UNG DUNG DAT NGAP NUOC NHAN TAO TRONG XU LY NUOC THAI TU HAM BIOGAS

TIỂU LUẬN
Nguyên lý trong quản lý tài nguyên và môi trường

ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO
TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ HẦM BIOGAS

MỤCGVHD:
LỤCTS. Trịnh Trường Giang
HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo
MỤC LỤC......................................................................................................................
ii
DANH MỤC HÌNH ẢNH..............................................................................................v
DANH MỤC BẢNG BIỂU VÀ SƠ ĐỒ........................................................................vi
MỞ ĐẦU........................................................................................................................ 1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
Thành phố Hồ Chí Minh, Tháng 9/2017
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TP.Hồ Chí Minh, tháng 09/2017

--------


ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ
HẦM BIOGAS
CHƯƠNG 1 Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC..........................................................4
1.1 Ô nhiễm môi trường và ô nhiễm môi trường nước:..................................................4
1.2 Ảnh hưởng của ô nhiễm môi trường nước:...............................................................4
1.3 Nguyên nhân gây ơ nhiễm mơi trường nước:...........................................................5
1.4 Tình hình ơ nhiễm nước............................................................................................6
1.4.1 Ô nhiễm nước trên thế giới....................................................................................6
1.4.2 Ô nhiễm nước tại Việt Nam...................................................................................7

CHƯƠNG 2 ĐẤT NGẬP NƯỚC VÀ ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO.....................8
2.1 Đất ngập nước và đất ngập nước nhân tạo:...............................................................8
2.2 Chức năng của đất ngập nước...................................................................................9
2.2.1. Chức năng sinh thái của đất ngập nước:...............................................................9
2.2.2. Chức năng kinh tế...............................................................................................10
2.2.3. Giá trị đa dạng sinh học......................................................................................10
2.3 Một số loại vùng đất ngập nước:.............................................................................11
2.4 Lịch sử sử dụng đất ngập nước để làm sạch nước..................................................12
2.5 Các loại hình đất ngập nước nhân tạo.....................................................................13
2.5.1 Bãi lọc trồng cây ngập nước(FWS)....................................................................14
2.5.2 Bãi lọc trồng cây dòng chảy ngầm hay bãi lọc ngầm trồng cây...........................14
2.6. Phân loại các nhóm thực vật thuỷ sinh..................................................................16
2.6.1 Nhóm thực vật thuỷ sinh ngập nước....................................................................16
2.6.2 Nhóm thực vật trơi nổi.........................................................................................16
2.6.3 Nhóm thực vật nửa ngập nước.............................................................................17
2.7 Cơ chế các quá trình xử lý.....................................................................................18
2.7.1 Loại bỏ các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học....................................19
2.7.2 Loại bỏ chất rắn..................................................................................................20
2.7.3 Loại bỏ Nitơ........................................................................................................20
2.7.4 Loại bỏ Phốtpho..................................................................................................21
2.7.5 Loại bỏ kim loại nặng..........................................................................................22
2.7.6. Loại bỏ các hợp chất hữu cơ..............................................................................23
2.7.7. Loại bỏ vi khuẩn và virut...................................................................................23
2.8 Ưu điểm và nhược điểm trong việc sử dụng đất ngập nước để xử lý nước thải......24
2.8.1 Ưu điểm...............................................................................................................24
2.8.2 Nhược điểm.........................................................................................................24
CHƯƠNG 3 TỔNG QUAN VỀ CHĂN NUÔI VÀ NƯỚC THẢI TỪ HẦM BIOGAS
...................................................................................................................................... 26
3.1 Tổng quan về ngành chăn nuôi...............................................................................26
3.1.1 Sự phân bố đàn vật nuôi......................................................................................26

3.1.2 Qui mô chăn nuôi................................................................................................26
3.1.3 Cơ sở vật chất......................................................................................................27
3.1.4. Vai trị của ngành chăn ni................................................................................27
GVHD: TS. Trịnh Trường Giang

2

HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo


ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ
HẦM BIOGAS
3.2 Ơ nhiễm mơi trường do ngành chăn nuôi...............................................................27
3.2.1 Nguồn phát thải ô nhiễm....................................................................................27
3.2.2 Thành phần chất thải rắn....................................................................................28
3.2.3 Thành phần chất thải lỏng....................................................................................29
3.2.4 Ảnh hưởng của một số chất ơ nhiễm chính đến mơi trường nước.......................31
3.3. Áp dụng hầm biogas xử lý nước thải từ trang trại chăn ni.................................33
CHƯƠNG 4 ÁP DỤNG MƠ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO XƯ LÝ NƯỚC
THẢI HẦM BIOGAS..................................................................................................35
4.1 Thông tin nguồn ơ nhiễm:.......................................................................................35
4.2 Tính tốn trung bình lưu lượng phát thải nước thải cho trang trại chăn nuôi 1000
con heo:........................................................................................................................35
4.3 Diện tích đất ngập nước cần thiết:..........................................................................36
4.4 Đặc tính của các lồi thực vật được bố trí trong các ao xử lý.................................40
4.4.1 Cây Sậy................................................................................................................40
4.4.2 Cây Lục Bình (Bèo Tây)......................................................................................41
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................................42
Kết luận........................................................................................................................42
Kiến nghị...................................................................................................................... 43

TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................43

GVHD: TS. Trịnh Trường Giang

3

HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo


ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ
HẦM BIOGAS

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1: Bãi lọc trồng cây dịng chảy mặt..................................................................14
Hình 2.2: Cấu tạo hệ thống đất ngập nước có dịng chảy ngầm theo chiều ngang
(Cooper và cộng sự, 1996)............................................................................................15
Hình 2.3: Cấu tạo hệ thống đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm theo chiều đứng
(Cooper và cộng sự, 1996)............................................................................................15
Hình 2.4: Đường đi của BOD/Cacbon trong đất ngập nước........................................20
Hình 2.5: Đường đi của các hạt rắn trong đất ngập nước.............................................20
Hình 2.6: Đường đi của Nitơ trong đất ngập nước.......................................................21
Hình 2.7: Đường đi của phốtpho trong đất ngập nước.................................................22
Hình 2.8: Quá trình loại bỏ vi khuẩn trong đất ngập nước...........................................24
Hình 4.1: Mơ hình thiết kế sơ bộ đất ngập nước xử lý nước thải chăn nuôi.................40

