Đánh giá khả năng xử lý nước mặt cho mục đích sinh hoạt bằng hạt chùm ngây trong quy mô phòng thí nghiệm

LỜI CẢM ƠN
Để hồn thành q trình học tập, chƣơng trình đào tạo của trƣờng Đại
học Lâm Nghiệp Việt Nam (VNUF) đối với sinh viên khóa 2013-2017 và góp
phần củng cố kiến thức, vận dụng vào thực tế, đƣợc sự đồng ý của nhà trƣờng
và khoa Quản lý Tài nguyên rừng và Môi trƣờng, em đã thực hiện đề tài
“Đánh giá khả năng xử lý nước mặt cho mục đích sinh hoạt bằng hạt
Chùm Ngây trong quy mơ phịng thí nghiệm”.
Với lòng biết ơn sâu sắc e xin chân thành cảm ơn tất cả thầy cô trong
khoa Quản lý Tài nguyên rừng và Môi trƣờng đã tận tâm hƣớng dẫn và giảng
dạy những kiến thức căn bản,quan trọng và cần thiết trong suốt thời gian em
học tập tại trƣờng Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam để có đƣợc nền tảng quan
trọng để làm đề tài này.
Đặc biệt, em xin cảm ơn thầy giáo – Tiến sĩ Bùi Xuân Dũng đã trực
tiếp giảng dạy, hƣớng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành nội dung khóa luận.
Đồng thời em cũng xin cảm ơn thầy giáo Bùi Văn Năng và cô giáo
Nguyễn Thị Ngọc Bích đã hƣớng dẫn giúp đỡ em trong quá trình phân tích thí
nghiệm tại Trung tâm thí nghiệm thực hành.
Cuối cùng em xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã động viên, giúp đỡ và
chia sẻ khó khăn trong q trình em làm khóa luận tốt nghiệp.
Vì kiến thức, kinh nghiệm của bản thân còn hạn chế nên đề tài của em
khơng thể tránh khỏi những sai xót mà bản thân chƣa nhìn thấy đƣợc. Vì vậy,
em rất mong các thầy cơ giáo góp ý để đề tài đƣợc hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm hơn!
Hà Nội, ngày 20 tháng 6 năm 2017
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Thùy Dung

i

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... i
MỤC LỤC ......................................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................... iv
DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................. v
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ .......................................................................... vi
ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................... 1
CHƢƠNG I : TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................. 3
1.1 Tổng quan về cây Chùm Ngây .................................................................... 3
1.1.1 Một số đặc điểm chính của cây Chùm Ngây ........................................... 3
1.1.2. Phân bố cây Chùm Ngây ......................................................................... 4
1.1.3. Cơng dụng và vai trị của cây Chùm Ngây với con ngƣời và môi trƣờng4
1.1.4. Lƣợc sử nghiên cứu về cây Chùm Ngây ................................................. 6
1.2.Tổng quan thí nghiệm xử lý nƣớc mặt cấp cho sinh hoạt bằng hạt Chùm
Ngây trên Thế giới và ở Việt Nam .................................................................... 7
1.2.1 Các thí nghiệm trên Thế giới ................................................................... 7
1.2.2.Thí nghiệm nghiên cứu tại Việt Nam...................................................... 9
1.3 Tổng quan khu vực nghiên cứu ................................................................. 11
1.3.1. Hồ Lâm Nghiệp- ĐH Lâm Nghiệp Việt Nam....................................... 11
1.3.2. Sông Bùi ( Xã Nhuận Trạch, huyện Lƣơng Sơn, tỉnh Hịa Bình) ........ 12
CHƢƠNG II MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU ................................................................................................ 15
2.1. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................ 15
2.2. Đối tƣợng nghiên cứu.............................................................................. 15
2.3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................... 15
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu......................................................................... 15
2.4.1. Phƣơng pháp xác định chất lƣợng nƣớc ban đầu ................................. 15
2.4.2. Phƣơng pháp đánh giá hiệu quả xử lý của hạt Chùm Ngây................. 17
2.4.3. Phƣơng pháp đề xuất ứng dụng vào thực tiễn...................................... 24
ii

CHƢƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN..................... 25
3.1. Đặc điểm chất lƣợng nƣớc thí nghiệm ..................................................... 25
3.1.1. Chỉ tiêu màu sắc, mùi vị........................................................................ 25
3.1.2. Chỉ tiêu độ đục ...................................................................................... 25
3.1.3. Chỉ tiêu pH ............................................................................................ 26
3.1.4. Chỉ tiêu độ dẫn điện .............................................................................. 26
3.1.5. Chỉ tiêu COD, BOD5, amoni ................................................................ 27
3.2.Hiệu quả xử lý nƣớc mặt của hạt Chùm Ngây .......................................... 28
3.2.1. Chỉ tiêu màu sắc, mùi vị........................................................................ 28
3.2.2. Chỉ tiêu độ đục ...................................................................................... 28
3.2.3. Chỉ tiêu pH ............................................................................................ 30
3.2.4.Chỉ tiêu độ dẫn điện ............................................................................... 32
3.2.5. Chỉ tiêu COD......................................................................................... 33
3.2.6. Chỉ tiêu BOD5....................................................................................... 35
3.2.7. Chỉ tiêu Amoni ...................................................................................... 36
3.3. Ứng dụng sử dụng hạt Chùm Ngây để xử lý nƣớc vào thực tiễn ............ 38
CHƢƠNG IV KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ .............................. 41
4.1. Kết luận .................................................................................................... 41
4.2. Tồn tại ...................................................................................................... 42
4.3. Kiến nghị .................................................................................................. 42
TÀI LIỆU THAM KHẢO

iii


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Mức liều lƣợng Moringa để xử lý nƣớc mặt .................................. 18
Bảng 4.1. Kết quả đặc điểm chất lƣợng nƣớc dùng thí nghiệm...................... 25

