Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi bằng cây thủy trúc (Cyperusinvolucratus)

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

KHOA MÔI TRƯỜNG

BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Tên đề tài: Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi
bằng cây thủy trúc (Cyperusinvolucratus)

Thuộc nhóm ngành khoa học: Môi trường

HÀ NỘI – 05/2017


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

KHOA MÔI TRƯỜNG

BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Tên đề tài: Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi
bằng cây thủy trúc (Cyperusinvolucratus)
Thuộc nhóm ngành khoa học: Môi trường

Nhóm sinh viên thực hiện

: Nguyễn Thị Hoài Thu – ĐH4KM
Vũ Hoa Ngọc Linh – ĐH4KM
Trần Minh Lộc – ĐH5M5
Lê Việt Sơn – ĐH5M5
Nguyễn Thị Vui – ĐH5M5

Lớp

: ĐH4KM và ĐH5M5

Giảng viên hướng dẫn

: ThS. Lê Thu Thủy
TS. Mai Văn Tiến

HÀ NỘI – 05/2017


LỜI CẢM ƠN
Đề tài “Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi bằng cây thủy trúc
(Cyperusinvolucratus)”được hoàn thành tại Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường
Hà Nội. Trong quá trình nghiên cứu, ngoài sự nỗ lực phấn đấu của bản thân, nhóm
thực hiện đề tài chúng em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo, cô giáo
và bạn bè.
Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Mai Văn Tiến và ThS.Lê Thu Thủy,
Trường Đai học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã tận tình hướng dẫn chúng em
thực hiện và hoàn thành đề tài này.
Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Phòng thí nghiệm –
khoa Môi Trường – Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã tạo điều
kiện thuận lợi về cơ sở vật chất, để chúng em nghiên cứu thực hiện các nội dung của
đề tài.
Xin cảm ơn ban lãnh dạo Khoa, các thầy cô giáo khoa Môi Trường, Trường Đại
học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã nhiệt tình giúp đỡ, hướng dẫn chúng em
trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Xin bày tỏ sự cảm ơn sâu sắc đến bạn bè đã có những ý kiến đóng góp cho chúng

tôi hoàn chỉnh đề tài.
Cuối cùng, chúng em xin cảm ơn tấm lòng của những người thân yêu trong gia
đình, bố mẹ luôn động viên, cổ vũ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho chúng em trong
quá trình học tập!
Hà Nội, ngày 09 tháng 05 năm 2017
Nhóm sinh viên thực hiện:

DH4KM & DH5M5


MỤC LỤC


DANH MỤC CHỮ VIẾT TĂT
BTNMT:

Bộ Tài nguyên và Môi trường

COD:

Nhu cầu oxi hóa học

GC/MS:

Phương pháp kết hợp sắc kí khí với khối phổ kế

HPLC:

Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao

MT:

Môi trường

NG:

Nitroglyxerin

TCVN:

Tiêu chuẩn Việt Nam

QCVN:

Quy chuẩn Việt Nam


DANH MỤC HÌNH


DANH MỤC BẢNG


THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
1. Thông tin chung:
Tên đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi bằng cây thủy trúc
(Cyperusinvolucratus)”
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Hoài Thu – ĐH4KM
Vũ Hoa Ngọc Linh – ĐH4KM
Trần Minh Lộc – ĐH5M5

Lê Việt Sơn – ĐH5M5
Nguyễn Thị Vui – ĐH5M5
Lớp:

DH4KM & DH5M5

Năm thứ: 2 và 3

Khoa: Môi trường
Số năm đào tạo: 4 năm

Giáo viên hướng dẫn:ThS.Lê Thu Thủy và TS. Mai Văn Tiến
2. Mục tiêu đề tài:
- Đánh giá khả năng hấp thụ hàm lượng tổng Nitơ, tổng Photphot, Photphat,
Amoni, COD trong nước thải chăn nuôi của cây Thủy trúc trong môi trường phòng thí
nghiệm.
3. Tính mới và sáng tạo:
Tìm hiểu thêm về thực vật thủy sinh có khả năng làm giảm độ phú dưỡng trong
nước. Có thể áp dụng trên thực tế ở những vùng nông thôn và thành phố nơi chứa
nhiều nguồn thải chăn nuôi góp phần bảo vệ môi trường sống.
4. Kết quả nghiên cứu:
Đề tài đã đánh giá được hiện trạng môi trường nước mặt của ao nước thải chăn
nuôi. Đánh giá hiệu quả xử lý nước ô nhiễm từ việc trồng cây thủy trúc


Kết quả nghiên cứu của đề tài được đối chiếu với:
- QCVN 62-MT: 2016/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chăn
nuôi
5. Đóng góp về mặt kinh tế - xã hội, giáo dục và đào tạo, an ninh, quốc phòng và khả
năng áp dụng của đề tài:

Là một trong những phương pháp đơn giản, dễ làm, chi phí thấp, có thể áp dụng
rộng rãi trong thực tiễn.
6. Công bố khoa học của sinh viên từ kết quả nghiên cứu của đề tài (ghi rõ tên tạp chí
nếu có) hoặc nhận xét, đánh giá của cơ sở đã áp dụng các kết quả nghiên cứu (nếu có).
Ngày 26 tháng 04 năm 2017
Sinh viên chịu trách nhiệm chính thực hiện đề tài
(Ký và ghi rõ họ tên)


Nhận xét của người hướng dẫn về những đóng góp khoa học của sinh viên thực
hiện đề tài:
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………
Hà Nội, ngày 11 tháng 04 năm 2017
Xác nhận của trường đại học
(ký tên và đóng dấu)

Người hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)

MỞ ĐẦU
Vấn đề ô nhiễm môi trường giờ đây đã trở thành một chủ đề nóng trên toàn thế
giới và ngay cả ở Việt Nam. Sự phát triển kinh tế và dân số luôn tăng không ngừng đã
trở thành một gánh nặng đến môi trường. Một trong những loại môi trường chịu tác
động lớn nhất của sự phát triển ấy là môi trường nước. Nguyên nhân chính gây ô
nhiễm môi trường nước ở các đô thị tại Việt Nam là quá trình công nghiệp hóa và đô
thị hóa quá nhanh cộng thêm với sự gia tăng dân số, hệ thống xử lý nước thải còn chưa
triệt để, lạc hậu và nhiều bất cập. Còn ở nông thôn, hiện nay Việt Nam có hơn 70%
dân số đang sinh sống ở nông thôn là nơi cơ sở hạ tầng còn lạc hậu, phần lớn các chất
thải của con người và gia súc không được xử lý nên thấm xuống đất hoặc bị rửa trôi,
làm cho tình trạng ô nhiễm nguồn nước về mặt hữu cơ và vi sinh vật ngày càng cao.
Việc xử lý nước thải vùng nông thôn, đặc biệt là nước thải chăn nuôi hiện nay
chưa được chú trọng bởi vì do địa phương thiếu kinh phí, vấn đề môi trường ở đây
chưa được quan tâm đúng mức và do nguồn phát thải của các nông hộ chăn nuôi này
nhỏ lẻ rất khó kiểm soát. Mặt khác, việc xây dựng và duy trì các nhà máy xử lý nước
thải bằng phương pháp hóa học, cơ học rất tốn kém. Vì vậy, xử lý nước thải bằng thực
vật thủy sinh là một phương án khá tối ưu vì phương pháp này đang được phát triển
mạnh mẽ vì sự thân thiện với môi trường và điều kiên tự nhiên, kinh tế xã hội ở nông
thôn.
Xuất phát từ thực tế trên, chúng em đề xuất ra ý tưởng sử dụng cây thủy trúc
(Cyperusinvolucratus) để xử lý nước thải chăn nuôi của các hộ gia đình. Cây thủy trúc
thường được biết đến thủy sinh để trang trí nhà cửa, sân vườn, hồ nước; và gần đây là
công dụng lọc và làm sạch môi trường nước của nó. Trong những chậu cảnh, bể cá,…
trồng thủy trúc thì độ đục trong nước giảm hẳn nước không có mùi hôi. Điều đó đã mở
ra một hướng nghiên cứu mới về khả năng của cây thủy trúc có thể xử lý nước thải
được hay không? Nhóm nghiên cứu chúng em muốn đi theo một hướng đó là khả năng
hấp thụ tổng Nitơ, tổng Photphot, Photphat, Amoni, CODcủa loại cây này. Và địa điểm
thực hiện lấy mẫu để trồng thử nghiệm ở quy mô phòng thí nghiệmao nước thải chăn
nuôi của Viện chăn nuôi Thụy Phương(Tân Phong, Thụy Phương, Bắc Từ Liêm, Hà

Nội).

11


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
1.1.

Nước thải chăn nuôi gia súc, gia cầm và yêu cầu xử lý:
Chất thải do chăn nuôi tồn tại ở dạng rắn và dạng lỏng, bao gồm: phân, thức ăn

rơi vãi, nước tiểu, nước rửa chuồng trại… và khí thải chăn nuôi thải ra. Lượng thải còn
phụ thuộc vào các điều kiện khác như chủng loại, giống, chế độ dinh dưỡng, cách vệ
sinh chuồng trại…
Bảng 1.1: Lượng phân gia súc, gia cầm thải ra hằng ngày trên phần trăm tỷ trọng
cơ thể[7](2006)
Loại gia súc
Heo
Bò sữa
Bò thịt
Gà, vịt

Khối lượng phân (% tỉ trọng)
6–8
7–8
5–8
5

Bởi vì chất thải chăn nuôi chứa nhiều thành phần hữu cơ nên khi thải vào môi
trường nước, các sinh vật hiếu khí phải sử dụng oxi để hòa tan các phân tử này dẫn đến

làm nồng độ oxi hòa tan trong nước (DO) bị giảm, gây suy giảm chất lượng nước.
Đồng thời, nước là môi trường khá lý tưởng cho sự sinh sống và tồn tại của nhiều loại
vi sinh vật gây bệnh tồn tại trong nước thải chăn nuôi phát triển và phân tán. Vì thế,
việc xử lý nước thải chăn nuôi là vô cùng cần thiết và cấp bách, nó không chỉ gây ô
nhiễm nguồn nước mà còn có khả năng là môi trường trung gian lây bệnh cho con
người và sinh vật sống quanh đó.
Ví dụ dưới đây là bảng tính chất nước thải chăn nuôi heo:
Bảng 1.2: Tính chất nước thải chăn nuôi heo[7](năm 1997, 1998)

1.2.

