Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng công nghệ dòng chảy phối hợp sử dụng bèo tây và cỏ Vetiver (Khóa luận tốt nghiệp)

I H C THÁI NGUYÊN
I H C NÔNG LÂM
--------------o0o--------------

LÊ TH

NG

tài:
X

C TH

N B NG CÔNG NGH DÒNG CH Y

PH I H P S

D NG BÈO TÂY VÀ C

KHÓA LU N T T NGHI

H
o
Chuyên ngành
Khoa
Khóa h c

VETIVER

IH C

: Chính quy
: Công ngh sinh h c
: CNSH & CNTP
: 2011 - 2015


I H C THÁI NGUYÊN
I H C NÔNG LÂM
--------------o0o--------------

LÊ TH

NG

tài:
X

C TH
PH I H P S

UÔI L N B NG CÔNG NGH DÒNG CH Y
D NG BÈO TÂY VÀ C

KHÓA LU N T T NGHI

VETIVER

IH C

H

o
: Chính quy
Chuyên ngành
: Công ngh sinh h c
L p
: K43 - CNSH
Khoa
: CNSH - CNTP
Khóa h c
: 2011 - 2015
Gi
ng d n 1: TS. H
ng
Gi
ng d n 2: TS. Ph m B


i

L IC

u ki n th c hi n khóa lu n t t nghi
c em xin chân thành c
n

ng, c

y cô giáo

ng d n, gi ng d y trong su t quá trình h c t p, nghiên c u và rèn

luy n t

i h c Nông lâm Thái Nguyên.
Em xin chân thành c

n Công ngh

ng

Khoa h c và Công ngh Vi
g il ic

Vi n Hàn lâm

ng th c t p t t. Em xin

c t i TS. H

ng, TS. Ph m B

n tình

ng d n em trong su t th i gian th c t p.
il ic

t i

và nhi

Nguy t, ThS. Nguy n Trung
ng d n

em hoàn thành t t lu

t t nghi p c a mình.
Cu i cùng em xin g i l i c

ng viên và t o

u ki n t t cho em hoàn thành khóa lu n.
Em xin chân thành c

!

Thái Nguyên, ngày

tháng
Sinh viên

Lê Th

ng


ii

DANH M C B NG VI T T T

Ch vi t t t

Chú thích

COD

Chemical Oxygen Demand - nhu c u oxy hóa h c

BOD

Biochemical oxygen Demand - nhu c u oxy sinh hoá

N
P

Phospho

C

Carbon

TSS

T ng ch t r

T-N

T

T-P

T ng phospho

HT

H th ng

ng


iii

DANH M C B NG
Trang
B ng 2.1 Thành ph

c th i c a m t s tr i t p trung ..........................................4

B ng 2.2 M t vài thông s

i v i ch

B ng 2.3 Các thành ph n quan tr ng c

c[12]............................4

c th

n công

ngh x lý ...................................................................................................5

B ng 3.1.Thành ph

c th i sau x lý k khí b ng h m biogas t i Trung

tâm nghiên c u l n Th
B ng 4.1. N

...............................16

trung bình các ch tiêu sau khi x lý qua h th ng

t

ng 8

lít/ngày ......................................................................................................25
B ng 4.2.Bi

ng hi u su t x lý NH4+ qua các l n phân tích ..............................26

B ng 4.3. Bi

ng hi u su t x lý NO2- qua các l n phân tích .............................27

B ng 4.4. Bi

ng hi u su t x lý NO3-qua các l n phân tích ..............................28

B ng 4.5. Bi

ng hi u su t x lý T-N qua các l n phân tích...............................29

B ng 4.6. Bi

ng hi u su t x lý PO43- qua các l n phân tích .............................30

B ng 4.7.Bi

ng hi u su t x lý T-P qua các l n phân tích ................................31

B ng 4.8.Bi

ng hi u su t x lý COD qua các l n phân tích..............................32

B ng 4.9.N

trung bình c a các ch tiêu sau khi x lý qua h th ng

t

ng

15 lít/ngày .................................................................................................34
B ng 4.10.Bi

ng hi u su t x lý NH4+ qua các l n phân tích............................34

B ng 4.11. Bi

ng hi u su t x lý NO2- qua các l n phân tích ...........................36

B ng 4.12. Bi

ng hi u su t x lý NO3- qua các l n phân tích............................37

B ng 4.13. Bi

ng hi u su t x lý T-N qua các l n phân tích.............................38

B ng 4.14. Bi

ng hi u su t x lý PO43- qua các l n phân tích...........................39

B ng 4.15. Bi

ng hi u su t x lý T-P qua các l n phân tích .............................40

B ng 4.16. Bi

ng hi u su t x lý COD qua các l n phân tích...........................42

B ng 4.17 Hi u su t x lý trung bình c a h th ng qua 2 t

ng ........................43


iv

DANH M C HÌNH
Trang

Hình 2.1.B trí h th ng ph i h p bèo tây và c Vetiver .........................................19
Hình 2.2. H th ng nh gi