Bảng 4.2: Chỉ tiêu độ đục sau xử lý bằng hạt Moringa .................................. 28
Bảng 4.3: Kết quả chỉ tiêu pH sau khi xử lý bằng hạt Moringa .................... 30
Bảng 4.4: Kết quả chỉ tiêu độ dẫn điện sau xử lý bằng hạt Moringa .............. 32
Bảng 4.5: Kết quả chỉ tiêu COD sau khi xử lý bằng hạt Moringa .................. 33
Bảng 4.6: Kết quả chỉ tiêu BOD5 sau xử lý bằng hạt Moringa ...................... 35
Bảng 4.7: Kết quả chỉ tiêu Amoni sau xử lý bằng hạt Moringa ..................... 36

iv


DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Cây Moringa....................................................................................... 3
Hình 1.2: Hạt Chùm Ngây ................................................................................ 6
Hình 1.3 ảnh hồ Lâm Nghiệp .......................................................................... 11
Hình 1.4 Sơng Bùi (xã Nhuận Trạch) ............................................................. 14
Hình 2.1. Vị trí lấy mẫu trên Sơng Bùi (bên trái) và hồ Lâm Nghiệp (bên phải)16
Hình 2.2. Hình ảnh minh họa hạt Chùm Ngây trong quá trình xử lý ............. 18
Hình 3.1: Sự hiện màu của amoni trong mẫu hồ Lâm Nghiệp ....................... 37
......................................................................................................................... 37
Hình 3.2: Sự hiện màu của amoni trong mẫu Sơng Bùi ................................. 37
Hình 3.3. Hình ảnh minh họa quy trình ứng dụng hạt Chùm Ngây................ 40
để xử lý nƣớc ................................................................................................... 40

v


DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 4.1 Chỉ tiêu độ đục của mẫu nƣớc ban đầu ....................................... 25
Biểu đồ 4.2. Chỉ tiêu pH của mẫu nƣớc ban đầu ............................................ 26

Biểu đồ 4.3. Chỉ tiêu độ dẫn điện của mẫu nƣớc ban đầu .............................. 26
Biểu đồ 4.4. Chỉ tiêu COD và BOD5 của mẫu nƣớc ban đầu ........................ 27
Biểu đồ 4.5. Chỉ tiêu amoni của mẫu nƣớc ban đầu ....................................... 27
Biểu đồ 4.6. Sự thay đổi giá trị độ đục sau xử lý ............................................ 29
Biểu đồ 4.7. Sự thay đổi độ pH sau khi xử lý ................................................. 31
Biểu đồ 4.9. Sự thay đổi của COD sau khi xử lý ............................................ 34
Biểu đồ 4.10. Sự thay đổi của BOD5 sau khi xử lý ........................................ 35
Biểu đồ 4.11. Sự thay đổi của nồng độ Amoni sau khi xử lý ......................... 38

vi


ĐẶT VẤN ĐỀ
Nƣớc là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá, là một trong những nhân tố
sinh tồn, nƣớc tham gia vào mọi hoạt động sản xuất, sinh hoạt của con ngƣời.
Việt Nam là một trong các quốc gia trên Thế giới thiếu nƣớc sinh hoạt, lƣợng
nƣớc sinh hoạt bình quân đầu ngƣời mỗi năm chỉ đạt 3.840m3, thấp hơn chỉ
tiêu4000m3/ngƣời/năm (IWRA). Nguồn nƣớc sinh hoạt chủ yếu đƣợc lấy từ
nguồn nƣớc ngầm (35%-40%) và nƣớc mặt đã qua xử lý (khoảng 60%) (theo EWS.com). Tuy nhiên, nguồn nƣớc ngầm này càng khan hiếm do sự
khai thác quá mức cùng với quá trình phát triển kinh tế xã hội đấn đến ô
nhiễm nguồn nƣớc ngầm. Hơn nữa, thời gian để tuần hồn nƣớc ngầm là khá
lâu. Vì vậy, nhu cầu xử lý nƣớc mặt để phục vụ cho sinh hoạt ngày càng cao.
Hiện nay, nƣớc mặt đƣợc cấp cho sinh hoạt hầu hết đƣợc sử dụng
thông qua nguồn nƣớc máy (chiếm khoảng 60%) – ( theo EWS.com) . Nƣớc
cấp có giá thành khá tốt, nhƣng mới chỉ phổ biến ở các vùng đô thị, các vùng
nông thôn hầu nhƣ không có nƣớc máy để sử dụng. Do đó, ở vùng nông thôn,
miền núi, để sử dụng nƣớc sạch cho sinh hoạt thì phải dùng máy lọc nƣớc
hoặc xử lý nƣớc bằng thủy sinh vật. Tuy nhiên, giá thành của máy lọc nƣớc là
khá đắt mặc dù hiệu quả cao, xử lý nƣớc bằng thủy sinh vật có giá thành rẻ
nhƣng hiệu suất khơng cao. Vì vậy, việc tìm ra biện pháp xử lý nƣớc cấp cho

sinh hoạt với hiệu quả cao và giá thành tốt là điều cấp thiết hiện nay.
Trên thế giới, hiệnđang rất ƣa chuộng các loại vật liệu lọc từ thực vậtvà
đã có rất nhiều các nghiên cứu khoa học thành công. Tuy nhiên, ở Việt Nam
việc nghiên cứu này còn khá mới mẻ và chƣa khai thác đƣợc hết các loài thực
vật bản địa. Mặt khác, cây Chùm Ngây ( cây moringa) là lồi cây có từ khá
lâu ở Việt Nam nhƣng lại đƣợc ít ngƣời biết đến mặc dù có rất nhiều lợi ích
về: thực phẩm, y tế và cả ý nghĩa về môi trƣờng. Ngoài ra, một số nghiên cứu
của Đại học Nghiên cứu Phát triển (Ghana) đã chỉ ra khả năng xử lý nƣớc của
hạt Chùm Ngây giống nhƣ một chất keo tụ, loại bỏ đƣợc các chất lơ lửng
trong nƣớc.
1


