KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM CỦA MÔ HÌNH BÃI LỌC DÒNG CHẢY NGẦM CÓ TRỒNG CỎ VETIVER
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.81 MB, 69 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐH NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
\[
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM CỦA MÔ
HÌNH BÃI LỌC DÒNG CHẢY NGẦM CÓ TRỒNG CỎ
VETIVER
Họ và tên sinh viên: NGUYỄN THỊ MAI
Ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
Niên khóa: 2005 - 2009
Tháng 07/ 2009
KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM CỦA MÔ HÌNH BÃI
LỌC DÒNG CHẢY NGẦM CÓ TRỒNG CỎ VETIVER
Tác giả
NGUYỄN THỊ MAI
Khóa luận tốt nghiệp kỹ sư chuyên ngành
KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
GVHD: TS. Lê Quốc Tuấn
Tháng 07 năm 2009
Khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của mô hình bãi lọc dòng chảy ngầm có trồng cỏ vetiver
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành được bài khóa luận này, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi còn
nhận được sự giúp đỡ quý báu tận tình của tất cả các bạn, quý thầy cô và gia đình. Tôi
xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:
Quý thầy cô khoa Môi Trường và Tài nguyên trong suốt bốn năm đại học đã
truyền đạt những kiến thức nền tảng cần thiết, giúp đỡ và động viên tôi trong thời gian
thực hiện khóa luận.
Thầy TS. Lê Quốc Tuấn đã gợi mở, trực tiếp hướng dẫn đề tài cho tôi.
Thầy ThS. Dương Thành Lam – Trung tâm Nghiên cứu & Chuyển giao khoa
học - Đại học Nông Lâm đã quan tâm hỗ trợ, truyền đạt cho tôi những kiến thức, kinh
nghiệm cần thiết.
Các anh chị Trung tâm Phân tích Môi trường – Viện Công nghệ Sinh học và
Môi trường tạo mọi điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tôi trong quá trình phân tích.
Thầy cô và các bạn làm việc ở Viện Sinh Học Nhiệt Đới đã hỗ trợ tôi hoàn
thành tốt công việc nghiên cứu phục vụ luận văn.
Các bạn lớp DH05MT cùng nhau gắn bó suốt quãng đời sinh viên, động viên
giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện khóa luận.
Và cuối cùng tôi xin cảm ơn cha mẹ và anh trai luôn bên cạnh ủng hộ, động
viên tôi, giúp tôi vượt qua hoàn cảnh khó khăn nhất, là chỗ dựa vững chắc trong suốt
bước đường học tập.
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thị Mai
SVTH: Nguyễn Thị Mai
i
Khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của mô hình bãi lọc dòng chảy ngầm có trồng cỏ vetiver
TÓM TẮT
Sự phát triển công nghiệp là kết quả môi trường nước đang bị ô nhiễm trầm
trọng.Trong tất cả các loại nước thải thải từ các nhà máy, nước thải dệt nhuộm được
đánh giá là loại nước khó xử lý nhất vì nó chứa nhiều chất khó phân hủy sinh học.
Nhiều phương pháp đã được áp dụng nhưng nước ra sau xử lý vẫn tiềm tàng ảnh
hưởng đến hệ thống vi sinh vật ngoài môi trường. Với mục tiêu nghiên cứu khả năng
xử lý chất ô nhiễm của cỏ kết hợp trong mô hình bãi lọc nhân tạo để tìm ra lời giải cho
bài toán ô nhiễm môi trường hiện nay, sinh viên nghiên cứu thực hiện trên đối tượng
nước thải dệt nhuộm của công ty Nguyên Phụ Liệu Dệt May Bình An. Mô hình bãi lọc
có dòng chảy ngầm với lớp phủ thực vật bề mặt là cỏ vetiver. Thí nghiệm được thực
hiện tại khoa Môi trường và Tài nguyên - Trường Đại học Nông Lâm từ ngày
28/02/2009 đến 30/06/2009. Kết quả cho thấy hệ thống đất ngập nước có khả năng xử
lý nước thải dệt nhuộm với hiệu xuất cao. Hiệu xuất xử lý các thành phần gây ô nhiễm
trong nước thải dệt nhuộm theo thứ tự COD, BOD, SS và độ màu là 69,51%, 61,17%,
75%, 61%. Đồng thời trong quá trình vận hành hệ thống có thể giữ ổn định giá trị pH
trung bình là 7,5 mặc dù giá trị pH nước thải đầu vào biến động từ 9 – 12. Lượng nước
bốc hơi trung bình của mô hình thực nghiệm được xác định là 15.124 mL/ngày/m2 và
lượng nước trung bình mà cỏ vetiver sử dụng là 600 mL/ngày /m2. Ngoài ra, trong suốt
quá trình thí nghiệm, cỏ vetiver phát triển khá tốt với tốc độ tăng sinh khối chênh lệch
5 lần cả ở sinh khối tươi và sinh khối khô.
Tuy còn một số hạn chế về điều kiện thời tiết, một số chỉ tiêu chưa nghiên cứu
được như chỉ số kim loại nặng, chỉ tiêu vi sinh… nhưng hy vọng mô hình bãi lọc nhân
tạo kết hợp thực vật phủ bề mặt là cỏ vetiver được áp dụng rộng rãi trong xử lý môi
trường ở nước ta.
