NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM TRÊN MÔ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO CÓ DÒNG CHẢY BỀ MẶT KẾT HỢP VỚI CỎ VETIVER

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT
NHUỘM TRÊN MÔ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO CÓ
DÒNG CHẢY BỀ MẶT KẾT HỢP VỚI CỎ VETIVER

Họ và tên sinh viên: TRẦN THỊ NGUYỆT
Ngành
: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
Niên khóa
: 2005 - 2009

Tháng 7/ 2009


NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM TRÊN
MÔ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO CÓ DÒNG CHẢY
BỀ MẶT KẾT HỢP VỚI CỎ VETIVER

Tác giả

TRẦN THỊ NGUYỆT

Khóa luận tốt nghiệp kỹ sư chuyên ngành
KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

GVHD1: TS. LÊ QUỐC TUẤN
GVHD2: ThS. DƯƠNG THÀNH LAM

Tháng 7 năm 2009


Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm trên mô hình đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy bề
mặt kết hợp với cỏ vetiver

LỜI CẢM ƠN
Bài khóa luận hoàn thành với sự cố gắng, nỗ lực của bản thân cùng sự giúp đỡ tận
tình quý báu của thầy cô, bạn bè và gia đình. Chính vì vậy xin chân thành cảm ơn đến:
Quý thầy cô khoa Môi trường và Tài nguyên trong suốt bốn năm học đã truyền đạt
kiến thức nền tảng cần thiết và tận tình giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận.
Thầy TS. Lê Quốc Tuấn, ThS. Dương Thành Lam đã trực tiếp chỉ dạy, hướng dẫn
đề tài cho em.
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.
Các thầy cô viện Sinh học nhiệt đới.
Các bạn lớp DH05MT đã gắn bó, động viên giúp đỡ mình trong suốt bốn năm học.
Cuối cùng, con xin gởi lời biết ơn sâu sắc đến bố mẹ và tất cả mọi người trong gia
đình luôn là nguồn động viên, là điểm tựa vững chắc, đã hỗ trợ và luôn giúp con có đủ
nghị lực để vượt qua khó khăn và hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình.
Dù đã rất cố gắng nhưng không thể tránh khỏi nhiều thiếu sót, rất mong nhận được
sự góp ý và sửa chữa của thầy cô và các bạn về khóa luận tốt nghiệp này.

Xin chân thành cám ơn,
Trần Thị Nguyệt

SVTH: Trần Thị Nguyệt

i

Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm trên mô hình đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy bề
mặt kết hợp với cỏ vetiver

TÓM TẮT
Ngày nay với sự phát triển không ngừng của công nghiệp để phục vụ cho nhu cầu
của con người, môi trường nước đang đứng trước thực trạng ô nhiễm nghiêm trọng về
chất lượng. Giải quyết thực trạng ô nhiễm môi trường nước đã và đang làm đau đầu các
nhà chức năng và môi trường. Vì vậy việc tìm ra một biện pháp xử lý vừa mang lại lợi
ích kinh tế lẫn môi trường là điều cấp thiết hiện nay. Đất ngập nước nhân tạo đã được
ứng dụng từ nhiều năm trên thế giới như một giải pháp đáp ứng những đòi hỏi trên.
Chính vì vậy đề tài “Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm trên mô hình đất
ngập nước nhân tạo có dòng chảy bề mặt kết hợp với cỏ vetiver” đã được thực hiện tại
vườn sinh thái khoa Môi trường và Tài nguyên – Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí
Minh từ 28/2/2009 – 30/6/2009. Kết quả thu được cụ thể: hiệu suất xử lý COD của hệ
thống là 30,01%; hiệu suất xử lý BOD 45,18%; hiệu suất xử lý SS 40,78%; tốc độ bốc
thoát hơi nước 6,38 L/ngày/m2.
Tuy nhiên nghiên cứu bị giới hạn bởi: điều kiện thời tiết, thời gian lưu nước… Kết
quả ghi nhận trong một số chỉ tiêu nhất định nhưng hy vọng đây sẽ là cơ sở để đất ngập
nước nhân tạo được áp dụng rộng rãi ở nước ta.

SVTH: Trần Thị Nguyệt

ii


Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm trên mô hình đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy bề
mặt kết hợp với cỏ vetiver

MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................................... i
TÓM TẮT ..........................................................................................................................ii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT............................................................................................ v
DANH MỤC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ .................................................................................... vi
DANH MỤC BẢNG ......................................................................................................... vi
DANH MỤC PHỤ LỤC................................................................................................... vi
Chương 1 MỞ ĐẦU........................................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề ................................................................................................................. 1
1.2. Mục tiêu khóa luận ................................................................................................... 1
1.3. Nội dung ................................................................................................................... 1
1.4. Phương pháp thực hiện ............................................................................................. 2
1.5. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu ................................................................................ 2
1.6. Giới hạn của đề tài .................................................................................................... 2
1.7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn .................................................................................. 2
Chương 2 TỔNG QUAN................................................................................................... 3
2.1. Tổng quan về đất ngập nước..................................................................................... 3
2.1.1. Khái niệm ........................................................................................................... 3
2.1.2. Phân loại khu đất ngập nước nhân tạo ............................................................... 4
2.1.3. Vai trò của các thành phần trong hệ thống đất ngập nước nhân tạo .................. 6
2.1.4. Cơ chế quá trình xử lý trong hệ thống đất ngập nước........................................ 7
2.1.4.1. Loại bỏ chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học .................................. 7
2.1.4.2. Loại bỏ các chất rắn..................................................................................... 8
2.1.4.3 Loại bỏ nitơ .................................................................................................. 8
2.1.4.4. Loại bỏ phôtpho........................................................................................... 8
2.1.4.5. Loại bỏ kim loại nặng.................................................................................. 9
2.1.4.6. Loại bỏ chất hữu cơ ..................................................................................... 9
2.1.4.7. Loại bỏ virut và vi khuẩn ............................................................................ 9
2.1.5 Công nghệ xử lý nước thải bằng đất ngập nước nhân tạo................................. 10

2.1.6. Ưu nhược điểm của sử dụng ĐNN làm sạch môi trường ................................ 11
2.1.6.1. Ưu điểm ..................................................................................................... 11
2.1.6.2. Nhược điểm ............................................................................................... 12
2.1.7. Tính toán hệ thống đất ngập nước có dòng chảy bề mặt (FWS) ..................... 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 tính của cỏ vetiver ......................................................................... 14
2.2.3.1. Đặc tính thực vật ....................................................................................... 14
SVTH: Trần Thị Nguyệt

iii


Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm trên mô hình đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy bề
mặt kết hợp với cỏ vetiver

