Luận Văn Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ Vetiver và Lục bình bằng mô hình Đất ngập nước

MỞ ĐẦU
​

1.1. Đặt vấn đề

Khi nhắc đến “Đất ngập nước” là người ta nghĩ ngay đến những vùng đất không có năng suất và thậm chí bẩn thỉu chứa đầy bệnh tật, côn trùng, Sự phát triển ngày một cao của nền kinh tế đi đôi với quá trình đô thị hóa đã làm cho diện tích đất ngày càng thu hẹp, trong đó có quá trình chuyển hóa Đất ngập nước sang sản xuất nông nghiệp thâm canh hoặc nuôi trồng thuỷ sản hay san lấp để tạo ra các vùng đất cho phát triển công nghiệp, đô thị.
Trong khi đó, Đất ngập nước lại có một vai trò hết sức quan trọng đối với cuộc sống con người, nhất là đối với những người dân sống trong và gần những vùng Đất ngập nước như là: lương thực, thực phẩm, vật liệu làm nhà cửa, đồng thời cũng là địa bàn sinh sống và sản xuất của con người. Đất ngập nước bảo vệ sự đa dạng sinh học, duy trì các quá trình sinh thái, lọc sạch nước thải, điều hòa khí hậu, bảo vệ các giá trị văn hóa lịch sử, đồng thời cũng là nơi tham quan, giải trí, du lịch và nghiên cứu khoa học. Cuộc sống hằng ngày của những người dân trong vùng Đất ngập nước hầu như dựa vào tài nguyên của Đất ngập nước.

Một vai trò hết sức quan trọng của Đất ngập nước đó là khả năng xử lý ô nhiễm mà đặc biệt là ô nhiễm hữu cơ. Với tình hình như hiện nay, mỗi ngày Thành phố Hồ Chí Minh đã thải ra một lượng nước thải khổng lồ, trong đó nước thải sinh hoạt cũng chiếm một lượng khá lớn. Và thử hình dung, mỗi ngày với lượng nước thải lớn như vậy nếu không xử lý, tình trang môi trường sẽ ô nhiễm nghiêm trọng như thế nào, ảnh hưởng đến sức khoẻ người dân khu vực xung quanh ra sao.

Đa phần, nguồn nước thải sinh hoạt đều qua các hệ thống cống rãnh song các hệ thống này thường dùng chung với hệ thống thoát nước mưa thải trực tiếp ra môi trường tự nhiên, ao hồ, sông suối hoặc thải ra biển. Hầu như không có hệ thống thu gom và trạm xử lý nước thải sinh hoạt riêng biệt nào.
Trước tình hình đó, việc sử dụng Đất ngập nước nói chung hay sử dụng thực vật Đất ngập nước nói riêng để xử lý nước thải sinh hoạt vừa có thể thay thế và bổ sung những công nghệ hóa học tuy mang tính công nghệ cao nhưng lại tốn kém.

Để phù hợp với điều kiện kinh tế hiện nay thì việc lựa chọn giải pháp áp dụng thực vật Đất ngập nước, đặc biệt là những loài thực vật có khả năng xử lý nước thải cao như cỏ Vetiver, và một số loài thực vật bản địa như Lục bình cho việc xử lý nước thải là cần thiết. Vì lẽ đó hướng nghiên cứu trong đề tài này là “ Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ Vetiver, Lục bình bằng mô hình Đất ngập nước”. Hệ thống vừa có khả năng xử lý ô nhiễm cao, vừa ít chi phí lại thân thiện với môi trường.

1.2. Tên đề tài

Khả năng xử lý nước thải sinh hoạt của cỏ Vetiver và Lục bình bằng mô hình Đất ngập nước.
​

