KHẢO SÁT HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT THÀNH PHỐ ĐÔNG HÀ TỈNH QUẢNG TRỊ BẰNG MÔ HÌNH ĐẤT NGẬP NƢỚC NHÂN TẠO KẾT HỢP HF – VF - FWS

ĐẠI HỌC HUẾ
PHÂN HIỆU ĐHH TẠI QUẢNG TRỊ

PHAN THANH HẢI

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG
ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT THÀNH PHỐ
ĐÔNG HÀ TỈNH QUẢNG TRỊ BẰNG MÔ HÌNH ĐẤT NGẬP NƢỚC NHÂN TẠO
KẾT HỢP HF – VF - FWS

QUẢNG TRỊ, 2015

1


ĐẠI HỌC HUẾ
PHÂN HIỆU ĐHH TẠI QUẢNG TRỊ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG

SVTH

: PHAN THANH HẢI

KHÓA

: 2011 – 2015

GVHD

: Th.S NGUYỄN XUÂN CƢỜNG

BỘ MÔN : CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG

QUẢNG TRỊ, THÁNG 7/2015
PHÂN HIỆU ĐHH TẠI QUẢNG TRỊCỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
2


BỘ MÔN CNKTMT

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Họ và tên sinh viên: Phan Thanh Hải
Lớp: CNKTMT K3

Khóa: 2011 – 2015

Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật môi trường Hệ đào tạo: Chính quy tập trung
1/ Tên đồ án tốt nghiệp: Khảo sát hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Đông Hà
tỉnh Quảng Trị bằng mô hình đất ngập nước nhân tạo kết hợp HF – VF - FWS.
2/ Nội dung chính của đồ án:
1/ Tổng quan về nước thải sinh hoạt thành phố Đông Hà và mô hình Đất ngập nước
nhân tạo kết hợp.
2/ Xây dựng mô hình thí nghiệm.
3/ Kết quả thí nghiệm – đánh giá kết quả.
3/ Ngày giao đồ án: 15/ 04/ 2015
4/ Ngày nộp đồ án: 06/07/ 2015

5/ Giáo viên hƣớng dẫn:
Ths. Nguyễn Xuân Cường

Phần hƣớng dẫn
Toàn bộ nội dung đồ án

TRƢỞNG BỘ MÔN

GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN

(Ký, ghi rõ họ tên)

(Ký, ghi rõ họ tên)

3


LỜI CẢM ƠN
Trước tiên em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong Phân hiệu Đại học Huế tại
Quảng Trị nói chung và các thầy cô trong Bộ môn Công nghệ kỹ thuật Môi trường nói
riêng đã tạo điều kiện thuận lợi và tận tâm truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm cho em
trong suốt quá trình học tập.
Em xin đặc biệt gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Nguyễn Xuân Cường đã hết
lòng quan tâm, chỉ bảo và hướng dẫn tận tình cho em trong suốt thời gian xây dựng và
vận hành mô hình thí nghiệm để em có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Xin cảm ơn bạn Trần Thị Mai Thi và các bạn sinh viên của ba lớp môi trường đã
giúp đỡ em trong suốt quá trình xây dựng và vận hành mô hình đất ngập nước nhân tạo
kết hợp.
Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã luôn động viên em và cho em
những điều tốt đẹp nhất.

Mặc dù đã cố gắng nhiều nhưng do kiến thức, khả năng và thời gian còn hạn chế
nên bài đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong quý thầy cô chỉ dẫn
và đóng góp ý kiến để em rút kinh nghiệm và có điều kiện bổ sung, nâng cao kiến thức
phục vụ cho công việc thực tế sau khi tốt nghiệp.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn!
Đông Hà, tháng 6 năm 2015
Sinh viên:
Phan Thanh Hải

4


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
1. Đặt vấn đề .................................................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................................... 1
3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................................... 1
4. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................. 2
Chương 1. TỔNG QUAN ............................................................................................... 4
1.1. Tổng quan về nước thải sinh hoạt thành phố Đông Hà ..................................... 4
1.1.1. Nguồn gốc và phân loại nước thải sinh hoạt .............................................. 4
1.1.2. Thành phần nước thải sinh hoạt ................................................................. 5
1.1.3. Hiện trạng thu gom, xử lý nước thải .......................................................... 5
1.2. Tổng quan về mô hình đất ngập nước nhân tạo ................................................. 6
1.2.1. Khái niệm bãi lọc đất ngập nước nhân tạo ................................................. 6
1.2.2. Phân loại bãi lọc đất ngập nước nhân tạo ................................................... 6
1.2.3. Cơ chế xử lý các thành phần ô nhiễm ........................................................ 8
1.2.4. Ưu nhược điểm ........................................................................................... 8
Chương 2. XÂY DỰNG VÀ VẬN HÀNH MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM ........................ 9
2.1. Xây dựng mô hình thí nghiệm ........................................................................... 9