SVTH: Nguyễn Thị Mai
ii
Khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của mô hình bãi lọc dòng chảy ngầm có trồng cỏ vetiver
MỤC LỤC
Trang
Chương 1 MỞ ĐẦU...........................................................................................................................................................1
U
1.1. Đặt vấn đề........................................................................................................... 1
1.2. Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................................... 2
1.3. Nội dung và phương pháp nghiên cứu................................................................ 2
1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. ..................................................................... 2
1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn. ........................................................................... 2
Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU.........................................................................................................................3
U
2.1. Giới thiệu về bãi lọc............................................................................................ 3
2.1.1. Khái niệm...................................................................................................................................................3
2.1.2. Phân loại bãi lọc nhân tạo......................................................................................................................4
2.1.2. Sử dụng hệ thống bãi lọc nhân tạo trên thế giới................................................................................6
2.1.3. Cấu tạo và cơ chế loại bỏ chất ô nhiễm của hệ thống bãi lọc nhân tạo........................................8
2.1.3.1. Cấu tạo hệ thống bãi lọc nhân tạo.................................................................... 8
2.1.3.2. Cơ chế loại bỏ chất ô nhiễm trong hệ thống BLNT. ..................................... 10
2.1.6. Ưu và nhược điểm của việc sử dụng hệ thống bãi lọc nhân tạo kết hợp cỏ vetiver để làm sạch
môi trường...........................................................................................................................................................12
2.1.3.3. Nhược điểm. .................................................................................................. 12
2.2. Tổng quan về cỏ vetiver.................................................................................... 13
2.2.1. Nguồn gốc...............................................................................................................................................13
2.2.2. Phân loại...................................................................................................................................................13
2.2.3. Một số đặc điểm của cỏ vetiver..........................................................................................................13
2.2.3.1. Hình thái. ....................................................................................................... 13
2.2.3.2. Đặc tính sinh lý.............................................................................................. 14
2.2.3.3. Đặc tính sinh thái........................................................................................... 15
2.2.3.4. Hệ sinh vật của bộ rễ. .................................................................................... 16
2.2.4. Lợi ích và công dụng của cỏ vetiver..................................................................................................17
2.2.5. Hệ thống vetiver trong việc cải thiện chất lượng nước thải..........................................................18
2.2.5.1. Trên thế giới .................................................................................................. 18
2.2.5.2. Tại Việt Nam. ................................................................................................ 20
2.3. Tổng quan về nước thải dệt nhuộm. ................................................................. 21
2.3.1. Thành phần tính chất chung của nước thải dệt nhuộm..................................................................21
2.3.2. Tính chất nước thải dệt nhuộm Công ty nguyên phụ liệu dệt may Bình An...........................22
2.3.2.1. Tổng quan về công ty.........................................................................................................................22
2.3.2.3. Nguồn gốc phát sinh. ..................................................................................... 24
2.3.2.3. Đặc tính nước thải. ........................................................................................ 25
2.3.2.4. Công nghệ xử lý nước thải của công ty nguyên phụ liệu dệt may Bình An.. 26
2.3.3. Các phương pháp xử lí nước thải dệt nhuộm..................................................................................27
2.3.3.1. Khuynh hướng xử lý nước thải dệt nhuộm.................................................... 27
2.3.3.2. Các phương pháp xử lý cơ bản ...................................................................... 28
SVTH: Nguyễn Thị Mai
iii
Khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của mô hình bãi lọc dòng chảy ngầm có trồng cỏ vetiver
Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.................................................................31
U
3.1. Thời gian và địa điểm tiến hành thí nghiệm. .................................................... 31
3.2. Nguồn nước thải và phương pháp lấy mẫu. ..................................................... 31
3.3. Vật liệu.............................................................................................................. 32
3.3.1. Thực vật....................................................................................................................................................32
3.3.2. Vật liệu thí nghiệm.................................................................................................................................32
3.3.3. Mô tả mô hình xử lý..............................................................................................................................32
3.3.4. Chỉ tiêu - thiết bị - hóa chất thí nghiệm.......................................................................................34
3.4. Vận hành mô hình............................................................................................. 34
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.............................................................................................................36
4.1. Hiệu quả xử lý nước thải dệt nhuộm của mô hình thí nghiệm. ........................ 36
4.1.1. Sự ổn định pH.........................................................................................................................................36
4.1.2. Hiệu quả xử lý COD.............................................................................................................................37
4.1.3. Hiệu quả xử lý SS...................................................................................................................................38
4.1.4. Khả năng làm giảm BOD5...................................................................................................................40
4.1.5. Khả năng làm giảm độ màu của của mô hình.................................................................................41
4.1.6. Tốc độ thoát hơi nước. ..........................................................................................................................42
4.1.7. Sinh khối và sự phát triển của cỏ vetiver...........................................................................................43
4.2. Một số thông số khác. ....................................................................................... 43
4.3. Các hạn chế trong quá trình nghiên cứu. .......................................................... 44
Chương 5 KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ....................................................................................................................46
5.1. Kết luận............................................................................................................. 46
5.2. Kiến nghị........................................................................................................... 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
SVTH: Nguyễn Thị Mai
iv
Khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của mô hình bãi lọc dòng chảy ngầm có trồng cỏ vetiver
DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 2.1: Kết quả xử lý nước thải dệt nhuộm bằng BLNT tại bang Georgia của Mỹ.......................................7
Bảng 2.2: Giá trị kA và C* của một số thành phần nước thải đối với hệ thống FWS và SSF.........................10