GVHD: TS. Trịnh Trường Giang

4

HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo

ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ
HẦM BIOGAS

DANH MỤC BẢNG BIỂU VÀ SƠ
Bảng 2.1: Danh sách một số thực vật thuỷ sinh tiêu biểu.............................................17
Bảng 2.2: Nhiệm vụ của các loài thực vật thủy sinh trong hệ thống xử lý...................18
Bảng 3.1:Lượng phân gia súc, gia cầm thải ra hằng ngày tính trên phần trăm trọng
lượng cơ thể.................................................................................................................. 27
Bảng 3.2:Thành phần hoá học của phân heo 70-100kg................................................28
Bảng 3.3: Thành phần hóa học của phân gia súc..........................................................28
Bảng 3.4: Thành phần hố học của nước tiểu heo có trọng lượng từ 70-100kg...........29
Bảng 3.5: Tính chất nước thải chăn ni heo...............................................................30
Bảng 3.6: Kết quả phân tích mẫu khí ở một số trại chăn ni gia đình........................31
Bảng 3.7: Kết quả phân tích vi sinh mẫu nước giếng tại các hộ gia đình.....................33
Bảng 3.8: Đặc điểm nước thải đầu ra của hầm biogas..................................................34
Bảng4.1: Lượng nước tiểu trung bình trong ngày tính cho 1 con lợn tại trang trại......35
Y

GVHD: TS. Trịnh Trường Giang

5

HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo


ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ
HẦM BIOGAS

MỞ ĐẦU
Trong quá trình phát triển kinh tế đất nước, ngành chăn ni đóng vai trị quan
trọng. Song song với nguồn lợi kinh tế mang lại, chăn nuôi cũng đã thải ra môi trường
lượng nước thải lớn làm ô nhiễm môi trường nếu không được xử lý. Việc

áp

dụng

cơng nghệ xử lý hóa lý cho nước thải chăn nuôi rất tốn kém và không mang lại hiệu
quả cao đối với đặc tính của nước thải. Dù đã có những nỗ lực trong việc áp dụng công
nghệ biogas dựa trên q trình phân hủy sinh học kỵ khí chất thải do chăn nuôi, nhưng
nước thải đầu ra vẫn chưa đạt chất lượng,chưa đáp ứng tiêu chuẩn xả thải vào mơi
trường. Do đó, đặt ra vấn đề phải nghiên cứu mơ hình ứng dụng cơng nghệ mới, phù
hợp với đặc trưng tính chất của nước thải chăn ni, khơng tốn kém về kinh tế và việc
áp dụng là khả thi để tiếp tục xử lý nước thải từ hầm biogas, đảm bảo chất lượng nước
thải đầu ra không gây ô nhiễm môi trường.
Trên thế giới, việc sử dụng hệ thống Đất ngập nước để xử lý nước thải đã được áp
dụng và mang lại kết quả khả quan. Ở Việt Nam cũng đã có những ứng dụng nhưng chỉ
ở qui mô nhỏ lẻ nhưng đã mang lại những hiệu quả nhất định. Chính vì thế tác giả chọn
giải pháp áp dụng đất ngập nước nhân tạo xử lý nước thải. Các hệ thống đất ngập nước
nhân tạo hiện đã được sử dụng cho việc xử lý các loại nước thải có chứa nhiều chất
hữu cơ trong nước như nước thải nhà máy giấy, nhà máy chế biến thực phẩm, chế biến
cà phê, cơ sở giết mổ… và đạt hiệu quả xử lý tương đương các cơng nghệ khác. Điều
đó cho thấy việc nghiên cứu và áp dụng mơ hình đất ngập nước nhân tạo trong xử lý
nước thải chăn nuôi sau hâm biogas là mang tính khả thi cao.
Hệ thống đất ngập nước nhân tạo được xây dựng để xử lý nước thải phỏng theo
các q trình sinh học, hố và lý học của các vùng đất ngập nước tự nhiên. Các vùng

GVHD: TS. Trịnh Trường Giang

1

HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo


ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ
HẦM BIOGAS
đất ngập nước có thể loại bỏ chất ô nhiễm hoặc chuyển chúng thành các dạng vật chất
ít gây ảnh hưởng tới sức khoẻ con người và môi trường.
Với những lý do và điều kiện trên, tác giả đã tiến hành nghiên cứu đề tài
“ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
TỪ HẦM BIOGAS”
Đối tượng nghiên cứu:
 Đất ngập nước nhân tạo trong xử lý nước đầu cuối sau hầm bogas của trang trại chăn
ni.
Mục tiêu nghiên cứu:
 Tóm tắt cơng nghệ, ngun lý và các mơ hình sử dụng cơng nghệ đất nghập nước
nhân tạo cho quá trình xử lý nước thải trên thế giới và áp dụng tại việt nam.
 Nghiên cứu tình hình ơ nhiễm nước, thành phần nước thải chăn nuôi, nước thải từ
hầm biogas.
 Nghiên cứu, đánh giá đề xuất thiết kế mơ hình xử lý nước thải từ hầm biogas của
trang trại chăn nuôi bằng đất ngập nước nhân tạo.
Phạm vi nghiên cứu
 Đề tài nghiên cứu các mơ hình áp dụng đất ngập nước nhân tạo cho quá trình xử lý
nước thải. Đề tài được tiến hành trong thời gian 1 tháng: tháng 9/2017
Phương pháp nghiên cứu:
Đề tài tiến hành chủ yếu dựa trên phương pháp phân tích và tổng hợp tài liệu các dự án,
nghiên cứu có liên quan đến sử dụng đất ngập nước nhân tạo
Ý nghĩa khoa học:

Đề tài tạo cơ sở lý thuyết, tiền đề cho các nghiên cứu chuyên sâu và áp dụng thực
tiễn cho xử lý nước thải bằng đất ngập nước nhân tạo.
GVHD: TS. Trịnh Trường Giang

2

HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo


ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ
HẦM BIOGAS
Ý nghĩa thực tiễn:
Áp dụng cho các trang trại chăn ni chưa có trang bị hệ thống xử lý nước thải
hoặc nước thải qua hệ thống biogas chưa đạt tiêu chuẩn xả thải. Đem đến biện pháp xử
lý khả thi và mang tính kinh tế.

