NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC PHÂN HEO CỦA CỎ PARA TRÊN MÔ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC KIẾN TẠO

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐẠO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC PHÂN HEO CỦA
CỎ PARA TRÊN MÔ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC KIẾN TẠO

Ngành học

: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Sinh viên thực hiện

: ĐẶNG THÀNH SANG

Niên khóa

: 2006 – 2010

Tháng 7/2010


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐẠO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC PHÂN HEO CỦA
CỎ PARA TRÊN MÔ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC KIẾN TẠO

Hướng dẫn khoa học

Sinh viên thực hiện

PGS.TS. BÙI XUÂN AN

ĐẶNG THÀNH SANG

Tháng 7/2010


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp này, ngoài sự nỗ lực của bản thân, được sự hỗ
trợ và góp ý của các thầy cô, gia đình và bạn bè. Tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc
đến:
¾ Cha và mẹ đã nuôi dạy con nên người, người luôn động viên và giúp đỡ con
những lúc khó khăn trong học tập.
¾ Thầy PGS. TS Bùi Xuân An, khoa Công Nghệ Môi Trường, trường Đại học
Nông Lâm TP HCM. Người đã gợi mở những ý tưởng, cách thức để thực hiện
một nghiên cứu khoa học, là người hướng dẫn tận tình trong suốt thời gian thực
hiện đề tài.
¾ Thầy Lê Đình Đôn, trưởng Bộ môn Công Nghệ Sinh Học, trường Đại học Nông
Lâm TP HCM, đã tạo mọi điều kiện cho tôi thực hiện đề tài.
¾ Quý thầy cô Bộ môn Công Nghệ Sinh Học, trường Đại học Nông Lâm TP
HCM, đã giúp đỡ tôi hoàn thành chương trình đào tạo của trường.
¾ Các anh chị tại Trung tâm Phân tích Môi trường – Viện Công nghệ Sinh học và
Công nghệ Môi trường, trường Đại học Nông Lâm TP. HCM.
¾ Các anh: anh Lẫm, anh Cương, anh Kì ở trại thực nghiệm Bộ môn Công Nghệ
Sinh Học.

¾ Các anh chị tại trại Thực nghiệm, Khoa Chăn nuôi – Thú y, trường Đại học
Nông Lâm TP.HCM.
¾ Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn các bạn trong nhóm cùng tham gia đề tài,
cùng nhau chia sẽ buồn vui trong công việc.
Sinh viên thực hiện
Đặng Thành Sang

i


TÓM TẮT

Ô nhiễm do nước thải chăn nuôi đối với môi trường ngày càng trầm trọng, cùng với
các nguy cơ tiềm ẩn ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người. Phương pháp xử lý bằng
thực vật thủy sinh đã trở thành xu hướng của thế giới, thân thiện với môi trường. Mục
tiêu trong nghiên cứu là xác định khả năng xử lý các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước phân
heo trên 2 mô hình đất ngập nước có dòng chảy bề mặt và dòng chảy đứng. Tìm mô
hình xử lý hiệu quả, có thể ứng dụng tại Việt Nam.
Nội dung nghiên cứu là thu thập số liệu, xây dựng mô hình, tiến hành thí nghiệm và
tính toán so sánh kết quả. Thí nghiệm được bố trí trên 2 mô hình trồng cỏ para với các
đối chứng không trồng cỏ para, tuổi cỏ từ 1- 55 ngày trong mùa khô. Ghi nhận và phân
tích kết quả của các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước phân heo trước và sau khi xử lý trên 2
mô hình trồng cỏ para.
Cỏ para sinh trưởng và phát triển mạnh. Lượng nước bốc thoát cao trên 2 mô hình
VFS và FWS. Chiều cao tăng trung bình của cỏ para là 19,6 cm và 17,3 cm; hiệu suất
xử lý COD đạt 86% và 82%, BOD5 đạt 89% và 86%, Nitơ tổng đạt 54% và 59%,
Photpho tổng đạt 86% và 46%, Fe đạt 78% và 96% tương ứng trên 2 mô hình VFS và
FWS. Như vậy, cỏ para có khả năng xử lý cao nước phân heo. Mô hình VFS xử lý
hiệu quả hơn mô hình FWS.

ii


SUMMARY
"Research capability treatmet water pig of para-grass on model wetland creation”.
Pollution by livestock waste water to environment increasingly serious, with
potential adverse impacts on human health. Method treatment by aquatic plant has
become the trend of the world and frienly with environment. The objective was to
determine the ability treatment of pollution indicators in the water pig on model
wetland surface flow and model vertical flow. Find treatmet model effectively, it can
apply in Vietnamese.
This study of contents were to collect data, build model, test and compare the
results. Experiment was arranged on two experimental models of para grass with
confronting no para grass, old grass was from 1 to 55 days in dry season. The results
were recorded and analyzed about indicators pollution in water pig before and after
treament on two models planted para grass.
Para grass grew and throve. Rate of escape water are high on model VFS and
model FWS. The average height increase of para grass were 19,6 cm and 17,3cm; the
treament efficiency of COD reached 86% and 82%, BOD5 were 89% and 86%, the
total N were 54% and 59%, the total P were 86% and 46%, Fe were 78% and 96%
respectively on model VFS and FWS. Conclusions: para grass is capable high
treatment water pig. Model VFS treats more effective than model FWS.
Key word: Para grass, constructed wetland, water pig.

iii


MỤC LỤC
Trang
Lời cảm ơn ........................................................................................................................i

Tóm tắt ............................................................................................................................ ii
Summury ....................................................................................................................... iii
Mục lục .......................................................................................................................... iv
Danh sách các chữ viết tắt ............................................................................................ vii
Danh sách các bảng ..................................................................................................... viii
Danh sách các hình ........................................................................................................ ix
Chương 1 MỞ ĐẦU ........................................................................................................1
1.1. Đặt vấn đề .................................................................................................................1
1.2. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................................2
1.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................................2
1.3.1. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................................................ 2
1.3.2. Nội dung nghiên cứu.................................................................................................................. 2
Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...............................................................................3
2.1. Tổng quan về cỏ para ...............................................................................................3
2.1.1. Hình thái và nguồn gốc cỏ para ................................................................................................ 3
2.1.2. Thành phần dinh dưỡng của cỏ para. ....................................................................................... 4
2.1.3. Tính năng sản xuất của cỏ para ................................................................................................. 4
2.2. Tổng quan nước thải chăn nuôi heo .........................................................................4
2.2.1. Thành phần và tính chất nước thải chăn nuôi heo................................................................... 4
2.2.1.1. Thành phần nước thải chăn nuôi heo .................................................................................... 4
2.2.1.2. Tính chất nước thải chăn nuôi heo......................................................................................... 5
2.2.3. Một số chỉ tiêu ô nhiễm nguồn nước cần quan tâm ................................................................ 6
2.2.3.1. Nhu cầu oxy hóa học (COD) ................................................................................................. 6
2.2.3.2. Nhu cầu oxy sinh học (BOD) ................................................................................................ 6
2.2.3.3. Chỉ tiêu Nitơ tổng .................................................................................................................... 6
2.2.3.4. Chỉ tiêu Photpho tổng ............................................................................................................. 7
2.2.3.5. Chỉ tiêu kim loại nặng............................................................................................................. 7
2.2.4. Khả năng gây ô nhiễm của nước thải chăn nuôi ..................................................................... 7