Bảng 2.3: Các loài cỏ Vetiver.............................................................................................................................................13
Bảng 2.4: Giới hạn chịu đựng của cỏ Vetiver theo các nghiên cứu ở Úc..............................................................16
Bảng 2.5: Kết quả nghiên cứu hiệu quả xử lý của hệ thống vetiver ở Úc.............................................................18
Bảng 2.6: So sánh hiệu suất xử lý của cỏ vetiver và cây phragmites trên mô hình BLNT đối với nước thải
dệt nhuộm................................................................................................................................................................................19
Bảng 2.7: Nguyên vật liệu sản xuất của công ty...........................................................................................................23
Bảng 2.8: Đặc tính nước thải của công ty dệt may Bình An.....................................................................................25
Bảng 3.1: Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích đi kèm.........................................................................................34
Bảng 4.1: Kết quả thí nghiệm COD................................................................................................................................37
Bảng 4.2: Kết quả thí nghiệm SS......................................................................................................................................39
Bảng 4.3: Kết quả thí nghiệm BOD5...............................................................................................................................40
Bảng 4.4: Tốc độ thoát hơi nước của mô hình thực nghiệm và lượng nước được cỏ sử dụng......................42
Bảng 4.5: Sinh khối khô và tươi của cỏ...........................................................................................................................43
Bảng 4.6: Kết quả phân tích nitơ đầu vào.......................................................................................................................44
SVTH: Nguyễn Thị Mai
v
Khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của mô hình bãi lọc dòng chảy ngầm có trồng cỏ vetiver
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1. Mô hình bãi lọc nhân tạo có dòng chảy bề mặt (FWS) (Vymazal, 2007)...........................................4
Hình 2.2. Mô hình bãi lọc nhân tạo có dòng chảy ngầm ngang (SSF) (Vymazal, 2007)..................................5
Hình 2.3. Mô hình bãi lọc có dòng chảy ngầm thẳng đứng (VFS) (Cooper, 1996)............................................5
Hình 2.4. Hệ thống đất ngập nước nhân tạo tại cộng hòa Czech (J. Vymazal và L. Kropfelova, 2007).......6
Hình 2.5. Mô hình thí nghiệm BLNT có dòng chảy ngầm tại trường Đại học Nông Lâm............8
Hình 2.6. Cấu tạo hệ thống BLNT (EKO – plant GmbH, 1992).............................................................................9
Hình 2.7. Bộ rễ khổng lồ của cỏ vetiver..........................................................................................................................14
Hình 2.8. Cỏ vetiver..............................................................................................................................................................14
Hình 2.9. Mô hình lọc nước thải bằng các luống cỏ vetiver (Smeal và cs, 2003)...............................................20
Hình 2.10. Cỏ vetiver được trồng ở bãi lầy nước thải từ trại lợn Biên Hòa, Phú Sơn, Đồng Nai..................21
Hình 2.11. Sơ đồ quy trình sản xuất của nhà công ty nguyên phụ liệu dệt may Bình An................................24
Hình 2.12. Sơ đồ công nghệ qui trình xử lý nước thải công ty dệt may Bình An..............................26
Hình 3.1. Mương dẫn nước thải - Nơi lấy mẫu............................................................................................................31
Hình 3.2. Mặt cắt mô hình bãi lọc nhân tạo có dòng chảy ngầm............................................................................33
Hình 3.3. Mặt bằng mô hình bãi lọc nhân tạo có dòng chảy ngầm........................................................................33
Hình 3.4. Mô hình thí nghiệm............................................................................................................................................35
Hình 4.1. Đồ thị thể hiện sự ổn định giá trị pH..............................................................................................................36
Hình 4.2. Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý ổn định COD............................................................................................38
Hình 4.3. Đồ thị biểu sự giảm và biến động của SS trước và sau xử lý.................................................................39
Hình 4.4. Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý BOD5..........................................................................................................41
Hình 4.5. Đồ thị biểu diễn sự biến thiên độ màu trước và sau xử lý.......................................................................42
SVTH: Nguyễn Thị Mai
vi
Khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của mô hình bãi lọc dòng chảy ngầm có trồng cỏ vetiver
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
BLNT
Bãi lọc nhân tạo
BOD5
Nhu cầu oxy sinh học trong 5 ngày (Biological Oxygen Demand)
COD
Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand)
CHC
Chất hữu cơ
ĐNNNT Đất ngập nước nhân tạo (constructed wetland)
FWS
Đất ngập nước có dòng chảy bề mặt (Free water surface)
HSF
Đất ngập nước có dòng chảy ngầm ngang dưới mặt đất (Horizontal subsurface flow)
NDVN
Báo Nhân Dân Việt Nam
SS
Chất rắn lơ lửng (Suspended Solids)
SSF
Đất ngập nước có dòng chảy ngầm (Subsurface flow Constructed Wetland)
QCVN
Qui chuẩn Việt Nam
VSF
Đất ngập nước có dòng chảy ngầm thẳng đứng(Vertical subsurface flow)
TDS
Tổng chất tan (Total Dissolved Solids)
TCVN
Tiêu chuẩn Việt Nam
TOC
Hàm lượng cacbon hữu cơ tổng cộng (Total Organic Carbon)
VSV
Vi sinh vật
PL
Phụ lục
SVTH: Nguyễn Thị Mai
vii
Khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của mô hình bãi lọc dòng chảy ngầm có trồng cỏ vetiver
Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Công nghiệp dệt may Việt Nam trong những năm qua luôn có sự tăng trưởng
lớn, nó đã đem lại giá trị thăng dư góp phần vào tăng trưởng kinh tế xã hội. Công nghệ
dệt sợi, nhuộm in hoa ngày càng phát triển và hiện đại, kéo theo lượng nước sử dụng
cần cho ngành này ngày càng tăng. Do đó, lượng nước thải xả ra ngày càng nhiều tiềm
ẩn một nguy cơ ô nhiễm lớn.
Ô nhiễm môi trường nước là vấn đề cấp bách đối với các nhà máy, công ty dệt
nhuộm. Công đoạn in, nhuộm và hoàn thiện sản phẩm sử dụng rất nhiều nước, nhiều
loại hoá chất, thuốc nhuộm, chất tẩy rửa và đặc biệt là có chứa nhiều hợp chất khó
phân hủy sinh học. Do các nhà máy, công ty, điển hình là các doanh nghiệp vừa và
nhỏ không đủ khả năng để đầu tư xây dựng và vận hành hệ thống xử lý nước thải,
cùng với ý thức bảo vệ môi trường chưa cao nên nước thải thường được xả trực tiếp
vào các nguồn tiếp nhận chính vì thế nguồn tiếp nhận bị ô nhiễm nặng nề bởi các hợp
chất hữu cơ khó phân hủy, một lượng nhỏ kim loại, và độ màu.
Hiện nay đã có một số công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm ra đời nhưng đa số
đều chưa đáp ứng được mong muốn kinh tế của các chủ doanh nghiệp, nhà máy vì tất
cả các phương pháp đều tiêu tốn rất nhiều hóa chất mà đầu ra vẫn chưa đạt yêu cầu.
Ở Việt Nam nói riêng và thế giới nói chung đang có xu hướng phát triển môi
trường bền vững bằng phương pháp xử lý tự nhiên. Bãi lọc nhân tạo (BLNT) trong
những năm gần đây được phát hiện và được các nhà khoa học nghiên cứu đưa vào ứng
dụng rất hiệu quả trong vấn đề bảo vệ môi trường. Đặc biệt, BLNT có lớp phủ thực vật
là cỏ vetiver đã được ứng dụng thành công tại Úc để xử lý nước thải dệt nhuộm và
thuốc bảo vệ thực vật. Tại Việt Nam, các công trình nghiên cứu cũng còn rất hạn chế,
ứng dụng này còn khá mới mẻ, chưa được áp dụng phổ biến nhưng những thực nghiệm
ban đầu đã có những kết quả hết sức khả quan với loại nước thải có tính chất đầu vào
SVTH: Nguyễn Thị Mai
1
Khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của mô hình bãi lọc dòng chảy ngầm có trồng cỏ vetiver
khá ổn định như nước thải sinh hoạt. Để hiểu rõ thêm về khả năng xử lý của hệ thống
BLNT kết hợp thực vật phủ bề mặt là cỏ vetiver đối với nước thải công nghiệp, và trên
hết là góp phần tìm lời giải cho bài toán ô nhiễm môi trường do nước thải dệt nhuộm
gây ra, sinh viên thực hiện khóa luận tốt nghiệp với đề tài: "Khả năng xử lý nước thải
dệt nhuộm của mô hình bãi lọc dòng chảy ngầm có trồng cỏ vetiver "
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
Khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của bãi lọc dòng chảy ngầm với bề mặt
phủ thực vật là cỏ vetiver trong điều kiện Việt Nam.