MỤC LỤC
​

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1
1.1. Đặt vấn đề 1
1.2. Tên đề tài 2
1.3. Cơ quan quản lý 2
1.4. Giáo viên hướng dẫn 2
1.5. Người thực hiện 3
1.6. Lý do chọn đề tài 3
1.7. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4
1.8. Mục đích nghiên cứu 4
1.9. Nội dung nghiên cứu 4
1.10. Phương pháp nghiên cứu 4
1.10.1. Phương pháp luận: 4
1.10.2. Phương pháp chứng minh: 5
1.10.2.1. Phương pháp chứng minh trực tiếp 5
1.10.2.2. Phương pháp chứng minh gián tiếp 5
1.10.3. Phương pháp tìm kiếm sử liệu 6
1.10.4. Phương pháp cụ thể: 6
1.10.4.1. Tổng hợp các số liệu 6
1.10.4.2. Phương pháp chuyên gia 6
1.10.4.3. Phương pháp thực nghiệm 6
1.10.4.4. Phương pháp thống kê 6
1.10.4.5. Phương pháp phân tích hóa, lý của nước 6
1.11. Giới hạn của đề tài 7
1.12. Ý nghĩa của đề tài 7
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐẤT NGẬP NƯỚC VÀ THỰC VẬT ĐẤT NGẬP NƯỚC 8
2.1. Khái quát về Đất ngập nước và chức năng xử lý nước thải 8
2.1.1. Các định nghĩa về Đất ngập nước 8
2.1.2. Các chức năng của đất ngập nước 10
2.1.2.1. Chức năng sinh thái của đất ngập nước. 10
2.1.2.2. Chức năng kinh tế 11
2.1.2.3. Giá trị đa dạng sinh học 12
2.1.3. Các loại hình đất ngập nước và cơ chế các quá trình xử lý trong đất ngập nước 13
2.1.3.1. Lịch sử sử dụng đất ngập nước để làm sạch nước. 13
2.1.3.2. Các loại hình đất ngập nước 14
2.1.3.3. Cơ chế các quá trình xử lý 18
2.1.3.4. Tình hình áp dụng đất ngập nước trong xử lý nước thải 27
2.1.3.5. Những ưu điểm và nhược điểm trong việc sử dụng Đất ngập nước để xử lý nước thải 33
2.2. Khái quát nhóm thực vật đất ngập nước 35
2.2.1. Giới thiệu chung 35
2.2.2. Phân loại các nhóm thực vật thuỷ sinh 37
2.2.2.1. Nhóm thực vật thuỷ sinh ngập nước 38
2.2.2.2. Nhóm thực vật trôi nổi 39
2.2.2.3. Nhóm thực vật nữa ngập nước 40
2.2.3. Một số loài thực vật thuỷ sinh có khả năng xử lý nước thải 41
2.2.3.1. Lu.c bình (Bèo Nhật Bản) 41
2.2.3.2. Cỏ Vetiver ( cỏ hương bài) 42
2.2.3.3. Một số loài thực vật xử lý nước thải khác 47
CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 50
3.1. Nguồn gốc của nước thải sinh hoạt 50
3.2. Thành phần và tính chất của nước thải sinh hoạt 51
3.3. Tác động của nước thải sinh hoạt đến môi trường 52
3.3.1. Đến môi trường tự nhiên 52
3.3.2. Đến môi trường nhân tạo 53
3.4. Tổng quan về mức độ và phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt 54
3.4.1. Tổng quan về mức độ xử lý nước thải sinh hoạt 54
3.4.1.1. Xử lý ban đầu (xử lý cấp I) 54
3.4.1.2. Xử lý bậc hai (xử lý cấp II) 54
3.4.1.3. Xử lý bậc cao nước thải (xử lý cấp III) 54
3.4.2. Tổng quan về phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt 55
3.4.2.1. Phương pháp cơ học 55
3.4.2.2. Phương pháp hóa lý 56
3.4.2.3. Phương pháp sinh học 60
3.4.2.4. Phương pháp khử trùng 63
CHƯƠNG 4: MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM 65
4.1. Mô hình thực nghiệm ngoài thực địa 65
4.1.1 Thiết kế mô hình thực nghiệm: 65
4.1.1.1. Hồ trồng thực vật 65
4.1.1.2. Hồ chứa nước đầu vào 66
4.1.1.3. Hệ thống ống dẫn nước 67
4.1.1.4. Hệ thống van 67
4.1.2. Khảo sát khả năng thích nghi của thực vật 69
4.1.2.1. Lục bình: 69
4.1.2.2. Cỏ Vetiver 72
4.1.3. Tiến trình thực nghiệm 77
4.1.4. Nguồn nước thải đầu vào 78
4.1.5. Vận hành mô hình thực nghiệm 78
4.2. Đo và phân tích mẫu nước 80
4.2.1. Đo theo dõi trong quá trình thí nghiệm 80
4.2.2. Lấy mẫu và phân tích mẫu nước 80
CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM – ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 82
5.1. Kết quả đầu vào của hệ thống 82
5.2. Mối quan hệ giữa các chỉ tiêu chất lượng nước trong hệ thống thực nghiệm 82
5.2.1. Hồ Lục bình 82
5.2.2. Hồ cỏ Vetiver 87
5.3. Quá trình hấp thụ chất dinh dưỡng của thực vật 90
5.3.1. Lục bình 90
5.3.1.1. Hiệu suất xử lý COD trong hồ Lục bình 92
5.3.1.2. Hiệu suất xử lý BOD5 trong hồ Lục bình 94
5.3.1.3. Hiệu suất xử lý SS trong hồ Lục bình 95
5.3.2. Cỏ Vetiver 97
5.3.2.1. Hiệu suất xử lý COD trong hồ cỏ Vetiver 100
5.3.2.2. Hiệu suất xử lý BOD5 trong hồ cỏ Vetiver 101
5.3.2.2. Hiệu suất xử lý SS trong hồ cỏ Vetiver 102
5.4. So sánh khả năng xử lý ô nhiễm hữu cơ 104
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 110
6.1. Kết luận 110
6.2. Kiến nghị 110