Đánh giá khả năng xử lý nước thải sinh hoạt phân tán ở nông thôn của bèo tấm (Lemna minor)

Nghiên cứu "Đánh giá khả năng xử lý nước thải sinh hoạt phân tán ở nông thôn của bèo tấm (Lemna minor)" được thực hiện bằng cách sử dụng bèo tấm (Lemna minor) như một nhân tố sinh học nhằm loại bỏ chất ô nhiễm có trong nước thải sinh hoạt trước khi thải vào môi trường tiếp nhận với kiểu thí nghiệm theo mẻ. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đánh giá khả năng xử lý nước thải sinh hoạt phân tán ở nông thôn của bèo tấm (Lemna minor) 530 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI SINH HOẠT PHÂN TÁN Ở NÔNG THÔN CỦA BÈO TẤM (LEMNA MINOR) Nguyễn Trƣờng Thành*, Nguyễn Võ Châu Ngân, Kim Lavane, Nguyễn Thị Ngọc Hân và Bùi Phƣơng Thảo Trường Đại học Cần Thơ Tóm tắt Nghiên cứu này đƣợc thực hiện bằng cách sử dụng bèo tấm (Lemna minor) nhƣ một nhân tố sinh học nhằm loại bỏ chất ô nhiễm có trong nƣớc thải sinh hoạt trƣớc khi thải vào môi trƣờng tiếp nhận với kiểu thí nghiệm theo mẻ. Bốn nghiệm thức đƣợc bố trí theo nồng độ tổng nitơ Kjeldahl (TKN), lần lƣợt NT1: 20 mg/L (pha loãng 15%), NT2: 40mg/L (pha loãng 30%), NT3: 60mg/L (pha loãng 45%) và NT4: 130mg/L (không pha loãng, 100%). Kết quả cho thấy thời gian lƣu nƣớc (HRT) phụ thuộc vào nồng độ TKN, đối với NT1 và NT2 từ 7-9 ngày và NT3 và NT4 là 16 ngày. Năng suất sinh khối bèo tấm tỷ lệ thuận theo nồng động TKN, dao động từ 157,4 đến 220,5g/m2. Khi nồng độ TKN cao (NT3-NT4), thời gian nhân đôi của bèo tấm chậm và kéo dài trên 5 ngày, do bị ảnh hƣởng bởi nồng độ ammonia. Các chỉ tiêu đầu ra nhƣ SS, TP, BOD5 và N-NH4+ của NT1-NT4 đều đạt cột A QCVN14:2008/BTNMT, ngoại trừ chỉ tiêu N-NH4+ của NT4 đạt cột B. Chỉ tiêu TKN và COD của các nghiệm thức đạt cột A QCVN40:2011/BTNMT. Hiệu suất xử lý nitơ TKN trên 90%, N-NH4+, SS và TP từ 70-90%, COD và BOD5 từ 30-87%. Bèo tấm là một cơ sở lựa chọn để xử lý nƣớc thải sinh hoạt phân tán ở nông thôn, vì vừa hấp thu chất dinh dƣỡng tạo ra sinh khối vừa xử lý nƣớc có thể tái sử dụng cho mục đích tƣới tiêu. Từ khóa: Bèo tấm, nông thôn, nước thải sinh hoạt phân tán, hiệu suất xử lý. 1. Giới thiệu 1.1. Đặc điểm nước thải sinh hoạt Nƣớc thải sinh hoạt đƣợc thải ra từ các hoạt động sinh hoạt của con ngƣời nhƣ ăn uống, tắm giặt, vệ sinh cá nhân (Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng, 2008). Hiện nay, tại nông thôn, nhiều ao, hồ, tầng nƣớc mặt không thể dùng trực tiếp cho sinh hoạt tắm rửa hoặc giặt giũ (Viện Nghiên cứu Môi trƣờng Nông nghiệp Nông thôn, 2018). Tỷ lệ nƣớc thải sinh hoạt thải trực tiếp ra các sông, hồ, hay kênh rạch dẫn ra sông khá cao, chiếm đến trên 30%. Đặc trƣng của nƣớc thải sinh hoạt có chứa nhiều chất dinh dƣỡng, hàm lƣợng chất rắn lơ lửng, BOD5, các hợp chất hữu cơ chứa nitơ, mật độ lớn Coliforms, dầu mỡ và các chất hoạt động bề mặt. Tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long lƣợng nƣớc thải sinh hoạt phát sinh trên toàn vùng tƣơng đối lớn, toàn bộ không đƣợc xử lý, xả thẳng vào các nguồn nƣớc mặt (Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng, 2018). 