3.2.3.2. Đặc điểm hình thái .................................................................................... 15
2.2.3.3. Đặc tính sinh thái....................................................................................... 15
2.2.3.4. Đặc tính sinh lý.......................................................................................... 16
2.2.3.5. Hệ sinh vật trên cỏ..................................................................................... 17
2.2.4. Một số ứng dụng của cỏ vetiver....................................................................... 17
2.3. Tổng quan về nước thải dệt nhuộm ........................................................................ 19
2.3.1. Tính chất chung nước thải dệt nhuộm.............................................................. 19
2.3.2. Các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm .................................................. 20
2.3.2.1. Xử lý hóa học ............................................................................................ 20
2.3.2.2. Xử lý hóa lý ............................................................................................... 21
2.3.2.3. Xử lý sinh học ........................................................................................... 21
2.3.3. Tổng quan về Công ty CP Nguyên phụ liệu dệt may Bình An........................ 23
2.3.3.1. Giới thiệu sơ lược ...................................................................................... 23

2.3.2.2. Quy trình sản xuất ..................................................................................... 24
2.3.2.3. Đặc tính và nguồn phát sinh nước thải tại công ty.................................... 25
2.3.2.4. Công nghệ xử lý nước thải tại công ty ...................................................... 25
Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM...................................... 27
3.1. Thời gian và địa điểm tiến hành thí nghiệm ........................................................... 27
3.2. Nguồn nước thải và phương pháp lấy mẫu............................................................. 27
3.3. Chuẩn bị cỏ và vật liệu thí nghiệm ......................................................................... 28
3.4. Vật liệu – Phương pháp thí nghiệm ........................................................................ 29
3.4.1. Vật liệu – Phương pháp thí nghiệm ................................................................ 29
3.4.2. Chỉ tiêu và phương pháp phân tích chỉ tiêu ..................................................... 30
Chương 4 KẾT QUẢ - THẢO LUẬN ........................................................................... 32
4.1. Hiệu suất xử lý của mô hình FWS.......................................................................... 32
4.1.1. Khả năng làm giảm COD................................................................................. 32
4.1.2. Khả năng làm giảm chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học (BOD)........ 33
4.1.3. Khả năng loại bỏ chất rắn lơ lửng SS .............................................................. 34
4.1.4. Khả năng làm giảm độ màu ............................................................................. 34
4.1.5. Khả năng làm giảm pH .................................................................................... 35
4.1.6. Sinh khối và sự phát triển của cỏ ..................................................................... 36
4.1.7. Tốc độ bốc thoát hơi nước trong hệ thống ....................................................... 37
4.1.8. Các chỉ tiêu khác.............................................................................................. 37
4.2. Một số hạn chế trong thực hiện nghiên cứu............................................................ 38
Chương 5-KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ .......................................................................... 39
5.1. Kết luận................................................................................................................... 39
5.2. Kiến nghị................................................................................................................. 39
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................... 41
PHỤ LỤC ......................................................................................................................... 45

SVTH: Trần Thị Nguyệt

iv

Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm trên mô hình đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy bề
mặt kết hợp với cỏ vetiver

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
BOD5

Nhu cầu oxy sinh học trong 5 ngày (Biological Oxygen Demand)

CHC

Hợp chất hữu cơ

COD

Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand)

ĐNN

Đất ngập nước

ĐNNNT Đất ngập nước nhân tạo
FWS

Đất ngập nước có dòng chảy bề mặt (Free water surface – FWS)

HSF

Đất ngập nước có dòng chảy ngang dưới mặt đất (Horizontal subsurface flow)

PL

Phụ lục

SCR

Song chắn rác

SS

Chất rắn lơ lửng (Suspended Solids)

SSF

Đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy bên dưới (Subsurface flow Contructed

Wetland)
TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TN

Nitơ tổng

TP

Phôtpho tổng

TSS

Tổng rắn hòa tan

VSV

Vi sinh vật

VSF

Đất ngập nước có dòng chảy thẳng đứng (Vertical subsurface flow)

SVTH: Trần Thị Nguyệt

v


Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm trên mô hình đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy bề
mặt kết hợp với cỏ vetiver

DANH MỤC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ
Hình 2.1. Phân loại đất ngập nước nhân tạo .................................................................................. 4
Hình 2.2. Đất ngập nước có dòng chảy bề mặt (FWS) .................................................................. 5
Hình 2.3. Đất ngập nước có dòng chảy ngầm (SSF) ..................................................................... 6
Hình 2.4. Bốn hệ thống ĐNNNT có dòng chảy ngầm ở Tuscany, Ý .......................................... 11
(ảnh chụp bởi Fabio Masi)............................................................................................................ 11
Hình 2.5. Bụi cỏ vetiver............................................................................................................... 13
Hình 2.6. Cỏ vetiver trồng ở bãi lầy nước thải từ trại lợn Phú Sơn, Đồng Nai (trái) và Trung
Quốc (phải) ................................................................................................................................... 19
Hình 2.7. Trồng cỏ vetiver trên taluy đường dọc tuyến đường Hồ Chí Minh (trái) và bảo vệ đê

ngăn mặn (phải) ............................................................................................................................ 19
Hình 2.8. Quy trình sản xuất tại Công ty CP Nguyên phụ liệu dệt may Bình An ....................... 24
Hình 2.9. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải Công ty CP nguyên phụ liệu dệt may Bình An ...... 26
Hình 3.1. Mô hình xử lý nước thải .............................................................................................. 27
Hình 3.2. Địa điểm lấy mẫu nước thải......................................................................................... 28
Hình 3.3. Mô hình đất ngập nước có dòng chảy bề mặt .............................................................. 29
Hình 3.4. Cỏ vetiver sau 8 tuần dưỡng ........................................................................................ 30
Đồ thị 4.1. Sự biến thiên hàm lượng COD ở đầu vào và đầu ra .................................................. 32
Đồ thị 4.2. Sự biến thiên hàm lượng BOD ở đầu vào và đầu ra .................................................. 33
Đồ thị 4.3. Sự biến thiên hàm lượng SS ở đầu vào và đầu ra ...................................................... 34
Đồ thị 4.4. Sự biến thiên độ màu ở đầu vào và đầu ra ................................................................. 35
Đồ thị 4.5. Sự biến thiên pH ở đầu vào và đầu ra ........................................................................ 35
Hình 4.1. Cỏ trướckhi trồng và sau khi xử lý .............................................................................. 36