1.3. Nội dung và phương pháp nghiên cứu.
Xây dựng và vận hành mô hình bãi lọc dòng chảy ngầm kết hợp thực vật phủ bề mặt
là cỏ vetiver.
So sánh khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của mô hình bãi lọc dòng chảy
ngầm có cỏ vetiver và mô hình bãi lọc dòng chảy ngầm không có cỏ.
Xác định và so sánh các thông số môi trường: COD, BOD, pH, SS, độ màu theo
phương pháp chuẩn (Standar Methods, 1995); tốc độ bốc hơi nước và sự phát triển
sinh khối của cỏ vetiver bằng phương pháp chênh lệch thể tích và cân trọng lượng.
1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
Mô hình bãi lọc dòng chảy ngầm với thực vật phủ bề mặt là cỏ vetiver.
Nước thải dệt nhuộm Công ty nguyên phụ liệu dệt may Bình An
Kiểm tra giới hạn trong 7 chỉ tiêu: pH, BOD, COD, SS, độ màu, tốc độ thoát
hơi nước, sinh khối của cỏ vertiver.
Thí nghiệm được thực hiện trong điều kiện tự nhiên ở Việt Nam.
1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn.
Chứng minh khả năng xử lý nước thải của mô hình bãi lọc dòng chảy ngầm
trong điều kiện Việt Nam.
Đưa ra được phương pháp mới bằng cách sử dụng hệ thống sinh thái giải quyết
vấn đề ô nhiễm bởi nước thải dệt nhuộm.
Dùng mô hình bãi lọc sẽ giải quyết được bài toán kinh tế - mục tiêu hàng đầu
của các nhà doanh nghiệp.
SVTH: Nguyễn Thị Mai
2
Khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của mô hình bãi lọc dòng chảy ngầm có trồng cỏ vetiver
Chương 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Giới thiệu về bãi lọc.
2.1.1. Khái niệm.
Bãi lọc là vùng đất bị ngập trong thời gian dài, đủ để duy trì trạng thái bảo hòa
nước trong đất cùng sự phát triển của vi sinh vật (VSV) và động thực vật sống trong
môi trường này. Bãi lọc tự nhiên (BLTN) có thể được sử dụng để loại bỏ các chất ô
nhiễm trong nước thải nhờ vào các quá trình vật lý, hóa học và sinh học trong mối
tương tác giữa các cấu thành của hệ thống sinh thái. Tuy nhiên, BLTN có một số hạn
chế trong quá trình vận hành: như kiểm soát chế độ thủy lực và các yếu tố ảnh hưởng
đến môi trường trong hệ thống.
BLNT là vùng đất ngập nước do con người tạo ra, các vùng ngập nước này
được xây dựng để xử lý nước thải dựa trên các quá trình diễn ra như trong đất ngập
nước tự nhiên. Các nghiên cứu cho thấy, BLNT hoạt động tốt hơn so với BLTN cùng
diện tích, nhờ đáy của hệ thống BLNT có độ dốc hợp lý và chế độ thủy lực được kiểm
soát. Độ tin cậy trong hoạt động của BLNT cũng được nâng cao do thực vật và những
thành phần khác trong BLNT có thể quản lý được như mong muốn. Theo đó, BLNT
phải có một trong ba thuộc tính sau:
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 một số
thời điểm nhất định trong mùa sinh trưởng hàng năm của động thực vật.
SVTH: Nguyễn Thị Mai
3
Khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của mô hình bãi lọc dòng chảy ngầm có trồng cỏ vetiver
2.1.2. Phân loại bãi lọc nhân tạo.
Chia làm hai loại:BLNT có dòng chảy bề mặt (Free water surface –FWS) và
BLNT có dòng chảy ngầm (Subsurface flow Constructed Wetland – SSF)
BLNT có dòng chảy bề mặt (Free water surface - FWS): Những hệ thống này
thường là lưu vực chứa nước hoặc các kênh dẫn nước, với lớp lót bên dưới để ngăn sự
rò rỉ của nước, đất hoặc các lớp lọc thích hợp khác hỗ trợ cho thực vật nổi phía trên.
Lớp nước nông, tốc độ dòng chảy chậm, sự có mặt của thân cây quyết định tốc độ
dòng chảy. Đặc biệt, trong các mương dài và hẹp, phải bảo đảm điều kiện dòng
chảy nhỏ (Reed và cs,1998).
Ống nước ra
Ống nước vào
Hình 2.1. Mô hình bãi lọc nhân tạo có dòng chảy bề mặt (FWS)
(Vymazal, 2007)
BLNT có dòng chảy ngầm (Subsurface flow Constructed Wetland – SSF) được
chia làm 2 loại: hệ thống BLNT với dòng chảy ngầm ngang dưới mặt đất (Horizontal
subsurface flow - HSF) và hệ thống BLNT với dòng chảy ngầm thẳng đứng (Vertical
subsurface flow – VSF).
Hệ thống BLNT với dòng chảy ngầm ngang dưới mặt đất (Horizontal
subsurface flow - HSF): nước thải được đưa vào và chảy chậm qua tầng lọc xốp dưới
bề mặt của nền theo một đường ngang cho tới đầu ra của hệ thống. Trong suốt thời
gian này, nước thải sẽ tiếp xúc với một mạng lưới hoạt động của các đới hiếu khí,
thiếu khí và kị khí. Các đới hiếu khí ở xung quanh rễ và bầu rễ được cung cấp oxy gián
tiếp từ thân cây. Ngoài ra, hệ thống còn được cung cấp oxy trực tiếp từ bề mặt thoáng.
Khi nước thải chảy qua vùng rễ, nó được làm sạch bởi sự phân hủy sinh học của vi
sinh vật qua các phản ứng hóa sinh.
SVTH: Nguyễn Thị Mai
4
Khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của mô hình bãi lọc dòng chảy ngầm có trồng cỏ vetiver
Mực nước
cây
Dòng vào Sỏi lớn
Sỏi lớn
Lớp chống
ấ
Vật liệu đệm (Cát, sỏi, đá
Dòng
Công trình thu nước
Hình 2.2. Mô hình bãi lọc nhân tạo có dòng chảy ngầm ngang (SSF)
(Vymazal, 2007)
Hệ thống BLNT với dòng chảy ngầm thẳng đứng (Vertical subsurface flow –
VSF): nước thải được đưa vào hệ thống qua ống dẫn trên bề mặt. Nước sẽ chảy xuống
dưới theo chiều thẳng đứng. Ở gần dưới đáy có ống thu nước đã xử lý để đưa ra ngoài.
