Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ VETIVER và lục bình bằng mô hình đất ngập nước

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHÊ TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC
------------o0o-----------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài:
KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT CỦA CỎ
VETIVER VÀ LỤC BÌNH BẰNG MÔ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Mã Ngành:

105

GVHD: TH.S NGUYỄN VĂN ĐỆ
SVTH: TRẦN NGỌC NAM

TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 7 NĂM 2009


Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ Vetiver và Lục bình bằng mô hình Đất ngập nước

MỤC LỤC
Trang

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU................................ Error! Bookmark not defined.
1.1. Đặt vấn đề.................................................. Error! Bookmark not defined.
1.2. Tên đề tài ................................................... Error! Bookmark not defined.
1.3. Cơ quan quản lý ....................................... Error! Bookmark not defined.
1.4. Giáo viên hướng dẫn ............................... Error! Bookmark not defined.

1.5. Người thực hiện ....................................... Error! Bookmark not defined.
1.6. Lý do chọn đề tài ...................................... Error! Bookmark not defined.
1.7. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .......... Error! Bookmark not defined.
1.8. Mục đích nghiên cứu................................ Error! Bookmark not defined.
1.9. Nội dung nghiên cứu................................ Error! Bookmark not defined.
1.10. Phương pháp nghiên cứu ..................... Error! Bookmark not defined.
1.10.1. Phương pháp luận:.......................... Error! Bookmark not defined.
1.10.2. Phương pháp chứng minh: ............ Error! Bookmark not defined.
1.10.2.1. Phương pháp chứng minh trực tiếpError! Bookmark not defined.
1.10.2.2. Phương pháp chứng minh gián tiếpError! Bookmark not defined.
1.10.3. Phương pháp tìm kiếm sử liệu ....... Error! Bookmark not defined.
1.10.4. Phương pháp cụ thể:....................... Error! Bookmark not defined.
1.10.4.1. Tổng hợp các số liệu ............... Error! Bookmark not defined.
1.10.4.2. Phương pháp chuyên gia ........ Error! Bookmark not defined.
1.10.4.3. Phương pháp thực nghiệm...... Error! Bookmark not defined.
1.10.4.4. Phương pháp thống kê............ Error! Bookmark not defined.

1.10.4.5. Phương pháp phân tích hóa, lý của nướcError! Bookmark not defined.
1.11. Giới hạn của đề tài ................................. Error! Bookmark not defined.
1.12. Ý nghĩa của đề tài ................................... Error! Bookmark not defined.
GVHD: ThS. Nguyễn Văn Đệ
SVTH: Trần Ngọc Nam – MSSV: 105111043
Trang

i


Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ Vetiver và Lục bình bằng mô hình Đất ngập nước

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐẤT NGẬP NƯỚC VÀ THỰC VẬT

ĐẤT NGẬP NƯỚC...................................Error! Bookmark not defined.
2.1. Khái quát về Đất ngập nước và chức năng xử lý nước thảiError! Bookmark n
2.1.1. Các định nghĩa về Đất ngập nước.... Error! Bookmark not defined.
2.1.2. Các chức năng của đất ngập nước . Error! Bookmark not defined.
2.1.2.1. Chức năng sinh thái của đất ngập nước.Error! Bookmark not defined.
2.1.2.2. Chức năng kinh tế ..................... Error! Bookmark not defined.
2.1.2.3. Giá trị đa dạng sinh học ............ Error! Bookmark not defined.
2.1.3. Các loại hình đất ngập nước và cơ chế các quá trình xử lý
trong đất ngập nước.................................... Error! Bookmark not defined.

2.1.3.1. Lịch sử sử dụng đất ngập nước để làm sạch nước.Error! Bookmark not d
2.1.3.2. Các loại hình đất ngập nước ..... Error! Bookmark not defined.
2.1.3.3. Cơ chế các quá trình xử lý ........ Error! Bookmark not defined.

2.1.3.4. Tình hình áp dụng đất ngập nước trong xử lý nước thảiError! Bookmark n
2.1.3.5. Những ưu điểm và nhược điểm trong việc sử dụng Đất ngập
nước để xử lý nước thải.......................... Error! Bookmark not defined.
2.2. Khái quát nhóm thực vật đất ngập nướcError! Bookmark not defined.
2.2.1. Giới thiệu chung ................................ Error! Bookmark not defined.
2.2.2. Phân loại các nhóm thực vật thuỷ sinhError! Bookmark not defined.
2.2.2.1. Nhóm thực vật thuỷ sinh ngập nướcError! Bookmark not defined.
2.2.2.2. Nhóm thực vật trôi nổi ............... Error! Bookmark not defined.
2.2.2.3. Nhóm thực vật nữa ngập nước . Error! Bookmark not defined.

2.2.3. Một số loài thực vật thuỷ sinh có khả năng xử lý nước thảiError! Bookmar
2.2.3.1. Lục bình (Bèo Nhật Bản)........... Error! Bookmark not defined.
2.2.3.2. Cỏ Vetiver ( cỏ hương bài) ........ Error! Bookmark not defined.
2.2.3.3. Một số loài thực vật xử lý nước thải khácError! Bookmark not defined.

CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ CÁC

PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠTError! Bookmark not defined.
3.1. Nguồn gốc của nước thải sinh hoạt ....... Error! Bookmark not defined.
GVHD: ThS. Nguyễn Văn Đệ
SVTH: Trần Ngọc Nam – MSSV: 105111043
Trang

ii


Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ Vetiver và Lục bình bằng mô hình Đất ngập nước

3.2. Thành phần và tính chất của nước thải sinh hoạtError! Bookmark not defined.

3.3. Tác động của nước thải sinh hoạt đến môi trườngError! Bookmark not defined.
3.3.1. Đến môi trường tự nhiên .................. Error! Bookmark not defined.
3.3.2. Đến môi trường nhân tạo.................. Error! Bookmark not defined.

3.4. Tổng quan về mức độ và phương pháp xử lý nước thải sinh hoạtError! Bookm

3.4.1. Tổng quan về mức độ xử lý nước thải sinh hoạtError! Bookmark not define
3.4.1.1. Xử lý ban đầu (xử lý cấp I) ........ Error! Bookmark not defined.
3.4.1.2. Xử lý bậc hai (xử lý cấp II)......... Error! Bookmark not defined.
3.4.1.3. Xử lý bậc cao nước thải (xử lý cấp III)Error! Bookmark not defined.
3.4.2. Tổng quan về phương pháp xử lý nước thải sinh hoạtError! Bookmark not
3.4.2.1. Phương pháp cơ học................. Error! Bookmark not defined.
3.4.2.2. Phương pháp hóa lý .................. Error! Bookmark not defined.
3.4.2.3. Phương pháp sinh học .............. Error! Bookmark not defined.
3.4.2.4. Phương pháp khử trùng ............ Error! Bookmark not defined.

