Nghiên cứu xây dựng mô hình bãi lọc ngầm trồng cây xử lý nước thải sinh hoạt tại xã đồng liên huyện phú bình tỉnh thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

TRẦN THỊ THU
Tên đề tài:

“NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH BÃI LỌC NGẦM TRỒNG
CÂY XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT TẠI XÃ ĐỒNG LIÊN,
HUYỆN PHÚ BÌNH, TỈNH THÁI NGUYÊN”

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành : Khoa học môi trƣờng
Khoa

: Môi trƣờng

Khóa học

: 2011 - 2015

THÁI NGUYÊN – 2015


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

TRẦN THỊ THU
Tên đề tài:

“NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH BÃI LỌC NGẦM TRỒNG
CÂY XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT TẠI XÃ ĐỒNG LIÊN,
HUYỆN PHÚ BÌNH, TỈNH THÁI NGUYÊN”

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành

: Khoa học môi trƣờng

Khoa

: Môi trƣờng

Lớp

: K43 – KHMT – N01

Khóa học

: 2011 – 2015

Giảng viên hƣớng dẫn : TS. Dƣ Ngọc Thành
ThS.Trƣơng Ánh Tuyết

THÁI NGUYÊN – 2015


i

LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành đề tài, em đã nhận được
sự quan tâm giúp đỡ tận tình của nhiều tập thể và cá nhân. Nhân dịp này em xin bày
tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến:
Tập thể các thầy, cô giáo Khoa Môi trường, Trường Đại học Nông - Lâm Thái
Nguyên đã tận tình giúp đỡ em trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành đề
tài nghiên cứu.
Em xin trân trọng cảm ơn TS. Dƣ Ngọc Thành;THS. Trƣơng ánh Tuyết người đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình nghiên cứu.
Tập thể cô, chú, anh chị công tác trong xã Đồng Liên, huyện Phú Bình đã tận
tình giúp đỡ em trong quá trình thu thập thông tin nghiên cứu và hoàn thành đề tài
nghiên cứu.
Ngày 20 tháng 4 năm 2015
Sinh viên

Trần Thị Thu


ii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Tác dụng của các công trình trong xử lý cơ học ........................................8
Bảng 3.1 Kí hiệu các loại vật liệu lọc trong thi nghiệm............................................29
Bảng 3.2 Bảng công thức vật liệu lọc trong thí nghiệm ...........................................30
Bảng 3.3 bảng công thức nghiên cứu hiêu quả xử lý nước thải sinh hoạt trong thí nghiệm....... 30

Bảng 4.1 Kết quả xác định độ dẫn thuỷ lực của các công thức vật liệu lọc .............38
Bảng 4.2 Kết quả xử lý COD của các công thức vật liệu lọc sau xử lý ....................39
Bảng 4.3 Kết quả xử lý BOD5 của các công thức vật liệu lọc sau xử lý ..................40
Bảng 4.4 Kết quả xử lý T-P của các công thức vật liệu lọc sau xử lý ......................41
Bảng 4.5 Kết quả xử lý T-N của các công thức vật liệu lọc sau xử lý......................42
Bảng 4.6 Kết quả xử lý TSS của các công thức vật liệu lọc sau xử lý .....................44
Bảng 4.7 Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt sau 2 ngày bằng mô hình bãi lọc ngầm
trồng cây ..................................................................................................45
Bảng 4.8 Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt sau 5 ngày bằng mô hình bãi lọc ngầm
trồng cây ..................................................................................................46
Bảng 4.9 Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt sau 7 ngày bằng mô hình bãi lọc ngầm
trồng cây ..................................................................................................48
Bảng 4.10 Chiều cao của các loại cây qua các giai đoạn nghiên cứu ......................49
Bảng 4.11. Số rễ và chiều dài rễ qua thời gian theo dõi thí nghiệm ........................51
Bảng 4.12. Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt của mô hình ......................................52
Bảng 4.13. Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt của mô hình ......................................53
Bảng 4.14. Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt của mô hình ......................................53
Bảng 4.15. Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt của mô hình ......................................54


iii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ
Sơ đồ 2.1: Các phương pháp xử lý cơ học ..................................................................7
Hình 2.1 Bãi lọc trồng cây dòng chảy mặt ................................................................14
Hình 2.2 Bãi lọc trồng cây dòng chảy ngầm ............................................................15
Hình 2.3 Sơ đồ bãi lọc kiến tạo chảy ngầm theo chiều ngang ...................................16
Hình 2.4 : Đồ bãi lọc kiến tạo có dòng chảy ngầm theo chiều đứng .........................16

iv

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Ký hiệu

Tiếng Anh

Tiếng Việt

BOD

Biochemical Oxygen Demand

Nhu cầu oxy hóa sinh hóa

COD

Chemical Oxygen Demand

Nhu cầu oxy hóa hóa học

CV

Coefficient of variation

Hệ số biến động

DO

Dissolved Oxygen

Oxy hòa tan

LSD

Least Significant Difference

Sai khác nhỏ nhất

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TSS

Hàm lượng chất rắn lơ lửng

T-N

Tổng đạm

T-P

Tổng lân

VLL

Vật liệu lọc

VSV

Vi sinh vật


v

MỤC LỤC
Phần 1. MỞ ĐẦU ......................................................................................................1
1.1. Tính cấp thiết của đề tài ....................................................................................1
1.2. Mục đích của đề tài ...........................................................................................2
1.3. Mục tiêu của đề tài ............................................................................................2
1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ..........................................................................2
1.4.1 Ý nghĩa khoa học .........................................................................................2
1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn .........................................................................................2
Phần 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...........................................................................3
2.1 Cơ sở khoa học ..................................................................................................3
2.1.1 Một số khái niệm .........................................................................................3
2.1.2 Tổng quan về nước thải sinh hoạt ...............................................................4
2.1.3 Tổng quan về bãi lọc ngầm trồng cây .......................................................13
2.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam ..........................................23
2.2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới ............................................................23
2.2.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam .............................................................25
Phần 3. ĐỐI TƢỢNG,NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......28
3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...................................................................28
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu ...............................................................................28
3.1.2. Phạm vi nghiên cứu ..................................................................................28