Các hệ thống BLNT với dòng chảy ngầm thẳng đứng thường xuyên được sử dụng để
xử lý lần 2 cho nước thải đã qua xử lý lần 1. Thực nghiệm cho thấy BLNT phụ thuộc
vào các công trình xử lý sơ bộ như bể lắng, bể tự hoại. Hệ thống đất ngập nước cũng
có thể được áp dụng như một giai đoạn của xử lý sinh học.
Ống cứng
Lượng nước tưới không liên tục lên bề mặt
Ống đục lỗ D=110
Lớp LDPE
Độ dốc 1%
Đá lớn
Lưới của hệ thống ống thu nước
Hình 2.3. Mô hình bãi lọc có dòng chảy ngầm thẳng đứng (VFS)
(Cooper, 1996)
Trên thực tế, hệ thống BLNT có dòng chảy ngầm (SSF) chiếm ưu thế hơn và
được ứng dụng nhiều hơn hệ thống BLNT có dòng chảy bề mặt (FWS) vì khi sử dụng
SVTH: Nguyễn Thị Mai
5
Khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của mô hình bãi lọc dòng chảy ngầm có trồng cỏ vetiver
nó sẽ hạn chế sự phát tán mùi, tránh được những cảm quan không tốt về màu sắc của
nước thải. Đặc biệt, diện tích cần sử dụng cho hệ thống SSF nhỏ hơn hệ thống FWS
đối với cùng một loại nước thải (L.A.Tuấn, 2003).
2.1.2. Sử dụng hệ thống bãi lọc nhân tạo trên thế giới.
Hệ thống BLNT được ứng dụng rộng khắp trên thế giới trong nhiều lĩnh vực.
Riêng trong vấn đề bảo vệ môi trường, BLNT đã đóng góp một phần to lớn, nó đã
được đưa vào ứng dụng cho xử lý nước thải của thành thị, nông thôn; nước thải nông
nghiệp, công nghiệp; nước thải bệnh viện (Rudra D. Tripathi, 2007).
Hình 2.4. Hệ thống đất ngập nước nhân tạo tại cộng hòa Czech
(J. Vymazal và L. Kropfelova, 2007)
Người mở đầu cho việc sử dụng thực vật bậc cao trong xử lý nước thải là Kathe
Seidel vào đầu những năm 1950 tại Đức. Đến thập niên 1960, Seidel phát triển thành
“Bãi lọc nhân tạo có dòng chảy ngầm”. Vào những năm 1980 – 1990 phương pháp xử
lý nước thải “Vùng rễ” của Reinhold Kickuth được phổ biến. Cuối thập kỷ 80 BLNT
có dòng chảy ngầm được thay thế và sử dụng đến nay.
Năm 1991, hệ thống BLNT có dòng chảy ngầm dùng xử lý nước thải sinh hoạt
xây dựng đầu tiên ở Nauy. Ngày nay chúng trở thành phổ biến khắp các vùng nông
thôn ở nước này do tiết kiệm về kinh tế lại có hiệu quả cao.
SVTH: Nguyễn Thị Mai
6
Khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của mô hình bãi lọc dòng chảy ngầm có trồng cỏ vetiver
Năm 2001, tại bang Georgia của Mỹ, một vài công ty hiện cũng đang sử dụng
hệ thống BLNT cho bước cuối cùng trong quá trình xử lý nước thải dệt nhuộm. Kết
quả cho thấy giảm được 50% lượng thuốc nhuộm dư , giảm được một lượng đáng kể
COD và chất độc hại trong nước thải, khử được kim loại nhưng độ màu đầu vào và
đầu ra so sánh không khác biệt (Baughman và Perkins, 2002). Đặc biệt, hệ thống này
đã tiết kiệm được 3 triệu USD chi phí xây dựng và 500 nghìn đến 1 triệu USD chi phí
vận hành so với hệ thống xử lý truyền thống.
Bảng 2.1: Kết quả xử lý nước thải dệt nhuộm bằng BLNT
tại bang Georgia của Mỹ
Thông số
Đầu vào
Đầu ra
Chênh lệch
(%)
Độ màu (đơn vị theo ADMI)
35
35
0
pH
7,6
7,4
-
Hàm lượng COD (mg/L)
53
38
28
Hàm lượng COD hòa tan (mg/L)
38
35
7
Hàm lượng TOC (mg/L)
32
32
0
Đồng ( µg/L)
6,2
4,8
22
Kẽm (µg/L)
19,2
12,9
33
-
-
50
Chloride (mg/l)
182
179
2
Sunfat (mg/L)
1.024
1.004
2
Sodium (mg/L)
615
589
4
Thuốc nhuộm dư
(Nguồn: George Baughman and Warren Perkins, 2001)
Ở nước ta, năm 2005 hệ thống BLNT được xây dựng tại xã Minh Nông – Bến
Giót – TP. Việt Trì để áp dụng cho xử lý chất lượng nước thải sinh hoạt pha trộn nước
thải công nghiệp. Hiện nay, cũng có một số công trình nghiên cứu ứng dụng khả năng
xử lý nước thải của BLNT tại Trung tâm kỹ thuật Môi Trường và khu Công Nghiệp,
trường Đại học Xây dựng và ký túc xá trường Đại Học Nông Lâm.
SVTH: Nguyễn Thị Mai
7
Khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của mô hình bãi lọc dòng chảy ngầm có trồng cỏ vetiver
Hình 2.5. Mô hình thí nghiệm BLNT có dòng chảy ngầm tại trường Đại học Nông Lâm
2.1.3. Cấu tạo và cơ chế loại bỏ chất ô nhiễm của hệ thống bãi lọc nhân tạo.
2.1.3.1.
Cấu tạo hệ thống bãi lọc nhân tạo.
Cấu tạo của hệ thống BLNT về cơ bản gồm 3 thành phần chính: công trình tiền
xử lý, diện tích dành cho khu vực đất ngập nước và thực vật cho hệ thống. Tại công
trình tiền xử lý, chất rắn nặng và lơ lửng trong nước thải đã bị loại bỏ, đồng thời các
chất nổi như dầu, mỡ cũng được xử lý bằng các biện pháp cơ học. Khu vực dành cho
hệ thống BLNT được hình thành bởi các lớp đất, lớp cát và lớp sỏi, được xếp thứ tự từ
trên xuống dưới với độ dày nhất định, giữ độ xốp của lớp lọc. Trong hệ thống này còn
có sự tồn tại của các loại vi sinh vật có ích, xác bã thực vật chết bị chôn vùi tạo giá thể
cho vi sinh vật bám vào và phát triển. Ngoài ra còn có nhiều loại trùng tạo điều kiện
thuận lợi cho oxy thâm nhập vào bề mặt thoáng. Thực vật được trồng trong hệ thống là
các loại thực vật thuỷ sinh, thân thảo, thân xốp, rễ chùm, nổi trên mặt nước, ngập hẳn
trong nước, hay trồng trong nước nhưng thân cây nhô lên trên mặt nước, đặc biệt phải
có khả năng loại bỏ được các chất ô nhiễm có trong nước thải. Khi vận hành, dòng
chảy có thể có dạng chảy từ dưới lên, từ trên xuống hay chảy theo phương nằm ngang.