c th i................................................................20

Hình 4.1. Hi u su t x lý NH4+ qua các l n phân tích ..............................................26
Hình 4.2.Hi u su t x lý NO2- qua các l n phân tích ...............................................27
Hình 4.3.Hi u su t x lý NO3- qua các l n phân tích ...............................................28
Hình 4.4. Hi u su t x lý T-N qua các l n phân tích................................................29
Hình 4.5. Hi u su t x lý PO43- qua các l n phân tích ..............................................30
Hình 4.6. Hi u su t x lý T-P qua các l n phân tích ................................................32
Hình 4.7. Hi u su t x lý COD qua các l n phân tích ..............................................33
Hình 4.8. Hi u su t x lý NH4+ qua các l n phân tích..............................................35
Hình 4.9. Hi u su t x lý NO2- qua các l n phân tích ..............................................36
Hình 4.10. Hi u su t x lý NO3- qua các l n phân tích.............................................37
Hình 4.11. Hi u su t x lý T-N qua các l n phân tích..............................................39
Hình 4.12. Hi u su t x lý PO43- qua các l n phân tích............................................40
Hình 4.13. Hi u su t x lý T-P qua các l n phân tích ..............................................41
Hình 4.14. Hi u su t x lý COD qua các l n phân tích ............................................42


v

M CL C
Trang
L IC

............................................................................................................. i

DANH M C B NG VI T T T............................................................................... ii

DANH M C B NG................................................................................................. iii
DANH M C HÌNH .................................................................................................. iv
M C L C...................................................................................................................v
U ......................................................................................................1

Ph n 1: M
tv

.............................................................................................................1

1.2 M

u.............................................................................................2

1.3 M c tiêu nghiên c u..............................................................................................2
Ph n 2: T NG QUAN TÀI LI U ...........................................................................3
c i mc an

c th i ch n nuôi l n.................................................................3

2.1.1 Ngu n phát sinh .................................................................................................3
2.1.2 Thành ph n, tính ch
2.2 T ng quan x

c th

........................................................3

c th i b ng th c v t th y sinh..............................................5

2.2.1.Vai trò c a th c v t th y sinh trong x

c th i. ........................................6

lo i b ch t ô nhi m c a th c v t th y sinh ..........................................7
m khi s d ng th c v t th y sinh trong x

c th i ........8

2.2.4.Các mô hình công ngh s d ng th c v t th y sinh trong x
c ô th i,
c ô nhi m...............................................................................................................9
2.2.5. Bèo tây và kh
2.2.6. C Vetiver và kh

c th i...............................................................10
c th i .........................................................11

2.3.Các nghiên c u trong
cv x
c th i b ng th c v t th y
sinh............................................................................................................................12
2.3.1. Các nghiên c u c

c trên th gi i .....................................................12


vi

2.3.2. Các nghiên c u t i Vi t Nam. .........................................................................13

Ph n 3:

NG, N

U......16

ng và ph m vi nghiên c u......................................................................16
ng nghiên c u......................................................................................16
3.1.2. Ph m vi nghiên c u.........................................................................................18
m và th i gian ti n hành nghiên c u. .....................................................18
3.3. N i dung nghiên c u ..........................................................................................19
u....................................................................................19
trí và v n hành thí nghi m ...................................................19
c th i....................................................................20
Ph n 4: 25K T QU NGHIÊN C U VÀ TH O LU N ...................................25
c th i c a bèo tây và c Vetiver t
ng 8
lít/ngày.......................................................................................................................25
u qu x lý N-NH4+ c a bèo tây và c Vetiver...........................26
lý NO2- c a bèo tây và c Vetiver ..............................27
lý NO3- c a bèo tây và c Vetiver ...............................28
lý T-N c a bèo tây và c Vetiver................................29
u qu x lý PO43- c a bèo tây và c Vetiver...............................30
lý T-P c a bèo tây và c Vetiver ................................31
lý COD c a bèo tây và c Vetiver ..............................32
u qu x
c th i c a bèo tây và c Vetiver t i
ng 8 lít/ngày .........................................................................................................33
u qu x
c th i c a bèo tây và c Vetiver t

ng 15
lít/ngày.......................................................................................................................34
lý N-NH4+ c a bèo tây và c Vetiver..........................34
kh

lý NO2- c a bèo tây và c Vetiver ..............................36


vii
u qu x lý NO3- c a bèo tây và c Vetiver ...............................37
á kh

lý T-N c a bèo tây và c Vetiver................................38
lý PO43- c a bèo tây và c Vetiver..............................39

giá kh

lý T-P c a bèo tây và c Vetiver ................................40
u qu x lý COD c a bèo tây và c Vetiver ...............................42

Vetiver

giá chung hi u qu x
c th
n c a bèo tây và c
t
ng 15 lít/ngày ..................................................................................43

Ph n 5: K T LU

NGH .......................................................................45

5.1. K t lu n ..............................................................................................................45
5.2. Ki n ngh ............................................................................................................45
TÀI LI U THAM KH O ......................................................................................46