iv

2.2.4.1. Ô nhiễm không khí.................................................................................................................. 7
2.2.4.2. Ô nhiễm đất.............................................................................................................................. 8
2.2.4.3. Ô nhiễm nước .......................................................................................................................... 8
2.3. Đất ngập nước trong xử lý nước thải ........................................................................9
2.3.1. Khái niệm đất ngập nước........................................................................................................... 9
2.3.2. Phân loại đất ngập nước........................................................................................................... 10
2.3.2.1. Đất ngập nước có dòng chảy tự do bề mặt (Free water surface – FWS)......................... 10
2.3.2.2. Đất ngập nước dòng chảy ngầm (Subsurface flow Constructed Wetland – SSF) ......... 11
2.3.2.3. Bãi lọc tách nước trong bùn ................................................................................................. 12
2.3.3. Vai trò của thực vật trong đất ngập nước ............................................................................... 13
2.4. Nâng cao hiệu quả xử lý nước thải của phương pháp cánh đồng tưới ...................13
2.4.1. Phương pháp xử lý nước thải bằng cánh đồng tưới, cánh đồng lọc .................................... 13
2.4.2. Mặt hạn chế của phương pháp cánh đồng tưới, cánh đồng lọc ........................................... 14
2.4.3. Cơ chế làm sạch nước thải trên đất ngập nước kiến tạo ....................................................... 14
2.4.4. Thuận lợi và khó khăn của phương pháp xử lý nước thải bằng ĐNNKT.......................... 15
2.4.4.1. Thuận lợi ................................................................................................................................ 15
2.4.4.2. Khó khăn ................................................................................................................................ 16
2.4.5. Ứng dụng đất ngập nước kiến tạo........................................................................................... 16
2.4.5.1. Ứng dụng đất ngập nước trên thế giới................................................................................. 16
2.4.5.2. Tình hình nghiên cứu đất ngập nước tại Việt Nam ........................................................... 17
Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...........................................18
3.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu ..........................................................................18
3.2. Vật liệu thí nghiệm .................................................................................................18
3.2.1. Cỏ para....................................................................................................................................... 18
3.2.2. Nước phân heo.......................................................................................................................... 18
3.2.3. Mô hình đất ngập nước ............................................................................................................ 18
3.2.3.1. Vật liệu làm mô hình............................................................................................................. 18
3.2.3.2. Dụng cụ đựng mẫu, nước thải và đong lượng nước bốc thoát ......................................... 19

3.2.3.3. Dụng cụ và hóa chất dùng trong phân tích ......................................................................... 19
3.2.3.4. Mô hình đất ngập nước......................................................................................................... 19
3.3. Phương pháp thí nghiệm.........................................................................................22
3.3.1. Cơ sở để tiến hành thí nghiệm................................................................................................. 22
v


3.3.2. Bố trí thí nghiệm ....................................................................................................................... 22
3.3.3. Các giai đoạn thí nghiệm ......................................................................................................... 23
3.3.3.1. Giai đoạn trước thí nghiệm................................................................................................... 23
3.3.3.2. Giai đoạn thí nghiệm............................................................................................................. 23
3.3.4. Phương pháp thí nghiệm.......................................................................................................... 23
3.4. Xử lý số liệu ...........................................................................................................24
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................................25
4.1. Các chỉ tiêu của nước phân heo đầu vào ................................................................25
4.2. Chỉ tiêu sinh trưởng ................................................................................................25
4.3. Sự bốc hơi nước ......................................................................................................27
4.4. Nhu cầu oxy hóa học (COD) ..................................................................................28
4.5. Nhu cầu oxy sinh học (BOD5) ................................................................................31
4.6. Chỉ tiêu Nitơ tổng ...................................................................................................33
4.8. Khả năng xử lý Fe ..................................................................................................37
4.9. Kết quả tổng hợp ....................................................................................................38
Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ..........................................................................40
5.1. Kết luận...................................................................................................................40
5.2. Đề nghị ...................................................................................................................40
Tài liệu tham khảo .........................................................................................................41
Phụ lục

vi

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BOD5: Nhu cầu oxy sinh học trong 5 ngày (Chemical Oxygen Demand).
COD: Nhu cầu oxy hoá học (Biological Oxygen Demand).
ĐNN Đất ngập nước.
ĐNNKT: Đất ngập nước kiến tạo.
ĐH: Đại học.
ĐC: Đối chứng.
FWS: Đất ngập nước có dòng chảy tự do bề mặt (Free water surface).
KL: Kim loại.
N tổng: Nitơ tổng.
ns: Không có ý nghĩa (Non significant).
MH: Mô hình.
PGS. TS: Phó giáo sư. Tiến Sĩ.
P tổng: Photpho tổng.
SSF: Đất ngập nước dòng chảy ngầm (Subsurface flow Constructed Wetland).
SS: Chất rắn lơ lửng.
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam.
TP: Thành phố.
VFS: Hệ thống có dòng chảy đứng (Vertical subsurface flow).
VSV: Vi sinh vật.
*: Có ý nghĩa.
**: Rất có ý nghĩa.
***: Hoàn toàn có ý nghĩa.

vii


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.1 Thành phần và số lượng phân nguyên chất của một số gia súc.......................4