GVHD: TS. Trịnh Trường Giang

3

HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo


ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ
HẦM BIOGAS

CHƯƠNG 1
Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC
1.1 Ô nhiễm mơi trường và ơ nhiễm mơi trường nước:
Ơ nhiễm môi trường là sự biến đổi của các thành phần môi trường không phù hợp

với quy chuẩn kỹ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng xấu đến
con người và sinh vật (khoản 8 Điều 3 Luật Bảo vệ môi trường năm 2014).
Hiến chương châu Âu về nước đã định nghĩa: "Ô nhiễm nước là sự biến đổi nói
chung do con người đối với chất lượng nước, làm nhiễm bẩn nước và gây nguy hiểm
cho con người, cho công nghiệp, nông nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho động vật
ni và các lồi hoang dã".
Hiện tượng ô nhiễm nước xảy ra khi các loại hoá chất độc hại, các loại vi khuẩn
gây bệnh, virut, kí sinh trùng phát sinh từ các nguồn thải khác nhau như chất thải công
nghiệp từ các nhà máy sản xuất, các loại rác thải của các bệnh viện, các loại rác thải
sinh hoạt bình thường của con người hay hố chất, thuốc trừ sâu, phân bón hữu cơ... sử
dụng trong sản xuất nông nghiệp được đẩy ra các ao, hồ, sông, suối hoặc ngấm xuống
nước dưới đất mà không qua xử lí hoặc với khối lượng quá lớn vượt quá khả năng tự
điều chỉnh và tự làm sạch của các loại ao, hồ, sông, suối.
1.2 Ảnh hưởng của ô nhiễm môi trường nước:


Nước ngầm: Các cặn lơ lửng trong nước mặt, các chất thải nặng lắng xuống đáy

sông, sau khi phân huỷ, một phần lượng chất được các sinh vật tiêu thụ, một phần thấm
xuống mạch nước bên dưới (nước ngầm) qua đất, làm biến đổi tính chất của loại nước
này theo chiều hướng xấu (do các chất chứa nhiều chất hữu cơ, kim loại nặng…).
 Nước mặt: Do nhiều nguyên nhân khác nhau, gây ra sự mất cân bằng giữa lượng
chất thải ra môi trường nước (rác thải sinh hoạt, các chất hữu cơ,…) và các sinh vật
GVHD: TS. Trịnh Trường Giang

4

HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo

ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ
HẦM BIOGAS
tiêu thụ lượng chất thải này (vi sinh vật, tảo,…) làm cho các chất hữu cơ, chất rắn lơ
lửng,… khơng được phân huỷ, vẫn cịn lưu lại trong nước với khối lượng lớn, dẫn đến
việc nước dần mất đi sự tinh khiết ban đầu, làm chất lượng nguồn nước bị suy giảm
nghiêm trọng.
 Ô nhiễm nước ảnh hưởng trực tiếp đến các sinh vật nước, đặc biệt là vùng sông,
do nước chịu tác động của ô nhiễm nhiều nhất. Nhiều loài thuỷ sinh do hấp thụ các
chất độc trong nước, một số trường hợp gây đột biến gen, tạo nhiều loài mới, một số
trường hợp làm cho nhiều lồi thuỷ sinh chết.
 Ơ nhiễm đất: nước bị ô nhiễm mang nhiều chất vô cơ và hữu cơ thấm vào đất gây
ô nhiễm nghiêm trọng cho đất. Nước ô nhiễm thấm vào đất làm liên kết giữa các hạt
keo đất bị bẻ gãy, cấu trúc đất bị phá vỡ. Làm thay đổi đặc tính lý học, hóa học của đất.
vai trị đệm, tính oxy hóa, tính dẫn điện, dẫn nhiệt của môi trường đất thay đổi mạnh.
Thành phần chất hữu cơ giảm nhanh làm khả năng giữ nước và thoát nước của đất bị
thay đổi. Sự thay đổi thành phần Ion trong đất cũng làm thay đổi tính chất của đất.
 Gây ơ nhiễm khơng khí: Ơ nhiễm môi trường nước không chỉ ảnh hưởng đến con
người, đất, nước mà cịn ảnh hưởng đến khơng khí. Các hợp chất hữu cơ, vô cơ độc hại
trong nước thải thông qua vịng tuần hồn nước, theo hơi nước vào khơng khí làm cho
mật độ bụi bẩn trong khơng khí tăng lên. Khơng những vậy, các hơi nước này cịn là
giá bám cho các vi sinh vật và các loại khí bẩn cơng nghiệp độc hại khác. Một số chất
khí được hình thành do quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ trong nước thải như
SO2, CO2, CO,… ảnh hưởng nghiêm trọng đến mơi trường khí quyển và con người.
 Ô nhiễm nước là môi trường phát sinh và truyền nhiễm gây nên các bệnh mãn
tính và cấp tính cho con người như tiêu chảy, viêm màng kết, ngộ độc, ung thư do các
chất độc hại tồn tại trong nước
1.3 Ngun nhân gây ơ nhiễm mơi trường nước:


Ơ nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên: Là do mưa,tuyết tan, lũ lụt, gió bão… hoặc

do các sản phẩm hoạt sống của sinh vật, kể cả xác chết của chúng. Cây cối, sinh vật

GVHD: TS. Trịnh Trường Giang

5

HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo


ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ
HẦM BIOGAS
chết đi, chúng bị vi sinh vật phân hủy thành chất hữu cơ. Ô nhiễm nước do các yếu tố
tự nhiên (núi lửa, xói mịn, bão, lụt,...) có thể rất nghiêm trọng, nhưng khơng thường
xun, và khơng phải là ngun nhân chính gây suy thối chất lượng nước tồn cầu.
 Ơ nhiễm nước có nguồn gốc nhân tạo: Nước thải sinh hoạt là nước thải phát sinh
từ các hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, cơ quan trường học, chứa các chất thải trong
quá trình sinh hoạt, vệ sinh của con người. Thành phần cơ bản của nước thải sinh hoạt
là các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học (cacbohydrat, protein, dầu mỡ), chất dinh
dưỡng (photpho, nitơ), chất rắn và vi trùng. Tùy theo mức sống và lối sống mà lượng
nước thải cũng như tải lượng các chất có trong nước thải của mỗi người trong một ngày
là khác nhau. Nhìn chung mức sống càng cao thì lượng nước thải và tải lượng thải càng
cao.
Nước thải công nghiệp từ các cơ sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ cơng nghiệp,
giao thơng vận tải khơng có thành phần cơ bản giống nhau, mà phụ thuộc vào ngành
sản xuất cơng nghiệp cụ thể. Ví dụ: nước thải của các xí nghiệp chế biến thực phẩm
thường chứa lượng lớn các chất hữu cơ; nước thải của các xí nghiệp thuộc da ngồi các
chất hữu cơ cịn có các kim loại nặng, sulfua,... Các chỉ tiêu ô nhiễm nước chính
thường được sử dụng để so sánh là COD (nhu cầu oxy hóa học), BOD5 (nhu cầu oxy
sinh hóa), SS (chất rắn lơ lửng). Ngồi các nguồn gây ơ nhiễm chính như trên thì cịn

