thống vẫn còn mới ở Việt Nam, nên trước khi sử dụng rộng rãi ta
cần xác định trước các điều kiện, các thông số làm việc để vận hành hệ thống được dễ dàng
hơn, xử lý nước tiểu và thu hồi dưỡng chất là tốt nhất ở trong điều kiện khí hậu Việt Nam.
Vì vậy tôi chọn đề tài “Đánh giá hiệu quả xử lý của hệ thống xử lý nước tiểu Huber thông
qua phương pháp vận hành với các lưu lượng khác nhau”.
Trong quá trình thực hiện đề tài không tránh khỏi những sai sót, rất mong nhận được
sự góp ý của quý thầy cô và các bạn.
Xin chân thành cảm ơn.

SVTH: Vương Anh Thế Kiệt

3

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

LỜI NÓI ĐẦU
Luận văn tốt nghiệp “Đánh giá hiệu quả xử lý của hệ thống xử lý nước tiểu Huber
thông qua phương pháp vận hành với các lưu lượng khác nhau” được bắt đầu từ đầu tháng
8, và hoàn thành ngày 26/10/2008. Để hoàn thành được đề tài này tôi đã nhận được rất
nhiều sự giúp đỡ, hỗ trợ, động viên về tinh thần cũng như vật chất.
Nhân đây, Tôi xin chân thành gởi lời cảm tạ và biết ơn sâu sắc đến:
Xin cảm ơn gia đình luôn hết lòng quan tâm, ủng hộ và động viên tôi cả về vật
chất lẫn tinh thần trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Thầy Trần Khưu Tiến và thầy Phan Hồng Toàn đã tận tình hướng dẫn và hết
lòng giúp đỡ, chỉ dạy tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Quý Thầy, Cô trong Bộ môn Kỹ Thuật Môi Trường – Khoa Môi Trường &
TNTN – Đại Học Cần Thơ đã tạo điều kiện thuận lợi và hết lòng giúp đỡ tôi hoàn thành đề
tài này.
Các bạn trong lớp Kỹ Thật Môi Trường khoá 30 đã động viên, giúp đỡ tôi rất
nhiều trong thời gian thực hiện đề tài.
Cácliệu
bạn ởĐH
ký túc
xá B23
và nhà
1/3bliệu
đã giúp
tôi tập
thu mẫu
tiểu. cứu
Trung tâm Học
Cần

Thơ
@trọTài
học
vànước
nghiên
Cuối cùng xin kính chúc quý thầy, cô được dồi giàu sức khoẻ, công tác tốt. Chúc các
bạn sinh viên lớp Kỹ Thuật Môi Trường khoá 30 nói riêng, các bạn sinh sinh viên khoa
Môi Trường & TNTN nói chung sẽ thành công trong tương lai.
Trân trọng
Sinh viên: Vương Anh Thế Kiệt
Cần Thơ, ngày 26 tháng 10 năm 2008

SVTH: Vương Anh Thế Kiệt

4


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

…………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
Trung………………………………………………………………………………………………
tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………

SVTH: Vương Anh Thế Kiệt

5

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

…………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
Trung………………………………………………………………………………………………
tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………

SVTH: Vương Anh Thế Kiệt

6


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

MỤC LỤC
Trang
Phiếu đăng ký đề tài tốt nghiệp
Lời nói đầu
Tóm tắt đề tài
Nhận xét và đánh giá của cán bộ hướng dẫn
Nhận xét và đánh giá của cán bộ phản biện
Mục lục ……………………………………………………………………………. i
Danh sách hình ……………………………………………………………………..v
Danh sách bảng …………………………………………………………………...vii
Danh sách từ viết tắt ………………………………………………………………..x
I GIỚI

......................................................................................
TrungChương
tâm Học
liệuTHIỆU:
ĐH Cần
Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu1
Chương II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU .................................................................. 3
2.1. Nước tiểu ................................................................................................................. 3
2.1.1. Sự hình thành nước tiểu ....................................................................................... 3
2.1.2. Sự bài tiết nước tiểu ở người ............................................................................... 3
2.1.3. Đặc tính của nước tiểu. ........................................................................................ 4
2.1.3.1. Đặc tính lý học của nước tiểu ........................................................................... 4
2.1.3.2. Đặc tính hóa học của nước tiểu ........................................................................ 5
2.1.4. Hàm lượng dưỡng chất và tác hại của nước tiểu trong nước thải sinh hoạt ..... 7
2.2. Hiện trạng sử dụng phân bón và tác dụng của phân bón từ nước tiểu ........ 8
2.2.1. Vai trò của chất dinh dưỡng với cây trồng ......................................................... 9
2.2.2. Hiện trạng sử dụng phân bón trong nông nghiệp ở Việt Nam........................... 9
2.2.3. Áp dụng phân bón từ nước tiểu vào nông nghiệp ............................................ 10
2.3. Các phương pháp xử lý nước tiểu ..................................................................... 13

SVTH: Vương Anh Thế Kiệt

7


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

2.3.1. Sơ lược về hệ thống xử lý nước tiểu Huber ...................................................... 13
2.3.2. Các phương pháp xử lý khác ............................................................................. 13
2.3.2.1. Bay hơi nước tiểu bằng nhiệt và gió .............................................................. 13

2.3.2.2. Cô đặc nước tiểu bằng hệ thống sấy dùng năng lượng mặt trời ................... 14
Chương III PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM ............... 15

