Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng công nghệ dòng chảy phối hợp sử dụng bèo tây và cỏ vetiver

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
--------------o0o--------------

LÊ THỊ PHƢỢNG

Tên đề tài:
XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN BẰNG CÔNG NGHỆ DÒNG CHẢY
PHỐI HỢP SỬ DỤNG BÈO TÂY VÀ CỎ VETIVER

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo
Chuyên ngành
Khoa
Khóa học

: Chính quy
: Công nghệ sinh học
: CNSH & CNTP
: 2011 - 2015

Thái Nguyên, năm 2015


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
--------------o0o--------------

LÊ THỊ PHƢỢNG

Tên đề tài:
XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN BẰNG CÔNG NGHỆ DÒNG CHẢY
PHỐI HỢP SỬ DỤNG BÈO TÂY VÀ CỎ VETIVER

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo
: Chính quy
Chuyên ngành
: Công nghệ sinh học
Lớp
: K43 - CNSH
Khoa
: CNSH - CNTP
Khóa học
: 2011 - 2015
Giảng viên hƣớng dẫn 1: TS. Hồ Tú Cƣờng
Giảng viên hƣớng dẫn 2: TS. Phạm Bằng Phƣơng

Thái Nguyên, năm 2015


i

LỜI CẢM ƠN
Để có đƣợc điều kiện thực hiện khóa luận tốt nghiệp cũng nhƣ hoàn thành
chƣơng trình học em xin chân thành cảm ơn Nhà trƣờng, cảm ơn các thầy cô giáo
đã tận tình hƣớng dẫn, giảng dạy trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và rèn
luyện tại trƣờng Đại học Nông lâm Thái Nguyên.
Em xin chân thành cảm ơn Viện Công nghệ môi trƣờng – Viện Hàn lâm

Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giúp em có môi trƣờng thực tập tốt. Em xin
gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS. Hồ Tú Cƣờng, TS. Phạm Bằng Phƣơng đã tận tình
hƣớng dẫn em trong suốt thời gian thực tập.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới ThS.Vũ Thị Nguyệt, ThS. Nguyễn Trung
Kiên đã quan tâm, giúp đỡ và nhiệt tình hƣớng dẫn để em hoàn thành tốt luận văn
tốt nghiệp của mình.
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã động viên và tạo
điều kiện tốt cho em hoàn thành khóa luận.
Em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày

tháng
Sinh viên

Lê Thị Phƣợng

năm 2015


ii

DANH MỤC BẢNG VIẾT TẮT

Chữ viết tắt

Chú thích

COD

Chemical Oxygen Demand - nhu cầu oxy hóa học

BOD

Biochemical oxygen Demand - nhu cầu oxy sinh hoá

N

Nitơ

P

Phospho

C

Carbon

TSS

Tổng chất rắn lơ lửng

T-N

Tổng Nitơ

T-P

Tổng phospho

HT

Hệ thống


iii

DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 2.1 Thành phần nƣớc thải của một số trại tập trung ..........................................4
Bảng 2.2 Một vài thông số đặc trƣng đối với chất lƣợng nƣớc[12]............................4
Bảng 2.3 Các thành phần quan trọng của nƣớc thải chăn nuôi liên quan đến công
nghệ xử lý ...................................................................................................5
Bảng 3.1.Thành phần cơ bản nƣớc thải sau xử lý kỵ khí bằng hầm biogas tại Trung
tâm nghiên cứu lợn Thụy Phƣơng (Viện Chăn nuôi) ...............................16
Bảng 4.1. Nồng độ trung bình các chỉ tiêu sau khi xử lý qua hệ thống ở tải lƣợng 8
lít/ngày ......................................................................................................25
Bảng 4.2.Biến động hiệu suất xử lý NH4+ qua các lần phân tích ..............................26
Bảng 4.3. Biến động hiệu suất xử lý NO2- qua các lần phân tích .............................27
Bảng 4.4. Biến động hiệu suất xử lý NO3-qua các lần phân tích ..............................28
Bảng 4.5. Biến động hiệu suất xử lý T-N qua các lần phân tích...............................29
Bảng 4.6. Biến động hiệu suất xử lý PO43- qua các lần phân tích .............................30
Bảng 4.7.Biến động hiệu suất xử lý T-P qua các lần phân tích ................................31
Bảng 4.8.Biến động hiệu suất xử lý COD qua các lần phân tích ..............................32
Bảng 4.9.Nồng độ trung bình của các chỉ tiêu sau khi xử lý qua hệ thống ở tải lƣợng
15 lít/ngày .................................................................................................34
Bảng 4.10.Biến động hiệu suất xử lý NH4+ qua các lần phân tích ............................34
Bảng 4.11. Biến động hiệu suất xử lý NO2- qua các lần phân tích ...........................36
Bảng 4.12. Biến động hiệu suất xử lý NO3- qua các lần phân tích ............................37
Bảng 4.13. Biến động hiệu suất xử lý T-N qua các lần phân tích.............................38

Bảng 4.14. Biến động hiệu suất xử lý PO43- qua các lần phân tích ...........................39
Bảng 4.15. Biến động hiệu suất xử lý T-P qua các lần phân tích .............................40
Bảng 4.16. Biến động hiệu suất xử lý COD qua các lần phân tích ...........................42
Bảng 4.17 Hiệu suất xử lý trung bình của hệ thống qua 2 tải lƣợng ........................43


iv

DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 2.1.Bố trí hệ thống phối hợp bèo tây và cỏ Vetiver .........................................19
Hình 2.2. Hệ thống nhỏ giọt thu nƣớc thải................................................................20
Hình 4.1. Hiệu suất xử lý NH4+ qua các lần phân tích ..............................................26
Hình 4.2.Hiệu suất xử lý NO2- qua các lần phân tích ...............................................27
Hình 4.3.Hiệu suất xử lý NO3- qua các lần phân tích ...............................................28
Hình 4.4. Hiệu suất xử lý T-N qua các lần phân tích ................................................29
Hình 4.5. Hiệu suất xử lý PO43- qua các lần phân tích ..............................................30
Hình 4.6. Hiệu suất xử lý T-P qua các lần phân tích ................................................32
Hình 4.7. Hiệu suất xử lý COD qua các lần phân tích ..............................................33
Hình 4.8. Hiệu suất xử lý NH4+ qua các lần phân tích ..............................................35
Hình 4.9. Hiệu suất xử lý NO2- qua các lần phân tích ..............................................36
Hình 4.10. Hiệu suất xử lý NO3- qua các lần phân tích .............................................37
Hình 4.11. Hiệu suất xử lý T-N qua các lần phân tích ..............................................39
Hình 4.12. Hiệu suất xử lý PO43- qua các lần phân tích ............................................40
Hình 4.13. Hiệu suất xử lý T-P qua các lần phân tích ..............................................41
Hình 4.14. Hiệu suất xử lý COD qua các lần phân tích ............................................42