có các nguồn gây ơ nhiếm nước khác như từ y tế hay từ các hoạt động sản xuất nơng,
lâm, ngư nghiệp của con người…
1.4 Tình hình ơ nhiễm nước
1.4.1 Ơ nhiễm nước trên thế giới
Ơ nhiễm nước đang là vấn đề đáng báo động trên thế giới hiện nay. Đặc biệt là ở
các nước đang phát triển đã xả thải ra môi trường lượng chất độc hại làm cho nguồn
nước ở đây bị ô nhiễm nặng nề. Ví dụ tại Sukinda, Ấn Độ các nữ công nhân phải tiếp
xúc với nước nhiễm kim loại nặng thường xun. Dẫn đến hậu quả là tình trạng vơ sinh
GVHD: TS. Trịnh Trường Giang

6

HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo


ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ
HẦM BIOGAS
và thai nhi bị dị tật và chết lưu. Hàm lượng thủy ngân trong nước ngầm ở Vapi Ấn Độ
cao gấp 96 lần so với tiêu chuẩn sức khỏe do tổ chức y tế thế giới quy định. Năm 1984,
Bhopal, Ấn Độ xảy ra sự cố tại nhà máy thuốc trừ sâu Union Carbide India và thải ra
mô trường. Năm 2000, tại nạn hầm mỏ tại công ty Aurul, Rumani thải ra 100 tấn
Xianua và kim loại nặng vào dịng sơng ở Baia Mare làm chết hàng loạt các loài thủy
sản tổn hại hệ thực vật và thiếu nước sạch ảnh hưởng 2,5 triệu người.
1.4.2 Ô nhiễm nước tại Việt Nam
Tại Việt Nam, với tốc độ công nghiệp hóa hiện đại hóa cao, dù đã có nhiều cố
gắng trong chính sách và pháp luật về bảo vệ mơi trường nhưng tình trạng ơ nhiễm
nước vẫn là vấn đề hàng đầu. Các cơ sở sản xuất gây ô nhiễm mơi trường nước do chưa
có hệ thống xử lý nước thải hoặc chưa vận hành đúng. Ví dụ nước thải ngành dệt may,
giấy và bột giấy nước thải có tính kiềm pH 9-11, chỉ số oxy sinh hố BOD và nhu cầu
oxy hóa học COD cao lên đến 700 mg/l và 2.500 mg/l, cùng hàm lượng rắn lơ lửng SS

cao nhiều lần giới hạn cho phép. Song song đó là các gốc xyanua (CN-) và các kim loại
nặng như chì (Pb), thủy ngân (Hg), Asen (As) v…v.Tại các khu đơ thị lớn, điển hình là
Thành phố Hồ Chí Minh và Thủ đô Hà nội, nước thải sinh hoạt chưa có hệ thống xử lý
tập trung mà xả thải trực tiếp ra nguồn tiếp nhận (mương, kênh, hồ, sông ). Các cơ sở
sản xuất chăn ni khơng có xử lý nước thải làm ơ nhiễm nước nghiêm trọng. Tình
trạng này cịn diễn ra tại các đơ thị khác như Hải Phịng, Huế, Đà Nẵng nơi tập trung
đơng dân cư.

GVHD: TS. Trịnh Trường Giang

7

HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo


ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ
HẦM BIOGAS

CHƯƠNG 2
ĐẤT NGẬP NƯỚC VÀ ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO
2.1 Đất ngập nước và đất ngập nước nhân tạo:
Theo công ước Ramsar (1971) đất ngập nước được định nghĩa như sau: "Đất ngập
nước được coi là các vùng đầm lầy, than bùn hoặc vùng nước dù là tự nhiên hay nhân
tạo, ngập nước thường xuyên hoặc từng thời kỳ, là nước tĩnh, nước chảy, nước ngọt,
nước lợ hay nước mặn, bao gồm cả những vùng biển mà độ sâu mực nước khi thủy
triều ở mức thấp nhất không vượt quá 6m."
Theo Cowardin (1979): “Đất ngập nước là khu vực sinh thái chuyển tiếp giữa đất
và hệ thống nước, và nước là yếu tố trội có thường xuyên trong hệ thống, đất được bao
phủ bởi tầng nước nông”.
Theo Lê Văn Khoa (2005) đất ngập nước có 3 thuộc tính:

1/ Khu vực đảm bảo ni dưỡng chủ yếu thực vật nước;
2/ Không tháo nước thường xuyên, đất ở dạng khử;
3/ Nền không phải chỉ là đất, đá hay sỏi mà phải được bão hoà nước hay được bao
phủ bởi tầng nước nông trong suốt thời kỳ phát triển vụ mùa;
Trong thiên nhiên, đất ngập nước hiện diện ở các vùng trũng thấp như các cánh
đồng lũ, đầm lầy, ao hồ, kênh rạch, ruộng nước, vườn cây, rừng ngập nước mặn hoặc
nước ngọt, các cửa sông tiếp giáp biển. Quá trình xử lý nước thải của đất ngập nước tự
nhiên thường chậm , khơng có sự kiểm sốt và địi hỏi diện tích lớn với hiệu quả khác
nhau để giải quyết vấn đề này các nhà khoa học đã đưa ra khái niệm đất ngập nước
kiến tạo (constructed wetland).