Bảng 2.2 Tính chất nước thải chăn nuôi heo ..................................................................5
Bảng 2.3 Cơ chế làm sạch nước thải trong các loại ĐNNKT .......................................14
Bảng 2.3(tt) Cơ chế làm sạch nước thải trong các loại ĐNNKT ..................................15
Bảng 3.1 Chỉ tiêu phân tích và phương pháp đo ...........................................................24
Bảng 4.1 Các chỉ tiêu của nước phân heo đầu vào .......................................................25
Bảng 4.2 Chiều dài rễ và trọng lượng cỏ para cuối thí nghiệm ....................................26
Bảng 4.3 So sánh thống kê sự tăng trưởng của cỏ para giữa MH 1 và MH 2 ..............26
Bảng 4.4 So sánh thống kê lượng nước bốc thoát trên mô hình ĐNNKT ....................27
Bảng 4.5 So sánh thống kê chỉ tiêu COD đầu ra trên 2 mô hình ĐNNKT ...................29
Bảng 4.6 So sánh thống kê chỉ tiêu BOD5 đầu ra trên 2 mô hình ĐNNKT ..................32
Bảng 4.7 So sánh thống kê chỉ tiêu N tổng đầu ra trên 2 mô hình ĐNNKT ................34
Bảng 4.8 So sánh thống kê khả năng xử lý P tổng trên 2 mô hình ĐNNKT ................36
Bảng 4.9 Hiệu suất xử lý Fe trên 2 mô hình ĐNNKT ..................................................37
Bảng 4.10 Hiệu suất xử lý các chỉ ô nhiễm trên 2 mô hình ĐNNKT ...........................38
Bảng 4.11 Kết quả tổng hợp một số chỉ tiêu nghiên cứu trên mô hình .......................38

viii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1 Hình thái cỏ para.. ............................................................................................3
Hình 2.2 Dãy chuồng heo ở khu phố 3, Phường Thới An, Quận 12 ............................ 8
Hình 2.3 ĐNN kiến tạo dòng chảy bề mặt...................................................................10
Hình 2.4 ĐNN kiến tạo dòng chảy đứng.. ...................................................................11
Hình 2.5 ĐNN kiến tạo dòng chảy ngang.....................................................................12
Hình 3.1 Mô hình 1 trồng cây. ......................................................................................20
Hình 3.2 Mô hình 2 trồng cây .......................................................................................20
Hình 3.3 Mô hình 1 được xây dựng tại trại thực nghiệm .............................................21
Hình 3.4 Mô hình 2 được xây dựng tại trại thực nghiệm. ............................................21
Hình 3.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm. .................................................................................22

Hình 4.1 Sự tăng trưởng của cỏ para trên 2 mô hình ĐNNKT .....................................25
Hình 4.2 Lượng nước bốc thoát trên 2 mô hình ĐNNKT ............................................27
Hình 4.3 Chỉ tiêu COD trên 2 mô hình ĐNNKT. .........................................................28
Hình 4.4 Biểu đồ hiệu suất xử lý COD trên 2 mô hình ĐNNKT. ................................29
Hình 4.5 Chỉ tiêu BOD5 trên 2 mô hình ĐNNKT. .......................................................31
Hình 4.6 Biểu đồ hiệu suất xử lý BOD5 trên 2 mô hình ĐNNKT ...............................31
Hình 4.7 Chỉ tiêu N tổng trên 2 mô hình ĐNNKT .......................................................33
Hình 4.8 Biểu đồ hiệu suất xử lý N tổng trên 2 mô hình ĐNNKT. ..............................33
Hình 4.9 Chỉ tiêu P tổng trên 2 mô hình ĐNNKT ........................................................35
Hình 4.10 Hiệu suất xử lý P tổng trên 2 mô hình ĐNNKT. .........................................35

ix


Chương 1 MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Để đáp ứng nhu cầu về thực phẩm của con người, ngành chăn nuôi thế giới phát
triển rất nhanh và đạt nhiều thành tựu đáng kể. Tuy nhiên bên cạnh việc sản xuất và
cung cấp một lượng lớn sản phẩm quan trọng cho nhu cầu của con người, ngành chăn
nuôi cũng đã gây nên nhiều hiện tượng tiêu cực về ô nhiễm môi trường. Do vậy, việc
xử lý chất thải chăn nuôi ngày càng được các cơ quan quản lý nhà nước, cộng đồng và
chính những người chăn nuôi quan tâm.
Việc xử lý ô nhiễm bằng thực vật thủy sinh được ứng dụng từ lâu trên thế giới như
ở Mỹ và Châu Âu nhưng ở Việt Nam thì điều này hoàn toàn mới mẽ, đã và đang tiếp
tục nghiên cứu. Việc sử dụng thực vật thủy sinh có nhiều ưu điểm như chi phí thấp
nhưng hiệu suất đạt được cao, ổn định, cải tạo môi trường và làm phong phú đa dạng
sinh thái.
Nhiều thực vật bản địa đã được phát hiện là có khả năng xử lý ô nhiễm như thủy
trúc, lục bình, kèo nèo, bồn bồn, sậy, cỏ lông para, bèo tấm,... Trong các loài thực vật
đã được nghiên cứu thì cỏ para được xem là thực vật có khả năng xử lý ô nhiễm cao.

Đây là loại cỏ phát triển rất tốt trên các vùng đầm lầy, đất ngập nước tự nhiên, cũng
như trên các cánh đồng chăn thả gia súc. Do đó, cỏ para dường như là thực vật lý
tưởng để xử lý nước thải chăn nuôi, đồng thời còn làm thức ăn rất tốt cho gia súc. Các
nghiên cứu về cỏ para đều ở mức độ khảo sát các chỉ tiêu cơ bản như COD, BOD,
Nitơ tổng, Photpho tổng, pH, nhiệt độ với một mô hình nhất định. Vấn đề đặt ra là
trong thức ăn công nghiệp luôn tồn tại nhiều loại vi khoáng nhất định với các hàm
lượng khác nhau. Những vi khoáng này khi thải ra môi trường sẽ tích tụ trong chuỗi
thức ăn có thể là nguy cơ tiềm ẩn ảnh hưởng đến sức khỏe của con người. Các phương
pháp xử lý thông thường như Biogas, hóa chất, cơ học…cũng không xử lý hiệu quả
các kim loại trong nước thải, cũng như các chất khác như Nitơ, Photpho… mà còn làm
ô nhiễm môi trường, do đó cần thiết phải phân tích hàm lượng kim loại nặng trong
nước thải. Đồng thời so sánh hiệu quả xử lý của 2 mô hình: đất ngập nước dòng chảy
đứng và đất ngập nước dòng chảy bề mặt khi trồng cây trên đó, tìm ra mô hình xử lý
hiệu quả. Từ đó, ta có thể ứng dụng vào việc xử lý nước thải chăn nuôi ở các trang trại