v

MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. i
DANH MỤC BẢNG VIẾT TẮT ............................................................................... ii
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................. iii
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................. iv
MỤC LỤC ...................................................................................................................v
Phần 1: MỞ ĐẦU ......................................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề .............................................................................................................1
1.2 Mục đích nghiên cứu .............................................................................................2
1.3 Mục tiêu nghiên cứu..............................................................................................2
Phần 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...........................................................................3
2.1. Đặc điểm của nƣớc thải chăn nuôi lợn .................................................................3
2.1.1 Nguồn phát sinh .................................................................................................3
2.1.2 Thành phần, tính chất nƣớc thải chăn nuôi ........................................................3
2.2 Tổng quan xử lý nƣớc thải bằng thực vật thủy sinh..............................................5
2.2.1.Vai trò của thực vật thủy sinh trong xử lý nƣớc thải. ........................................6
2.2.2.Cơ chế loại bỏ chất ô nhiễm của thực vật thủy sinh ..........................................7
2.2.3. Ƣu và nhƣợc điểm khi sử dụng thực vật thủy sinh trong xử lý nƣớc thải ........8
2.2.4.Các mô hình công nghệ sử dụng thực vật thủy sinh trong xử lý nƣớc ô thải,
nƣớc ô nhiễm ...............................................................................................................9
2.2.5. Bèo tây và khả năng xử lý nƣớc thải. ..............................................................10
2.2.6. Cỏ Vetiver và khả năng xử lý nƣớc thải .........................................................11
2.3.Các nghiên cứu trong và ngoài nƣớc về xử lý nƣớc thải bằng thực vật thủy
sinh ............................................................................................................................12
2.3.1. Các nghiên cứu của các nƣớc trên thế giới .....................................................12


vi

2.3.2. Các nghiên cứu tại Việt Nam. .........................................................................13
Phần 3: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......16
3.1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ......................................................................16
3.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu......................................................................................16
3.1.2. Phạm vi nghiên cứu .........................................................................................18
3.2. Địa điểm và thời gian tiến hành nghiên cứu. .....................................................18
3.3. Nội dung nghiên cứu ..........................................................................................19
3.4. Phƣơng pháp nghiên cứu....................................................................................19
3.4.1. Phƣơng pháp bố trí và vận hành thí nghiệm ...................................................19
3.4.2. Phƣơng pháp phân tích nƣớc thải....................................................................20
Phần 4: 25KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ...................................25
4.1. Đánh giá khả năng xử lý nƣớc thải của bèo tây và cỏ Vetiver ở tải lƣợng 8
lít/ngày.......................................................................................................................25
4.1.1. Đánh giá hiệu quả xử lý N-NH4+ của bèo tây và cỏ Vetiver...........................26
4.1.2. Đánh giá khả năng xử lý NO2- của bèo tây và cỏ Vetiver ..............................27
4.1.3.Đánh giá khả năng xử lý NO3- của bèo tây và cỏ Vetiver ...............................28
4.1.4. Đánh giá khả năng xử lý T-N của bèo tây và cỏ Vetiver ................................29
4.1.5. Đánh giá hiệu quả xử lý PO43- của bèo tây và cỏ Vetiver ...............................30
4.1.6. Đánh giá khả năng xử lý T-P của bèo tây và cỏ Vetiver ................................31
4.1.7. Đánh giá khả năng xử lý COD của bèo tây và cỏ Vetiver ..............................32
4.1.8. Đánh giá chung hiệu quả xử lý nƣớc thải của bèo tây và cỏ Vetiver ở tải
lƣợng 8 lít/ngày .........................................................................................................33
4.2. Đánh giá hiệu quả xử lý nƣớc thải của bèo tây và cỏ Vetiver ở tải lƣợng 15
lít/ngày.......................................................................................................................34
4.2.1. Đánh giá khả năng xử lý N-NH4+ của bèo tây và cỏ Vetiver ..........................34
4.2.2. Đánh giá khả năng xử lý NO2- của bèo tây và cỏ Vetiver ..............................36


vii
4.2.3. Đánh giá hiệu quả xử lý NO3- của bèo tây và cỏ Vetiver ...............................37

4.2.4. Đánh giá khả năng xử lý T-N của bèo tây và cỏ Vetiver ................................38
4.2.5. Đánh giá khả năng xử lý PO43- của bèo tây và cỏ Vetiver ..............................39
4.2.6. Đánh giá khả năng xử lý T-P của bèo tây và cỏ Vetiver ................................40
4.2.7. Đánh giá hiệu quả xử lý COD của bèo tây và cỏ Vetiver ...............................42
4.2.8. Đánh giá chung hiệu quả xử lý nƣớc thải chăn nuôi lợn của bèo tây và cỏ
Vetiver ở tải lƣợng 15 lít/ngày ..................................................................................43
Phần 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .......................................................................45
5.1. Kết luận ..............................................................................................................45
5.2. Kiến nghị ............................................................................................................45
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................46


1

Phần 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Ngày nay,Việt Nam đang trên con đƣờng hội nhập kinh tế thế giới,từng bƣớc
công nghiệp hóa-hiện đại hóa đất nƣớc.Tuy nhiên, với khoảng 70% số dân sống ở
vùng nông thôn,sản xuất nông nghiệp vẫn đóng vai trò rất quan trọng trong nền kinh
tế - xã hội nƣớc ta.Trong những năm qua,ngành chăn nuôi,đặc biệt là chăn nuôi lợn
phát triển khá mạnh về cả số lƣợng lần quy mô.Nhƣng sự phát triển thiếu quy
hoạch, chƣa đáp ứng đƣợc các tiêu chuẩn kỹ thuật về chuồng trại và kỹ thuật chăn
nuôi đã dẫn đến một hệ lụy tất yếu là môi trƣờng ngày càng ô nhiễm trầm
trọng.Trong năm 2014, tổng đàn lợn của cả nƣớc có 28,6 triệu con và trung bình
mỗi năm ngành chăn nuôi thải ra 75-85 triệu tấn phân [29]. Với một lƣợng chất thải
lớn nhƣ vậy, ngành chăn nuôi lợn đã gây ra ô nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng và
đặt ra những vấn đề cấp thiết về xử lý nƣớc thải chăn nuôi.
Nguồn nƣớc thải chăn nuôi có chứa nhiều hợp chất hữu cơ, vi khuẩn,virus,
trứng giun sán… Nguồn nƣớc này có nguy cơ gây ô nhiễm các tầng nƣớc mặt, nƣớc