3.1. Địa điểm và thời gian thực hiện đề tài ............................................................. 15
3.1.1. Địa điểm thực hiện đề tài ................................................................................... 15
3.1.2. Thời gian thực hiện đề tài .................................................................................. 15
3.2. Phương pháp và phương tiện thực hiện ............................................................... 15
3.2.1. Phương pháp thu gom nguyên liệu đầu vào...................................................... 15
3.2.2. Hệ thống xử lý nước tiểu Huber ..................................................................... 17
3.2.2.1. Sơ đồ xử lý....................................................................................................... 17
3.2.2.2. Quy trình công nghệ của hệ thống ................................................................. 18
Chi tiết
hệ thống
..............................................................................................
19
Trung3.2.2.3.
tâm Học
liệu
ĐH Cần
Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
3.2.2.4. Cách vận hành hệ thống thực tế ..................................................................... 25
3.2.3. Các chỉ tiêu phân tích ......................................................................................... 26
3.2.3.1. Photpho ortho - phân tích theo phương pháp Thiếc Clorua (SnCl2) ............ 26
3.2.3.2. Nitơ tổng - phân tích theo phương pháp phân hủy và chưng cất Kjeldhal .. 28
3.2.3.3. Nitơ-Amon - phân tích NH4+ theo phương pháp chưng cất Kjeldhal......... 29
3.2.3.4. Phân tích thành phần photpho trong mẫu MAP ............................................ 29
3.2.3.5. Xác định lượng MgO cần sử dụng ................................................................. 30
3.3. Tiến hành bố trí thí nghiệm ............................................................................... 30
3.4. Công thức xác định các hiệu suất xử lý ............................................................ 32
3.4.1. Hiệu suất xử lý photpho – ortho ........................................................................ 32

3.4.2. Hiệu suất xử lý Nitơ tổng................................................................................... 32
3.4.3. Hiệu suất xử lý Nitơ – amon (NH4+) ................................................................. 33
3.4.4. Hiệu suất hấp thu Nitơ – amon (NH4+) của cả thí nghiệm ............................... 33
Chương IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN......................................................... 35

SVTH: Vương Anh Thế Kiệt

8


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

4.1. Đánh giá hoạt động của hệ thống xử lý nước tiểu .......................................... 35
4.1.1. Đánh giá hệ thống nhà vệ sinh của ký túc xá B23 ........................................... 35
4.1.2. Đánh giá hoạt động của thiết bị xử lý .............................................................. 35
4.2. Xác định một số thông số của hệ thống ............................................................ 36
4.2.1. Kết quả phân tích nước tiểu đầu vào của 9 thí nghiệm .................................... 36
4.2.2. Tính lượng MgO cần sử dụng cho mỗi thí nghiệm .......................................... 37
4.2.3. Xác định lưu lượng của máy bơm P4 (bơm nước tiểu), bơm P5 (bơm dung
dịch axit) và bơm cấp khí ............................................................................................. 37
4.2.3.1. Xác định lưu lượng bơm P4............................................................................ 37
4.2.3.2. Xác định lưu lượng bơm P5............................................................................ 39
4.2.3.3 Xác định lưu lượng bơm cấp khí ..................................................................... 39
4.3. Thí Nghiệm đánh giá hiệu quả xử lý của hệ thống ......................................... 40
4.3.1 Nêu lên điểm giống nhau và khác nhau giữa hai đề tài .................................... 40
4.3.1.1. Giống nhau....................................................................................................... 40

Trung4.3.1.2.
tâm Học
ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

Khác liệu
nhau ........................................................................................................
40
4.3.1.3. Các kết quả sử dụng lại của thí nghiệm trước ............................................... 41
4.3.2. Thí nghiệm I ....................................................................................................... 42
4.3.3. Thí nghiệm II ...................................................................................................... 46
4.3.4. Thí nghiệm III ..................................................................................................... 49
4.3.5. Thí nghiệm IV .................................................................................................... 53
4.3.6. Thí nghiệm V ...................................................................................................... 56
4.3.7. Thí nghiệm VI .................................................................................................... 59
4.3.8. Thí nghiệm VII ................................................................................................... 63
4.3.9. Thí nghiệm VIII .................................................................................................. 66
4.3.10. Thí nghiệm IX .................................................................................................. 69
4.3.11. Nhận xét chung về 9 thí nghiệm ...................................................................... 73
Chương V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................... 76

SVTH: Vương Anh Thế Kiệt

9


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

5.1. Kết luận`................................................................................................................ 76
5.1.1. Ưu điểm của hệ thống ........................................................................................ 76
5.1.2. Nhược điểm của hệ thống .................................................................................. 77
5.2. Kiến nghị ............................................................................................................... 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................... 78
PHỤ LỤC............................................................................................................. 80

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

SVTH: Vương Anh Thế Kiệt

10


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

DANH SÁCH HÌNH
Trang

Hình 2.1. Mẫu nước tiểu của con người ............................................................................. 3
Hình 2.2. Bón nước tiểu trực tiếp vào đất vào cánh đồng lúa mì ở Đức............................ 12
Hình 2.3. Người nông dân Rumani bón phân từ nước tiểu lên ruộng ngô ......................... 12
Hình 3.1. Bồn vệ sinh tách nước tiểu khi đi toilet ............................................................ 16
Hình 3.2. Bình thu gom nước tiểu 30 lít và các thùng chứa 40 lít ..................................... 16
Hình 3.3. Sơ đồ nguyên tắc hoạt động của hệ thống......................................................... 17
Hình 3.4. Bản thiết kế của hệ thống ................................................................................. 18
Hình 3.5. Hệ thống thực nghiệm ở CHLB Đức ................................................................ 19
Hình 3.6. Hệ thống thực nghiệm ở nhà Huber sau ký túc xá B23 – Việt Nam .................. 19
Hình 3.7. Bể kết tủa trong thiết kế và thực tế ................................................................... 20
Hình 3.8. Thùng dạng phễu bên trong có cánh khuấy thể tích 50 lít ................................. 20
Hình 3.9. Bơm P2 và Bơm P3 ......................................................................................... 20