Vì vậy, khóa luận hƣớng đến việc sử dụng hạt moringa để nghiên cứu
khả năng xử lý nƣớc với các mục tiêu sau. Một là, nghiên cứu khả năngxử lý
nƣớc mặt cho mục đích sinh hoạt của hạt moringa. Hai là, đánh giá khả năng
xử lý và hiệu suất mà hạt Moringa đạt đƣợc. Ba là, đề xuất khả năng ứng
dụng vào thực tiễn. Từ đó, em xin thực hiện đề tài “Đánh giá khả năng xử lý
nước mặt cho mục đích sinh hoạt bằng hạt Chùm Ngây trong quy mơ
phịng thí nghiệm”

2


CHƢƠNG I :
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1 Tổng quan về cây Chùm Ngây
1.1.1 Một số đặc điểm chính của cây Chùm Ngây
Tên Việt Nam: Chùm Ngây
Tên Latin: Moringa oleifera

Họ: Chùm ngây Moringaceae
Bộ: Chùm ngây Moringales
Lớp: Cây thuốc

Hình 1.1 Cây Moringa
(Nguồn: mơi trường etm)

Cây thân mộc cao cỡ trung bình, ở độ tuổi trƣởng thành cây có thể mọc
cao hàng chục mét. 1 tuổi nếu khơng cắt ngọn cây có thể cao tới 5-6m và có
đƣờng kính 10 cm. 3-4 năm tuổi là cây ở độ tuổi trƣởng thành. Thân cây óng
chuốt, khơng có gai. Lá kép dài 30–60 cm, hình lơng chim, màu xanh mốc; lá
chét dài 12–20 mm hình trứng, mọc đối có 6-9 đơi. Cây trổ hoa vào các tháng
1–2. Hoa trắng kem, có cuống, hình dạng giống hoa đậu, mọc thành chùy ở
nách lá, có lơng tơ, nhiều mật. Quả dạng nang treo, dài 25–40 cm, ngang 2
3


cm, có 3 cạnh, chỗ có hạt hơi gồ lên, dọc theo quả có khía rãnh. Hạt màu đen,
trịn có 3 cạnh, lớn cỡ hạt đậu Hà Lan.
Các bộ phận của cây chứa nhiều khoáng chất quan trọng, giàu chất
đạm, vitamin, beta-caroten, acid amin và nhiều hợp chất phenol. Cây chùm
ngây cung cấp một hỗn hợp gồm nhiều hợp chất quý hiếm nhƣ zeatin,
quercetin, alpha-sitosterol, caffeoylquinic acid và kaempferol. Một số nguồn
nghiên cứu cho biết chùm ngây chứa hơn 90 chất dinh dƣỡng tổng hợp bao
gồm 7 loại vitamin, 6 loại khoáng chất, 18 loại acid amin, 46 chất chống ôxi
hóa, liều lƣợng lớn các chất chống viêm nhiễm, các chất kháng sinh, kháng
độc tố, các chất giúp ngăn ngừa và điều trị ung thƣ, u xơ tiền liệt tuyến, giúp
ổn định huyết áp, hạ cholesterol, bảo vệ gan.
Lá chùm ngây còn chứa nhiều dƣỡng chất hơn cả quả và hoa, tính theo
trọng lƣợng, trong đó vitamin C hơn cam 7 lần, vitamin A hơn cà rốt 4 lần,

canxi gấp 4 lần sữa, sắt gấp 3 lần cải bó xơi, đạm nhiều gấp đôi sữa chua và
potassium gấp 3 lần trái chuối
1.1.2. Phân bố cây Chùm Ngây
Bản địa chùm ngây là ở vùng sơn cƣớc Hi Mã Lạp Sơn tây bắc Ấn Độ,
có lịch sử phát hiện và sử dụng hơn 4000 năm, nhƣng ngày nay đƣợc trồng
rộng rãi ở Phi châu, Trung Mỹ, Nam Mỹ, Đông Nam Á ....
Ở Việt Nam chùm ngây là loài duy nhất của Chi Chùm ngây đƣợc phát
hiện mọc hoang từ lâu đời tại nhiều nơi nhƣ Thanh Hóa, Ninh Thuận, Bình
Thuận, vùng Bảy Núi ở An Giang, đảo Phú Quốc .... Tuy vậy trƣớc đây cây ít
đƣợc chú ý, có nơi trồng chỉ để làm hàng rào, và chỉ trong vài chục năm trở
lại đây khi hạt cây từ nƣớc ngoài đƣợc mang về Việt Nam, đƣợc trồng có chủ
định và qua nghiên cứu ngƣời ta thấy cây có nhiều tác dụng đặc biệt nên
tƣởng là cây mới du nhập.
1.1.3. Công dụng và vai trò của cây Chùm Ngây với con người và môi trường
a) Đối với con người

4


Trong ẩm thực, lá non và thậm chí cả lá già của chùm ngây đƣợc sử
dụng để nấu canh với thịt, tôm, nấm hoặc nấu suông (mùi vị tƣơng tự rau
ngót), trộn salad, ăn sống, xào thịt, trứng, xay nhuyễn thành nƣớc sinh tố. Lá
chùm ngây phơi khô tán bột có thể để rất lâu mà khơng mất dinh dƣỡng, sử
dụng cho nhiều món ăn nhƣ cháo, bột trẻ em, nhào bột bánh, pha nƣớc
uống. Hoa chùm ngây có nhiều mật ngọt và giàu dinh dƣỡng, làm rau hoặc
phơi khô dùng nấu lấy nƣớc uống nhƣ một loạitrà. Trái non đƣợc dùng xào,
nấu canh, hầm xƣơng, ninh súp nhƣ đậu cô ve và cho hƣơng vị gần tƣơng
tự măng tây. Khi già, hạt chùm ngây có thể rang ăn nhƣ đậu phộng. Rễ non
của cây ăn sống hoặc làm gia vị nhƣ cải ngựa (mù tạt). Tuy nhiên tƣơng tự
rau ngót, lơ hội, hạn chế sử dụng rau và các chế phẩm từ chùm ngây cho phụ