ngầm và trở thành nguyên nhân phát sinh dịch bệnh cho đàn gia súc. Gây ảnh
hƣởng trực tiếp đến năng suất,chất lƣợng sản phẩm chăn nuôi, gây thiệt hại kinh tế
cho ngƣời sản xuất. Đồng thời nƣớc thải chăn nuôi có thể lây lan một số bệnh cho
con ngƣời và ảnh hƣởng đến môi trƣờng xung quanh vì còn chứa nhiều mầm bệnh
nhƣ: Samonella, Leptospira, Clostridium... Bên cạnh đó còn có nhiều loại khí đƣợc
tạo ra bởi hoạt động của vi sinh vật nhƣ NH3, CO2, CH4, H2S, . . .Các loại khí này
có thể gây nhiễm độc không khí và nguồn nƣớc ngầm ảnh hƣởng đến đời sống con
ngƣời và hệ sinh thái.Ví dụ nhƣ sự lắng đọng NH3 trong đất với khả nặng đệm thấp
có thể gây nên axit hóa đất hoặc rút hết các cation cơ bản. NH3 trong không khí
chuồng nuôi đƣợc tích tụ sẽ gây kém thông thoáng, ảnh hƣởng xấu đối với sức khỏe
và năng suất vật nuôi[28]. NH3 có thể tác động xấu lên sức khỏe con ngƣời, dù chỉ ở
mức thấp cũng có thể gây sƣng phổi, sƣng mắt, ảnh hƣởng tới hô hấp và tim mạch.
Chính vì vậy việc thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải chăn nuôi để đảm bảo nƣớc thải


2
sau xử lý đạt tiêu chuẩn quy định là một hoạt động hết sức cần thiết nhằm giảm
thiểu ô nhiễm môi trƣờng và góp phần xây dựng nền chăn nuôi phát triển bền vững.
Thành phần nƣớc thải chăn nuôi chủ yếu là các chất hữu cơ thuận tiện cho
việc xử lý bằng phƣơng pháp sinh học, bên cạnh đó các thành phân vô cơ hoà tan
trong nƣớc thải chăn nuôi là nguồn dinh dƣỡng cho thực vật thủy sinh, do đó sử
dụngphƣơng pháp sinh học để xử lý nƣớc thải chăn nuôi có nhiều ƣu điểm và rất
phù hợp với nƣớc ta. Từ những lý do trên chúng tôi thực hiện đề tài“Xử lý
nước thải chăn nuôi lợn bằng công nghệ dòng chảy phối hợp sử dụng bèo
tây và cỏ Vetiver”.
1.2 Mục đích nghiên cứu
Đánh giá đƣợc hiệu suất xử lý các hợp chất vô cơ của nitơ, phospho, COD
trong nƣớc thải chăn nuôi lợn sau khâu xử lý vi sinh của hệ thống thực vật thủy
sinhphối hợp giữa bèo tây và cỏ Vetiver, qua đó đƣa ra mô hình xử lý thích hợp ứng
dụng cho qui mô lớn hơn.

1.3 Mục tiêu nghiên cứu
-Xác định các chỉ tiêu hoá lý của nƣớc thải chăn nuôi sau quá trình vi sinh để
làm cơ sở cho việc đề xuất các phƣơng án xử lý và lựa chọn phƣơng án khả thi nhất
để tính toán thiết kế.
- Xác định hiệu suất xử lý của hệ thống đối với các chất: Nitơ (các dạng),
Phospho (tổng), COD
- Xác định các thông số vận hành hệ thống để nhằm áp dụng xử lý ở qui mô
lớn (tải lƣợng dòng chảy khác nhau)…
1.4 Ý nghĩa của nghiên cứu
Nghiên cứu đánh giá vai trò của hệ thống thực vật thủy sinh trong việc xử lý
nƣớc thải chăn nuôi lợn sẽ tạo cơ sở cho việc đề xuất các phƣơng án xử lý và lựa
chọn phƣơng án khả thi nhất trong việc góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng.


3

Phần 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Đặc điểm của nƣớc thải chăn nuôi lợn
2.1.1 Nguồn phát sinh
Nƣớc thải chăn nuôi lợn bao gồm nƣớc tiểu, nƣớc vệ sinh chuồng trại, nƣớc
tắm vật nuôi với khối lƣợng nƣớc thải rất lớn. Các chất này đều là những chất dễ
phân hủy sinh học nhƣ carbonhydrate, protein, chất béo…dẫn đến các vi sinh vật
phân hủy làm phát tán mùi hôi thối ra môi trƣờng [9].
2.1.2 Thành phần, tính chất nước thải chăn nuôi
Nƣớc thải chăn nuôi là một loại nƣớc thải đặc trƣng và có khả năng gây ô
nhiễm môi trƣờng cao do có chứa hàm lƣợng cao các chất hữu cơ, cặn lơ lửng, N, P
và vi sinh vật gây bệnh. Theo kết quả điều tra đánh giá hiện trạng môi trƣờng của
Viện Chăn nuôi (2006) tại các cơ sở chăn nuôi lợn có quy mô tập cho thấy đặc điểm
của nƣớc thải chăn nuôi nhƣ sau [2]:

- Các chất hữu cơ: Hợp chất hữu cơ chiếm 70–80% bao gồm
cellulose, protein, amino acid, chất béo, carbonhydrate và các dẫn xuất của chúng,
thức ăn thừa. Các chất vô cơ chiếm 20–30% gồm cát, đất, muối, ure…
- Nitơ và Phospho: Hàm lƣợng N, P trong nƣớc thải tƣơng đối cao do
khả năng hấp thụ kém của vật nuôi.
+ Theo Jongbloes và Lenis (1992), lƣợng nitơ đƣợc vật nuôi ăn vào 100%
có 30% lƣợng nitơ tạo thành sản phẩm cho cơ thể, 70% bài tiết ra ngoài. Theo thời
gian và sự có mặt của oxy mà lƣợng nitơ trong nƣớc tồn tại ở các dạng khác nhau
nhƣ: NH4+, NO2-, NO3-.
+ Trong nƣớc thải chăn nuôi Phospho chiếm tỉ lệ cao, tồn tại ở các dạng
orthophotphate (HPO42-, H2PO4, PO43-), metaphotphate (hay polyphotphate PO43-)
và photphate hữu cơ.
- Sinh vật gây bệnh: Nƣớc thải chăn nuôi chứa nhiều loại vi trùng, virus và
trứng ấu trùng giun sán gây bệnh.Theo nghiên cứu của Nanxera vi trùng gây bệnh


4
đóng dấu Erisipelothris insidiosa có thể tồn tại 92 ngày, Brucella 74 – 108 ngày,
Samonella 6 – 7 tháng...Ngoài ra trong nƣớc thải còn chứa môt lƣợng lớn trứnggiun
sán có thể lan truyền đi rất xa và nhanh khi bị nhiễm vào nƣớc mặt tạo thành dịch
bệnh cho ngƣời và vật nuôi.
Thành phần, đặc tính nƣớc thải chăn nuôi của một số trang trại chăn nuôi tập
trung đƣợc mô tả qua bảng 2.1.
Bảng 2.1 Thành phần nƣớc thải của một số trại tập trung
Chỉ tiêu