3.2 Thời gian và địa điểm nghiên cứu ...................................................................28
3.3 Nội dung nghiên cứu........................................................................................28
3.4 Phương pháp nghiên cứu .................................................................................29
3.4.1 Phương pháp thu nhập số liệu thứ cấp ......................................................29
3.4.2 Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp .........................................................29
3.4.3 Phương pháp xử lý số liệu .........................................................................33
Phần 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................................34
4.1. Điều kiện tự nhiên - kinh tế - xã hội vùng nghiên cứu ...................................34


vi

4.1.1. Đặc điểm tự nhiên và tài nguyên thiên nhiên ...........................................34
4.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội .........................................................................36
4.2 Độ dẫn thuỷ lực và đánh giá khả năng xử lý nước thải của các công thức vật
liệu lọc....................................................................................................................38
4.2.1 Kết quả xác định độ dẫn thuỷ lực của các công thức vật liệu lọc .............38
4.2.2 Kết quả xử lý COD của các công thức vật liệu lọc sau xử lý ...................39
4.2.3 Kết quả xử lý BOD5 của các công thức vật liệu lọc sau xử lý ..................40
4.2.4 Kết quả xử lý T-P của các công thức vật liệu lọc sau xử lý ......................41
4.2.5 Kết quả xử lý T-N của các công thức vật liệu lọc sau xử lý .....................42
4.2.6 Kết quả xử lý TSS của các công thức vật liệu lọc sau xử lý .....................44
4.3 Lựa chọn công thức cây trồng và đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển
của các loại cây trong mô hình ..............................................................................45
4.3.1 Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt sau 2 ngày bằng mô hình bãi lọc ngầm
trồng cây .............................................................................................................45
4.3.2 Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt sau 5 ngày bằng mô hình bãi lọc ngầm
trồng cây .............................................................................................................46
4.3.3 Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt sau 7 ngày bằng mô hình bãi lọc ngầm
trồng cây .............................................................................................................48

4.3.4 Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển, của các loại cây trong mô hình........... 49
4.4. Xác định tải trọng thủy lực tối ưu ...................................................................51
4.4.1. Kết quả chạy mô hình với tải trọng thuỷ lực 20 lít/ngày ........................52
4.4.2. Chạy mô hình với tải trọng thuỷ lực 30 lít/ngày ......................................53
4.4.3. Chạy mô hình với tải trọng thuỷ lực 40 lít/ngày ......................................53
4.4.4. Chạy mô hình với tải trọng thuỷ lực 50 lít/ngày ......................................54
Phần 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .......................................................................56
5.1. Kết luận ...........................................................................................................56
5.2. Đề nghị ............................................................................................................57
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................58


1

Phần 1
MỞ ĐẦU
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Môi trường và những vấn đề liên quan đến môi trường là đề tài được quan tâm
trong kế hoạch phát triển bền vững của bất kỳ quốc gia nào trên thế giới. Trái đất –
ngôi nhà chung của chúng ta đang bị đe dọa bởi sự suy thoái và cạn kiệt dần tài
nguyên. Nguồn gốc của mọi sự biến đổi về môi trường trên thế giới ngày nay do các
hoạt động kinh tế - xã hội. Các hoạt động này, một mặt cải thiện chất lượng cuộc
sống con người và môi trường, mặt khác lại đặt ra hàng loạt vấn đề như: Khan
hiếm, cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên, ô nhiễm và suy thoái chất lượng môi trường
khắp nơi trên thế giới.
Nước thải sinh hoạt phát sinh từ mọi hoạt động sống và sản xuất của con
người. Nền kinh tế - xã hội phát triển, nhu cầu sử dụng nước ngày một tăng và
lượng nước thải chiếm tới 80% lượng nước sử dụng. Vấn đề cấp thiết hiện nay là
phải có biện pháp quản lý và xử lý ô nhiễm môi trường do nước thải sinh hoạt ở các
khu dân cư thành thị và nông thôn.

Tại khu dân cư xã Đồng Liên, huyện Phú Bình, tỉnh Thái Nguyên với lượng
dân cư tập trung đông nên lượng nước thải sinh hoạt thải ra rất nhiều. Mặc dù đã
được xử lý qua bể phốt, nhưng nồng độ các chất ô nhiễm vẫn rất cao và được xả
thẳng ra nguồn tiếp nhận như suối, kênh, rạch, ao, ruộng nông nghiệp.Việc thải trực
tiếp ra ngoài môi trường, đã ảnh hưởng rất nhiều tới môi trường và đời sống người
dân không chỉ tại khu vực đó mà ở cả những khu vực xung quanh. Khi thải ra suối,
kênh, rạch thì nước thải gây ô nhiễm lan truyền rất xa, làm chết các sinh vật sống
dưới nước,ảnh hưởng tới nước ngầm, bốc mùi hôi thối, chất lượng nước tưới tiêu
giảm. Khi thải ra ao, ruộng canh tác gây ra hiện tượng phú dưỡng, chết các sinh vật
thủy sinh, mùi hôi thối nồng nạc, đất không thể canh tác và đặc biệt ảnh hưởng trực
tiếp tới người canh tác trên ruộng đó (bệnh viêm da,nấm da…).
Hiện nay có nhiều biện pháp xử lý nước thải như: Cơ học, lý - hoá học,…Tuy
nhiên việc áp dụng các biện pháp đó tốn kém và có thể gây ô nhiễm thứ sinh. Công
nghệ bãi lọc ngầm trồng cây những năm gần đây được thế giới biết đến như một giải
pháp công nghệ xử lý nước thải cấp 2 trong điều kiện tự nhiên qua, không cần sử dụng


2

năng lượng để vận hành, chủ yếu là cho tự chảy, tiết kiệm nguồn nhiên liệu, dễ thi công
và vận hành, khả năng xử lý nước sau bể phốt rất hiệu quả.
Xuất phát từ lý do trên, em thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xây dựng mô hình
bãi lọc ngầm trồng cây xử lý nước thải sinh hoạt tại xã Đồng Liên, huyện Phú
Bình, tỉnh Thái Nguyên”.
1.2. Mục đích của đề tài
Nâng cao hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ rẻ tiền, có chi phí
xây dựng cũng như bảo dưỡng thấp, phù hợp với điều kiện Việt Nam, đảm bảo
giảm thiểu ô nhiễm môi trường và cho phép tái sử dụng nước thải sau xử lý trong
nông nghiệp.
1.3. Mục tiêu của đề tài

