Nghiên cứu ứng dụng công nghệ wetland trong xử lý nước thải cao su

B GIÁO D C VÀ ÀO T O
TR

NGă

IăH CăCỌNGăNGH ăTP.ăHCM
---------------------------

NGUY NăTH ăTỂNăVI N

NGHIểNăC Uă NGăD NGăCỌNGăNGH ăWETLANDăTRONGăX ăLụă
N

CăTH IăCAOăSU

LU NăV NăTH CăS
Chuyên ngƠnh : K Thu t Môi Tr

ng

Mư s ngƠnh : 60520320

TP. H CHệ MINH, tháng 11 n m 2016


i

B ăGIỄOăD CăVẨă ẨOăT O
TR

NGă

IăH CăCỌNGăNGH ăTP.ăHCM
---------------------------

NGUY NăTH ăTỂNăVI N
NGHIểNăC Uă NGăD NGăCỌNGăNGH ăWETLANDăTRONGăX ăLụă
N

CăTH IăCAOăSU

LU NăV NăTH CăS
Chuyên ngƠnh : K Thu t Môi Tr

ng

Mư s ngƠnh: 60520320
CỄNăB ăH

NGăD NăKHOAăH C: PGS.TSăNguy năTh ăThanhăPh

TP. H CHệ MINH, tháng 11 n m 2016

ng


ii
CỌNGăTRỊNHă
TR

Cán b h

NGă

CăHOẨNăTHẨNHăT I

IăH CăCỌNGăNGH ăTP.ăHCMă

ng d n khoa h c : PGS.TSăNguy năTh ăThanhăPh

Lu n v n Th c s đ

c b o v t i Tr

ng

ng

i h c Công ngh TP. HCM

ngày ầ tháng ầ n m ầ
ThƠnh ph n H i đ ng đánh giá Lu n v n Th c s g m:

TT

H ăvƠătên

Ch cădanhăH iăđ ng

1

GS.TS. HoƠng H ng

Ch t ch

2

PGS.TS. Hu nh Phú

Ph n bi n 1

3

PGS.TS. Ph m H ng Nh t

Ph n bi n 2

4

TS.Nguy n Xuơn Tr

ng

y viên

5

TS. Nguy n Th Ph

ng

y viên, Th kỦ

Xác nh n c a Ch t ch H i đ ng đánh giá Lu n sau khi Lu n v n đư đ
s a ch a (n u có).
Ch t ch H i đ ng đánh giá LV

c


iii

TR

NG H CÔNG NGH TP. HCM

C NGăHọAăXẩăH IăCH ăNGH AăVI TăNAM

PHÒNG QLKH ậ TS H

căl păậ T ădoăậ H nhăphúc
TP. HCM, ngày..… tháng….. n m 20..…

NHI MăV ăLU NăV NăTH CăS
H tên h c viên: Nguy năTh ăTơnăVi n

Gi i tính: N
N i sinh:BìnhăThu n

NgƠy, tháng, n m sinh: 09/07/1990
Chuyên ngành: K ăThu tăMôiăTr

ng

MSHV: 1441810020

I- Tênăđ ătƠi:
Nghiên c u ng d ng công ngh wetland trong x lỦ n

c th i cao su

II- Nhi măv ăvƠăn iădung:ă
 T ng h p các s li u, biên h i vƠ k th a các nghiên c u , tƠi li u liên quan
 Thu th p d li u, phơn tích vƠ đánh giá hi n tr ng trong công ngh x lỦ
n

c th i.

 Nghiên c u x lỦ n

c th i cao su b ng công ngh wetland qua mô hình th

nghi m
+ Xác đ nh t i tr ng v n hƠnh
+ Xác đ nh hi u qu x lỦ N, P, ch t h u c vƠ dinh d

ng trong n

c th i

+ ánh giá s phát tri n c a h th c v t

III- NgƠyăgiaoănhi măv :
IV- NgƠyăhoƠnăthƠnhănhi măv :ă
V- Cánăb ăh

ngăd n: PGS.TS Nguy năTh ăThanhăPh

CỄNăB ăH

NG D N

(H tên vƠ ch kỦ)

ng

KHOAăQU NăLụăCHUYểNăNGẨNH
(H tên vƠ ch kỦ)


iv

L IăCAMă OAN
Tôi xin cam đoan đơy lƠ công trình nghiên c u c a riêng tôi. Các s li u, k t
qu nêu trong Lu n v n lƠ trung th c vƠ ch a t ng đ

c ai công b trong b t k

công trình nào khác.
Tôi xin cam đoan r ng m i s giúp đ cho vi c th c hi n Lu n v n nƠy
đư đ

c c m n vƠ các thông tin trích d n trong Lu n v n đư đ

c ch rõ ngu n

g c.
H căviênăth căhi năLu năv n


v

L IăCỄMă N
Trơn tr ng c m n Ban Giám Hi u NhƠ Tr
T o Sau
tr

ng

ng, Phòng Qu n LỦ Khoa H c vƠ Ơo

i H c, quỦ Th y Cô gi ng d y cao h c ngƠnh Công Ngh Môi Tr
i H c Công Ngh TP.HCM. Qua quá trình h c t p t i Tr

ng t i

ng, b n thơn đư

ti p thu nh ng ki n th c quỦ báu v chuyên ngƠnh mƠ các th y cô lƠ Giáo s , Phó giáo
s , Ti n s đư t n tình gi ng d y, truy n đ t . T đó b n thơn đư tích c c tìm tòi, nghiên
c u v l nh v c môi tr

ng vƠ nơng cao n ng l c , trình đ chuyên môn, kh n ng t

duy đ c l p trong nghiên c u khoa h c.
Trơn tr ng c m n PGS.TS Nguy n Th Thanh Ph

ng ậ Cô đư t n tình h

ng d n

, ch b o trong su t quá trình th c hi n đ tƠi giúp tác gi hoƠn thƠnh t t lu n v n. C m
n anh vƠ gia đình k s Bùi V n Hòa vƠ Nguy n V n HƠnh đư t o đi u ki n thu n l i
đ em ti n hƠnh nghiên c u
Trơn tr ng c m n Vi n Khoa H c vƠ Công Ngh Môi Tr