Đơn vị

Trại

TTNC Lợn

Trại lợn

Trại Cty

Trại

kiểm tra

Đan Phuợng

Thụy Phƣơng

Tam Điệp

Gia Nam

Hồng Điệp

pH

7,15

7,26

7,08

6,78

6,83

BOD5

mg/l

1339,4

1080,70

882,3

783,4

1221,2

COD

mg/l

3397,6

2224.5

1924,8

1251,6

2824.5

TDS

mg/l

4812,8

4568.44

3949,56

4012,8

4720.4

P_tổng

mg/l

99,4

80.2

69,4

57,4

85.6

N_tổng

mg/l

332,8

280,1

250,9

204,8

275,4

Do đặc tính giàu dinh dƣỡng với khả năng gây ô nhiễm cao, đồng thời chứa
nhiều các mầm bệnh mà vấn đề xử lý nƣớc thải chăn nuôi lợn là vấn đề vô cùng cấp
thiết.Ngày nay, tình trạng thiếu nƣớc đang trở nên ngày càng phổ biến trên toàn thế
giới và nƣớc thải cần đƣợc coi là một nguồn tài nguyên chứ không phải là vấn nạn
cần đƣợc giải quyết. Xu thế hiện nay là tái sử dụng nƣớc thải, tái sử dụng mọi
nguồn nƣớc do con ngƣời và các hoạt động của con ngƣời thải ra. Do vậy, các thông
số của nƣớc thải sau khi xử lý phải phù hợp.
Bảng 2.2 Một vài thông số đặc trƣng đối với chất lƣợng nƣớc[12]
Các thông số

Nƣớc thải

Nƣớc đƣợc chấp nhận sau
xử lý

BOD, mg/l

100 - 250

5 - 15

COD, mg/l

200 - 700

15 - 75

Tổng Nitơ, mg/l

20 - 30

2-5

Tổng Photpho, mg/l

6 - 10

0,2 - 0,6

100 - 400

10 - 25

Chất rắn lơ lửng, mg/l


5
Bảng 2.3 Các thành phần quan trọng của nƣớc thải chăn nuôi liên quan đến

công nghệ xử lý
Thành phần

Ghi chú
Các chất rắn lơ lửng có thể làm tăng khả

Các chất rắn lơ lửng

năng lắng bùn và điều kiện yếm khí khi
thải nƣớc thải không qua xử lý vào môi
trƣờng nƣớc.
Gồm protein, carbonhydrate và chất béo.
Các chất này đƣợc đo bằng chỉ tiêu BOD

Các chất hữu cơ phân hủy sinh học

và COD. Nếu thả trực tiếp vào môi
trƣờng sẽ dẫn đến nguyên nhân gây mùi
và vị.

Các nhân tố gây bệnh

Rất nhiều bệnh có thể lan truyền do các
vi khuẩn gây bệnh có trong nƣớc thải.
Cả N, P và C đều là các chất dinh dƣỡng
chính cho sự phát triển của sinh vật. Khi
thải vào môi trƣờng nƣớc có thể dẫn đến

Các chất dinh dƣỡng

sự phát triển của các sinh vật ngoài ý
muốn trong môi trƣờng nƣớc. Khi thải
chúng với một lƣợng dƣ vào đất sẽ gây ô
nhiễm nƣớc ngầm.

2.2 Tổng quan xử lý nƣớc thải bằng thực vật thủy sinh.
Thực vật thủy sinh là những thực vật sinh trƣởng trong môi trƣờng nƣớc.
Nhiều nghiên cứu cho thấy một số loại thực vật thủy sinh có khả năng xử lý nƣớc
thải nhƣ bèo tây, cỏ Vetiver, thủy trúc,sậy… Hệ thống xử lý bằng thực vật thủy sinh
là một trong những lựa chọn thích hợp phục vụ cho mục đích khôi phục và tái sử
dụng nƣớc thải. Hệ thống này làm ổn định chất thải và xử lý các chất dinh dƣỡng.


6
Sử dụng thực vật hấp thụ các chất dinh dƣỡng và sau đó thu hoạch là một phƣơng
pháp loại bỏ các chất gây ô nhiễm một cách có hiệu quả.
Có 3 nhóm thực vật thủy sinhchính :
- Nhóm thực vật thủy sinh sống chìm (Submergedplant): Loại thực vật thủy
sinh này phát triển dƣới mặt nƣớc và chỉ phát triển đƣợc ở các nguồn nƣớc có đủ
ánh sáng và oxy.Chúng gây nên các tác hại nhƣ làm tăng độ đục của nguồn nƣớc,
ngăn cản sự khuếch tán của ánh sáng vào nƣớc. Do đó loại này không hiệu quả lắm
trong việc xử lý nƣớc thải.
- Nhóm thực vật thủy sinh trôi nổi (Floating plants):Là loại thực vật có bộ rễ
chìm trong nƣớc, còn lá và thân vƣơn lên trên mặt nƣớc nhƣ: lục bình, rau muống,
bèo tấm… Loại thực vật này phát triển không phụ thuộc vào chiều sâu của nƣớc. Rễ
của chúng tạo giá bám cho các vi sinh vật trong xử lý nƣớc thải.
- Nhóm thực vật thủy sinh nửa ngập nước (enmergent plants): Đây là loại
thực vật có rễ bám vào đất và một phần thân ngập nƣớc. Phần rễ bám vào đất ngập
nƣớc, nhận các chất dinh dƣỡng có trong đất, chuyển lên lá trên mặt nƣớc để tiến
hành quá trình quang hợp. Thuộc nhóm này là các loài cỏ nƣớc nhƣ cây Sậy

(Phragmites) và các loài lúa nƣớc. Việc làm sạch môi trƣờng nƣớc đối với các loài
thực vật này chủ yếu là phần lắng ở đáy lƣu vực nƣớc. Những vật chất lơ lửng
thƣờng ít hoặc không đƣợc chuyển hoá [10.11].
2.2.1.Vai trò của thực vật thủy sinh trong xử lý nước thải.
Hiệu quả xử lý ô nhiễm của một số loài thực vật thủy sinh và tảo đã đựơc
kiểm chứng trong các điều kiện thí nghiệm và cho thấy chúng có tiềm năng trong
xử lý nƣớc ô nhiễm [5]
Một số vai trò chủ yếu của thực vật thủy sinh [25]:
- Làm giá thể cho vi sinh vật sinh sống. Cơ chế quan trọng để thực vật thủy
sinh loại bỏ các hợp chất vô cơ N, Pđó là sự phối hợp chặt chẽ giữa thực vật thủy
sinh và các sinh vật khác (động vật phù du, vi khuẩn, vi nấm, động vật nguyên sinh,
…) Vi sinh vật tham gia trực tiếp vào quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ và tạo
nguyên liệu dinh dƣỡng (N, P và các khoáng chất khác…) cho thực vật sử dụng.