- Xác định độ dẫn thuỷ lực của các công thức vật liệu lọc và tải trọng thủy lực
tối ưu từ đó tìm ra công thức tối ưu nhất để ứng dụng vào mô hình bãi lọc ngầm
trồng cây.
- Nghiên cứu xây dựng mô hình bãi lọc ngầm trồng cây xử lý hiệu quả nước
thải sinh hoạt bằng các loại vật liệu và thực vật nghiên cứu.
- Đánh giá khẳ năng xử lý nước thải sinh hoạt bằng bãi lọc ngầm trồng cây.
- Thành phần nước thải sinh hoạt sau xử lý đạt quy chuẩn Việt Nam (QCVN
14-2008)về nước thải sinh hoạt.
1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
1.4.1 Ý nghĩa khoa học
-Vận dụng và phát huy những kiến thức đã học vào nghiên cứu.
- Xác định độ dẫn thuỷ lực của vật liệu lọc và tải trọng thủy lực tối ưu từ đó
vận dụng xây dựng mô hình.
- Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng bãi lọc ngầm trồng cây.
1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn
Xác định được độ dẫn thuỷ lực và tải trọng thủy lực tối ưu của một số vật liệu
lọc để ứng dụng trong xây dựng bãi lọc ngầm trồng cây xử lý nước thải sinh hoạt.
Mô hình bãi lọc ngầm trồng cây là một giải pháp công nghệ xử lý nước thải sinh
hoạt trong điều kiện tự nhiên, thân thiện với môi trường, đạt hiệu suất cao, chi phí
thấp và ổn định, đồng thời góp phần làm tăng giá trị đa dạng sinh học, cải tạo môi
trường.Từ đó nghiên cứu xây dựng được mô hình xử lý nước thải sinh hoạt phù hợp
với điều kiện thực tế của địa phương và ứng dụng xử lý nước thải sinh hoạt cho khu
dân cư tại xã Đồng Liên.


3

Phần 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Cơ sở khoa học

2.1.1 Một số khái niệm
* Môi trường: Theo Luật Bảo vệ môi trường đã được Quốc hội nước Cộng
hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam thông qua ngày 23 tháng 06 năm 2014. “Môi trường
là hệ thống các yếu tố tự nhiên và vật chất có tác động đối với sự tồn tại và phát
triển của con người và sinh vật”.
* Ô nhiễm môi trường: Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của các thành phần
môi trường không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi
trường gây ảnh hưởng xấu đến con người, sinh vật (Theo Điều 3 Luật Bảo vệ môi
trường Việt Nam 2014).
* Ô nhiễm môi trường nước: Là sự thay đổi thành phần và chất lượng nước
không đáp ứng cho các mục đích sử dụng khác nhau, vượt quá tiêu chuẩn cho phép
và có ảnh hưởng xấu đến đời sống con người và sinh vật.
* Nước thải sinh hoạt: Là nước thải từ các khu dân cư, khu vực hoạt động
thương mại, khu vực công sở, trường học và các cơ sở trường học khác.
* Tiêu chuẩn môi trường: (Theo Luật Bảo vệ môi trường đã được Quốc hội
nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam thông qua ngày 23 tháng 06 năm 2014)
“Tiêu chuẩn môi trường là mức giới hạn của các thông số về chất lượng môi trường
xung quanh, hàm lượng của chất gây ô nhiễm trong chất thải các yêu cầu kỹ thuật
và quản lý được cơ quan nhà nước và các tổ chức công bố dưới dạng văn bản tự
nguyện áp dụng để bảo vệ môi trường.”
* Quy chuẩn kỹ thuật môi trường: (Theo Luật Bảo vệ môi trường đã được
Quốc hội nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam thông qua ngày 23 tháng 06
năm 2014) “Tiêu chuẩn môi trường là mức giới hạn của các thông số về chất lượng
môi trường xung quanh, hàm lượng của chất gây ô nhiễm trong chất thải các yêu
cầu kỹ thuật và quản lý được cơ quan nhà nước có thẩm quyền ban hành dưới dạng
văn bản bắt buộc áp dụng để bảo vệ môi trường.”


4

* Độ dẫn thủy lực (Hydraulic conductivity): Lượng nước được giữ lại trung
bình trên 1 đơn vị diện tích ướt hay khả năng cho nước đi qua của vật liệu trên 1
đơn vị diện tích.
Độ dẫn thuỷ lực của các vật liệu khác nhau là khác nhau, nên độ dẫn thuỷ lực
phụ thuộc vào chất liệu của vật liệu lọc.
2.1.2 Tổng quan về nước thải sinh hoạt
2.1.2.1 Tính chất nước thải sinh hoạt
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 nguy hiểm. Lượng nước thải
sinh hoạt dao động trong phạm vi rất lớn, tùy thuộc vào mức sống và thói quen của
người dân, có thể tính bằng 80% lượng nước cấp. Chất hữu cơ chứa trong nước thải
bao gồm các hợp chất như protein (40-50%); hydrat cacbon (40-50%). Nồng độ
chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt dao động trong khoảng 150-450mg/l theo
trọng lượng khô. Có khoảng 20-40% chất hữu cơ khó bị phân huỷ sinh học (Nguyễn
Việt Anh, 2005)[1].
2.1.2.2 Thành phần nước thải sinh hoạt
*Các thông số vật lý
+ Hàm lƣợng chất rắn lơ lửng
Các chất rắn lơ lửng trong nước (Total Suspended Solids - (TSS - SS) có thể
có bản chất là: Các chất vô cơ không tan ở dạng huyền phù (Phù sa, gỉ sét, bùn, hạt
sét);các chất hữu cơ không tan;các vi sinh vật (vi khuẩn, tảo, vi nấm, động vật
nguyên sinh…).
+ Mùi
Hợp chất gây mùi đặc trưng nhất là H2S - mùi trứng thối. Các hợp chất khác,
chẳng hạn như indol, skatol, cadaverin và cercaptan được tạo thành dưới điều kiện
yếm khí có thể gây ra những mùi khó chịu hơn cả H2S.
+ Độ màu
Màu của nước thải mang đặc trưng riêng của từng nguồn thải và do sản phẩm
được tao ra từ các quá trình phân hủy lý - hóa của các chất hữu cơ. Đơn vị đo độ