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Giá trị kA và C* của một số thành phần nước thải đối với hệ thống FWS và SSF ..... 13
Bảng 2.2: Các loài cỏ vetiver....................................................................................................... 14
Bảng 2.3: Giới hạn chịu đựng của cỏ vetiver theo các nghiên cứu ở Úc..................................... 16
Bảng 2.4: Bảng nguyên vật liệu sản xuất..................................................................................... 24
Bảng 2.5: Thành phần, tính chất nước thải đầu vào .................................................................... 25
Bảng 3.1: Chỉ tiêu và phương pháp phân tích chỉ tiêu ................................................................ 30
Bảng 4.1: Sinh khối cỏ vetiver..................................................................................................... 36
Bảng 4.2: Lượng nước trung bình bổ sung vào mô hình ............................................................. 37
Bảng 4.3: Tốc độ bốc hơi nước của mô hình............................................................................... 37
Bảng 4.4: Kết quả phân tích một số chỉ tiêu (nitơ, phôtpho, chì) trong nước thải đầu vào ........ 38
Bảng 5.1. Hiệu suất và tải lượng của mô hình FWS.................................................................... 39

DANH MỤC PHỤ LỤC
PHỤ LỤC 1: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THÍ NGHIỆM
PHỤ LỤC 2: MỘT SỐ TIÊU CHUẨN XẢ THẢI

PHỤ LỤC 3: PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU BOD5, COD, SS
PHỤ LỤC 4: HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA HỆ THỐNG ĐNNNT Ở MỘT SỐ
NƯỚC TRÊN THẾ GIỚI

SVTH: Trần Thị Nguyệt

vi


Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm trên mô hình đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy
bề mặt kết hợp với cỏ vetiver

Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Xu thế phát triển của thời đại là phát triển kinh tế, khoa học kỹ thuật, môi
trường đang đứng trước những thách thức với vấn đề ô nhiễm, đặc biệt là ô nhiễm môi
trường nước do các ngành công nghiệp gây ra trong đó có ngành công nghiệp dệt
nhuộm. Ngành công nghiệp này đang thải ra môi trường loại nước thải chứa các thành
phần khó phân hủy, hàm lượng COD, BOD, độ màu cao. Do đó, con người cần tìm ra
biện pháp để xử lý loại nước thải này vừa mang lại hiệu quả vừa kinh tế. Đất ngập
nước nhân tạo (constructed wetland) đã được biết đến trên thế giới như một giải pháp
công nghệ xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên thân thiện với môi trường, đạt hiệu
suất cao, chi phí ổn định, đồng thời góp phần làm tăng giá trị đa dạng sinh học, cải tạo
cảnh quan môi trường. Ngoài ra, sinh khối thực vật, bùn phân hủy sau xử lý còn có giá
trị kinh tế. Tại Việt Nam, công nghệ này còn khá mới mẻ. Do đó, sử dụng đất ngập
nước nhân tạo sẽ là một giải pháp phù hợp để giải quyết bài toán ô nhiễm môi trường
nước hiện nay. Chính vì vậy sinh viên thực hiện khóa luận với đề tài: “Nghiên cứu khả
năng xử lý nước thải dệt nhuộm trên mô hình đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy bề
mặt kết hợp với cỏ vetiver”.

1.2. Mục tiêu khóa luận
Khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của mô hình đất ngập nước trong điều kiện
Việt Nam.
1.3. Nội dung
Xây dựng mô hình xử lý đất ngập nước có dòng chảy bề mặt kết hợp với cỏ
vetiver.
Nghiên cứu khả năng xử lý của mô hình.
SVTH: Trần Thị Nguyệt

1


Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm trên mô hình đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy
bề mặt kết hợp với cỏ vetiver

1.4. Phương pháp thực hiện
Sưu tầm, thu thập, tổng quan tài liệu.
Trực tiếp xây dựng, chạy mô hình thí nghiệm.
1.5. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
Mô hình sử dụng là mô hình đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy bề mặt.
Thực vật sử dụng để nghiên cứu là cỏ vetiver.
Nước thải nghiên cứu là nước thải dệt nhuộm với COD, BOD và độ màu cao.
Thời gian tiến hành từ 28/2/2009 – 30/6/2009.
1.6. Giới hạn của đề tài
Do giới hạn là một báo cáo tốt nghiệp nên khóa luận tập trung chủ yếu vào
những vấn đề sau:
Chỉ thực hiện trên mô hình đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy bề mặt.
Nghiên cứu hiệu quả xử lý của cỏ vetiver.
Chỉ kiểm tra các chỉ tiêu: BOD, COD, SS, độ màu, pH, tốc độ bốc hơi nước, sự
phát triển sinh khối của thực vật.

1.7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Chứng minh khả năng xử lý ô nhiễm của mô hình đất ngập nước nhân tạo có
dòng chảy bề mặt kết hợp cỏ vetiver trong điều kiện Việt Nam.
Đưa ra hướng xử lý nước thải dệt nhuộm bằng hệ sinh thái đất ngập nước, góp
phần giải quyết thực trạng ô nhiễm hiện nay.

SVTH: Trần Thị Nguyệt

2


Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm trên mô hình đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy
bề mặt kết hợp với cỏ vetiver

Chương 2
TỔNG QUAN
2.1. Tổng quan về đất ngập nước
2.1.1. Khái niệm
Đất ngập nước (ĐNN) là vùng đất bị ngập trong thời gian dài, đủ để duy trì
trạng thái bảo hòa nước của đất và sự phát triển của vi sinh vật (VSV), động thực vật
sống trong môi trường này. ĐNN tự nhiên 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 bao gồm các
quá trình diễn ra như lắng đọng, kết tủa, hấp phụ bởi đất, đồng hóa bởi thực vật và
chuyển hóa bởi VSV (Brix, 1993a). Tuy nhiên ĐNN tự nhiên có một số hạn chế trong
việc quản lý, vận hành cũng như kiểm soát chế độ thủy lực, khả năng xử lý nước thải
hay các yếu tố ảnh hưởng đến môi trường…
Đất ngập nước nhân tạo (ĐNNNT) là vùng đất ngập nước do con người tạo ra,
các vùng ngập nước này được thiết kế và xây dựng để xử lý nước thải dựa trên các quá
trình diễn ra trong đất ngập nước tự nhiên.
ĐNNNT thường được quy hoạch sẵn thành từng thửa, từng ô. Bên dưới của khu