1


heo cũng như ở các hộ gia đình trong tương lai gần. Vì vậy, tôi quyết định đưa ra đề
tài “Nghiên cứu khả năng xử lý nước phân heo của cỏ para trên mô hình đất ngập kiến
tạo”. Đề tài này được sự cho phép của Bộ môn Công Nghệ Sinh Học và dưới sự hướng
dẫn của PGS.TS. Bùi Xuân An.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
- Xác định khả năng xử lý các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước phân heo trên 2 mô hình
đất ngập nước có dòng chảy bề mặt (FWS) và dòng chảy đứng (VFS). Tìm mô hình xử
lý hiệu quả, có thể ứng dụng tại Việt Nam.
1.3. Nội dung nghiên cứu
1.3.1. Đối tượng nghiên cứu
- Cỏ para.
- Mô hình thí nghiệm: gồm mô hình đất ngập nước dòng chảy đứng (Vertical

subsurface flow - VFS) và mô hình đất ngập nước dòng chảy bề mặt (Subsurface flow
Constructed Wetland - FWS).
- Nước phân heo (phân heo đã được pha loãng sau một thời gian ủ).
1.3.2. Nội dung nghiên cứu
- Thu thập số liệu từ các nghiên cứu trước về cỏ para, làm cơ sở để thực hiện
nghiên cứu.
- Xây dựng mô hình đất ngập nước dòng chảy đứng và mô hình đất ngập nước
dòng chảy bề mặt.
- Thí nghiệm với tuổi cỏ para từ 1- 55 ngày trong nước phân heo trên 2 mô hình
đất ngập nước trong mùa khô.
- Ghi nhận, tính toán và so sánh kết quả.

2


Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Tổng quan về cỏ para
2.1.1. Hình thái và nguồn gốc cỏ para

Hình 2.1 Hình thái cỏ para. Tropicalforages wed.
Cỏ para có tên khoa học Brachiaria mutica, thuộc họ Poacae, bộ Paniceae. Ở Việt
Nam còn gọi là cỏ lông para hay cỏ lông tây. Là loài cỏ lưu niên, nhiều rễ, họ lúa
(poaceae). Lá dài, đầu nhọn như hình tim, mặt trên và mặt dưới lá cũng có lớp lông
mịn, thưa bao phủ. Thân dài, có chiều hướng bò, có thể cao tới 1,5 m, phân nhánh
nhiều, rễ mọc và đâm chồi ở các đốt. Hoa dạng chùm dài 6 – 30 cm, gồm 5 – 20 cành
hoa, gồm nhiều hoa kép màu đỏ tía dài 2,5 – 5 mm mọc so le nhau (Lê Thị Cúc, 2008).
Cỏ para có nguồn gốc từ Nam Mỹ như Brasil, Châu Phi, hiện được trồng nhiều ở
các nước nhiệt đới, được đưa vào Nam Bộ năm 1875 tại các cơ sở chăn nuôi bò sữa,
Trung Bộ năm 1930 và sau đó ra Bắc Bộ. Ngày nay, cỏ para phân bố ở khắp nơi trên
thế giới (Lê Thị Cúc, 2008).

3


2.1.2. Thành phần dinh dưỡng của cỏ para.
Vật chất thô chiếm 29 – 30%, Protein thô từ 10 – 12%, xơ thô từ 27 – 30%, lipid
thô từ 2,9 – 3%,... Với với hàm lượng dinh dưỡng cao như vậy, cỏ para là thức ăn có
giá trị, rất thích hợp cho gia súc. Cỏ Para giòn và ngọt nên hầu như các loài gia súc đều
thích ăn nhất là vào dịp đông xuân giá rét, thức ăn xanh thiếu thốn, đây chính là mặt
mạnh chủ yếu của cây cỏ này. Cỏ para dùng làm thức ăn xanh thô cho trâu, bò, ngựa ở
dạng tươi, cỏ xanh hoặc phơi khô (Trần Nhật Hoàng, 2008).
2.1.3. Tính năng sản xuất của cỏ para
Năng suất cỏ đạt rất cao, thay đổi theo từng vùng đất khác nhau. Năng suất cỏ tại
trung tâm nghiên cứu dê và thỏ Sơn Tây là 75 tấn/ha/năm, trại ngựa Bá Vân - Thái
nguyên là 78 tấn/ha và có nơi đạt 120 tấn/ha trong 5 lần cắt. Cỏ para cho chất xanh lên tới
40%, đặc biệt trong vụ đông xuân cỏ này phát triển tốt hơn so với những cây cỏ khác. Đây
cũng là cây cỏ hoà thảo trồng cung cấp thức ăn xanh cho gia súc trong vụ đông, là cây cỏ
duy nhất trồng được ở những nơi đất ngập lụt, sình lầy, thung lũng và đất chua (Trần Nhật
Hoàng, 2008).
2.2. Tổng quan nước thải chăn nuôi heo
2.2.1. Thành phần và tính chất nước thải chăn nuôi heo
2.2.1.1. Thành phần nước thải chăn nuôi heo
Bảng 2.1 Thành phần và số lượng phân nguyên chất của một số gia súc
Loại

Nước

phân

(%)

N (%)

P (%)

K (%)

NPK
(%)

Sản lượng
phân cả
năm (kg)

Tổng
lượng
NPK (kg)
(*)

Trâu

82

0,313

0,162

0,129

1,604

3650

58,54

Bò

73,8

0,380

0,284

0,992

1,622

2190

36,59

Lợn

83

0,537

0,930

0,984

2,453

700

17,17

(*) Trâu, bò tính lượng phân nhận được trong chuồng; lợn tính một đời lợn thịt. Nguyễn
Đức Hưng, 2004.