TrungHình
tâm3.10.
Học
học tập và nghiên cứu
Bênliệu

trongĐH
bể kếtCần
tủa vàThơ
đặt túi@
lọc Tài
để lọcliệu
MAP...............................................
21
Hình 3.11. Đầu dò pH - nhiệt độ và máy hiển thị của bể kết tủa....................................... 21
Hình 3.12. Cột giải phóng trong thiết kế và thực tế.......................................................... 22
Hình 3.13. Cột hấp thụ trong thiết kế và thực tế............................................................... 23
Hình 3.14. Đầu dò pH - nhiệt độ và máy hiển thị của bể chứa axit ................................... 24
Hình 3.15. Bơm P6 và bơm P7 ........................................................................................ 24
Hình 3.16. Thùng axit - thùng chứa sản phẩm và các đầu dò mực nước ........................... 24
Hình 3.17. Sản phẩm MAP sau khi sấy khô ..................................................................... 30
Hình 4.1. Bồn tiểu không hệ thống dội nước và bồn vệ sinh được lắp đặt tại KTX B23 ... 35
Hình 4.2. Máy khuấy và hộp MgO bị hỏng của hệ thống ................................................. 36
Hình 4.3. Bơm P4 và Bơm P5 ......................................................................................... 39
Hình 4.4. Hệ thống bơm cấp khí ...................................................................................... 40
Hình 4.5. Thí nghiệm sự gia tăng pH theo lượng NaOH .................................................. 43
Hình 4.6. Hiệu suất xử lý và thu hồi Photpho, Amon qua các giai đoạn của TN1 ............. 45
Hình 4.7. Hiệu suất xử lý và thu hồi Photpho, Amon qua các giai đoạn của TN2 ............. 48
Hình 4.8. Hiệu suất xử lý và thu hồi Photpho, Amon qua các giai đoạn của TN3 ............. 51

SVTH: Vương Anh Thế Kiệt

11


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hình 4.9. Hiệu suất xử lý và thu hồi Photpho, Amon ở các giai đoạn của 3 thí nghiệm I, II
và III ............................................................................................................................... 52
Hình 4.10. Hiệu suất xử lý và thu hồi Photpho, Amon qua các giai đoạn TN4 ................. 55
Hình 4.11. Hiệu suất xử lý và thu hồi Photpho, Amon qua các giai đoạn của TN5 ........... 58
Hình 4.12. Hiệu suất xử lý và thu hồi Photpho, Amon qua các giai đoạn của TN6 ........... 61
Hình 4.13. Hiệu suất xử lý và thu hồi Photpho, Amon ở các giai đoạn của 3 thí nghiệm IV,
V và VI ........................................................................................................................... 62
Hình 4.14. Hiệu suất xử lý và thu hồi Photpho, Amon qua các giai đoạn của TN7 ........... 65
Hình 4.15. Hiệu suất xử lý và thu hồi Photpho, Amon qua các giai đoạn của TN8 ........... 68
Hình 4.16. Hiệu suất xử lý và thu hồi Photpho, Amon qua các giai đoạn của TN9 ........... 71
Hình 4.17. Hiệu suất xử lý và thu hồi Photpho, Amon ở các giai đoạn của 3 thí nghiệm VII,
VIII và IX ....................................................................................................................... 72

`

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

SVTH: Vương Anh Thế Kiệt

12


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

DANH SÁCH BẢNG
Trang
Bảng 2.1. Thành phần trung bình của nước tiểu (g/ngày) ............................................ 5
Bảng 2.2. Thành phần chất dinh dưỡng chính trong phân và nước tiểu của người và
động vật ở Việt Nam....................................................................................................... 5

Bảng 2.3. Tỷ lệ phần trăm thành phần trong nước thải sinh hoạt ................................ 8
Bảng 2.4. Thống kê tình hình sử dụng phân bón ở Việt Nam qua các năm ............. 10
Bảng 2.5. Kết quả sử dụng phân bón từ nước tiểu trên cánh đồng tỏi tây ................ 12
Bảng 3.1. Bố trí thí nghiệm .......................................................................................... 31
Bảng 3.2. Vị trí thu mẫu ở các thí nghiệm .................................................................. 32
Bảng 4.1. Kết quả phân tích nước tiểu đầu vào của 9 thí nghiệm ............................. 37
Bảng 4.2. Lượng MgO cần sử dụng cho mỗi thí nghiệm ........................................... 37
Bảng 4.3. Xác định phần trăm mở van của bơm P4 theo cấp bơm của nó................ 38
Bảng 4.4. Các thông số ở bể kết tủa TN1................................................................... 42
Bảng 4.5. Thí nghiệm sự gia tăng pH theo lượng NaOH ........................................... 43

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

Bảng 4.6. Các thông số ở cột giải phóng và cột hấp phụ TN1................................... 44
Bảng 4.7. Kết quả phân tích các chỉ tiêu và hiệu suất xử lý nước tiểu qua từng giai
đoạn xử lý của TN1 ...................................................................................................... 44
Bảng 4.8. Kết quả thu hồi Amon và Photpho của TN1 .............................................. 45
Bảng 4.9. Các thông số ở bể kết tủa TN2................................................................... 46
Bảng 4.10. Các thông số ở cột giải phóng và cột hấp phụ TN2 ................................ 47
Bảng 4.11. Kết quả phân tích các chỉ tiêu và hiệu suất xử lý nước tiểu qua từng giai
đoạn xử lý của TN2 ...................................................................................................... 47
Bảng 4.12. Kết quả thu hồi Amon và Photpho của TN2 ............................................ 48
Bảng 4.13. Các thông số ở bể kết tủa TN3 ................................................................ 49
Bảng 4.14. Các thông số ở cột giải phóng và cột hấp phụ TN3 ................................ 50
Bảng 4.15. Kết quả phân tích các chỉ tiêu và hiệu suất xử lý nước tiểu qua từng giai
đoạn xử lý của TN3 ...................................................................................................... 50
Bảng 4.16. Kết quả thu hồi Amon và Photpho của TN3 ............................................ 51
Bảng 4.17. Các thông số ở bể kết tủa TN4 ................................................................ 53