2.1.1. Tiêu chí lựa chọn mô hình .......................................................................... 9
2.1.2. Lựa chọn vật cây trồng ............................................................................... 9
2.1.2.1. Bông súng ........................................................................................... 9
2.1.2.2. Chuối hoa .......................................................................................... 10
2.1.2.3. Phát lộc .............................................................................................. 11
2.1.2.4. Môn đốm ........................................................................................... 12
2.1.2.5. Khoai môn ......................................................................................... 13
2.1.2.6. Ươm, trồng cây ................................................................................. 15
2.1.3. Lựa chọn vật liệu ...................................................................................... 15
2.1.3.1. Giá đỡ mô hình và mái che mưa ....................................................... 15

5


2.1.3.2. Bể thí nghiệm .................................................................................... 16
2.1.3.3. Vật liệu lọc ........................................................................................ 17
2.1.4. Hệ thống ống dẫn nước, van điều chỉnh, giàn phân phối nước thải ........ 17
2.1.5. Trồng cây .................................................................................................. 18
2.1.6. Sơ đồ mô hình thí nghiệm ........................................................................ 19
2.2. Vận hành và quan trắc mô hình thí nghiệm ..................................................... 20
2.2.1. Tính toán lưu lượng nước thải vào ........................................................... 20
2.2.2. Vận hành mô hình thí nghiệm .................................................................. 22
2.2.3. Quan trắc mô hình thí nghiệm .................................................................. 22
Chương 3: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH ............................................................................. 26
3.1. Kết quả phân tích hiệu quả xử lý nước thải cảu mô hình đối với nguồn
thải 1. ...................................................................................................................... 26
3.1.1. Phân tích mẫu nước thải đầu vào ............................................................. 26
3.1.2. Kết quả phân tích hiệu quả xử lý các thông số ô nhiễm........................... 27
3.2. Kết quả phân tích hiệu quả xử lý của mô hình đối với nguồn thải 2 ............... 29
3.1.1. Phân tích mẫu nước thải đầu vào ............................................................. 29

3.2.2. Kết quả phân tích hiệu quả xử lý các thông số ô nhiễm........................... 30
Chương 4. ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ CỦA HỆ THỐNG ................................. 32
4.1. Hiệu quả xử lý của toàn hệ thống .................................................................... 35
4.2. Hiệu quả xử lý đối với từng thông số .............................................................. 35
4.2.1. Thông số pH ............................................................................................. 35
4.2.2. Thông số tổng chất rắn lơ lửng................................................................. 36
4.2.3. Thông số BOD5 ........................................................................................ 37
4.2.4. Thông số nito ............................................................................................ 39
4.2.4.1. Thông số NH4+ .................................................................................. 39
4.2.4.2. Thông sốNO3- .................................................................................... 40
4.2.5. Thông số photpho (PO4-P) và coliform.................................................... 42
4.3. Hiệu quả xử lý nước thải của mỗi bể đối với từng thông số ........................... 43
4.3.1. Bể HF trồng môn nước........................................................................... 43
6


4.3.2. Bể HF trồng môn đốm............................................................................ 43
4.3.3. Bể HF trồng phát lộc .............................................................................. 44
4.3.4. Bể VF trồng chuối hoa ........................................................................... 44
4.3.5. Bể FWS trồng súng ................................................................................ 45
KẾT LUẬN ................................................................................................................... 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 47
PHỤ LỤC ...................................................................................................................... 48

7


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 0.1. Các phương pháp phân tích chất ô nhiễm ........................................................ 3
Bảng 1.1. Cơ chế xử lý ô nhiễm trong bãi lọc ngập nước ................................................ 8

Bảng 3.1. Kết quả phân tích mẫu nước đầu vào của mô hình thí nghiệm ...................... 27
Bảng 3.2. Kết quả phân tích PH ..................................................................................... 28
Bảng 3.3. Kết quả phân tích TSS .................................................................................... 28
Bảng 3.4. Kết quả phân tích BOD5 ................................................................................. 28
Bảng 3.5. Kết quả phân tích NO3- ................................................................................... 28
Bảng 3.6. Kết quả phân tích NH4+ .................................................................................. 29
Bảng 3.7. Kết quả phân tích PO43- .................................................................................. 29
Bảng 3.8. Kết quả phân tích coliform ............................................................................. 29
Bảng 3.9: Kết quả phân tích mẫu nước đầu vào của mô hình thí nghiệm...................... 30
Bảng 3.10: Kết quả phân tích hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt của mô hình đất ngập
nước nhân tạo kết hợp ..................................................................................................... 31
Bảng 4.1. Hiệu quả xử lý nước thải của toàn hệ thống lần 1 ......................................... 33
Bảng 4.2. Hiệu quả xử lý nước thải của toàn hệ thống lần 2 ......................................... 34
Bảng 4.3. Hiệu quả xử lý nước thải của toàn hệ thống lần 3 ......................................... 34
Bảng 4.4. Thông số PH ................................................................................................... 35
Bảng 4.5. Hiệu quả xử lý TSS lần 1 ................................................................................ 36
Bảng 4.6. Hiệu quả xử lý TSS lần 2 ................................................................................ 36
Bảng 4.7. Hiệu quả xử lý TSS lần 3 ................................................................................ 36
Bảng 4.8. So sánh hiệu quả xữ lý TSS qua mỗi bể .......................................................... 36
Bảng 4.9. Hiệu quả xử lý BOD5 lần 1 ............................................................................. 37
Bảng 4.10. Hiệu quả xử lý BOD5 lần 2 ........................................................................... 37
Bảng 4.11. Hiệu quả xử lý BOD5 lần ............................................................................. 38
Bảng 4.12. So sánh hiệu quả xử lý BOD5 qua mỗi bể..................................................... 38
Bảng 4.13. Thông số xử lý NH4+ lần 1 ............................................................................ 39
Bảng 4.14. Thông số xử lý NH4+ lần 2 ............................................................................ 39
Bảng 4.15. Thông số xử lý NH4+ lần 3 ............................................................................ 39
8