5

màu thông dụng là mgPt/L (thang đo Pt - Co).Độ màu là một thông số thường mang
tính chất cảm quan, có thể được sử dụng để đánh giá trạng thái chung của nước thải.
*Các thông số hóa học
+ Độ pH của nƣớc
pH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H+ có trong dung dịch, thường được
dùng để biểu thị tính axit và tính kiềm của nước.Độ pH có ảnh hưởng đến các quá
trình trao chất diễn ra bên trong cơ thể sinh vật nước.
+ Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand - COD)
Nhu cầu oxy hóa học là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hóa học bao
gồm cả hữu cơ và vô cơ trong nước (sử dụng tác nhân oxy hóa mạnh).
+ Nhu cầu oxy sinh học (Biochemical Oxygen Demand - BOD)
BOD là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật oxy hoá các chất hữu cơ theo phản ứng:
Chất hữu cơ + O2 => CO2 + H2O + tế bào mới + sản phẩm trung gian
BOD có ý nghĩa biểu thị lượng các chất thải hữu cơ trong nước có thể bị phân
huỷ bằng các vi sinh vật. BOD là chỉ tiêu duy nhất để xác định lượng chất hữu cơ có
khả năng phân huỷ sinh học trong nước và nước thải; là tiêu chuẩn kiểm soát chất
lượng các dòng thải chảy vào các thuỷ vực thiên nhiên; là thông số bắt buộc để tính
toán mức độ tự làm sạch của nguồn nước phục vụ công tác quản lý môi trường.
+ Oxy hòa tan (Dissolved Oxygen - DO)
DO là lượng oxy hoà tan trong nước cần thiết cho sự hô hấp của các sinh vật
nước (cá, lưỡng thê, thuỷ sinh, côn trùng v.v...) thường được tạo ra do sự hoà tan từ
khí quyển hoặc do quang hợp của tảo. Nồng độ oxy tự do trong nước nằm trong
khoảng 8 - 10 ppm, và dao động mạnh phụ thuộc vào nhiệt độ, sự phân huỷ hoá
chất, sự quang hợp của tảo, v.v... Khi nồng độ DO thấp, các loài sinh vật nước giảm
hoạt động hoặc bị chết. Do vậy, DO là một chỉ số quan trọng để đánh giá sự ô
nhiễm nước của các thuỷ vực.
+ Nitơ và các hợp chất chứa nitơ

Nitơ là một chất dinh dưỡng đa lượng cần thiết đối với sự phát triển của sinh
vật. Nitơ là nguyên tố quan trọng trong sự hình thành sự sống trên bề mặt Trái Đất,


6

là thành phần cấu thành nên protein có trong tế bào chất cũng như các acid amin
trong nhân tế bào. Vi sinh vật dị dưỡng phân hủy, khoáng hóa trở thành các hợp
chất Nitơ vô cơ như NH4+, NO2-, NO3- và có thể cuối cùng trả lại N2 cho không khí.
Các hợp chất chứa Nitơ ở dạng hòa tan bao gồm cả Nitơ hữu cơ và Nitơ vô cơ
(NH4+, NO2-, NO3-).
+ Phospho và các hợp chất chứa phospho
Phospho là một chất dinh dưỡng đa lượng cần thiết đối với sự phát triển của
sinh vật. Việc xác định P tổng là một thông số đóng vai trò quan trọng để đảm bảo
quá trình phát triển bình thường của các vi sinh vật trong các hệ thống xử lý chất
thải bằng phương pháp sinh học (tỉ lệ BOD:N:P = 100:5:1). Phospho và các hợp
chất chứa Phospho có liên quan chặt chẽ đến hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn
nước, do sự có mặt quá nhiều các chất này kích thích sự phát triển mạnh của tảo và
vi khuẩn lam.
Nguồn gốc các hợp chất chứa Phospho có liên quan đến sự chuyển hóa các
chất thải của người và động vật, sau này là lượng khổng lồ phân lân sử dụng trong
nông nghiệp và các chất tẩy rửa tổng hợp có chứa phosphate sử dụng trong sinh
hoạt và một số ngành công nghiệp trôi theo dòng nước.
+ Chất hoạt động bề mặt
Các chất hoạt động bề mặt là những chất hữu cơ gồm 2 phần: kị nước và ưa
nước tạo nên sự phân tán của các chất đó trong dầu và trong nước. Nguồn tạo ra các
chất hoạt động bề mặt là do việc sử dụng các chất tẩy rửa trong sinh hoạt.
*Các thông số vi sinh vật học
Nhiều vi sinh vật gây bệnh có mặt trong nước thải có thể truyền hoặc gây bệnh
cho người. Chúng vốn không bắt nguồn từ nước mà cần có vật chủ để sống ký sinh, phát

triển và sinh sản. Một số các sinh vật gây bệnh có thể sống một thời gian khá dài trong
nước và là nguy cơ truyền bệnh tiềm tàng, bao gồm vi khuẩn, vi rút, giun sán.
+ Vi khuẩn, Vi rút
Các loại vi khuẩn gây bệnh có trong nước thường gây các bệnh về đường ruột,
như dịch tả (cholera) do vi khuẩn Vibrio comma, bệnh thương hàn (typhoid) do vi
khuẩn Salmonella typhosa...