đất thường được lót bằng lớp vật liệu không thấm nước (tránh nước thải ảnh hưởng
đến nước ngầm), bên trên lớp lót rải đá dăm hay cát hỗ trợ sự phát triển của thực vật
trồng trong khu đất, độ tin cậy trong quá trình hoạt động ĐNNNT cao hơn ĐNN tự
nhiên, chúng có thể được quản lý chặt chẽ và có những ưu điểm của ĐNN tự nhiên.
ĐNN tự nhiên đã được tận dụng để xử lý nước thải hàng thế kỷ qua, ngày nay
nó vẫn tiếp tục được sử dụng. Tuy nhiên, ĐNNNT được sử dụng phổ biến và mang lại
hiệu quả cao hơn trên toàn thế giới từ năm 1980 (Vymazal và cs, 1998; Kadlec và cs,
2000).

SVTH: Trần Thị Nguyệt

3


Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm trên mô hình đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy
bề mặt kết hợp với cỏ vetiver

2.1.2. Phân loại khu đất ngập nước nhân tạo
Chia làm hai loại: ĐNNNT có dòng chảy bề mặt (Free water surface – FWS) và
ĐNNNT có dòng chảy ngầm (Subsurface flow Constructed Wetland – SSF).
ĐNN
NT

ĐNNNT dòng
chảy bề mặt

Thực vật
nổi

ĐNNNT dòng

chảy ngầm

Thực vật
chìm

Dòng chảy
thẳng đứng

Dòng chảy
ngang

Hệ
thống
kết hợp

Hình 2.1. Phân loại đất ngập nước nhân tạo
ĐNNNT 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 nước, đất hoặc các lớp lọc thích hợp khác hỗ trợ cho thực vật nổi. Lớp nước nông
tốc độ dòng chảy chậm sự có mặt của thân cây quyết định dòng chảy và đặc biệt trong
các mương dài và hẹp bảo đảm điều kiện dòng chảy nhỏ và hẹp.

SVTH: Trần Thị Nguyệt

4


Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm trên mô hình đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy
bề mặt kết hợp với cỏ vetiver

Bờ đá

Bờ bảo vệ

Mặt nước

Cát, đất sét

Lớp lót

Lớp lót

Đầu
vào

Đầu ra
Chiều dài dòng chảy

Hình 2.2. Đất ngập nước có dòng chảy bề mặt (FWS)
ĐNNNT có dòng chảy bên dưới (Subsurface flow constructed Wetland – SSF)
gồm hai hệ thống:
Hệ thống với dòng chảy 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 để dẫn nước ra ngoài. Các hệ thống
VSF thường xuyên được sử dụng để xử lý lần hai cho nước thải đã qua xử lý lần một.
Thực nghiệm đã chỉ ra là nó phụ thuộc vào xử lý sơ bộ như bể lắng, bể tự hoại. Hệ
thống ĐNN cũng có thể được áp dụng như một giai đoạn của xử lý sinh học.
Hệ thống với dòng chảy ngang dưới mặt đất (Horizontal subsuface flow –
HSF): nước thải được đưa vào và chảy chậm qua tầng lọc xốp của nền trên theo một
đường nằm ngang cho đến khi nó tới được đầu ra của hệ thống. Trong suốt thời gian

này nước thải sẽ được tiếp xúc với mạng lưới hoạt động vùng hiếu khí, thiếu khí và kỵ
khí. Khi nước thải chảy qua vùng rễ nó được làm sạch bởi sự phân hủy sinh học của
VSV, VSV sử dụng chất thải trong dòng chảy như là vật chất cung cấp năng lượng cho
các hoạt động sống của chúng.

SVTH: Trần Thị Nguyệt

5


Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm trên mô hình đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy
bề mặt kết hợp với cỏ vetiver

Thực vật

Đập tuần hoàn nước

Sỏi nhỏ

Sỏi nhỏ

Mặt nước

Lớp lót
Đầu vào

Đầu ra
Chiều dài dòng chảy

Lớp sỏi lọc lớn

Lớp lót

Hình 2.3. Đất ngập nước có dòng chảy ngầm (SSF)
2.1.3. Vai trò của các thành phần trong hệ thống đất ngập nước nhân tạo
Nước: chế độ thủy văn là chỉ số thiết kế quan trọng nhất trong hệ thống ĐNN
bởi vì nó liên kết mọi cấu thành trong hệ thống ĐNN và nó là nhân tố chính quyết định
sự xử lý thành công hay thất bại của hệ thống ĐNNNT. Thủy văn của hệ thống
ĐNNNT không có sự khác biệt lớn so với nước mặt, tuy nhiên nó vài điểm quan trọng
cần chú ý như sự thay đổi nhỏ trong chế độ thủy văn cũng gây ảnh hưởng đáng kể lên
hệ thống ĐNNNT và hiệu quả xử lý của nó, diện tích bề mặt ĐNNNT lớn và lớp nước
nông nên hệ thống ĐNNNT tương tác mạnh mẽ với môi trường xung quanh thông qua
lượng nước mưa và sự thoát hơi nước (thoát hơi nước qua bề mặt thoáng và qua cây
trồng hấp thụ). Mật độ cây trồng trong hệ thống ĐNNNT cũng ảnh hưởng đến thủy
văn vì nó ngăn cản dòng chảy, hạn chế gió và ánh sáng mặt trời. Sự thoát hơi nước qua
cây và sự bốc hơi nước qua bề mặt trong hệ thống ĐNNNT là một yếu tố quan trọng
trong xử lý nước thải. Nó thay đổi tùy theo điều kiện vật lý (tốc độ gió, độ ẩm, nhiệt
độ), khả năng chuyển hóa và đặc tính của từng loại thực vật trong hệ thống (Brezny và
cs, 1973).
Chất nền, chất lắng đọng và mùn: chất nền thường được sử dụng trong hệ thống
ĐNNNT bao gồm đất, cát, sỏi, đá và chất hữu cơ như phân ủ. Chất nền, chất lắng đọng
SVTH: Trần Thị Nguyệt

6


Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm trên mô hình đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy
bề mặt kết hợp với cỏ vetiver

và mùn giữ vai trò quan trọng trong hệ thống ĐNN vì chúng là giá thể cho VSV sống.