Bảng 4.16. So sánh hiệu quả xử lý NH4+ qua mỗi bể ..................................................... 39

Bảng 4.17. Thông số xử lý NO3- lần 1 ............................................................................. 40
Bảng 4.18. Thông số xử lý NO3- lần 2 ............................................................................. 40
Bảng 4.19. Thông số xử lý NO3- lần 3 ............................................................................. 41
Bảng 4.20. So sánh hiệu quả xử lý NO3- qua mỗi bể ...................................................... 41
Bảng 4.21. Thông số xử lý PO4-P qua mô hình thí nghiệm ........................................... 42
Bảng 4.22. Thông số xử lý coliform ................................................................................ 42

9


DANH MỤC BIỂU ĐỒ HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Cống nước thải thành phố Đông Hà ............................................................ 6
Biểu đồ 1.1. Phân loại bãi lọc ...................................................................................... 6
Hình 1.2. Phân loại hệ thống xử lý nước thải bằng bãi lọc trồng cây ......................... 7
Hình 2.1. Hoa súng được đem về trồng tại bể FWS ..................................................... 9
Hình 2.2. Cây chuối hoa được trồng ở bể VF ............................................................ 10
Hình 2.3. Cây phát lộc đang được chọn lựa trước khi trồng vào mô hình ................ 12
Hình 2.4. Môn đốm được trồng trong mô hình bãi lọc .............................................. 13
Hình 2.5. Khoai môn trước khi trồng vào mô hình ................................................... 14
Hình 2.6. Mô hình sau khi đã trồng cây ..................................................................... 15
Hình 2.7. Giá đỡ và mái che mô hình......................................................................... 16
Hình 2.8. Thùng xốp chuẩn bị cho mô hình bãi lọc ................................................... 17
Hình 2.9. 03 lớp vật liệu lọc khi đưa vào mô hình ..................................................... 17
Hình 2.10. Hệ thống đường ống dẫn nước cho mô hình thí nghiệm .......................... 18
Hình 2.11. Sơ đồ mô hình đất ngập nước nhân tạo kết hợp HF – VF – FWS............ 19
Hình 2.12. Sơ đồ mô hình bãi lọc trồng cây nhân tạo kết hợp theo chiều cao .......... 20
Hình 2.13. Bố trí các địa điểm lấy mẫu ...................................................................... 23
Hình 3.1. Địa điểm lấy mẫu nước thải ....................................................................... 26
Biểu đồ 4.1. Độ biến động pH qua các bể xử lý ......................................................... 35
Biểu đồ 4.2. Sơ đồ so sánh hiệu quả xử lý TSS qua các bể ........................................ 37

Biểu đồ 4.3. Sơ đồ so sánh hiệu quả xử lý BOD5 qua các bể ..................................... 38
Biểu đồ 4.4. Sơ đồ so sánh hiệu quả xử lý NH4+ qua các bể ...................................... 40
Biểu đồ 4.5: Sơ đồ so sánh hiệu quả xử lý NO3- qua các bể ...................................... 41
Biểu đồ 4.6: Sơ đồ so sánh hiệu quả xử lý PO4 và coliform qua các bể .................... 42
Biểu đồ 4.7. Sơ đồ so sánh hiệu quả xử lý của bể HF trồng môn nước đối với các
thông số ô nhiễm .............................................................................................................. 43
Biểu đồ 4.8. Sơ đồ so sánh hiệu quả xử lý của bể HF trồng môn đốm đối với các thông
số ô nhiễm ........................................................................................................................ 43

10


Biểu đồ 4.10. Sơ đồ so sánh hiệu quả xử lý của bể HF trồng phát lộc đối với các thông
số ô nhiễm ........................................................................................................................ 44
Biểu đồ 4.11. Sơ đồ so sánh hiệu quả xử lý của bể VF trồng hoa chuối đối với các
thông số ô nhiễm .............................................................................................................. 44
Biểu đồ 4.12. Sơ đồ so sánh hiệu quả xử lý của bể FWS trồng môn nước đối với các
thông số ô nhiễm .............................................................................................................. 45