7

Vi rút có trong nước thải có thể gây các bệnh có liên quan đến sự rối loạn hệ
thần kinh trung ương, viêm tủy xám, viêm gan... Thông thường sự khử trùng bằng
các quá trình khác nhau trong các giai đoạn xử lý có thể diệt được vi rút.
+ Giun sán (helminths)
Giun sán là loại sinh vật ký sinh có vòng đời gắn liền với hai hay nhiều động
vật chủ, con người có thể là một trong số các vật chủ này. Chất thải của người và
động vật là nguồn đưa giun sán vào nước. Tuy nhiên, các phương pháp xử lý nước
hiện nay tiêu diệt giun sán rất hiệu quả.
2.1.2.3 Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt
* Phƣơng pháp xử lý cơ học.
Xử lý cơ học (hay còn gọi là xử lý bậc I) nhằm mục đích loại bỏ các tạp chất
không tan (rác, cát, nhựa, dầu mỡ, cặn lơ lửng, các tạp chất nổi...) ra khỏi nước thải,
điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải.Phương pháp này
có ưu điểm là đơn giản, dễ sử dụng, dễ quản lý, kinh phí đầu tư xây dựng và vận
hành thấp; các thiết bị vật liệu khá thông dụng và dễ tìm; hiệu xuất xử lý sơ bộ tốt.
Sơ đồ 2.1: Các phƣơng pháp xử lý cơ học
Phương pháp cơ học

Chắn rác

Lắng cát

Lắng trọng lực

Lắng cặn

Màng lọc

Lọc nhanh

Lắng
qua tầng
lắng cặn

Lắng trọng
lực truyền
thống kết
hợp tách
dầu

Lọc

Lọc
trọng
lực

Lọc cơ học

Lọc chậm

Lọc áp
lực

Lọc tách nước

Lọc áo

Lọc
chân
không

Lọc
băng
truyền

Lọc
ép


8

Bảng 2.1: Tác dụng của các công trình trong xử lý cơ học
Tác dụng

Công trình
Lưới chắn rác

Tách các chất rắn thô và có thể lắng

Nghiền rác

Nghiền các chất rắn thô đến kích thước nhỏ hơn, đồng nhất

Bể điều hòa

Điều hòa lưu lượng, BOD, SS

Khuấy trộn

Khuấy trộn chất khí và hóa chất với nước thải, giữ cho cặn
ở trạng thái lơ lửng

Lắng

Tách các cặn lắng và nén bùn

Lọc

Tách các hạt cặn còn lại sau xử lý sinh học hoặc hóa học

Màng lọc

Tượng tự như lọc, tách tảo trong nước sau hồ ổn định

Vận chuyển khí

Bổ sung và tách khí

Bay hơi và bay khí

Bay hơi các hợp chất hưu cơ từ nước thải

+ Xử lý cặn
Nhiệm vụ của xử lý cặn là: Làm giảm thể tích và độ đẩm của cặn; ổn định cặn;
khử trùng và sử dụng lại cặn cho các mục đích khác.
Rác (gồm các tạp chất không tan, kích thước lớn: Cặn bã thực vật, giấy, giẻ
lau...) được giữ lại ở song chắn rác có thể chở đến bãi rác (nếu lượng rác không lớn)
hay nghiền rác và sau sau đó dẫn đến bể mêtan để tiếp tục xử lý.
Cát từ các bể lắng được dẫn đến sân phơi cát để làm ráo nước và chở đi sử
dụng với mục đích khác.
Cặn tươi từ bể lắng I dẫn đến bể mêtan để xử lý. Một phần bùn hoạt tính dư
(vi sinh vật lơ lửng) từ bể lắng đợt II, được dẫn tới bể nén bùn để làm giảm độ ẩm
và thể tích sau đó được dẫn vào bể mêtan để tiếp tục xử lý. Cặn ra khỏi bể mêtan
thường có độ ẩm cao (96% – 97%) để giảm thể tích cặn và làm ráo nước có thể ứng
dụng các công trình xử lý trong điều kiện tự nhiên như: Sân phơi bùn, hồ chứa bùn


9

hoặc trong điều kiện nhân tạo, độ ẩm của cặn sau xử lý đạt 55% - 75%. Tiếp tục làm
giảm thể tích cặn có thể thực hiện sấy bằng nhiệt , sau khi sấy độ ẩm còn 25% - 30% và
cặn ở dạng hạt dễ dàng vận chuyển.
* Phƣơng pháp xử lý hóa học
Phương pháp xử lý hoá học là đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây
tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hoá học và tạo cặn lắng hoặc tạo dạng chất
hoà tan nhưng không độc hại, không gây ô nhiễm môi trường.
Phương pháp xử lý hoá học thường được áp dụng để xử lý nước thải công
nghiệp.Tuỳ thuộc vào điều kiện địa phương và điều kiện vệ sinh cho phép, phương
pháp xử lý hoá học có thể hoàn tất ở giai đoạn cuối cùng hoặc chỉ là giai đoạn sơ bộ
ban đầu của việc xử lý nước thải.

+ Phƣơng pháp khử trùng
Khử trùng nước thải là giai đoạn cuối cùng của công nghệ xử lý nước thải
nhằm loại bỏ vi trùng và virus gây bệnh chứa trong nước thải trước khi xả ra nguồn
nước. Quá trình khử trùng dùng để tiêu diệt các vi khuẩn, virus, amoeb gây ra các
bệnh thương hàn, phó thương hàn, lỵ, dịch tả, sởi, viêm gan...Các biện pháp khử
trùng bao gồm: sử dụng hóa chất, sử dụng các quá trình cơ lý, sử dụng các bức xạ.
+ Phƣơng pháp trung hòa
Dùng để đưa môi trường nước thải có chứa acid vô cơ hoặc kềm về trạng thái
trung tính pH = 6.5 – 8.5. Phương pháp này có thể thực hiện bằng nhiều cách: Trộn
lẫn nước thải chứa acid và chứa kềm, bổ sung thêm tác nhân hoá học, lọc nước qua
lớp vật liệu lọc có tác dụng trung hoà, hấp thụ khí chứa acid bằng nước thải chứa
kềm,…nước thải của một số ngành công nghiệp, nhất là công nghiệp hóa chất, do
quá trình công nghệ có thể chứa acid hoặc bazơ có khả năng gây ăn mòn vật liệu,
phá vỡ các quá trình sinh hóa của các công trình xử lý sinh học, đồng thời gây ra
các tác hại khác, do đó cần thực hiện quá trình trung hòa nước thải.
+ Phƣơng pháp đông tụ và keo tụ
Dùng để làm trong và khử màu nước thải bằng cách dùng các chất keo tụ
(phèn), các chất trợ keo tụ để liên kết các chất rắn ở dạng lơ lửng và keo có trong
nước thải thành những bông có kích thước lớn hơn.Phương pháp đông tụ - keo tụ là