Nước thải chăn nuôi heo bao gồm nước tiểu, nước vệ sinh chuồng trại, nước tắm
heo,… chứa các chất hữu cơ và vô cơ có trong phân, nước tiểu, thức ăn gia súc,…
Thành phần của nước thải thay đổi tùy theo phương thức thu gom chất thải (có hốt
phân hay không hốt phân trước khi tắm heo), số lần tắm heo và vệ sinh chuồng trại
4


trong ngày, chế độ dinh dưỡng cho heo. Trong thành phần nước thải chứa một lượng
lớn chất ô nhiễm ở nồng độ cao.
Trước đây, người dân chăn nuôi heo theo quy mô từng hộ gia đình, việc dọn dẹp
chuồng chăn nuôi hàng ngày. Người ta thường dọn phân ra khỏi những tạp chất chăn
nuôi khác nên phân thường mang tính chất thuần nhất hơn.
Hiện nay, việc chăn nuôi phần lớn mang tính chất tập trung và mang dáng dấp của
quy mô công nghiệp, nên việc dọn dẹp chuồng trại cũng hoàn toàn khác trước. Phân
heo tại các cơ sở chăn nuôi này thường chứa nhiều nước và các phần dư thừa của thức
ăn công nghiệp. Ở nhiều chuồng trại người ta xối nước rửa chuồng trại kéo theo cả
phân gia súc xuống cống thoát, khi đó phân gia súc như một chất lỏng đậm đặc
(Nguyễn Đức Lượng và Nguyễn Thị Thùy Dương, 2003).
2.2.1.2. Tính chất nước thải chăn nuôi heo
Bảng 2.2 Các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước thải chăn nuôi heo

Chỉ tiêu
pH

Đơn vị

Nồng độ

-

4,5 – 8,0

Độ màu

Pt – Co

350 – 780

Độ đục

mg/l

420 – 550

BOD5

mgO2/l

3.500 – 8.900

COD

mgO2/l

5.000 – 12.000

SS

mg/l

680 – 1.200

N tổng

mg/l

220 – 460

P tổng

mg/l

36 – 72

Dầu mỡ

mg/l

5 – 58

Trần Nhật Hoàng, 2008.

Trong nước thải chăn nuôi, hợp chất hữu cơ chiếm 70 – 80% gồm cellulose,
protein, acid amin, lipid, hydrocarbon và các dẫn xuất của chúng có trong phân và thức
ăn thừa. Các chất vô cơ chiếm 20 – 30% gồm cát, đất, muối, u rê, amonium, muối
chlorua, SO42-. Các hợp chất trong phân và nước thải dễ dàng bị phân hủy. Tùy điều
kiện hiếu khí hay kỵ khí mà quá trình phân hủy tạo thành các sản phẩm khác nhau

5


như: Acid amin, acid béo, aldehide, CO2, H2O, H2S. Nếu oxy được cung cấp đầy đủ,
sản phẩm của quá trình phân hủy là: CO2 + H2O + NO2- + NO3-. Ngược lại, trong điều
kiện thiếu oxy, sự phân hủy các hợp chất hữu cơ theo con đường kỵ khí tạo ra các sản
phẩm CH4, NH3, H2S, Indol, Scatol. Các chất khí này tạo nên mùi hôi thối trong khu
vực nuôi và ảnh hưởng xấu tới môi trường không khí.
Nước thải chăn nuôi không chứa các chất độc hại như nước thải công nghiệp (acid,
kiềm, kim loại nặng, chất oxy hóa, hóa chất công nghiệp) nhưng chứa một lượng ít
kim loại nặng, nhiều loại ấu trùng, vi trùng, trứng giun sán có trong phân gia súc. Đây
là những mầm bệnh có thể tồn tại rất lâu trong nước, gây bệnh cho người và gia súc
(Trần Nhật Hoàng, 2008).
2.2.3. Một số chỉ tiêu ô nhiễm nguồn nước cần quan tâm
Các chỉ tiêu ô nhiễm thì nhiều nhưng quan trọng cho nước thải chăn nuôi là nhu cầu
oxy hóa học, nhu cầu oxy sinh học, chỉ tiêu Nitơ tổng, chỉ tiêu Photpho tổng và chỉ
tiêu kim loại nặng.
2.2.3.1. Nhu cầu oxy hóa học (COD)
COD là một trong những chỉ tiêu đặc trưng dùng để kiểm tra mức độ ô nhiễm của
nguồn nước thải, nước mặt, cũng như các công trình xử lý nước thải. Chỉ số COD càng
cao chứng tỏ các hợp chất hữu cơ trong nước thải càng lớn gây nên sự thiếu hụt oxy
hòa tan trong nguồn tiếp nhận, làm mất khả năng tự làm sạch của dòng nước (Phan Thị
Thúy Phương, 2008).

2.2.3.2. Nhu cầu oxy sinh học (BOD)
BOD là chỉ tiêu quan trọng xác định mức độ ô nhiễm của các nguồn nước thải.
Thông qua chỉ số oxy dùng để khoáng hóa các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học.
Ngoài ra, BOD còn là một trong những chỉ tiêu đặc trưng để kiểm soát ô nhiễm dòng
chảy cũng như từ chỉ số BOD có thể đánh giá hiệu quả công trình xử lý qua lượng oxy
tiêu thụ do VSV khi phân hủy chất hữu cơ có trong nước thải (Phan Thị Thúy Phương,
2008).
2.2.3.3. Chỉ tiêu Nitơ tổng
Nitơ trong nước thải gồm 2 loại vô cơ và hữu cơ (tồn tại ở dạng NH4+, NO2, NO3-,
là các sản phẩm phân hủy cuối cùng của các hợp chất chứa nitơ) chúng làm tăng sự
phát triển của tảo, thực vật nước. Trong thành phần nước thải chăn nuôi thì Nitơ tổng

6


chiếm tỷ lệ cao nhất (70%), chúng tồn tại dưới dạng các hạt có kích thước rất nhỏ
(<0,01mm) (Phan Thị Thúy Phương, 2008).
2.2.3.4. Chỉ tiêu Photpho tổng
Trong nước thải chăn nuôi, Photpho hầu hết ở dạng muối phosphate. Phosphate
là chỉ tiêu để giám sát mức độ chuyển hóa chất ô nhiễm từ các công trình xử lý
bằng hồ sinh học, thực vật thủy sinh. Phosphate thường tồn tại ở hai dạng hữu cơ,
vô cơ và có nhiều trong nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, nông
nghiệp,…Với mức độ thích hợp thì trong nước có phosphate sẽ được cây trồng tảo,
rong rêu hấp thụ,…Nhưng khi vượt quá yêu cầu sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng
hóa (Phan Thị Thúy Phương, 2008).
2.2.3.5. Chỉ tiêu kim loại nặng
Chúng có mối liên quan do tính độc hại của chúng đối với các vi sinh vật, và cuối
cùng là con người. Đồng (Cu) và kẽm (Z) tồn dư trong chất thải chăn nuôi là 2 trong
nhiều yếu tố gây nên ô nhiễm kim loại nặng trong đất. Việc bổ sung oxit kẽm (ZnO)
với hàm lượng quá cao trong thức ăn chăn nuôi để phòng ngừa tiêu chảy là nguyên