ng Tr

ng

iH c

Bách Khoa TP HCM , Ban Giám đ c cùng t p th nhơn viên t i nhƠ máy Công Ty Cao
Su Liên Anh Tơy Ninh , công ty C Khí Quang Trung đư t o đi u ki n cho vi c đi u
tra th c t , cung c p s li u c a đ n v .
C m n s dìu d t , giúp đ c a quỦ đ ng nghi p, gia đình vƠ b n bè đư giúp tác
gi có đi u ki n v v t ch t , tinh th n đ ph n đ u , h c h i vƠ ti n b .
M c dù đư r t c g ng nh ng do ki n th c vƠ th i gian th c hi n đ tƠi có h n nên
lu n v n khó tránh kh i nh ng sai sót . Tác gi xin c m n vƠ r t mong nh n đ

c

nh ng Ủ ki n góp Ủ c a các nhƠ khoa h c, quỦ th y cô, quỦ c quan, đ ng nghi p vƠ
đ c gi đ lu n v n đ

c hoƠn thi n h n.
H vƠ tên tác gi


vi

TịMăT T
Tây Ninh lƠ vùng tr ng đi m v s n xu t cao su trong c n

c v i n ng su t

cao nh t Vi t Nam, đ t 2,1 t n/ha. NgƠnh cao su Tơy Ninh chi m 8,9% v di n tích
gieo tr ng, chi m 13,2% di n tích cao su cho m , chi m 15,6% s n l

ng m thu

ho ch h ng n m so v i c n

c. Tuy nhiên, cao su lƠ ngƠnh đang gơy ô nhi m tr m

tr ng, ch y u lƠ ô nhi m n

c th i, hi n ch có 70% các nhƠ máy cao su t i Tơy

Ninh có h th ng x lỦ n

c th i vƠ 30% các nhƠ máy x lỦ đ t yêu c u nh ng

không n đ nh. Các nhƠ máy đ u nghiên c u riêng t ng đ n v vƠ có 60% các nhƠ
máy cao su đ p h th ng x lỦ n
nay h th ng x lỦ n

c th i ít nh t 4 l n mƠ v n ch a x lỦ đ t. Hi n

c th i t i các nhƠ máy đa ph n đ

c phơn lo i theo 3 nhóm

quy trình công ngh , nhóm hi u khí k t h p hoá lỦ có 04 nhƠ máy s d ng, chi m
22,7%), nhóm hi u khí k t h p k khí (có 11 nhƠ máy s d ng, chi m 50%) vƠ
nhóm AAO k t h p hoá lỦ (có 06 nhƠ máy s d ng, chi m 27,3%).Vi c nghiên c u
t ng th , toƠn di n tình hình x lỦ n
đánh giá u nh

c th i ngƠnh cao su c t nh Tơy Ninh đ t đó

c đi m c a t ng công ngh , đ xu t quy trình x lỦ n

c th i lƠ

m t v n đ c p bách. Do đó, đ tƠi ắNghiên c u ng d ng công ngh wetland trong
x lỦ n

c th i cao su ”.
Qua vi c l y m u n

c th i đ u vƠo, ra c a các nhƠ máy đi xét nghi m, k t

qu cho th y tình hình chung v ch t l

ng n

c th i sau x lỦ t i các nhƠ máy lƠ

ch a x lỦ t t BOD, COD, Nit , ph t pho, Amoni. Công ngh wetland LƠ h th ng
x lỦ n

c hoƠn toƠn b ng ph

,các vùng đ t ng p n

ng pháp sinh h c vƠ c h c không s d ng hóa ch t

c ki n t o có ti m n ng l n đ i v i x lỦ n

c th i

nh ng

qu c gia đang phát tri n nh quy trình v n hƠnh đ n gi n vƠ chi phí th c hi n th p ,
nh nh ng lo i cơy th y sinh có các kh n ng h p th các ch t ô nhi m nh các
ch t h u c , amoni, các kim lo i n ng, As, Fe ầ, chúng s d ng nh ngu n th c n
h p th vƠ phát tri n thƠnh sinh kh i. Trong quá trình phát tri n, chúng lo i b đ
các ch t ô nhi m có trong n
Trong nghiên c u n

c

c.

c th i sau b k khí s d

c đ a qua m t h th ng wetland

v i 3 lo i th c v t ( c p 1 : c vetiver, c p 2 : cơy chu i hoa, c p 3 : cơy th y trúc )


vii

v i kích th

c 3b l nl

t lƠ dƠi 1m , r ng 50cm, cao 50cm . L u l

ng n

đ a vƠo v i các m c kh c nhau 60 mm dứ1, 80 mm dứ, 100 mm dứ, 120 mm dứ t
đ

ng v i th i gian l u n

c
ng

c lƠ 2 ngƠy, 1.5 ngƠy, 1 ngƠy , 0.5 ngƠy . C 3 lo i th c v t

đ u phát tri n t t trong h th ng đ c bi t lƠ cơy c vetiver vƠ cơy chu i hoa t c đ phát
tri n t t h n cơy th y trúc . T l lo i b kh i l
đ n 82,85% khi l u l

ng ch t r n l l ng cao v i hi u su t lên

ng lƠ 100 mm dứ, t l lo i b COD vƠ BOD bi n thiên t 80-

89 % ph thu c vƠo l

ng n

c đ a vƠo. T l lo i b nit vƠ ph tpho cao

cơy

chu i hoa vƠ c vetiver. Có th k t lu n r ng nh ng loƠi th c v t trang trí nh chu i
hoa , th y trúc , c vetiver có th đ
đ

c ch p nh n r ng rưi tr ng trong h th ng x lỦ n

nhi t đ i. Chu i hoa vƠ c vetiver đ
tr

c tr ng đ lƠm t ng tính th m m vƠ do đó có th
c th i nh ng vùng có khí h u

c a chu ng h n trong x lí n

c th i do s c t ng

ng m nh m , tuy nhiên th y trúc vƠ chu i hoa l i mang l i tính th m m cao h n có

th đ

c a chu ng trong nhi u tr

ng h p.