nữ có thai.
Hạt khơ của cây có thể đƣợc ứng dụng để làm hoạt chất lọc nƣớc hoặc
ép lấy dầu. Chất dầu trong hạt có phẩm chất tốt, màu vàng tƣơi sáng với một
hƣơng vị dễ chịu có đƣợc so sánh chất lƣợng với dầu oliver, để rất lâu không
hỏng và đƣợc sử dụng làm dầu ăn hoặc dầu máy.
Sự chú ý đến công dụng của chùm ngây ngày càng tăng lên tại nhiều
quốc gia trên thế giới và trong thực tế, loài cây này đã vƣợt ra ngồi khn
khổ là một loại rau mà đƣợc sử dụng rộng rãi và đa dạng trong công nghệ
dƣợc phẩm, mỹ phẩm, nƣớc giải khát dinh dƣỡng và thực phẩm chức năng.
Các quốc gia đang phát triển sử dụng Chùm Ngây nhƣ dƣợc liệu kết hợp chữa
hàng trăm loại bệnh hiểm nghèo, bệnh thơng thƣờng nhƣ phịng và trị ung
thƣ, tiểu đƣờng, thiếu máu, còi xƣơng, tim mạch, kinh phong, sƣng tấy, viêm
nhiễm, mỡ máu, đau dạ dày, ngừa thai, ung loét, lão hóa, suy nhƣợc cơ thể,
suy nhƣợc thần kinh, trị chứng bất lực và tăng cƣờng khả năng ham muốn.
b) Đối với môi trường
Cây Chùm Ngây có khả năng xử lý nƣớc rất tốt. Từ thời Ai Cập cổ đại,
ngƣời Ai Cập đã biết sử dụng hạt Chùm Ngây để lọc nƣớc sông, trƣớc khi đƣa
vào sử dụng trong sinh hoạt.
5


1.1.4. Lược sử nghiên cứu về cây Chùm Ngây
Ở Ai Cập cổ xƣa, ngƣời dân đã sử dụng hạt của cây Moringa oleifera
nghiền nát để làm trong nƣớc bị vẩn đục. Các nhà khoa học sau này khám phá
ra rằng, một protein trong hạt Moringa oleifera tiêu diệt các vi khuẩn bằng
cách tập hợp chúng thành những mảng chìm xuống đáy của bình/cốc/chai
chứa nƣớc.

Hình 1.2: Hạt Chùm Ngây
(Nguồn: mơi trường etm)

Trong một bài báo mới đăng tải gần đây trên tạp chí Langmuir, các nhà
nghiên cứu thuộc Đại học Pennsylvania tuyên bố họ đã giải mã đƣợc một
phần của câu hỏi hóc búa: protein tiêu diệt các vi khuẩn nhƣ thế nào.
Theo các nhà nghiên cứu Mỹ, protein trong hạt Moringa oleifera dƣờng
nhƣ làm tan chảy và hòa lẫn màng của các vi khuẩn với nhau. Màng có chức
năng bảo vệ tế bào, nên khi hàng rào bảo vệ này bị phá vỡ, các vi khuẩn sẽ
lâm nguy.
Hạt Moringa xử lý nƣớc ở hai cấp độ, đóng vai trị nhƣ một chất kết tủa
và một tác nhân kháng khuẩn.
+ Hạt Moringa hoạt động nhƣ một chất kết tủa do mang điện tích
dƣơng, các protein hịa tan trong nƣớc, ràng buộc với các hạt mang điện tích
6


âm (bùn, đất sét, vi khuẩn, độc tố, vv) nhƣ vậy chúng sẽ để lắng xuống đáy.
Sau đó ngƣời ta sẽ gạn lấy phần nƣớc phía trên để sử dụng.
+ Các khía cạnh kháng khuẩn của Moringa tiếp tục đƣợc nghiên cứu.
Những phát hiện hỗ trợ protein tái tổ hợp cả vi sinh vật khi gỡ bỏ bởi đông
máu cũng nhƣ diễn xuất trực tiếp nhƣ các chất ức chế sự tăng trƣởng của vi
sinh vật. Trong khi có những nghiên cứu tiếp tục đƣợc tiến hành theo tính
chất và đặc điểm của các thành phần này, nó đƣợc chấp nhận rằng phƣơng
pháp điều trị với các giải pháp Moringa sẽ loại bỏ 90-99,9% các tạp chất
trong nƣớc.
1.2.Tổng quan thí nghiệm xử lý nƣớc mặt cấp cho sinh hoạt bằng hạt
Chùm Ngây trên Thế giới và ở Việt Nam
1.2.1 Các thí nghiệm trên Thế giới
a) Hiệu quả của hạt giống Chùm Ngây (oleifera Moringa) như keo tụ
để lọc nước .của Francis Kweku Amagloh * và Amos Benang (Đại học
Nghiên cứu Phát triển, Faculty học Khoa học Ứng dụng, Cục Ứng dụng

Chemistry và Biochemistry, P. O. Box 24, Navrongo, Ghana. 19 tháng 1 năm
2009.)
Phƣơng pháp thí nghiệm là đƣa ra các mức nồng độ khác nhau của
phèn và bột Chùm Ngây song song là một mẫu khơng có phèn hay bột Chùm
Ngây để làm mẫu đối chứng. Sau đó, tìm hiểu tác dụng của chúng lên các yếu
tố độ đục, độ pH, độ dẫn điện, tổng số coliform.
Kết quả thí nghiệm
Độ đục: các giá trị độ đục dao động từ 0,3 đến 1,36NTU. So với mỗi
mức nồng độ của của phèn và bột moringa cho vào thì lƣợng cho vào càng
lớn độ đục càng giảm đi rõ rệt. So Sánh giữa 2 kết quả ta thấy khả năng làm
giảm độ đục của 2 chất là tƣơng đƣơng nhau.
Độ dẫn điện: giá trị độ dẫn điện giảm dần đối với lƣợng chất cho vào
khác nhau. So với mẫu chuẩn, độ dẫn điện giảm đi đáng kể. So sánh giữa
phèn nhôm với bột moringa thì khả năng này là tƣơng đƣơng nhau.
7