11


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu
BOD

Tiếng anh
Biochemical Oxygen Demand
–

BTNMT

Tiếng việt
Nhu cầu oxy sinh hóa
Bộ tài nguyên môi trường

COD

Chemical Oxygen Demand

Nhu cầu oxy hóa học

CWs

Constructed Wetlands

Đất ngập nước nhân tạo

FWS

Free Water Surface

Đất ngập nước dòng chảy bề
mặt

HF

Horizontal Subsurface Flow

Đất ngập nước dòng chảy
ngầm ngang

HLR

Hydraulic Load Rate

Tải trọng bề mặt

HRT

Hydraulic Residence Times

Thời gian lưu nước

–

NT
ODA

Official Development Assistance
–

QCVN

Nước thải
Hỗ trợ phát triển chính thức
Quy chuẩn Việt Nam

SMEWW

Standard
Methods
for
the
Các phương pháp chuẩn xét
Examination of Water and Waste
nghiệm nước và nước thải
Water

SSF

Subsurface Flow

Đất ngập nước dòng chảy
ngầm

TCVN

–

Tiêu chuẩn Việt Nam

TCXD

–

Tiêu chuẩn xây dựng

TSS

Total Suspended Solids

Tổng chất rắn lơ lửng

VF

Vertical Flow

Đất ngập nước dòng chảy
ngầm đứng

1


MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Hiện nay, việc xử lý nước thải chi phí thấp được nghiên cứu và áp dụng nhiều
trên thế giới. Đặc biệt là xử lý nước thải bằng mô hình đất ngập nước nhân tạo kết hợp
(CW) đang được nghiên cứu và áp dụng nhiều ở nước ta.
Trên thế giới, đất ngập nước nhân tạo được sử dụng như một giải pháp hữu hiệu
để xử lý nước thải phân tán như sinh hoạt, chăn nuôi, công sở, bệnh viện trong tự
nhiên thân thiện với môi trường, đạt hiệu suất cao, chi phí thấp và ổn định đồng thời
làm tăng giá trị đa dạng sinh học, cải tạo cảnh quan môi trường. Các nghiên cứu khác
tại Đức, Thái Lan, Thụy Sỹ, Bồ Đào Nha còn cho thấy đất ngập nước nhân tạo có thể
loại bỏ vi sinh vật gây bệnh trong nước thải sinh hoạt và nước thải đô thị; xử lý phân
bùn bể phốt và xử lý nước thải công nghiệp, nước rò rỉ bãi rác...
Tại Việt Nam, phương pháp xử lý nước thải bằng đất ngập nước nhân tạo kết hợp
còn khá mới mẻ, bước đầu đang được một số trung tâm công nghệ môi trường và
trường đại học áp dụng thử nghiệm. Các đề tài nghiên cứu mới đây nhất về áp dụng

phương pháp này tại Việt Nam như "Xử lý nước thải sinh hoạt bằng bãi lọc ngầm
trồng cây dòng chảy thẳng đứng trong điều kiện Việt Nam" của Trung tâm Kỹ thuật
Môi trường đô thị và khu công nghiệp (Trường Đại học Xây dựng Hà Nội); "Xây dựng
mô hình hệ thống đất ngập nước nhân tạo để xử lý nước thải sinh hoạt tại các xã Minh
Nông, Bến Gót, Việt Trì" của Trường Đại học Quốc gia Hà Nội... đã cho thấy hoàn
toàn có thể áp dụng phương pháp này trong điều kiện của Việt Nam.
Xuất phát từ thực tế, được sự đồng ý của bộ môn Công nghệ kỹ thuật môi trường,
Phân hiệu ĐHH tại Quảng Trị tôi đã chọn đề tài đồ án tốt nghiệp là “Khảo sát hiệu
quả xử lý nƣớc thải sinh hoạt thành phố Đông Hà – tỉnh Quảng Trị bằng mô hình
đất ngập nƣớc nhân tạo kết hợp (VF – HF – FWS)”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Xây dựng mô hình đất ngập nước nhân tạo kết hợp nhằm khảo sát hiệu quả xử
lý nước thải sinh hoạt TP. Đông Hà.
- Quan trắc, phân tích đánh giá chất lượng nước thải sau khi xử lý bằng mô hình
đất ngập nước nhân tạo kết hợp.
- Đánh giá kết quả phân tích và so sánh hiệu quả xử lý nước thải của các hạng
mục trong mô hình.
3. Nội dung nghiên cứu

2


- Xây dựng mô hình thực nghiệm HF – VF – FWS (dòng chảy ngầm ngang HF –
dòng chảy ngầm thẳng đứng VF – đất ngập nước FWS).
- Vận hành, quan trắc mô hình: thời gian từ tháng 1 – 4/2015.
- Quan trắc, phân tích mẫu xử lý nước thải.
- Đánh giá hiệu quả xử lý của mô hình, so sánh hiệu quả hoạt động của các bể
trong mô hình.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
 Phương pháp thu thập tài liệu:

Tìm hiểu về các báo cáo của những công trình nghiên cứu thục nghiệm khác về
chủ đề xử lý nước thải bằng đất ngập nước nhân tạo hoặc khả năng xử lý nước thải của
các loại cây.
Tổng hợp các thông tin, tài liệu liên quan đến tình hình ô nhiễm nước thải trong
khu vực thành phố Đông Hà như: các nguồn gây ô nhiễm chính và lưu vực thoát nước;
hiện trạng thu gom và xử lý nước thải tại thời điểm trước và lúc đang xây dựng mô
hình.
Tìm hiểu, thu thập thông tin về các loài thực vật bản địa, đặc biệt là các loài có
khả năng hấp thụ ô nhiễm.
Thu thập các tài liệu liên quan đến thành phần, tính chất nước thải sinh hoạt, các
công nghệ sinh học xử lý nước thải sinh hoạt bằng thực vật thủy sinh,…
 Phương pháp thực nghiệm:
Khảo sát thực địa các địa điểm, các cống xả thải nước thải sinh hoạt trong khu
vực thành phố Đông Hà.
Khảo sát và thu thập các loài thực vật có khả năng xử lý các chất ô nhiễm trong
mô hình thí nghiệm. Tiến hành ươm mầm và khảo sát hiệu quả xử lý nước thải của
từng loại cây.
Xây dựng và vận hành mô hình thí nghiệm để kiểm tra khả năng xử lý nước thải
của các loại thực vật, tính toán thời gian lưu nước.
 Phương pháp lấy mẫu:
Xác định các địa điểm lẫy mẫu, số lượng mẫu cần lấy trên mỗi đợt.
Xác định các chỉ tiêu ô nhiễm cần xác định trong mẫu nước thải nhằm chọn cách
lấy mẫu và phương pháp bảo quản mẫu phù hợp.
 Phương pháp quan trắc đánh giá mức độ ô nhiễm của nước thải sinh hoạt thành
phố Đông Hà.
3


Bảng 0.1. Các phương pháp phân tích chất ô nhiễm [5]
STT

Chỉ tiêu

Phƣơng pháp thử

1

pH

TCVN 6492:2011

2

TSS

TCVN 6625:2000

3

BOD5

TCVN 6001-1:2008

4

NO3- - N

TCVN 6180:1996

5

NH4+ - N

SMEWW 4500NH3F:2012

6

PO43- - P

TCVN 6202:2008

7

Coliform

TCVN 6187-2:1996

- Phương pháp thống kê và xử lý số liệu:
Số liệu thu được trong quá trình nghiên cứu được tổng hợp, sắp xếp thành các
bảng và được xử lý bằng phần mềm Microsoft Excel.
Thể hiện, thống kê các kết quả, thông số bằng đồ thị, biểu đồ nhằm so sánh khả
năng xử lý các chất ô nhiễm của các loại đất ngập nước nhân tạo; so sánh khả năng xử
lý chất ô nhiễm của các loài thực vật và khả năng tự làm sạch của môi trường đất.

4


Chƣơng 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về nƣớc thải sinh hoạt thành phố Đông Hà
1.1.1. Nguồn gốc và phân loại nƣớc thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt là nước thải phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt của các
cộng đồng dân cư như: khu vực đô thị, trung tâm thương mại, khu vực vui chơi giải trí,
cơ quan công sở,…

Hình 1.1. Cống nước thải thành phố Đông Hà
Đặc điểm nước thải sinh hoạt:
Nước thải sinh hoạt được chia làm 2 loại:
- Nước thải đen: Nước thải có độ nhiễm bẩn rất cao do chất bài tiết của con người
và thường được xử lý sơ bộ qua bể tự hoại. Tuy nhiên, hầu như chất lượng đầu ra sau
bể tự hoại vẫn chưa đạt tiêu chuẩn, nhưng nhờ bể tự hoại mà một lượng lớn các chất ô
nhiễm được xử lý.
- Nước thải xám: Nước thải có độ nhiễm bẩn thấp hơn so với nước thải đen, phát
sinh từ các hoạt động tắm, giặt, nấu ăn, vệ sinh sàn nhà… Nước thải xám hầu như
chưa được xử lý mà thải thẳng ra ngoài môi trường.
Lượng nước thải sinh hoạt dân cư phụ thuộc vào dân số và các đặc điểm của hệ
thống thoát nước. Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học,
ngoài ra còn có các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm.
5


1.1.2. Thành phần của nƣớc thải sinh hoạt
Các chất trong nước thải sinh hoạt bao gồm các chất hữu cơ và vô cơ tồn tại
dưới dạng hòa tan, không hòa tan, keo, lơ lửng… Ngoài ra, trong nước thải còn chứa
rất nhiều vi sinh vật và vi trùng gây bệnh nguy hiểm.
- Các chất hữu cơ có trong nước thải sinh hoạt gồm: các chất hữu cơ từ thực vật
(cặn bã thực vật, rau, củ, quả, giấy…), các chất hữu cơ từ người và động vật (chất bài
tiết, xác động vật…). Các chất hữu cơ trong nước thải theo đặc tính hóa học chủ yếu là
protein, hydratcacbon, các chất béo, dầu mỡ…
- Các chất vô cơ trong nước thải gồm: cát, đất sét, các axit, bazơ vô cơ, dầu
khoáng…

- Trong nước thải sinh hoạt có mặt nhiều dạng vi sinh vật: vi khuẩn, virut, nấm,
rong, tảo, trứng giun sán… Trong đó có thể có cả các vi trùng gây bệnh như tả, lỵ,
thương hàn… và có khả năng gây thành dịch bệnh.
1.1.3. Hiện trạng thu gom, xử lý nƣớc thải
Thành phố Đông Hà hiện tồn tại một mạng lưới cống thoát nước chung cho cả
nước mưa và nước thải sinh hoạt. Hiện tại chưa có trạm xử lý nước thải được xây dựng
trong khu vực. Nước thải sinh hoạt và sản xuất chảy theo cống chung qua các sông và
kênh trong nội thị xả trực tiếp ra sông Hiếu, sông Thạch Hãn,… hoặc lưu lại các hồ
trong thành phố tạo nên một môi trường đô thị không trong sạch. Các hồ nước trong
thành phố đang bị thu hẹp và chất lượng nước trong các hồ bắt đầu có dấu hiệu bị ô
nhiễm.
- Một số khu vực dân cư chưa có cống, nước bẩn sinh hoạt tự thấm, chảy vào
rãnh kênh mương.
- Nước thải bệnh viện tỉnh khoảng 45 m3/ngày đã có hệ thống xử lý nước thải
trước khi thải ra môi trường.
- Nước thải tiểu thủ công nghiệp: chưa được xử lý mà thải luôn vào cống chung
chảy ra môi trường bên ngoài.
- Nguồn tiếp nhận thoát nước của thành phố chủ yếu ra sông Hiếu (chiếm hơn
80%), phần còn lại thuộc các phường phía Nam thành phố thoát ra sông Vĩnh Phước.
- Hệ thống cống thoát nước chung còn chưa hoàn chỉnh, chưa có hệ thống thu
gom, xử lý nước thải đô thị nên tình trạng ô nhiễm môi trường đô thị là rất trầm trọng,
đặc biệt là sau mỗi trận mưa.

6


1.2. Tổng quan về mô hình đất ngập nƣớc nhân tạo
1.2.1. Khái niệm bãi lọc đất ngập nƣớc nhân tạo (Contructed Wetlands)
- Bãi lọc ngập nước nhân tạo là những vùng đất được quy hoạch sẵn, phân thành
từng thửa và từng ô, trong đó mức nước cao hơn hoặc ngang bằng so với mặt đất trong

thời gian dài, đủ để duy trì tình trạng bão hòa của đất và sự phát triển của các vi sinh
vật, thực vật sống trong môi trường đó.
- Người ta có thể thay thế đất trong các ô, thửa này bằng các loại vật liệu lọc tự
nhiên có khả năng lọc và hấp thụ chất bẩn cao như cát, sỏi, đá dăm, gạch vỡ... Hệ
thống phân phối và thu nước bố trí phù hợp khả năng thấm lọc của các loại vật liệu lọc
và diện tích ô lọc.
- Bên trên trồng các loại cây thân xốp, rễ dài xuyên vào trong khối vật liệu lọc.
Khi nước thải chảy qua bãi lọc sẽ được làm sạch bởi quá trình sinh học (cây hấp thụ
các chất dinh dưỡng nitơ, photpho và một lượng nhỏ các kim loại nặng phục vụ cho
qua trình sinh trưởng và phát triển). Các vi sinh vật bám dính vào bề mặt vật liệu lọc
và thân, rễ cây tạo thành màng vi sinh. Khi nước thải tiếp xúc với màng vi sinh, các
chất hữu cơ dễ phân hủy, nitơ, photpho… sẽ bị phân hủy và hấp thụ.
1.2.2. Phân loại bãi lọc đất ngập nƣớc nhân tạo
- Xử lý nước thải bằng đất ngập nước nhân tạo kết hợp còn được hiểu là các bãi
lọc trồng cây. Nó được phân lạo như sau:

Sơ đồ 1.1. Phân loại bãi lọc
- Bãi lọc dòng chảy ngầm (SSF): Chia thành 2 loại:
+ Bãi lọc dòng chảy ngang (HF): dòng chảy của nước theo phương ngang và lớp
vật liệu luôn giữ trong trạng thái bão hòa nước. Nước thải chảy trong hệ thống sẽ được
7


xử lý trong điều kiện hiếu khí, tùy nghi và kỵ khí. Quá trình hiếu khí xảy ra ở xung
quanh rễ và bầu rễ, nơi mà O2 tạo ra do quá trình quang hợp của cây trồng trên bãi lọc
được vận chuyển qua thân, rễ vào trong lớp vật liệu lọc. Ở nơi xa rễ cây xảy ra các quá
trình kị khí và tùy nghi.
+ Bãi lọc dòng chảy đứng (VF): dòng chảy của nước theo phương thẳng đứng,
lớp vật liệu không bão hòa nước vì nước được cấp không liên tục, theo các khoảng
thời gian nhất định. Các hợp chất hữu cơ có trong nước thải được xử lý chủ yếu trong

điều hiếu khí.
- Bãi lọc dòng chảy bề mặt(FWS):
+ Hệ thống dòng chảy bề mặt là hệ thống được thiết kế có lớp nước bề mặt tiếp
xúc với không khí.
+ Cấu trúc: dưới đáy là lớp chống thấm, là một lớp đất sét tự nhiên hay nhân tạo,
hoặc rải một lớp vải nhựa chống thấm. Trên lớp chống thấm là đất hoặc vật liệu lọc
phù hợp cho sự phát triển của thực vật có thân nhô lên mặt nước. Dòng nước thải chảy
ngang trên bề mặt lớp vật liệu lọc.
+ Các hợp chất hữu cơ được phân hủy nhờ các vi sinh vật dính bám trên thân,
cành, lá của cây.

Hình 1.2. Phân loại hệ thống xử lý nước thải bằng bãi lọc trồng cây
1. Bãi lọc dòng chảy bề mặt (FWS)
2. Bãi lọc dòng chảy ngầm ngang (HF)
3. Bãi lọc dòng chảy ngầm đứng (VF)
1.2.3. Cơ chế xử lý các thành phần ô nhiễm
8


Bảng 1.1. Cơ chế xử lý ô nhiễm trong bãi lọc ngập nước [2,68]
Cơ chế xử lý

Thành phần
TSS

- Lắng/lọc và phân hủy
- Phân hủy bởi VSV

BOD5

- Lắng (tích lũy trong bùn đáy )
- Nitrat hóa – Khử nitrat

Nitơ

- Hấp thụ bởi thực vật
- Hấp thụ vào đất (hấp thụ kết tủa với Al,Fe,Ca...)

Photpho

- Hấp thụ bởi thực vật
- Lắng/ lọc

Tác nhân gây
bệnh

- Tiêu hủy tự nhiên
- Bức xạ UV
- Tiết kháng sinh từ rễ các thực vật

1.2.4. Ƣu nhƣợc điểm
* Ưu điểm của hệ thống:
 Chi phí đầu tư thấp.
 Chi phí vận hành, bảo trì thấp.
 Dễ vận hành
 Có thể kết hợp nhiều mục đích (xử lý nước thải, tạo cảnh quan xanh sạch
đẹp,…)
* Nhược điểm của hệ thống:
 Yêu cầu diện tích lớn.
 Thời gian lưu nước thải lâu, dễ bị ảnh hưởng bởi thời tiết bên ngoài,…

9


Chƣơng 2. XÂY DỰNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM
2.1. Xây dựng mô hình thí nghiệm
2.1.1. Tiêu chí lựa chọn mô hình
- Đảm bảo hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Đông Hà đạt QCVN
14:2008/BTNMT
- Kế thừa kết quả nghiên cứu từ các công trình trong và ngoài nước, đó là sử
dụng hệ thống kết hợp (“lai”) cho hiệu quả cao hơn mô hình đơn lẽ.
- Sử dụng cây trồng bản địa và một số cây trồng chưa được nghiên cứu; các loại
vật liệu lọc có sẵn, dễ kiếm và rẻ tiền ở địa phương.
2.1.2. Lựa chọn cây trồng
2.1.2.1. Bông súng
Tên gọi khác: Cây hoa súng (Miền Bắc), [10]
-Tên tiếng Anh: Water lily.
-Tên khoa học: Nymphaea spp.

Hình 2.1. Hoa súng được đem về trồng tại bể FWS
Phân bố
10


Ở Việt Nam các loài cây bông súng sống lâu năm, mọc hoang dại trong ao,
mương, kênh, rạch, bàu trũng khắp mọi khu vực của Việt Nam. Hoa súng có khả năng
tái sinh mạnh.
Đặc điểm
Ở Việt Nam bông súng là loài cây dại mọc nơi ao hồ hoặc ở những thửa ruộng
thấp vào mùa nước nổi ở miền Tây. Loài cây này vươn lên theo nước lũ, nước càng

dâng cao thì cuống lá, cọng càng dài. Lá trải rộng trên mặt nước và hoa màu trắng,
màu tím hay màu hồng vươn lên khỏi mặt nước.
2.1.2.2. Chuối hoa
Cây chuối hoa (Canna hybrids) dễ trồng có thể trồng bụi lớn sát nhau thành các
bức tường hoa, hay tạo thành những mảng hoa với nhiều màu đặc sắc [9].
- Tên phổ thông: Chuối hoa
- Tên khoa học: Canna hybrids
- Họ thực vật: Cannaceae (Chuối hoa)

Hình 2.2. Cây chuối hoa được trồng ở bể VF
Nguồn gốc, phân bố
11


Chuối hoa có nguồn gốc từ Nam Mỹ. Cây chuối hoa sống ở vùng nhiệt đới và
cận nhiệt đới nhưng cũng có thể sống ở nhiều vùng trên thế giới, có thể ở vùng lạnh
Phân bố ở Việt Nam: Rộng khắp.
Đặc điểm
- Thân, tán, lá: Cây thân cỏ cao 1-1,5m, gốc có thân rễ bò dài. Lá rộng màu xanh
bóng hay màu đỏ, gân lông chim nổi rõ.
- Hoa, quả, hạt: Cụm hoa ở ngọn mang hoa lớn xếp sát nhau. Cánh đài và cánh
tràng nhỏ, nhị lép biến thành các cánh hoa lớn, màu sắc thay đổi từ vàng đến đỏ, điểm
thêm các đốm đậm. Quả nang hình cầu mang nhiều hạt.
- Cây có hoa gần như quanh năm, tập trung chủ yếu vào mùa khô. Màu sắc thay
đổi từ vàng đến đỏ, từ một màu đến điểm thêm các đốm đậm.
- Tốc độ sinh trưởng nhanh, cây ưa sáng, nhu cầu nước cao, ưa khí hậu mát ẩm.
Nhân giống từ tách bụi, cây mọc khỏe.
- Chuối hoa với những ưu điểm đã được kiểm chứng là khả năng sống tốt trong
môi trường đất ngập nước; khả năng hấp thu và chuyển hóa các chất ô nhiễm trong
nước như chất hữu cơ, nitơ, phôt pho để sinh trưởng, phát triển; dễ dàng kiểm soát

được sự phát triển của cây và đặc biệt là cho hoa đẹp, góp phần tạo mỹ quan trong
khuôn viên của cơ sở.
2.1.2.3. Phát lộc
Cây Phát lộc (Dracaena sanderiana ) hay được gọi là cây thần tài, phát tài,…
thuộc chi Huyết giác (Dracaena), họ Dracatenaceae, thuộc Bộ Măng Tây
(Asparagales) trong lớp thực vật một lá mầm [14].
Nguồn gốc, phân bố
Phần lớn loài có nguồn gốc ở châu Phi và các đảo cận kề, với chỉ một ít loài có
tại miền nam Châu Á và một loài tại khu vực nhiệt đới Trung Mỹ. Ở Việt Nam loài
phân bố rộng khắp.
Đặc điểm
Phát Lộc thuộc cây có thân cột, hệ rễ chùm, ngắn, màu trắng. Cây trưởng thành
cao khoảng 1m, đường kính 3 – 4 cm, có khả năng sinh trưởng nhanh, sống được
trong điều kiện thiếu ánh sáng, nhiệt độ thích hợp cho sự tăng trưởng và phát triển nhất
là 21 – 27 0C. Cây có thể sống rất lâu trong đất và có thể sống từ 4 – 5 năm trong lọ
nước.

12


Đặc biệt loài cây này không yêu cầu chăm sóc kỹ càng, dễ sống. Cây sinh sản
bằng cách nhân giống từ giâm cành, mọc khỏe. Chồi mọc từ thân cây mọc rất khỏe,
tốt, rất dễ đâm chồi từ mắt của thân.

Hình 2.3. Cây phát lộc đang được chọn lựa trước khi trồng vào mô hình
2.1.2.4. Môn đốm
- Cây môn đốm hay cây môn đỏ , hay cây môn trắng, có tên khoa học: Caladium
bicolor, thuộc họ Môn [13].
- Cây môn đốm là cây thân thảo, cây cảnh lá. Cây thường trồng trong bóng râm.

13


Hình 2.4. Môn đốm được trồng trong mô hình bãi lọc
Nguồn gốc, phân bố
- Cây có nguồn gốc từ Brazil và quần đảo Tây Ấn Độ, được gây trồng rộng rãi
làm cây cảnh, đồng thời lai tạo ra rất nhiều dạng có màu sắc lá khác nhau, để tăng tính
hấp dẫn của cây trang trí.
- Phân bố ở Việt Nam: Rộng khắp
Đặc điểm
Cây thân thảo lâu năm, cao khoảng 30- 50 cm. Lá mọc thấp, có hình tim hoặc
hình mũi tên, trên lá nổi rõ các gân, có các đốm màu trắng hoặc màu đỏ. Cuống lá dài
gấp 3-7 lần phiến lá, mảnh cong và gốc có bẹ. Cây thường trồng trong bóng râm.
Môn đốm có tốc độ sinh trưởng nhanh, cây trồng và nhân giống chủ yếu bằng các
mảnh củ, hay tách bụi. Cây cần đất tơi xốp, đủ độ ẩm và màu sắc đậm. Cây mọc khoẻ,
dễ trồng và đẻ nhiều nhánh.
2.1.2.5. Khoai môn
- Tên gọi khác: Khoai nước, Khoai sọ [11].
- Tên tiếng Anh: Elephant-ear, Taro, Cocoyam, Dasheen, Chembu, Eddoe.
- Tên khoa học: Colocasia esculenta (L.) SCHOTT

14