Độ thấm của chất nền ảnh hưởng đến sự di chuyển của nước trong hệ thống. Nhiều
biến đổi hóa học và sinh học diễn ra trong chất nền và chất nền là nơi chứa các chất
độc. Ngoài ra, sự tích tụ mùn nhiều khi trong hệ thống ĐNNNT có nhiều chất hữu cơ,
chất hữu cơ là nơi diễn ra sự biến đổi vật chất và là giá thể cho VSV, đồng thời là
nguồn cung cấp cacbon và năng lượng điều khiển một vài phản ứng sinh học quan
trọng trong hệ thống ĐNN.
Thực vật: cả các loài thực vật bậc cao và tảo đều giữ vai trò quan trọng trong hệ
thống ĐNN. Sự quang hợp của tảo làm tăng lượng oxy hòa tan trong nước. Các loài
thực vật bậc cao có tác dụng ổn định chất nền, làm chậm vận tốc dòng nước cho phép
các chất rắn lơ lửng lắng xuống. Thực vật hấp thụ cacbon và chất dinh dưỡng, tạo điều
kiện cho sự oxi hóa diễn ra trong chất nền; thân và rễ cây là giá thể cho VSV bám vào.
Thực vật trồng trong hệ thống ĐNN là các loại thực vật thuỷ sinh lưu niên, 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.
Vi sinh vật: giữ vai trò chuyển hóa chất hữu cơ và chất vô cơ thành chất không
độc hại hoặc chất không tan dễ lắng, thay đổi điều kiện oxi hóa của chất nền và ảnh
hưởng đến hiệu suất xử lý của hệ thống ĐNNNT. Quần xã VSV trong hệ thống
ĐNNNT có thể bị ảnh hưởng bởi các chất độc như thuốc trừ sâu và kim loại nặng.
Động vật: hệ thống ĐNNNT tạo ra môi trường sống cho nhiều loại động vật có
xương sống và không có xương sống. Động vật không xương sống như côn trùng và
giun góp phần vào quá trình xử lý qua việc phân cắt các chất hữu cơ và tiêu thụ chúng.
2.1.4. Cơ chế quá trình xử lý trong hệ thống đất ngập nước
2.1.4.1. Loại bỏ chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học
Phân hủy sinh học đóng vai trò quan trọng nhất trong việc loại bỏ chất hữu cơ
dạng hòa tan hay dạng keo có khả năng phân hủy sinh học trong nước thải. Phân hủy
sinh học xảy ra khi các chất hữu cơ hòa tan bám vào lớp màng vi sinh trên phần ngập
nước của thực vật. Vai trò của thực vật là cung cấp môi trường thích hợp cho VSV
thực hiện quá trình phân hủy sinh học cư trú, vận chuyển oxy vào vùng rễ để cung cấp
cho quá trình phân hủy sinh học hiếu khí trong lớp vật liệu và bộ rễ.
SVTH: Trần Thị Nguyệt

7


Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm trên mô hình đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy
bề mặt kết hợp với cỏ vetiver

2.1.4.2. Loại bỏ các chất rắn
Các chất rắn được loại bỏ nhờ cơ chế lắng trọng lực vì hệ thống có thời gian lưu
nước dài. Chất rắn không lắng được, chất rắn ở dạng keo thì được loại bỏ qua cơ chế
loc, phân hủy sinh học, dính bám, hấp phụ nhờ lực Var der Waals.
2.1.4.3 Loại bỏ nitơ
Nitơ loại bỏ nhờ các cơ chế chủ yếu: nitrat hóa / khử nitrat và hấp thụ của thực
vật.
Quá trình nitrat hóa: được thực hiện bởi vi khuẩn hiếu khí nitrobacter chúng có
khả năng oxy hóa NO2- thành NO3- và tạo năng lượng. Năng lượng này dùng để đồng
hóa CO2, bicarbonate, carbonate thành đường.
NO2- + ½ O2 → NO3- + năng lượng
Các vi khuẩn thực hiện quá trình này là các loài tự dưỡng hiếu khí Nitrobacter
agilis, Nitrobacter uinugradski và các vi khuẩn khác như Nitrospira, Nitrococcus hoặc
các vi khuẩn dị dưỡng hiếu khí Pseudomonas, Corynebacterium.
Quá trình phản ntrate: có hai cơ chế song song quá trình khử nitrate đó là cơ chế
đồng hóa và cơ chế dị hóa.
Quá trình đồng hóa: trong quá trình này, nitrate được VSV và thực vật hấp thu
chuyển chúng thành nitrite, sau đó là ammonia. Ammonia sẽ được dùng để tổng hợp
protein và acid nucleic. Vi khuẩn đồng hóa là Pseudomonas aeruginosa.
Quá trình dị hóa: đây là hô hấp hiếm khí trong đó nitrate đóng vai trò chất nhận
điện tử cuối cùng, nitrate bị khử thành nitrousoxide (N2O) và N2, trong đó N2 là sản
phẩm cuối cùng của quá trình. Các sinh vật tham gia trong quá trình này rất đa dạng
thuộc nhiều chi như Pseudomonas, Bacillus, Hyphomicrobium…

Hấp thụ nitơ của thực vật: sự đồng hóa nitơ là một quá trình sinh học chuyển từ
dạng nitơ vô cơ sang hợp chất nitơ hữu cơ cần thiết cho xây dựng tế bào và mô
(Kadlec và Knight, 1996).
2.1.4.4. Loại bỏ phôtpho
Cơ chế loại bỏ phôtpho gồm có 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+,

SVTH: Trần Thị Nguyệt

8


Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm trên mô hình đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy
bề mặt kết hợp với cỏ vetiver