Độ pH :theo tiêu chuẩn của WHO, pH trong nƣớc uống dao động từ
6,0-8,0. Khi sử dụng phèn nhôm làm nồng độ axit trong nƣớc tăng khiến pH
bị giảm đi. Điều này xảy ra ngƣợc lại đối với bột moringa, khi liều lƣợng bột
moringa tăng làm cho pH tăng ổn định , đồng thời lại gia tăng lƣợng kết tủa
trong nƣớc. So Sánh kết quả, ta thấy sử dụng bột moringa mang lại hiệu quả
tốt hơn hẳn.
Tổng số coliform: Khi dùng bột moringa cho kết quả coliform trong
nƣớc là thấp nhất, thấp hơn khi sử dụng phèn nhôm. Mẫu nƣớc chuẩn có
17MPN/100ml cịn mẫu có sử dụng bột moringa chỉ cịn 2MPN/100ml nƣớc,
trong khi sử dụng phèn nhơm kết quả lại thu đƣợc là 8MPN/100ml nƣớc. Từ
đó nhận thấy rõ ràng ƣu điểm, tác dụng của bột moringa trong việc làm giảm
tổng số vi khuẩn trong nƣớc
Ƣu, nhƣợc điểm của phƣơng pháp

- Ƣu điểm:
+ Đánh giá đƣợc nhiều chỉ tiêu của nƣớc
- Nhƣợc điểm:
+ Thí nghiệm ở trong mơi trƣờng có điều kiện khác với Việt Nam nên
khơng thể áp dụng kết quả.
+ Yêu cầu ngƣời tiến hành thí nghiệm có trình độ cao.
+ Sử dụng nhiều máy móc hiện đại.
b) Đánh giá hiệu quả xử lý của hạt Chùm Ngây ( moringa oleifera) và
okra cho xử lý nước đục Sunita Singh Thakur * và Sonal Choubey
Phƣơng pháp thí nghiệm đƣa ra là so sánh khả năng xử lý nƣớc đục của
hạt moringa và hạt đậu bắp với cùng một lƣợng chất cho vào ở các điều kiện
khác nhau của nƣớc đục .
Kết quả thí nghiệm nghiên cứu
Đối với điều kiện pH: cả hai loại chất keo tụ tự nhiên này đều có hiệu
quả đáng kể đối với pH từ 6-8, và bị từ chối ở mức pH từ 10-12. Tại điểm pH
tối ƣu từ 6-8, nồng độ tối ƣu của hạt moringa Chùm Ngây là 200mg/l với hiệu
8


suất là 80,7%. Tƣơng tự đối với hạt đậu bắp, nồng độ tối ƣu là 220mh/l và
hiệu suất là 78,7%.
Đối với chỉ tiêu tiỉng chất rắn hòa tan: liều lƣợng tối ƣu để loại bỏ tối
đa của tổng chất rắn hịa tan cho hạt giống Moringa trích xuất tối ƣu đã đƣợc
tìm thấy là 180 mg / L, với hiệu quả loại bỏ 37,8% và cho liều tối ƣu chiết
xuất từ hạt đậu bắp đƣợc tìm thấy là 200 mg / L với một hiệu quả loại bỏ
44,5%.
Ƣu , nhƣợc điểm của phƣơng pháp
Ƣu điểm
+ Đánh giá tốt chỉ tiêu pH và ảnh hƣởng của pH
Nhƣợc điểm

+ Chỉ đánh giá đƣợc số ít chỉ tiêu
+ Kết quả chƣa khách quan
+ Chƣa phân tích trên nhiều loại mẫu
1.2.2.Thí nghiệm nghiên cứu tại Việt Nam
 Nghiên cứu sử dụng hạt cây chùm ngây (moringa oleifera) để làm
trong nước tại Việt Nam- Võ Hồng Thi, Hồng Hƣng, Lƣơng Minh Khánh
Khoa Mơi trƣờng và Công nghệ sinh học, Đại học Kỹ thuật công nghệ
TpHCM (HUTECH)
Phƣơng pháp thí nghiệm đƣa ra là tiến hành nghiên cứu khả năng xử lý
nƣớc của hạt chùm ngây thông qua hai loại nƣớc đục tự nhiên và đục nhân
tạo.Thí nghiệm jar-test đƣợc sử dụng để đánh giá hiệu quả của q trình keo
tụ và tạo bơng ứng với các kịch bản khác nhau của nồng độ chất keo tụ và
từng loại mẫu nƣớc
Kết quả thí nghiệm.
Kết quả với mẫu nƣớc nhân tạo: Sự biến thiên độ đục sau khi xử lý của
cả 6 mẫu đều có hình dạng tƣơng đồng nhau. Khi nồng độ chất keo tụ (chùm
ngây) tăng lên, độ đục còn lại tiếp tục giảm theo nhƣng diễn biến giảm độ đục
ở các mẫu không giống nhau. Khi độ đục ban đầu của nƣớc từ 50-150 NTU,
9