nhân cơ bản dẫn đến tình trạng này. Do chúng không phân rã nên các kim loại nặng
tích tụ trong chuỗi thức ăn trong hệ sinh thái. Quá trình này bắt đầu với nồng độ thấp
của các kim loại nặng tồn tại trong nước hoặc cặn lắng, rồi sau đó tích tụ nhanh trong
các động, thực vật sống dưới nước. Tiếp đó các động vật khác sử dụng các động, thực
vật sống dưới nước làm thức ăn dẫn đến nồng độ các kim loại nặng được tích tụ trong
cơ thể sinh vật trở nên cao hơn. Cuối cùng đến sinh vật bậc cao nhất trong chuỗi thức
ăn, nồng độ kim loại đủ lớn để gây ra độc hại.
2.2.4. Khả năng gây ô nhiễm của nước thải chăn nuôi
Chất thải gia súc được biết đến là mùi hôi, chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học,
chất dinh dưỡng như: Nitơ, Photpho, các chất khoáng, vi sinh vật truyền bệnh. Những
chất này thải vào môi trường, nếu không được xử lý sẽ tác động mạnh mẽ không chỉ
đến môi trường nước, môi trường đất mà còn tác động mạnh mẽ đến môi trường không
khí. Ngoài ra, nó còn là nguyên nhân lan truyền dịch bệnh cho người và vật nuôi.
2.2.4.1. Ô nhiễm không khí
Khí thường gặp trong chăn nuôi là CO2, CH4, NH3, H2S. Những khí này tạo nên
mùi hôi thối trong hầu hết khu vực chăn nuôi, đã ảnh hưởng rất lớn tới sinh trưởng
và kháng bệnh của động vật, ngoài ra còn ảnh hưởng đến môi trường khu vực xung
7


quanh như: Chất H2S có mùi trứng thối đặc trưng, khiến cho người ngửi vào buồn
nôn, choáng, nhức đầu, NH3 kích thích mắt và đường hô hấp trên, gây ngạt ở nồng
độ cao và có thể dẫn đến tử vong. Các bể chứa phân kị khí còn tạo ra CH4 có tác
dụng giữ lại năng lượng mặt trời, do đó làm thay đổi thời tiết toàn cầu. Trung bình
lượng CH4 sản xuất hàng năm trên thế giới từ chăn nuôi là khoảng 16% (Nguyễn
Thị Thùy Trang, 2008).
2.2.4.2. Ô nhiễm đất
Chất thải chăn nuôi chứa hàm lượng chất dinh dưỡng cao nên được dùng làm
phân bón để tăng độ màu mỡ của đất, tăng năng xuất cây trồng. Tuy nhiên, khi đưa
vào trong đất với nồng độ quá nhiều, nếu cây sử dụng không hết, sẽ tích tụ lại có

thể làm cây chết. Ngoài ra, đất bón phân heo trong nhiều năm ở lượng cao có thể bị
nhiễm những kim loại nặng như Cu, Zn vì những chất này thường được trộn vào
thức ăn gia súc để kích thích tiêu hóa và phòng ngừa dịch bệnh. Về lâu dài, các chất
này có thể có hại cho cây trồng, vật nuôi và cả con người. Trong chất thải chăn
nuôi còn có nhiều loại vi trùng, ấu trùng, trứng giun sán. Khi dùng phân tươi để
bón cây, nhất là các loại rau, nguy cơ nhiễm bệnh cho người và gia súc cũng tăng
lên (Nguyễn Thị Thùy Trang, 2008).
2.2.4.3. Ô nhiễm nước

Hình 2.2 Dãy chuồng heo ở khu phố 3, Phường Thới An, Quận 12,
xả nước thải trực tiếp xuống kênh. .
Chất thải gia súc có trong nước nhiều có thể dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hóa
đối với nước mặt, ô nhiễm NH3, kim loại nặng và các loại kí sinh trùng, vi trùng (như

8


E.Coli, Salmonella, Cryptospridium, Giardia, Cholera, Streptococus, . . .). Hiện tượng
phú dưỡng hóa là sự phát triển quá mức của tảo do dư Nitơ, Photpho. Do đó, các vi
khuẩn phân hủy rong tảo cũng phát triển, sử dụng oxi trong nước làm cạn kiệt nguồn
oxi một cách nhanh chóng và khi chết chúng tạo ra mùi khó chịu cho nước.
Khi quá trình oxi hóa bị ngưng lại, lúc này các vi khuẩn kị khí có sẵn trong nguồn
nước thải sẽ phân hủy kị khí các chất hữu cơ tạo thành CH4, CO2, H2S, . . . Cũng chính
môi trường này, một số loại sinh vật không thể tồn tại như cá, ếch, nhái, . . .Nếu lượng
nước này được xả trực tiếp ra mạng lưới thoát nước sẽ gây mùi hôi thối, gây ô nhiễm
nước mặt và ít nhiều làm ảnh hưởng đến mạch nước ngầm. Chất NH3, sau một quá
trình chuyển hóa, tạo NO3- trong nước. NO3- tồn tại trong đất với một lượng cao có thể
ngấm qua đất để vào nước ngầm. Nước có nồng độ NO3- cao có khả năng gây tử vong
cho trẻ sơ sinh dưới 6 tháng tuổi.
Đa số người dân sống quanh những khu nuôi heo chưa có hệ thống xử lý chất thải,

họ phải chịu ảnh hưởng về mùi hôi, ruồi và nước sông bị ô nhiễm do nước thải từ khu
chăn nuôi chảy trực tiếp ra sông. Nước sông không còn dùng để tưới tiêu được nữa.
Những người sống ven sông này thường bị chứng ngứa da, ngứa mắt, viêm gan
(Nguyễn Thị Thùy Trang, 2008).
2.3. Đất ngập nước trong xử lý nước thải
2.3.1. Khái niệm đất ngập nước
Đất ngập nước (wetland) được hiểu là vùng đất ngậm nước bão hòa hoặc cận bão
hòa. Trong thiên nhiên, đất ngập nước hiện diện ở các vùng trũng thấp như đầm lầy, ao
hồ, kênh rạch, ruộng nước, vườn cây, rừng ngập nước, các cửa sông tiếp giáp với
biển,… Ở miền Trung, các vùng đất ngập nước là các đầm phá ven biển, các hồ chứa
nước nhân tạo. Ở miền Bắc, đất ngập nước là các hồ trong hệ thống lưu vực sông
Hồng, những bãi triều rộng lớn, những cánh rừng ngập mặn của châu thổ. Vùng đồng
bằng sông Cửu Long được xem là vùng đất ngập nước rộng lớn ở Việt Nam, là vùng
đất giàu tính đa dạng sinh học, có nhiều tiềm năng nông lâm ngư nghiệp nhưng rất
nhạy cảm về mặt môi trường sinh thái. Đất ngập nước tham gia tích cực vào chu trình
thủy văn và có khả năng xử lý chất thải qua quá trình tự làm sạch bằng các tác động lý
hóa và sinh học phức tạp. Đất ngập nước tự nhiên được sử dụng như là nơi tiếp nhận
nước thải từ rất lâu đời (Đỗ Hồng Lan Chi và Nguyễn Phước Dân, 2009).