1

Ph n 1
M
1.1

U

tv
Ngày nay,Vi

ng h i nh p kinh t th gi i,t

công nghi p hóa-hi

c.Tuy nhiên, v i kho ng 70% s dân s ng

vùng nông thôn,s n xu t nông nghi p v
t - xã h

c

t quan tr ng trong n n kinh

c ta.Trong nh

c bi

phát tri n khá m nh v c s
ho ch,

ng l

n

phát tri n thi u quy

c các tiêu chu n k thu t v chu ng tr i và k thu

nuôi

n m t h l y t t y

tr ng.

t

m

ng ngày càng ô nhi m tr m

nc a c

c có 28,6 tri u con và trung bình

th i ra 75-85 tri u t n phân [29]. V i m

l

ôi l
t ra nh ng v
Ngu

gây ra ô nhi

c p thi t v x

ng ch t th i

ng nghiêm tr ng và

c th

c th

a nhi u h p ch t h

tr

n,virus,

m các t

cm

c

ng m và tr thành nguyên nhân phát sinh d ch b
ng tr c ti

t,ch

i s n xu

ng th

nh

ng s n ph
c th

i và

t h i kinh t
lây lan m t s b nh cho

ng xung quanh vì còn ch a nhi u m m b nh

Samonella, Leptospira, Clostridium... Bên c
t o ra b i ho
có th gây nhi

ng c a vi sinh v

c không khí và ngu

i và h sinh thái.Ví d
có th
chu

s l

3,

c ng m
ng NH3

Chính vì v y vi c thi t k h th ng x

i s ng con
t v i kh n

m th p

n. NH3 trong không khí

c tích t s gây kém thông thoáng,

m c th

c

CO2, CH4, H2S, . . .Các lo i khí này

t ho c rút h

t v t nuôi[28]. NH3 có th

u lo

ng x

i v i s c kh e

ng x u lên s c kh

i, dù ch

t, nh

ng t i hô h p và tim m ch.

c th i c

mb

c th i


2

sau x

t tiêu chu

thi u ô nhi

nh là m t ho

ng h t s c c n thi t nh m gi m

ng và góp ph n xây d ng n

Thành ph

c th

n b n v ng.

y u là các ch t h

vi c x lý b

thu n ti n cho

c, bên c

c th

hoà tan
ng cho th c v t th y sinh

d

x

phù h p v i

c ta. T

c th

c th

m và r t

nh ng lý do trên chúng tôi th c hi

tài X

n b ng công ngh dòng ch y ph i h p s

lý

d ng bèo

tây và c Vetiver
1.2 M

u
c hi u su t x lý các h p ch

trong n

c th

n sau khâu x lý vi sinh c a h th ng th c v t th y

sinhph i h p gi a bèo tây và c Vetiver

lý thích h p ng

d ng cho qui mô l
1.3 M c tiêu nghiên c u
-Xác

nh các ch tiêu hoá lý c a n

làm c s cho vi c

xu t các ph

c th i ch n nuôi sau quá trình vi sinh

ng án x lý và l a ch n ph

ng án kh thi nh t

tính toán thi t k .
- Xác

nh hi u su t x lý c a h th ng

i v i các ch

ng),

Phospho (t ng), COD
- Xác
l n (t i l

nh các thông s v n hành h th ng

qui mô

ng dòng ch

1.4

a nghiên c u
Nghiên c
c th

ch

nh m áp d ng x lý

a h th ng th c v t th y sinh trong vi c x lý
ns t

cho vi

xu

thi nh t trong vi c góp ph n gi m thi u ô nhi

án x lý và l a
ng.


3

Ph n 2
T NG QUAN TÀI LI U

2.1.

c i mc an

c th i ch n nuôi l n

2.1.1 Ngu n phát sinh
c th

n bao g

t m v t nuôi v i kh

c ti

c th i r t l n. Các ch

phân h y sinh h

c th

nuôi là m t lo
ng cao do có ch

c th i
ng cao các ch t h

và vi sinh v t gây b nh. Theo k t qu

ng, N, P
n tr

Vi n C
c

n các vi sinh v t

ng [9].

2.1.2 Thành ph n, tính ch

nhi

n có quy mô t p cho th
c th

c

u là nh ng ch t d

hydrate, protein, ch

phân h y làm phát tán mùi hôi th

c th

c v sinh chu ng tr

ng c a
c

m

[2]:
H p ch t h

- Các ch t h

m 70 80% bao g m

cellulose, protein, amino acid, ch t béo, carbonhydrate và các d n xu t c a chúng,
th

a. Các ch
-N

kh

m 20 30% g

t, mu
c th

và Phospho:

i cao do

p th kém c a v t nuôi.
+

có 30%

cv
ng

o thành s n ph m

gian và s có m t c

, 70% bài ti t ra ngoài. Theo th i
ct nt i

các d ng khác nhau

NH4+, NO2-, NO3-.
+ Trong n

c th i ch n nuôi Phospho chi m t l cao, t n t i

các d ng

orthophotphate (HPO42-, H2PO4, PO43-), metaphotphate (hay polyphotphate PO43-)
và photphate h
- Sinh v t gây b nh:

c th

a nhi u lo i vi trùng, virus và

tr ng u trùng giun sán gây b nh.Theo nghiên c u c a Nanxera vi trùng gây b nh


4

u Erisipelothris insidiosa có th t n t i 92 ngày, Brucella 74
Samonella 6

7 tháng...Ngoài ra trong

sán có th lan truy
b

c th i còn ch

108 ngày,

ng l n tr nggiun

t xa và nhanh khi b nhi

c m t t o thành d ch

i và v t nuôi.
Thành ph n,

c th

a m t s trang tr

t p

c mô t qua b ng 2.1.
B ng 2.1 Thành ph
Ch tiêu

Tr i

ki m tra

TTNC L n
ng

pH

c th i c a m t s tr i t p trung
Tr i l n

Th

Tr i Cty

p

Gia Nam

Tr i
H

p

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_t ng

mg/l

99,4

80.2

69,4

57,4

85.6

N_t ng

mg/l

332,8

280,1

250,9

204,8

275,4

ng v i kh
nhi u các m m b nh mà v

x

c th

thi t.Ngày nay, tình tr ng thi
gi
c

c th i c

ng th i ch a
n là v

nên ngày càng ph bi n trên toàn th

c coi là m t ngu n tài nguyên ch không ph i là v n n n

c gi i quy t. Xu th hi n nay là tái s d

ngu

i và các ho

s c a

vô cùng c p

ng c

c th i, tái s d ng m i
i th i ra. Do v y, các thông

c th i sau khi x lý ph i phù h p.
B ng 2.2 M t vài thông s
Các thông s

c
c th i

i v i ch

c[12]
c ch p nh n sau
x lý

BOD, mg/l

100 - 250

5 - 15

COD, mg/l

200 - 700

15 - 75

T

20 - 30

2-5

T ng Photpho, mg/l

6 - 10

0,2 - 0,6

100 - 400

10 - 25

Ch t r

ng, mg/l


5

B ng 2.3 Các thành ph n quan tr ng c

c th i

n

công ngh x lý
Thành ph n

Ghi chú
Các ch t r

Các ch t r

ng

ng có th

ng kh

u ki n y m khí khi
th

c th i không qua x lý vào môi
c.

G m protein, carbonhydrate và ch t béo.
Các ch
Các ch t h

y sinh h c

ng ch tiêu BOD

và COD. N u th
ng s d

tr c ti p vào môi

n nguyên nhân gây mùi

và v .
Các nhân t gây b nh

R t nhi u b nh có th lan truy n do các
vi khu n gây b
C N, P và C

c th i.
u là các ch

ng

chính cho s phát tri n c a sinh v t. Khi
th i
Các ch

ng

s

c có th d

phát tri n c a các sinh v t ngoài ý

mu

c. Khi th i

chúng v i m
nhi

2.2 T ng quan x

n

t s gây ô

c ng m.

c th i b ng th c v t th y sinh.

Th c v t th y sinh là nh ng th c v

ng

c.

Nhi u nghiên c u cho th y m t s lo i th c v t th y sinh có kh
th

c Vetiver, th y trúc,s

th ng x lý b ng th c v t th y sinh

là m t trong nh ng l a ch n thích h p ph c v cho m

d

c th i. H th ng này làm

c

nh ch t th i và x lý các ch

c và tái s
ng.


6

S d ng th c v t h p th các ch

ch là m

pháp lo i b các ch t gây ô nhi m m t cách có hi u qu .
Có 3 nhóm th c v t th y sinhchính :
- Nhóm th c v t th y sinh s ng chìm (Submergedplant): Lo i th c v t th y
sinh này phát tri

im

c và ch phát tri

c

các ngu

ánh sáng và oxy.Chúng gây nên các tác h

c c a ngu

n s khu ch tán c a ánh sáng vào
trong vi c x

c,

i này không hi u qu l m

c th i.

- Nhóm th c v t th y sinh trôi n i (Floating plants):Là lo i th c v t có b r
c bình, rau mu ng,
bèo t

i th c v t này phát tri n không ph thu c vào chi u sâu c

c a chúng t o giá bám cho các vi sinh v t trong x

c th i.

- Nhóm th c v t th y sinh n a ng

c (enmergent plants):

th c v t có r

t và m t ph n thân ng

c, nh n các ch

c. R

ây là lo i

c. Ph n r bá

t ng p

t, chuy n lên lá trên m

ti n

hành quá trình quang h p. Thu c nhóm này là các loài c

y

c. Vi c làm s

i v i các loài

th c v t này ch y u là ph n l ng
ng ít ho

c. Nh ng v t ch

ng

c chuy n hoá [10.11].

2.2.1.Vai trò c a th c v t th y sinh trong x

c th i.

Hi u qu x lý ô nhi m c a m t s loài th c v t th y sinh và t
ki m ch
x

u ki n thí nghi m và cho th y chúng có ti
c ô nhi m [5]

M t s vai trò ch y u c a th c v t th y sinh [25]:
- Làm giá th cho vi sinh v t sinh s ng.
sinh lo i b các h p ch
sinh và các sinh v

quan tr

th c v t th y

ph i h p ch t ch gi a th c v t th y
ng v t phù du, vi khu n, vi n

ng v t nguyên sinh,

Vi sinh v t tham gia tr c ti p vào quá trình phân h y các h p ch t h
nguyên li

ng (N, P và các khoáng ch

c v t s d ng.

o


7

- Thân và lá

m

c ho c phía trên m

th ánh sáng m t tr

c c a th c v t th y sinh h p

n s phát tri n c a t o,

ng l n c

n ch

ng ôxy hoà tan gi a ban ngày và

- Chuy

c và ch t ô nhi m. Th c v t h p thu các ch t và ion gây ra

ô nhi

c a chúng. Trong quá trình x lý, các ch t có ti

gây ô nhi m có th
hoá và s bi

tr ng thái không ho

ng qua s

i, k t t a, tích t , oxi

i các ion.

- Cung c p l

t và l p tr m tích m i: Theo th i gian, m t l p gi

c tich t d n trên m t n
tr m tích l

o ra m t l

l i.Thân và lá c a th c v t n a ng
n m t s ch

ng. B i v y, th c v t t

c th c v t gi
tl p

u ki n cho s phân hu các

ng cách kéo dài th i gian cho quá trình bi

2.2.2.

lo i b ch t ô nhi m c a th c v t th y sinh

sinh hoá...

c lo i b thông qua s h

nitrat hóa-kh nitrat. Các vi sinh v t nitrat phát tri n m nh
+ Quá trình nitrat hóa: x
c p cho ho
khi m

ng c a vi khu

p oxy:
cung

u ki

+ Quá trình kh nitrat: Khi m
b h n ch ,

b r -

c khi n

cây tr ng th p và che ph m t ph n trên b m

c t o ra
c.
ch

c

c gi m. Ngoài ra, th c v t bao ph trên m

n d phát tri n c a t o b

n ánh sáng m t tr i t

n nh ng khu v c thi u oxy t
yn

i ch t

c và r c a th c v t n

ch t h

-

t ho c

ng m i, ch a c n bã th c v t, s n ph m t quá trình trao

c a vi sinh v t và ph n ch m ho c không gi i c a ch t r

d

cs

u ki n thu n l i cho s kh nitrat

c
c,

l p bùn

ngu n cacbon.
Hi n nay, các nhà nghiên c u v

tr ng c

kh

và s h p th c a th c v t là v

c s th ng nh t v t m quan
c bi t v

nitrat hoá/ kh nitrat

c n ti p t c nghiên c u [6].


8

- Phospho: Có th

c lo i b b ng s

c a th c v t, s h p ph

ng hóa c a vi khu n, s h p thu

t...

ib

th c v t trong vi c lo i b Phospho v n còn là v
2.2.3.

a

tranh cãi.

m khi s d ng th c v t th y sinh trong x
*

c th i

m

Ngày nay, s d ng th c v t th y sinh trong x

c th

c ô nhi m

c áp d ng r ng rãi. T k t qu các nghiên c u và ng d ng trê
ra nh

m khi s d ng th c v t th y sinh trong x

c th

- Chi phí cho toàn b quá trình x lý b ng th c v t th y sinh th p. Phù h p
v i nh

kinh t

c ta.

- Quá trình công ngh trong x lý không ph c t p.
- Hi u qu x lý

i v i nhi u lo

- S d ng th c v t th y sinh trong x
ng, th

c ô nhi m th p.
c th i không tiêu t n nhi

ng h p không c

sinh trong x lý

ng d ng th c v t th y

c th i nh

- Ngoài kh

th c hi n d dàng.
c th i, sinh kh i t o ra sau quá trình x lý có th

ng d ng vào nhi u m
tây), làm nguyên li u cho th công m ngh (c Vetiver)...[13]
-X

c nhi u tác nhân gây ô nhi m.

- Thân thi n v i môi tr
*

ng.

m

- T n nhi u di n tích. Th c v t c n m t di n tích thích h p

tr c ti p v i ánh sáng, s d ng vào quá trình quang h p t
qu x lý n

có th ti p xúc

ó nh h

ng t i hi u

c th i. Do ó vi c ng d ng th c v t th y sinh trong x lý n

c th i

ô th r t khó
- Kh
- Th

ng ch
ng

c

iv in

các ch t ô nhi

t sau h th ng x lý c h c, lý hóa.

c th i.

9

2.2.4.Các mô hình công ngh s d ng th c v t th y sinh trong x

c ô th i,

c ô nhi m
Công ngh s d ng th c v t trong x
hay còn g i là công ngh

c th

t ng

cg

c. Công ngh

c áp

d ng t i M và Châu Âu kho
c bi

n

c Châu Á và Châu Úc.
c RAMSAR v

m l y, than bùn ho

c ch

c ven bi
t ng

c

Có 2 lo
t o.

c ng

t ng

cl

t ng

ct

c m n, k
u là các

t ng

c t nhiên là h th

x

c th

c nhân t

c nhân

c thi t k và xây d ng

nh m t n d ng các quá trình t nhiên k t h p v i s d

t ng

ng

].

th

-H

c là

sâu không quá 6m khi thu tri u th

t ng

c và h vi sinh v

t ng

c t nhiên hay nhân t

xuyên hay t m th
c

t ng

m so v i h

t, th m th c v t ng p
t ng

c t nhiên:

c ki m soát t

thi t l p các h th ng x lý th nghi m v

cho vi c

ng ch t ô nhi m, lo i th c v t và

ki u dòng ch y khác nhau.
- L a ch n v

ng v

c.

- T i th y l c và th

V i nh

c ki m soát ch t ch .
t tr

c nhân t o trong x
S d ng h th

ng s d ng h th

t ng p

c th i.
t ng

c trong x

c th i có 3 d ng công ngh chính:

2.2.4.1.H th ng dòng ch y b m t ( Free water surface constructed wetlands)
Nh ng h th

ng g

c, v i l

rò r

khác h tr cho th c v t n i.
nông, t

c bi

c ch

c, ho c các kênh d n

t ho c các l p l c thích h p

c th i ch y ngang trên b m t. L

dòng ch y ch m và s có m t c a thân cây quy
p, b

c

nh dòng ch y và

u ki n dòng ch y nh .


10

2.2.4.2.H th ng dòng ch y ng m ( subsurface flow wetlands)
t ng
dòng ch

c v i h th ng dòng ch y ng

c chia làm 2 lo

c th i vào chi u ngang và th

ng. H th ng dòng ch y ng m

theo dòng ch y ngang x lý t t ch t h
lý các ch

tr

ng l i th

ng. Tuy nhiên, kh

u ki n thi u oxy d

phép nitrat hóa amoni, t

ng

lý n

n không cho

h n ch .

2.2.4.3.Công ngh dòng ch y ph i h p
nghiên c u và ng d ng t t các công ngh s d ng th c v t th y sinh,
i ta ph

m sinh h c, tính ch ng ch u c

lo i b ch t gây ô nhi m c a t ng loài. M t khác, vi c t
nuôi tr

u quá trình sinh hoá di n ra trong cây, s

chuy n v n các ch t là nh ng ti

quan tr ng góp ph n nâng cao hi u qu x lý

ô nhi m c a th c v t th y sinh.
phát huy t
c th

m c a m i h và nâng cao hi u qu x lý
ng s d ng h th ng k t h p v i nh ng lo i th c v t và ki u

dòng ch y khác nhau.
2.2.5. Bèo tây và kh

c th i.

Bèo tây (tên khoa h c: Eichhornia crassipes Solms
bình, bèo Nh t B n, thân th o, s ng n
r ch, thu c chi Eichhornia c a h

c g i là l c

c ho c trong các ao tù, kênh

Pontederiaceae.

Bèo tây là th c v t th

c ng t, lá xanh và bóng, tròn, hoa m c thành

c m. Cu ng lá nhi u l h ng giúp cây n i trên m

c tùy thu c vào

ng s ng.
T nh
c ti n hành

u v kh

c th i

M . Các nghiên c u cho th y bèo tây có kh

i b BOD,

TSS r t hi u qu , ngoài ra còn hi u qu trong lo i b N, P, Na, K, Ca, Mg và m t s
khoáng ch t khác.
Theo nghiên c u g
amoni sau kho ng th i gian m

kh

c th i c

u thí nghi m

ng
m nhanh t 100,383


11

mg/lít xu ng còn 6,560 mg/lít, nhu c u oxy hóa h c
kho ng t

n 70% sau 25 ngày, còn hàm

Ngoài ra, m t s thí nghi
s

m khá nhanh,

n3t

m g n 9 l n [3].

ng t r ng 1ha m

c th bèo tây có th làm

c th i m i ngày. C th , nó có th

c 34kg Na, 22kg Ca,

17 kg P, 4kg Mn, 2,1kg Phenol, 89g Hg, 104g Al, 297g k m, 321g Stronti,...trong
24 gi .Nó còn có kh
trong m t ch u

m r t m nh. Thí nghi m th bèo tây

c b n ch a 10mg k

ng k

cv

ng 133% [30].

ng r t m

c x p là m t trong 10 loài cây có t

sinh

ng m nh nh t th gi i. T l

ng c a bèo tây kho ng 10,33- 19,15

kg/ha/ngày [17,19]. Chúng có kh

sinh kh i trong vòng 14 ngày

[23

u ki

10kg/m2, m
c

ng, bèo tây có th bao ph m
c là 50kg/m2[24]. S

t

c coi là m t l i th trong x
T
c th

u ki n khí h

t cao (t

ng nhanh chóng

c th i.

ng c a bèo tây ph thu c vào m

, ngu

ng trong

ng c a bèo tây và thành ph n

c th i có
lý.

cv im

ng tr c ti

h p th ch

n hi u su t c a quá trình x

ng cao) ch x y ra khi m

c

duy trì t 500-2000 g/m2...[8]
2.2.6. C Vetiver và kh

c th i

C Vetiver tên khoa h c Vetiveria zizanioides L. thu c h Graminae, h ph
Panicoideae, t c Andropogoneae.
*

m hình thái [13]

- C Vetiver có b r

s , r t phát tri n, m c r

t sâu, trong

t t t. Do có b r
ch u h n r t kh e, có th
t b lèn ch

mt t
mb

c Vetiver
i, và xuyên qua các l p

c th i th m xu ng quá sâu.

- Ph n l n các s i r trong b r kh ng l c a nó l i r t nh và m

ng

kính trung bình ch kho ng 0,5-1,0mm, t o nên m t b u r r t l n, r t thu n l i cho


12

s phát tri n c a vi khu n và n

u ki n c n thi

h p th và phân h y các

ch t gây ô nhi

- Thân c m c th

ng, r t c ng, có th

t t i 3m chi u cao, n u tr ng

dày thì chúng t o thành hàng rào s

n thoáng, khi

ch m l i và ho

t.

*

t màng l c, gi l
m sinh lý

- C Vetiver có s c ch
h

i v i s bi

t, ng p úng. Kh

lu

c ch y

ng khí h u c c k l

ch u ng

n 45 ngày

nhi t t -100

c sâu 0,6-0,8 m và ch

n 480C [14].

- C Vetiver có th thích nghi v

m

phèn cao, có

ng Na và Mg cao
- C Vetiver có th h p th m

ng l n N và P

- C Vetiver có th ch u n

c th i.

thu c tr sâu, thu c tr c cao.

- C Vetiver có th phân h y m t s h p ch t h

i thu c tr

sâu, thu c tr c .
- C Vetiver có kh

c h i r t nhanh sau khi b

hán, giá l nh, cháy, nhi m m n và nh

ng c a h n

u ki n b t thu n khác sau khi nh ng

u ki n này k t thúc.
Do hi u qu cao trong x
d ng c Vetiver trong x
gi i,

c th
c th

n và kinh t nên hi n nay s

c áp d ng r ng rãi

nhi

c trên th

t Nam.

2.3.Các nghiên c u trong

cv x

c th i b ng th c v t

th y sinh
2.3.1. Các nghiên c u c

c trên th gi i

Trên th gi i, các nghiên c u v h th ng x

c th i b ng th c v t th y

c nghiên c u và ng d ng t r t lâu. Vi c s d ng th c v t th y sinh
trong x

c th i sinh ho

c th i công nghi

xu t b i 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

T nh

u v kh

c ti n hành
m nh Cr, ti

c th i c a bèo tây

M . Theo EL- Gendy và c ng s (2006) : r bèo tây h p th r t

n Cu và Cd, và kém nh t là Pb và Ni. Theo Olivera và c ng s

(2001) bèo tây có th h p thu 80% Cd trong r khô. [21]
M ts

c phát tri

thác th
x

, Pháp, Nh t B

c, Hàn Qu

m c a th c v t th y sinh
c ô nhi m. T nh

phát tri n các công ngh

t nhi

x

t i các bang c a M s d ng loài th c v t n i và h th ng
c a quá trình x
x

c ô nhi m

nh trong khâu cu i

riêng M

th ng

c ô nhi m (thành ph , khu công nghi p, khai thác m

s d ng th c v t th y sinh

lý ô nhi m h

vùng r c a m t s loài th c v t th y sinh
qu t i Nh t B

ng công ngh

c nghiên c u và tri n khai có hi u

c. T

ã có t i 2600 tr m x

nhi m k t h p s d ng ao

i

nh. T i Thu

cô
ts

d ng cho lo i hình công nghi

004

con s
Trung Qu c, ch

ng và kim lo i n ng th i ra t các tr i l n là nh ng

ch t ch y u nh t gây ô nhi m ngu
cao trong th
làm s

c, v i n

N, P và c Cu, Zn v n r t

ng. K t qu th nghi m cho th y, c Vetiver có kh
c th i r t cao. Nó có th h p th và l c Cu và Zn t i trên 90%; As và N

t i trên 75%; Pb trong kho ng 30-71% và P trong kho ng 15-58% [20].
Australia, 5 hàng c Vetiver
nhà v sinh ra. Khi c Vetiver
th m ng m qua 2 hàng c
t

i ng m b
c 5 tháng tu

c

m 83%, và sau 5 hàng c

ng Ph t pho t

c th i l y t h ga

ml

mt

t 82% và 85% [13].