Trên c s đánh giá kh n ng x lỦ c a 3 lo i th c v t v i các m c l u l
n

c đ u vƠo khác nhau t

ng ng v i th i gian l u n

tri n c a th c v t vƠ vi sinh v t trong đ t đ m b o n

ng

c khác nhau , theo dõi t c d phát
c th i đ u ra n m

c t B b ng 1

theo QCVN 01-MT:2015/BTNMT m t cách d dƠng.

Cu i cùng, tác gi đ xu t đ i các nhƠ máy nên u tiên l a ch n ph
công ngh wetland đ i v i n

ng án

c th i cao su sau k khí đ i v i các nhƠ máy v a vƠ

nh , vƠ ki n ngh c quan ch c n ng nên có nh ng chính sách đ i v i các nhƠ máy
ch bi n cao su cho vi c tái s d ng n

c th i .


viii

ABSTRACT
Tay Ninh is the main region for rubber production of the country that has the
highest yield of rubber in Vietnam, reaching 2.1 tons per hecta. Tay Ninh Rubber
industry accounted for 8.9 per cents of the cultivated areas, accounting for 13.2 per
cents of latex rubber, latex rubber accounted for 15.6 per cents of the annual harvest
of the whole country. However, the rubber industry is causing serious pollution,
mainly sewage pollution. Currently, only 70 per cents of the rubber factory in Tay
Ninh having wastewater treatment system and 30 per cents of the factories having
satisfied treatment but the systems are not stable. All the factories study individually
and 60 per cents of the rubber factories resolved wastewater treatment system at
least 4 times but still had not achieved the satisfactory. In the overall research,
comprehensive wastewater treatment situation of rubber industry province to
evaluate the advantages and disadvantages of each technology, from there to
propose the wastewater treatment processes is an urgent issue in Tay NinhThe topic
ắthe application of Wetland technology for rubber waste water treatment”.
Through taking sample of waste water input and output in factories to test,
results show that general status of waste water quality after treatment at factories

has not treated BOD, COD, Nitro, phosphor, amoni not well. Wetland technology is
water treatment system completely by the biological and physical method without
using chemical, tectonic flooding land areas have great potential for waste water
treatment in developing countries by simple operational procedures and low
performance costs, thankful for aquatic plants which have ability of absorbing
contaminated substances such as organic, amoni, heavy metal, As, Fe, etc, they are
used as the absorbed food and developed to be biomass. During the development
process, we reject contaminated substances in the water.
In the research of waste water, anaerobic tank will be taken through one wetland
system with three plants (level 1: vetiver grass, level 2: canna tree, level 3: reed)
with dimensions of three tanks which in turn are: length: 1m , width: 50cm, height:
50cm. The water volume is taken into different levels: 60 mm dứ1, 80 mm dứ, 100


ix
mm dứ, 120 mm dứ equivalently with water storing time which are 2 days, 1.5 days, 1
day, 0.5 day. Three kinds of plant develop well in the system, especially vetiver grass
and canna tree have better development speed than reed’s one. The rate of rejecting high
suspended solid volume with the performance up to 82,85% when the capacity is 100
mm dứ, the rejection rate of COD and BOD fluctuate from 80-89 % depending on
taken water volume. The rejection rate of high nitro and phosphor can be founded in
canna tree and vetiver grass. It is possible to conclude that decorative plants such as
canna, reed and vetiver grass can be planted in order to increase up the aesthetics then it
is possibly accepted and planted widely in waste water treatment system in tropical
climate regions. Canna and vetiver grass are loved more in waste water treatment due to
their strong development, however reed and canna can bring back higher aesthetics and
are loved in many cases.
On the base of evaluating treatment ability of three plants with different
input water volume levels correspondingly with different water storing time, follow
with development speed of plant and microorganism in the soil to ensure the waste

water output to stay in column B table 1 according to QCVN 01-MT: 2015/BTNMT
easily.
Finally, the author proposes that factories in Tay Ninh should give priorities
for selecting the plan of wetland technology for rubber waste water after anaerobic
to middle and small factories and suggest competent authorities to offer policies for
rubber manufacture plants for re-use waste water.


x

M CăL C
L I CAM OAN ..................................................................................................... iv
L I CÁM N ..............................................................................................................v
TịM T T.................................................................................................................. vi
ABSTRACT ............................................................................................................ viii
M C L C ...................................................................................................................x
DANH M C T

VI T T T ................................................................................... xii

DANH M C CÁC B NG...................................................................................... xiv
DANH M C CÁC BI U
M ă

,

TH , S

, HỊNH NH .............................. xvi

U ....................................................................................................................1
t v n đ ......................................................................................................................... 1

1.

2.Tính c p thi t c a đ tƠi .................................................................................................... 3
3. M c tiêu , n i dung vƠ ph

ng pháp nghiên c u ........................................................... 4

3.1 M c tiêu nghiên c u .........................................................................................4
3.2 N i dung nghiên c u.........................................................................................4
3.3. Ph

ng pháp nghiên c u .................................................................................5

3.4 Gi i h n đ tƠi ..................................................................................................6
3.5 Ý ngh a đ tƠi ....................................................................................................6
CH

NGă1 T NGăQUANăCỄCăV Nă

ăNGHIểNăC U ................................7

1. T ng quan v cao su thiên nhiên ..................................................................................... 7
1.1 T ng quan v cao su thiên nhiên.............................................................................. 7
1.2 Công ngh ch bi n cao su ..............................................................................8
1.3 Các ph
1.3.1 N

ng pháp x lỦ n

c th i cao su ..............................................................11

c th i cao su vƠ các v n đ môi tr

ng ...................................................11

1.3.2 ánh giá quy trình công ngh ..................................................................14
1.4 T ng quan v h th ng x lỦ b ng đ t ng p n
1.4.1

t ng p n

c nhơn t o ................................17

c nhơn t o ............................................................................17

1.4.2 Phơn lo i đ t ng p n

c nhơn t o.............................................................18

1.4.3 V t li u c u t o .................................................................................................20
1.4.4 Th c v t n

c ...........................................................................................22