SVTH: Vương Anh Thế Kiệt

13


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Bảng 4.18. Các thông số ở cột giải phóng và cột hấp phụ TN4 ................................ 54
Bảng 4.19. Kết quả phân tích các chỉ tiêu và hiệu suất xử lý nước tiểu qua từng giai
đoạn xử lý của TN4 ...................................................................................................... 54
Bảng 4.20. Kết quả thu hồi Amon và Photpho của TN4 ............................................ 55
Bảng 4.21. Các thông số ở bể kết tủa TN5 ................................................................ 56
Bảng 4.22. Các thông số ở cột giải phóng và cột hấp phụ TN5 ................................ 57
Bảng 4.23. Kết quả phân tích các chỉ tiêu và hiệu suất xử lý nước tiểu qua từng giai
đoạn xử lý của TN5…………………………………………………….57
Bảng 4.24. Kết quả thu hồi Amon và Photpho của TN5 ............................................ 58
Bảng 4.25. Các thông số ở bể kết tủa TN6 ................................................................ 59
Bảng 4.26. Các thông số ở cột giải phóng và cột hấp phụ TN6 ................................ 60
Bảng 4.27. Kết quả phân tích các chỉ tiêu và hiêụ suất xử lý nước tiểu qua từng giai
đoạn xử lý của TN6 ...................................................................................................... 60
Bảng 4.28. Kết quả thu hồi Amon và Photpho của TN6 ............................................ 61
Bảng 4.29. Các thông số ở bể kết tủa TN7 ................................................................ 63

TrungBảng
tâm4.30.
HọcCác
liệu
ĐH
Thơ
@ Tài
tập................................

và nghiên cứu
thông
số Cần
ở cột giải
phóng
và cộtliệu
hấp học
phụ TN7
64
Bảng 4.31. Kết quả phân tích các chỉ tiêu và hiệu suất xử lý nước tiểu qua từng giai
đoạn xử lý của TN7 ...................................................................................................... 64
Bảng 4.32. Kết quả thu hồi Amon và Photpho của TN7 ............................................ 65
Bảng 4.33. Các thông số ở bể kết tủa TN8 ................................................................ 66
Bảng 4.34. Các thông số ở cột giải phóng và cột hấp phụ TN8 ................................ 67
Bảng 4.35. Kết quả phân tích các chỉ tiêu và hiệu suất xử lý nước tiểu qua từng giai
đoạn xử lý của TN8 ...................................................................................................... 67
Bảng 4.36. Kết quả thu hồi Amon và photpho của TN8 ............................................ 68
Bảng 4.37. Các thông số ở bể kết tủa TN9 ................................................................ 69
Bảng 4.38. Các thông số ở cột giải phóng và cột hấp phụ TN9 ................................ 70
Bảng 4.39. Kết quả phân tích các chỉ tiêu và hiệu suất xử lý nước tiểu qua từng giai
đoạn xử lý của TN9 ...................................................................................................... 70
Bảng 4.40. Kết quả thu hồi Amon và Photpho của TN9 ............................................ 71

SVTH: Vương Anh Thế Kiệt

14


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Bảng 4.41. Sự sai lệch thời gian bơm 50 lít nước tiểu của các thí nghiệm cùng cấp
bơm P4 ........................................................................................................................... 74
Bảng 4.42. Kết quả xử lý của hệ thống qua 9 thí nghiệm .......................................... 74

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

SVTH: Vương Anh Thế Kiệt

15


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

DANH SÁNH TỪ VIẾT TẮT
KTMT

Kỹ Thuật Môi Trường

TNTN

Tài nguyên Thiên nhiên

CHLB Đức

Cộng Hòa Liên Bang Đức

TN1

Thí nghiệm I

TN2

Thí nghiệm II

TN3

Thí nghiệm III

TN4

Thí nghiệm IV

TN5

Thí nghiệm V

TN6

Thí nghiệm VI

Thí nghiệm
VII tập và nghiên cứu
Trung tâmTN7
Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài
liệu học
TN8