Chỉ tiêu
Đơn vị
Giá trị
Độ màu
Pt – Co
350 – 870
Độ đục
mg/l
420 – 550
BOD5
mg/l
3500 – 8900
COD
mg/l
5000 – 12000
SS
mg/l
680 – 1200
Pt

mg/l
36 – 72
Nt
mg/l
220 460
Dầu mỡ
mg/l
5 – 58
pH
mg/l
6,1 – 7,9
Giới thiệu một vài phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi:

12


Để xử lý cũng như cải thiện nguồn nước ô nhiễm đó đòi hỏi phải có công nghệ kĩ
thuật tiên tiến, nhân lực, cũng như tìm ra các phương pháp xử lý hiệu quả và chi phí
thấp.
Có rất nhiều phương pháp xử lý ô nhiễm nguồn nước thải chăn nuôi khác nhau
như :
Xử lý nước thải bằng phương pháp tuần hoàn tự nhiên[6]:
Hệ thống có thể xử lý với hiệu quả cao các chất ô nhiễm hữu cơ dễ phân hủy, hợp
chất nitơ, phôtpho, các hợp chất hoạt động bề mặt…
Xử lý nước thải bằng bột than hoạt tính[2]:
Bột than hoạt tính và nước thải (thường là nước thải sau xử lý sinh học) được cho
vào một bể tiếp xúc, sau một thời gian nhất định bột than hoạt tính được cho lắng,
hoặc lọc. Do than hoạt tính rất mịn nên phải sử dụng thêm các chất trợ lắng
polyelectrolyte. Bột than hoạt tính còn được cho vào bể aeroten để loại bỏ các chất
hữu cơ hòa tan trong nước thải. Than hoạt tính sau khi sử dụng thường được tái sinh để

sử dụng lại, phương pháp hữu hiệu để tái sinh bột than hoạt tính chưa được tìm ra, đối
với than hoạt tính dạng hạt người ta tái sinh trong lò đốt để oxy hóa các chất 10% hạt
hữu cơ bám trên bề mặt của chúng, trong quá trình tái sinh than bị phá hủy và phải
thay thế bằng các hạt mới.
Xử lý nước thải bằng đất sét, rơm rạ, trấu, sơ dừa, cám gạo, enzym...[5]
+Bằng đất sét:
Từ thành phần chủ yếu là đất sét, thạc sĩ Lê Ngọc Ninh, công tác tại Trường cao
đẳng công nghiệp Phúc Yên, Vĩnh Phúc đã chế ra một loại nguyên liệu xử lý mùi, màu
và giảm ô nhiễm nước có tên là Kabenlis.
Chất Kabenlis là hỗn hợp làm từ đất sét cao lanh với chất xúc tác lis - một hỗn
hợp nước biển hay muối ăn với chất CaO được điều chế theo một tỷ lệ nhất định.
Kabenlis chứa nhiều SiO2, Al2O3, MgO - là các thành phần cơ bản tạo ra nhân
keo chủ đạo, giúp hút các ion kim loại và các hợp chất lơ lửng không tan trong nước.
Hợp chất này lành tính, không ảnh hưởng đến động thực vật thủy sinh. Nước ô nhiễm
13


được xử lý qua Kabenlis sẽ trở nên trong, không mùi, giữ sự sống bình thường cho các
động vật dưới nước.
Quy trình xử lý nước ô nhiễm bằng chất này rất đơn giản, chỉ việc hòa tan nó vào
nước. Giá thành Kabenlis lại rất rẻ, 1kg sản phẩm Kabenlis có giá từ 500 đến 1.000
đồng.
+ Bằng xỉ than:
Với việc dùng xỉ than làm các vách ngăn trong bể tự hoại, hiệu suất của bể xử lý
nước thải được nâng lên rõ rệt với chi phí thấp. Đây là giải pháp của tiến sĩ Nguyễn
Việt Anh, Đại học Xây dựng Hà Nội.
Nhóm nghiên cứu của tiến sĩ Việt Anh trường Đại học Xây dựng đã cải tiến thành
công các bể tự hoại truyền thống bằng việc thay đổi cấu tạo bể, thêm các vách ngăn
mỏng hướng dòng chảy thẳng đứng trong bể. Theo quy trình này, nước thải không đi
qua bể theo chiều ngang mà chuyển động từ dưới lên trên, đi xuyên qua lớp bùn đáy