hiệu quả làm giảm độ đục đạt cao nhất (khoảng 80-90%) ứng với nồng độ
chùm ngây 100 mg/L. Ngoài ra, nƣớc càng đục thì địi hỏi càng nhiều chất
keo tụ và nồng độ chùm ngây có thể lên tới 400 mg/L để đạt tới hiệu quả xử
lý nhƣ trên.
Kết quả thí nghiệm với mẫu nƣớc tự nhiên: Hiệu quả làm trong nƣớc
của hạt chùm ngây khi nó đƣợc sử dụng làm chất keo tụ đối với 3 loại nƣớc tự
nhiên có độ đục ban đầu khác nhau, bao gồm các mẫu CT1 (độ đục 170
NTU), CT2 (độ đục 44 NTU) và CT3 (độ đục 142 NTU). Những số liệu thực
nghiệm và quan sát đều chứng tỏ chùm ngây có hiệu quả rõ ràng (từ 50-78%

tùy theo mẫu nƣớc) để làm trong nƣớc tự nhiên của sơng Sài Gịn, nhƣng có
khác biệt đối với các mẫu khác nhau. Nhìn chung, mối tƣơng quan giữa hiệu
quả giảm độ đục và liều lƣợng chùm ngây sử dụng đối với các mẫu nƣớc đục
tự nhiên nhân tạo là khá tƣơng đồng nhau. Nƣớc càng đục thì hiệu quả xử lý
độ đục cũng càng cao nhƣng đòi hỏi liều lƣợng chất keo tụ sử dụng cũng cao
tƣơng ứng
Ƣu ,nhƣợc điểm của phƣơng pháp:
Ƣu điểm:
+ Đánh giá tƣơng đối chính xác khả năng xử lý độ đục của nƣớc bằng
hạt moringa
Nhƣợc điểm:
+ Tốn nhiều hóa chất
+ Chỉ đƣa ra đƣợc khả năng làm giảm độ đục , chƣa đƣa ra đƣợc tác
dụng của hạt moringa đối với các chỉ tiêu khác của nƣớc

10


1.3 Tổng quan khu vực nghiên cứu

1.3.1. Hồ Lâm Nghiệp- ĐH Lâm Nghiệp Việt Nam
Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam (cơ sở 1) nằm gần ngã ba giao nhau của
quốc lộ 6A và 21A. Nằm trên một vùng bán sơn địa. Có tọa độ địa lý là:
20 o50' Bắc và 105 o 30' Đơng. Trƣờng quản lý khu vực có diện tích gần
530ha. Hồ Lâm Nghiệp nằm sau khn viên khu vui chơi, giải trí tổng hợpcủa
sinh viên.

Hình 1.3 ảnh hồ Lâm Nghiệp
11

Phía Bắc giáp trục đƣờng chính trong khn viên trƣờng.
Phía Nam giáp khu dân cƣ .
Phía Đơng giáp quốc lộ 21A.
Phía Tây giáp khu vui chơi giải trí tổng hợp của sinh viên.
Do đặc điểm địa lý mà nƣớc hồ Lâm Nghiệp thƣờng xuyên bị ảnh
hƣởng bởi các yếu tố bên ngồi và bị ơ nhiễm khiến nƣớc có màu xanh, và
xuất hiện nhiều rong tảo.
Điểm lấy mẫu có tọa độ : 20.909365 – 105.576464. Điểm lấy mẫu đƣợc
đánh dấu bằng hình ngơi sao màu đỏ trên bản đồ. Mẫu đƣợc lấy lúc 6 giờ 30
phút ngày 20 tháng 2 năm 2017
1.3.2. Sông Bùi ( Xã Nhuận Trạch, huyện Lương Sơn, tỉnh Hịa Bình)
a.. Giới thiệu về xã Nhuận Trạch, huyện Lương Sơn, tỉnh Hịa Bình
Dọc theo quốc lộ 6 từ thành phố Hịa Bình ( tỉnh Hịa Bình ) về thủ đô
Hà Nội, qua trung tâm huyện Lƣơng Sơn chừng 1km, nằm chếch về phía
Đơng Nam là xã Nhuận Trạch, một xã có về dày truyền thống cách mạng của
huyện Lƣơng Sơn. Tuy là xã miền núi nhƣng Nhuận Trạch hội tụ đầy đủ yếu
tố về thiên thời, địa lợi để trở thành một xã có tầm quan trọng về phát triển
kinh tế - xã hội ngày nay cũng nhƣ các phong trào đấu tranh cách mạng trƣớc
đây.
Nhuận Trạch có tọa độ địa lý từ 20o45’10” đến 20o47’30” độ Vĩ Bắc
và 105o32’10” đến 105o36’50” độ Kinh Đơng; Phía Đơng giáp với xã Thủy
Xuân Tiên và xã Nam Phƣơng Tiến ( huyện Chƣơng Mỹ, thành phố Hà Nội );
phía Tây giáp với xã Tân Vinh và Thị trấn Lƣơng Sơn; phía Nam giáp xã
Liên Sơn và xã Cƣ Yên; phía Bắc giáp với xã Hòa Sơn và một phần khu vực
Thị trấn Xuân Mai (Chƣơng Mỹ - Thành phố Hà Nội ).
Tính đến năm 2014, xã Nhuận Trạch có diện tích tự nhiên là
841.72ha; tuy là xã miền núi của huyện Lƣơng Sơn nhƣng địa hình tƣơng đối
bằng phẳng, khơng phân hóa rõ ràng. Càng về phía Nam càng có nhiều quả
đồi hình bát úp độ cao khơng lớn, xen kẽ giữa các quả đồi là các hồ, đầm, rộc

