Khảo sát khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của bèo tấm (lemna minor)

  • Số trang: 86 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 27 |
  • Lượt tải: 0
minhtuan

Đã đăng 15929 tài liệu

Mô tả:

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƢỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG KHẢO SÁT KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT CỦA BÈO TẤM (Lemna minor) Cán bộ hƣớng dẫn: Sinh viên thực hiện: Nguyễn Trƣờng Thành Nguyễn Thị Thu Vân Nguyễn Thị Ngọc Hân MSSV: 1110811 Bùi Phƣơng Thảo MSSV: 1110862 Cần Thơ, tháng 05/ 2015 NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ……………………………………………………… Cần thơ, ngày…….tháng…….năm 2014 Cán bộ hƣớng dẫn LỜI CẢM TẠ Trong suốt quá trình thực hiện đề tài, chúng em đã gặp khó khăn về nhiều mặt. Tuy nhiên, với sự ủng hộ về tinh thần từ gia đình cùng sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy cô, bạn bè đã giúp chúng em hoàn thành luận văn theo đúng tiến độ. Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cha mẹ cũng những ngƣời thân trong gia đình đã luôn động viên, chăm sóc tạo mọi điều kiện trong suốt thời gian thực hiện đề tài để chúng em có thể bố trí mô hình thí nghiệm và thực hiện tốt luận văn. Xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Trƣờng Thành và cô Nguyễn Thị Thu Vân cán bộ hƣớng dẫn đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ truyền đạt kinh nghiệm, cung cấp tài liệu cũng nhƣ tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để chúng em có thể hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp của mình. Xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô bộ môn Kỹ Thuật Môi Trƣờng – Khoa Môi Trƣờng và Tài Nguyên Thiên Nhiên – Trƣờng Đại Học Cần Thơ đã tận tình giúp đỡ, hƣớng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho chúng em thực hiện đề tài. Xin gửi lời cám ơn thân ái đến các bạn lớp Kỹ Thuật Môi Trƣờng K37 cùng các anh chị các khóa trƣớc đã giúp đỡ nhiệt tình, quan tâm ủng hộ về mặt tinh thần trong suốt quá trình thực hiện luân văn. Trong thời gian thực hiện đề tài, do kiến thức của bản thân còn nhiều hạn chế nên không thể tránh khỏi những sai sót nhất định. Chúng em rất mong nhận đƣợc sự đóng góp ý kiến của quý Thầy Cô và các bạn để luận văn đƣợc hoàn thiện hơn. TÓM TẮT ĐỀ TÀI Đề tài: Khảo xác khả năng xử lý nƣớc thải sinh hoạt của bèo tấm (Lemna minor) đƣợc thực hiện tại nông hộ gia đình thuộc xã Đông Phƣớc A, huyện Châu Thành tỉnh Hậu Giang. Mô hình đƣợc bố trí qua hai thí nghiệm: thí nghiêm 1: nạp nƣớc một lần pha loãng với hàm lƣợng nitơ bằng 20mg/l (TN1), 40mg/l (TN2), 60mgl (TN3), và không pha loãng hàm lƣợng nitơ là 130mg/l (TN4) cùng các nghiệm thức đối chứng; thí nghiệm 2: nạp nƣớc liên tục không pha loãng. Các thông số theo dõi chất lƣợng nƣớc trƣớc và sau khi xử lý để đánh giá hiệu suất của mô hình là: pH, COD, BOD, TKN, Ptổng và sinh khối bèo sinh ra. Trong quá trình thí nghiệm các chỉ tiêu COD, TKN và Ptổng đƣợc so sánh với QCVN 40:2011/BTNMT; các chỉ tiêu nhƣ BOD sẽ đƣợc so sánh với QCVN 14:2008/BTNMT. Qua kết quả nghiên cứu cho thấy: Thí nghiệm bèo tấm (Lemna minor) xử lý nƣớc thải sinh hoạt nạp nƣớc một lần ở NT4 không pha loãng (100% nƣớc thải sinh hoạt) cho sinh khối cao nhất (212,77 g/m2). Thời gian nhân đôi của bèo tấm trong nạp nƣớc thải sinh hoạt một lần dao động từ 3,42 ÷ 6,19 ngày.   Hàm lƣợng nitơ trong bèo tấm đạt 7,20%. Hàm lƣợng protein thô 45%.  Các chỉ tiêu sinh hóa: Chỉ tiêu SS đầu ra của các nghiệm thức đều đạt loại A QCVN 40:2011/BTNMT hiệu suất xử lý đạt 70% ÷ 85,71%. Kết quả xử lý NH4+ sao khi qua hệ thống kết quả đầu ra của NT1, NT2, NT3 trong thí nghiệm đều đạt A QCVN 40:2011/BTNMT, riêng NT4 chƣa đạt. Hiệu suất xử lý NH4+ với sinh khối bèo của các nghiệm thức đạt 19,79% ÷ 84,27%. Hiệu suất xử lý TKN với sinh khối bèo của các nghiệm thức đạt 91,30% ÷ 95,45%. Kết quả đầu ra của các nghiệm thức đạt loại A QCVN 40:2011/BTNMT. Chỉ tiêu TP của các nghiệm thức đều đạt loại A QCVN 40:2011/BTNMT đầu ra và hiệu suất loại bỏ TP với sinh khối bèo của các nghiệm thức đạt 69,17% ÷ 92%. Chỉ tiêu COD của nƣớc thải sau khi qua hệ thóng xử lý đạt loại A QCVN 40:2011/BTNMT, hiệu suất loại bỏ COD với sinh khối bèo của các nghiệm thức đạt 29,65% ÷ 87,57%. Hiệu suất xử lý BOD với sinh khối bèo của các nghiệm thức đạt 41.94% ÷ 68.92%. Kết quả đẩu ra của các nghiệm thức đều đạt loại A QCVN 14:2011/BTNMT. Thí nghiệm bèo tấm (Lemna minor) xử lý nƣớc thải sinh hoạt nạp nƣớc liên tục đạt sinh khối 345,11 g/m2. Thời gian nhân đôi của bèo tấm trong thí nghiệm nạp nƣớc hàng ngày là 5,73 và 7,09 ngày. Hàm lƣợng nitơ bèo tấm đạt 7,28%. Hàm lƣợng protein thô 45,52%. Chỉ tiêu SS đầu ra của các nghiệm thức đều đạt loại A QCVN 40:2011/BTNMT hiệu suất xử lý đạt 77,78% và 81,31%. Kết quả xử lý NH4+ sao khi qua hệ thống kết quả đầu ra của nghiệm thức trong thí nghiệm đều đạt B QCVN 40:2011/BTNMT. Hiệu suất xử lý NH4+ của nghiệm thức đạt 82,84% và 86,18%. Hiệu suất xử lý TKN của các nghiệm thức đạt 82,91% ÷ 84,16%. Kết quả đầu ra của các nghiệm thức đạt loại A QCVN 40:2011/BTNMT. Chỉ tiêu TP đầu ra của các nghiệm thức đều đạt loại A QCVN 40:2011/BTNMT và hiệu suất loại bỏ TP của các nghiệm thức đạt 87,42% và 73,25%. Chỉ tiêu COD của nƣớc thải sau khi qua hệ thống xử lý đạt loại A QCVN 40:2011/BTNMT, hiệu suất loại bỏ COD của các nghiệm thức đạt 82,64% và 87,20%. Hiệu suất xử lý BOD5 của các nghiệm thức đạt 28,89% và 47,91%. Kết quả đẩu ra của các nghiệm thức đều đạt loại A QCVN 14:2008/BTNMT. LỜI CAM ĐOAN Chúng tôi xin cam kết luận văn này đƣợc hoàn thành dựa trên kết quả nghiên cứu của chúng tôi và các kết quả này chƣa đƣợc dùng cho bất cứ luận văn cùng cấp nào khác. Cần thơ, ngày….. tháng…..năm 2014 Nguyễn Thị Ngọc Hân Bùi Phƣơng Thảo MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN .................................................................... 2 LỜI CẢM TẠ ..................................................................................................................... 3 TÓM TẮT ĐỀ TÀI ............................................................................................................ 4 LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................................. 6 MỤC LỤC .......................................................................................................................... 7 DANH SÁCH BẢNG ................................................... viiError! Bookmark not defined. DANH SÁCH HÌNH ........................................................ Error! Bookmark not defined. DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .......................................... Error! Bookmark not defined. CHƢƠNG I ...................................................................... Error! Bookmark not defined. ĐẶT VẤN ĐỀ................................................................... Error! Bookmark not defined. CHƢƠNG II: LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU ...................... Error! Bookmark not defined. 2.1 NƢỚC THẢI SINH HOẠT......................................... Error! Bookmark not defined. 2.1.1 NGUỒN GỐC PHÁT SINH NƢỚC THẢI SINH HOẠTError! Bookmark not defined. 2.1.2 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƢỚC THẢI SINH HOẠTError! Bookmark not define 2.1.3 TÁC HẠI CỦA NƢỚC THẢI SINH HOẠT ĐẾN CON NGƢỜI VÀ MÔI TRƢỜNG .......................................................................... Error! Bookmark not defined. 2.1.4 CÁC THÔNG SỐ Ô NHIỄM ĐẶC TRƢNG CỦA NƢỚC THẢIError! Bookmark not defi 2.1.5 CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠTError! Bookmark not defined. 2.2 XỬ LÝ NƢỚC THẢI BẰNG THỰC VẬT THỦY SINHError! Bookmark not defined. 2.2.1 GIỚI THIỆU CHUNG ............................................. Error! Bookmark not defined. 2.2.2 CÁC NHÓM THỰC VẬT THỦY SINH CHÍNH ... Error! Bookmark not defined. 2.2.3 THÀNH PHẦN CƠ THỂ CỦA THỰC VẬT THỦY SINHError! Bookmark not defined. 2.2.4 CƠ CHẾ LOẠI BỎ CHẤT Ô NHIỄM TRONG NƢỚC BỞI THỰC VẬT THỦY SINH .................................................................................. Error! Bookmark not defined. 2.3 SƠ LƢỢC VỀ BÈO TẤM .......................................... Error! Bookmark not defined. 2.3.1 HỌ BÈO TẤM VÀ MỘT SỐ CHI TIÊU BIỂU CỦA BÈO TẤMError! Bookmark not defi 2.3.2 PHÂN BỐ CỦA BÈO TẤM .................................... Error! Bookmark not defined. 2.3.3. ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA BÈO TẤM ............. Error! Bookmark not defined. 2.3.4 ĐIỀU KIỆN NUÔI TRỒNG .................................... Error! Bookmark not defined. 2.3.5 ỨNG DỤNG CỦA BÈO TẤM ................................ Error! Bookmark not defined. 2.3.6 CÁC NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƢỚC THẢI BẰNG CÂY BÈO TẤMError! Bookmark not CHƢƠNG 3: PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUError! Bookmark not d 3.1. ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN THỰC HIỆN ............... Error! Bookmark not defined. 3.2 PHƢƠNG PHÁP VÀ PHƢƠNG TIỆN THỰC HIỆN Error! Bookmark not defined. 3.2.1 VẬT LIỆU THÍ NGHIỆM ....................................... Error! Bookmark not defined. 3.2.2 BỐ TRÍTHÍ NGHIỆM ............................................. Error! Bookmark not defined. 3.2.3 PHƢƠNG PHÁP TIẾN HÀNH ............................... Error! Bookmark not defined. 3.2.4 CÁC CHỈ TIÊU THEO DÕI VÀ CÁCH THU MẪUError! Bookmark not defined. 3.2.5 PHƢƠNG PHÁP VÀ PHƢƠNG TIỆN PHÂN TÍCHError! Bookmark not defined. CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................. Error! Bookmark not defined. 4.1 KẾT QUẢ SINH KHỐI BÈO TẤM NẠP MỘT LẦN Error! Bookmark not defined. 4.1.1 SINH TRƢỞNG CỦA BÈO TẤM........................... Error! Bookmark not defined. 4.1.2 DINH DƢỠNG CỦA BÈO TẤM ............................ Error! Bookmark not defined. 4.1.3 CÁC ĐIỀU KIỆN MÔI TRƢỜNG ẢNH HƢỞNG ĐẾN SỰ PHÁT TRIỂN CỦA BÈO TẤM TRONG THÍ NGHIỆM NẠP NƢỚC MỘT LẦNError! Bookmark not defined. 4.1.4 HIỆU SUẤT XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT CỦA BÈO TẤMError! Bookmark not d 4.2 KẾT QUẢ SINH KHỐI BÈO TẤM NẠP LIÊN TỤC Error! Bookmark not defined. 4.2.1 SINH TRƢỞNG CỦA BÈO TẤM........................... Error! Bookmark not defined. 4.2.2 DINH DƢỠNG CỦA BÈO TẤM ............................ Error! Bookmark not defined. 4.2.3 CÁC ĐIỀU KIỆN MÔI TRƢỜNG ẢNH HƢỞNG ĐẾN SỰ PHÁT TRIỂN CỦA BÈO TẤM TRONG THÍ NGHIỆM NẠP NƢỚC LIÊN TỤCError! Bookmark not defined. 4.2.4 HIỆU SUẤT XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT CỦA BÈO TẤMError! Bookmark not d CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................. Error! Bookmark not defined. TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................... Error! Bookmark not defined. PHỤ LỤC ......................................................................... Error! Bookmark not defined. DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1 Đặc tính của nƣớc thải sinh hoạt .................... Error! Bookmark not defined. Bảng 2.2 Tải lƣợng và nồng độ chất bẩn trong nƣớc thải sinh hoạt từ các ngôi nhà hoặc cụm dân cƣ độc lập ................................................. Error! Bookmark not defined. Bảng 2.3Các hợp chất tạo mùi hôi hiện diện trong nƣớc thải chƣa qua xử lýError! Bookmark Bảng 2.4 Ứng dụng của các công trình và thiết bị xử lý cơ học .................................... 8 Bảng 2.5 Các quá trình xử lý hóa học .............................................................................. 9 Bảng 2.6 Các loại bể xử lý ............................................... Error! Bookmark not defined. Bảng 2.7 Một số thủy sinh thực vật tiêu biểu ................ Error! Bookmark not defined. Bảng 2.8 Nhiệm vụ của thực vật thủy sinh trong hệ thống xử lý ................................ 16 Bảng 3.1 Các nghiệm thức thí nghiệm nạp nƣớc thải một lần .................................... 26 Bảng 3.2 Các nghiệm thức thí nghiệm nạp nƣớc thải liên tục .................................... 26 Bảng 4.1 Sinh khối bèo tấm cộng dồn của các nghiệm thức sinh ra theo ngày ......... 31 Bảng 4.2 Thời gian nhân đôi của bèo tấm ở các nghiệm thứcError! Bookmark not defined. Bảng 4.3 Sinh khối bèo tấm của các nghiệm thức ........ Error! Bookmark not defined. Bảng 4.4 Sinh khối bèo tấm của các nghiệm thức ........ Error! Bookmark not defined. Bảng 4.5 % vật chất khô của bèo tấm của các nghiệm thức3Error! Bookmark not defined. Bảng 4.6 % nitơ và % protein thô của bèo tấm của các nghiệm thứcError! Bookmark not de Bảng 4.7 % photpho của bèo tấm của các nghiệm thức .............................................. 35 Bảng 4.8 Nhiệt độ của các nghiệm thức trong 15 ngày ................................................ 36 Bảng 4.9 pH của các nghiệm thức trong 15 ngày ......................................................... 39 Bảng 4.10 Giá trị SS của các nghiệm thức .................................................................... 40 Bảng 4.11 Tải lƣợng SS bị loại bỏ trên 1 gram bèo của các nghiệm thức .................. 42 Bảng 4.12 Giá trị SS của các nghiệm thức .................................................................... 42 Bảng 4.13 Tải lƣợng NH4+ bị loại bỏ trên 1 gram bèo của các nghiệm thức ............. 44 Bảng 4.14 Giá trị TKN của các nghiệm thức ................................................................ 45 Bảng 4.15 Hàm lƣợng TKN bị loại bỏ trên 1 gram bèo của các nghiệm thức ......... 47 Bảng 4.16 Giá trị TP của các nghiệm thức .................................................................... 47 Bảng 4.17 Hàm lƣợng TP bị loại bỏ trên 1 gram bèo của các nghiệm thức.............. 48 Bảng 4.18 Giá trị COD của các nghiệm thức ............................................................... 49 Bảng 4.19 Tải lƣợng COD bị loại bỏ trên 1 gram bèo của các nghiệm thức ............. 50 Bảng 4.20 Giá trị BOD5 của các nghiệm thức .............................................................. 51 Bảng 4.21 Tải lƣợng BOD5 bị loại bỏ trên 1 gram bèo của các nghiệm thức ............ 52 Bảng 4.22 Sinh khối cộng dồn của các nghiệm thức trong 16 ngày ............................ 53 Bảng 4.23 Thời gian nhân đôi của bèo tấm ở các nghiệm thức ................................... 54 Bảng 4.24 Sinh khối bèo tấm tƣơi của các nghiệm thức .............................................. 55 Bảng 4.25 Ẩm độ bèo tấm của các nghiệm thức ........................................................... 55 Bảng 4.26 % nitơ và % protein thô của bèo tấm của các nghiệm thức ..................... 56 Bảng 4.27 % photpho của bèo tấm của các nghiệm thức ............................................ 56 Bảng 4.28 Nhiệt độ của các nghiệm thức trong 16 ngày .............................................. 57 Bảng 4.29 pH của các nghiệm thức trong 15 ngày ....................................................... 59 Bảng 4.30 Giá tri SS của các nghiệm thức .................................................................... 60 Bảng 4.31 Giá trị NH4+ của các nghiệm thức ................................................................ 60 Bảng 4.32 Giá trị TKN của các nghiệm thức ............................................................... 61 Bảng 4.33 Giá trị TP của các nghiệm thức ................................................................... 62 Bảng 4.34 Giá trị COD của các nghiệm thức 63 Bảng 4.35 Giá trị BOD5 của các nghiệm thức .............................................................. 64 DANH SÁCH HÌNH Hình 2.1 Một số thủy sinh thực vật tiêu biểu ........................ Error! Bookmark not defined. Hình 2.2 Cây phân loại họ bèo tấm (Lemnaceae) (LandoltE, 1986)Error! Bookmark not defined. Hình 2.3 Lemna minor ..................................................... Error! Bookmark not defined. Hình 2.4 Spirodela polyrrhiza .......................................... Error! Bookmark not defined. Hình 2.5 Wolffia arhiza.................................................... Error! Bookmark not defined. Hình 2.6 Đƣờng cong tăng trƣởng của bèo tấm ................ Error! Bookmark not defined. Hình 3.1 Mẫu bèo dùng làm thí nghiệm ............................ Error! Bookmark not defined. Hình 3.2 Mô hình thí nghiệm nạp nƣớc một lần ............... Error! Bookmark not defined. Hình 3.3 Mô hình thí nghiệm nạp nƣớc liên tục ........... Error! Bookmark not defined. Hình 3.4 Sơ đồ thí nghiệm nạp nƣớc một lần ............... Error! Bookmark not defined. Hình 3.5 Sơ đồ thí nghiệm nạp nƣớc liên tục ................ Error! Bookmark not defined. Hình 3.6 Thùng xốp dùng cho thí nghiệm .................................................................. 26 Hình 4.1 Xác định diện tích chiếm chỗ bề mặt khung nuôi ......................................... 30 Hình 4.2 Sinh khối bèo tấm sinh ra theo ngày .............................................................. 32 Hình 4.3 Sinh khối bèo tấm phủ kín diện tích bề mặt khung nuôi ............................. 33 Hình 4.4 Nhiệt độ của các nghiệm thức trong 15 ngày ................................................ 38 Hình 4.5 pH của các nghiệm thức .................................................................................. 40 Hình 4.6 Các giá trị SS của các nghiệm thức ................................................................ 41 Hình 4.7 Hiệu suất xử lý SS với sinh khối bèo của các nghiệm thức .......................... 41 Hình 4.8 Các giá trị NH4+của các nghiệm thức............................................................. 43 Hình 4.9 Hiệu suất xử lý NH4+ với sinh khối bèo của các nghiệm thứcError! Bookmark not d Hình 4.10 Các giá trị TKN của các nghiệm thức .......................................................... 45 Hình 4.11 Hiệu suất xử lý TKN với sinh khối bèo của các nghiệm thức .................... 46 Hình 4.12 Các giá trị TP của các nghiệm thức ............................................................. 47 Hình 4.13 Hiệu suất xử lý TP với sinh khối bèo của các nghiệm thức ....................... 48 Hình 4.14 Các giá trị COD của các nghiệm thức.......................................................... 49 Hình 4.15 Hiệu suất xử lý COD với sinh khối bèo của các nghiệm thức.................... 50 Hình 4.16 Các giá trị BOD5 của các nghiệm thức ........................................................ 51 Hình 4.17 Hiệu suất xử lý BOD5 với sinh khối bèo của các nghiệm thức .................. 52 Hình 4.18 Tổng sinh khối bèo tấm của các nghiệm thức theo ngày............................ 54 Hình 4.19 Nhiệt độ của các nghiệm thức trong 15 ngày 58 Hình 4.20 pH của các nghiệm thức ................................................................................ 58 Hình 4.21 Các giá trị SS của các nghiệm thức .............................................................. 60 Hình 4.22 Các giá trị của NH4+ của các nghiệm thức................................................... 61 Hình 4.23 Các giá trị của TKN của các nghiệm thức ................................................... 62 Hình 4.24 Các giá trị của TP của các nghiệm thức ...................................................... 63 Hình 4.25 Các giá trị của COD của các nghiệm thức .................................................. 64 Hình 4.26 Các giá trị của BOD5 của các nghiệm thức ................................................. 65 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BOD COD DO NO2NO3NT NH4+ QCVN SS TKN TVTS VSV Nhu cầu oxy sinh hóa (Biochemical Oxygen Demand) Nhu cầu oxy hóa học ( Chemical Oxygen Demand) Oxy hòa tan (Dissolved Oxygen) Nitrit Nitrat Nghiệm thức Ion amoni Quy chuẩn Việt Nam Chất rắn lơ lửng Tổng Nitơ Kjeldahl ( Total Kjeldahl Nitrogen) Thực vật thủy sinh Vi sinh vật CHƢƠNG I. ĐẶT VẤN ĐỀ I. ĐẶT VẤN ĐỀ Hòa mình với xu hƣớng phát triển của toàn thế giới, Việt Nam đã dần khẳng định đƣợc vị thế của mình thông qua sự phát triển vƣợt bậc của nền kinh tế công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nƣớc. Trong những năm gần đây, tốc độ đô thị hóa tăng đáng kể, hàng nghìn khu công nghiệp, nhà máy đƣợc mọc lên cùng với sự gia tăng khá nhanh của dân số cả nƣớc đã tạo nên một lƣợng sản phẩm dồi dào đáp ứng đầy đủ cho nhu cầu sử dụng trong nƣớc và xuất khẩu từ đó góp phần cải thiện cuộc sống ngƣời dân trên cả nƣớc. Bên cạnh đó, mặt trái của sự tăng nhanh đô thị hóa, kinh tế thì lƣợng lớn rác thải và nƣớc thải chƣa đƣợc xử lý từ những khu dân cƣ, nhà máy đang đặt sức ép khá nặng nề lên môi trƣờng. Hầu hết nƣớc thải sinh hoạt cũng nhƣ nƣớc thải công nghiệp không đƣợc xử lý mà thải trực tiếp vào môi trƣờng, gây ô nhiễm nghiêm trọng đến nguồn nƣớc mặt, nƣớc ngầm, tác động xấu đến môi trƣờng và ảnh hƣởng trực tiếp đến sức khỏe con ngƣời. Phần lớn nƣớc thải sinh hoạt ở các khu dân cƣ đô thị hay nông thôn đều chƣa đƣợc xử lý đúng cách. Nƣớc thải từ nhà vệ sinh mới chỉ xử lý sơ bộ, chƣa đạt yêu cầu đã xả thải cùng lƣợng nƣớc thải sinh hoạt từ nhà bếp, tắm, giặt…ra nơi tiếp nhận nhƣ ao, hồ, sông, gạch...là nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nƣớc, lây lan bệnh dịch. Trong điều kiện hiện nay, khi các dự án thoát và xử lý nƣớc chƣa đƣợc đến với hầu hết mọi nơi, sự thiếu hiểu biết và quản lý còn lỏng lẻo của các cơ quan chức năng thì việc nghiên cứu các giải pháp xử lý làm sạch nƣớc thải sinh hoạt cho các nông hộ gia đình bằng các công nghệ phù hợp với từng địa phƣơng là một hƣớng giải quyết hợp lý, khả thi nhất. Hiện nay, phƣơng pháp xử lý môi trƣờng bằng biện pháp sinh học đang đƣợc ƣa chuộng bởi những ƣu điểm về môi trƣờng và hiệu quả xử lý của chúng. Trong đó, xử lý nƣớc thải bằng các loại thực vật thủy sinh nhƣ: lục bình, sậy, thủy trúc… đã và đang đƣợc biết đến với ƣu điểm đơn giản, dễ vận hành, giá thành tƣơng đối thấp mà khả năng xử lý ô nhiễm đạt khá cao. Đây là công nghệ xử lý nƣớc thải trong điều kiện tự nhiên, thân thiện với môi trƣờng, cải thiện mỹ quan môi trƣờng nông thôn. Từ những nhu cầu đó đề tài “Khảo sát khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của bèo tấm (Lemna minor)” đƣợc thực hiện. II. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Xác định khả năng tăng trƣởng sinh khối của bèo tấm (Lemna minor) trong môi trƣờng nƣớc thải sinh hoạt. Xác định khả năng xử lý một số chất ô nhiễm trong nƣớc thải sinh hoạt của bèo tấm (Lemna minor). CHƢƠNG II. LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 NƢỚC THẢI SINH HOẠT 2.1.1 NGUỒN GỐC PHÁT SINH NƢỚC THẢI SINH HOẠT Theo Lê Hoàng Việt (2003), nƣớc thải sinh hoạt là nƣớc thải có nguồn gốc phát sinh từ các hộ dân cƣ, các khu thƣơng mại hay các cơ quan hành chính, bao gồm nƣớc tắm giặt, nấu nƣớng,... Loại nƣớc thải này có lƣu lƣợng biến thiên theo giờ trong ngày, theo thời tiết, theo các thiết bị sử dụng nƣớc và khả năng cấp nƣớc sinh hoạt của cộng đồng đó. Theo Lâm Minh Triết (2006), nƣớc thải sinh hoạt là nƣớc đƣợc thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt của cộng đồng: tắm, giặt giũ, vệ sinh cá nhân,.. Chúng đƣợc thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trƣờng học, bệnh viện, chợ và các công trình công cộng khác. Một định nghĩa khác cho rằng nƣớc thải sinh hoạt là loại nƣớc thải đƣợc thải bỏ trong quá trình hoạt động sống của con ngƣời, nó bao gồm nƣớc tắm, giặt, nƣớc nhà bếp, nhà vệ sinh, và những hoạt động khác không phải là hoạt động sản xuất (Nguyễn Đức Lƣợng, 2003). 2.1.2 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƢỚC THẢI SINH HOẠT Theo Trần Đức Hạ (2002), thành phần nƣớc thải sinh hoạt gồm 3 loại: 1. Nƣớc thải không chứa phân, nƣớc tiểu và các loại thực phẩm từ các thiết bị vệ sinh nhƣ bồn tắm, chậu giặt, chậu rửa mặt. Loại nƣớc thải này chủ yếu chứa chất lơ lửng, các chất giặt tẩy và thƣờng gọi là “nƣớc xám”. Nồng độ chất hữu cơ trong loại nƣớc thải này thấp và thƣờng khó phân hủy sinh học. 2. Nƣớc thải chứa phân, nƣớc tiểu từ các khu vệ sinh còn đƣợc gọi là “nƣớc đen”. Trong nƣớc thải tồn tại các loài vi khuẩn gây bệnh và dễ gây mùi hôi thối. Hàm lƣợng các chất hữu cơ (BOD) và các chất dinh dƣỡng nhƣ nitơ, photpho cao. Các loại nƣớc thải này thƣờng gây nguy hại đến sức khỏe và dễ làm nhiễm bẩn nguồn nƣớc mặt. Tuy nhiên chúng thích hợp với việc sử dụng làm phân bón hoặc tạo khí sinh học. 3. Nƣớc thải nhà bếp chứa dầu mỡ, và phế thải thực phẩm từ nhà bếp. Loại này có hàm lƣợng lớn các chất hữu cơ (BOD, COD) và các nguyên tố dinh dƣỡng khác (nitơ, photpho). Các chất bẩn trong nƣớc thải này dễ tạo khí sinh học và dễ sử dụng làm phân bón. một số nơi ngƣời ta nhóm hai loại nƣớc thải thứ 2 và thứ 3, gọi tên chung là “nƣớc đen”. Nƣớc thải sinh hoạt khi chƣa bị phân hủy có màu nâu, chứa nhiều cặn lơ lửng và chƣa bốc mùi khó chịu. Trong nƣớc thải sinh hoạt có các chất lơ lửng nhƣ các mảnh vụn thức ăn, dầu mỡ, các phế thải khác sau khi phục vụ cho ăn uống sinh hoạt của con ngƣời đƣợc thải ra môi trƣờng nƣớc. Dƣới điều kiện nhất định, vi khuẩn tự nhiên có trong nƣớc và đất tấn công vào các chất thải gây ra các phản ứng sinh hóa làm biến đổi tính chất của nƣớc thải. Nƣớc thải sẽ chuyển dần dần từ màu nâu sang màu đen và bốc mùi khó chịu (Trịnh Xuân Lai, 2000). Theo Nguyễn Văn Phƣớc (2007), đặc điểm cơ bản của nƣớc thải sinh hoạt là hàm lƣợng cao các chất hữu cơ không bền sinh học (nhƣ cacbonhydrat, protein, mỡ), chất dinh dƣỡng (photphat, nitơ), vi trùng, chất rắn và mùi. Bảng 2.1 Đặc tính của nƣớc thải sinh hoạt Chỉ tiêu Nồng độ (mg/lít) Cao Trung bình Thấp BOD5 400 220 110 COD 1000 500 250 Đạm hữu cơ 35 15 8 Đạm amon 50 25 12 Đạm tổng số 85 40 20 Lân tổng số 15 8 4 Tổng số chất rắn 1200 720 350 Chất rắn lơ lửng 350 220 100 (Gốc Metcalf and Eddy, 1991 trích lại từ Lâm Minh Triết – Lê Hoàng Việt, 2009) Theo Nguyễn Đức Lƣợng – Nguyễn Thị Thùy Dƣơng (2003), thành phần và tính chất của nƣớc thải sinh hoạt phụ thuộc rất nhiều vào nguồn thải. Ngoài ra lƣợng nƣớc thải ít hay nhiều cũng phụ thuộc vào loại hình sinh hoạt. Bảng 2.2 Tải lƣợng và nồng độ chất bẩn trong nƣớc thải sinh hoạt từ các ngôi nhà hoặc cụm dân cƣ độc lập Thông số Tải lƣợng (g/ngƣời.ngày) Nồng độ (mg/lít) 115 – 117 680 – 1000 Các chất rắn dễ bay hơi 65 – 85 380 – 500 Cặn lơ lửng 35 – 50 200 – 290 Cặn lơ lửng dễ bay hơi 25 – 40 150 – 240 BOD5 35 – 50 200 – 290 COD 115 – 125 680 – 730 Tổng Nitơ 6 – 17 35 – 100 Nitơ amon 1–3 6 – 18 Tổng Photpho 3–5 18 – 29 Tổng coliform 1011 – 4x1012 108 - 1010 Tổng chất rắn ( Trần Đức Hạ, 2002) Nƣớc thải sinh hoạt chứa các thành phần chủ yếu sau: protein (40- 60%), cacbohydrate (25- 50%), dầu, mỡ (10%), u rê từ nƣớc tiểu, và nhiều loại chất hữu cơ với số lƣợng rất thấp nhƣ: thuốc trừ sâu, chất hoạt động bề mặt, phenol, các hợp chất benzen và các hợp chất chlor hóa ở mức độ cao,… và các chất vô cơ nhƣ kim loại (Cd, Hg, Pb,..), phi kim loại (As, Se,…). Các hợp chất hữu cơ có số lƣợng nhiều trong nƣớc thải sinh hoạt là các loại dễ phân hủy sinh học. (Lâm Minh Triết – Lê Hoàng Việt, 2009). 2.1.3 TÁC HẠI CỦA NƢỚC THẢI SINH HOẠT ĐẾN CON NGƢỜI VÀ MÔI TRƢỜNG Theo Trần Đức Hạ (2002), khi xả nƣớc thải sinh hoạt chƣa đạt yêu cầu vào sông hồ, nguồn nƣớc có thể bị ô nhiễm và chất lƣợng nƣớc giảm do các quá trình sau đây: • Lắng cặn khu vực miệng xả: cặn lắng chứa phần lớn là chất hữu cơ nên dễ bị oxy hóa, làm oxy trong nguồn nƣớc bị giảm. Trong lớp cặn phía dƣới sẽ diễn ra quá trình lên men, các chất khí nhƣ H2S, CH4,… tạo thành, thoát ra xâm nhập vào trong nƣớc, gây mùi và làm nổi váng bọt trên bề mặt. Cặn lắng còn làm giảm tiết diện miệng xả, thay đổi đáy sông hồ, cản trở dòng chảy. • Chế độ oxy hóa sông hồ phía hạ lƣu miệng xả thay đổi do quá trình tiêu thụ oxy để oxy hóa các chất hữu cơ có trong nƣớc thải, nồng độ oxy hòa tan giảm sẽ ảnh hƣởng xấu đến sự ổn định của hệ sinh thái sông hồ. • Vi khuẩn gây bệnh: một số loài vi khuẩn gây bệnh tồn tại trong nƣớc thải khi ra sông hồ sẽ thích nghi dần và phát triển mạnh. • Hiện tƣợng phú dƣỡng hóa: là một dạng biểu hiện của ao hồ bị ô nhiễm do dƣ thừa các chất dinh dƣỡng. Sự dƣ thừa các chất dinh dƣỡng này sẽ thúc đẩy sự phát triển của các loài tảo, rong, rêu và các thực vật thân mềm trong nƣớc và cuối cùng sẽ ảnh hƣởng đến sự cân bằng sinh học của nƣớc. 2.1.4 CÁC THÔNG SỐ Ô NHIỄM ĐẶC TRƢNG CỦA NƢỚC THẢI a) Thông số vật lý  Hàm lượng chất rắn lơ lửng Theo Trần Đức Hạ (2002), các chất rắn lơ lửng trong nƣớc thải là: - Các chất vô cơ không tan ở dạng huyền phù (Phù sa, gỉ sét, bùn, hạt sét). - Các chất hữu cơ không tan. - Các vi sinh vật (vi khuẩn, tảo, vi nấm, động vật nguyên sinh…).  Mùi Các hợp chất tạo mùi hôi hiện diện trong nƣớc thải chƣa qua xử lý bao gồm các chất nhƣ sau: Bảng 2.3Các hợp chất tạo mùi hôi hiện diện trong nƣớc thải chƣa qua xử lý Chất tạo mùi hôi Amines Công thức hóa học CH3NH2,(CH3)3N Ammonia NH3 Diamines NH2(CH2)4, NH2(CH2)5NH2 Hydrogen sulfide Organic sulfide Skatole H2 S (CH3)2S, (C6H5)2H C 9 H9 N Mùi Tanh của cá Mùi nƣớc tiểu Mùi cá rửa Mùi trứng thối Mùi bắp cải thối Mùi phân ( Lê Hoàng Việt, 2000)  Độ màu Nƣớc thải vừa đƣợc thải ra có màu xám nhạt, tuy nhiên khi nó di chuyển trong hệ thống thu gom một thời gian và khi điều kiện yếm khí hình thành trong hệ thống thu gom màu nƣớc sẽ đậm dần và cuối cùng chuyển thành màu đen. Màu đen của nƣớc thải do sự hình thành các sulfide kim loại trong quá trình yếm khí. (Lê Hoàng Việt, 2000). b) Thông số hóa học  pH của nước thải pH là chỉ số đặc trƣng cho nồng độ ion H+ có trong dung dịch, thƣờng đƣợc dùng để biểu thị tính axit và tính kiềm của nƣớc. Theo Lê Hoàng Việt (2000), pH của nƣớc thải có một ý nghĩa quan trọng trong quá trình xử lý. Các công trình xử lý nƣớc thải áp dụng các quá trình sinh học làm việc tốt khi pH nằm trong giới hạn từ 7 – 7,6. Các loài vi khuẩn phát triển tốt nhất trong điều kiện môi trƣờng có pH từ 7-8. Ngoài ra pH còn ảnh hƣởng đến quá trình tạo bông cặn của các bể lắng khi tạo bông cặn bằng phèn nhôm.  Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand - COD) COD là lƣợng oxy cần thiết để oxy hoá các hợp chất hoá học trong nƣớc bao gồm cả vô cơ và hữu cơ. Nhƣ vậy, COD là lƣợng oxy cần để oxy hoá toàn bộ các chất hoá học trong nƣớc. COD là một thông số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ và đánh giá phần ô nhiễm không phân hủy sinh học của nƣớc từ đó có thể lựa chọn phƣơng pháp xử lý phù hợp.  Nhu cầu oxy sinh học (Biochemical Oxygen Demand - BOD) BOD (Biochemical oxygen Demand - nhu cầu oxy sinh hoá) là lƣợng oxy cần thiết để vi sinh vật oxy hoá các chất hữu cơ trong một khoảng thời gian xác định. Chỉ tiêu BOD phản ánh mức độ ô nhiễm hữu cơ của nƣớc thải. BOD càng lớn thì nƣớc thải bị ô nhiễm càng cao và ngƣợc lại. Thời gian cần thiết để các vi sinh vật oxy hóa hoàn toàn các chất hữu cơ có thể kéo dài đến vài chục ngày tùy thuộc vào tính chất của nƣớc thải, nhiệt độ và khả năng phân hủy các chất hữu cơ của hệ vi sinh vật trong nƣớc thải. (Lê Hoàng Việt, 2000).  Oxy hòa tan (Dissolved Oxygen - DO) DO là lƣợng oxy hoà tan trong nƣớc cần thiết cho sự hô hấp của các sinh vật nƣớc (cá, lƣỡng thê, thuỷ sinh, côn trùng v.v...) thƣờng đƣợc tạo ra do sự hoà tan từ khí quyển hoặc do quang hợp của tảo. Nồng độ oxy tự do trong nƣớc nằm trong khoảng 8 - 10 ppm, và dao động mạnh phụ thuộc vào nhiệt độ, sự quang hợp của tảo. Khi nồng độ DO thấp, các loài sinh vật nƣớc giảm hoạt động hoặc bị chết. Do vậy, DO là một chỉ số quan trọng để đánh giá sự ô nhiễm nƣớc của các thuỷ vực.  Nitơ và các hợp chất chứa nitơ Trong nƣớc mặt cũng nhƣ nƣớc ngầm nitơ tồn tại ở 3 dạng chính là: ion amoni (NH 4+), nitrit (NO2-) và nitrat (NO3-). Dƣới tác động của nhiều yếu tố hóa lý và do hoạt động của một số sinh vật các dạng nitơ này chuyển hóa lẫn nhau, tích tụ lại trong nƣớc và có độc tính đối với con ngƣời.  Photpho và các hợp chất chứa photpho Trong các loại nƣớc thải, Photpho hiện diện chủ yếu dƣới các dạng Photphate.Các hợp chất Photphat đƣợc chia thành Photphat vô cơ và Photphat hữu cơ. Photpho là một chất dinh dƣỡng đa lƣợng cần thiết đối với sự phát triển của sinh vật. Việc xác định Photpho tổng là một thông số đóng vai trò quan trọng để đảm bảo quá trình phát triển bình thƣờng của các vi sinh vật trong các hệ thống xử lý chất thải bằng phƣơng pháp sinh học. Photpho và các hợp chất chứa Photpho có liên quan chặt chẽ đến hiện tƣợng phú dƣỡng hóa nguồn nƣớc, do sự có mặt quá nhiều các chất này kích thích sự phát triển mạnh của tảo và vi khuẩn lam.  Chất hoạt động bề mặt Các chất hoạt động bề mặt là những chất hữu cơ gồm 2 phần: kị nƣớc và ƣa nƣớc tạo nên sự phân tán của các chất đó trong dầu và trong nƣớc. Nguồn tạo ra các chất hoạt động bề mặt là do việc sử dụng các chất tẩy rửa trong sinh hoạt và trong một số ngành công nghiệp. c) Vi sinh vật học Nhiều vi sinh vật gây bệnh có mặt trong nƣớc thải có thể truyền hoặc gây bệnh cho ngƣời. Một số các sinh vật gây bệnh có thể sống một thời gian khá dài trong nƣớc và là nguy cơ truyền bệnh tiềm tàng, bao gồm vi khuẩn, virus, giun sán. Vi khuẩn: Các loại vi khuẩn gây bệnh có trong nƣớc thƣờng gây các bệnh về đƣờng ruột nhƣ: dịch tả do vi khuẩn Vibrio comma, bệnh thƣơng hàn do vi khuẩn Salmonella typhosa... Virus: có trong nƣớc thải có thể gây các bệnh có liên quan đến sự rối loạn hệ thần kinh trung ƣơng, viêm tủy xám, viêm gan... Thông thƣờng khử trùng bằng các quá trình khác nhau trong các giai đoạn xử lý có thể diệt đƣợc virus. Giun sán: Giun sán là loại sinh vật ký sinh có vòng đời gắn liền với hai hay nhiều động vật chủ, con ngƣời có thể là một trong số các vật chủ này. Chất thải của ngƣời và động vật là nguồn đƣa giun sán vào nƣớc. Tuy nhiên, các phƣơng pháp xử lý nƣớc hiện nay tiêu diệt giun sán rất hiệu quả. 2.1.5 CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT Theo bản chất của phƣơng pháp xử lý nƣớc thải, ngƣời ta có thể chia chúng thành phƣơng pháp lý học, phƣơng pháp hóa học và phƣơng pháp sinh học.Một hệ thống xử lý hoàn chỉnh thƣờng kết hợp đủ ba thành phần kể trên. Tuy nhiên, tùy theo tính chất của nƣớc thải, mức độ tài chính và yêu cầu xử lý mà ngƣời ta chọn phƣơng pháp xử lý thích hợp. (Lê Hoàng Việt, 2000). a) Phƣơng pháp xử lý lý học Các công trình và thiết bị để xử lý lý học thƣờng dùng trong các hệ thống xử lý bao gồm song chắn rác, thiết bị nghiền rác, bể điều lƣu, bể lắng, bể tuyển nổi, bể lọc…
- Xem thêm -