Mg2+, Fe3+, Mn2+. Khi thời gian lưu nước dài, đất sử dụng có cấu trúc mịn thì cơ chế
loại bỏ là hấp phụ và kết tủa.
2.1.4.5. Loại bỏ kim loại nặng
Kim loại nặng được loại bỏ ra khỏi nước thải do thực vật hấp thụ và tích tụ vào
rễ, thân và lá. Các loài thực vật khác nhau thì có khả năng hấp thụ kim loại nặng khác
nhau.
Có nhiều giả thuyết đã được đưa ra để giải thích cơ chế vận chuyển, hấp thụ và
loại bỏ kim loại nặng trong thực vật, chẳng hạn chúng hình thành một phức hợp tách
kim loại ra khỏi đất, tích luỹ trong các bộ phận của cây, sau đó được loại bỏ qua lá
khô, rửa trôi qua biểu bì, bị đốt cháy hoặc đơn thuần là phản ứng tự nhiên của cơ thể
thực vật.
2.1.4.6. Loại bỏ chất hữu cơ
Chủ yếu qua cơ chế bay hơi, hấp phụ, phân hủy bởi các VSV và hấp thụ của
thực vật. Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình bay hơi là hàm số phụ thuộc của trọng lượng
phân tử chất ô nhiễm và áp suất riêng phần giữa hai pha khí nước xác định bởi định

luật Herry. Quá trình hấp phụ các chất bẩn lên màng sinh vật xảy ra trước quá trình
thích nghi và phân hủy sinh học. Các chất hữu cơ chính có thể còn được loại bỏ nhờ
quá trình hút bám vật lý trên bề mặt các chất rắn lắng được và sau đó là quá trình lắng.
CHC cũng được thực vật hấp thụ tuy nhiên cơ chế này chưa hiểu rõ và phụ thuộc
nhiều vào thực vật được trồng
2.1.4.7. Loại bỏ virut và vi khuẩn
Cơ chế giống như loại bỏ VSV trong hồ sinh học. Chúng được loại bỏ nhờ quá
trình vật lý như kết dính, lắng, lọc, hấp phụ, bị tiêu diệt trong điều kiện môi trường
không thuận lợi trong thời gian dài. Cụ thể: nhiệt độ, pH, bức xạ mặt trời (Zdragas và
cs, 2002), thiếu chất dinh dưỡng, do các sinh vật khác ăn. Ngoài ra, thực vật cũng có
khả năng tiêu diệt virut, vi khuẩn do rễ cây tiết dịch có khả năng tiêu diệt virut, vi
khuẩn (Drobot’ko và cs, 1958).

SVTH: Trần Thị Nguyệt

9


Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm trên mô hình đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy
bề mặt kết hợp với cỏ vetiver

2.1.5 Công nghệ xử lý nước thải bằng đất ngập nước nhân tạo
Người mở đầu cho việc sử dụng ĐNNNT trong xử lý nước thải là Käthe Seidel
vào năm 1952 tại Đức (Seidel, 1955). Từ năm 1955, Seidel đã đưa ra nhiều công trình
nghiên cứu sử dụng thực vật để xử lý nhiều loại nước thải (Seidel 1961, 1965a, 1966,
1967). Đến năm 1967, hệ thống ĐNNNT có dòng chảy bề mặt lần đầu tiên đã được
phát triển (de Jong, 1976; Greiner và de Jong, 1984; Veenstra, 1998). Năm 1968,
ĐNNNT có dòng chảy bề mặt được xây dựng tại Hungary để bảo vệ nước hồ Balaton
và để xử lý nước thải của thị trấn (Lakatos, 1998). Tuy ĐNNNT có dòng chảy bề mặt
có nguồn gốc ở châu Âu nhưng nó phát triển không rộng rãi như ở Bắc Mỹ trong xử lý

nước thải đô thị, công nghiệp và nông nghiệp. Trong khi đó ĐNNNT có dòng chảy
ngầm được chú ý hơn ở châu Âu trong những năm 1980, 1990 (Cooper và cs, 1996;
Vymazal và cs, 1998). Việc sử dụng thực vật thủy sinh và thực vật bậc cao cho xử lý
nước thải được ứng dụng ở Úc vào giữa những năm 1970. Hiện tại hệ thống ĐNNNT
ở Úc chủ yếu được sử dụng để xử lý nước mưa chảy tràn. giữa những năm 1980 khái
niệm sử dụng ĐNNNT để xử lý nước thải được ủng hộ ở Nam Mỹ. Đến cuối thế kỷ 20
ĐNNNT phát triển phổ biến ở châu Phi để xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp
(Proceedings, 1998, 2000, 2002, 2004). Ở châu Á thông tin về sử dụng ĐNNNT kết
hợp với thực vật nổi xuất hiện vào đầu những năm 1990 (Juwarkar và cs, 1992). Ngày
nay ĐNNNT đã được sử dụng phổ biến ở Trung Quốc, Ấn Độ, Hàn Quốc, Nhật Bản,
Thái Lan…xử lý nhiều loại nước thải khác nhau.
Tại Việt Nam gần đây cũng có một số công trình nghiên cứu ứng dụng hệ thống
ĐNNNT trong xử lý nước thải ở trường Đại học Xây dựng, Đại học Nông Lâm Thành
phố Hồ Chí Minh…
Sử dụng hệ thống ĐNNNT trong xử lý nước thải trong những năm qua trên thế
giới đã mang lại hiệu suất xử lý cao (chi tiết Phụ lục 2). ĐNNNT đã trở thành công
nghệ hiệu quả thay thế các phương pháp xử lý truyền thống.

SVTH: Trần Thị Nguyệt

10


Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm trên mô hình đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy
bề mặt kết hợp với cỏ vetiver

Hình 2.4. Bốn hệ thống ĐNNNT có dòng chảy ngầm ở Tuscany, Ý
(ảnh chụp bởi Fabio Masi)
2.1.6. Ưu nhược điểm của sử dụng ĐNN làm sạch môi trường
2.1.6.1. Ưu điểm

Chi phí xây dựng, vận hành, bảo dưỡng hệ thống ĐNN có thể thấp hơn so với
các phương pháp truyền thống khác.
Vận hành, bảo dưỡng định kỳ không cần liên tục, có thể sử dụng nguồn nhân
lực tại chỗ.
Hệ thống ĐNN có thể chịu được sự biến thiên của dòng chảy.
Hệ thống ĐNN tạo điều kiện cho tái sử dụng và tuần hoàn nước.
Hiệu quả xử lý chậm nhưng ổn định.
Quá trình công nghệ không đòi kỹ thuật phức tạp.
Bên cạnh đó hệ thống ĐNNNT còn tạo ra môi trường sống cho các sinh vật
đầm lầy, tạo ra sự hài hòa cảnh quan thiên nhiên mà các công trình truyền thống không