GVHD: TS. Trịnh Trường Giang

8

HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo


ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ
HẦM BIOGAS
Đất ngập nước kiến tạo là hệ thống đất ngập nước được thiết kế và xây dựng
tương tự như vùng đất ngập nước tự nhiên nhưng tăng hiệu quả xử lý nước đồng thời
tiết kiệm, tăng hiệu quả sử dụng diện tích và đồng thời có thể quản lý được quá trình
vận hành.[ CITATION LêA07 \l 1033 ]
Việc xử lý nước thải bằng đất ngập nước kiến tạo đã được áp dụng khoảng 100
năm nay ở Mỹ, châu Âu và gần đây nhất là các nước châu Á, châu Úc. Việc nghiên cứu
đất ngập nước kiến tạo khá nhiều trong khoảng hơn 20 năm nay, đặc biệt là các cơng
trình của Kadlec và Knight (1996), Moshiri (1993), US-EPA (1988),… cho thấy hiệu
quả xử lý các chất ô nhiễm như BOD5, COD, DO, TSS, Photpho, Coliform,…có giảm
đáng kể trong nước thải.

2.2 Chức năng của đất ngập nước
2.2.1. Chức năng sinh thái của đất ngập nước:
 Nạp nước ngầm : nước được thấm từ các vùng đất ngập nước xuống các tầng ngập
nước trong lòng đất, nước được giữ ở đó và điều tiết dần thành dịng chảy bề mặt.
 Bằng cách giữ và điều hoà lượng nước mưa từ đó có thể làm giảm lũ ở vùng hạ lưu.
 Ổn định vi khí hậu : do chu trình trao đổi chất và nước trong các hệ sinh thái, nhờ
lớp phủ thực vật của đất ngập nước làm cho vi khí hậu địa phương được ổn định
 Chống sóng, bão, ổn định bờ biển và chống xói mịn : nhờ lớp phủ thực vật có tác
dụng làm giảm sức gió của bão và bào mịn đất của dịng chảy bề mặt.
 Xử lý, giữ lại chất cặn, chất độc, chất ô nhiễm : vùng đất ngập nước được coi như là
bể lọc tự nhiên, có tác dụng giữ lại các chất lắng đọng và chất độc.
 Sản xuất sinh khối : rất nhiều vùng đất ngập nước là nơi sản xuất và xuất khẩu sinh
khối làm nguồn thức ăn cho các sinh vật thủy sinh, các loài động vật.
 Giao thông thủy : hầu hết sông, kênh, rạch, các vùng hồ chứa nước lớn, vùng ngập
lụt thường xuyên hay theo mùa,… đặc biệt là vùng đồng bằng sông Cửu Long, vận
chuyển thủy đóng vai trị hết sức quan trọng trong đời sống cũng như phát triển kinh tế
của các cộng đồng dân cư địa phương.

GVHD: TS. Trịnh Trường Giang

9

HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo


ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ
HẦM BIOGAS
 Giải trí, du lich : các khu bảo tồn đất ngập nước như Tràm Chim ( Đồng Tháp), và
Xuân Thuỷ (Nam Định), nhiều vùng cảnh quan đẹp như Bích Động và Vân Long, hiều
đầm phá ven biển miền Trung… thu hút nhiều du khách đến tham quan giải trí.

2.2.2. Chức năng kinh tế
 Tài nguyên rừng : các loài động vật thường rất phong phú, tạo nên nguồn tài nguyên
thiên nhiên phong phú, có thể khai thác để phục vụ lợi ích kinh tế.
 Thuỷ sản : các vùng đất ngập nước là môi trường sống và là nơi cung cấp thức ăn
cho các loài thủy sinh có giá trị kinh tế cao như cá, tơm, cua, động vật thân mềm…
 Tài nguyên cỏ và tảo biển : đất ngập nước ven biển có những loại tảo, cỏ biển là
nguồn thức ăn của nhiều loài thủy sinh vật, người và gia súc,phân bón và dược liệu…
 Sản phẩm nông nghiệp : các ruộng lúa nước chuyên canh hoặc xen canh với các cây
hoa màu khác đã tạo nên nhiều sản phẩm quan trọng khác của vùng đất ngập nước.
 Cung cấp nước ngọt : nhiều vùng đất ngập nước là nguồn cung cấp nước ngọt cho
sinh hoạt, cho tưới tiêu, cho chăn nuôi gia súc và sản xuất công nghiệp.
 Tiềm năng năng lượng : than bùn là một nguồn nhiên liệu quan trọng, các đập, thác
nước cũng là nguồn cung cấp năng lượng.
2.2.3. Giá trị đa dạng sinh học
 Giá trị đa dạng sinh học là thuộc tính đặc biệt và quan trọng của đất ngập nước.
Nhiều vùng đất ngập nước là nơi cư trú rất thích hợp của các lồi động vật hoang dã,
đặc biệt là lồi chim nước, trong đó có nhiều lồi chim di trú.
 Chỉ riêng hệ sinh thái rừng ngập mặn vùng cửa sông ven biển, một kiểu hệ sinh thái
được tạo thành bởi môi trường trung gian giữa biển và đất liền, là một hệ sinh thái có
năng suất cao.
2.3 Một số loại vùng đất ngập nước:
 Đất ngập nước mặn:

GVHD: TS. Trịnh Trường Giang

10

HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo

ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ
HẦM BIOGAS
+Thuộc biển: Thuỷ vực nông bao gồm cả vịnh và eo biển. Thảm thực vật thuỷ sinh
(rong, cỏ biển), rạn san hô,bờ biển đá gồm vách đá và bờ đá, bãi đá, bãi cát, bãi bùn,
bãi có rừng ngập mặn, bãi có cỏ, cói, lau sậy, đầm lầy mặn.
+Thuộc cửa sông: Nước vùng cửa sông: bãi cát, bãi bùn, bãi có cỏ, cói lau, sậy, bãi có
rừng ngập mặn, dừa nước, dừa nước, đầm lầy.
+Thuộc đầm phá,hồ nước mặn: Đầm phá nước mặn, nước lợ, hồ nước mặn, nước lợ.
 Đất ngập nước ngọt:
+Thuộc sông suối, kênh rạch: Sơng suối, kênh rạch có nước thường xun, thác
nước,vùng Châu thổ sơng, sơng suối, kênh rạch có nước theo mùa, đồng bằng ngập
nước theo mùa.
+Thuộc ao hồ: Ao hồ có nước thường xuyên, ao hồ có nước theo mùa, vùng trũng ven
ao hồ ngập nước theo mùa.
+Thuộc đầm lầy: Đầm lầy nước ngọt thường xuyên, đầm lầy nước ngọt theo mùa, đất
than bùn, suối phun nước ngọt và đất ngập nước ở các ô trũng trên núi, đầm lầy có
rừng cây chịu ngập úng(rừng tràm), đầm lầy có rừng cây bụi.
 Đất ngập nước nhân tạo:
+Đất nuôi trồng thuỷ sản: Đất nuôi trồng thuỷ sản ở vùng bãi bồi cửa sông, ven biển.
Đất trồng thuỷ sản ở vùng ngập mặn. Đất nuôi trồng thuỷ sản ở đất ruộng lúa.Đất nuôi
trồng thuỷ sản ở trên cát. Nuôi ở hồ ao,sông cụt, đấu, thùng đào.
+Đất canh tác nông nghiệp: Đất trồng lúa được tưới nước, đất trồng lúa ở vùng trũng.
+Đất công nghiệp: khu vực khai thác, đào bới,nơi xử lý nước thải.
+Hồ chứa nước và hệ thống đập, kênh dẫn nước.