7
- Thân và lá ở mặt nƣớc hoặc phía trên mặt nƣớc của thực vật thủy sinh hấp
thụ ánh sáng mặt trời do đó ngăn cản sự phát triển của tảo, qua đó hạn chế đƣợc sự
dao động lớn của pH và lƣợng ôxy hoà tan giữa ban ngày và ban đêm.
- Chuyển hoá nƣớc và chất ô nhiễm. Thực vật hấp thu các chất và ion gây ra
ô nhiễm vào trong cơ thể của chúng. Trong quá trình xử lý, các chất có tiềm năng
gây ô nhiễm có thể ở trạng thái không hoạt động qua sự trao đổi, kết tủa, tích tụ, oxi
hoá và sự biến đổi các ion.
- Cung cấp lớp đất và lớp trầm tích mới: Theo thời gian, một lớp giống nhƣ
bùn đƣợc tich tụ dần trên mặt nền đáy. Các chất này đôi khi tạo ra một lớp đất hoặc
trẩm tích lắng đọng mới, chứa cặn bã thực vật, sản phẩm từ quá trình trao đổi chất
của vi sinh vật và phần chậm hoặc không giải của chất rắn đƣợc thực vật giữ
lại.Thân và lá của thực vật nửa ngập nƣớc và rễ của thực vật nổi nhƣ là một lớp
ngăn chặn một số chất lơ lửng. Bởi vậy, thực vật tạo điều kiện cho sự phân huỷ các
chất hữu cơ bằng cách kéo dài thời gian cho quá trình biến đổỉ sinh hoá...

2.2.2.Cơ chế loại bỏ chất ô nhiễm của thực vật thủy sinh
- Nitơ: Đƣợc loại bỏ thông qua sự hấp thu thƣờng xuyên, bay hơi amoniac và
nitrat hóa-khử nitrat. Các vi sinh vật nitrat phát triển mạnh ở bộ rễ - nơi cung cấp oxy:
+ Quá trình nitrat hóa: xảy ra trong nƣớc khi nồng độ oxy hòa tan đủ cung
cấp cho hoạt động của vi khuẩn nitrat hóa. Các điều kiện này thƣờng đƣợc tạo ra
khi mật độ cây trồng thấp và che phủ một phần trên bề mặt nƣớc.
+ Quá trình khử nitrat: Khi mật độ cây tăng, oxy khuếch tán vào trong nƣớc
bị hạn chế, oxy hòa tan trong nƣớc giảm. Ngoài ra, thực vật bao phủ trên mặt nƣớc
ngăn chặn dự phát triển của tảo bằng cách ngăn chặn ánh sáng mặt trời tới nƣớc,
dẫn đến những khu vực thiếu oxy tạo điều kiện thuận lợi cho sự khử nitrat ở lớp bùn
đấy nếu có đủ nguồn cacbon.
Hiện nay, các nhà nghiên cứu vẫn chƣa đạt đƣợc sự thống nhất về tầm quan
trọng của các cơ chế khử nitơ nhƣ trên. Đặc biệt với hai cơ chế nitrat hoá/ khử nitrat
và sự hấp thụ của thực vật là vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu [6].


8
- Phospho: Có thể đƣợc loại bỏ bằng sự đồng hóa của vi khuẩn, sự hấp thu
của thực vật, sự hấp phụ lên đất...Tƣơng tự nhƣ quá trình loại bỏ Nitơ,vai trò của
thực vật trong việc loại bỏ Phospho vẫn còn là vấn đề tranh cãi.
2.2.3. Ưu và nhược điểm khi sử dụng thực vật thủy sinh trong xử lý nước thải
* Ƣu điểm
Ngày nay, sử dụng thực vật thủy sinh trong xử lý nƣớc thải và nƣớc ô nhiễm
đã đƣợc áp dụng rộng rãi. Từ kết quả các nghiên cứu và ứng dụng trên nƣớc đã đƣa
ra những ƣu điểm khi sử dụng thực vật thủy sinh trong xử lý nƣớc thải nhƣ sau:
- Chi phí cho toàn bộ quá trình xử lý bằng thực vật thủy sinh thấp. Phù hợp
với những đất nƣớc còn khó khăn về kinh tế nhƣ nƣớc ta.
- Quá trình công nghệ trong xử lý không phức tạp.
- Hiệu quả xử lý ổn định đối với nhiều loại nƣớc ô nhiễm thấp.
- Sử dụng thực vật thủy sinh trong xử lý nƣớc thải không tiêu tốn nhiều năng

lƣợng, thậm chí có trƣờng hợp không cần năng lƣợng. Do đó,ứng dụng thực vật thủy
sinh trong xử lý nƣớc thải ở những vùng còn khó khăn có thể thực hiện dễ dàng.
- Ngoài khả năng xử lý nƣớc thải, sinh khối tạo ra sau quá trình xử lý có thể
ứng dụng vào nhiều mục đích khác nhau nhƣ: làm thức ăn trong chăn nuôi (bèo
tây), làm nguyên liệu cho thủ công mỹ nghệ (cỏ Vetiver)...[13]
- Xử lýđƣợc nhiều tác nhân gây ô nhiễm.
- Thân thiện với môi trƣờng.
* Nhƣợc điểm
- Tốn nhiều diện tích. Thực vật cần một diện tích thích hợp để có thể tiếp xúc
trực tiếp với ánh sáng, sử dụng vào quá trình quang hợp từđó ảnh hƣởng tới hiệu
quả xử lý nƣớc thải. Do đó việc ứng dụng thực vật thủy sinh trong xử lý nƣớc thải
ởđô thị rất khó khăn.
- Khả năng chống chịu kém đối với nồng độ các chất ô nhiễm cao trong nƣớc thải.
- Thƣờng đƣợc đặt sau hệ thống xử lý cơ học, lý hóa.


9
2.2.4.Các mô hình công nghệ sử dụng thực vật thủy sinh trong xử lý nước ô thải,
nước ô nhiễm
Công nghệ sử dụng thực vật trong xử lý nƣớc thải đƣợc gọi là “Constructed
Wetland” hay còn gọi là công nghệ đất ngập nƣớc. Công nghệ Wetland đƣợc áp
dụng tại Mỹ và Châu Âu khoảng 100 năm nay nhƣng gần đây thì công nghệ này đã
đƣợc biết đến ở cả Châu Á và Châu Úc.
Theo định nghĩa của công ƣớc RAMSAR về đất ngập nƣớc: “Đất ngập nƣớc là
các vùng đầm lầy, than bùn hoặc vùng nƣớc tự nhiên hay nhân tạo, có nƣớc thƣờng
xuyên hay tạm thời, nƣớc đứng hay nƣớc chảy, nƣớc ngọt, nƣớc lợ hay nƣớc mặn, kể
cả các vùng nƣớc ven biển có độ sâu không quá 6m khi thuỷ triều thấp đều là các
vùng đất ngập nƣớc”[4].
Có 2 loại đất ngập nƣớc đó là đất ngập nƣớc tự nhiên và đất ngập nƣớc nhân
tạo. Trong đó, hệ thống đất ngập nƣớc tự nhiên là hệ thống đƣợc thiết kế và xây dựng