10

quá trình thô hóa các hạt phân tán và nhũ tương, độ bền tập hợp bị phá hủy, hiện
tượng lắng xảy ra.Sử dụng đông tụ hiệu quả khi các hạt keo phân tán có kích thước
1-100µm.
+ Phƣơng pháp ozon hoá
Đó là phương pháp hoá học có chứa các chất hữu cơ dạng hoà tan và dạng keo
bằng ozon. Ozon sẵn sàng nhường oxy nguyên tử cho các tạp chất hữu cơ.
+ Phƣơng pháp điện hoá học

Nhằm phá huỷ các tạp chất độc hại ở trong nước bằng cách oxy hoá điện hoá
trên cực anốt hoặc dùng để phục hồi các chất quý.
Cơ sở của sự điện phân gồm hai quá trình: Oxy hóa ở anot và khử ở catot. Xử
lý bằng phương pháp điện hóa rất thuận lợi đối với những loại nước thải có lưu
lượng nhỏ và ô nhiễm chủ yếu do các chất hữu cơ và vô cơ đậm đặc.
+ Oxy hóa khử
Đa số các chất vô cơ không thể xử lý bằng phương pháp sinh hóa được, trừ
các trường hợp các kim loại nặng như: Cu, Zn, Pb, Co, Fe, Mn, Cr… bị hấp thụ vào
bùn hoạt tính. Nhiều kim loại như: Hg, As… là những chất độc, có khả năng gây hại
đến sinh vật nên được xử lý bằng phương pháp oxy hóa khử. Dưới tác dụng của oxy
hóa, các chất ô nhiễm độc hại sẽ chuyển hóa thành những chất ít độc hại hơn và
được loại ra khỏi nước thải.
* Phƣơng pháp xử lý hóa lý
Trong dây chuyền công nghệ xử lý, công đoạn xử lý hóa lý thường được áp
dụng sau công đoạn xử lý cơ học. Phương pháp hóa lý bao gồm các phương pháp
hấp phụ, trao đổi ion, trích ly, chưng cất, cô đặc, lọc ngược... Phương pháp hóa lý
được sử dụng để loại khỏi dịch thải các hạt lơ lửng phân tán, các chất hữu cơ và vô
cơ hòa tan, có nhiều ưu điểm như: Loại được các hợp chất hữu cơ không bị oxy hóa
sinh học; không cần theo dõi các hoạt động của vi sinh vật; có thể thu hồi các chất
khác nhau; hiệu quả xử lý cao và ổn định hơn.
+ Tuyển nổi
Là quá trình dính bám phân tử của các hạt chất bẩn đối với bề mặt phân chia
của hai pha khí – nước và xảy ra khi có năng lượng tự do trên bề mặt phân chia,


11

đồng thời cũng do các hiện tượng thấm ướt bề mặt xuất hiện theo chu vi thấm ướt ở
những nơi tiếp xúc khí – nước. Ưu điểm phương pháp tuyển nổi là có thể thu cặn
với độ ẩm nhờ đó có thể thu tạp chất.

+ Trích ly
Tách các chất bẩn hoà tan ra khỏi nước thải bằng cách bổ sung một chất dung
môi không hoà tan vào nước, nhưng độ hoà tan của chất bẩn trong dung môi cao
hơn trong nước.
+ Hấp phụ
Hấp phụ là thu hút chất bẩn lên bề mặt của chất hấp thụ, phần lớn là chất hấp
phụ rắn và có thể thực hiện trong điều kiện tĩnh hay động. Quá trình hấp phụ là một
quá trình thuận nghịch, nghĩa là chất hấp thụ có thể bị giải hấp phụ và chuyển ngược
lại vào chất thải.
+ Chƣng bay hơi
Là chưng nước thải để các chất hoà tan trong đó cùng bay hơi lên theo hơi
nước. Khi ngưng tụ, hơi nước và chất bẩn dễ bay hơi dễ hình thành các lớp riêng
biệt và do đó dễ dàng tách các chất bẩn ra.
+Trao đổi ion
Là phương pháp thu hồi các Cation và Anion bằng các chất trao đổi ion. Các chất
trao đổi ion là các chất rắn trong thiên nhiên hoặc vật liệu lọc nhân tạo. Chúng không hoà
tan trong nước và trong dung môi hữu cơ, có khả năng trao đổi ion.
+ Tách bằng màng
Là phương pháp tách các chất tan khỏi các hạt keo bằng cách dùng các màng
bán thấm. Đó là các màng xốp đặc biệt không cho các hạt keo đi qua.
* Phƣơng pháp xử lý sinh học
Phương pháp này là dựa vào khả năng sống và hoạt động của các vi sinh để
phân hủy - oxy hoá các chất hữu cơ ở dạng keo và hoà tan có trong nước thải. Vi
sinh vật sử dụng các chất hữu cơ có trong nước thải làm nguồn dinh dưỡng như:
Cacbon, nitơ, phosphor, kali…vi sinh vật sử dụng vật chất này để kiến tạo tế bào
cũng như tích luỹ năng lượng cho quá trình sinh trường và phát triển chính vì vậy
sinh khối vi sinh vật không ngừng tăng lên. Công trình xử lý sinh học thường được