GVHD: TS. Trịnh Trường Giang

11

HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo

ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ
HẦM BIOGAS
2.4 Lịch sử sử dụng đất ngập nước để làm sạch nước.
Trên thế giới, đất ngập nước được sử dụng để cải thiện chất lượng nước đã được
biết đến vào những thập kỷ 20 của thế kỷ trước, nhưng hầu hết là các đất ngập nước tự
nhiên [ CITATION USE99 \l 1033 ] Những nghiên cứu xây dựng đất ngập nước để xử
lý nước thải bắt đầu vào những năm 1950 ở Đức (trích dẫn bởi Vymazal 2008), ở Hoa
kỳ vào những năm 1970 đến 1980 và phát triển mạnh trong những năm 1990, người ta
xây dựng nhiều hệ thống xử lý nước thải bằng đất ngập nước và áp dụng rộng rải
không chỉ để xử lý nước thải đơ thị mà cịn để xử lý nước thải cho các khu cơng
nghiệp vùng khai khống và nước thải nông nghiệp.
Bãi lọc trồng cây ở Bắc Âu miền bắc Thụy Điển, bãi lọc trồng cây ngập nước
được sử dụng để xử lý bổ sung nước thải sau các trạm xử lý đô thị. Nghiên cứu của J.L.
Andersson, S. Kallner Bastviken và K. S. Tonderski đã đánh giá hoạt động trong 3 – 8
năm của bốn bãi lọc trồng cây quy mơ lớn( diện tích 20 – 28 ha). Các bãi lọc hoạt động
khá ổn định, loại bỏ 0,7-1,5 tấn N/ha.năm. Lượng P bị khử cũng biến đổi trong khoảng
10 đến 41 kg/ha.năm, phụ thuộc vào các giá trị tải trọng khác nhau. [ CITATION
JLA05 \l 1033 ].
Ở Na Uy, bãi lọc trồng cây dòng chảy ngầm đã được xây dựng để xử lý nước thải
sinh hoạt vào năm 1991. Ngày nay vùng nông thôn Nauy áp dụng hệ thống gồm bể tự
hoại, tiếp đến là một bể lọc sinh học hiếu khí dịng chảy thẳng đứng và một bãi lọc
ngầm trồng cây với dòng chảy ngang. Hệ thống được thiết kế theo tiêu chuẩn hiện hành
cho phép đạt hiệu suất khử P ổn định > 90% Hiệu suất loại bỏ N khoảng 40-60%. Hiệu
quả loại bỏ các vi khuẩn chỉ thị rất cao, thường đạt tới < 1000 coliform chịu nhiệt/ 100
ml[ CITATION Pet05 \l 1033 ].
Tại Việt Nam, các nghiên cứu và áp dụng đã được thực hiện và đem lại hiệu quả
như: Nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt bằng bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy
thẳng đứng trong điều kiện Việt Nam do PGS.TS. Nguyễn Việt Anh và nhóm nghiên

GVHD: TS. Trịnh Trường Giang

12

HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo


ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ
HẦM BIOGAS
cứu thực hiện. Kết quả nghiên cứu cho thấy kết quả về hiệu quả loại bỏ các chất ô
nhiễm như : với sơ đồ bậc 1, chất lượng nước đầu ra sau bể lọc trồng cây cho phép đạt
tiêu chuẩn nước loại B đối với các chỉ tiêu COD, SS, TP. Với sơ đồ bậc 2 nối tiếp, chất
lượng nước đầu ra sau bể lọc trồng cây đạt tiêu chuẩn nước loại A với các chỉ tiêu
COD, SS, TP. Tuy nhiên, với chế độ luôn ngập nước, chỉ tiêu NH4-N và vi sinh vật
trong nước còn vượt quá tiêu chuẩn. (Nguyễn Việt Anh, 2005)
Nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt bằng mơ hình hồ thủy sinh ni bèo lục
bình của Phạm Khánh Huy, Nguyễn Phạm Hồng Liên, Trường Đại học Bách khoa Hà
Nội đạt hiệu quả xử lý 90-95%COD, BOD 5 đạt 70% Phốt pho, 78% Nito nước thải sau
xử lý đạt loai A theo QCVN 14:2008/BTNMT và QCVN 40:2011/BTNMT.
[ CITATION Phạ12 \l 1033 ]
Ngô Thị Diễm Trang và Hans Brix đã tiến hành nghiên cứu áp dụng xử lý nước
tải sinh hoạt bằng hệ thống đất ngập nước kiến tạo nền cát vận hành mức tải nạp thủy
lực cao. Kết quả nghiên cứu cho thấy sử dụng cây Sậy với nền cát dòng chảy ngầm
ngang với khả năng xử lý BOD 41-71%, COD là 68-84%. Chất lượng nước đầu ra đạt
chuẩn xả thải vào nguồn nước mặt[ CITATION Han12 \l 1033 ].
Áp dụng đất ngập nước kiến tạo trong xử lý nước thải ao nuôi cá nước ngọt của
tác giả Lê Anh Tuấn năm 2007 cho thấy thơng số BOD 5 và COD đều có hiệu suất xử lý
là trên 85%, riêng độ đục và tổng coliform đạt 96% [ CITATION LêA07 \l 1033 ].
2.5 Các loại hình đất ngập nước nhân tạo
Các hệ thống bãi lọc khác nhau bởi dịng chảy, mơi trường và các loài thực vật

trồng trên bãi lọc. Một cách tổng quát ta có thể phân loại bãi lọc trồng cây thành hai
loại:

GVHD: TS. Trịnh Trường Giang

13

HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo


ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ
HẦM BIOGAS
2.5.1 Bãi lọc trồng cây ngập nước(FWS)
Hệ thống này mô phỏng một đầm lầy hay đất ngập nước tự nhiên. Dưới đáy bãi lọc
là một lớp đất sét tự nhiên hay nhân tạo, hoặc rải một lớp vải nhựa chống thấm. Trên
lớp chống thấm là đất hoặc vật liệu phù hợp cho sự phát triển của thực vật có thân nhơ
lên khỏi mặt nước. Dịng nước nước thải chảy ngang trên bề mặt lớp vật liệu lọc. Hình
dạng bãi lọc này thường là kênh dài hẹp, vận tốc dịng chảy chậm.