2.3.2. Các nghiên c u t i Vi t Nam.
T i Vi t Nam, công ngh x
r t l n và r t phù h p v

hi u qu kinh t .

u ki n c

c th i b ng th c v t th y sinh có ti
c ta v c

u ki n khí h

ng


14

Các nghiên c u m

c th i sinh h c b ng bãi l c ng m

tr ng cây dòng th
tr

u ki n Vi

và khu công nghi

mô hình h th

t ng

t môi

i h c xây d ng Hà N
c nhân t

x

Minh Nông, B n Gót, Vi

ng

c th i sinh ho t t i các xã

i h c Qu c gia Hà N i

th áp d ng hi u qu

y có

u ki n c a Vi t Nam [32,33].

m 2003 các nhà khoa h c thu c Vi n Hóa H c, Vi n Công ngh Sinh h c
thu c Vi n Khoa h c Công ngh Vi
x

n hành nghiên c

c rò t bãi rác. K t qu cho th y n u k t h p v i quá trình

ti n x lý hóa h

, tr n vôi và s c CO2 ho

phân h y hi

c rò t

c

gi

xu ng còn kho ng 100 mg/lít thì kh
c th i nh

ng amoni

d

x lý ch

ng

t tiêu chu n cho phép là hoàn toàn kh thi [35].

Theo Lâm Ng c Th
và n

nt

u kh

ion amoni c

có

y giá tr

u pH
ng ion amoni

ng và phát tri n c a bèo tây.[15]
Theo Ph

c (2005), khi nghiên c u s d ng bèo tây (Eichhornia

crassipes (Mart) Solms và bèo cái (Pistia Stratiotes

x

ng t

c th i t ch

bi n thu s

yr

ng có n

COD t

n 750mg/l. Trong thí nghi m theo m , bèo tây có th lo i b

89,9% - 93,22% COD, 93.38%- 96,84% T-N và 82,55%- 81,94%. Trong quy trình
x

c th i ch bi n th y s n b ng bèo tây

quy mô pilot, hi u su t làm s ch

c a bèo tây là 78,50% v i COD, 33,43% v i T-N và 44,47% v i T-P. [5]
u: Nghiên c u s d ng các loài th c v t
th y sinh

n hình cho x

c th i công nghi p ch a kim lo i n

th i công nghi p ch bi n th c ph
ngh
bèo tây có kh

n

a và c ng s - Vi n Công

ng, Vi n nghiên c u khoa h c và công ngh Vi
um

ô nhi m h

c

ra r ng
ng


15

ng có n

N- NH4+ t

n 120mg/l và n

P-PO43- t

n 60mg/l [16].
Nghiên c u

Vi

c th i. Nghiên c
i v i nitrogen và 85%

y c Vetiver có ti
ra r ng c Vetiver

nitrat và phosphate xu ng t i n

sau 72 gi

n

t s th nghi m t i m t nhà máy ch bi n h i
nh th i gian c n thi t gi

cho th

t hi u su t x

i v i phosphorua [1]

Vi
s

t l n trong x

c th i

ng c Vetiver nh m tiêu gi m

i tiêu chu n cho phép. K t qu phân tích
c th i gi m 88% sau 48 gi và gi m 91%

ng Phospho t ng gi m 80% sau 48 gi và 82% sau 72 gi . T ng

ng N và P b tiêu gi m sau 48 gi và 72 gi x lý không khác nhau nhi u [18].


16

Ph n 3
NG, N

3.1.

U

ng và ph m vi nghiên c u
ng nghiên c u

3.1.1.1. Bèo tây
Bèo tây dùng trong thí nghi m

c l y t ao t nhiên khu v c C Nhu (T

Liêm, Hà N i). Sau khi l y v

c nu

c có b

th y canh trong vài ngày r i ch n nh
b

ng

r phát tri n, không sâu

t h th ng.

3.1.1.2. C Vetiver
C Vetiver

c l y t tr i cây khu v c C Nhu (T Liêm, Hà N i). Sau khi

l y v , c Vetiver
canh m t th

c có b
cây thích nghi d n v

s ng t t, h r phát tri n, không b sâu b
3.1.1.

ng th y

u ki n m i. Nh

c

c ch n làm thí nghi m.

c th i
c th i dùng trong thí nghi

nghiên c u l n Th

c th i sau x lý k khí t i Trung tâm

(Vi

B ng 3.1.Thành ph

c th i sau x lý k khí b ng h m biogas t i

Trung tâm nghiên c u l n Th
STT

Ch tiêu phân tích

1

pH

2

TSS

3

Giá tr
7,83

8,20

mg/l

5460

9450

COD

mg/l

775,53

4

NO3-

mg/l

5

NH4+

mg/l

703,82

892,11

6

PO43-

mg/l

46,32

84,87

7

N-t ng

mg/l

744,59

8

P-t ng

mg/l

1985,98

0,65 1,68

1114,24

50, 04 115, 24