9


2.3.2. Phân loại đất ngập nước
Việc xử lý nước thải qua đất ngập nước tự nhiên thường chậm, cần nhiều diện tích
và khó kiểm soát quá trình xử lý nên đất ngập nước kiến tạo (constructed wedland) ra
đời. Đất ngập nước kiến tạo được thiết kế và xây dựng như vùng đất ngập nước tự
nhiên: có lớp lót chống thấm, lớp vật liệu đỡ thực vật thích hợp, có hệ thống phân phối
và thu nước tạo dòng thủy lực tăng hiệu quả xử lý so với đất ngập nước tự nhiên. Do
đó, ta có thể giảm diện tích đất và đặc biệt có thể quản lý, kiểm soát dễ dàng hơn (Đỗ
Hồng Lan Chi và Nguyễn Phước Dân, 2009).

Đất ngập nước kiến tạo phổ biến có thể được phân thành 3 nhóm:
2.3.2.1. Đất ngập nước có dòng chảy tự do bề mặt (Free water surface – FWS)

Hình 2.3 ĐNN kiến tạo dòng chảy bề mặt. Nguyễn Thị Thùy Trang, 2008.
Hệ thống này giống như những đầm lầy tự nhiên. Nó có 1 lớp đất sét tự nhiên hoặc
nhân tạo (HDPE, LD,…) hoặc lớp chống thấm dưới đáy để chống rò rỉ. Trên lớp
chống thấm là lớp đất hoặc chất liệu phù hợp cho việc sinh trưởng của các loài thực
vật đầm lầy. Nước thải với độ sâu tương đối nhỏ chảy theo phương ngang qua bề mặt
lớp đất. Cấu tạo của hệ thống thường được sử dụng với dạng kênh hẹp và dài, độ sâu
của nước nhỏ, vận tốc chảy nhỏ cùng với sự có mặt của các loài thực vật, tạo điều kiện
cần thiết cho chế độ gần như dòng chảy đáy (Lê Anh Tuấn, 2008). Khi dòng nước thải
đi qua, nó sẽ được xử lý bằng các quá trình lắng, lọc, oxy hóa khử, hấp phụ và lắng tụ.
Loại chảy bề mặt thì ít tốn kém và tạo sự điều hòa nhiệt độ khu vực cao hơn loại chảy
ngầm nhưng hiệu quả xử lý kém hơn, tốn diện tích đất nhiều hơn và có thể giải quyết
các vấn đề về muỗi và côn trùng phát triển trên đó (Đỗ Hồng Lan Chi và Nguyễn
Phước Dân, 2009).
10


2.3.2.2. Đất ngập nước dòng chảy ngầm (Subsurface flow Constructed Wetland –
SSF)
Loại này bao gồm cả các loại đất ngập nước có dòng chảy nằm ngang hay dòng
chảy thẳng đứng từ dưới lên, từ trên xuống. Lớp vật liệu để bảo đảm sự sinh trưởng
cho thực vật bao gồm đất, cát, sỏi, đá, được xếp theo thứ tự đó từ trên xuống nhằm tạo
độ xốp tốt hơn. Kiểu dòng chảy của nước thải có thể là hướng lên trên, hướng xuống
dưới, ngang; kiểu dòng chảy ngang là phổ biến nhất. Hầu hết các SSF được thiết kế
với độ dốc 1% hoặc hơn một chút (Trần Nhật Hoàng, 2008).
•

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

Hình 2.4 ĐNN kiến tạo dòng chảy đứng. Lê Anh Tuấn, 2008.
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 dẫn ra ngoài.
Các hệ thống VFS thường xuyên được sử dụng để xử lý lần 2 cho nước thải đã qua xử
lý lần 1. 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
(Phan Thị Thanh Thanh, 2008).
• Đất ngập nước có dòng chảy ngang (Horizontal subsurface flow –HSF)
Hệ thống này gồm ống dẫn nước vào, lớp đỡ bằng đất sét hoặc màng tổng hợp chống
thấm, vật liệu đệm, thực vật bán ngập, thành và ống dẫn nước ra. Nước thải được phân phối
thành dòng chảy ngầm có dạng chảy theo hướng nằm ngang. Nước thải sau khi phân phối
vào sẽ thấm qua lớp vật liệu lọc và vùng rễ của thực vật trồng trong khu đất, qua đó các vi

11


sinh vật sống trong vật liệu lọc và sống bám vào hệ thống rễ cây trồng sẽ tiêu thụ các chất
hữu cơ trong nước thải phục vụ cho quá trình sinh sản và phát triển của chúng (Lê Thị Cúc,
2008). Khi nước thải chảy qua lớp vật liệu lọc, nước thải được làm sạch do quá trình tiếp
xúc với bề mặt của các vật liêu lọc, tiếp xúc với vùng rễ của lớp thực vật trồng trong hệ
thống. Hệ thống này có thể áp dụng xử lý dòng thải sơ cấp trước khi thải vào đất. Do nước
không lộ thiên trong suốt quá trình xử lý nên các rủi ro liên quan đến phơi nhiễm mầm bệnh
cho con người rất thấp. Hệ thống này thường có chi phí đầu tư và vận hành thấp, thường sử
dụng cho gia đình đơn lẻ hoặc cho các cụm dân cư nhỏ (Đỗ Hồng Lan Chi và Nguyễn
Phước Dân, 2009).

Hình 2.5 ĐNN kiến tạo dòng chảy ngang. Lê Anh Tuấn, 2008.
2.3.2.3. Bãi lọc tách nước trong bùn
Bãi lọc tách nước trong bùn bao gồm một mương nước được phủ một lớp cát, phía

dưới là các ống dẫn thoát nước. Kỹ thuật này được phát triển từ những năm 60. ĐNN
kiến tạo tách nước bùn là hệ thống xử lý đơn giản chủ yếu dựa trên các quá trình xử lý
bị động. Các hệ thống này thích hợp sử dụng ở những vùng nông thôn có mật độ dân
số thấp do chúng dễ vận hành và có thể xây dựng bằng các vật liệu sẵn có ở địa
phương. Hệ thống đất ngập nước xử lý quy mô nhỏ đang được sử dụng rất phổ biến
cho mục đích quản lý nước tập trung ở các nước phát triển và đang phát triển do chúng
được biết đến như là một kỹ thuật xử lý nước thải thân thiện với môi trường và có hiệu
quả về mặt chi phí (Đỗ Hồng Lan Chi và Nguyễn Phước Dân, 2009).