CHƯƠNG 4: MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM..Error! Bookmark not defined.

4.1. Mô hình thực nghiệm ngoài thực địa ..... Error! Bookmark not defined.
4.1.1 Thiết kế mô hình thực nghiệm: ......... Error! Bookmark not defined.
4.1.1.1. Hồ trồng thực vật....................... Error! Bookmark not defined.
4.1.1.2. Hồ chứa nước đầu vào.............. Error! Bookmark not defined.
4.1.1.3. Hệ thống ống dẫn nước............. Error! Bookmark not defined.
4.1.1.4. Hệ thống van ............................. Error! Bookmark not defined.
4.1.2. Khảo sát khả năng thích nghi của thực vậtError! Bookmark not defined.
4.1.2.1. Lục bình:.................................... Error! Bookmark not defined.
4.1.2.2. Cỏ Vetiver.................................. Error! Bookmark not defined.
4.1.3. Tiến trình thực nghiệm ...................... Error! Bookmark not defined.
4.1.4. Nguồn nước thải đầu vào ................. Error! Bookmark not defined.
4.1.5. Vận hành mô hình thực nghiệm ....... Error! Bookmark not defined.
4.2. Đo và phân tích mẫu nước ...................... Error! Bookmark not defined.
4.2.1. Đo theo dõi trong quá trình thí nghiệmError! Bookmark not defined.
GVHD: ThS. Nguyễn Văn Đệ
SVTH: Trần Ngọc Nam – MSSV: 105111043
Trang

iii


Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ Vetiver và Lục bình bằng mô hình Đất ngập nước

4.2.2. Lấy mẫu và phân tích mẫu nước...... Error! Bookmark not defined.

CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM – ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢError! Bookmark
5.1. Kết quả đầu vào của hệ thống................. Error! Bookmark not defined.
5.2. Mối quan hệ giữa các chỉ tiêu chất lượng nước trong hệ thống
thực nghiệm ..................................................... Error! Bookmark not defined.
5.2.1. Hồ Lục bình ........................................ Error! Bookmark not defined.

5.2.2. Hồ cỏ Vetiver ...................................... Error! Bookmark not defined.
5.3. Quá trình hấp thụ chất dinh dưỡng của thực vậtError! Bookmark not defined.
5.3.1. Lục bình .............................................. Error! Bookmark not defined.
5.3.1.1. Hiệu suất xử lý COD trong hồ Lục bìnhError! Bookmark not defined.
5.3.1.2. Hiệu suất xử lý BOD5 trong hồ Lục bìnhError! Bookmark not defined.
5.3.1.3. Hiệu suất xử lý SS trong hồ Lục bìnhError! Bookmark not defined.
5.3.2. Cỏ Vetiver ........................................... Error! Bookmark not defined.
5.3.2.1. Hiệu suất xử lý COD trong hồ cỏ VetiverError! Bookmark not defined.
5.3.2.2. Hiệu suất xử lý BOD5 trong hồ cỏ VetiverError! Bookmark not defined.
5.3.2.2. Hiệu suất xử lý SS trong hồ cỏ VetiverError! Bookmark not defined.
5.4. So sánh khả năng xử lý ô nhiễm hữu cơError! Bookmark not defined.

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Error! Bookmark not defined.
6.1. Kết luận...................................................... Error! Bookmark not defined.
6.2. Kiến nghị ................................................... Error! Bookmark not defined.