Thí nghiệm VIII

TN9

Thí nghiệm IX

TN-1

Mẫu đầu vào của nước tiểu

TN-2

Mẫu Sản phẩm MAP khi lọc

TN-3

Mẫu nước tiểu ở bể thu hồi sau lọc

TN-4

Mẫu bể thu hồi sau khi tăng nhiệt và pH

TN-5

Mẫu nước tiểu đầu ra cột giải phóng

TN-6

Mẫu dung dịch (NH4)2SO4 ở bể thu

SVTH: Vương Anh Thế Kiệt

16

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chương I
GIỚI THIỆU
Như ta đã biết ô nhiễm môi trường là một vấn đề được quan tâm hàng đầu
trên thế giới đặc biệt là ở các nước đang phát triển. Việt Nam là một quốc gia đang
trên đà phát triển, tốc độ công nghiệp hóa - hiện đại hóa nhanh, các khu đô thị các
khu công nghiệp đang hình thành ngày một nhiều. Với sự phát triển nhanh chóng đó
và nước ta chưa thực hiện được chính sách phát triển bền vững giữa kinh tế – xã hội
– môi trường, thì việc môi trường của Việt Nam đang bị ô nhiễm nghiêm trọng như
hiện nay là việc đã và đang được cảnh báo. Loại ô nhiễm đáng quan tâm hiện nay ở
nước ta có thể nói là ô nhiễm nguồn nước mặt (sông, ao, hồ, suối…).
Trong hơn một thập kỷ qua, các khu đô thị phát triển tương đối nhanh. Năm
1990 cả nước chỉ mới có 500 đô thị lớn nhỏ, mà đến năm 2003 đã có 656 đô thị.
Điều đáng quan tâm là nước của nhiều con sông, hồ, kênh, mương chảy qua các khu
đô thị, khu dân cư đã bị ô nhiễm nặng nề vì nước thải sinh hoạt gây ra, như sông
Kim Ngưu, Tô Lịch… (ở Hà Nội), kênh Thị Nghè, Tân Hoá, Tầu Hủ… (ở Thành
Phố Hồ Chí Minh), rạch Tham Tướng, sông Cái Khế… (ở Thành Phố Cần Thơ). Do
đó, xử lý nước thải sinh hoạt là việc cấp thiết để giảm ô nhiễm cho nguồn nước mặt.
do lượng nước thải sinh hoạt có thể tích rất lớn, xử lý được nó rất tốn kém.
TrungNhưng
tâm Học
liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Vấn đề là trong nước thải sinh hoạt lượng ô nhiễm dưỡng chất xuất phát phần lớn từ
nước tiểu.Theo Andreas Schwarz (2006), lượng nitơ trong nước tiểu chiếm khoảng
80% lượng nitơ của nước thải sinh hoạt, photpho trong nước tiểu chiếm nhỏ nhất là
50% của nước thải sinh hoạt, trong khi đó nước tiểu chỉ chiếm khoảng 1% lượng
nước thải sinh hoạt. Vậy, ta có thể tách nước tiểu ra riêng biệt và xử lý nó, như thế

sẽ giảm một phần chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt góp phần cải thiện môi
trường hiện nay ở Việt Nam…
Việt Nam vốn là một nước nông nghiệp với khoảng 80% dân số thu nhập
chính từ nghề nông. Để tăng năng suất thu hoạch, người nông dân bắt buộc phải sử
dụng phân bón. Theo FAO (2003), trong năm 2002-2003 nước ta đã sử dụng 1975
ngàn tấn phân bón các loại vào nông nghiệp. Lượng phân bón sử dụng là rất lớn,
nhưng nước ta lại phải nhập khẩu phần lớn (1881 ngàn tấn) từ nước ngoài. Việc tìm
ra nguồn nguyên liệu tại chổ để làm phân bón là rất quan trọng cho nền nông nghiệp
cũng như giảm gánh nặng nhập siêu cho Việt Nam.
Vì vậy nếu ta có hệ thống thu gom nước tiểu hợp lý sau đó xử lý chúng bằng
phương pháp thích hợp và thu hồi lại lượng dưỡng chất làm phân bón hữu cơ cung
cấp cho nông nghiệp. Như thế sẽ giảm tải gánh nặng về phân hoá học đồng thời góp
phần giảm ô nhiễm môi trường… Với các vai trò quan trọng và cấp thiết đấy nên
em đã chọn thực hiện đề tài “Đánh giá hiệu quả xử lý của hệ thống xử lý nước tiểu
Huber thông qua phương pháp vận hành với các lưu lượng khác nhau”.

SVTH: Vương Anh Thế Kiệt

17


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

 Mục đích yêu cầu:
Đánh giá hiệu quả xử lý của hệ thống xử lý nước tiểu Huber – Ký túc xá B23 Đại Học Cần Thơ để thu hồi chất dinh dưỡng trong nước tiểu làm phân bón, thông
qua phương pháp vận hành với các lưu lượng nước tiểu và lưu lượng cấp khí khác
nhau.
Vận hành hệ thống, và xác định các thông số để hệ thống hoạt động hiệu quả
nhất.
Giới thiệu công nghệ mới xử lý nước tiểu thành phân bón để giảm ô nhiễm

môi trường.

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

SVTH: Vương Anh Thế Kiệt

18


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chương II
LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1. Nước tiểu
2.1.1. Sự hình thành nước tiểu
Nước tiểu là chất thải lỏng được hình thành trong sự lọc và bài tiết của thận
con người: các tế bào trong cơ thể diễn ra quá trình trao đổi chất với máu nó sẽ thải
ra các hợp chất giàu chất dinh dưỡng (hợp chất của nitơ và photpho) dư thừa thải
vào máu. Thận có nhiệm vụ lọc sạch các chất thải dư thừa giàu dinh dưỡng này từ
máu thông qua lọc dịch của máu [nghĩa là: khi máu qua thận, các mao quản vi cầu
thận không cho tế bào máu (hồng cầu, bạch cầu) lọc qua mà chỉ cho dịch của máu
lọc qua]. Mỗi ngày có khoảng 180 lít dịch được lọc qua vi cầu thận của hai thận
nhưng chỉ có khoảng 1.5 lít nước tiểu được bài tiết ra ngoài mỗi ngày, số dịch còn
lại sẽ được tái hấp thu. [15]

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

Hình 2.1. Mẫu nước tiểu của con người
2.1.2. Sự bài tiết nước tiểu ở người
Theo khoa học đã nghiên cứu thì cơ thể con người chiếm hơn 70% trọng lượng

là nước. Nước nuôi sống cho tế bào, cho các mô, cơ… trong cở thể. Trung bình ở
Việt Nam thì mỗi người cần phải uống từ 2 - 3 lít nước trên một ngày để duy trì sự
sống cho cơ thể tốt nhất.