12


nƣớc. Trên địa bàn xã có 5 loại đất: đất phù sa khơng đƣợc bồi, đất phù sa
ngịi suối, đất thung lũng do sản phẩm của dốc tụ, đất đỏ vàng biến đổi do
trồng lúa và đất đỏ vàng trên đá sét. Các loại đất trên tuy không màu mỡ
nhƣng điều kiện cũng thích hợp với cây lúa nƣớc, là một trong những điều
kiện thuận lợi quan trọng để phát triển cơ cấu cây trồng đa dạng, phong phú.
Tài nguyên nƣớc của xã Nhuận Trạch cũng rất phong phú, có hai
nguồn nƣớc chính phục vụ sinh hoạt và sản xuất là nƣớc mặt và nƣớc ngầm.
Nguồn nƣớc mặt chủ yếu phụ thuộc vào lƣợng mƣa, nƣớc ở Hồ Đồng Chanh
và sơng Bùi chảy qua. Xã có hồ Đồng Chanh với diện tích mặt nƣớc khá rộng,
xung quanh là đồi rừng bát úp. Đây là một phong cảnh đẹp có tiềm năng lớn
về du lịch sinh thái.
b. Sông Bùi
Sông Bùi: là một con sơng đổ ra Sơng Đáy. Sơng có chiều dài 91 km và
diện tích lƣu vực là 1.249 km². Sông Bùi bắt nguồn từ xã Lâm Sơn, huyện
Lƣơng Sơn, Hịa Bình chảy qua các tỉnh Hà Nội, Hồ Bình và cùng với sơng
Tích hợp lƣu vào sơng Đáy tại xã Phúc Lâm, huyện Chƣơng Mỹ, Hà Nội.
Điểm lấy mẫu nƣớc tại đoạn sông chảy qua địa phận Xã Nhuận Trạch,
huyện Lƣơng Sơn, tình Hịa Bình. Xã Nhuận Trạch có điều kiện kinh tế chƣa
phát triển, nƣớc sông ở đây ít bị ô nhiễm do hoạt động công nghiệp. Nguồn
nƣớc thải chính là nƣớc thải sinh hoạt và hoạt động chăn ni. Do dân trí cịn
thấp cùng với kinh tế chƣa phát triển nên các loại nƣớc thải thƣờng đƣợc xả
trực tiếp ra sông mà không qua xử lý. Hơn nữa, Khu Cơng Nghiệp Hịa Bình
đƣợc xây dựng nằm ngăn cách với Xã Nhuận Trạch qua sông Bùi, thu hút rất
nhiều dân cƣ từ nơi khác đến làm gia tăng lƣợng xả thải ra môi trƣờng, đặc
biệt là nƣớc Sông. Cùng với sự đơng dân cƣ, chợ cóc đƣợc hình thành ngay
tuyến đƣờng chính đi vào địa bàn Xã, nƣớc thải từ đây cũng chảy trực tiếp ra
sông. Tuy nhiên, q trình tự đồng hóa của dịng sơng đã làm giảm bớt nguy

cơ ô nhiễm.

13


Hình 1.4 Sơng Bùi (xã Nhuận Trạch)
Điểm lấy mẫu nƣớc Sông Bùi nằm dƣới chân cầu bắc qua sông thuộc
tuyến đƣờng chính đi vào địa bàn xã Nhuận Trạch. Mẫu đƣợc lấy lúc 6 giờ
ngày 20 tháng 2 năm 2017.
Điểm lấy mẫu đƣợc ký hiệu bằng ngôi sao màu đỏtrên bản đồ
Tọa độ lấy mẫu: 20.880720- 105.550633

14


CHƢƠNG II
MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG
VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
- Mục tiêu chung: góp phần cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn vào
công tác xử lý nƣớc mặt phục vụ cho mục đích sinh hoạt của ngƣời dân.
- Mục tiêu cụ thể:
+ Đánh giá đƣợc khả năng xử lý nƣớc của hạt Chùm Ngây đối với nƣớc
mặt cho mục đích sinh hoạt trong quy mơ phịng thí nghiệm.
+ Đề xuất phƣơng pháp ứng dụng vào thực tiễn.
2.2. Đối tƣợng nghiên cứu
Với thời gian thực hiện chƣơng trình khóa luận tốt nghiệp, khóa luận đã
lựa chọn và tập trung nghiên cứu đối tƣợng sau:
- Khả năng xử lý nƣớc của hạt Chùm Ngây đối với nƣớc mặt cho mục
đích sinh hoạt.

- Các thơng số nghiên cứu: độ màu, mùi vị, độ đục, độ pH, độ dẫn điện,
COD, BOD5, hàm lƣợng Amoni .
2.3. Nội dung nghiên cứu
Để đạt đƣợc những mục tiêu trên, khóa luận tiến hành những nội dung
sau:
- Xác định đặc điểm chất lƣợng nƣớc thí nghiệm
- Đánh giá hiệuquả xử lý nƣớc mặt của hạt Chùm Ngây
- Đề xuất phƣơng hƣớng ứng dụng vào thực tiễn
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Trong quá trình thực hiện, khóa luận sử dụng thực hiện những phƣơng
pháp nghiên cứu sau:
2.4.1. Phương pháp xác định chất lượng nước ban đầu
Mục tiêu: đánh giá chất lƣợng nƣớc đầu vào của thí nghiệm

15


Chất lƣợng nƣớc ban đầu đƣợc tiến hành phân tíchlà mẫu nƣớc Hồ Lâm
Nghiệp và mẫu nƣớc Sông Bùi qua địa bàn xã Nhuận Trạch (thị trấn Lƣơng
Sơn, huyện Lƣơng Sơn, tỉnh Hịa Bình) . Mẫu sơng Bùi đƣợc lấy lúc 6 giờ
sáng ngày 20 tháng 2 năm 2017. Mẫu hồ Lâm Nghiệp đƣợc lấy lúc 6 giờ 30
phút ngày 20 tháng 2 năm 2017.