Hình 2.1: Bãi lọc trồng cây dịng chảy mặt
Đất ngập nước kiến tạo có dịng chảy mặt điển hình có một hoặc nhiều bể cạn
chứa lớp vật liệu nền để rễ cây có thể bám trụ, phát triển dày 20 ÷ 30cm và chiều sâu
lớp nước 20 ÷ 40 cm. Thực vật nổi dày đặc thường bao phủ hơn 50% diện tích bề mặt .
Mực nước vận hành phổ biến nhất là 0,3 m. Dưới đáy được thiết kế lớp chống thấm
nhằm hạn chế sự rò rỉ, thất thốt nước. Dịng nước thải sẽ được cho chảy ngang qua
lớp vật liệu lọc. Có khả năng triển khai mở rộng kích thước từ thấp hơn 1 ha cho đến
lớn hơn 1.000 ha.
2.5.2 Bãi lọc trồng cây dòng chảy ngầm hay bãi lọc ngầm trồng cây
- Hệ thống này chỉ mới xuất hiện gần đây và được biết đến với các tên gọi khác
nhau như lọc ngầm trồng cây, hệ thống xử lý với vùng rễ , bể lọc với vật liệu sỏi trồng

sậy hay bể lọc vi sinh và vật liệu . Cấu tạo của bãi lọc ngầm trồng cây về cơ bản cũng

GVHD: TS. Trịnh Trường Giang

14

HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo


ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ
HẦM BIOGAS
gồm các thành phần tương tự như bãi lọc trồng cây ngập nước nhưng nước thải chảy
ngầm trong phần lọc của bãi lọc. Lớp lọc, nơi thực vật phát triển trên đó, thường gồm
có đất, cát, sỏi, đá dăm và được xếp theo thứ tự từ trên xuống dưới, giữ độ xốp của lớp
lọc, kích thước sỏi hay đá được sử dụng phổ biến khoảng 10 ÷ 20mm. Bề dày lớp vật
liệu dao động từ 0,6 ÷ 1 m.
Phân loại dịng chảy có thể có dạng chảy từ dưới lên, từ trên xuống dưới hoặc
chảy theo phương nằm ngang.

Hình 2.2: Cấu tạo hệ thống đất ngập nước có dịng chảy ngầm theo chiều ngang
(Cooper và cộng sự, 1996)

Hình 2.3: Cấu tạo hệ thống đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm theo chiều đứng
(Cooper và cộng sự, 1996)
- Khi chảy qua lớp vật liệu lọc, nước thải được lọc sạch nhờ tiếp xúc với bề mặt của
các hạt vật liệu lọc và vùng rễ của thực vật trồng trong bãi lọc. Vùng ngập nước thường
thiếu oxy, nhưng thực vật của bãi lọc có thể vận chuyển một lượng oxy đáng kể tới hệ

GVHD: TS. Trịnh Trường Giang

15

HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo


ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ
HẦM BIOGAS
thống rễ tạo nên tiểu vùng hiếu khí cạnh rễ và vùng rễ. cũng có một vùng hiếu khí
trong lớp lọc sát bề mặt tiếp giáp giữa đất và khơng khí.
- Bãi lọc ngầm trồng cây dịng chảy ngang có khả năng xử lý chất hữu cơ và rắn lơ
lửng tốt, nhưng khả năng xử lý các chất dinh dưỡng lại thấp, do điều kiện thiếu oxy, kị
khí trong các bãi lọc khơng cho phép nitrat hố amoni nên khả năng xử lý nitơ bị hạn
chế. Xử lý phốtpho cũng bị hạn chế do các vật liệu lọc được sử dụng (sỏi, đá dăm) có
khả năng hấp phụ kém.
2.6. Phân loại các nhóm thực vật thuỷ sinh
Thực vật thuỷ sinh là những lồi có khả năng thích nghi cao với môi trường sống
ngập trong nước và một số trong các lồi đó có khả năng xử lý các chất ô nhiễm trong
nguồn nước với hiệu quả rất cao. Thực vật thuỷ sinh được sử dụng để cử lý nước ơ
nhiễm có thể chia làm 3 loại : nhóm thực vật ngập nước, nhóm thực vật trơi nổi, nhóm
thực vật nữa ngập nước.
2.6.1 Nhóm thực vật thuỷ sinh ngập nước
- Là những thực vật sống trong lòng nước (phát triển dưới mặt nước). Đặc điểm
quan trọng của các loài thực vật ngập nước là chúng tiến hành quang hợp hay các q
trình trao đổi chất hồn tồn trong nước.
2.6.2 Nhóm thực vật trơi nổi
- Thực vật trơi nổi phát triển rất nhiều ở các nước trong vùng nhiệt đới. Các loài
thực vật này phát triển trên bề mặt nước, bao gồm hai phần, phần lá và thân mềm nổi
trên bề mặt nước. Đây là phần nhận ánh sáng mặt trời trực tiếp. Phần dưới nước là rễ,
rễ các lồi thực vật này là rễ chùm.
- Nhóm thực vật này bao gồm ba lồi sau : bèo lục bình(water hyacinth), bèo tấm

(duck week), rau diếp nước( water lettuce). Rễ của các loài thực vật này như những