nhằm tận dụng các quá trình tự nhiên kết hợp với sử dụng đất, thảm thực vật ngập
nƣớc và hệ vi sinh vật để xử lý nƣớc thải. Ƣu điểm so với hệ đất ngập nƣớc tự nhiên:
- Hệ đất ngập nƣớc nhân tạo đƣợc kiểm soát tốt hơn. Từ đó tạo cơ sở cho việc
thiết lập các hệ thống xử lý thử nghiệm với hàm lƣợng chất ô nhiễm, loại thực vật và
kiểu dòng chảy khác nhau.
- Lựa chọn vị trí, đa dạng về kích thƣớc.
- Tải thủy lực và thời gian lƣu đƣợc kiểm soát chặt chẽ.
Với những ƣu điểm vƣợt trội hơn, hiện nay thƣờng sử dụng hệ thống đất ngập
nƣớc nhân tạo trong xử lý nƣớc thải.
Sử dụng hệ thống đất ngập nƣớc trong xử lý nƣớc thải có 3 dạng công nghệ chính:
2.2.4.1.Hệ thống dòng chảy bề mặt ( Free water surface constructed wetlands)
Những hệ thống này thƣờng gồm có: lƣu vực chứa nƣớc, hoặc các kênh dẫn
nƣớc, với lớp lót bên dƣới để ngăn sự rò rỉ nƣớc, đất hoặc các lớp lọc thích hợp
khác hỗ trợ cho thực vật nổi. Dòng nƣớc thải chảy ngang trên bề mặt. Lớp nƣớc
nông, tốc độ dòng chảy chậm và sự có mặt của thân cây quyết định dòng chảy và
đặc biệt trong các mƣơng dài và hẹp, bảo đảm điều kiện dòng chảy nhỏ.


10

2.2.4.2.Hệ thống dòng chảy ngầm ( subsurface flow wetlands)
Đất ngập nƣớc với hệ thống dòng chảy ngầm đƣợc chia làm 2 loại theo hƣớng
dòng chảy nƣớc thải vào chiều ngang và thẳng đứng. Hệ thống dòng chảy ngầm
theo dòng chảy ngang xử lý tốt chất hữu cơ và chất rắn lơ lửng. Tuy nhiên, khả
năng xử lý các chất dinh dƣỡng lại thấp do điều kiện thiếu oxy dẫn đến không cho
phép nitrat hóa amoni, từ đó khả năng xử lý nitơ bị hạn chế.
2.2.4.3.Công nghệ dòng chảy phối hợp
Để nghiên cứu và ứng dụng tốt các công nghệ sử dụng thực vật thủy sinh,
ngƣời ta phải đánh giá đƣợc đặc điểm sinh học, tính chống chịu cũng nhƣ khả năng
loại bỏ chất gây ô nhiễm của từng loài. Mặt khác, việc tối ƣu hoá các phƣơng pháp

nuôi trồng cũng nhƣ đi sâu nghiên cứu quá trình sinh hoá diễn ra trong cây, sự
chuyển vận các chất là những tiền đề quan trọng góp phần nâng cao hiệu quả xử lý
ô nhiễm của thực vật thủy sinh.
Để phát huy tối đa những ƣu điểm của mỗi hệ và nâng cao hiệu quả xử lý
nƣớc thải ngƣời ta thƣờng sự dụng hệ thống kết hợp với những loại thực vật và kiểu
dòng chảy khác nhau.
2.2.5. Bèo tây và khả năng xử lý nước thải.
Bèo tây (tên khoa học: Eichhornia crassipes Solms) còn đƣợc gọi là lục
bình, bèo Nhật Bản, thân thảo, sống nổi theo dòng nƣớc hoặc trong các ao tù, kênh
rạch, thuộc chi Eichhornia của họ Pontederiaceae.
Bèo tây là thực vật thủy sinh nƣớc ngọt, lá xanh và bóng, tròn, hoa mọc thành
cụm. Cuống lá nhiều lỗ hổng giúp cây nổi trên mặt nƣớc. Kích thƣớc tùy thuộc vào
môi trƣờng sống.
Từ những năm 1970, các nghiên cứu về khả năng xử lý nƣớc thải ở bèo tây đã
đƣợc tiến hành ở Mỹ. Các nghiên cứu cho thấy bèo tây có khả năng loại bỏ BOD,
TSS rất hiệu quả, ngoài ra còn hiệu quả trong loại bỏ N, P, Na, K, Ca, Mg và một số
khoáng chất khác.
Theo nghiên cứu gần đây về khả năng xử lý nƣớc thải của bèo tây, hàm lƣợng
amoni sau khoảng thời gian một vài ngày đầu thí nghiệm đã giảm nhanh từ 100,383


11
mg/lít xuống còn 6,560 mg/lít, nhu cầu oxy hóa học (COD) đã giảm khá nhanh,
khoảng từ 60 đến 70% sau 25 ngày, còn hàm lƣợng BOD đã giảm gần 9 lần [3].
Ngoài ra, một số thí nghiệm đã chứng tỏ rằng 1ha mặt nƣớc thả bèo tây có thể làm
sạch đến 3 tấn nƣớc thải mỗi ngày. Cụ thể, nó có thể hút đƣợc 34kg Na, 22kg Ca,
17 kg P, 4kg Mn, 2,1kg Phenol, 89g Hg, 104g Al, 297g kẽm, 321g Stronti,...trong
24 giờ.Nó còn có khả năng hút và tích lũy kẽm rất mạnh. Thí nghiệm thả bèo tây
trong một chậu nƣớc bẩn chứa 10mg kẽm/1 lít, trong 38 ngày lƣợng kẽm tích lũy
trong cơ thể nó cao hơn thực vật thông thƣờng 133% [30].