bể. Các vi khuẩn kỵ khí có rất nhiều trong lớp bùn cặn đáy sẽ hấp thu, phân hủy chất
hữu cơ có trong nước thải. Các vách ngăn còn cho phép tăng hệ số sử dụng thể tích bể,
tránh được các vùng nước chết.
Ngăn lọc kỵ khí được bố trí ở cuối bể, tiếp tục lọc các chất lơ lửng và hữu cơ còn
trong nước thải. Nước thải đầu ra lại được xử lý bằng bãi lọc trồng các loài cây thủy
sinh. Vì thế chất lượng nước sau xử lý luôn đạt tiêu chuẩn môi trường.
+ Dùng xơ dừa:
Theo Thạc sĩ Nguyễn Ngọc Bích (Viện Nghiên cứu cao su Việt Nam), một trong
những biện pháp nâng cao hiệu suất xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học là nâng
cao mật độ vi sinh vật trong hệ thống. Khi xử lý nước thải bằng quá trình sinh trưởng
lơ lửng (không có giá thể cho sinh vật bám), thì nước thải qua xử lý đi ra ngoài, đã
mang theo một lượng đáng kể vi sinh vật.
Từ kết quả trên, thạc sĩ Bích đã khẳng định khả năng và hiệu quả sử dụng xơ dừa
thô trong bể xử lý kỵ khí để xử lý nước thải ngành chế biến cao su. Ngoài ra, có thể áp
14


dụng công nghệ trên trong việc xử lý các loại nước thải có chứa chất ô nhiễm hữu cơ
cao. Xơ dừa là một vật liệu rẻ tiền và sẵn có ở nhiều vùng trong nước ta, nên đây có thể
được coi như một hướng phát triển các công nghệ xử lý nước thải đơn giản và rẻ tiền.
+ Bằng vỏ lạc (đậu phộng):
Vỏ của củ lạc, một trong phế phẩm công nghiệp thực phẩm lớn nhất, có thể được
sử dụng để tách các ion đồng có hại cho môi trường ra khoải nước thải, theo các nhà
nghiên cứu Thổ Nhĩ Kỳ.
Các nhà khoa học kết luận rằng, cả vỏ của củ lạc, một phế phẩm rẻ tiền của công
nghiệp thực phẩm và mụn cưa của cây thông từ công nghiệp gỗ có thể dùng để làm
sạch nước để làm giảm lượng đồng độc hại một cách đáng kể.
+ Bằng hoa:
Đây là phát minh của nhóm sinh viên đến từ ĐHKHTN (ĐHQG Hà Nội).Chắt
lọc từ hàng chục giống hoa tại làng hoa Ngọc Hà, 3 loại cây là loa kèn, thủy trúc, dong

riềng được nhóm nghiên cứu lựa chọn do có khả năng sống cao, có thể trồng thủy
canh. Để chuyển cây từ môi trường đất sang môi trường nước, cả nhóm phải mất rất
nhiều công sức chăm sóc cây trồng qua nhiều giai đoạn.
Giúp cây có thể thích nghi trong môi trường mới, cây phải được trồng trong nước
hồ qua nhiều lần pha loãng. Khi những bè cây vẫn xanh tươi trong nước hồ, qua trực
quan nước trong lên trông thấy. Phân tích cho thấy các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước đã
giảm rõ rệt. Đem bè hoa thả thí nghiệm trên hồ Tây, những gương mặt trẻ bừng lên khi
cây sống mạnh khỏe trong điều kiện nước hồ ô nhiễm nặng.
Kế hoạch của nhóm là tiếp tục nghiên cứu đề tài nhằm tìm những giải pháp tốt
hơn, tìm thêm nhiều loài hoa đẹp hơn, phong phú hơn. Các nhà nghiên cứu trẻ mong
muốn khi ra trường sẽ có điều kiện đưa đề tài ứng dụng vào thực tiễn để những cây
hoa không chỉ nở trên hồ mà còn rực rỡ ở những hồ nước ô nhiễm.
+ Bằng chế phẩm sinh học:

15


Trung tâm Phát triển Công nghệ, Tài nguyên và Môi trường (Liên hiệp các Hội
KHKT Việt Nam) vừa nghiên cứu sản xuất thành công chế phẩm sinh học xử lý nước
thải chăn nuôi. Nghiên cứu đã được ứng dụng tại trang trại ông Trần Văn Thanh, thông
Đông Hưng, phường Đồng Tâm, TP.Vĩnh Yên (Vĩnh Phúc). Sau khi được xử lý bằng
chế phẩm sinh học mật độ vi sinh vật gây bệnh trong nước thải chăn nuôi giảm hàng
chục lần, riêng hàm lượng COD nguy hại giảm 4-5 lần; nước thải có thể xả thẳng ra
môi trường xung quanh mà không gây hại đến sức khoẻ người dân. Đặc biệt, chế phẩm
có giá thành rẻ 18.000đ/kg, tác dụng lâu dài (2 tháng). Thạc sỹ Trần Cẩm Phong, chủ
đề tài nghiên cứu, cho biết: Nguyên liệu sản xuất chế phẩm sinh học gồm: cám gạo
(bột ngô) 30%, tham bùn 65%, đường vàng 5%, một chút muối NaCl, muối C 7H5NaO2.
Trung bình 1kg chế phẩm xử lý từ 5-10m2 nước thải.
Các phương pháp nêu trên đều tốn kém về kinh phí, thời gian, điều kiện diện tích
cũng như đòi hỏi kỹ thuật nên cần tìm ra một phương pháp mới có khả năng xử lý vùa

tiết kiệm về thòi gian cũng như chi phí thấp. Nghiên cứu khả năng làm sạch nước bằng
thực vật thủy sinh là một trong nhưng phươnng pháp hiệu quả nhất với chi phí thấp, dễ
làm và hiệu quả xử lý cao.
1.3.

Khả năng làm sạch nước của thực vật thủy sinh
Xử lý nước thải bằng thực vật thủy sinh đã và đang áp dụng tại nhiều nơi trên thế

giới với ưu điểm là rẻ tiền, dễ vận hành đồng thời mức độ xử lý ô nhiễm cao. Đây là
công nghệ xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên, thân thiện với môi trường, cho
phép 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, hệ sinh thái của địa phương. Ngoài ra sinh khối
thực vật, bùn phân hủy, nước thải sau xử lý còn có giá trị kinh tế.
1.4.

Một số nghiên cứu về khả năng xử lý nước thải của thực vật thủy sinh:
+ Thanh lọc nước thải bằng cây rau ngổ và cây lục bình:
Một số đề tài nghiên cứu về tổng nitơ trong các loại thủy sinh như: cây rau
ngổ,cây lục bình…
Nghiên cứu mới đây của Trương Thị Nga và Võ Thị Kim Hằng (Đại học Cần
Thơ) còn tìm thêm được hai loài là lục bình và rau ngổ.Kết quả cho thấy, hiệu suất xử
lý nước thải của rau ngổ đối với độ đục là 96,94%; COD là 44,97%; Nitơ tổng là
16


53,60%, tổng phốt pho là 33,56%. Kết quả đặc điểm sinh học cho thấy rau ngổ có khả
năng thích nghi và phát triển tốt trong môi trường nước thải.
Nghiên cứu của họ khẳng định hệ thống ao xử lý có trồng rau ngổ có thể được
thiết kế phù hợp với mô hình chăn nuôi gia súc nuôi cá trồng cây và sau đó chủ hộ có
thể tận dụng nguồn nước xả từ hệ thống để tưới cây hoặc vệ sinh.

Còn đề tài “Nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt bằng mô hình hồ thủy sinh nuôi
bèo lục bình” của nhóm nghiên cứu Trường Đại học Bách khoa Hà Nội (Phạm Khánh
Huy, Nguyễn Phạm Hồng Liên) và Trường Đại học Mỏ - Địa chất (Đỗ Cao Cường,
Nguyễn Mai Hoa)[6]. Hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt của bèo lục bình: chất rắn lơ
lửng đạt 90 – 95%; COD, BOD5 đạt 70%, phốt pho tổng giảm tới 75%, nitơ tổng giảm
tới 88% và chất lượng nước sau xử lý đạt mức A theo QCVN 14: 2008/BTNMT và
QCVN 40: 2011/BTNMT.

Hình 1.1: Kết quả xử lý SS theo thời gian

17


Hình 1.2: Kết quả xử lý COD theo thời gian

Hình 1.3: Kết quả xử lý Phốt pho theo thời gian

18


Hình 1.4: Kết quả xử lý tổng nitơ theo thời gian
Kết quả nghiên cứu cho thấy có thể sử dụng bèo lục bình cho xử lý nước thải
sinh hoạt, thích hợp cho qui mô vừa và nhỏ như các khu vực ven đô, nông thôn nơi có
diện tích rộng hay trong các khu đô thị với mục đích vừa xử lý nước thải sinh hoạt vừa
tạo cảnh quan môi trường.
Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải bằng cây dầu mè trên mô hình bãi lọc thực
vật: Hiệu suất xử lý hàm lượng tổng Nitơ là 33%
+ Cỏ năng tượng (hến biển)[10]: Cỏ Năng Tượng có tên khoa học là (Scirpus
littoralisSchrab)... (hay dân gian còn gọi là Hến biển theo sách phân loại của Phạm
Hoàng Hộ (Quyển III, tập 2, trang 633, NXB Mekong, 1993). Đây là cây họ Lác

(Cyperaceae) mọc tự nhiên trong các đầm lầy vùng ven biển. Chu kỳ phát triển của
loài cỏ này là mọc vào đầu mùa mưa, ra hoa khoảng tháng 11-12 và rụi dần vào
khoảng tháng 3 - 4. Có khả năng chịu được độ mặn lên đến 20 phần ngàn và ngập sâu
đến 0,5m. Trong hệ sinh thái ao nuôi tôm, Hến biển giúp ổn định nhiệt độ nước và làm
giảm các chất ô nhiễm do thức ăn tôm dư thừa gây ra, do đó làm tăng nồng độ khí oxy.
+ Cây ngổ dại[9]: Với đề án "Dùng hệ thực vật - chủ yếu là cây ngổ dại làm giảm
thiểu ô nhiễm nguồn nước ở thôn La Dương", học sinh lớp 11 chuyên hóa trường
THPT Nguyễn Huệ (Hà Tây) Triệu Tiến Chuẩn, đã đoạt giải nhất cuộc thi "Cải thiện
việc sử dụng và bảo vệ nguồn nước" được tổ chức lần đầu tiên tại Việt Nam. Tác giả
sau nghiên cứu đã cho rằng: “Khi phát triển, loại cây này cần để một khoảng thuận lợi
nhất định để sinh sống, cho nên trồng 1/2 hoặc 1/3 diện tích mặt nước là thích hợp.
Cùng với quá trình ôxy hoá tự nhiên và ôxy hoá sinh hoá, kết quả đem lại sẽ rất tốt”.
Từ kết quả của đề án có thể khẳng định răng việc trồng ngổ dại để xử lý ô nhiễm ao,
hồ có thể coi là biện pháp hay để nhân rộng tại các làng quê khác vì khả năng áp dụng
rất phù hợp với điều kiện ở các vùng nông thôn đặc trưng của Việt Nam.
+ Kết quả nghiên cứu của mô hình “Xử lý nước thải chăn nuôi bằng bãi lọc
ngầm trồng cây dòng chảy thẳng đứng trong điều kiện Việt Nam”, PGS. TS. Nguyễn
Việt Anh, Trường Đại học Xây dựng, đã cho thấy hiệu quả cũng như khả năng ứng
dụng mô hình trong điều kiện thực tế ở Việt Nam.
Các kết quả nghiên cứu như sau:Với mục đích tái sử dụng nước thải để tưới tiêu,
thì lượng chất dinh dưỡng trong nước thải đầu ra còn cao là có lợi cho cây trồng.
Trong trường hợp cần xử lý nitơ ở mức độ cao hơn, có thể tăng cường quá trình nitrat
19


hóa trong bể lọc trồng cây không ngập nước, sau đó mới cho sang bể ngập nước để
khử nitơ.
+ Nghiên cứu khẳng định, hệ thống ao xử lý có trồng rau ngổ và lục bình có thể
được thiết kế phù hợp với mô hình chăn nuôi heo hộ gia đình hay trang trại nhỏ với
quy trình khép kín: chăn nuôi gia súc – nuôi cá – trồng cây. Theo đó, chủ hộ có thể tận

dụng nguồn nước xả từ hệ thống để tưới cây, vệ sinh chuồng và nuôi cá.
1.5.

Cây thủy trúc
1.5.1. Giới thiệu:
- Tên khoa học: cây thủy trúc hay còn gọi là lác dù có tên khoa học là

Cyperusinvolucratus / Cyperusalternifolius, họCói (Cyperaceae).
- Nguồn gốc: xuất xứ từ Madagasca tuy nhiên nó cũng được phân bố rộng rãi ở
Việt Nam.

Hình 1.5: Cây thủy trúc(Cyperusinvolucratus)
- Đặc điểm chính:

20


+ Thủy trúc thuộc dạng cây thân thảo, thường mọc thành bụi, rễ chùm, bám sâu
vàc chắc, sống tốt trong môi trường bùn lầy, cây có hình dáng độc đáo đặc sắc, cao
trung bình khoảng 50 - 70 cm có khi phát triển trên 1,5m.
+ Thân của cây bóng, tròn cứng cáp, mọc dài từ gốc lên, có màu xanh đậm, thân
dài nhỏ nên hơi yếu, gió mạnh có thể gãy cúp lại.
+ Lá chỉ mọc ở trên đầu của thân, ngoài ra lá không mọc chổ nào khác, tán lá xòe
rộng và dài rũ xuống, lá mỏng gân chính nổi rõ, màu xanh và có long nhỏ.
+ Hoa thủy trúc có cuống chung dài và thẳng, tập trung ở giữa xếp tỏa điều xung
quanh, lúc mới ra hoa có màu trắng khi về già chuyển nâu đậm và tàn.
+ Rễ của cây dạng rễ chùm bám chắc và rất khỏe, rễ ăn sâu trong môi trường bùn
nước.
+ Thủy trúc phát triển rất nhanh, có thể sống trong bóng râm, ngoài trời, hay dưới
nước điều phát triển rất khỏe, cây thích hợp làm cây thủy sinh.

- Hình thức sinh sản:
Thủy trúc là loài cây có thể sinh sản vô tính (sinh sản bằng chồi: nhân giống thủy
trúc dễ dàng bằng cách tách bụi), ngoài ra có thể chắt một đoạn ở đỉnh thân nơi lá mọc
để ươm thành cây con, lưu ý khi dâm phải cắt bỏ bớt tán lá, chừa lại tầm 2-3cm sát
thân là được.
- Cách trồng cây và điều kiện phát triển thích hợp: Cây thủy trúc thuộc loại cây
thủy sinh khỏe mạnh, phát triển nhanh, chịu úng và hạn khá tốt, không cầu kỳ khi
trồng và chăm sóc.
+ Ánh sáng: thủy trúc vừa ưa sáng, lại có thể chịu được bóng râm, sống được ở
trong nhà.
+ Nhiệt độ: Cây chịu được biên độ nhiệt lớn, chịu nóng hoặc rét tốt.
+ Thủy trúc thường thay lá, chú ý kịp thời cắt bỏ lá vàng để tránh làm rụng
xuống nước gây đục nước và ô nhiễm nguồn nước, sinh bệnh cho cây.
21


+ Nếu lá vàng hoặc thối rữa không phải sinh lý là vì nước ngập quá cao, làm
ngập cả phần thân và chạm vào lá, nên chú ý lượng nước cân đối cho cây.
+ Khi trồng thủy trúc trong bể nước hoặc bể cá thì không cần chăm sóc nhiều,
nếu trồng bình thủy sinh chú ý 10-15 ngày vệ sinh bình, thay nước và dinh dưỡng cho
cây, đồng thời cắt tỉa lá già, úa.
- Công dụng, ứng dụng: Nó vẫn thường được biết đến như một loàicây thủy sinh
để trang trí nhà cửa, sân vườn, hồ nước. Trồng trong các chậu, lọ thủy tinh, trồng trong
các bể cá cảnh, hồ cá nhân tạo, trồng trang trí sân vườn, tạo tiểu cảnh nước. Ngoài ra,
gần đây nó còn được nghiên cứu và ứng dụng trong lĩnh vực xử lý nước thải, có tác
dụng lọc và làm sạch môi trường nước chúng sinh sống.
1.5.2. Một số nghiên cứu về cây thủy trúc trong khả năng xử lý nước thải:
1.Năm 2006, học sinh Lê Thế Trung (lớp 11 M1 trường THPT Mỹ Hương, Mỹ
Tú, Sóc Trăng) có đề tài "Dùng thủy trúc, rau chai xử lý nước thải trong chăn nuôi" đã
đạt giải Nhì của cuộc thi cấp quốc gia: "Cải thiện việc sử dụng và bảo vệ nguồn nước"

lần thứ 3 - 2006. Theo đó, Trung đã lấy nước thải chăn nuôi vào 4 chai và trồng thủy
trúc, rau chai và một bụi cỏ mần trầu, cho mỗi loài thực vật trên vào một chai, một
chai còn lại để không, đem tất cả 4 chai cất vào chỗ mát. Sau 7 ngày, đem nước thải đó
đi phân tích lại và thu được kết quả sau[8]:

Thông số
pH
Nhiệt độ (oC)
Lượng cặn (g/l)
Tính chất nước

Chai có thủy
trúc
7,5
27
5
Nước trong,
không có
mùi

Chai có rau
chai
7,5
27
5
Nước trong,
không có mùi

Chai có cỏ
mần trầu

9
28
10
Nước hơi
đục, có mùi ở
mức 4

Chai không có
thực vật
9
28
10
Nước hơi đục,
có mùi ở mức
4

2.Năm 2007, nhóm nghiên cứu của Phân viện công nghệ mới và bảo vệ môi trường
(Đỗ Ngọc Khuê, Tô Văn Thiệp, Phạm Kiên Cường, Đỗ Bình Minh) và Viện Khoa học và
Công nghệ Việt Nam (Nguyễn Hoài Nam) đã nghiên cứu thành công đề tài “Nghiên cứu
khả năng sử dụng một số loài thực vật thủy sinh để khử độc cho nước thải bị nhiễm
nitroglyxerin của cơ sở sản xuất thuốc phóng xạ”. Theo đó, thí nghiệm được chuẩn bị
như sau:
Bể thí nghiệm là các vại sành hình trụ có đường kính 22cm, chiều cao 22cm. Có
22


5 loại bể được chuẩn bị:
Bể không chứa đất và cây (bể 1), bể có chứa 3kg đất (bể 2), bể có chứa 3kg đất
và bèo cái (hoặc bèo lục bình) (bể 3), bể chứa 3kg đất phù sa có trồng cói với lượng
sinh khối trung bình 118g (bể 4), bể chứa 3kg đất phù sa có trồng thủy trúc với lượng

sinh khối là 185g (bể 5).
Sau khi chuẩn bị xong cho vào mỗi bể thí nghiệm 2l nước thải nhiễm NG với
nồng độ 82mg/l. Tiếp đó định kỳ lấy mẫu nước hoặc đất trong các bể trên để xác định
hàm lượng NG bằng phương pháp HPLC.
Hoàn thành thí nghiệm, ta thu được kết quả về khả năng khử độc của cây cói và
cây thủy trúc cho nước thải bị nhiễm NG:

Hình 1.6: Sự biến đổi theo thời gian hàm lượng NG trong nước thải của các bể thử
nghiệm (1,2,3,4) theo thời gian
Thêm đó, kết quả phân tích GC/MS cho thấy mặc dù không phát hiện được sự có
mặt của NG trong mẫu thực vật nhưng đã có một số biến đổi rõ ràng về thành phần
hóa học của rễ, thân của cây thủy trúc sau khi sử dụng để hấp thụ NG.

23


Hình 1.7: Sắc đồ dịch chiết mẫu rễ củ thủy trúc đã dùng để xử lý NG (a) và mẫu đối
chứng (b)
Mặc dù chưa chưa đủ điều kiện để xác định mô hình cơ chế hấp thụ chuyển hóa NG
của thủy trúc nhưng từ kết quả thực nghiệm có thể rút ra kết luận ban đầu có ý nghĩa
thực tiễn là đã không xảy ra hiện tượng tích lũy các chất độc hại trong các bộ phận của
cây mặc dù đã sử dụng dài ngày để xử lý nước nhiễm NG. Trong các bộ phận của cây
thủy trúc chỉ phát hiện được chủ yếu là các hợp chất hữu cơ ít độc hại, dễ phân hủy
sinh học hơn so với NG. Vì vậy, thủy trúc (cói) thực sự có thể để đóng vai trò như tác
nhân khử độc cho nước bị nhiễm loại hóa chất này.
3.Năm 2014, để cải tạo môi trường cảnh quan TP, được sự đồng ý của UBND TP
Hà Nội và Sở TN&MT, Công ty Thoát nước Hà Nội đã triển khai thí điểm trồng cây
thủy sinh trên sông Tô Lịch để cải tạo chất lượng nước. Bà Nguyễn Thị Thúy Nga Trưởng phòng Kỹ thuật Môi trường, Công ty Thoát nước Hà Nội cho biết, từ thành
24

công của việc trồng cây thủy sinh cải tạo chất lượng nước tại 15 hồ Hà Nội như Ngọc
Khánh, Xã Đàn, Đền Lừ, Trúc Bạch… công ty đã thí điểm trồng cây Thủy Trúc trên
sông Tô Lịch. Bởi đây là tuyến sông dài 13,3km từ hạ lưu cống Hoàng Quốc Việt đến
sông Nhuệ qua địa bàn các quận Hoàn Kiếm, Ba Đình, Đống Đa, Thanh Xuân, huyện
Thanh Trì và đóng vai trò quan trọng trong việc tiêu thoát nước cũng như cảnh quan
cho thành phố. Thống kê mỗi ngày có khoảng 150.000 m 3 nước thải chưa được xử lý
đổ ra sông Tô Lịch nên nước đang bị ô nhiễm nặng và phát sinh mùi khó chịu. Để
giảm ô nhiễm, công ty thí điểm đặt 38 cụm bè thủy sinh trên đoạn sông Tô Lịch từ
Hoàng Quốc Việt - Cầu Mới với tổng chiều dài 6km. Theo đó, mỗi bè được lắp đặt
cách nhau khoảng 150m - 200m theo hướng dòng chảy và cách các nguồn xả có lưu
lượng lớn khoảng 100m về phía hạ lưu để đảm bảo tuổi thọ sử dụng. Các bè đều được
neo giữ nổi trên sông và không bị thay đổi vị trí dưới tác động của dòng chảy và gió.
Bè được lắp đặt tại các vị trí dễ quan sát, chịu tác động của dòng chảy thấp và dễ dàng
di chuyển được trên mặt nước để phục vụ việc nạo vét trên sông khi cần thiết. Mỗi
cụm gồm 4 bè ghép với nhau với 2 bè hình chữ nhật và 2 bè hình tam giác, phần mũi
nhọn hướng theo dòng chảy để không gây cản trở dòng chảy và rác mắc vào. Khung
bè được làm bằng ống PVC và gắn keo tạo thành hệ phao nổi đỡ bè cây thủy trúc được
trồng cách nhau khoảng 30cm/khóm và trồng sen giả xung quanh cụm bè để tạo cảnh
quan[13].
Phương án sử dụng các bè thủy sinh để cải thiện chất lượng nước sông Tô Lịch là
giải pháp phù hợp do thân thiện với môi trường, hỗ trợ quá trình tự làm sạch nước
sông do phần thân và dễ cây trong nước đóng vai trò như bộ lọc nước cung cấp bổ
sung ôxy vào trong nước, các chất ô nhiễm được chuyển thành sinh khối của cây.
Hiện nay cây thủy trúc cũng được ứng dụng khá rộng rãi trong việc xử lý nước thải
bằng công nghệ sinh học (công nghệ Wetland) vì nó đem lại những hiệu quả tích cực[11].

25