SVTH: Trần Thị Nguyệt

11


Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm trên mô hình đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy
bề mặt kết hợp với cỏ vetiver

có được. Ngoài ra sinh khối của thực vật dùng xử lý tạo ra trong quá trình có thể ứng
dụng vào nhiều mục đích khác nhau:
¾ Làm nguyên liệu cho thủ công mỹ nghệ.
¾ Làm thức ăn cho người và gia súc.
¾ Làm phân bón cải tạo đất.
¾ Tái tạo năng lượng (sản xuất dầu Ethanol, làm củi đốt).
¾ Nguyên liệu sản xuất bột giấy, giấy và sợi.
¾ Làm dược phẩm, mỹ phẩm.
2.1.6.2. Nhược điểm
− Bên cạnh những lợi ích của việc sử dụng hệ thống ĐNNNT xử lý nước thải như
đã đề cập ở trên thì hệ thống vẫn còn một số mặt hạn chế:

− Thời gian xử lý chậm, hiệu quả xử lý không ổn định khi gặp điều kiện bất lợi
như mưa rào, hạn hán.
− Diện tích dùng để xử lý nước thải lớn, thích hợp với vùng nông thôn có diện
tích bề mặt lớn.
− Thành phần sinh học trong hệ thống nhạy cảm với các chất độc hóa học như
ammoniac, thuốc trừ sâu.
− Thực vật chiếm không gian lớn ngăn cản truyền ánh sáng sâu vào nước do đó
tạo điều kiện thuận lợi cho VSV phát triển cả loài có ích và có hại.
2.1.7. Tính toán hệ thống đất ngập nước có dòng chảy bề mặt (FWS)
Để tính toán diện tích của một hệ thống FWS Kadlec và Knight (1996) đã đưa
ra một số công thức tính toán như sau:
q = Q/A
Trong đó:
¾

Q: lưu lượng nước thải trung bình (m3/ngày)

¾

A: diện tích hệ thống ĐNN (m2)

¾

q: vận tốc dòng chảy (m/ngày)

Diện tích hệ thống được tính theo công thức:
A = Q ln [(Ci – C*)/(Co – C*)]/kA
Trong đó:
SVTH: Trần Thị Nguyệt

12


Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm trên mô hình đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy
bề mặt kết hợp với cỏ vetiver

¾

kA: hằng số (m/năm)

¾

C*: nồng độ nền (g/m3)

¾

Ci: nồng độ đầu vào (g/m3)

¾

Co: nồng độ đầu ra (g/m3)

Bảng 2.1: Giá trị kA và C* của một số thành phần nước thải đối với hệ thống FWS và
SSF
Hệ thống FWS
Thành phần
nước thải kA (m/năm)
C* (g/m3)
BOD
SS

TP
TN
NH3
NO3-

34
1000
12
22
18
35

3,5 + 0,053Ci
5,1 + 0,16Ci
0,02
1,50
0
0

Hệ thống SSF
kA
(m/năm)
180

C* (g/m3)
3,5 + 0,053Ci

12
0,02
27

1,5
34
0
50
0
(Nguồn: Kadlec và Knight, 1996)

2.2. Tổng quan về cỏ vetiver
Cỏ vetiver – tên khoa học là Vetiverria zizanioides (Linn), thuộc họ Graminae
(Poaceae), tông Andropogoneae là loài có khả năng thích nghi rộng với điều kiện khí
hậu và thổ nhưỡng dễ nhân giống, ít đòi hỏi công chăm sóc.

Hình 2.5. Bụi cỏ vetiver
2.2.1. Nguồn gốc
Vetiverria zizanioides có nguồn gốc từ Ấn Độ (Paul và cs, 2008).
2.2.2. Phân loại
Chi Vetiver gồm 11 loài phân bố rộng rãi như Châu Á, Châu Phi, bán đảo Đông
Dương và Châu Úc.
SVTH: Trần Thị Nguyệt

13


Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm trên mô hình đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy
bề mặt kết hợp với cỏ vetiver

Bảng 2.2: 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 Nash

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)

Tất cả đều là loại cỏ lưu niên, thân cỏ tuy vậy chỉ có hai loài cỏ vetiver được sử
dụng là: Vetiveria zizanioides phân bố rất rộng trong các vùng nhiệt đới và Vetiveria
nemoralis chỉ giới hạn ở vùng Đông Nam Á. Tuy nhiên V. zizanioides có nhiều tính
năng và ứng dụng tốt hơn V. nemoralis.
Trong khuôn khổ khóa luận từ vetiver dùng để chỉ loài Vetiverria zizanioides.
2.2.3. Một số đặc tính của cỏ vetiver
2.2.3.1. Đặc tính thực vật
Ở Việt Nam, vetiver được gọi là cỏ hương bài hoặc cỏ hương lau, có tên khoa
học là Vetiveria zizanioides L (Phạm Hoàng Hộ, 2001). Dựa trên hình dạng cây, hoa
và đặc biệt là mùi thơm đặc trưng của bộ rễ đặt tên theo địa phương gồm ba giống như
sau:
Giống Đồng Nai có hoa tím, hạt lép không nảy mầm, rễ có mùi thơm đặc trưng
của cỏ vetiver.
Giống Bình Phước có hoa tím, hạt lép không nảy mầm, hình dạng giống như
giống Đồng Nai nhưng rễ không có mùi thơm.

SVTH: Trần Thị Nguyệt

14


Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm trên mô hình đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy

bề mặt kết hợp với cỏ vetiver

Giống Daklak có hoa tím, hạt lép không nảy mầm và rễ có mùi thơm đặc trưng
như giống Đồng Nai.
3.2.3.2. Đặc điểm hình thái
¾ Thân
Dạng thân cọng, chắc, đặc, cứng và hoá gỗ.
Cỏ vetiver mọc thành bụi dày đặc, từ gốc rễ mọc ra rất nhiều chồi ở các hướng,
thân cỏ mọc thẳng đứng, cao trung bình 1,5 - 2 m. Phần thân trên không phân nhánh
phần dưới đẻ nhánh rất mạnh.
Dọc thân có lớp bọc như vỏ bao lá giúp cây tồn tại được trong điều kiện môi
trường bất lợi như khô hạn, dịch bệnh, thuốc trừ sâu…
¾ Mắt
Nhẵn nhụi không lông nằm tiếp giáp giữa các thân cọng cỏ, lồi ra từ đó tạo ra rễ
khi cỏ vetiver được chôn vùi vào đất.
¾ Lá
Phiến lá hẹp, dài khoảng 45 - 100 cm, rộng khoảng 6 - 12 mm, dọc theo rìa lá
có răng cưa bén, lá có ít khí khổng.
¾ Rễ
Rễ chùm không mọc trải rộng mà lại cắm thẳng đứng trong điều kiện thuận lợi
có thể phát triển sâu 3 - 4 m. Rễ của loài Vetiveria zizanioides có chứa tinh dầu, chất
lượng tốt nhất 18 tháng sau khi trồng với lượng tinh dầu 2 - 2,5% trọng lượng khô
(Mekonnen, 2000).
¾ Cơ quan sinh sản
Cỏ vetiver là cây lưỡng tính, các gié hoa có phân hoá giới tính như lưỡng tính,
đực hoặc bất thụ có ở cùng trên một cây, đồng hình dạng, tất cả do từ tổ hợp có giao tử
dị giao.
2.2.3.3. Đặc tính sinh thái
Cỏ vetiver có khả năng thích ứng rộng trong điều kiện khí hậu, đất đai địa hình
khắc nghiệt, chịu đựng và thích nghi nhanh với sự thay đổi của môi trường. Nó có thể

sống được trong khoảng dao động nhiệt độ rộng từ -22oC – 55oC (Paul và cs, 2008).
Nó phát triển tốt từ vùng đầm lầy ngang mực nước biển cho đến vùng núi cao 2600 m,
SVTH: Trần Thị Nguyệt

15


Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm trên mô hình đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy
bề mặt kết hợp với cỏ vetiver

vùng có lượng mưa trung bình thấp 200 mm cho đến rất cao 3000 mm. Cỏ vetiver có
thể phục hồi rất nhanh sau khi bị tác động bởi hạn hán, lũ lụt, sương muối, ngập mặn,
hóa chất độc hại và các điều kiện bất thuận khác. Cỏ chịu được pH từ 3 – 12,5. Nó có
khả năng hấp thụ rất cao các chất hòa tan trong nước như nitơ, phôtpho và các
nguyên tố kim loại nặng đồng thời có khả năng chống chịu rất cao với các loại thuốc
trừ sâu, thuốc diệt cỏ. Cỏ thích hợp sống trên đất cát sâu, nhưng có khả năng sống và
phát triển tốt trong đất nghèo dinh dưỡng, đất nhiễm phèn, ngập mặn, đất bị nhiễm kim
loại nặng như Al, As, Cd, Cr, Cu, Pb, Hg, Ni, Se, Zn….
Bảng 2.3: Giới hạn chịu đựng của cỏ vetiver theo các nghiên cứu ở Úc
Điều kiện
Acid
Kiềm
Mn
Mg
Kim loại nặng
As
Cd
Cu
Ni
Hg

Pb
Se
Zn
Khí hậu
Lượng mưa
Nhiệt độ
Chịu hạn

Giới hạn
pH = 3,0
pH = 9,5
>578 mgkg-1
>2.400 mgkg-1
100 – 250 mgkg-1
20 mgkg-1
35 – 50 mgkg-1
50 – 100 mgkg-1
>6 mgkg-1
>1.500 mgkg-1
>74 mgkg-1
>750 mgkg-1
450 – 4.000 mm
-11 – 450C
15 tháng

(Nguồn: Trương và Backer, 2000)
2.2.3.4. Đặc tính sinh lý
Vetiver thuộc nhóm thực vật C4, sử dụng CO2 hiệu quả hơn theo con đường
quang hợp bình thường. Điều lưu ý là hầu hết thực vật C4 chuyển hóa CO2 thành
đường lại sử dụng rất ít nước, đây là một yếu tố giúp cây phát triển trong điều kiện khô

hạn. Mặc dù có những khả năng độc đáo nêu trên nhưng vì là giống có điển hình của
miền nhiệt đới nên cỏ vetiver không chịu được bóng râm. Bóng râm làm giảm khả
năng sinh trưởng phát triển của cỏ, thậm chí làm cho nó lụi đi. Vì vậy tốt nhất nên
SVTH: Trần Thị Nguyệt

16


Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm trên mô hình đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy
bề mặt kết hợp với cỏ vetiver

trồng cỏ ở nơi có nhiều ánh sáng. Loài Vetiveria zizanioides được dùng phổ biến vì có
đặc điểm không tạo hạt, nhân giống chủ yếu bằng phương pháp vô tính nên không thể
mọc tràn lan như một loại cỏ dại. Chính vì đặc điểm này mà chúng ta không cần lo
ngại hạt cỏ sẽ phát tán tràn lan và trở thành cỏ dại.
2.2.3.5. Hệ sinh vật trên cỏ
Cỏ vetiver có thể tồn tại và phát triển trong những môi trường khắc nghiệt, đất
nghèo chất dinh dưỡng, điều này do có khá nhiều hệ vi sinh vật phát triển xung quanh
hệ rễ cỏ. Các VSV gồm vi khuẩn và nấm.
¾
ƒ

Vi khuẩn

Vi khuẩn cố định đạm: Azospillum, Azotobacter Alicaligen, Bacillus,

Enterobacter, Klebsiella, Pseudomonas… chúng sản xuất enzyme chuyển hóa nitơ tự
do thành nitơ sinh học cho cây hấp thu.
ƒ

Vi khuẩn điều hòa sự sinh trưởng của cây: Chất điều hòa sinh trưởng như:

auxins, gibberrellins, cytokinins, ethylene, acidadscisic… là những chất hữu cơ ảnh
hưởng đến quá trình sinh lý cây dù ở nồng độ thấp.
ƒ

Vi khuẩn hòa tan lân: gồm một số vi khuẩn đất đặc biệt là các vi khuẩn thuộc

họ Bacillus và Pseudomonas. Chúng tiết ra các acid hữu cơ: humic, propionic, lactic,
glycolic, fumaric... chuyển hóa lân không hòa tan thành dạng hòa tan.
¾
ƒ

Nấm

Nấm phân giải phôtpho: thuộc họ Penicillium và Aspergillus, chuyển hóa

phôtpho không tan thành dạng hòa tan hữu dụng.
ƒ

Nấm rễ: gồm Flomus, Gigaspora, Acaulospora, Scheocytis… thúc đẩy quá

trình hút dinh dưỡng đa vi lượng.
ƒ

Nấm phân giải cellulose: Có vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh lượng

hữu cơ trong đất.
2.2.4. Một số ứng dụng của cỏ vetiver
Do cỏ vetiver có những đặc tính độc đáo nên nó rất thích hợp ứng dụng vào

mục đích bảo vệ môi trường, đặc biệt dùng để phòng ngừa và xử lý ô nhiễm môi
trường đất và nước. Ứng dụng cỏ vetiver để xử lý nước thải là một công nghệ xử lý

SVTH: Trần Thị Nguyệt

17