Bèo tây sinh trƣởng rất mạnh, đƣợc xếp là một trong 10 loài cây có tốc độ sinh
trƣởng mạnh nhất thế giới. Tỷ lệ tăng trƣởng của bèo tây khoảng 10,33- 19,15
kg/ha/ngày [17,19]. Chúng có khả năng tăng gấp đôi sinh khối trong vòng 14 ngày
[23]. Trong điều kiện bình thƣờng, bèo tây có thể bao phủ mặt nƣớc với mật độ
10kg/m2, mật độ tối đa có thể đạt đƣợc là 50kg/m2[24]. Sự tăng trƣởng nhanh chóng
của bèo tây đƣợc coi là một lợi thế trong xử lý nƣớc thải.
Tốc độ sinh trƣởng của bèo tây phụ thuộc vào mật độ, nguồn dinh dƣỡng trong
nƣớc thải và điều kiện khí hậu. Do đó, tốc độ sinh trƣởng của bèo tây và thành phần
dinh dƣỡng trong nƣớc thải có ảnh hƣởng trực tiếp đến hiệu suất của quá trình xử
lý. Năng suất cao (tốc độ hấp thụ chất dinh dƣỡng cao) chỉ xảy ra khi mật độ đƣợc
duy trì từ 500-2000 g/m2...[8]
2.2.6. Cỏ Vetiver và khả năng xử lý nước thải
Cỏ Vetiver tên khoa học Vetiveria zizanioides L. thuộc họ Graminae, họ phụ
Panicoideae, tộc Andropogoneae.
* Đặc điểm hình thái [13]
- Cỏ Vetiver có bộ rễ đồ sộ, rất phát triển, mọc rất nhanh và ăn rất sâu, trong
12 tháng đã có thể ăn sâu tới 3,6m trên đất tốt. Do có bộ rễ ăn sâu nên cỏ Vetiver
chịu hạn rất khỏe, có thể hút độ ẩm từ tầng đất sâu bên dƣới, và xuyên qua các lớp
đất bị lèn chặt, qua đó giảm bớt lƣợng nƣớc thải thấm xuống quá sâu.
- Phần lớn các sợi rễ trong bộ rễ khổng lồ của nó lại rất nhỏ và mịn, đƣờng
kính trung bình chỉ khoảng 0,5-1,0mm, tạo nên một bầu rễ rất lớn, rất thuận lợi cho


12
sự phát triển của vi khuẩn và nấm, là điều kiện cần thiết để hấp thụ và phân hủy các
chất gây ô nhiễm nhƣ nitơ v.v.
- Thân cỏ mọc thẳng đứng, rất cứng, có thể đạt tới 3m chiều cao, nếu trồng
dày thì chúng tạo thành hàng rào sống, kín nhƣng vẫn thoáng, khiến nƣớc chảy
chậm lại và hoạt động nhƣ một màng lọc, giữ lại bùn đất.
* Đặc điểm sinh lý

- Cỏ Vetiver có sức chịu đựng đối với sự biến động khí hậu cực kỳ lớn nhƣ
hạn hán kéo dài, lũ lụt, ngập úng. Khả năng chịu ngập úng kéo dài đến 45 ngày ở
luồng nƣớc sâu 0,6-0,8 m và chịu đƣợc biên độ nhiệt từ -100C đến 480C [14].
- Cỏ Vetiver có thể thích nghi với đất có độ chua, độ mặn, độ phèn cao, có
hàm lƣợng Na và Mg cao
- Cỏ Vetiver có thể hấp thụ một lƣợng lớn N và P hòa tan trong nƣớc thải.
- Cỏ Vetiver có thể chịu nồng độ thuốc trừ sâu, thuốc trừ cỏ cao.
- Cỏ Vetiver có thể phân hủy một số hợp chất hữu cơ liên quan với thuốc trừ
sâu, thuốc trừ cỏ.
- Cỏ Vetiver có khả năng phục hồi rất nhanh sau khi bị ảnh hƣởng của hạn
hán, giá lạnh, cháy, nhiễm mặn và những điều kiện bất thuận khác sau khi những
điều kiện này kết thúc.
Do hiểu quả cao trong xử lý nƣớc thải, đơn giản và kinh tế nên hiện nay sử
dụng cỏ Vetiver trong xử lý nƣớc thải đƣợc áp dụng rộng rãi ở nhiều nƣớc trên thế
giới, trong đó có Việt Nam.
2.3.Các nghiên cứu trong và ngoài nƣớc về xử lý nƣớc thải bằng thực vật
thủy sinh
2.3.1. Các nghiên cứu của các nước trên thế giới
Trên thế giới, các nghiên cứu về hệ thống xử lý nƣớc thải bằng thực vật thủy
sinh đã đƣợc nghiên cứu và ứng dụng từ rất lâu. Việc sử dụng thực vật thủy sinh
trong xử lý nƣớc thải sinh hoạt và nƣớc thải công nghiệp đã đƣợc đề xuất bởi Boyd
(1968), Wolverton và Mc Donald (1979), Paverly (1983), Oron et al (1986), Sutton
và Orones (1975), Reddy (1983), Shukla và Tripathi et al (1990) [26].


13
Từ những năm 1970, các nghiên cứu về khả năng xử lý nƣớc thải của bèo tây
đã đƣợc tiến hành ở Mỹ. Theo EL- Gendy và cộng sự (2006) : rễ bèo tây hấp thụ rất
mạnh Cr, tiếp đến Cu và Cd, và kém nhất là Pb và Ni. Theo Olivera và cộng sự
(2001) bèo tây có thể hấp thu 80% Cd trong rễ khô. [21]

Một số nƣớc phát triển nhƣ Mỹ, Pháp, Nhật Bản, Đức, Hàn Quốc,… đã khai
thác thành công nhƣng ƣu diểm của thực vật thủy sinh để phát triển các công nghệ
xử lý nƣớc ô nhiễm. Từ những năm 1980, có rất nhiều các cơ sở xử lý nƣớc ô nhiễm
tại các bang của Mỹ sử dụng loài thực vật nổi và hệ thống ổn định trong khâu cuối
của quá trình xử lý. Đến năm 2006, chỉ riêng Mỹ, Canada đã có hàng ngàn hệ thống
xử lý nƣớc ô nhiễm (thành phố, khu công nghiệp, khai thác mỏ…) bằng công nghệ
sử dụng thực vật thủy sinh đang hoạt động. Phƣơng pháp xử lý ô nhiễm hữu cơ tại
vùng rễ của một số loài thực vật thủy sinh đã đƣợc nghiên cứu và triển khai có hiệu
quả tại Nhật Bản, Đức. Tại Pháp đến năm 1993 đã có tới 2600 trạm xử lý nƣớc ô
nhiễm kết hợp sử dụng ao ổn định. Tại Thuỵ Điển đến năm 2002, diện tích đất sử
dụng cho loại hình công nghiệp này đã là 2350 ha, còn Đan Mạch đến năm 2004
con số này đã là 3200ha.
Ở Trung Quốc, chất dinh dƣỡng và kim loại nặng thải ra từ các trại lợn là những
chất chủ yếu nhất gây ô nhiễm nguồn nƣớc, với nồng độ N, P và cả Cu, Zn vốn rất
cao trong thức ăn tăng trọng. Kết quả thử nghiệm cho thấy, cỏ Vetiver có khả năng
làm sạch nƣớc thải rất cao. Nó có thể hấp thụ và lọc Cu và Zn tới trên 90%; As và N
tới trên 75%; Pb trong khoảng 30-71% và P trong khoảng 15-58% [20].
Ở Australia, 5 hàng cỏ Vetiver đã đƣợc tƣới ngầm bằng nƣớc thải lấy từ hố ga
ở nhà vệ sinh ra. Khi cỏ Vetiver đƣợc 5 tháng tuổi, lƣợng Nitơ tổng trong nƣớc
thấm ngầm qua 2 hàng cỏ đã giảm 83%, và sau 5 hàng cỏ đã giảm tới 99%. Tƣơng
tự nhƣ vậy, hàm lƣợng Phốt pho tổng cũng giảm lần lƣợt 82% và 85% [13].
2.3.2. Các nghiên cứu tại Việt Nam.
Tại Việt Nam, công nghệ xử lý nƣớc thải bằng thực vật thủy sinh có tiềm năng
rất lớn và rất phù hợp với điều kiện của nƣớc ta về cả điều kiện khí hậu cũng nhƣ
hiệu quả kinh tế.


14
Các nghiên cứu mới đây nhƣ “Xử lý nƣớc thải sinh học bằng bãi lọc ngầm
trồng cây dòng thẳng đứng trong điều kiện Việt Nam” của trung tâm kĩ thuật môi

trƣờng đô thị và khu công nghiệp (trƣờng Đại học xây dựng Hà Nội); “Xây dựng
mô hình hệ thống đất ngập nƣớc nhân tạo để xử lý nƣớc thải sinh hoạt tại các xã
Minh Nông, Bến Gót, Việt Trì” của trƣờng Đại học Quốc gia Hà Nội đã cho thấy có
thể áp dụng hiệu quả phƣơng pháp này trong điều kiện của Việt Nam [32,33].
Năm 2003 các nhà khoa học thuộc Viện Hóa Học, Viện Công nghệ Sinh học
thuộc Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam đã tiến hành nghiên cứu phƣơng pháp
dùng bèo tây để xử lý nƣớc rò từ bãi rác. Kết quả cho thấy nếu kết hợp với quá trình
tiền xử lý hóa học đơn giản nhƣ keo tụ, trộn vôi và sục CO2 hoặc sau giai đoạn tự
phân hủy hiếu khí, nƣớc rò từ bãi rác đƣợc pha loãng để giảm hàm lƣợng amoni
xuống còn khoảng 100 mg/lít thì khả năng sử dụng bèo tây để xử lý chất lƣợng
nƣớc thải nhằm đạt tiêu chuẩn cho phép là hoàn toàn khả thi [35].
Theo Lâm Ngọc Thụ và Đào Văn Bẩy (2005) “Nghiên cứu khả năng chịu pH
và nồng độ ion amoni của bèo tây” đã cho thấy giá trị pH và hàm lƣợng ion amoni
có ảnh hƣởng đến sinh trƣởng và phát triển của bèo tây.[15]
Theo Phạm Văn Đức (2005), khi nghiên cứu sử dụng bèo tây (Eichhornia
crassipes (Mart) Solms và bèo cái (Pistia Stratiotes L) để xử lý nƣớc thải từ chế
biến thuỷ sản đã thấy rằng: bèo tây sinh trƣởng tốt trong môi trƣờng có nồng độ
COD từ 250mg/l đến 750mg/l. Trong thí nghiệm theo mẻ, bèo tây có thể loại bỏ
89,9% - 93,22% COD, 93.38%- 96,84% T-N và 82,55%- 81,94%. Trong quy trình
xử lý nƣớc thải chế biến thủy sản bằng bèo tây ở quy mô pilot, hiệu suất làm sạch
của bèo tây là 78,50% với COD, 33,43% với T-N và 44,47% với T-P. [5]
Năm 2007, trong công trình nghiên cứu:“Nghiên cứu sử dụng các loài thực vật
thủy sinh điển hình cho xử lý nƣớc thải công nghiệp chứa kim loại nặng và nƣớc
thải công nghiệp chế biến thực phẩm”,TS. Trần Văn Tựa và cộng sự- Viện Công
nghệ môi trƣờng, Viện nghiên cứu khoa học và công nghệ Việt Nam đã chỉ ra rằng
bèo tây có khả năng chịu mức độ ô nhiễm hữu cơ cao. Bèo sinh trƣởng bình thƣờng


15
trong môi trƣờng có nồng độ N- NH4+ từ 40mg/l đến 120mg/l và nồng độ P-PO43- từ

10mg/l đến 60mg/l [16].
Nghiên cứu ở Việt Nam đã cho thấy cỏ Vetiver có tiềm năng rất lớn trong xử
lý nƣớc thải. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng cỏ Vetiver đạt hiệu suất xử lý khá cao đến
91% đối với nitrogen và 85% đối với phosphorua [1]
Ở Việt Nam, bƣớc đầu đã có một số thử nghiệm tại một nhà máy chế biến hải
sản để xác định thời gian cần thiết giữ nƣớc thải ở đồng cỏ Vetiver nhằm tiêu giảm
nitrat và phosphate xuống tới nồng độ dƣới tiêu chuẩn cho phép. Kết quả phân tích
cho thấy, hàm lƣợng Nitơ tổng trong nƣớc thải giảm 88% sau 48 giờ và giảm 91%
sau 72 giờ, hàm lƣợng Phospho tổng giảm 80% sau 48 giờ và 82% sau 72 giờ. Tổng
lƣợng N và P bị tiêu giảm sau 48 giờ và 72 giờ xử lý không khác nhau nhiều [18].


16

Phần 3
ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu
3.1.1.1. Bèo tây
Bèo tây dùng trong thí nghiệm đƣợc lấy từ ao tự nhiên khu vực Cổ Nhuế (Từ
Liêm, Hà Nội). Sau khi lấy về, bèo đƣợc nuôi trong nƣớc có bổ sung môi trƣờng
thủy canh trong vài ngày rồi chọn những cây tƣơi, có hệ rễ phát triển, không sâu
bệnh để đặt hệ thống.
3.1.1.2. Cỏ Vetiver
Cỏ Vetiver đƣợc lấy từ trại cây khu vực Cổ Nhuế (Từ Liêm, Hà Nội). Sau khi
lấy về, cỏ Vetiver đƣợc nuôi trong môi trƣờng nƣớc có bổ sung môi trƣờng thủy
canh một thời gian để cây thích nghi dần với điều kiện mới. Những cây tƣơi, có sức
sống tốt, hệ rễ phát triển, không bị sâu bệnh đƣợc chọn làm thí nghiệm.
3.1.1.3. Nước thải

Nƣớc thải dùng trong thí nghiệm là nƣớc thải sau xử lý kỵ khí tại Trung tâm
nghiên cứu lợn Thụy Phƣơng (Viện Chăn nuôi)
Bảng 3.1.Thành phần cơ bản nƣớc thải sau xử lý kỵ khí bằng hầm biogas tại
Trung tâm nghiên cứu lợn Thụy Phƣơng (Viện Chăn nuôi)
Đơn vị

STT

Chỉ tiêu phân tích

Giá trị

1

pH

2

TSS

mg/l

5460 – 9450

3

COD

mg/l

775,53 – 1985,98

4

NO3-

mg/l

0,65 –1,68

5

NH4+

mg/l

703,82 – 892,11

6

PO43-

mg/l

46,32 – 84,87

7

N-tổng

mg/l

744,59 – 1114,24

8

P-tổng

mg/l

50, 04 –115, 24

7,83 – 8,20