Kiểu dòng chảy được thiết kế và ứng dụng phổ biến nhất ở BLNT là dòng chảy ngầm
(SSF). Hầu hết các hệ thống này được thiết kế với độ dốc 1% hoặc hơn.
SVTH: Nguyễn Thị Mai
8
Khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của mô hình bãi lọc dòng chảy ngầm có trồng cỏ vetiver
Thảm sậy
Bể lắng
Ống nhánh thu nước
Ống dẫn nước vào
Vùng rễ
Bể chứa nước ra
Thành bằng nhựa dẻo
Lớp bảo vệ
Dòng ra
Hình 2.6. Cấu tạo hệ thống BLNT (EKO – plant GmbH, 1992)
Để tính toán diện tích của một hệ thống SSF, Kadlec và Knight (1996) đã đưa
ra một số công thức tính toán như sau:
q = Q/A
Trong đó:
Q: lưu lượng nước thải trung bình (m3/ngày)
A: diện tích hệ thống ĐNN (m2)
q: vận tốc dòng chảy (m/ngày)
Diện tích (A) của hệ thống được tính theo công thức:
Trong đó:
A = Q ln [(Ci – C*)/(Co – C*)]/kA
Q: lưu lượng nước thải trung bình (m3/năm)
kA: hằng số (m/năm)
C*: nồng độ nền (g/m3)
Ci: nồng độ đầu vào (g/m3)
Co: nồng độ đầu ra (g/m3)
SVTH: Nguyễn Thị Mai
9
Khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của mô hình bãi lọc dòng chảy ngầm có trồng cỏ vetiver
Bảng 2.2: Giá trị kA và C* của một số thành phần nước thải đối với hệ thống
FWS và SSF
Thành phần
Hệ thống FWS
Hệ thống SSF
kA
C*
kA
C*
(m/năm)
(g/m3)
(m/năm)
(g/m3)
BOD
34
3,5 + 0,053Ci
180
3,5 + 0,053Ci
SS
1.000
5,1 + 0,16Ci
TP
12
0,02
12
0,02
TN
22
1,50
27
1,5
NH3
18
0
34
0
NO3-
35
0
50
0
nước thải
(Nguồn: Kadlec và Knight, 1996)
2.1.3.2.
Cơ chế loại bỏ chất ô nhiễm trong hệ thống BLNT.
Các chất ô nhiễm được loại bỏ khỏi nước thải trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua
các quá trình vật lý, hóa học và sinh học (Loan, 1997)
Quá trình vật lý: nhờ cơ chế lắng do trọng lực, các hạt được lọc cơ học khi nước
chảy qua lớp lọc, qua tầng rễ; lực hấp dẫn giữa các phần tử; sự bay hơi.
Quá trình hóa học: tạo thành các hợp chất; hấp phụ trên bề mặt lớp lọc và bề
mặt thực vật; phân hủy hoặc biến đổi của các hợp chất kém bền bởi các tác nhân như
tia tử ngoại, oxy hóa.
Quá trình sinh học: trong hệ thống, vi sinh vật (VSV) phân ra làm 3 dạng, tuỳ
thuộc vào vị trí của tầng đất nó sinh sống: Ở lớp đất bề mặt có độ rỗng cao, tươi xốp,
nhiều mùn, tiếp xúc không khí tốt sẽ tồn tại chủ yếu là vi khuẩn hiếu khí, ở tầng đất
giữa với điều kiện hiếu khí không thường xuyên đặc biệt là lúc có nước thì tồn tại
những loại vi khuẩn thiếu khí, tuỳ nghi và ở lớp đất cuối cùng không khí không lọt tới
thì chủ yếu là vi khuẩn kỵ khí. Cả 3 dạng này đều có những chức năng riêng biệt trong
quá trình phân huỷ các chất trong nước thải.
Nhờ các quá trình trên, hệ thống BLNT có thể loại bỏ được nhiều chất gây ô
nhiễm trong nước thải bao gồm: các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học, chất
rắn lơ lửng, nitơ, photpho (P), kim loại nặng và các vi sinh vật gây bệnh.
SVTH: Nguyễn Thị Mai
10
Khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của mô hình bãi lọc dòng chảy ngầm có trồng cỏ vetiver
- Đối với chất hữu cơ (CHC) có khả năng phân hủy sinh học: các CHC này
thường ở dạng hòa tan hay dạng keo. Phân hủy sinh học xảy ra khi các CHC hòa tan
tiếp xúc lên lớp màng vi sinh bám trên phần ngập nước của thực vật, hệ thống rễ và
những vùng vật liệu lọc xung quanh nhờ quá trình khuếch tán. Vai trò của thực vật
trong hệ thống đất ngập nước là: cung cấp môi trường thích hợp cho VSV thực hiện
quá trình phân hủy sinh học, vận chuyển oxy vào vùng rễ để cung cấp cho quá trình
phân hủy hiếu khí trong lớp vật liệu và bộ rễ.
- Đối với nitơ và các hợp chất của nitơ: việc loại bỏ chúng là nhờ 3 cơ chế chủ
yếu là nitrat hóa/khử nitrat, bay hơi ammoniac và hấp thụ của thực vật. Sự chuyển hóa
nitơ xảy ra ở tầng oxi hóa - khử của đất và nước, bề mặt tiếp xúc giữa rễ và đất. Quá
trình nitrat hóa diễn ra ở vùng rễ hiếu khí, NH4+ chuyển thành NO3-. Phần NO3- không
được cây trồng hấp thụ sẽ khuếch tán vào vùng thiếu khí, bị khử thành N2 và N2O do
quá trình khử nitrat. Lượng ammoniac trong vùng rễ được bổ sung nhờ nguồn NH4- từ
vùng thiếu khí khuếch tán vào.