12

đặt sau khi nước thải đã được xử lý sơ bộ qua các công trình cơ học, hóa học, hóa
lý. Do các điều kiện tạo nên bằng nhân tạo mà quá trình xử lý diễn ra nhanh hơn,
cường độ mạnh hơn.
+ Hồ hiếu khí
Ao nông 0,3 – 0,5 m có quá trình oxy hóa các chất bẩn hữu cơ chủ yếu nhờ
các vi sinh vật. gồm 2 loại: Hồ làm thoáng tự nhiên và hồ làm thoáng nhân tạo.
+ Ao hồ sinh học (Ao hồ ổn định nƣớc thải):
Đây là phương pháp xử lý đơn giản nhất và đã được áp dụng từ xưa. Phương
pháp này cũng không yêu cầu kỹ thuật cao, vốn đầu tư ít, chi phí hoạt động rẻ tiền,
quản lý đơn giản và hiệu quả cũng khá cao. Quy trình được tóm tắt như sau:
Nước thải → loại bỏ rác, cát, sỏi... → Các ao hồ ổn định → Nước đã xử lý.
+ Hồ kị khí
Ao kị khí là loại ao sâu, ít hoặc không có điều kiện hiếu khí. Các vi sinh vật kị
khí hoạt động sống không cần oxy của không khí. Chúng sử dụng oxy từ các hợp
chất như nitrat, sulfat... Để oxy hóa các chất hữu cơ và khí CH4, H2S,CO2,…và khí
và nước. Chiều sâu của hồ khá lớn khoảng 2 – 6 m.
+ Hồ tùy nghi
Là sự kết hợp hai quá trình song song: phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ hòa tan có
đều ở trong nước và phân hủy kị khí (chủ yếu là CH4) cặn lắng ở vùng lắng.Ao hồ tùy nghi
được chia làm ba vùng: Lớp trên là vùng hiếu khí, vùng giữa là vùng kị khi tùy tiện và
vùng phía đáy sâu là vùng kị khí.Chiều sâu của hồ khoảng 1 – 1,5 m.
+ Hồ ổn định bậc ba
Nước thải sau khi xử lý cơ bản (bậc II) chưa đạt tiêu chuẩn là nước sạch để xả
vào nguồn thì có thể phải qua xử lý bổ sung (bậc III). Một trong các công trình xử
lý bậc III là ao hồ ổn định sinh học kết hợp với thả bèo nuôi cá.
+ Phƣơng pháp xử lý qua đất
Bản chất của quá trình xử lý là: Khi lọc nước thải qua đất các chất rắn lơ lửng
và keo sẽ bị giữ lại ở lớp trên cùng. Những chất này tạo ra một màng gồm nhiều vi
sinh vật bao bọc trên bề mặt các hạt đất, màng này sẽ hấp phụ các chất hữu cơ hòa

13

tan trong nước thải. Những vi sinh vật sẽ sử dụng oxy của không khí qua các khe
đất và chuyển hóa các chất hữu cơ thành các hợp chất khoáng.
Bao gồm: + Cánh đồng tưới
+ Cánh đồng lọc
+ Các công trình xử lý hiếu khí nhân tạo
Xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện nhân tạo có thể kể đến hai quá trình cơ
bản: Quá trình xử lý sinh trưởng lơ lửng; quá trình xử lý sinh trưởng bám dính.
Các công trình tương thích của quá trình xử lý sinh học hiếu khí như: Aeroten
bùn hoạt tính (vi sinh vật lơ lửng), bể thổi khí sinh học tiếp xúc (vi sinh vật bám
dính), bể lọc sinh học, tháp lọc sinh học, bể sinh học tiếp xúc quay…
+ Các công trình xử lý sinh học kị khí nhân tạo (Anaerobic Descomposotion)
Phân hủy kị khí là quá trình phân hủy chất hữu cơ thành các chất khí (CH 4 và
CO2) trong điều kiện không có oxy. Việc chuyển hóa các acid hữu cơ thành khí
mêtan sản sinh ra ít năng lượng. Năng lượng hữu cơ chuyển hóa thành khí vào
khoảng 80  90%. Hiệu quả xử lý phụ thuộc vào nhiệt độ nước thải, pH. Nhiệt độ
thích hợp cho phản ứng sinh khí là từ 32  35 oC. Ưu điểm nổi bật của quá trình xử
lý kị khí là lượng bùn sinh ra rất thấp, vì thế chi phí cho việc xử lý bùn thấp hợn
nhiều so với các quá trình xử lý hiếu khí.
2.1.3 Tổng quan về bãi lọc ngầm trồng cây
2.1.3.1 Khái niệm
Hệ thống được thiết kế và xây dựng như một vùng đất ngập nước nhưng việc
xử lý nước thải hiệu quả hơn, giảm diện tích và đặc biệt có thể quản lý được quá
trình vận hành ở mức độ đơn giản. Bãi lọc trồng cây là một thành phần trong hệ
thống các công trình xử lý nước thải sau bể tự hoại hay sau xử lý bậc hai.
2.1.3.2 Các loại bãi lọc và cấu tạo
* Bãi lọc trồng cây có dòng chảy bề mặt (surface flow wetland)

Hệ thống này mô phỏng một đầm lầy hay Đất ngập nước tự nhiên. Dưới đáy
bãi lọc 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 phù hợp cho sự phát triển của thực


14

vật có thân nhô lên khỏi mặt nước (Dayna Yocum, 2002)[14]. Dòng nước thải chảy
ngang trên bề mặt lớp vật liệu lọc. Hình dạng bãi lọc này thường là kênh dài hẹp,
vận tốc dòng chảy chậm, thân cây trồng nhô lên trong bãi lọc là những điều kiện
cần thiết để tạo nên chế độ thuỷ kiểu dòng chảy đẩy (Trịnh Xuân Lai, 2000)[6].

Hình 2.1 Bãi lọc trồng cây dòng chảy mặt
(Nguồn: Trịnh Xuân Lai, 2000)
* Bãi lọc trồng cây dòng chảy ngầm (subsurface flow wetland)
Hệ thống này có nhiều tên gọi khác nhau như lọc ngầm trồng cây (Vegetated
submerged bed - VBS), hệ thống xử lý với vùng rễ (Root zone system), bể lọc với
vật liệu sỏi trồng sậy (Rock reed filter) hay bể lọc vi sinh và vật liệu (Microbial rock
filter). Cấu tạo của bãi lọc ngầm trồng cây gồm các thành phần tương tự như bãi lọc
trồng cây ngập nước nhưng nước thải chảy ngầm trong phần lọc của bãi lọc. Lớp
lọc, nơi thực vật phát triển trên đó, thường gồm có đất, cát, sỏi, đá dăm và được xếp
theo thứ tự từ trên xuống dưới, giữ độ xốp của lớp lọc(Sapkota và Bavor, 1994) [20].
Dòng chảy có thể có dạng chảy từ dưới lên, từ trên xuống dưới hoặc chảy theo
phương nằm ngang. Dòng chảy phổ biến nhất ở bãi lọc ngầm là dòng chảy ngang.
Hầu hết các hệ thống được thiết kế với độ dốc 1% hoặc hơn. Khi chảy qua lớp vật
liệu lọc, nước thải được lọc sạch nhờ tiếp xúc với bề mặt của các hạt vật liệu lọc và
vùng rễ của thực vật trồng trong bãi lọc. Vùng ngập nước thường thiếu oxy, nhưng


15

thực vật của bãi lọc có thể vận chuyển một lượng oxy đáng kể tới hệ thống rễ tạo nên
tiểu vùng hiếu khí cạnh rễ và vùng rễ, cũng có một vùng hiếu khí trong lớp lọc sát bề
mặt tiếp giáp giữa đất và không khí (Trịnh Xuân Lai, 2000)[6].