1.4.5 Vai trò c a th c v t trong x lỦ n

c th i ...............................................29

xi

1.4.6 C ch các quá trình x lỦ n

c th i c a đ t ng p n

c .........................30

1.4.7 Các y u t đ c tr ng thi t k đ t ng p n

c nhơn t o có dòng ch y ng m ..35

1.4.8 Các đi u ki n v n hƠnh khu đ t ng p n

c nhơn t o có dòng ch y ng m ...36

1.4.9 Các mô hình đ t ng p n
CH

c đư đ

NGă2ăă: MỌăHỊNHăVẨăPH

2.1 Mô hình vƠ ph
2.2 D n n

c th nghi m.....................................38

NGăPHỄPăNGHIểNăC U ......................44

ng pháp nghiên c u ....................................................................44

c ........................................................................................................52

2.3 Phơn tích n

c ..................................................................................................53

2.4 Phân tích th c v t..............................................................................................54
2.5 Hi u su t lo i b : ...........................................................................................54
2..6 Phơn tích s li u ..............................................................................................54
CH

NGă3: K TăQU ăNGHIểNăC UăVẨăTH OăLU N..............................55

3.1 K t qu v n hƠnh h th ng Wetland trong x lỦ n
3.1.1 ThƠnh ph n vƠ tính ch t n
3.1.2 S c t ng tr

c th i ..........................55

c th i ......................................................55

ng c a cơy...........................................................................56

3.1.3 Thông s pH: ........................................................................................57
3.1.4 Hi u qu x lỦ BOD5 ............................................................................59
3.1.5 Hi u qu x lỦ COD ............................................................................. 61

3.1.6 Hi u qu x lỦ TSS: ..............................................................................64
3.1.7 Hi u qu x lỦ Nit : ............................................................................67
3.3.8 Hi u qu x lỦ Photpho ................................................................. 72
3.2

ánh giá hi u qu x lỦ

3.3 ánh giá hi u qu x lỦ

các l u l
l ul

ng .........................................................75

ng t i u ....................................................86

3.4. K t lu n vƠ ki n ngh .....................................................................................91
3.4.1 K t lu n ..........................................................................................................91
3.4.2. Ki n ngh .......................................................................................................92
3.4.3.H

ng phát tri n ............................................................................................92

TẨIăLI UăTHAMăKH O ......................................................................................93


xii

DANHăM CăT ăVI TăT T

STT
1
2

CH

VI T

T T
AAO
A2OD

TI NG ANH

NGH AăTI NGăVI T

Anaerobic-Anoxic-

Công ngh k khí ậ thi u khí ậ

Oxic
AnaerobicAnoxicAgricultural

3

AGROINFO

Information Center
The Association

4
5

ANRPC
BOD

hi u khí
Công ngh k khí ậ thi u
khí ậ M

Trung tơm thông tin phát tri n
Nông nghi p nông thôn Vi t
Hi p h i các n

Of Natural Rubber
Producing
Biochemical

ng oxy hoá

c xu t kh u

cao su
Nhu c u oxy sinh hoá

Oxygen Demand
6

Cao su

7

COD

Natural Rubber
Chemical

8

DAF

Oxygen
Dissolved Air

9

DO

Dissolve Oxygen

10

HRT

Hydraulic

Cao su thiên nhiên
Nhu c u oxy hoá h c
Công ngh tuy n n i khí hoƠ
Oxy hoà tan

Th i gian l u n

c

Retention Time
11
12

IRSG
MLSS

International

T p đoƠn nghiên c u cao su

Rubber Study

qu c t

Mixed Liquid

C n l l ng c a h n h p bùn

Suspended

ho t tính

13

QCVN

Regulations Vietnam

14

OLR

Organic Loading Rate

Quy chu n Vi t Nam
T il

ng h u c


xiii

15

SBR

Sequencing

B ph n ng theo m

batch reactor
16

TKN

Total Kjedahl nitrogen

T ng nit Kjeldahl

17

TCVN

Vietnam Standards

Tiêu chu n Vi t Nam

18

TP

Total Phosphorus

T ng phosphor

19

TSS

Total susplendid solid

T ng ch t r n l l ng

Ho Chi Minh city
Tropical technical

institutes and
20

VITEP

21

SD

environmentalprotecti
Standardon
Deviation

Vi n k thu t nhi t đ i vƠ B o
v môi tr

ng ThƠnh ph H
Chí Minh
l ch chu n


xiv

DANHăM CăCỄCăB NG
B ng 1.1. ThƠnh ph n hóa h c c a m cao su ............................................................8
B ng 1.2: K t qu phơn tích các thƠnh ph n hóa h c c a n

c th i ch bi n cao su

theo các ch ng l ai s n ph m khác nhau. .................................................................12

B ng 1.3: M t s ch t gơy mùi hôi th
B ng 1.4: Các công ngh x lỦ n
B ng 1.5

ng g p trong n

c th i cao su ...................13

c th i cao su .......................................................14

c đi m c a m t s lo i nguyên li u dùng lƠm v t li u l c ....................21

B ng 1.6 Vai trò c a th c v t n
B ng 1.7 C ch lƠm s ch n
B ng 2.1: HƠm l

c trong x lỦ n

c th i ........................................30

c th i trong các lo i

ng các ch t ô nhi m gi a n

B ng 3.1 : ThƠnh ph n vƠ tính ch t n

t ng p n

c nhơn t o...........34

c th i ch bi n cao su ..................44

c th i sau sinh h c k khí .......................55

B ng 3.2 T ng vi sinh v t hi u khí vƠ %N , %P có trong đ t tr

c khi cho n

c th i

vào .............................................................................................................................57
B ng 3.3 T c đ t ng tr

ng chi u cao qua t ng l u l

ng..........................................57

B ng 3.4: HƠm l

ng BOD đ u vƠo vƠ đ u ra theo l u l

ng x lỦ. ..................59

B ng 3.7: HƠm l

ng COD đ u vƠo vƠ đ u ra theo l u l

ng x lỦ. ..................61

B ng 3.5: HƠm l

ng TSS đ u vƠo vƠ đ u ra theo l u l

ng x lỦ. ....................64

B ng 3.6: HƠm l

ng TN đ u vƠo vƠ đ u ra theo l u l

ng x lỦ. ......................67

B ng 3.7: HƠm l

ng TP đ u vƠo vƠ đ u ra theo l u l

ng x lỦ. ......................72

B ng 3.8 : K t qu v n hƠnh h đ t ng p n

c

l ul

ng 40l/ngày ..................75

B ng 3.9 : K t qu v n hƠnh h đ t ng p n

c

l ul

ng 40l/ngƠy .................76

B ng 3.10: K t qu v n hƠnh h đ t ng p n

c

l ul

ng 60l/ngƠy .................78

B ng 3.11 : K t qu v n hƠnh h đ t ng p n

c

l ul

ng 60l/ngƠy................78

B ng 3.12: K t qu v n hƠnh h đ t ng p n

c

l ul

ng 80l/ngƠy .................80

B ng 3.13 : K t qu v n hƠnh h đ t ng p n

c

l ul

ng 80l/ngƠy (không

th c v t ) ...................................................................................................................80
B ng 3.14: K t qu v n hƠnh h đ t ng p n

c

l ul

ng 100l/ngƠy ...............82

B ng 3.15 : K t qu v n hƠnh h đ t ng p n

c

l ul

ng 100l/ngƠy (không có


xv

th c v t ) ...................................................................................................................82
B ng 3.16: K t qu v n hƠnh h đ t ng p n

c

l ul

ng 100l/ngƠy ...............84

B ng 3.17: K t qu v n hƠnh h đ t ng p n

c

l ul

ng 120l/ngƠy (không có

th c v t ) ...................................................................................................................84
B ng 3.18: K t qu coliform trong n

c

l ul

ng 100 l / ngƠy .............................87

B ng 3.19: K t qu t ng vi sinh v t hi u khí vƠ %N va %P có trong đ t

l ul

ng

100 l / ngày .................................................................................................................87
B ng 3.20: T i tr ng v n hƠnh đ i v i h th ng khi có th c v t. .............................87

xvi

DANHăM CăCỄCăBI Uă

,ă

ăTH ,ăS ă

,ăHỊNHă NH

Hình 1.1:S đ công ngh ch bi n cao su thiên nhiên ..............................................8
Hình 1.2. Quy trình s n xu t m cao .........................................................................10
Hình 1.3: Ngu n g c phát sinh n

c th i t i các nhƠ máy cao su Vi t Nam ...........12

Hình 1.4

t ng p n

c ............................................................................................17

Hình 1.5

t ng p n

c nhơn t o dùng đ x lỦ n

Hình 1. 6

t ng p n

c th i ......................................18

c nhơn t o dòng ch y ng m theo ph

ng ngang ................19

Hình 1.7

t ng p n

c nhơn t o dòng ch y ng m theo ph

Hình 1.8.

t ng p n

c nhơn t o v i dòng ch y b m t .........................................20

Hình 1.9 Kích th

ng th ng đ ng..........19

c c a v t li u c u t o đ xu t cho t ng vùng trong wetland có

dòng ch y ng m theo ph

ng ngang. .......................................................................21

Hình 1.10 M t s lo i th c v t n

c th

ng đ

c dùng trong đ t ng p n

c nhơn

t o ..............................................................................................................................23
Hình 1.11 C Vetiver ...............................................................................................24
Hình 1.12

t ng p n

c nhơn t o dòng ch y ng m tr ng c Vetiver .....................25

Hình 1.13 C ch lo i b ch t ô nhi m c a đ t ng p n
Hình 1.14 S bi n đ i Carbon trong đ t ng p n
Hình 1.15 S bi n đ i Nit trong đ t ng p n

c ......................................30

c dòng ch y b m t (FWS) ........31

c dòng ch y b m t (FWS) ............33

Hình 1.16 S chuy n đ i phosphorus trong đ t ng p n

c dòng ch y b m t ........33

Hình 2.1 : Mô hình th c nghi m..................................................................................51
Hình 2.2 : Mô hình th c nghi m..................................................................................52
Hình 3.1: S thay đ i pH theo l u l

ng đ i v i m u TV. ......................................57

Hình 3.2: S khác nhau s thay đ i pH gi a m u TV vƠ m u tr ng. .......................58
Hình 3.3: Hi u su t x lỦ BOD theo l u l

ng. .......................................................59

Hình 3.4: S thay đ i BOD qua t ng b x lỦ (M u TV) ........................................60
Hình 3.5: S thay đ i BOD qua t ng b x lỦ (M u tr ng) .....................................60
Hình 3.6: Hi u su t x lỦ COD theo l u l

ng. .......................................................62

Hình 3.7: S thay đ i COD qua t ng b x lỦ (M u TV) ........................................62


xvii

Hình 3.8: S thay đ i COD qua t ng b x lỦ (M u tr ng) .....................................63
Hình 3.9: Hi u su t x lỦ TSS theo l u l

ng ..........................................................65

Hình 3.10 : S thay đ i TSS qua t ng b x lỦ (M u TV) .......................................66
Hình3.11 : S thay đ i TSS qua t ng b x lỦ (M u Tr ng)....................................66
Hình 3.12: Hi u su t x lỦ N theo l u l

ng .........................................................68

Hình 3.13: S thay đ i TN qua t ng b x lỦ (M u TV) .........................................69
Hình 3.14: S thay đ i TN qua t ng b x lỦ (M u TV) ........................................70
Hình 3.15: S thay đ i TP qua t ng b x lỦ (M u tr ng) ......................................72
Hình 3.16: S thay đ i TP qua t ng b x lỦ (M u TV) ..........................................73
Hình 3.17: Hi u su t x lỦ P theo l u l

ng ..........................................................73

Hình 3.18:

th bi u di n hi u su t x lỦ

40l/ngƠy.........................................77

Hình 3.19:

th bi u di n hi u su t x lỦ

60l/ngƠy .........................................79

Hình 3.20 :

th bi u di n hi u su t x lỦ

80l/ngày .......................................81

Hình 3.21 :

th bi u di n hi u su t x lỦ

80l/ngƠy .......................................81

Hình 3.22:

th bi u di n hi u su t x lỦ

100l/ngƠy ......................................83

Hình 3.23:

th bi u di n hi u su t x lỦ

120l/ngƠy ......................................85

Hình 3.24 :

th bi u hi n s kh n ng x lỦ l u l

Hình 3.25:

th bi u hi n kh n ng x lỦ c a th c v t l u l

ng 100l/ngƠy.........................86
ng 100 l / ngƠy ........86

Hình 3.26: T i tr ng v n hƠnh đ i v i h th ng khi có th c v t. .............................89


1

M ă

U

TăV Nă

1.

NgƠnh công nghi p cao su đóng vai trò quan tr ng trong n n kinh t Vi t Nam
v i t c đ t ng tr

ng khá cao trong nh ng n m v a qua ( t n m 1996 đ n n m

2010 m i n m s n l

ng trung bình t ng 13,3 % n m ) ( Báo cáo th

ng niên

ngƠnh cao su Vi t Nam n m 2010 vƠ tri n v ng n m 2011 , AGROINFO 2010 ).
V i k t qu nƠy, Vi t Nam hi n đang đ ng th 4 th gi i v s n l
Thái Lan, Indonesia, Malaysia vƠ n
đ
th

ng cao su ( sau

). M c dù ngƠy cƠng có nhi u v t li u m i

c s d ng trên th gi i nh ng v t li u cao su v n lƠ s n ph m ch a đ

c thay

b t c qu c gia nƠo. Hi n nay, cao su lƠ s n ph m c n thi t vƠ không th thay

th đ i v i ngƠnh n m, ph tùng xe các lo i, ph tùng máy bay, trang thi t b y
t ầầ
S phát tri n nhanh c a ngƠnh công ngh cao su kéo theo đó lƠ nhi u h l y
nh s gia t ng v ô nhi m t các nhƠ máy. Trong đó, đáng chú Ủ lƠ n
bi n m cao su v i n ng đ

c th i ch

pH th p trung bình 3,5 -5,5 , Nit Amôni, Nit h u c ,

BOD, COD cao ( BOD kho ng 3000 mg/l , COD kho ng 7000 mg/l ) ngoƠi ra,
n

c th i còn có các kim lo i n ng, ch t r n l l ng. T t c các ch t nƠy đ u tác

d ng đáng k đ i v i s c kh e con ng
t ng p n

i, sinh v t vƠ môi tr

c nhơn t o hay đ t ng p n

ng.

c ki n t o hay bưi l c tr ng cơy lƠ

công trình mang đ y đ các đ c đi m ch c n ng, vai trò vƠ Ủ ngh a c a đ t ng p
n

c t nhiên thông th

ng. Vi c thi t k vƠ xơy d ng m t mô hình đ t ng p n

c

nhơn t o nh m ph c v công tác qu n lỦ vƠ s d ng hi u qu h n. Trong x lỦ môi
tr

ng, vi c s d ng mô hình đ t ng p n

qu cao c v m t môi tr

ng vƠ kinh t .

Các vùng đ t ng p n
gi i pháp hay đ x lí n

c nhơn t o lƠ ch y u vƠ đem l i hi u

c (CWs) s d ng đ x lỦ n

c th i sinh ho t vƠ n

c th i có ti m n ng lƠ m t

c th i công nghi p

các qu c gia kém

phát tri n có khí h u nóng vƠ nhi t đ i L i ích c a công ngh CW lƠ t n d ng các quy
trình t nhiên truy n qua n

c lơy lan vƠ phát tri n, vƠ tình tr ng s tr nên t i t h n n a

khi t c đ đô th hóa t ng nhanh mƠ không xơy d ng các công trình v sinh phù h p.


2

Các c s x lỦ n
nhi m môi tr
n

c th i còn thi u do chi phí cao vƠ thi u các đi u lu t ki m soát ô

ng m t cách có hi u qu ho c các đi u lu t b t bu c. Các h th ng x lỦ

c th i v i công ngh c trong nhi u tr

các n

c đang phát tri n do h th ng n

cung c p đ n ng l

n

c th i không đ

c l p đ t n đ nh đ đ m b o

ng, thay th các chi ti t d phòng c ng nh đ i ng công nhơn lƠnh

ngh đ v n hƠnh vƠ b o d
có th đ

ng h p đư không còn lƠ gi i pháp phù h p

ng. Vi c x lí n

c th i gi đơy đư có công ngh CW m i,

c s d ng đ n gi n vƠ ti t ki m chi phí. M t v n đ n a lƠ yêu c u x lí.

các

c phát tri n, m c tiêu lƠ lo i b t t c các ch t gơy ô nhi m nh sinh v t gơy b nh,

các ch t nuôi d

ng, các ch t hóa h c vô c vƠ h u c . Ng

x lí n

các qu c gia đang phát tri n lƠ b o v s c kh e c ng đ ng thông qua

c th i

c l i, m c tiêu c b n trong

vi c ki m soát các vi sinh v t gơy b nh đ ng n ch n s lan truy n c a các b nh d
n c.

i

đáp ng m c đích nƠy, CW lƠ gi i pháp phù h p do chúng lo i b BOD (nhu

c u oxy hóa h c) vƠ các vi sinh v t gơy b nh hi u qu , trong khi vi c lo i b các ch t
dinh d

ng l i th

ng b h n ch

Nh ng loƠi th c v t sinh tr

ng trong CW lƠ đ c đi m d nh n th t nh t trong h

th ng. R t nhi u nghiên c u đư ch ng minh r ng th c v t góp ph n vƠo h th ng x lí

n

c b ng các c ch tr c ti p vƠ gián ti p, do đó chúng lƠ m t ph n không th thi u c a