GVHD: ThS. Nguyễn Văn Đệ
SVTH: Trần Ngọc Nam – MSSV: 105111043
Trang

iv


DANH MỤC CÁC BẢNG

STT

Bảng

Tên bảng

Trang

1

2.1

Các mức xử lý sơ bộ nước thải trong ĐNN tự nhiên

15

2

2.2

Các loài cỏ Vetiver

43

3

3.1

Tải trọng chất bẩn tính cho một người trong ngày

50

đêm
4

3.2

Ứng dụng các công trình cơ học trong xử lý nước

55

thải
5

3.3

Ứng dụng các quá trình hóa lý trong xử lý nước thải

59

6

3.4

Các quá trình sinh học dùng trong xử lý nước thải

61

7

4.1

Kết quả đo độ xốp rễ lục bình

71

8

4.2

Kết quả đo độ xốp rễ cỏ Vetiver

75

9

5.1

Kết quả đầu vào của hệ thống so với TCVN 5945 –

82

2005
10

5.2

Mối quan hệ giữa các chỉ tiêu chất lượng nước trong hồ

83

Lục bình

11

5.3

Mối quan hệ giữa các chỉ tiêu chất lượng nước trong hồ

87

cỏ Vetiver

12

5.4

Kết quả đo và phân tích mẫu nước đầu vào và đầu

90

ra của hồ lục bình
13

5.5

Hiệu quả xử lý COD trong hồ lục bình

92

14

5.6

Hiệu quả xử lý BOD5 trong hồ Lục bình

94

15

5.7

Hiệu quả xử lý SS trong hồ Lục bình

96

16

5.8

Kết quả đo và phân tích mẫu nước đầu vào và đầu

97

ra của hồ Vetiver
17

5.9

Hiệu quả xử lý COD trong hồ Vetiver

100

18

5.10

Hiệu quả xử lý BOD5 trong hồ Vetiver

101

19

5.11

Hiệu quả xử lý SS trong hồ Vetiver

102


20

5.12

Hiệu quả xử lý ô nhiễm hữu cơ trong hệ thống

104

DANH MỤC BIỂU ĐỒ
STT Biểu đồ
1

5.1

Tên biểu đồ

Trang

Sự biến đổi hàm lượng các chỉ tiêu ô nhiễm hữu cơ

91

của hồ Lục bình
2

5.2

Biểu đồ theo dõi hiệu suất COD trong hồ Lục bình

93


3

5.3

Biểu đồ theo dõi hiệu suất xử lý BOD5 trong hồ Lục

95

bình
4

5.4

Biểu đồ theo dõi hiệu suất xử lý SS trong hồ Lục

96

bình
5

5.5

Sự biến đổi hàm lượng các chỉ tiêu ô nhiễm hữu cơ

99

của hồ cỏ Vetiver
6

5.6

Biểu đồ theo dõi hiệu suất xử lý COD trong hồ cỏ

100

Vetiver
7

5.7

Biểu đồ theo dõi hiệu suất xử lý BOD5 trong hồ cỏ

102

Vetiver
8

5.8

Biểu đồ theo dõi hiệu suất xử lý SS trong hồ cỏ

103

Vetiver
9

5.9

Biểu đồ so sánh khả năng xử lý hữu cơ giữa hồ Lục

105

bình và Vetiver
10

5.10

Biểu đồ so sánh hiệu suất xử lý COD của hồ Lục

106

bình và Vetiver
11

5.11

Biểu đồ so sánh hiệu suất xử lý BOD5 của hồ Lục

107

bình và Vetiver
12

5.12

Biểu đồ so sánh hiệu suất xử lý SS của hồ Lục bình

108

và Vetiver

DANH MỤC HÌNH ẢNH
STT Hình ảnh

Tên hình ảnh

Trang

1

2.1

Mẫu mô hình đất ngập nước

14

2

2.2

Bãi lọc trồng cây dòng chảy mặt

17

3

2.3

Bãi lọc trồng cây dòng chảy ngầm

18

4

2.4

Đường đi của BOD/Cacbon trong đất ngập nước

20

5

2.5

Đường đi của các hạt rắn trong đất ngập nước

21

6

2.6

Đường đi của Nitơ trong đất ngập nước

23


7

2.7

Đường đi của phốtpho trong đất ngập nước

24

8

2.8

Quá trình loại bỏ vi khuẩn trong đất ngập nước

26

9

2.9

Cây rau mác

47

10

2.10

Cây sậy

47

11

2.11

Cây kèo nèo

48

12

2.12

Cây súng

48

13

2.13

Bèo tai chuột

48

14

2.14

Cỏ voi

49

15

4.1

Cách làm hồ thực vật

66

16

4.2

Hồ chứa nước đầu vào

66

17

4.3

Cách lắp ống phân phối nước vào

67

18

4.4

Hệ thống van nước đầu ra

68

19

4.5

Chọn ra 3 cây Lục bình đại diện và cách đo độ

71

xốp
20

4.6

Cách đục lỗ tấm xốp

73

21

4.7

Cách bố trí cỏ Vetiver vào tấm xốp

74

22

4.8

Chọn ra 3 cây cỏ Vetiver đại diện và cách đo độ xốp

75

23

4.9

Hệ thống thực nghiệm lúc đầu

76

24

4.10

Mô hình hệ thống xử lý

79

25

4.11

Máy đo các chỉ tiêu pH, EC, Eh, DO, TDS

80

26

5.1

Rễ cỏ Vetiver và Lục bình sau thời gian thực nghiệm

104


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
BOD :
COD :
DO:

TCVN:
SS:
EC:
Eh :
TDS:
ĐNN:
Tp. HCM

Biological Oxygen Demand
Chemical Oxygen Demand
Dissolution Oxygen
Tiêu chuẩn Việt Nam
Chất rắn lơ lửng
Độ dẫn điện
Thế oxy hóa - khử
Tổng rắn hòa tan
Đất ngập nước
Thành phố Hồ Chí Minh

Nhu cầu oxy sinh học
Nhu cầu oxy hóa học
Ôxy hòa tan trong nước


Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ Vetiver và Lục bình bằng mô hình Đất ngập nước

CHƯƠNG 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Khi nhắc đến “Đất ngập nước” là người ta nghĩ ngay đến những vùng đất

không có năng suất và thậm chí bẩn thỉu chứa đầy bệnh tật, côn trùng,… Sự phát
triển ngày một cao của nền kinh tế đi đôi với quá trình đô thị hóa đã làm cho diện
tích đất ngày càng thu hẹp, trong đó có quá trình chuyển hóa Đất ngập nước sang sản
xuất nông nghiệp thâm canh hoặc nuôi trồng thuỷ sản hay san lấp để tạo ra các vùng
đất cho phát triển công nghiệp, đô thị.
Trong khi đó, Đất ngập nước lại có một vai trò hết sức quan trọng đối với
cuộc sống con người, nhất là đối với những người dân sống trong và gần những vùng
Đất ngập nước như là: lương thực, thực phẩm, vật liệu làm nhà cửa, đồng thời cũng
là địa bàn sinh sống và sản xuất của con người. Đất ngập nước bảo vệ sự đa dạng
sinh học, duy trì các quá trình sinh thái, lọc sạch nước thải, điều hòa khí hậu, bảo vệ
các giá trị văn hóa lịch sử, đồng thời cũng là nơi tham quan, giải trí, du lịch và
nghiên cứu khoa học. Cuộc sống hằng ngày của những người dân trong vùng Đất
ngập nước hầu như dựa vào tài nguyên của Đất ngập nước.
Một vai trò hết sức quan trọng của Đất ngập nước đó là khả năng xử lý ô
nhiễm mà đặc biệt là ô nhiễm hữu cơ. Với tình hình như hiện nay, mỗi ngày Thành
phố Hồ Chí Minh đã thải ra một lượng nước thải khổng lồ, trong đó nước thải sinh
hoạt cũng chiếm một lượng khá lớn. Và thử hình dung, mỗi ngày với lượng nước thải
lớn như vậy nếu không xử lý, tình trang môi trường sẽ ô nhiễm nghiêm trọng như thế
nào, ảnh hưởng đến sức khoẻ người dân khu vực xung quanh ra sao.
Đa phần, nguồn nước thải sinh hoạt đều qua các hệ thống cống rãnh song các
hệ thống này thường dùng chung với hệ thống thoát nước mưa thải trực tiếp ra môi
trường tự nhiên, ao hồ, sông suối hoặc thải ra biển. Hầu như không có hệ thống thu
gom và trạm xử lý nước thải sinh hoạt riêng biệt nào.

GVHD: ThS. Nguyễn Văn Đệ
SVTH: Trần Ngọc Nam – MSSV: 105111043

1

Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ Vetiver và Lục bình bằng mô hình Đất ngập nước

Trước tình hình đó, việc sử dụng Đất ngập nước nói chung hay sử dụng thực
vật Đất ngập nước nói riêng để xử lý nước thải sinh hoạt vừa có thể thay thế và bổ
sung những công nghệ hóa học tuy mang tính công nghệ cao nhưng lại tốn kém.
Để phù hợp với điều kiện kinh tế hiện nay thì việc lựa chọn giải pháp áp dụng
thực vật Đất ngập nước, đặc biệt là những loài thực vật có khả năng xử lý nước thải
cao như cỏ Vetiver, và một số loài thực vật bản địa như Lục bình cho việc xử lý nước
thải là cần thiết. Vì lẽ đó hướng nghiên cứu trong đề tài này là “ Khả năng xử lý
nước thải sinh hoạt của cỏ Vetiver, Lục bình bằng mô hình Đất ngập nước”. Hệ
thống vừa có khả năng xử lý ô nhiễm cao, vừa ít chi phí lại thân thiện với môi
trường.
1.2. Tên đề tài
Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ Vetiver và Lục bình bằng mô hình
Đất ngập nước.
1.3. Cơ quan quản lý
Khoa Môi trường và Công nghệ Sinh học của Trường Đại học Kỹ thuật Cộng
nghệ, Thành phố Hồ Chí Minh.
1.4. Giáo viên hướng dẫn
Thạc sĩ khoa học Nguyễn Văn Đệ
Trưởng phòng Đất – Nước – Môi trường
Viện Địa lý Tài nguyên TP. Hồ Chí Minh.
1.5. Người thực hiện
Sinh viên Trần Ngọc Nam – lớp 05DSH1
Mã số sinh viên: 105111043
Khoa Môi trường – Công nghệ Sinh học
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ TP. Hồ Chí Minh.

GVHD: ThS. Nguyễn Văn Đệ
SVTH: Trần Ngọc Nam – MSSV: 105111043

2


Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ Vetiver và Lục bình bằng mô hình Đất ngập nước

1.6. Lý do chọn đề tài
Ô nhiễm môi trường từ các nguồn nước thải sinh hoạt ở các khu dân cư đô thị,
các nguồn từ những con kênh, cống… đã gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi
trường sống sức khoẻ cuả con người, song nhà nước đã bỏ ra một số chi phí không ít
cho việc xử lý nước thải nhưng vẫn chưa giải quyết triệt để, mặt khác lượng ô nhiễm
lại ngày càng gia tăng.
Khác với những công nghệ hóa lý thì công nghệ sinh học sử dụng hệ thống
Đất ngập nước để xử lý nước thải sinh hoạt là điều khá khả thi. Đất ngập nước có vai
trò xử lý chất ô nhiễm cao mà đặc biệt là ô nhiễm hữu cơ, vừa mang tính hiệu quả mà
chi phí lại ít tốn kém, rất thích hơp cho tình hình kinh tế hiện nay.
Trên thế giới, việc sử dụng hệ thống Đất ngập nước để xử lý nước thải đã
được áp dụng và mang lại kết quả tối ưu. Ở Việt Nam cũng đã có những ứng dụng
nhưng chỉ ở qui mô tự phát. Vì vậy, việc đưa ra những thông số cơ bản về khả năng
xử lý nước thải nói chung và nước thải sinh hoạt nói riêng của thực vật Đất ngấp
nước (cỏ Vetiver, Lục bình) là cần thiết. Bên cạnh đó hệ thống Đất ngập nước còn
tạo thêm mảng xanh cho môi trường và tạo mỹ quan cho thiên nhiên.
1.7. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
 Đối tượng nghiên cứu của đề tài là:
- Nước thải sinh hoạt
- Đất ngập nước
- Cỏ Vetiver, Lục bình
 Kiểm soát nguồn nước thải ô nhiễm từ đầu vào trước khi qua hệ thống.
 Thiết kế mô hình xử lý đảm bảo nguồn thải đầu ra đạt yêu cầu.
1.8. Mục đích nghiên cứu

Thử nghiệm khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ Vetiver, Lục bình bằng
mô hình Đất ngập nước

GVHD: ThS. Nguyễn Văn Đệ
SVTH: Trần Ngọc Nam – MSSV: 105111043

3


Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ Vetiver và Lục bình bằng mô hình Đất ngập nước

1.9. Nội dung nghiên cứu
 Thu thập tài liệu có liên quan đến đối tượng nghiên cứu: nước thải sinh hoạt,
Đất ngập nước, cỏ Vetiver, Lục bình.
 Bố trí thí nghiệm nhằm khảo sát khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ
Vetiver, Lục bình giảm thiểu ô nhiễm môi trường
 Phân tích các thông số đầu vào và đầu ra của nước thải sinh hoạt sau khi qua
hệ thống xử lý: pH, Eh, EC, TDS, DO, COD, BOD5, SS.
1.10. Phương pháp nghiên cứu
1.10.1. Phương pháp luận:
Từ những vấn đề bức xúc của môi trường Thành phố nói chung và môi trường
khu dân cư sinh sống nói riêng. Đặc biệt là môi trường nước của các hệ thống kênh,
cống, rạch ở vùng ngoại thành đang đô thị hóa bị ô nhiễm khá nặng; đến việc tìm
hiểu những công nghệ xử lý hóa lý có thể sử dụng để xử lý nước thải sinh hoạt cho
thấy còn nhiều hạn chế, do chi phí cao và vận hành khá phức tạp.
Do đó, việc lưa chọn một công nghệ có khả năng xử lý tốt, chi phí thấp có thể
xem là tối ưu và thích hợp với tình hình kinh tế hiện nay:
 Ứng dụng khả năng xử lý nước thải của hệ thống Đất ngập nước.
 Ứng dụng một số thực vật Đất ngập nước, đặc biệt là thực vật bản địa có khả
năng xử lý ô nhiễm để xử lý nước thải sinh hoạt.

1.10.2. Phương pháp chứng minh:
1.10.2.1. Phương pháp chứng minh trực tiếp
Đưa ra dẫn chứng gồm các điều đã được công nhận, lý luận, số liệu, tài liệu thu
thập, hình ảnh nhằm chứng minh cho cần điều cần thể hiện.
1.10.2.2. Phương pháp chứng minh gián tiếp
Khi không thể nối trực tiếp với điều cần chứng minh với các điều đã được công
nhận thì đưa ra một điều mâu thuẫn với điều cần chứng minh. Từ cái “sai” này sẽ
đưa đến cái “ đúng” của vấn đề.
GVHD: ThS. Nguyễn Văn Đệ
SVTH: Trần Ngọc Nam – MSSV: 105111043

4


Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ Vetiver và Lục bình bằng mô hình Đất ngập nước

Ví dụ:
- Không thể nói trực tiếp thực vật thân thảo, trôi nổi có thích hợp xử lý hơn
thân gỗ cao, to thì đưa ra đặc tính của thực vật thân gỗ, thân cỏ, thân trôi nổi cho thấy
sự mâu thuẫn của thân gỗ với diện tích nhỏ hẹp vùng tiến hành thí nghiệm dẫn đến
việc phải dùng cây thân cỏ, trôi nổi.
- Hay không thể nói nước đi ra cần làm sạch thêm bằng thực vật Đất ngập nước
thì đưa ra mâu thuẫn các thông số không đạt của nước thải và nhu cầu cấp thiết tái sử
dụng nước phục vụ cho những mục đích khác, dẫn đến cần làm sạch thêm nước đi ra
bằng hệ thống thực vật Đất ngập nước.
1.10.3. Phương pháp tìm kiếm dữ liệu
Sưu tầm các tài liệu có sẵn, số liệu xảy ra trong quá khứ; khám phá hay dịch
thuật tài liệu mới. Sau đó chọn lọc đánh giá, phân tích tổng hợp dữ liệu.
1.10.4. Phương pháp cụ thể:
1.10.4.1. Tổng hợp các số liệu

Xử lý, phân tích tổng hợp các tài liệu, số liệu thu thập theo mục tiêu đề ra.
1.10.4.2. Phương pháp chuyên gia
Các ý kiến tư vấn, đóng góp xây dựng được sử dụng trong việc lựa chọn các
vấn đề chính, xây dựng khung chiến lược, lựa chọn chiến lược và vạch ra chiến lược
chi tiết.
1.10.4.3. Phương pháp thực nghiệm
Tiến hành thực hiện khảo sát thực địa lấy mẫu, thí nghiệm, khảo sát, đo đạc và
quan trắc.
1.10.4.4. Phương pháp thống kê
Hệ thống hóa các chỉ tiêu cần thống kê, tiến hành điều tra thống kê, tổng hợp
thống kê, phân tích và dự đoán.

GVHD: ThS. Nguyễn Văn Đệ
SVTH: Trần Ngọc Nam – MSSV: 105111043

5


Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ Vetiver và Lục bình bằng mô hình Đất ngập nước

1.10.4.5. Phương pháp phân tích hóa, lý của nước
Về thành phần hoá học: dựa vào đặc tính nước thải sinh hoạt nên chủ yếu phân
tích các chỉ tiêu về BOD5, COD, SS trong nước kết hợp với một số chỉ tiêu đo tại
thực địa như: pH, Eh, EC, TDS, DO.
1.11. Giới hạn của đề tài
Kết quả thu được từ mô hình tương đối khả quan, song trong quá trình thực hiện
còn nhiều hạn chế:
-

Thời gian: thực hiện gần 3 tháng từ ngày 1/04/2009 đến ngày 24/06/2009

-

Số chỉ tiêu khảo sát chất lượng nước thải không nhiều ( COD, BOD5, SS, DO,
Eh, pH, EC, TDS) phần nào ảnh hưởng đến đánh giá của thí nghiệm.

-

Đối tượng: cỏ Vetiver, Lục bình

-

Chưa có điều kiện thực hiện mô hình thực nghiệm ở một diện tích đất và cây
trồng đủ lớn để có thể thấy rõ hơn mức độ xử lý nước thải của cỏ Vetiver, Lục
bình trên thực tế.

1.12. Ý nghĩa của đề tài
Thông qua nghiên cứu của đề tài để góp phần làm sáng tỏ thêm việc sử dụng
thực vật của đất ngập nước như là một công cụ xử lý nước thải. Có thể xem đây là
một phương thức xử lý – hài hòa giữa lợi ích kinh tế và lợi ích môi trường, mang tính
kinh tế cao và phù hợp với điều kiện nước ta, đặc biệt là vùng ngoại thành đang đô
thị hóa.
Hạn chế đưa vào môi trường các nguồn chất thải gây ô nhiễm, đảm bảo mục
tiêu phát triển bền vững và đảm bảo chất lượng môi trường sống con người.
Đồng thời đưa ra một số thông số cơ bản trong việc thiết kế hệ thống xử lý nước
thải bằng thực vật.

GVHD: ThS. Nguyễn Văn Đệ
SVTH: Trần Ngọc Nam – MSSV: 105111043

6


Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ Vetiver và Lục bình bằng mô hình Đất ngập nước

CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ ĐẤT NGẬP NƯỚC VÀ THỰC
VẬT ĐẤT NGẬP NƯỚC
2.1. Khái quát về Đất ngập nước và chức năng xử lý nước thải
2.1.1. Các định nghĩa về Đất ngập nước
Thuật ngữ Đất ngập nước được hiểu theo nhiều cách khác nhau, tuỳ theo quan
điểm, người ta có thể chấp nhận các định nghĩa khác nhau. Các định nghĩa về đất
ngập nước có thể chia làm 2 nhóm chính. Một nhóm theo định nhĩa rộng, nhóm thứ
hai theo định nghĩa hẹp.
Các định nghĩa về Đất ngập nước theo nghĩa rộng như định nghĩa của công ước
Ramsar, định nghĩa theo chương trình điều tra Đất ngập nước của Mỹ, Canada, New
Zealand và Ôxtrâylia.
Theo công ước Ramsar (năm 1971) Đất ngập nước được định nghĩa như sau:
"Đất ngập nước được coi là các vùng đầm lầy, than bùn hoặc vùng nước dù là tự
nhiên hay nhân tạo, ngập nước thường xuyên hoặc từng thời kỳ, là nước tĩnh, nước
chảy, nước ngọt, nước lợ hay nước mặn, bao gồm cả những vùng biển mà độ sâu
mực nước khi thủy triều ở mức thấp nhất không vượt quá 6m."
Theo chương trình quốc gia về điều tra Đất ngập nước của Mỹ : về vị trí phân bố,
Đất ngập nước là những vùng chuyển tiếp giữa những hệ sinh thái trên cạn và những
hệ sinh thái thuỷ vực. Những nơi này mực nước ngầm thường nằm sát mặt đất hoặc
thường xuyên được bao phủ bởi lớp nước nông. Đất ngập nước phải có một trong ba
thuộc tính sau:
+ Có thời kỳ nào đó, đất thích hợp cho phần lớn các loài thực vật thủy sinh.
+ Nền đất hầu như không bị khô.
+ Nền đất không có cấu trúc rõ rệt hoặc bão hòa nước, bị ngập nước ở mức cạn

tại một số thời điểm nào đó trong mùa sinh trưởng hàng năm.

GVHD: ThS. Nguyễn Văn Đệ
SVTH: Trần Ngọc Nam – MSSV: 105111043

7


Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ Vetiver và Lục bình bằng mô hình Đất ngập nước

Theo các nhà khoa học Canada : “Đất ngập nước là đất bão hòa nước trong thời
gian dài đủ để hổ trợ các quá trình thủy sinh. Đó là những nơi khó tiêu thoát nước, có
thực vật thuỷ sinh và các hoạt đông sinh học thích hợp với môi trường ẩm ướt.”
Theo các nhà khoa học New Zealand : “Đất ngập nước là một khái niệm chung để
chỉ những vùng đất ẩm ướt từng thời kỳ hoặc thường xuyên. Những vùng đất ngập
nước ở mức cạn và những vùng chuyển tiếp giữa đất và nước. Nước có thể là nước
ngọt, nước lợ hoặc nước mặn. Đất ngập nước ở trạng thái tự nhiên hoặc đặc trưng bởi
các loại thực vật và động vật thích hợp với điều kiện sống ẩm ướt.”
Theo các nhà khoa học Ôxtrâylia : “Đất ngập nước là những vùng đầm lầy, bãi
lầy than bùn, tự nhiên hoặc nhân tạo, thường xuyên, theo mùa hoặc theo chu kỳ,
nước tĩnh hoặc nước chảy, nước ngọt, nước lợ hoặc nước mặn, bao gồm những bãi
lầy và những khu rừng ngập mặn lộ ra khi thuỷ triều xuống thấp.”
Định nghĩa do các kỹ sư quân đội Mỹ đề xuất và là định nghĩa chính thức tại Mỹ :
“Đất ngập nước là những vùng đất bị ngập hoặc bão hoà bởi nước bề mặt hoặc nước
ngầm một cách thường xuyên và thời gian ngập đủ để hỗ trợ cho tính ưu việt của
thảm thực vật thích nghi điển hình trong điều kiện đất bão hoà nước. Đất ngập nước
nhìn chung gồm: đầm lầy, đầm phá, đầm lầy cây bụi và những vùng đất tương tự.”
Những định nghĩa trên theo nghĩa hẹp, nhìn chung đều xem Đất ngập nước như
đới chuyển tiếp sinh thái, những diện tích chuyển tiếp giữa môi trường trên cạn và
ngập nước, những nơi mà sự ngập nước của đất gây ra sự phát triển của một hệ thực

vật đặc trưng. Hiện nay định nghĩa theo công nước Ramsar là định nghĩa được nhiều
người sử dụng.
2.1.2. Các chức năng của đất ngập nước
2.1.2.1. Chức năng sinh thái của đất ngập nước.
 Nạp nước ngầm : nước được thấm từ các vùng Đất ngập nước xuống các tầng
ngập nước trong lòng đất, nước được giữ ở đó và điều tiết dần thành dòng chảy
bề mặt ở vùng Đất ngập nước khác cho con người sử dụng.

GVHD: ThS. Nguyễn Văn Đệ
SVTH: Trần Ngọc Nam – MSSV: 105111043

8


Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ Vetiver và Lục bình bằng mô hình Đất ngập nước

 Hạn chế ảnh hưởng của lũ lụt : bằng cách giữ và điều hoà lượng nước mưa như
bồn chứa tự nhiên, giải phóng nước lũ từ từ, từ đó có thể làm giảm hoặc hạn chế
lũ ở vùng hạ lưu.
 Ổn định vi khí hậu : do chu trình trao đổi chất và nước trong các hệ sinh thái, nhờ
lớp phủ thực vật của Đất ngập nước, sự cân bằng giữa O2 và CO2 trong khí quyển
làm cho vi khí hậu địa phương được ổn định, đặc biệt là nhiệt độ và lượng mưa
ổn định.
 Chống sóng, bão, ổn định bờ biển và chống xói mòn : nhờ lớp phủ thực vật, đặc
biệt là rừng ngập mặn ven biển, thảm cỏ… có tác dụng làm giảm sức gió của bão
và bào mòn đất của dòng chảy bề mặt.
 Xử lý, giữ lại chất cặn, chất độc, chất ô nhiễm : vùng Đất ngập nước được coi
như là bể lọc tự nhiên, có tác dụng giữ lại các chất lắng đọng và chất độc (chất
thải sinh hoạt và công nghiệp).
 Giữ lại chất dinh dưỡng : làm nguồn phân bón cho cây và thức ăn của các sinh

vật sống trong hệ sinh thái đó.
 Sản xuất sinh khối : rất nhiều vùng Đất ngập nước là nơi sản xuất và xuất khẩu
sinh khối làm nguồn thức ăn cho các sinh vật thủy sinh, các loài động vật hoang
dã cũng như vật nuôi.
 Giao thông thủy : hầu hết sông, kênh, rạch, các vùng hồ chứa nước lớn, vùng
ngập lụt thường xuyên hay theo mùa,… đặc biệt là vùng đồng bằng sông Cửu
Long, vận chuyển thủy đóng vai trò hết sức quan trọng trong đời sống cũng như
phát triển kinh tế của các cộng đồng dân cư địa phương.
 Giải trí, du lich : các khu bảo tồn Đất ngập nước như Tràm Chim ( Tam Nông,
Đồng Tháp), và Xuân Thuỷ (Nam Định), nhiều vùng cảnh quan đẹp như Bích
Động và Vân Long, cũng như nhiều đầm phá ven biển miền Trung… thu hút
nhiều du khách đến tham quan giải trí.
2.1.2.2. Chức năng kinh tế
 Tài nguyên rừng : các loài động vật thường rất phong phú ở các vùng Đất ngập
nước, tạo nên nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú, có thể khai thác để phục
GVHD: ThS. Nguyễn Văn Đệ
SVTH: Trần Ngọc Nam – MSSV: 105111043

9


Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ Vetiver và Lục bình bằng mô hình Đất ngập nước

vụ lợi ích kinh tế. Tài nguyên rừng cung cấp một loạt các sản phẩm quan trọng
như : gỗ, than, củi và các sản phẩm khác như nhựa, tinh dầu, tanin, dược liệu.
Nhiều vùng Đất ngập nước rất giàu động vật hoang dã đặc biệt là các loài chim
nước, cung cấp nhiều loại sản phẩm, trong đó có nhiều loại có giá trị thương mại
cao (da cá sấu, đồi mồi).
 Thuỷ sản : các vùng Đất ngập nước là môi trường sống và là nơi cung cấp thức ăn
cho các loài thủy sinh có giá trị kinh tế cao như cá, tôm, cua, động vật thân

mềm…
 Tài nguyên cỏ và tảo biển : nhiều diện tích Đất ngập nước ven biển có những loại
tảo, cỏ biển là nguồn thức ăn của nhiều loài thủy sinh vật và còn được sử dụng
làm thức ăn cho người và gia súc, làm phân bón và dược liệu…
 Sản phẩm nông nghiệp : các ruộng lúa nước chuyên canh hoặc xen canh với các
cây hoa màu khác đã tạo nên nhiều sản phẩm quan trọng khác của vùng Đất ngập
nước.
 Cung cấp nước ngọt : nhiều vùng Đất ngập nước là nguồn cung cấp nước ngọt
cho sinh hoạt, cho tưới tiêu, cho chăn nuôi gia súc và sản xuất công nghiệp.
 Tiềm năng năng lượng : than bùn là một nguồn nhiên liệu quan trọng, các đập,
thác nước cũng là nguồn cung cấp năng lượng. Rừng tràm Việt Nam có khoảng
305 triệu tấn than bùn cung cấp nguồn năng lượng lớn. Lớp than bùn này được
dùng làm phân bón và ngăn cản quá trình xì phèn.
2.1.2.3. Giá trị đa dạng sinh học
 Giá trị đa dạng sinh học là thuộc tính đặc biệt và quan trọng của Đất ngập nước.
Nhiều vùng Đất ngập nước là nơi cư trú rất thích hợp của các loài động vật hoang
dã, đặc biệt là loài chim nước, trong đó có nhiều loài chim di trú.
 Chỉ riêng hệ sinh thái rừng ngập mặn vùng cửa sông ven biển, một kiểu hệ sinh
thái được tạo thành bởi môi trường trung gian giữa biển và đất liền, là một hệ
sinh thái có năng suất cao, đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế, bảo vệ môi
trường và đa dạng sinh học. Đó là nơi cung cấp các lâm sản, nông sản và hải sản

GVHD: ThS. Nguyễn Văn Đệ
SVTH: Trần Ngọc Nam – MSSV: 105111043

10


Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ Vetiver và Lục bình bằng mô hình Đất ngập nước

có giá trị kinh tế cao. Bên cạnh vai trò điều hoà khí hậu, hạn chế xói lở, ổn định
và mở rộng bãi bồi.
 Giá trị đa dạng sinh học của Đất ngập nước bao gồm cả giá trị văn hóa, nó liên
quan tới cuộc sống tâm linh, các lễ hội truyền thống phản ánh ước vọng của
người dân địa phương sống trong đó và các hoạt động du lịch sinh thái… giá trị
văn hoá bao gồm cả tri thức bản địa của người dân trong nuôi trồng, khai thác và
sử dụng các tài nguyên thiên nhiên và cách thích ứng của con người với môi
trường tự nhiên( lũ lụt, hiện tượng ngập nước theo mùa hoặc đột biến của thiên
nhiên…). Nhiều kết quả nghiên cứu đã chứng minh mối quan hệ giữa tự nhiên, xã
hội, ngôn ngữ và văn hoá là không thể tách rời, nó thể hiện lòng tin của con
người. Thông thường nơi nào có giá trị đa dạng sinh học cao thì cũng là nơi cư
trú của người dân bản địa. Người ta chưa thống kê được bao nhiêu xã hội truyền
thống nhưng loại trừ các cư dân thành thị còn khoảng 85% dân số thế giới sống ở
các vùng địa lý khác nhau : vùng địa cực, vùng sa mạc, các vùng rừng nhiệt đới
và vùng Đất ngập nước… tất cả các yếu tố tự nhiên này góp phần không nhỏ tạo
nên văn hoá truyền thống của người dân địa phương. Bảo tồn các hệ sinh thái tự
nhiên trong đó có các hệ sinh thái Đất ngập nứơc cũng là bảo vệ cái nôi văn hoá
truyền thống.
2.1.3. Các loại hình đất ngập nước và cơ chế các quá trình xử lý trong đất ngập
nước
2.1.3.1. Lịch sử sử dụng đất ngập nước để làm sạch nước.
 Đất ngập nước được sử dụng để cải thiện chất lượng nước đã được biết đến vào
những thập kỷ 20 của thế kỷ trước, nhưng hầu hết là các Đất ngập nước tự nhiên
(U.S. EPA, 1999). Những nghiên cứu xây dựng Đất ngập nước ( Đất ngập nước
nhân tạo) để xử lý nước thải bắt đầu vào những năm 1950 ở Đức (Seidel, 1976),
ở Hoa kỳ vào những năm 1970 đến 1980 và phát triển mạnh trong những năm
1990, người ta xây dựng nhiều hệ thống xử lý nước thải bằng Đất ngập nước và
áp dụng rộng rải không chỉ để xử lý nước thải đô thị mà còn để xử lý nước thải
cho các khu công nghiệp vùng khai khoáng và nước thải nông nghiệp.
GVHD: ThS. Nguyễn Văn Đệ

SVTH: Trần Ngọc Nam – MSSV: 105111043

11


Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ Vetiver và Lục bình bằng mô hình Đất ngập nước

Hình 2.1 : Mẫu mô hình đất ngập nước

2.1.3.2. Các loại hình đất ngập nước
Các hệ thống bãi lọc khác nhau bởi dòng chảy, môi trường và các loài thực vật
trồng trên bãi lọc. Một cách tổng quát ta có thể phân loại bãi lọc trồng cây (Đất ngập
nước) thành ba loại:
a. Đất ngập nước tự nhiên:
Dù ĐNN nhân tạo hiện nay được dùng thường hơn ĐNN tự nhiên, việc sử
dụng ĐNN tự nhiên cho xử lý vẫn nên được cân nhắc kỹ khi phác thảo tổng thể chi
phí xây dựng. Để xác định rõ nếu một vùng ĐNN tự nhiên có thể được sử dụng, cần
tính toán đến số lượng kích thước của dự án. Thêm vào đó, cần xử lý sơ bộ, xác định
rõ loại ống dẫn nước, điều khiển dòng ngập lũ và rủi ro sinh thái để đánh giá dài hạn
và ngắn hạn có thể được về tiềm năng và ứng dụng môi trường. (theo EPA, 1996)
Nhìn chung, ĐNN tự nhiên xử lý được vơí nước thải từ đô thị, công nghiệp,
nước mưa và nông nghiệp. Bảng dưới đây giới thiệu tóm tắt các mức xử lý sơ bộ
nước thải đạt tới mức nhỏ nhất đến không đổi trong ĐNN tự nhiên
Bảng 2.1: Các mức xử lý sơ bộ nước thải trong ĐNN tự nhiên
Thành phần

Mức xử lý ban đầu đề

GVHD: ThS. Nguyễn Văn Đệ
SVTH: Trần Ngọc Nam – MSSV: 105111043

Tác động có hại tiềm tàng
12


Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ Vetiver và Lục bình bằng mô hình Đất ngập nước

xuất
Yêu cầu oxy sinh học

Thứ sinh nhỏ nhất 20-30

(BOD)

mg/l

Tổng chất lơ lửng

Thứ sinh nhỏ nhất

Cạn kiệt oxy, mùi, muỗi

Cạn kiệt oxy, làm ngạt thở rễ
cây,

Chất rắn

30-50mg/l

NH4 – N

(có thể cao hơn)

Cạn oxy, Độ độc amoni

Lớn nhất 5mg/l

không ion

ít hơn 30mg/l

Phú duỡng hóa, chọn lọc loài

Tổng Nitơ

sinh trưởng nhanh
Tổng phosphorus

ít hơn 1.0 mg/l

Phú dưỡng hóa, chọn lọc loài
sinh trưởng nhanh

Tổng chất rắn hòa tan

Đặc trưng vị trí

Gây độc tới sự thích nghi cuả
cây và các loài vật

Kim loại và chất độc

dưới mức gây độc clo

khác

Tích lũy nồng độ gây độc ,
mở rộng sinh học trong chuỗi
thức ăn

(Nguồn: tài liệu natural wetland treatment)
Nhân tố quan trọng nhất trong quyết định nếu một ĐNN sẽ hoạt động như một
cách xử lý thay thế phù hợp là thực vật. Nhiều loại cây thuộc ĐNN tự nhiên không
thể sống lâu trong ĐNN do gia tăng nhiều dòng chảy (theo EPA,1993). Duy chỉ một
số ít trong tổng số các loài vùng ĐNN thích nghi chịu được gia tăng trong nước tự
nhiên. Hầu hết các vùng ĐNN tự nhiên không thích hợp dùng xử lý nước thải do các
loài cây không có khả năng chống đỡ khi có sự tăng cao dòng chảy, dù vậy có ba loại
ĐNN tự nhiên thể hiện được khả năng xử lý nước thải và nước mưa như: (1) đầm
lầy, (2) vùng đất ngập lũ, (3) vùng đất bụi cây rậm. Nhìn chung, đây là ba loại hình
ĐNN cơ bản thích hợp xử lý: (1) dòng chảy ngang cố định trong một hồ, (2) dòng
chảy ngang cố định trong một con sông và (3) dòng chảy thẳng đứng hay chéo vận
chuyển trong mặt đất nghiêng và cố định trong một vùng nhận nước.

GVHD: ThS. Nguyễn Văn Đệ
SVTH: Trần Ngọc Nam – MSSV: 105111043

13


Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ Vetiver và Lục bình bằng mô hình Đất ngập nước

b. Đất ngập nước dòng chảy bề mặt (surface flow wetland) hay bãi lọc trồng
cây ngập nước
Hệ thống này mô phỏng một đầm lầy hay Đất ngập nước tự nhiên. Dưới đáy bãi
lọc là một lớp đất sét tự nhiên hay nhân tạo, hoặc rải một lớp vải nhựa chống thấm.
Trên lớp chống thấm là đất hoặc vật liệu phù hợp cho sự phát triển của thực vật có
thân nhô lên khỏi mặt nước. Dòng nước nước thải chảy ngang trên bề mặt lớp vật
liệu lọc. Hình dạng bãi lọc này thường là kênh dài hẹp, vận tốc dòng chảy chậm, thân
cây trồng nhô lên trong bãi lọc là những điều kiện cần thiết để tạo nên chế độ thuỷ
kiểu dòng chảy đẩy ( plug-flow).

Hình 2.2 : Bãi lọc trồng cây dòng chảy mặt
c. Đất ngập nước dòng chảy dưới bề mặt (subsurface flow wetland) hay bãi
lọc trồng cây dòng chảy ngầm hay bãi lọc ngầm trồng cây
Hệ thống này chỉ mới xuất hiện gần đây và được biết đến với các tên gọi khác
nhau như lọc ngầm trồng cây (Vegetated submerged bed – VBS), hệ thống xử lý với
vùng rễ (Root zone system ), bể lọc với vật liệu sỏi trồng sậy ( Rock reed filter) hay
bể lọc vi sinh và vật liệu ( Microbial rock filter). Cấu tạo của bãi lọc ngầm trồng cây
về cơ bản cũng gồm các thành phần tương tự như bãi lọc trồng cây ngập nước nhưng
nước thải chảy ngầm trong phần lọc của bãi lọc. Lớp lọc, nơi thực vật phát triển trên
đó, thường gồm có đất, cát, sỏi, đá dăm và được xếp theo thứ tự từ trên xuống dưới,
giữ độ xốp của lớp lọc. Dòng chảy có thể có dạng chảy từ dưới lên, từ trên xuống
GVHD: ThS. Nguyễn Văn Đệ
SVTH: Trần Ngọc Nam – MSSV: 105111043

14


Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ Vetiver và Lục bình bằng mô hình Đất ngập nước

dưới hoặc chảy theo phương nằm ngang. Dòng chảy phổ biến nhất ở bãi lọc ngầm là
dòng chảy ngang. Hầu hết các hệ thống được thiết kế với độ dốc 1% hoặc hơn.
Khi chảy qua lớp vật liệu lọc, nước thải được lọc sạch nhờ tiếp xúc với bề mặt
của các hạt vật liệu lọc và vùng rễ của thực vật trồng trong bãi lọc. Vùng ngập nước
thường thiếu oxy, nhưng thực vật của bãi lọc có thể vận chuyển một lượng oxy đáng
kể tới hệ thống rễ tạo nên tiểu vùng hiếu khí cạnh rễ và vùng rễ, cũng có một vùng
hiếu khí trong lớp lọc sát bề mặt tiếp giáp giữa đất và không khí.
Bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy ngang có khả năng xử lý chất hữu cơ và rắn lơ
lửng tốt, nhưng khả năng xử lý các chất dinh dưỡng lại thấp, do điều kiện thiếu oxy,
kị khí trong các bãi lọc không cho phép nitrat ho5111043

72