Hình 2.2 Bãi lọc trồng cây dòng chảy ngầm
(Nguồn: Trịnh Xuân Lai, 2000)
Loại này bao gồm cả các loại bãi lọc có dòng chảy nằm ngang hay dòng chảy
thẳng đứng từ dưới lên, từ trên xuống.
* Hệ thống với dòng chảy ngang dƣới mặt đất (Horizontal subsurface flow - HSF)
Hệ thống này được gọi là dòng chảy ngang vì nước thải được đưa vào và chảy chậm
qua tầng lọc xốp dưới bề mặt của nền trên một đường ngang cho tới khi nó tới được nơi
dòng chảy ra. Trong suốt thời gian này, nước thải sẽ tiếp xúc với một mạng lưới hoạt
động của các đới hiếu khí, hiếm khí và kị khí. Các đới hiếu khí ở xung quanh rễ và bầu
rễ, nơi lọc O2 vào trong bề mặt. Khi nước thải chảy qua đới rễ, nó được làm sạch bởi sự
phân hủy sinh học của vi sinh vật bởi các quá trình hóa sinh. Loại thực vật sử dụng phổ
biến trong các hệ thống HSF là cây sậy (Trịnh Xuân Lai, 2000)[6].


16

Hình 2.3 Sơ đồ bãi lọc kiến tạo chảy ngầm theo chiều ngang
(Nguồn: Cooper, 1996)
* Hệ thống với dòng chảy thẳng đứng (Vertical subsurface flow - VSF):
Nước thải được đưa vào hệ thống qua ống dẫn trên bề mặt, chảy xuống dưới
theo chiều thẳng đứng ở gần dưới đáy có ống thu nước đã xử lý để đưa ra ngoài.
Tuy nhiên, trên thực tế mô hình đất ngập nước nhân tạo được xây dựng theo hai hệ
thống: Bãi lọc trồng cây ngập nước (FWS); bãi lọc trồng cây dòng chảy ngầm hay
bãi lọc ngầm trồng cây, với dòng chảy ngang hay dòng chảy thẳng đứng (SSF).
Cách thức phân chia các hệ thống khác nhau nhưng chúng hoạt động theo cùng một

cơ chế (Nguyễn Việt Anh, 2005)[1]; (Lều Thọ Bách, 2013)[11].

Hình 2.4 : Đồ bãi lọc kiến tạo có dòng chảy ngầm theo chiều đứng
(Nguồn: Cooper, 1996)

2.1.3.3 Cơ chế trong xử lý nước thải bằng bãi lọc trồng cây


17

Để thiết kế, xây dựng, vận hành bãi lọc trồng cây chính xác, đạt hiệu quả cao,
việc nắm rõ cơ chế xử lý nước thải của bãi lọc là hết sức cần thiết. Các cơ chế đó
bao gồm lắng, kết tủa, hấp phụ hoá học, trao đổi chất của vi sinh vật và sự hấp thụ
của thực vật. Các chất ô nhiễm có thể được loại bỏ nhờ nhiều cơ chế đồng thời
trong bãi lọc (Hoàng Đàn, 2007) )[5].
* Loại bỏ các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học
Trong các bãi lọc, phân huỷ sinh học đóng vai trò lớn nhất trong việc loại bỏ
các chất hữu cơ dạng hoà tan hay dạng keo có khả năng phân huỷ sinh học (BOD)
có trong nước thải. BOD còn lại cùng các chất rắn lắng được sẽ bị loại bỏ nhờ quá
trình lắng (Lê Thị Minh Nga, 2006) )[8]. Vai trò của các vi sinh vật lơ lửng dọc theo
chiều sâu cột nước của bãi lọc đối với việc loại bỏ BOD cũng rất quan trọng. Cơ
chế loại bỏ BOD trong các màng vi sinh vật bao bọc xung quanh lớp vật liệu lọc tương
tự như trong bể lọc sinh học nhỏ giọt. Phân hủy sinh học xảy ra khi các chất hữu cơ hoà
tan được mang vào lớp màng vi sinh bám trên phần thân ngập nước của thực vật, hệ
thống rễ và những vùng vật liệu lọc xung quanh, nhờ quá trình khuếch tán.
* Loại bỏ chất rắn
Các chất lắng được loại bỏ dễ dàng nhờ cơ chế lắng trọng lực, vì hệ thống bãi
lọc trồng cây có thời gian lưu nước dài. Chất rắn không lắng được, chất keo có thể
được loại bỏ thông qua cơ chế lọc (nếu có sử dụng cát lọc), lắng và phân hủy sinh học
(do sự phát triển của vi sinh vật), hút bám, hấp phụ lên các chất rắn khác (thực vật,

đất, cát, sỏi…), tương tự như các quá trình xảy ra trong bể sinh học nhỏ giọt. Các cơ
chế xử lý trong hệ thống này phụ thuộc rất nhiều vào kích thước và tính chất của
các chất rắn có trong nước thải và các dạng vật liệu lọc được sử dụng (Nguyễn Đức
Lượng và CS, 2003)[7].
* Loại bỏ Nitơ
Nitơ được loại bỏ trong các bãi lọc chủ yếu nhờ 3 cơ chế chủ yếu sau: Nitrat
hoá/khử nitơ, sự bay hơi của amoniăc(NH3), sự hấp thụ của thực vật.
Trong các bãi lọc, sự chuyển hoá của nitơ xảy ra trong các tầng oxy hoá và
khử của bề mặt tiếp xúc giữa rễ và đất, phần ngập nước của thực vật có thân nhô lên