CW Ch c n ng quan tr ng nh t c a th c v t liên quan t i tác đ ng v t lỦ c a chúng đ i
v i các vùng đ t ng p n

c. B r cung c p m t di n tích b m t l n cho các vi khu n

bám vƠo đ phát tri n, vƠ nh ng vùng ôn hòa, l p r m ph th c v t còn t o ra m t l p
cách bi t đ ch ng l i s

ng giá trong su t mùa đông. Th c v t c ng giúp cho quá trình

thoái bi n a khí thu n l i h n b ng cách gi i phóng khí oxy vƠo vùng r , tuy nhiên s
r t khó kh n đ xác đ nh t l oxy đ

c gi i phóng vƠ các tác đ ng đ n vi c lo i b ch t

gơy ô nhi m có th thay đ i V vi c h p thu khí ni-t vƠ ph t pho, r t nhi u nghiên c u
đư ch ra r ng l

ng h p thu b m t đi khi thu ho ch th

ng lƠ không đáng k . Tuy nhiên,

vùng nhi t đ i n i th c v t phát tri n nhanh h n vƠ quanh n m, vi c h p thu các ch t
dinh d

ng có th góp ph n lo i b các ch t dinh d

ng nhanh h n vƠ đư đ

c báo cáo

trong nhi u nghiên c u (Koottatep and Polprasert, 1997; Greenway and Woolley, 2001;
Kyambadde vƠ nh ng ng

i khác, 2004, 2005; Kantawanichkul vƠ nh ng ng

i khác,


3

2008). Tuy nhiên, n u các lo i th c v t không đ
đ

c thu ho ch, các ch t dinh d

ng s

c gi i phóng l i trong quá trình sinh kh i phơn h y.
M t ch c n ng khác c a th c v t không liên quan t i kh n ng x lỦ lƠ mang l i

cho các vùng đ t ng p n

c c nh quan đ p: các loƠi th c v t lƠm c nh nh chu i hoa ,

chu i pháo, th y trúc, c vetiver, cơy s yầ. lƠm t ng tính th m m c a các vùng đ t

ng p n

c x lí n

bán trên th tr
h th ng đ

c th i.M t s loƠi cơy có ti m n ng v kinh t vì chúng có th đ

c

ng, vƠ đó l i lƠ m t l i ích tính n đ nh cao vƠ chi phí phù h p. H n n a,

c xơy d ng vƠ v n hƠnh m t cách đ n gi n, mang l i l i ích cho nhi u n

đang phát tri n. Vi c x th i n

c th i ch a đ

nghi p lƠ m i đe d a t i môi tr

ng t nhiên vƠ con ng

c

c x lí t các h gia đình vƠ khu công
i

nh ng khu v c đang phát

tri n, đ ng th i t o đi u ki n thu n l i cho các b nh lơy các nghiên c u c n gi i thích
các loƠi th c v t nhi t đ i vƠ lƠm c nh nƠy phù h p nh th nƠo khi s d ng cho vùng
đ t ng p n

c.

M c tiêu c a nghiên c u nƠy lƠ đ ki m tra kh n ng s n xu t sinh kh i vƠ
l

ng ch t dinh d

ng m d

ng h p thu b i h th c v t trong h th ng CW v i dòng ch y

i l p s i vƠ đ so sánh tác đ ng c a chúng đ i v i vi c x lỦ n

c th i

cao su ( sau k khí ). NgoƠi ra, m t m c đích n a c a nghiên c u nƠy lƠ đ xác đ nh
ti l lo i b , t ng l

ng Ni-t vƠ t ng l

ng ph t pho trong đi u ki n khí h u nhi t

đ i.
Vì v y đ tƠi ắNghiênăc uă ngăd ngăcôngăngh ăwetlandătrongăx ălỦăn

că

th iăcaoăsuăăắăđ

c th c hi n nh m nghiên c u ng d ng công ngh wetland cho

quy trình x lỦ n

c th i ch bi n cao su ( sau x lỦ sinh h c )v i yêu c u xác đ nh

hi u qu x lỦ N vƠ P, đ ng th i tái s d ng t

i tiêu vƠo cánh đ ng cao su theo

tiêu chu n c t B b ng 1 theo QCVN 01-MT:2015/BTNMT
2. TệNHăC PăTHI TăC Aă

ăTẨI

Trên th gi i, vi c s d ng h th ng
đ

c áp d ng vƠ mang l i k t qu t i u.

nh ng ch

t ng p n

c đ x lỦ n

c th i đư

Vi t Nam c ng đư có nh ng ng d ng

qui mô t phát. Chính vì th , vi c l a ch n gi i pháp áp d ng mô hình


4

t ng p n
n

c nhơn t o x lỦ n

c th i lƠ c n thi t. Bên c nh đó h th ng

c còn t o thêm m ng xanh cho môi tr

t ng p

ng vƠ t o m quan cho thiên nhiên.

H u h t các nghiên c u hi n nay cho x lỦ n

c th i cao su đ

c th c hi n

m t ho c m t vƠi nhƠ máy. Các nghiên c u mang tính t ng quát cho nhi u nhà máy
đ gi i quy t v n đ mang tình chung vƠ ph bi n còn h n ch . T đó các nhƠ máy
g p nhi u khó kh n trong vi c tham kh o các quy trình phù h p vƠ hi u qu , chi phí

th p.
V i công ngh wetland
-

Chi phí xơy d ng v n hƠnh vƠ b o qu n th p, góp ph n c i thi n sinh thái
môi tr

ng

-

S d ng th c v t trong đi u ki n đ t ng p n

-

X lỦ dinh d

ng h p ch t h u c , ch t r n, N, P ầầ.

áp ng yêu c u c i thi n môi tr

-

c có kh p m i n i

3. M CăTIểUă,ăN IăDUNGăVẨăPH

ng , gi m thi u bi n đ i khí h u
NGăPHỄPăNGHIểNăC U

3.1 M CăTIểUăNGHIểNăC U
M c tiêu
-

Xác đ nh hi u qu x lỦ n

c th i ch bi n m cao su ( sau x lỦ sinh hoc )

b ng công ngh wetland , h wetland k t h p gi a dòng ch y đ ng vƠ dòng
ch y ngang.
-

M c tiêu c th

-

Xác đ nh kh n ng x lỦ dinh d

ng vƠ h u c trong n

c th i ch bi n cao

su
nh h

-

cho t

ng công ngh x lỦ phù h p, đáp ng m c tiêu tái s d ng n

c

i tiêu

3.2 N IăDUNGăNGHIểNăC U
T ng quan tƠi li u v công ngh x lỦ n

c th i cao su

Thu th p d li u, phơn tích vƠ đánh giá hi n tr ng trong công ngh x lỦ n
th i.