1.2. Đặc điểm sinh học của bèo tấm Họ bèo tấm có 4 chi Lemna, Spirodela, Wolffia và Wolffiella, với khoảng 40 loài đƣợc biết đến trên toàn thế giới (Leng R.A, 1999; Paul Skillicorn et al.,1991; Dan Willett, 2005). Ở Việt Nam họ bèo tấm có 3 chi: Lemna, Spirodela, Wolffia (Võ Văn Chi, 2003; Landolt E, 1986). * Ngày nhận bài: 26/02/2022; Ngày phản biện: 28/3/2022; Ngày chấp nhận đăng: 10/4/2022 * Tác giả liên hệ:Email: ntthanh@ctu.edu.vn 531 Chúng sống ở nơi giàu chất dinh dƣỡng (nƣớc ngọt và nƣớc lợ), tại vùng nhiệt đới hoặc cận nhiệt đới. Một số loài có thể sống ở các vùng nƣớc mặn (nồng độ ion natri clorua từ 0,5% đến 2,5% (Leng R.A, 1999). Điều kiện sinh trưởng - sinh sản: Mức nƣớc ít nhất 1cm, duy trì tối thiểu 20cm hoặc nhiều hơn (Paul Skillicorn et al., 1991). Bèo tấm có thể tồn tại ở pH từ 5-9, nhƣng phát triển tốt nhất ở pH từ 6,5-7,5. Khi pH 532 2. Phương pháp nghiên cứu 2.1. Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm đƣợc thực hiện tại nông hộ ở ấp Phƣớc Hòa, xã Đông Phƣớc A, huyện Châu Thành, tỉnh Hậu Giang. Nƣớc thải sinh hoạt của nông hộ từ nhà vệ sinh và nhà bếp đƣợc thải chung vào ao cố định chứa sau nhà. Đây là ao chứa nƣớc thải cộng dồn theo ngày và đƣợc dẫn ra kênh rạch xung quanh mà không bị ảnh hƣởng bởi thủy triều. Mẫu nƣớc thí nghiệm đƣợc bơm từ ao chứa vào túi nhựa PE để đồng nhất mẫu trƣớc khi phân tích các chỉ tiêu và bố trí thí nghiệm. Bèo tấm cũng đƣợc thu tại địa chỉ nhƣ trên, những cây đƣợc chọn làm thí nghiệm đang phát triển tốt, không bị sâu và tƣơng đối đồng đều. Sử dụng các thùng xốp có kích thƣớc dài x rộng x cao = (115 x 70,5 x 40)cm, bên trong có bao phủ lớp nhựa PE để đảm bảo kín nƣớc. Trong đó, chiều cao lớp nƣớc sử dụng (Hsd) là 40cm, tối thiểu 20cm hoặc nhiều hơn (Paul Skillicorn et al., 1991), thể tích sử dụng (Vsd) là 325 lít, và diện tích bề mặt nƣớc thí nghiệm (Sbm) là 0,81m2. Nitơ là dinh dƣỡng ƣa thích của bèo tấm, nhƣng cũng dễ sinh ra khí độc cho bèo (Paul Skillicorn et al., 1991; Leng R.A, 1999), chính vì thế bố trí thí nghiệm với các khoảng giá trị nitơ khác nhau, mỗi nghiệm thức thí nghiệm đƣợc lặp lại 3 lần (bảng 1) và đƣợc đặt dọc ngẫu nhiên theo thứ tự từ NT1-NT4 (hình 1a). Khối lƣợng bèo tấm ban đầu (Mbđ) cho vào mỗi nghiệm thức là 50g, sau đó đo đạc diện tích che phủ bề mặt ban đầu (Scp,bđ) đạt khoảng 50%Sbm (hình 1b). Bảng 1. Các nghiệm thức thí nghiệm Nƣớc thải Nƣớc pha Tổng thể Tỷ lệ pha Nghiệm thức Ký hiệu (lít) loãng(*) (lít) tích (lít) loãng (%) Hàm lƣợng nitơ 20 mg/lít NT1 50 275 325 15 Hàm lƣợng nitơ 40 mg/lít NT2 100 225 325 30 Hàm lƣợng nitơ 60 mg/lít NT3 150 175 325 45 Hàm lƣợng nitơ 130 mg/lít NT4 325 0 325 100 Ghi chú: (*) nƣớc máy đã loại bỏ chlorine Theo dõi các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình sinh trƣởng của bèo tấm nhƣ nhiệt độ, pH. Khối lƣợng bèo tấm tăng trƣởng (Mtt) theo thời gian ở mỗi nghi ...