SVTH: Vương Anh Thế Kiệt

19


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Nước trong cơ thể con người được bài tiết bằng hai con đường: mồ hôi và
nước tiểu. Lượng nước tiểu bài tiết trung bình một ngày khoảng 1.4 lít đối với nam
và 1.2 lít đối với nữ. Nếu tính theo cân nặng cơ thể người thì lượng nước tiểu bài
tiết từ 18-20 mL/kg cân nặng. Đối với trẻ em thì lượng nước tiểu sẽ nhiều hơn: đối
với trẻ một tháng tuổi 80mL/kg cân nặng, trẻ năm tháng tuổi 40mL/kg cân nặng. [1]
Tuy nhiên lượng nước tiểu của con người còn tùy thuộc vào nhiều yếu tố: mức
sống, chế độ ăn uống (ăn, uống nhiều nước thì lượng nước tiểu thải ra sẽ nhiều), chế
độ lao động – vận động (người lao động, vận động nhiều sẽ ra nhiều mồ hôi nhiều
nên lượng nước tiểu sẽ ít hơn người vận động ít), tùy theo mùa (mùa lạnh sẽ đi tiểu
nhiều hơn mùa nóng do mùa nóng ra mồ hôi nhiều tiểu ít)… một người trung bình
trong một năm thải ra lượng nước tiểu khoảng 400-500 lít.
2.1.3. Đặc tính của nước tiểu.
2.1.3.1. Đặc tính lý học của nước tiểu
Nước tiểu là một dung dịch lỏng màu trắng trong đến màu vàng nhạt hoặc
đậm, những sắc tố có trong nước tiểu là urochrom (sản phẩm chứa nitơ), màu vàng
hoặc trắng trong của nước tiểu tùy thuộc vào tình trạng sức khỏe và chế độ ăn uống
của mỗi người:
- Nước
trong

khi Cần
lượng Thơ
nước tiểu
nhiều.
Trung tâm
Họctiểuliệu
ĐH
@ ra
Tài
liệu học tập và nghiên cứu
- Màu vàng hoặc sẫm là khi tiểu ra ít (uống ít nước hay ra mồ hôi nhiều). Nồng
độ nước tiểu càng cao thì màu càng sẫm.
pH của nước tiểu thông thường biến đổi từ 4.5 – 8.0 nhưng bình thường thì
nước tiểu mang tính axit nhẹ. Trường hợp nước tiểu có tính quá axit hay quá kiềm
có thể là biểu hiện của bệnh tật. [15]
pH bình thường của nước tiểu là: [1]
- 5.4 – 5.6 trong chế độ ăn toàn thịt
- 5.8 – 6.2 trong chế độ ăn rau và thịt
- 6.6 – 7.0 trong chế độ ăn toàn rau
Tỷ trọng của nước tiểu:
- Ở nhiệt độ môi trường tỷ trọng nước tiểu nằm trong khoảng 1.003 – 1.035
g/cm3 (1 g/cm3 = 1kg/L). [15]
- Ở nhiệt độ 15oC tỷ trọng nước tiểu là khoảng 1.012 – 1.020 kg/L. Tỷ trọng
thay đổi: [1]
 Tùy theo nồng độ các chất trong nước tiểu.
 Tùy theo sự mất nước nhiều hay ít (ra mồ hôi nhiều tỷ trọng sẽ cao).
 Tùy theo thời tiết (mùa lạnh có nhiều nước tiểu thì tỷ trọng hạ).

SVTH: Vương Anh Thế Kiệt

20


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Nước tiểu thường có mùi khai là do khí ammoniac (NH3) thoát ra, NH3 là sản
phẩm của sự phân hủy các hợp chất của nitơ (chủ yếu là urê). Hợp chất của nitơ
chiếm khoảng 5% trọng lượng của nước tiểu, 95% còn lại chủ yếu là nước.
2.1.3.2. Đặc tính hóa học của nước tiểu
Nước tiểu là một dung dịch phức tạp chứa nhiều thành phần khác nhau. Thành
phần hóa học của nước tiểu được thể chủ yếu trong các bảng sau:
Bảng 2.1. Thành phần trung bình của nước tiểu (g/ngày) [3]
Chất vô cơ
Anion
ClPO42SO42-

Chất hữu cơ

Cation
6 – 12
2.5 – 4
2 – 3.5

Na+
K+
Ca2+
NH4+
Mg2+

4–6

2–3
0.15 – 0.25
0.3 – 1.2
0.1 – 0.2

Urê
Creatinin
Axit uric
Axit amin
Axit pyruvic

20 – 30
1 – 1.8
0.4 – 0.8
2–4
0.1 – 1

Bảng 2.2. Thành phần chất dinh dưỡng chính trong phân và nước tiểu của
người và động vật ở Việt Nam

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Tính theo % trọng lượng chất nguồn
Nguồn bài tiết

P2 O 5

K2 O

N

Phân lợn

0.45 – 0.6

0.32 – 0.5

0.5 – 0.6

Nước tiểu lợn

0.07 – 0.15

0.2 – 0.7

0.3 – 0.5

Phân lợn được ủ compost

0.25

0.49

0.48

Phân người

0.5

0.37

0.1

Nước tiểu người

0.13

0.19

0.5

0.2 – 0.4

0.2 – 0.3

0.5 – 0.8

Phân và nước tiểu người

(Nguồn: Nguyễn Đăng Đức, Đặng Đức Hữu (1968),
Bùi Thanh Tâm (1984), trích ở [12])

SVTH: Vương Anh Thế Kiệt

21


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

* Nitơ toàn phần trong nươc tiểu: Hợp chất có nhiều nhất trong nước tiểu là
urê, nó là sản phẩm của quá trình phân hủy protein. Trong nước tiểu tươi có khoảng

80% nitơ xuất hiện ở dạng urê. Người trưởng thành bài tiết khoảng 11.8 – 23.8 g
urê/người/ngày. Theo [1], thì nitơ toàn phần trong nước tiểu có tỷ lệ sau:







Nitơ của urê
Nitơ của ammoniac
Nitơ của creatinin
Nitơ của axit uric
Nitơ của các bazơ puric
Nitơ không định lượng được

82.29 %
5.53 %
4.46 %
1.67 %
0.14 %
5.91 %

+ Urê: là hợp chất chứa nitơ có nhiều trong nước tiểu, sự bài tiết urê phụ
thuộc vào chế độ ăn uống, nó tỷ lệ thuận với chế độ ăn giàu đạm.
Công thức hóa học của urê:

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Trữ nước tiểu càng lâu thì pH và nồng độ amon của nước tiểu sẽ tăng lên do
urê phân hủy:

CO(NH2)2 + 3H2O Vi khuẩn 2NH4+ + HCO3- + OH-

+ NH3: Công thức hóa học

Sau đó trong điều kiện pH, nhiệt độ thích hợp thì amon sẽ chuyển thành
ammoniac. Với pH = 10.5 và nhiệt độ 40 – 50oC thì NH4+ sẽ chuyển sang khí NH3
là cao nhất. [7]
NH4+ + OH-

to

NH3 + H2O

Thực vật sử dụng đạm trong nước tiểu tương tự như phân bón urê hay phân
bón ở dạng ammonium khác. Các tác giả Richert Stinzing et al, (2001) và Kirchman
H. & Petterson S, (1995) cho biết khoảng 90 – 100% đạm trong nước tiểu được tìm

SVTH: Vương Anh Thế Kiệt

22


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

thấy ở dạng urê và ammonium. Điều này đã kiểm tra qua nhiều nghiên cứu sử dụng
nước tiểu làm phân bón.
+ Creatinin và Creatin: Creatin được tổng hợp từ glycocyamin (chất này do
sự kết hợp của arginin và glycin) và sự metyl hóa glycyamin dạng photphocreatin, ở
đó photphocreatin luôn được phân hủy thành axit photphoric và Creatin. Creatin
vào máu, qua thận và được bài tiết ra ngoài.

+ Axit uric là sản phẩm cuối cùng của chuyển hóa purine, được sản xuất một
cách liên tục trong cơ thể và được bài tiết bởi thận thông qua nước tiểu.
* Photpho: Trong nước tiểu photpho thông thường ở dạng ion photphat (H2PO4 , HPO42-). Bình thường lượng photphat này được đào thải ra ngoài theo nước
tiểu sau 24h (tính theo P2O5) là khoảng 24 – 62 mmol (theo Hằng số sinh học của
người Việt Nam). Hàm lượng này tăng khi ăn nhiều thịt và giảm khi ăn nhiều rau.
Theo Lentner el al. (1981), photpho cho toàn bộ khoảng 95 – 100% ở dạng vô cơ và
được bài tiết ở dạng ion photphat. Ion này được thực vật sử dụng trực tiếp và không
có gì ngạc nhiên khi thực vật hấp thu nó tốt như các dạng photphat khác. [9]
-

* Kali: Hàm lượng kali trong nước tiểu sau 24h được đào thải khoảng 26 –
128 mmol (1- 5g), hàm lượng này biến động lớn là do tùy theo chế độ ăn uống của
mỗi người. Kali được bài tiết ở dạng ion (K+) và trực tiếp được thực vật hấp thu do
ảnh hưởng
của nó
cũng
tốt như
các@
loạiTài
phânliệu
bón học
khác. tập
[1] và nghiên cứu
Trungđótâm
Học liệu
ĐH
Cần
Thơ
* NaCl: Muối NaCl (muối ăn) trong nước tiểu sau 24h khoảng 15.6  4.3g
theo Hằng số sinh học người Việt Nam. Hàm lượng này biến động tùy theo chế độ

ăn nhiều muối hay ít muối của mỗi người. [1]
* Lưu huỳnh: Lưu huỳnh toàn phần bài tiết trung bình 32 – 54 mmol qua
nước tiểu bao gồm :
 Sunphat vô cơ: 1.02  0.3g (chiếm 88% lưu huỳnh toàn phần).
 Sulphat của este hoặc photphat liên hợp lại khoảng: 0.11  0.03g.
 Lưu huỳnh trung tính gắn với các chất hữu cơ: 0.26  0.11g theo Hằng
số sinh học của người Việt Nam. [1]
2.1.4. Hàm lượng dưỡng chất và tác hại của nước tiểu trong nước thải sinh
hoạt
Trong cuộc sống con người sử dụng nước để ăn uống, sinh hoạt và còn nhiều
sử dụng cho nhiều mục đích khác. Nước thải sinh hoạt gộp chung lại bao gồm: nước
tắm, giặt giũ, nước tiểu, phân, nước dội nhà vệ sinh… Nó chứa đựng nhiều hợp chất
hữu cơ và vô cơ (nitơ, photpho, kali, sinh vật gây bệnh và nhiều chất khác). Trong
đó phần lớn dưỡng chất trong nước thải sinh hoạt là xuất phát từ nước tiểu, lượng
nitơ trong nước tiểu chiếm khoảng 80% lượng nitơ của nước thải sinh hoạt, photpho

SVTH: Vương Anh Thế Kiệt

23


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

trong nước tiểu chiếm nhỏ nhất là 50% của nước thải sinh hoạt. Trong khi đó nước
tiểu chỉ chiếm khoảng 1% lượng nước thải sinh hoạt. [5]
Thoạt nhìn, nước tiểu dường như vô hại đối với môi trường. Câu hỏi đặt ra là:
liệu việc xả một dòng nước thải mà phần lớn là nước, với một lượng nhỏ protein và
muối có thể gây hại gì cho môi trường. Thật đáng ngạc nhiên khi câu trả lời là: có
rất nhiều mối nguy hại. Vấn đề ở chỗ nước tiểu lại là nguồn cung cấp phần lớn một
số chất dinh dưỡng hoá học, những chất phải được lọc trong các nhà máy xử lí nước