c


5

Nghiên c u x lỦ n

c th i cao su b ng công ngh wetland qua mô hình th

nghi m
+ Xác đ nh t i tr ng v n hƠnh
+ Xác đ nh hi u qu x lỦ các ch t h u c vƠ dinh d

ng trong n

c th i

+ ánh giá s phát tri n c a h th c v t
3.3.ăPH

NGăPHỄPăNGHIểNăC U

Ph

ngăphápăt ngăquan,ăthuăth păd ăli u

- Thu th p các d li u v : NgƠnh công nghi p s ch ao su, quy trình s
ch cao su thiên nhiên, hi n tr ng vƠ công ngh x lỦ n

c th i s ch

cao su
- Th ng kê, t ng h p d li u
Ph

ngăphápănghiênăc uătrênămôăhìnhăthíănghi m

- Xơy d ng mô hình thí nghi m đ nghiên c u kh n ng x lỦ c a các lo i
th c v t
- Xác đ nh các thông s v n hƠnh mô hình: t i tr ng, th i gian l u n

cầ cho

các modul riêng bi t vƠ h wetland k t h p
- Xác đ nh hi u qu x lỦ thƠnh ph n h u c vƠ dinh d
- ánh giá k t qu nghiên c u vƠ đ nh h
Ph

ng.

ng công ngh x lỦ phù h p

ngăphápăphơnătích

- Phơn tích các thông s bao g m:

pH; COD; BOD; T ng N; N- NO3-, N-

NH3, NO2- ); T ng P; T ng ch t r n l l ng;
- S tang tr

ng c a h th c v t (th

ki m; VFA.

c đo)

- Ti n hƠnh phơn tích m u t i Vi n Môi Tr
H c Qu c Gia TPHCM. Các thông s

ng vƠ TƠi Nguyên; Tr
đ

ng

i

c phơn tích theo Standard

methods forthe examination of water and wastewater, 2012


6

Ph

ngăphápăx ălỦăs ăli u:
S d ng các ph n m m Word đ vi t v n b n, Excel đ tính toán vƠ x lỦ s

li u
3.4ăăGI IăH Nă
tƠi đ

-

ăTẨI
c th c hi n

quy mô trong phòng thí nghi m trên n

c th i s

ch cao su sau x lỦ sinh h c
-

Th i gian th c hi n đ tƠi trong 6 tháng

3.5 ụăNGH Aă
-

ăTẨI

ụăngh aăkhoaăh c
a ra công ngh wetland cho n

-

c th i s ch cao su nh m cung c p thêm

d li u cho các nhƠ máy nghiên c u có th th c hi n các h

ng nghiên c u sơu

h n
-

Cung c p các thông s v n hƠnh c a h th ng n

c th i s ch cao su ( sau

x lỦ sinh h c )
-

Xác đ nh kh n ng x lỦ, kh n ng thích nghi c a m t s loƠi th c v t

-

Nghiên c u trên m t s th c v t b n đ a v i s k t h p nhi u lo i th c v t

khác nhau trên đ nh h

ng x lỦ k t h p nhi u b c

-

ụăngh aăth căti n

-

Giúp các nhƠ máy, doanh nghi p c i thi n tình hình x lỦ n

Các nhƠ máy, các doanh nghi p ch a có h th ng x lỦ n
ch n ph
-

N

c th i hi n nay.

c th i d dƠng l a

ng án xơy d ng phù h p.

c th i đ u ra s đ

c tái s d ng cho m c đích t

i tiêu vƠo các cánh

đ ng cao su
xu t đ

c mô hình x lỦ v i chi phí xơy d ng v n hƠnh vƠ b o qu n th p

h n so v i các mô hình c i t o vƠ x lỦ t p trung


7

CH

NG 1 T NGăQUANăCỄCăV Nă

ăNGHIểNăC U

1. T ngăquanăv ăcao su thiên nhiên
1.1 T ngăquanăv ăcao su thiên nhiên
Cao su thiên nhiên (g i t t lƠ cao su) đ
brasiliensis.

c l y ch y u t gi ng cơy Hevea

ơy lƠ loƠi th c v t thu c gi ng cơy lơu n m, thích h p s ng

nhi t đ i vƠ c n nhi t đ i, đ c bi t lƠ

B c Nam M , Brazil, Trung M , Chơu Phi

(t Maroc đ n Madagasca), Stri Lanka, Nam

n

, Vi t Nam, LƠo, Campuchia,

Thái Lan, Indonesia. L ch s ngƠnh cao su b t đ u t th k XV khi ng
Ểu phát hi n ra vi c dùng nh a cơy đ lƠm đ n, lƠm dép,ầ c a ng
n nh ng n m 1740, ng

vùng

i Chơu

i Nam M .

i Pháp b t đ u nghiên c u khoa h c v cao su t i

Guyane và Ecuador.
Cu i th k XIX, cao su đ

c khai thác t nhiên t i các r ng thu c Nam M ,

Chơu Phi, đ c bi t lƠ Brazil. N m 1876, H.A Wickam đã mang gi ng hevea c a
Brazil sang các n

c, đ u tiên lƠ Malaysia, Ceylan vƠ Indonesia. N m 1906, cao su

tr ng ch chi m 0,8% t ng l

ng khai thác thì đ n n m 1914 t ng lên 59%, n m

1920 là 90%.
NgƠy nay, ng

i ta bi t đ n cao su thiên nhiên v i công th c hóa h c d ng

(C5H8)n, thu c d ng hydrocarbon polyene, lƠ m t hydrocarbon ch a no. Phơn t
cao su có phơn t kh i t 10.000 đ n 400.000 tùy quá trình x lỦ.LỦ tính đ c tr ng
c a cao su lƠ tính đƠn h i, nh a dính. V b n ch t hóa h c, cao su thu c d ng
alken, có c u trúc cao phơn t v i m t s l

ngl n các n i đôi nên có th tham gia

các ph n ng c ng, th , h y, đ ng phơn hóa, đ ng hoƠn hóa vƠ polymer hóa (ph n
ng trùng h p).
Phơn t c b n c a cao su lƠ isoprene polymer (cis-1,4-polyisoprene[C5H8]n)
có kh i l

ng phơn t 105 ậ 107. Nó đ

c t ng h p t cơy b ng m t quá trình ph c

t p c a carbonhydrate. C u trúc hóa h c c a cao su t nhiên (cis-1,4-polyisoprene):