- Đối với photpho: sự hấp thụ của thực vật, quá trình đồng hóa của vi khuẩn, sự
hấp phụ lên đất, vật liệu lọc và các chất hữu cơ, kết tủa và lắng cùng Ca2+, Mg2+, Fe3+,
Mn2+ là nguyên nhân loại trừ P trong nước thải. Khi thời gian lưu nước dài, đất sử
dụng có cấu trúc mịn thì cơ chế loại bỏ P là hấp phụ và kết tủa. Hiện nay, vai trò thực
vật trong việc loại bỏ P vẫn còn là vấn đề mà các nhà nghiên cứu đang quan tâm.
- Đối với kim loại nặng: kết tủa và lắng dạng hydroxit không tan, hấp phụ lên
các kết tủa hydroxit sắt và mangan trong vùng hiếu khí hay kết tủa dạng sunfit kim
loại trong vùng kỵ khí của lớp vật liệu. Đồng thời, kim loại nặng cũng được hấp thụ
vào rễ, thân và lá của thực vật trong hệ thống. Các nghiên cứu chưa chỉ ra cơ chế nào
có vai trò lớn nhất, nhưng nhìn chung, kim loại nặng được thực vật hấp thụ chỉ chiếm
một phần nhất định (Gersberg và cs, 1984; Reed và cs, 1988; Wildermann & Laudon,
1989; Dunbabin & Bowmer, 1992). Các loài thực vật khác nhau hấp thụ kim loại nặng
rất khác nhau. Vật liệu lọc là nơi tích tụ chủ yếu kim loại nặng.
Trong cơ chế xử lý của hệ thống BLNT, vai trò của thực vật vô cùng quan
trọng. Vì vậy, lựa chọn thực vật cho hệ thống là một khâu mà chúng ta phải quan tâm,
nếu phù hợp thì sẽ nâng cao hiệu quả xử lý của toàn hệ thống (Brivev và cs, 1996;
Brix, 1997). Chúng phải có những tính năng sau: có khả năng sinh trưởng trong điều
SVTH: Nguyễn Thị Mai
11
Khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của mô hình bãi lọc dòng chảy ngầm có trồng cỏ vetiver
kiện vô cùng bất lợi; có thể chịu đựng với nồng độ cao với chất hóa học nông nghiệp,
kim loại nặng, những chất độc hữu cơ và hợp chất vô cơ; có thế chịu đựng được điều
kiện môi trường dinh dưỡng kém; có khả năng sinh trưởng nhanh và sinh khối lớn.
Theo nghiên cứu cho thấy, vetiver là một loại thực vật độc nhất có tất cả những tiêu
chuẩn trên (Trương, 2009).
2.1.6. Ưu và nhược điểm của việc sử dụng hệ thống bãi lọc nhân tạo kết hợp cỏ
vetiver để làm sạch môi trường.
2.1.6.1. Ưu điểm.
Chi phí xây dựng, vận hành và bảo trì hệ thống BLNT là không cao.
Quá trình công nghệ không đòi hỏi kỹ thuật phức tạp.
Hệ thống có thể chịu được mức độ dao động lớn với nồng độ chất ô nhiễm.
Sinh khối tạo ra sau quá trình xử lý có thể được ứng dụng vào nhiều mục đích
kinh tế khác nhau.
Sử dụng thực vật xử lý nước trong nhiều trường hợp không cần cung cấp năng
lượng và không sinh ra bùn trong quá trình xử lý.
Sử dụng hệ thống BLNT làm cho chất lượng môi trường sống được nâng cao và
làm sạch môi trường nước.
Hệ thống này cũng bắt nguồn cho những cơ hội trong lĩnh vực nghiên cứu học
thuật về BLNT, mở ra nhiều triển vọng góp phần vào chiến lược bảo vệ và phát triển
bền vững môi trường trên thế giới cũng như ở Việt Nam.
2.1.3.3.
Nhược điểm.
Đối với hệ thống BLNT, diện tích cần dùng cho xử lý nước thải phải đủ lớn để
lấy ánh sáng. Sự tiếp xúc giữa thực vật và ánh sáng trong điều kiện có đủ chất dinh
dưỡng càng nhiều thì quá trình chuyển hóa càng tốt.
Diện tích mặt bằng của hệ thống BLNT là khác nhau tùy thuộc nồng độ ô
nhiễm nước thải đầu vào và yêu cầu chất lượng nước đầu ra. Hệ thống thường lớn hơn
mặt bằng yêu cầu đối với hệ thống xử lý truyền thống.
Khó thực hiện đối với các nhà máy có diện tích mặt bằng nhỏ.
Phải được thiết kế chính xác theo tiêu chuẩn.
SVTH: Nguyễn Thị Mai
12
Khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của mô hình bãi lọc dòng chảy ngầm có trồng cỏ vetiver
2.2.
Tổng quan về cỏ vetiver
Cỏ vetiver – tên khoa học là Vetiverria zizanioides L. thuộc họ Graminae
(Poaceae), tông Andropogoneae, tộc phụ Sorghinae.
2.2.1. Nguồn gốc.
Theo các nhà thực vật học thì cỏ vetiver là loài bản địa thuộc miền bắc Ấn Độ,
một số khác cho rằng cỏ này xuất xứ quanh Bombay nên người ta tạm kết luận là loài
cỏ này sống ở vùng nhiệt đới và á nhiệt đới trên những đồng bằng Nam Ấn,
Bangladesh và Myanmar.
2.2.2. Phân loại.
Bảng 2.3: Các loài cỏ Vetiver
STT
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
Loài
V. elongata (R. Br.) stapf ex C.E
V. festucoides (Presl.) Ohwi
V. filipes C.E. Hubbard
V. fulvibarbis stapf
V. intermedia S.T. Blake
V. lawsonni (Hook.f) Blatt. Et McCann
V. nemoralis (Balansa) Q. Camus
V. nigritana stapf
V. pauciflora S.T. Blake
V. rigida B.K. Simon
V. zizannioides L.
Nơi phân bố
New Guinea, Úc
Nhật Bản
New Guinea,Úc(Queensland)
Trung và Đông châu Phi
Úc (Queensland)
Ấn Độ
Đông Nam Á
Trung và Đông châu Phi
Úc (Queensland)
Úc (Queensland)
Trung và Đông Nam Á
(Nguồn: Trương và Baker, 1996)
2.2.3. Một số đặc điểm của cỏ vetiver.
2.2.3.1.
Hình thái.