Hình 2.1. Vị trí lấy mẫu trên Sông Bùi (bên trái)
và hồ Lâm Nghiệp (bên phải)
Các bƣớc tiến hành:
Bƣớc 1: Lấy mẫu và bảo quản mẫu nƣớc hồ LN và nƣớc Sông Bùi
theo TCVN 6663-1:2011 (ISO 5667-2:2006), Chất lƣợng nƣớc - Lấy mẫu Phần 1: Hƣớng dẫn kỹ thuật lấy mẫu;TCVN 6663-3:2003 (ISO 5667-3:1985)
Chất lƣợng nƣớc - Lấy mẫu - Phần 3Hƣớng dẫn bảo quản và xử lý mẫu
Bƣớc 2: Tiến hành xác định chất lƣợng nƣớc thông qua 8 chỉ tiêu: độ

màu, mùi vị, độ đục, độ dẫn điện, pH, COD, BOD5, Amoni.
+ Chỉ tiêu màu sắc và mùi vị đƣợc xác định bằng cảm quan.
+ Chỉ tiêu độ đục, pH, độ dẫn điện tiến hành đo nhanh bằng máy đo
nhanh các chỉ tiêu
+

Chỉ tiêu COD: phƣơng pháp hồi lƣu kín, dùng K2Cr2O7 để oxi hóa

+

Chỉ tiêu BOD5: TCVN 6001-1:2008 (ISO 5815-1:2003) Phần 1:

Phƣơng pháp pha lỗng và cấy có bổ sung allythioure
+ Chỉ tiêu NH4: phƣơng pháp so màu quang điện
16


2.4.2. Phương pháp đánh giá hiệu quả xử lý của hạt Chùm Ngây
Mục tiêu: đánh giá khả năng xử lý của hạt moringa thơng qua các chỉ
tiêu phân tích. Sự đánh giá này diễn ra ở các mức liều lƣợng khác nhau
Moringa đƣợc sử dụng.
Thực hiện thí nghiệm dựa trên 2 loại mẫu
+ Mẫu nƣớc hồ Lâm Nghiệp
+ Mẫu nƣớc mặt sông Bùi (xã Nhuận Trạch, thị trấn Lƣơng Sơn, tỉnh
Hịa Bình)
Mỗi mẫu này sẽ đƣợc chia ra làm 6 mẫu nhỏ. Trong đó có một mẫu sử
dụng làm mẫu chuẩn. Năm mẫu còn lại sẽ đƣợc thêm vào lần lƣợt các lƣợng
Chùm Ngây khác nhau với mức liều lƣợng tăng dần. Các mẫu đƣợc thêm
lƣợng moringa khác nhau với mục đích đánh giá đƣợc khả năng xử lý nƣớc
mặt ở mỗi mức liều lƣợng. Sau đó, tiến hành phân tích các chỉ tiêu và đánh

giá kết quả thu đƣợc giữa các mẫu đƣợc thêm moringa với nhau và với mẫu
chuẩn khơng thêm.


Quy trình thực hiện thí nghiệm.
Bước 1: Chuẩn bị dịch chiết Chùm Ngây
Các hạt Chùm Ngây có chất lƣợng tốt (đƣợc chọn ra, bóc bỏ hạt khỏi

nhân).
Thu lấy nhân bên trong hạt, sấy nhẹ ở 40oC trong 1 ngày rồi đem
nghiền nhỏ trên máy xay gia dụng .
Lấy 12,5 g nhân hạt chùm ngây đã nghiền nhỏ ở trên hịa trộn với 500
ml nƣớc máy sau đó khuấy đều hỗn hợp với tốc độ vừa phải trên máy khuấy
từ khoảng 30 phút.

17


Hình 2.2. Hình ảnh minh họa hạt Chùm Ngây trong quá trình xử lý
(bên trái: hạt Chùm Ngây – giữa: bột Chùm Ngây – bên phải: dịch Chùm Ngây)

Bước 2: Tiến hành sử dụng moringa để xử lý nước
Với mỗi mẫu nƣớc chia nhỏ ,cho vào mỗi mẫu một lƣợng Moringa nhất
định theo bảng 2.1:
Bảng 2.1: Mức liều lượng Chùm Ngây để xử lý nước mặt
Thể tích
mẫu(ml)

Thể tích dịch
Moringa (ml)

H1

200

0ml

Liều
lƣợng
Moringa
(mg)
0

2

H2

200

1ml

25

3

H3

Mẫu hồ Lâm

200

3ml

75

4

H4

Nghiệp

200

5ml

125

5

H5

200

7ml

175

6

H6

200

9ml

225

7

B1

200

0

0

8

B2

200

1

25

9

B3

200

3

75

10

B4

200

5

125

11

B5

200

7

175

12

B6

200

9

225

STT

Ký hiệu

1

Tên mẫu

Mẫu sơng Bùi

Sau đó đem các mẫu trên đi khuấy:
+ Cho khuấy nhanh trong 1 phút với tốc độ cánh quạt là 145vòng/phút
18


+ Tiếp theo, khuấy chậm trong 20 phút với tốc độ 45 vòng/ phút
+ Cuối cùng, để lắng trong 1 giờ
+ Lọc qua giấy lọc để lấy mẫu sau xử lý
Hạt moringa

V= 250ml

95

mm

72mm

Mẫu hồ Lâm

H1

H2

H3

m(chùm ngây)

0 mg

25mg

75mg

Mẫu sông Bùi

B1

B2

B3

Nghiệp

V= 250ml

H5

125mg 175mg
B4

B5

H6
225mg
B6

Hạt moringa

mm

95

72mm

H4

Hình 2.3: Mơ tả thí nghiệm sử dụng hạt Moringa để xử lý nước ở các mức
liều lượng khác nhau

Bước 3: Tiến hành phân tích các chỉ tiêumẫu nước sau xử lý
a) Chỉ tiêu màu sắc và mùi vị
Sau khi mẫu đƣợc xử lý bằng bột moringa và lọc qua giấy lọc, bằng
cảm quan, tiến hành quan sát màu sắc và mùi của nƣớc sau khi đƣợc xử lý.

b) Chỉ tiêu độ đục
Sau khi mẫu đƣợc xử lý bằng bột moringa và lọc qua giấy lọc, tiến
hành đo độ đục của mẫu bằng máy đo độ đục cầm tayModel Micro TPI,
cat.no. 20008 , Hãng Sx: HF Scientific – USA. Máy phù hợp tiêu chuẩn ISO
7027.
19