12


2.3.3. Vai trò của thực vật trong đất ngập nước
- Ổn định đất, bùn cặn và giúp tăng lượng bùn cặn mới.
- Loại bỏ chất dinh dưỡng ra khỏi nước mặt, các nhân tố vết, các hợp chất hữu cơ
trong nước nhờ quá trình hấp thụ sinh học và hút bám trên bề mặt.
- Hấp thu CO2 và thải O2 trong quá trình quang hợp.
- Tạo môi trường cần thiết cho nhiều chủng loại vi sinh vật sinh sống thông qua
việc cung cấp oxi, chất dinh dưỡng cho lớp đất và lớp bùn cặn. Từ đó, các sinh vật tự
dưỡng có khả năng tạo sinh khối, giảm hợp chất cacbon (Trần Nhật Hoàng, 2008).
2.4. Nâng cao hiệu quả xử lý nước thải của phương pháp cánh đồng tưới, cánh
đồng lọc truyền thống bằng mô hình đất ngập nước kiến tạo
2.4.1. Phương pháp xử lý nước thải bằng cánh đồng tưới, cánh đồng lọc
™ Cánh đồng lọc
Cánh đồng lọc chỉ có chức năng xử lý nước thải. Khi nước thải được lọc qua đất,
các chất keo lơ lửng được giữ lại tạo thành màng vi sinh vật. VSV trong màng này sử
dụng chất hữu cơ để tăng sinh khối và biến thành các chất hòa tan hoặc chất hữu cơ
đơn giản.
Toàn bộ khu đất phải được chia làm nhiều ô, các ô phải bằng phẳng để bảo đảm
phân phối nước đều. Tải trọng trên cánh đồng tưới tùy thuộc vào độ lớn của vật liệu

lọc. Hiệu quả làm sạch của cánh đồng lọc rất cao, giảm BOD hơn 90%, coliform hơn
95%, nước thải rất trong sau xử lý (Nguyễn Thị Thu Hà, 2008).
™ Cánh đồng tưới
Đó là những khu đất được quy hoạch cẩn thận để vừa xử lý nước thải, vừa là nơi
trồng cây nông nghiệp hoặc rau quả.
Với nguồn nước thải có chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học như nước thải
chăn nuôi, có thể sử dụng cánh đồng tưới để xử lý. Cây trồng hấp thụ các chất hữu cơ
sẽ đẩy nhanh tốc độ phân hủy (Nguyễn Thị Thu Hà, 2008).
™ Nguyên tắc xử lý
Nước thải đi qua đất, cặn nước được giữ lại trên mặt đất, nhờ có oxy trong các lỗ
hổng và mao quản của lớp đất mặt, các vi sinh vật hiếu khí hoạt động phân hủy các
chất hữu cơ ô nhiễm và càng xuống sâu oxy càng ít, quá trình oxy hóa chất bẩn giảm
dần. Cuối cùng đến độ sâu, ở đó chỉ diễn ra quá trình khử nitrat. Các nhà nghiên cứu
đã xác định được quá trình oxy hóa nước thải chỉ diễn ra ở lớp đất mặt sâu đến 1,5m.
13


Cơ chế hoạt động của cánh đồng tưới khác cánh đồng lọc là có trồng lúa và hoa
màu. Nhờ cây trồng, hiệu quả xử lý được nâng cao vì trồng cây hấp thu các chất vô cơ
có tác dụng thúc đẩy nhanh tốc độ phân hủy. Bộ rễ còn có tác dụng chuyển oxy xuống
tầng đất sâu dưới mặt đất để oxy hóa các chất hữu cơ thấm xuống (Nguyễn Thị Thu
Hà, 2008).
2.4.2. Mặt hạn chế của phương pháp cánh đồng tưới, cánh đồng lọc
Khi xử lý cánh đồng tưới, cánh đồng lọc để xử lý nước thải chăn nuôi cũng
như các loại nước thải khác, sau một thời gian thì các lỗ hổng trong đất sẽ bị bít vì
cặn và màng vi sinh dính bám, dẫn đến giảm hiệu quả xử lý. Để tránh hiện tượng
này, cánh đồng tưới phải được làm thoáng định kì và tránh ứ đọng bùn (Nguyễn
Thị Thu Hà, 2008).
Ngoài ra còn phải chú ý tới độ ẩm, chế độ tưới nước cũng như yêu cầu phân
bón cho cây trồng, địa hình (hình thể, độ dốc,…), đất đai, chế độ thủy văn (mực

nước ngầm), thành phần và tính chất nước thải đầu vào và mức độ tiền xử lý. Do
đó, các mô hình đất ngập nước kiến tạo được thiết kế và vận hành nhằm khắc
phục những hạn chế trên.
2.4.3. Cơ chế làm sạch nước thải trên đất ngập nước kiến tạo
Cơ chế làm sạch nước thải cũng tương tự như cơ chế làm sạch nước thải của các
vùng đất tự nhiên, cánh đồng tưới, cánh đồng lọc. Tuy nhiên, điểm khác của mô hình
ĐNNKT có trồng thực vật là có thể chủ động và kiểm soát được một số số yếu tố mà
các mô hình trên rất khó thực hiện.
Bảng 2.3 Cơ chế làm sạch nước thải trong các loại ĐNNKT
Chỉ tiêu

ĐNNKT dòng chảy FSW

ĐNNKT dòng chảy VFS

Các chất hữu cơ

Hấp thụ bởi thực vật, phân hủy Hấp thụ bởi thực vật, phân hủy sinh

phân hủy được,

sinh học nhờ các vi khuẩn hiếu học dị dưỡng nhờ các vi khuẩn hiếu

BOD hòa tan

khí, tùy ý và kỵ khí trên thực khí, tùy ý và kỵ khí trên thân, rễ thực
vật và trên bề mặt các hạt; hấp vật và trên bề mặt các hạt vật liệu lọc
phụ, lọc và lắng, lọc đối với (màng vi sinh vật)
BOD dạng keo và hạt.

Chất rắn lơ lửng

Lắng, lọc, hấp phụ bề mặt

Lọc qua lớp vật liệu lọc

14