Cỏ vetiver có bộ rễ đồ sộ, mọc rất nhanh và ăn rất sâu, trong 12 tháng đã có thể
ăn sâu tới 3,6 m trên đất tốt. Do đó, cỏ vetiver chịu hạn rất khỏe, có thể hút độ ẩm từ
tầng đất sâu bên dưới và xuyên qua các lớp đất bị lèn chặt. Phần lớn các sợi rễ trong
bộ rễ của nó lại rất nhỏ và mịn, đường kính trung bình chỉ khoảng 0,5 - 1 mm (Cheng
và cs, 2003), tạo nên một bầu rễ lớn, rất thuận lợi cho sự phát triển của vi khuẩn và
nấm, là điều kiện cần thiết để hấp thụ và phân hủy các chất gây ô nhiễm như hợp chất
nitơ, photpho…vv.
Thân cỏ mọc thẳng đứng, rất cứng, có thể đạt tới 3 m chiều cao, nếu trồng dày
SVTH: Nguyễn Thị Mai
13
Khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của mô hình bãi lọc dòng chảy ngầm có trồng cỏ vetiver
thì chúng tạo thành hàng rào sống, kín nhưng vẫn thoáng, khiến nước chảy chậm lại và
hoạt động như một màng lọc, giữ lại bùn đất chắn rất tốt.
Hình 2.7. Bộ rễ khổng lồ của cỏ vetiver
Hình 2.8. Cỏ vetiver
2.2.3.2.
Đặc tính sinh lý
Vetiver thuộc nhóm thực vật C4, sử dụng CO2 hiệu quả hơn quang hợp bình
thường. Hầu hết các thực vật C4 đều sử dụng rất ít nước, một yếu tố giúp cây phát
triển được trong điều kiện khô hạn. Thêm vào đó nó vẫn sinh trưởng tốt và cố định
CO2 với tốc độ cao và thậm chí cả khi khí khổng đóng cục bộ vì bị những áp lực môi
SVTH: Nguyễn Thị Mai
14
Khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của mô hình bãi lọc dòng chảy ngầm có trồng cỏ vetiver
trường. Có thể nói vetiver có khả năng chịu đựng điều kiện khắc nghiệt tốt hơn so với
các cây trồng khác.
2.2.3.3.
Đặc tính sinh thái
Khí hậu: cỏ vetiver chịu được biên độ nhiệt từ -10 0C đến 48 0C, nhiệt độ tối
thiểu tuyệt đối là -15 0C. Khi mặt đất đóng băng, cỏ sẽ chết. Cỏ vetiver có sức chịu
đựng đối với sự biến động khí hậu cực kỳ lớn như hạn hán kéo dài, lũ lụt, ngập úng.
Khả năng chịu ngập úng kéo dài đến 45 ngày ở luồng nước sâu 0,6 - 0,8 m.
Lượng mưa: cỏ vetiver cần lượng mưa khoảng 300 mm, nhưng trên 700 mm có
lẽ thích hợp hơn để cỏ tồn tại suốt thời gian khô hạn.
Ẩm độ: cỏ vetiver phát triển tốt ở điều kiện ẩm hoặc ngập nước hoàn toàn trên 3
tháng. Chúng cũng sinh trưởng tốt ở điều kiện khô hạn nhờ hệ thống rễ đâm ăn sâu vào
đất.
Ánh sáng: Chúng thích hợp trong vùng có lượng ánh sáng cao. Loài này phát
triển yếu dưới bóng râm, khi bóng râm được bỏ đi thì cỏ sẽ phục hồi sinh trưởng rất
nhanh.
Đất: cỏ vetiver mọc tốt nhất ở đất cát sâu. Tuy nhiên, nó cũng phát triển được ở
phần lớn các loại đất, từ đất vertisol nứt - đen đến đất alfisol đỏ. Cỏ còn mọc trên đá
vụn, đất cạn và cả đất trũng ngập nước. Vẫn sống được ở đất nghèo dinh dưỡng do
được cộng sinh với khuẩn mycorrhiza hoặc chống chịu tốt ở đất nhiễm phèn, ngập
mặn, đất nhiễm độc kim loại nặng như As, Cd, Cr, Zn, Pb, Hg…, đất có nồng độ thuốc
trừ sâu, trừ cỏ cao. Cỏ vetiver mọc tốt nhất ở chỗ đất trống và thoát nước tốt, nhất là ở
đất non trẻ tạo từ tro núi lửa.
Khả năng phục hồi của vetiver rất cao, nó có thể mọc nhanh lại sau khi chịu ảnh
hưởng của hạn hán, sương muối, nước mặn và các hóa chất độc hại trong đất, vẫn mọc
lại sau khi bị gia súc ăn phần thân lá hoặc khi bị cháy rụi thân. Chịu được ngưỡng pH
rộng từ 3 – 12.
SVTH: Nguyễn Thị Mai
15
Khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của mô hình bãi lọc dòng chảy ngầm có trồng cỏ vetiver
Bảng 2.4: Giới hạn chịu đựng của cỏ Vetiver theo các nghiên cứu ở Úc
Điều kiện
Giới hạn
Acid
pH = 3,0
Kiềm
pH = 9,5
Mn
>578 mgkg-1
Mg
>2.400 mgkg-1
Kim loại nặng
100 – 250 mgkg-1
As
20 mgkg-1
Cd
35 – 50 mgkg-1
Cu
50 – 100 mgkg-1
Ni
>6 mgkg-1
Hg
>1.500 mgkg-1
Pb
>74 mgkg-1
Se
>750 mgkg-1
Lượng mưa
450 – 4.000 mm
Nhiệt độ
-11 – 450C
Chịu hạn
15 tháng
(Nguồn: Trương và Backer, 1996 )
2.2.3.4.
Hệ sinh vật của bộ rễ.
Theo ORDPB (Văn phòng điều phối các dự án phát triển hoàng gia, Thái lan)
thì có khá nhiều VSV đất được phát hiện xung quanh bộ rễ cỏ vetiver mà vi khuẩn và
nấm là tiêu biểu. Các VSV xâm nhập vào mặt trên rễ, tạo thành những đường dẫn
truyền dinh dưỡng nối đất và cây, rễ tiết ra polysaccharide là chất hữu cơ hòa tan giúp
cho sự chuyển hóa sinh học của đất và sự thích nghi của cây. VSV gắn liền với rễ cỏ
vetiver là các vi khuẩn cố định đạm, vi khuẩn hòa tan lân, vi khuẩn điều hòa sự sinh
trưởng của cây, các nấm rễ và các vi khuẩn phân giải cellulose…, kích thích khả năng
tiết hóc môn của thực vật, tác động trực tiếp lên vetiver .
Vi khuẩn cố định đạm: hiện diện ở bề mặt rễ, trong các gian bào hoặc trong các
tế bào rễ đã chết, nó có vai trò quan trọng trong việc cung cấp đạm cho cỏ vetiver, sản
SVTH: Nguyễn Thị Mai
16