thải nếu muốn chúng không gây hại cho các hệ sinh thái. Mặc dù chỉ chiếm 1%
lượng nước thải nhưng nước tiểu lại chứa tới 80% tổng lượng nitơ và 45% tổng
phopho.[16]
Nhìn chung nước thải sinh hoạt chứa hàm lượng nitơ và photpho cao (hàm
lượng nitơ và photpho chủ yếu là của nước tiểu). Nitơ và photpho sẽ theo nước thải
đi vào nguồn nước sẽ làm giàu chất dinh dưỡng trong nguồn nước. Ở đây nitơ và
photpho được các sinh vật phù du (chủ yếu là tảo) hấp thụ, với lượng dưỡng chất
phong phú kết hợp quang hợp chúng sẽ tăng sinh khối một cách nhanh chóng. Sự
tăng đột ngột này sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng hóa. Hiện tượng phú dưỡng hóa
làm ô nhiễm môi trường nước, ảnh hưởng tới sức khỏe của con người, gây tác hại
với động – thực vật thủy sinh, làm giảm đa dạng sinh học trong khu vực, tăng độ
mùi, màu gây mất mỹ quan… [7]
TỷCần
lệ phần
trăm@
thành
nướcvà
thảinghiên
sinh hoạt
Trung tâm HọcBảng
liệu2.3.
ĐH
Thơ
Tài phần
liệu trong
học tập
cứu
Chỉ tiêu
N
P

K
COD

Nước thải sinh hoạt
Nước xám
Nước tiểu
3%
87%
10%
50%
24%
54%
41%
12%
(Nguồn:[10])

Phân
10%
40%
12%
47%

Qua các số liệu trên ta thấy hàm lượng dưỡng chất (chủ yếu là N-P-K) trong
nước tiểu là rất cao, cao hơn nhiều sao với phân và nước thải sinh hoạt. Do đó nước
tiểu là một nguồn dưỡng chất phong phú mà con người có thể tận dụng lại, vì vậy
nếu ta sử dụng dưỡng chất có trong nước tiểu để làm phân bón (Nitơ trong nước
tiểu nằm dưới dạng urê và amon là dạng mà cây trồng dễ dàng hấp thu) không
những tạo hiệu quả kinh tế, mà còn tránh gây ô nhiễm môi trường do dưỡng chất
trong nước tiểu gây ra.

SVTH: Vương Anh Thế Kiệt

24


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

2.2. Hiện trạng sử dụng phân bón và tác dụng của phân bón từ nước tiểu
2.2.1. Vai trò của chất dinh dưỡng với cây trồng
Chất dinh dưỡng là một trong các yếu tố không thể thiếu trong quá trình sinh
trưởng và phát triển của cây trồng. Những chất dinh dưỡng cần thiết cho sự sống
của cây trồng gồm tới 30 chất cơ bản thuộc hai nguyên tố đa lượng và vi lượng.
Trong đó nitơ, photpho và kali thuộc loại các nguyên tố đa lượng mà cây trồng cần
nhiều nhất để sinh trưởng - phát triển.
a. Nitơ: có ý nghĩa vô cùng lớn đối với hoạt động sống của cây trồng. Nitơ có
trong các axit amin, protein, có trong diệp luc tố (chất nhận năng lượng mặt trời) và
có trong nhiều hợp chất khác liên quan đến cấu tạo và sinh sản của tế bào. Nói
chung không có nitơ cung cấp cho cây trồng, cây trồng sẽ chết. Mặc dù nitơ có rất
nhiều trong khí quyển (lớp khí quyển trên mỗi km2 mặt đất chứa khoảng 7.5 triệu
tấn nitơ ở dạng phân tử khí N2), nhưng chỉ với một số ít cây trồng thuộc họ đậu mới
có thể tận dụng được nguồn nitơ dồi dào này bằng khả năng cố định đạm của chúng
, các loại thực vật còn lại không có khả năng trực tiếp hấp thu lượng nitơ trong khí
quyển này. Việc cung cấp nitơ cho cây trồng chỉ có thể thực hiện dưới dạng nitơ
hợp chất, hay liên kết.
b. Photpho: photpho cần để tạo thành axit adenozinphotphoric trong cấu tạo
bào thực
quáĐH
trình
hìnhThơ
thành@

nàyTài
cần liệu
hấp thu
lượng mặtcứu
trời.
Trungtếtâm
Họcvật,
liệu
Cần
họcnhiều
tậpnăng
và nghiên
Photpho còn tham gia vào thành phần của nhiều hợp chất hữu cơ trong thực vật:
trong đó có protein chứa trong hạt, thành phần photpho chứa trong hạt khô chiếm
khoảng 0.7 – 1.0%. Ngoài ra cung cấp photpho cho cây trồng sẽ làm: tăng tính chịu
lạnh cho cây, thúc đẩy sự phát triển và tốc độ chín của quả và hạt, nâng cao năng
suất hạt ngũ cốc, tăng hàm lượng đường trong quả, tăng chất bột cho cây lấy củ,
nâng cao chất lượng cây lấy sợi. Do đó photpho cũng không thể thiếu cho cây trồng.
c. Kali: kali có vai trò điều hòa quá trình trao đổi chất của màng tế bào thực
vật. Cung cấp kali cho cây trồng còn làm tăng chất lượng sản phẩm mà đặc biệt là
rau, cây lấy củ và cây ăn quả. Trong đất mà thiếu kali sẽ làm giảm sức nảy mầm của
hạt và khả năng chống chịu. Do đó thiếu kali cây trồng không thể phát triển tốt
được.
2.2.2. Hiện trạng sử dụng phân bón trong nông nghiệp ở Việt Nam
Việt Nam vốn là một nước nông nghiệp, với khoảng 80% dân số có thu nhập
chính từ nghề nông. Với sự phát triển mạnh mẽ của xã hội dẫn đến nhu cầu cuộc
sống ngày càng cao, người nông dân bắt buộc phải áp dụng các máy móc hiện đại
vào nông nghiệp và sử dụng phân bón thuốc bảo vệ thực vật ngày càng nhiều để
tăng năng suất thu hoạch, có như thế lãi suất của họ được cao hơn nhằm bảo đảm
cho cuộc sống… Phân bón được người dân sử dụng rộng rãi hiện nay là phân hoá

SVTH: Vương Anh Thế Kiệt

25