GVHD: TS. Trịnh Trường Giang

16

HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo


ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ
HẦM BIOGAS
giá thể để vi sinh vật bám và, phân huỷ hay tiến hành q trình vơ cơ hố các chất hữu
cơ trong nước thải. Thực vật trơi nổi có khả năng xử lý các chất ơ nhiễm rất cao.
2.6.3 Nhóm thực vật nửa ngập nước
- Đây là lồi thực vật có rễ bám vào đất và một phần thân ngập trong nước. Một
phần thân và toàn bộ lá của chúng lại nhô hẳn trên bề mặt nước. Phần rễ bám vào đất
ngập trong nước, nhận các chất dinh dưỡng có trong đất, chuyển chúng lên lá trên mặt
nước để tiến hành quá trình quang hợp. Việc làm sạch mơi trường nước đối với các lồi
thực vật này chủ yếu ở phần lắng ở đáy lưu vực nước. Các lồi thân cỏ thuộc nhóm này
bao gồm : cỏ đuôi mèo( cattails), sậy (reed), cỏ lõi bấc(bulrush).
Bảng 2.1: Danh sách một số thực vật thuỷ sinh tiêu biểu
Loại

Thực vật thủy
sinh sống chìm

Thực vật thủy
sinh sống trơi
nổi

Tên thơng
thường

Tên khoa học

Hydrilla

Hydrilla
Verticillata

Water Milfoil

Myriophyllum
spicatum

Blyxa

Blyxa aubertii

Lục bình(bèo tây)

Eichhornia
crassipes

Bèo tấm

Wolfia arrhiga

Bèo tai tượng

Pistia stratiotes

Salvinia

Salvinia spp

GVHD: TS. Trịnh Trường Giang

17

Hình ảnh

HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo


ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ
HẦM BIOGAS

Thực vật thủy
sinh nữa ngập
nước

Cattails

Typha spp

Bulrush

Scirpus spp

Sậy

Phragmites
communis

Bảng 2.2: Nhiệm vụ của các loài thực vật thủy sinh trong hệ thống xử lý
Phần cơ thể

Nhiệm vụ

Rễ và/hoặc thân

Làm giá bám cho vi khuẩn phát triển
Lọc và hấp thu chất rắn
Hấp thụ ánh sáng mặt trời do đó ngăn cản sự phát triển của
tảo
Làm giảm ảnh hưởng của gió lên bề mặt xử lý
Làm giảm sự trao đổi giữa nước và khí quyển
Chuyển oxy từ lá xuống rễ

Thân và/hoặc lá ở
mặt nước hoặc phía
trên mặt nước

2.7 Cơ chế các quá trình xử lý
Các hệ thống đất ngập nước loại bỏ được nhiều chất gây ô nhiễm bao gồm: các
chất hữu cơ, các chất rắn lơ lửng, nitơ, photpho, kim loại nặng và các vi sinh vật gây
bệnh. Các chất được loại bỏ khỏi nước thải trực tiếp hoặc gián tiếp thơng qua các q
trěnh vật lý, hóa học và sinh học.
-Vật lý: Lắng do trọng lực: Các hạt được lọc cơ học khi nước chảy qua lớp lọc,

qua tầng rễ; Lực hấp dẫn giữa các phần tử; Sự bay hơi NH3 từ nước thải.
-Hóa học: Tạo thành các hợp chất; Hấp phụ trên bề mặt lớp lọc và bề mặt thực
vật; Phân hủy hoặc biến đổi của các hợp chất kém bền bởi các tác nhân như tia tử
ngoại, oxy hóa ...

GVHD: TS. Trịnh Trường Giang

18

HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo


ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ
HẦM BIOGAS
-Sinh học: Các chất hữu cơ hòa tan được phân hủy bởi các vi sinh vật đáy và vi
sinh vật bám dính trên thực vật. Có sự nitrat hóa và phản nitrat hóa do tác động của vi
sinh vật; Dưới các điều kiện thích hợp, một khối lượng đáng kể các chất ô nhiễm sẽ
được thực vật hấp thụ; Sự phân hủy tự nhiên của các chất hữu cơ trong môi trường.
2.7.1 Loại bỏ các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học.
Trong các bãi lọc, phân huỷ sinh học đóng vai trị lớn nhất trong việc loại bỏ các
chất hữu cơ dạng hoà tan hay dạng keo có khả năng phân huỷ sinh học (BOD) có trong
nước thải. BOD cịn lại cùng các chất rắn lắng được sẽ bị loại bỏ nhờ quá trình lắng
Phân hủy sinh học xảy ra khi các chất hữu cơ hoà tan được mang vào lớp màng vi sinh
bám trên phần thân ngập nước của thực vật, hệ thống rễ và những vùng vật liệu lọc
xung quanh, nhờ quá trình khuếch tán. Vai trị của thực vật trong bãi lọc là cung cấp
mơi trường thích hợp cho vi sinh vật thực hiện quá trình phân hủy sinh học (hiếu khí)
cư trú. Vận chuyển oxy vào vùng rễ để cung cấp cho q trình phân hủy sinh học hiếu
khí trong lớp vật liệu lọc và bộ rễ.

GVHD: TS. Trịnh Trường Giang

19

HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo


ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ
HẦM BIOGAS
Hình 2.4: Đường đi của BOD/Cacbon trong đất ngập nước
2.7.2 Loại bỏ chất rắn
Cơ chế lắng trọng lực vì hệ thống có thời gian lưu nước dài. Chất rắn khơng lắng
được, chất keo có thể được loại bỏ thơng qua cơ chế lọc (nếu có sử dụng cát lọc), lắng
và phân hủy sinh học (do sự phát triển của vi sinh vật), hút bám, hấp phụ lên các chất
rắn khác (thực vật, đất, cát, sỏi…) nhờ lực hấp dẫn Van De Waals, chuyển động Brown.
Đối với sự hút bám trên lớp nền, một thành phần quan trọng của bãi lọc ngầm.
- Các cơ chế xử lý trong hệ thống này phụ thuộc rất nhiều vào kích thước và tính
chất của các chất rắn có trong nước thải và các dạng vật liệu lọc được sử dụng.

Hình 2.5: Đường đi của các hạt rắn trong đất ngập nước
2.7.3 Loại bỏ Nitơ
Nitơ được loại bỏ trong các bãi lọc chủ yếu nhờ 3 cơ chế: Nitrat hoá/khử nitơ, sự
bay hơi của amoniăc(NH3)và sự hấp thụ của thực vật.
GVHD: TS. Trịnh Trường Giang

20

HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo