Đang tải... (xem toàn văn)
... cỏ vetiver nƣớc thải chế biến cao su cốm từ mủ cao su tạp, để đánh giá đƣợc đầy đủ khả xử lý ô nhiễm cỏ vetiver nƣớc thải chế biến cao su cần phải tiến hành nghiên cứu thêm nƣớc thải chế biến cao. .. nghiên cứu xử lý nƣớc thải chăn nuôi nhƣ: nghiên cứu Nguyễn Tuấn Phong, Dƣơng Thúy Hoa (2004), Nghiên cứu khả xử lý nước thải chăn nuôi heo cỏ vetiver lục bình, xây dựng mô hình xử lý nước thải. .. nƣớc thải nhà máy chế biến cao su Nội dung đề tài Nghiên cứu khả sinh trƣởng cỏ vetiver mô hình thí nghiệm khả xử lý ô nhiễm nƣớc thải chế biến cao su cỏ vetiver mô hình thí nghiệm nồng độ nƣớc thải
LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong khóa luận là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả Phan Thị Hà Nhi i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy Võ Văn Minh, Thầy Đoạn Chí Cƣờng đã chỉ bảo, hƣớng dẫn tôi hết sức tận tình trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Đồng thời tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô khoa Sinh Môi trƣờng, trƣờng Đại học Sƣ phạm, Đại học Đà Nẵng đã tạo điều kiện thuận lợi hỗ trợ tôi hoàn thành đề tài này. Cuối cùng tôi cũng xin đƣợc gửi lời cảm ơn đến các nhân viên Công ty TNHH chế biến cao su Quảng Nam, gia đình anh chị Trần Đình Thăng, Võ Hồng Nhung và bạn bè đã giúp tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Đà Nẵng, ngày 27 tháng 05 năm 2013 Sinh viên Phan Thị Hà Nhi ii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa ............................................................................................................... i Lời cam đoan ...............................................................................................................ii Lời cảm ơn ................................................................................................................ iii Mục lục ....................................................................................................................... iv Danh mục chữ viết tắt ................................................................................................ vi Danh mục bảng .........................................................................................................vii Danh mục hình ..........................................................................................................vii MỞ ĐẦU .................................................................................................................... i 1. Tính cấp thiết của đề tài .......................................................................................9 2. Mục tiêu đề tài .....................................................................................................10 3. Nội dung đề tài .....................................................................................................10 CHƢƠNG 1..............................................................................................................11 TỔNG QUAN TÀI LIỆU .......................................................................................11 1.1. Tổng quan về nƣớc thải ngành chế biến cao su ..............................................11 1.1.1. Công nghệ chế biến mủ cao su và sự phát sinh nƣớc thải........................11 a. Công nghệ chế biến mủ cao su ly tâm.........................................................11 b. Công nghệ chế biễn mủ cao su cốm ............................................................12 c. Công nghệ chế biến cao su tờ......................................................................13 1.1.2. Đặc điểm nƣớc thải chế biến cao su .........................................................14 a. Thành phần nƣớc thải chế biến cao su ........................................................14 b. Đặc điểm của nƣớc thải chế biến cao su .....................................................15 1.1.3. Các công nghệ xử lý nƣớc thải chế biến cao su ở nƣớc ta .......................16 1.2. Tổng quan về Công ty TNHH chế biến cao su Đà Nẵng ...............................20 1.2.1. Quy trình công nghệ chế biến mủ cao su .................................................20 a. Sơ đồ quy trình công nghệ ..........................................................................20 iii b. Thuyết minh quy trình ................................................................................20 1.2.2. Quy trình công nghệ xử lý nƣớc thải........................................................22 a. Sơ đồ quy trình ............................................................................................22 b. Thuyết minh quy trình ................................................................................22 1.3. Tổng quan về cỏ vetiver (Vitiveria zizanioides L.) ........................................23 1.3.1. Giới thiệu chung về cỏ vetiver (Vitiveria zizanioides L.) ........................23 1.3.2. Đặc điểm của cỏ vetiver ...........................................................................23 1.3.3. Những nghiên cứu và ứng dụng cỏ vetiver trong xử lý ô nhiễm nƣớc ....24 a. Trên thế giới ................................................................................................24 b. Ở Việt Nam .................................................................................................26 CHƢƠNG 2..............................................................................................................28 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..........................................28 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu .....................................................................................28 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ...............................................................................28 2.2.1. Phƣơng pháp nghiên cứu thực nghiệm .....................................................28 a. Chuẩn bị thí nghiệm ....................................................................................28 b. Bố trí thí nghiệm .........................................................................................29 c. Xác định khả năng sinh trƣởng, phát triển của cỏ vetiver ..........................29 d. Xác định khả năng xử lý nƣớc thải của cỏ vetiver......................................29 2.2.2. Phân tích trong phòng thí nghiệm ...........................................................30 2.2.3. Xử lý số liệu .............................................................................................30 CHƢƠNG 3..............................................................................................................31 KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN...................................................................................31 3.1. Khả năng sinh trƣởng của cỏ vetiver ..............................................................31 3.1.1. Số nhánh cỏ ..............................................................................................31 3.1.2. Khối lƣợng tƣơi của cỏ (g) .......................................................................32 iv 3.1.3. Thể tích rể cỏ (ml) ....................................................................................34 3.2. Khả năng xử lý của cỏ vetiver ........................................................................35 3.2.1. Độ pH .......................................................................................................35 3.2.2. Hàm lƣợng DO .........................................................................................36 3.2.3. Hàm lƣợng BOD5 .....................................................................................38 3.2.4. Hàm lƣợng N tổng ....................................................................................40 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................43 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................45 PHỤ LỤC v DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT XLNT : Xử lý nƣớc thải TNHH : Trách nhiệm hữu hạn BOD : Nhu cầu oxy sinh học DO : Oxy hòa tan TSS : Chất rắn lơ lửng DRC : Cao su khô vi DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng bảng 1.1 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 3.1 Thành phần nƣớc thải của ngành chế biến cao su tự nhiên (mg/l) Đặc điểm của nƣớc thải ngành chế biến cao su (mg/l) Những công nghệ XLNT đang đƣợc áp dụng trong ngành chế biến cao su Hiệu suất xử lý của các công nghệ xử lý nƣớc thải chế biến cao su đang đƣợc áp dụng Hiệu quả xử lý của giai đoạn quang hợp sử dụng tảo và bèo tây Các chỉ tiêu sinh trƣởng của cỏ vetiver ở các công thức thí nghiệm Trang 15 16 17 18 19 31 3.2. Độ pH của các công thức thí nghiệm 35 3.3. Hàm lƣợng DO qua các giai đoạn nghiên cứu 37 3.4. Hàm lƣợng BOD5 qua các giai đoạn nghiên cứu 38 3.5. Hàm lƣợng N tổng ở các công thức thí nghiệm 39 vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Số hiệu hình vẽ 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. Tên hình Sơ đồ công nghệ chế biến cao su ly tâm và sự phát sinh nƣớc thải Sơ đồ quy trình chế biến mủ cốm và sự phát sinh nƣớc thải Sơ đồ quy trình sản xuất mủ tờ và sự phát sinh nƣớc thải Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến cao su cốm từ mủ tạp Sơ đồ quy trình xử lý nƣớc thải của Công ty TNHH chế Trang 13 14 14 20 1.5. biến cao su Đà Nẵng 22 3.1. Số nhánh của cỏ vetiver ở các lô thí nghiệm 32 Khối lƣợng tƣơi của cỏ vetiver ở các công thức thí 3.2. 3.3. 33 nghiệm Thể tích rể của cỏ vetiver ở các công thức thí nghiệm 34 Độ pH của các lô thí nghiệm qua các giai đoạn nghiên 3.4. 36 cứu 3.5. Hàm lƣợng DO của các công thức thí nghiệm 37 3.6. Hàm lƣợng BOD5 của các công thức thí nghiệm 39 3.7. Hàm lƣợng N tổng của các công thí nghiệm 41 viii MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Ở nƣớc ta, công nghệ chế biến mủ cao su mới chỉ dừng lại ở mức độ chế biến thô, lƣợng nƣớc thải tạo ra lớn với nồng độ các chất ô nhiễm hữu cơ cao. Thêm vào đó, các biện pháp xử lý nƣớc thải đang đƣợc sử dụng không mang lại hiệu quả. Ở phần lớn các cơ sở chế biến, nƣớc thải sau khi đƣợc xử lý vẫn không đạt quy chuẩn cho phép, gây ô nhiễm nghiêm trọng, ảnh hƣởng tiêu cực đến cuộc sống của ngƣời dân. Để khắc phục tình trạng ô nhiễm môi trƣờng do nƣớc thải chế biến cao su gây nên, nhiều nghiên cứu đã đƣợc thực hiện nhằm tìm ra công nghệ xử lý nƣớc thải mang lại hiệu quả cao, ít tốn kém. Trong đó, sử dụng thực vật xử lý ô nhiễm nƣớc thải chế biến cao su đƣợc xem là công nghệ đơn giản, hiệu quả xử lí cao, chi phí thấp đặc biệt thân thiện với môi trƣờng . Cỏ vetiver (Vetiveria zizanioides L.) là loài có khả năng tích lũy kim loại nặng, giải quyết tốt các vấn đề môi trƣờng nhƣ chống soạt lở, chống xói mòn, thích nghi tốt với những điều kiện khí hậu khác nhau. Đặc biệt, có nhiều nghiên cứu cho thấy rằng cỏ vetiver có khả năng xử lí tốt các nguồn nƣớc thải ô nhiễm hữu cơ. Công ty TNHH chế biến cao su Đà Nẵng thuộc cụm công nghiệp Mỹ An, huyện Đại Lộc, tỉnh Quảng Nam. Công ty chuyên sản xuất cao su cốm từ mủ cao su đông, từ khi đi vào hoạt động Công ty đã tạo công ăn việc làm cho rất nhiều ngƣời dân ở địa phƣơng. Tuy nhiên, trong quá trình chế biến cao su lại phát sinh lƣợng nƣớc rất lớn là nguyên nhân gây ô nhiễm môi trƣờng, đặc biệt là ô nhiễm nguồn nƣớc và ô nhiễm không khí xung quanh, đến nay Công ty đã đầu tƣ xây dựng hệ thống xử lý nƣớc thải để khác phục tình trạng ô nhiễm nhƣng vẫn chƣa hoàn thiện. Xuất phát từ vấn đề thực tiễn trên, tôi tiến hành chọn đề tài: “Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển và xử lý nước thải chế biến cao su của cỏ Vetiver (Vetiveria zizanioides L.)” 9 2. Mục tiêu đề tài Đánh giá khả năng sinh trƣởng và phát triển của cỏ vetiver trong môi trƣờng nƣớc thải nhà máy chế biến cao su. Đánh giá khả năng xử lý ô nhiễm của cỏ vetiver đối với nƣớc thải nhà máy chế biến cao su. 3. Nội dung đề tài Nghiên cứu khả năng sinh trƣởng của cỏ vetiver trong mô hình thí nghiệm. và khả năng xử lý ô nhiễm trong nƣớc thải chế biến cao su của cỏ vetiver trong mô hình thí nghiệm ở các nồng độ nƣớc thải khác nhau. 10 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Tổng quan về nƣớc thải ngành chế biến cao su 1.1.1. Công nghệ chế biến mủ cao su và sự phát sinh nƣớc thải Mủ cao su tự nhiên đƣợc thu gom ở hai dạng chính: cao su mủ nƣớc và cao su tạp (cao su đông). Mủ cao su đƣợc thu gom và bảo quản tại cơ sở chế biến. Tại đây, tùy thuộc vào dạng cao su thành phẩm mà mỗi loại nguyên liệu mủ đƣợc chế biến theo các công nghệ khác nhau. Sản phẩm chủ yếu của ngành công nghiệp chế biến cao su đƣợc chia làm hai loại: cao su khối là các sản phẩm dƣới dạng rắn nhƣ cao su cốm, cao su tờ, cao su crepe,..; cao su lỏng là các sản phẩm dƣới dạng mủ cao su cô đặc để có hàm lƣợng cao su khoảng 60%, cao su lỏng thƣờng đƣợc chế biến theo phƣơng pháp ly tâm nên thƣờng đƣợc gọi là cao su ly tâm. Trong chế biến cao su, nƣớc thải phát sinh chủ yếu từ các công đoạn nhƣ khuấy trộn, đánh đông mủ, gia công cơ học và rửa máy móc thiết bị.Trong đó, nƣớc có nồng độ chất ô nhiễm cao nhất là nƣớc sau khi đông tụ cao su đƣợc thải ra từ các mƣơng đánh đông (thƣờng đƣợc gọi là serum). Chế biến mỗi tấn cao su khối thải ra môi trƣờng một lƣợng nƣớc thải khoảng 25 – 30m3 và chế biến cao su ly tâm thải khoảng 18m3 nƣớc thải. a. Công nghệ chế biến mủ cao su ly tâm Mủ nƣớc có hàm lƣợng cao su khô (DRC) chiếm khoảng 30%, nƣớc chiếm 65%, phần còn lại là các chất phi cao su. Các phƣơng pháp đƣợc sử dụng để cô đặc mủ nƣớc nhƣ: phƣơng pháp ly tâm, phƣơng pháp bay hơi và phƣơng pháp tạo keo. Trong phƣơng pháp ly tâm, dựa vào sự khác nhau giữa tải trọng của cao su nƣớc, các hạt cao su dƣới dạng serum đƣợc tách ra nhờ lực ly tâm để sản xuất cao su ly tâm với tiêu chuẩn 60% DRC. Mủ ly tâm sau đó đƣợc xử lý với các chất bảo quản phù hợp và đƣa vào bồn lƣu trữ để ổn định tối thiểu từ 20 – 25 ngày trƣớc khi xuất. 11 Một sản phẩm phụ từ công nghệ chế biến này là mủ skim chứa khoảng 6% DRC. Mủ skim sau khi thu đƣợc từ quá trình ly tâm đƣợc đánh đông bằng axit và sơ chế thành cao su tờ hay cao su cốm dƣới nhiều dạng khác nhau. Sơ đồ công nghệ chế biến cao su ly tâm và sự phát sinh nƣớc thải đƣợc trình bày nhƣ hình 1: NH3 Mủ cao su nƣớc Nƣớc thải Nƣớc rửa Máy ly tâm Mủ skim Mủ ly tâm H2SO4 Serum skim Nƣớc thải Đánh đông Cao su skim Nƣớc thải Cán crep Nƣớc thải chung Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ chế biến cao su ly tâm và sự phát sinh nước thải b. Công nghệ chế biễn mủ cao su cốm Mủ nƣớc sau khi thu đƣợc đánh đông bằng axit và mủ tạp đƣợc đƣa vào dây chuyền máy sơ chế thành các hạt cao su có kích thƣớc trung bình 3mm, sau đó đƣợc đƣa vào lò sấy và đƣợc đóng thành bánh có trọng lƣợng khoảng 33,33kg. Sơ đồ công nghệ chế biến cao su cốm và sự phát sinh nƣớc thải đƣợc trình bày nhƣ hình 2 12 NH3 MỦ CAO SU NƢỚC BỒN NHẬN MỦ Nƣớc pha loãng Axit fomic Acid acetic MỦ TẠP Nƣớc rửa MƢƠNG ĐÁNH ĐÔNG Nƣớc rửathải Nƣớc thải BỒN NGÂM RỬA MÁY BĂM BÚA Nƣớc rửa CÁN CREPE SỐ 1 Nƣớc thải Nƣớc rửa CÁN CREPE SỐ 2 Nƣớc thải Nƣớc rửa CÁN CREPE SỐ 3 Nƣớc thải Nƣớc rửa MÁY CÁN CĂT Nƣớc thải LÒ SẤY ÉP BÁNH/ĐÓNG GÓI Nƣớc thải chung Hình 1.2. Sơ đồ quy trình chế biến mủ cốm và sự phát sinh nước thả c. Công nghệ chế biến cao su tờ Mủ nƣớc khi thu gom đƣợc lọc để loại bỏ tạp chất, sau đó đƣợc đổ vào bồn khuấy để đánh đông và đƣợc pha loãng để DRC còn khoảng 10%, pH còn 4,5 bằng 13 cách sử dụng axit fomic hay axit acetic, để mủ đông đặc qua đêm. Sau khi hoàn toàn đông đặc, tấm mủ đông nổi lên trên bề mặt serum và đƣợc đƣa qua giàn cán mủ tờ, và sau đó đƣợc sấy khô. Sơ đồ công nghệ chế biến cao su tờ và sự phát sinh nƣớc thải đƣợc trình bày nhƣ hình 3. MỦ CAO SU NƢỚC Nƣớc pha loãng axit Nƣớc rửa NHẬN MỦ Nƣớc thải ĐÁNH ĐÔNG Nƣớc thải CÁN Nƣớc rửa SẤY Khí thải ĐÓNG GÓI Nƣớc thải chung Hình 1.3. Sơ đồ quy trình sản xuất mủ tờ và sự phát sinh nước thải 1.1.2. Đặc điểm nƣớc thải chế biến cao su a. Thành phần nước thải chế biến cao su Cao su tự nhiên đƣợc chế biến khác nhau tùy thuộc vào nguyên liệu mủ ban đầu và cao su thành phẩm. Tuy nhiên, nƣớc thải phát sinh từ các quá trình chế biến cao su không có sự khác biệt về thành phần hóa học mà chỉ khác nhau về hàm lƣợng các chất ô nhiễm và lƣu lƣợng nƣớc thải phát sinh. 14 Nƣớc thải chứa chủ yếu các chất ô nhiễm hữu cơ, N, P, K cùng với một số nguyên tố khoáng vi lƣợng. Đáng kể nhất là hàm lƣợng N ở dạng amoni với hàm lƣợng trong khoảng 40 – 400 mg/l. Thành phần hóa học của nƣớc thải đƣợc trình bày ở bảng 1 nhƣ sau: Bảng 1.1. Thành phần nước thải của ngành chế biến cao su tự nhiên (mg/l) Chỉ tiêu Chủng loại sản phẩm cao su Khối từ mủ Cao su tờ đông 8,1 40,4 N hữu cơ Khối từ mủ nƣớc 20,2 Cao su ly tâm 139 NH4 – N 75,5 40,6 110 426 NO3 – N Vết Vết Vết Vết NO2 – N KPHĐ KPHĐ KPHĐ KPHĐ PO4 – P 26,6 12,3 38 48 Al Vết Vết Vết Vết SO42- 22,1 10,3 24,2 35 Ca 2,7 4,1 4,7 7,1 Cu Vết Vết Vết Vết Fe 2,3 2,3 2,6 3,6 K 42,5 48 45 61 Mg 11,7 8,8 15,1 25,9 Mn Vết Vết Vết Vết Zn KPHĐ KPHĐ KPHĐ KPHĐ (Nguồn: Bộ môn chế biến, Viện nghiên cứu cao su Việt Nam) b. Đặc điểm của nước thải chế biến cao su Do đặc thù của nguyên liệu và công nghệ chế biến, nƣớc thải cao su thƣờng có pH trong khoảng 4,2 – 5,2 do việc sử dụng axit để làm đông tụ mủ cao su. Đối với cao su khối đƣợc chế biến từ mủ đông (mủ tạp) thì pH trong nƣớc thải cao hơn và tính axit của nó chủ yếu do các axit béo bay hơi từ quá trình phân hủy sinh học các lipid và phospholipid xảy ra trong khi tồn trữ nguyên liệu. 15 Hàm lƣợng N hữu cơ thƣờng không cao và có nguồn gốc chủ yếu từ protein trong mủ cao su, trong khi hàm lƣợng N ở dạng amoni lại rất cao do việc sử dụng amoni để chống đông tụ trong quá trình thu hoạch, vận chuyển và tồn trữ mủ cao su. Chất thải rắn có trong nƣớc thải cao su chủ yếu ở dạng hòa tan, ở dạng lơ lửng thì chủ yếu là những hạt cao su còn sót lại. Đối với cao su khối chế biến từ mủ đông thì trong nƣớc thải tồn tại rất nhều tạp chất khác nhƣ: đất cát, lá cây,… phát sinh do quá trình ngâm rửa nguyên liệu mủ đông. Nhƣ vậy, nƣớc thải chế biến cao su thuộc loại có tính chất ô nhiễm nặng. Những chất ô nhiễm có trong nƣớc thải chủ yếu thuộc hai loại là ô nhiễm hữu cơ và ô nhiễm chất dinh dƣỡng. Bảng 1.2. Đặc điểm của nước thải ngành chế biến cao su (mg/l) Chủng loại sản phẩm cao su Chỉ tiêu COD Khối từ mủ tƣơi 3540 Khối từ mủ đông 2720 Cao su tờ 4350 Cao su ly tâm 6212 BOD 2020 1594 2514 4010 N tổng 95 48 150 565 NH4 – N 75 40 110 426 TSS 114 67 80 122 pH 5,2 5,9 5,1 4,2 (Nguồn: Bộ môn chế biến, Viện nghiên cứu cao su Việt Nam) 1.1.3. Các công nghệ xử lý nƣớc thải chế biến cao su ở nƣớc ta Hiện nay, hầu hết các nhà máy chế biến cao su ở nƣớc ta đều sử dụng phƣơng pháp sinh học hoặc kết hợp các biện pháp hóa lý và sinh học để xử lý nƣớc thải. Những công nghệ XLNT đang đƣợc áp dụng trong ngành chế biến cao su đƣợc trình bày trong bảng 3: 16 Bảng 1.3. Những công nghệ XLNT đang được áp dụng trong ngành chế biến cao su Tên công nghệ Số nhà máy áp dụng Bể sục khí (Aerated Lagoon) 11 Hồ ổn định (Stabilisation Pond) 10 Bể tuyển nổi (Dissolved Air Flotation) 7 Bể kỵ khí UASB (Upflow Anaerobic 4 Sludge Blanket) Bể thổi khí (Aeration Tank) 2 Bể luân phiên (Sequencing Batch Reactor) 2 Bể lọc sinh học (Trickling Filter) 4 Mƣơng oxy hóa (Oxidation Ditch) 4 (Nguồn: Viện Nghiên cứu cao su Việt Nam, 2006) Các hệ thống xử lý này đều có một bể gạn mủ và một bể điều hòa lƣu lƣợng nƣớc thải đầu vào. Bể sục khí thƣờng đƣợc lắp đặt từ 2 đến 6 máy sục khí bề mặt. Các máy này có thể mắc song song hoặc mắc nối tiếp và vận hành luân phiên nhau. Bể sục khí đƣợc bố trí ngay sau các hồ kỵ khí. Hồ ổn định gồm có: hồ kỵ khí, hồ tùy nghi và hồ hiếu khí. Chúng đƣợc bố trí nối tiếp nhau trong một hệ thống xử lý nƣớc thải hoàn chỉnh. Bể tuy ển nổi: đƣợc đƣa vào hệ thống xử lý nƣớc thải nhằm mục đích loại bỏ những hạt cao su chƣa đông tụ trong nƣớc thải thô. Bể tuyển nổi thƣờng đƣợc đi sau một bể gạn mủ sơ bộ, bể tuyển nổi thƣờng đi kèm theo thiết bị sục khí, thiết bị gạn và pha trộn hóa chất. Hóa chất đƣợc sử dụng trong bể tuyển nổi của các nhà máy chế biến cao su nhƣ: Ca(OH)2, phèn nhôm Al2(SO4)3.14H2O và các polymer trợ keo tụ. Bể UASB đƣợc đặt sau một bể gạn mủ hay một bể tuyển nổi và sau bể UASB là bể xử lý hiếu khí. Bể này đƣợc chia làm nhiều ngăn, dòng nƣớc đi vào bể 17 từ bên dƣới và đi ra khỏi bể ở bên trên bề mặt để duy trì lớp bùn hạt ở trạng thái lơ lửng trong bể. Bể thổi khí thƣờng đi sau bể UASB trong hệ thống xử lý.Theo sau bể thổi khí thƣờng là bể lắng. Bể luân phiên là một dạng của công nghệ xử lý bùn hoạt tính hiếu khí.Các công đoạn xử lý (nạp, sục khí, lắng, xả) đều đƣợc thực hiện luân phiên trong một bể. Bể lọc sinh học đƣợc lắp đặt sau một bể thổi khí và bể lắng, nhằm mục đích làm sạch nƣớc thải lần cuối. Hiệu suất xử lý nƣớc thải của các công nghệ ứng dụng trong ngành chế biến cao su đã đƣợc khảo sát và đƣợc trình bày theo bảng 4. Bảng 1. 4. Hiệu suất xử lý của các công nghệ xử lý nước thải chế biến cao su đang được áp dụng Công nghệ Bể thổi khí Bể luân phiên Bể lọc sinh học Bể sục khí Hồ ổn định Bể tuyển nổi Bể kỵ khí UASB Loại nƣớc thải cao su đƣợc xử lý Giá trị trung bình Thời gian lƣu nƣớc Tải trọng kgCOD/m3/ngày Hiệu suất xử lý COD (%) Thô Sau xử lý kỵ khí Sau xử lý hiếu khí Thô hoặc đã xử lý hiếu khí Thô 3,2 ngày 2,8 44 Hiệu suất xử lý N tổng (%) 45 14 giờ 3,8 33 16 - 3,6 25 22 14 ngày 1,7 54 52 28 ngày 1,2 72 60 Thô 2 giờ 2,6 34 - Thô 6 giờ 8,4 70 11 (Nguồn: Viện nghiên cứu cao su Việt Nam, 2006) 18 Tuy nhiên, các hệ thống xử lý nƣớc thải hiện hành của các cơ sở chế biến cao su vẫn chƣa xử lý triệt để các chất ô nhiễm. Nƣớc thải sau khi xử lý vẫn chứa hàm lƣợng N, P cao và tồn tại nhiều khuyết điểm nhƣ: kích thƣớc công nghệ XLNT lớn, thời gian lƣu nƣớc lâu và tốn nhiều kinh phí. Đã có nhiều nghiên cứu ứng dụng thực vật để xử lý nƣớc thải chế biến mủ cao su và mang lại hiệu quả cao. Theo nghiên cứu của Nguyễn Trung Việt về đánh giá khả năng xử lý trực tiếp của hệ thống ao thực vật đối với nƣớc thải cao su thô và nƣớc thải cao su đã qua xử lý bởi bể UASB để đạt tiêu chuẩn xả thải vào nguồn tiếp nhận. Kết quả cho thấy, cây dạ lan hƣơng thích hợp xử lý ô nhiễm hữu cơ với nồng độ COD đến 2480mg/l và thậm chí lên đến 2900mg/l. Một nghiên cứu khác của Nguyễn Ngọc Bích về xây dựng công nghệ xử lý nƣớc thải thích hợp cho ngành cao su Việt Nam với quy trình: bể điều hòa bể gạn mủ bể kỵ khí sơ dừa bể tảo cao tải bể lục bình. Hiệu quả xử lý đƣợc ghi nhận ở bảng 5: Bảng 1.5. Hiệu quả xử lý của giai đoạn quang hợp sử dụng tảo và bèo tây Sau bể xử lý kỵ Thông số khí sơ dừa (mg/l) Sau bể tảo Sau bể lục Hiệu xuất xử cao tải (mg/l) bình (mg/l) lý (%) pH 7,1 9,15 7,2 - COD 360 265 65 81,94 BOD 200 61 29 85,50 TKN 191 49,06 9,43 95,06 N-NH3 172 1,68 1,83 98,94 TSS 60 324 37 38,33 Kết quả ở bảng 5 cho thấy, bể lục bình có hiệu quả xử lý chất ô nhiễm hữu cơ cao và TSS cao: 81,94% đối với COD; 85,5% đối với BOD [8] 19 1.2. Tổng quan về Công ty TNHH chế biến cao su Đà Nẵng Công ty TNHH chế biến cao su Đà Nẵng thuộc cụm công nghiệp Mỹ An, huyện Đại Lộc, tỉnh Quảng Nam, đƣợc thành lập từ năm 1996. Công ty gồm 3 nhà máy chế biến cao su đặt tại 3 tỉnh: Quảng Nam, Quảng Trị và Quảng Bình. Nguyên liệu đƣợc công ty thu mua để chế biến là mủ tạp và sản phẩm đƣợc sản xuất chủ yếu là cao su thô nhƣ: SRV10, SRV 20, SRV5. 1.2.1. Quy trình công nghệ chế biến mủ cao su a. Sơ đồ quy trình công nghệ Mủ tạp Máy băm thô số 1 Hồ rửa số 1 Máy cán 2, 3, 4 Hồ rửa số 2 Máy băm liên hợp 5, 6, 7 Hồ rửa số 3 Cân Lò sấy Ép bánh Đóng gói Hình 1.4. Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến cao su cốm từ mủ tạp b. Thuyết minh quy trình Gia công cơ học Mủ tạp đƣợc đƣa vào máy băm thô số 1 để loại bớt phần tạp chất rồi đƣợc chuyển vào hồ rửa số 1 để rửa sạch nguyên liệu mủ. 20 Nguyên liệu tiếp tục đƣợc cho qua dàn máy cán gồm 3 máy có chiều sâu và rãnh của trục khác nhau, khe hở giữa hai trục giảm dần theo thứ tự từ máy 2 đến máy 4, số lần cán tùy theo từng loại mủ để cuối cùng cho ra tờ mủ mịn, đồng đều có độ dày khoảng 1-2mm. Mỗi máy cán có bố trí hệ thống phun nƣớc ngay trên trục cán để làm sạch tờ mủ trong khi cán, mủ đƣợc đƣa vào hồ rửa số 2 để rửa sạch tạp chất một lần nữa, sau cùng tờ mủ đƣợc chuyển qua máy cán băm liên hợp 5, 6, 7. Tại đây, mủ tiếp tục đƣợc băm nhỏ thành hạt rồi cho vào hồ nƣớc rửa, nguyên liệu đƣợc rửa và trộn đều, sau đó các hạt cốm tiếp tục đƣợc đƣa qua hồ quậy để loại bỏ các thành phần tạp chất còn xót lại. Sau khi qua máy băm các hạt cốm đạt đƣợc kích thƣớc thích hợp sẽ đƣợc các băng chuyền tải chuyển đến thùng chứa. Tại thùng chứa, bơm hút các hạt cốm sang xe đẩy chứa các hộc sấy. Gia công nhiệt Sau khi mủ đã hoàn tất phần gia công cơ học, tiếp theo là phần gia công nhiệt. Mủ đƣợc để ráo trong xe 30 phút, sau đó đẩy xe vào lò sấy. Mục đích của quá trình sấy là làm thoát hơi nƣớc, các thành phần khác dễ bay hơi có chứa trong mủ. Để cung cấp nhiệt cho quá trình sấy nhà máy dùng nhiệt từ điện, dầu DO. Tùy theo chất lƣợng của hạt cốm nhà máy có chế độ sấy phù hợp, thông thƣờng nhiệt độ sấy 100 – 1300C, thời gian sấy khoảng 15 – 20 phút (phụ thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm của môi trƣờng, kích thƣớc hạt cốm và kết cấu của máy sấy), sau khi sấy điều chỉnh quạt nguội 15 phút trƣớc khi ra khỏi lò sấy. Ép kiện và bao bì Sau khi mủ ra khỏi lò sấy phải đƣợc làm nguội ở nhiệt độ < 400C trƣớc khi ép bánh, công đoạn này có tác dụng ép mủ cao su thành từng khối có kích thƣớc đã định sẵn, trọng lƣợng mỗi bánh khoảng 33,33kg, áp lực dùng để ép mủ thƣờng là 35kg/cm3. Bánh mủ đƣợc bao bằng bao PE màu trắng đục, có độ dày 0,07- 0,1mm và đƣợc xếp thành kiện, đóng pallet, lƣu kho ở nhiệt độ < 400C trƣớc khi xuất kho. 21 1.2.2. Quy trình công nghệ xử lý nƣớc thải a. Sơ đồ quy trình Nƣớc thải chung Bể tập trung Bể lắng (1-6) Hồ sinh học số 1 Hồ sinh học số 2 Hồ sinh học số 3 Mƣơng dẫn Hồ đệm Hồ sinh học số 4 Nguồn tiếp nhận Hình 1.5. Sơ đồ quy trình xử lý nước thải của Công ty TNHH chế biến cao su Đà Nẵng b. Thuyết minh quy trình Toàn bộ nƣớc thải từ quá trình chế biến cao su đƣợc chảy vào bể tập trung, tại đây một phần vụn mủ cao su tạp bị loại bỏ trong quá trình chế biến và các tạp chất có kích thƣớc lớn đƣợc giữ lại nhờ song chắn rác.Nƣớc thải chảy tiếp qua mƣơng dẫn vào 6 bể lắng, đƣợc bổ sung chế phẩm sinh học Gemmy I để xử lý mùi hôi và tăng số lƣợng vi sinh vật cho quá trình xử lý trong hồ sinh học.Các tạp chất có kích thƣớc nhỏ nhƣ đất, cát,… và các vụn mủ cao su đƣợc lắng, gạn bỏ. Nƣớc thải sau khi qua bể lắng chảy vào 4 hồ bèo tây (hồ sinh học) nối tiếp nhau, tại đây các chất thải đƣợc loại bỏ nhờ vào khả năng xử lý của bèo tây và quá trình lắng tự nhiên. Nƣớc thải chảy tiếp vào 1 hồ đệm lớn bao quanh Công ty, đây cũng là bƣớc xử lý nƣớc thải cuối cùng. Kết thúc quá trình xử lý, nƣớc đƣợc chảy vào mƣơng dẫn 22 và thải ra nguồn tiếp nhận. Tuy nhiên, quy trình xử lý nƣớc thải này vẫn chƣa xây dựng hoàn chỉnh. 1.3. Tổng quan về cỏ vetiver (Vitiveria zizanioides L.) 1.3.1. Giới thiệu chung về cỏ vetiver (Vitiveria zizanioides L.) Cỏ vetiver có tên khoa học là Vetiveria zizanioides L., thuộc họ Graminea (Poaceae). Ở Việt Nam. Cỏ vetiver còn đƣợc goi là cỏ Hƣơng Lau hay Hƣơng Bài (Viveria zizannioides L.). Chỉ có hai loại cỏ vetiver đƣợc sử dụng trong hệ thống cỏ vetiver đó là Vetiveria zizanioides và Vetiveria nemoralis, loài Vetiveria zizanioides phân bố hầu hết ở các vùng nhiệt đới còn loài Vetiveria nemoralis chỉ có mặt ở khu vực Đông Nam Á [2], [5], [6]. 1.3.2. Đặc điểm của cỏ vetiver Cỏ vetiver có bộ rễ phát triển đồ sộ, phát triễn mạnh, mọc rất nhanh và ăn rất sâu; trong 12 tháng đã có thể ăn sâu tới 3,6m trên đất tốt, rễ cỏ vetiver thuộc loại rễ chùm nên phần lớn rễ cỏ rất nhỏ và mịn, đƣờng kính trung bình chỉ khoảng 0,51mm [11], trên hệ rễ có hệ vi khuẩn và nấm phát triễn.Thân cỏ vetiver mọc thẳng đứng, rất cứng, có thể cao tới 3m. Chồi non của cỏ phát triễn từ phần cổ rễ nằm dƣới mặt đất nên cỏ có khả năng tái sinh rất cao khi gặp điều kiện bất lợi. Cỏ Vetiver có thể thích nghi với những điều kiện khí hậu khác nhau, chịu đƣợc những biến đổi lớn nhƣ hạn hán, ngập úng và khoảng dao động nhiệt rất rộng từ -220C đến 550C. Khi bị tác hại bởi khô hạn, sƣơng giá, ngập mặn hay những điều kiện bất lợi khác cỏ Vetiver vẫn có khả năng phục hồi lại [6]. Cỏ Vetiver có thể sống trong môi trƣờng đất có độ pH dao động từ 3,3 – 12,5 và đặc biệt cỏ có thể phát triễn mạnh trong điều kiện thủy canh [16]. Cỏ Vetiver có khả năng hấp thụ một lƣợng lớn các chất hòa tan trong nƣớc nhƣ N, P và các nguyên tố kim loại nặng có trong nƣớc ô nhiễm nhƣ: As, Cd, Cr, Ni, Hg, Pb, Se,… 23 1.3.3. Những nghiên cứu và ứng dụng cỏ vetiver trong xử lý ô nhiễm nƣớc Nhờ có những đặc điểm trên mà cỏ vetiver đƣợc nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trên thế giới cũng nhƣ ở Việt Nam vào bảo vệ môi trƣờng và giảm nhẹ tác hại của thiên tai, phòng ngừa và xử lý ô nhiễm đất, nƣớc.Trong xử lý nƣớc thải, cỏ vetiver có khả năng hấp thụ và xử lý tốt nƣớc thải sinh hoạt, nƣớc thải chăn nuôi, nƣớc thải công nghiệp và nƣớc rỉ rác [6], mang lại hiệu quả cao, tốn ít kinh phí, dễ dàng thực hiện và thân thiện với môi trƣờng. a. Trên thế giới Cỏ vetiver lần đầu tiên đƣợc dùng để xử lý nguồn chất thải từ các nhà vệ sinh ở Ôxtralia vào năm 1996. Kết quả cho thấy, trồng khoảng 100 khóm cỏ vetiver trên một diện tích dƣới 50m2 có thể đủ để tiêu giảm hết lƣợng nƣớc thải từ một khu vệ sinh ở một công viên. Cũng tại Ôxtralia, ngƣời ta tiến hành trồng 5 hàng cỏ Vetiver và tƣới ngầm cho chúng bằng nƣớc thải lấy từ hố ga nhà vệ sinh. Sau thời gian 5 tháng, lƣợng Nito và Photpho tổng giảm qua hai hàng cỏ là 83% và 82%, và sau 5 hàng cỏ là 99% và 85% [18]; cỏ vetiver còn đƣợc đƣa vào áp dụng thực tế tại một thị trấn nhỏ ở Ôxtralia, ngƣời ta đã tạo nên một vùng đất ngập nƣớc với mục đích nhằm tiêu giảm 500.000m3nƣớc/ngày thải ra từ thị trấn này, trƣớc khi xả vào các dòng sông. Kết quả, vùng đất ngập nƣớc trồng cỏ vetiver đã hấp thụ toàn bộ lƣợng nƣớc thải của thị trấn nhỏ này [10]. Đối với nƣớc thải nông nghiệp, cỏ Vetiver chủ yếu đƣợc nghiên cứu và ứng dụng vào việc xử lý nƣớc thải chăn nuôi và tồn dƣ thuốc bảo vệ thực vật trên đồng ruộng. Năm 1998, tại Quảng Đông (Trung Quốc) ngƣời ta tiến hành trồng 11 giống cỏ khác nhau trên vùng đất ngập nƣớc đƣợc tạo ra từ 100- 150 tấn nƣớc thải của 1600 trại nuôi lợn. Kết quả cho thấy Vetiver là giống cỏ hiệu quả nhất cả về sức sống lâu dài lẫn khả năng xử lí nƣớc thải từ các trại nuôi lợn [14]; nghiên cứu của Liao et al., 2003 cho thấy chất dinh dƣỡng và kim loại nặng thải ra từ các trại lợn là những chất chủ yếu nhất gây ô nhiễm nguồn nƣớc, với nồng độ N, P và cả Cu, Zn vốn rất cao trong thức ăn tăng trọng. Kết quả thử nghiệm cho thấy, cỏ Vetiver có khả năng làm sạch nƣớc thải rất cao. Nó có thể hấp thụ và lọc Cu và Zn tới trên 24 90%; As và N tới trên 75%; Pb trong khoảng 30-71% và P trong khoảng 15-58% [14]. Một số thí nghiệm tại Trung tâm Nghiên cứu - Phát triển Hoàng gia Huai Sai, tỉnh Phetchaburi, Thái Lan cho thấy, cỏ Vetiver trồng thành nhiều hàng theo đƣờng đồng mức trên đất dốc có tác dụng nhƣ một đập nƣớc sống. Bộ rễ cỏ tạo thành bức tƣờng ngầm ngăn không cho thuốc trừ sâu và những chất độc khác thấm xuống bên dƣới. Thân cỏ trên mặt đất cũng ngăn bùn đất cùng các chất thải khác, không để chảy theo dòng nƣớc [12]. Đối với nƣớc thải công nghiệp, ở Ôxtralia, ngƣời ta đã xử lý rất hiệu quả khối lƣợng lớn nƣớc thải công nghiệp bằng cỏ vetiver, tới 1,4 triệu lít nƣớc thải/ngày tại một nhà máy chế biến lƣơng thực và 1,4 triệu lít nƣớc thải/ngày tại một lò mổ sản xuất thịt bò [17]. Ở Thái Lan đã triển khai nghiên cứu thử nghiệm dùng cỏ vetiver xử lý nƣớc thải tại một số khu vực đất ngập nƣớc lƣu trữ nƣớc thải, bƣớc đầu đạt kết quả rất tốt. Ba dòng cỏ vetiver (Monto, Surat Thani và Songkhla 3) đƣợc trồng để xử lý nƣớc thải từ một xí nghiệp sản xuất tinh bột sắn, thí nghiệm tiến hành trên hai mô hình, mô hình thứ nhất giữ nƣớc thải trong thời gian 2 tuần trên một khu đất ngập nƣớc có trồng cỏ vetiver, sau đó cho tháo hết; mô hình thứ hai giữ nƣớc thải trong thời gian 1 tuần và tháo từ từ trong thời gian 3 tuần tiếp theo. Kết quả cho thấy trong cả 2 mô hình, dòng cỏ Monto có khả năng tăng trƣởng thân lá, rễ và sinh khối lớn nhất, có thể hấp thụ hàm lƣợng cao nhất các nguyên tố P, K, Mn và Cu trong thân lá và rễ, Mg, Ca và Fe trong rễ và Zn và N trong thân lá. Dòng Surat Thani có khả năng hấp thụ cao nhất nguyên tố Mg trong thân lá và Zn trong rễ. Dòng Songkhla có khả năng hấp thụ cao nhất nguyên tố Ca, Fe trong lá và N trong rễ [12]. Cỏ vetiver còn đƣợc ứng dụng trong việc xử lý nƣớc rỉ rác, một loại nƣớc thải có nồng độ các chất ô nhiễm cao, đƣợc xem là khó xử lý và là mối lo của tất cả các thành phố trên thế giới.Tại Ôxtralia và Trung Quốc, ngƣời ta tiến hành trồng cỏ vetiver ngay trên bãi rác và kết quả thu đƣợc ngoài sự dự đoán. Trồng 3,5ha cỏ vetiver có thể xử lý 4 triệu lít mỗi tháng trong mùa hè và 2 triệu lít mỗi tháng trong mùa đông [ 15]. 25 b. Ở Việt Nam Với những ứng dụng thực tiễn đã đƣợc thế giới công nhận. Cỏ vetiver cũng đƣợc đƣa vào nghiên cứu và ứng dụng ở Việt Nam. Cho đến nay, việc sử dụng cỏ vetiver trong bảo vệ môi trƣờng đã trở thành một công cụ quen thuộc và mang lại hiệu quả cao. Có rất nhiều nghiên cứu khác nhau về khả năng xử lý ô nhiễm nƣớc của cỏ vetiver, điển hình nhất là những nghiên cứu về xử lý nƣớc thải chăn nuôi nhƣ: nghiên cứu của Nguyễn Tuấn Phong, Dƣơng Thúy Hoa (2004), “Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng cỏ vetiver và lục bình, xây dựng mô hình xử lý nước thải ô nhiễm chất hữu cơ từ các trại chăn nuôi”, kết quả cho thấy cỏ Vetiver sống và sinh trƣởng tốt trong môi trƣờng nƣớc thải đặc trƣng bởi các chỉ tiêu vể sinh khối của cỏ: Khối lƣợng tƣơi (tăng 96%), chiều dài thân (tăng 135%), chiều dài rễ tăng (85%), số chồi (tăng 263, 84%), khối lƣợng khô (tăng 92%). Bên cạnh đó, mô hình cỏ vetiver có hiệu suất xử lý BOD5 là 91,04%, lân tổng là 69,44%, đạm tổng là 69,34% [4]; nghiên cứu “cỏ vetiver (vetiveria zizanioides L.) một giải pháp sinh học cho xử lý nước thải” của Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh cho thấy khả năng xử lý cao các chất ô nhiễm ở nƣớc thải trại chăn nuôi Phú Sơn. Thí nghiệm tiến hành trồng cỏ vetiver dạng thủy canh trong nƣớc thải tại trại heo Phú Sơn, sau 16 ngày thí nghiệm kết quả thu đƣợc: Cỏ vetiver có khả năng xử lý nƣớc thải tốt qua việc làm giảm BOD (159mgO2/l) 79% so với 50% đối chứng không trồng cỏ và hạn chế quá trình phát triển của tảo trong quá trình xử lý, ngoài ra cỏ vetiver đạt đƣợc hiệu suất xử lý khá cao đến 91% đối với nitrogen và 85% đối với phosphorus trong nƣớc thải nuôi heo [1]; hay một nghiên cứu khác của Nguyễn Minh Trí, Trần Thanh Loan và Nguyễn Thị Trang, “Tìm hiểu khả năng xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng cây Hương Bài – Vetiver zizanioides (L.) Nash”, bằng mô hình bãi lọc, kết qua thu đƣợc cho thấy nƣớc thải chăn nuôi đƣợc xử lý bằng mô hình bãi lọc cỏ vetiver sau 8 ngày đạt hiệu quả cao, hiệu suất xử lý N-NO3- đạt 87,9%; COD đạt 80,43%. 26 Cỏ vetiver cũng đƣợc nghiên cứu để ứng dụng xử lý nƣớc thải từ các bãi rác. Nhƣ đề tài nghiên cứu của TS. Ngô Hoàng Văn và cộng sự về áp dụng thí điểm sử dụng các loại cây thực vật nhƣ dầu mè, cỏ vetiver, cỏ voi và cỏ signal để xử lý nƣớc rác BCL Đông Thạnh, TP Hồ Chí Minh. Kết quả nghiên cứu cho thấy, nguồn nƣớc rỉ rác đậm đặc có nồng độ các chất ô nhiễm cao sau khi đƣợc pha loãng với tỷ lệ 10% để tƣới cho khu trồng cỏ vetiver gần 100m2, khu trồng dầu mè khoảng 150m2, kết quả cho thấy NH3, phosphate và mùi hôi đều đƣợc xử lý rất tốt và đơn giản. Theo đánh giá của các chuyên gia, có thể áp dụng kết nghiên cứu này, nhân rộng mô hình để xử lý nƣớc rác tại các bãi chôn lấp cũ [9]. Ngoài ra, cỏ vetiver còn đƣợc nghiên cứu để xử lý nƣớc thải sản xuất công nghiệp nhƣ: theo nghiên cứu của Lƣu Thái Danh và đồng nghiệp (2006), tiến hành một số thử nghiệm tại nhà máy chế biến thủy sản Cafatex Cần Thơ để xác định thời gian cần thiết giữ nƣớc thải ở đồng cỏ vetiver nhằm tiêu giảm nitrat và phosphat xuống tới nồng độ dƣới tiêu chuẩn cho phép. Kết quả phân tích cho thấy, hàm lƣợng Nitơ tổng trong nƣớc thải giảm 88% sau 48 giờ và giảm 91% sau 72 giờ, hàm lƣợng Phospho tổng giảm 80% sau 48 giờ và 82% sau 72 giờ. Tổng lƣợng N và P bị tiêu giảm sau 48 giờ và 72 giờ xử lý không khác nhau nhiều.Sau những thử nghiệm này, cỏ vetiver đã đƣợc trồng đại trà ở nhiều đầm hồ thủy sản để bảo vệ bờ, làm sạch nƣớc và xử lý nƣớc thải [13]; một nghiên cứu khác đƣợc thực hiện tại xí nghiệp sản xuất giấy ở Bắc Ninh và nhà máy phân đạm Hà Bắc (Bắc Giang), thử nghiệm xử lý nƣớc thải bằng cỏ vetiver. Hai tháng sau khi trồng, cỏ ở Bắc Ninh đã phát triễn tốt trừ phần rìa tiếp xúc với nƣớc thải có nồng độ chất ô nhiễm quá cao. Trong khi đó, cỏ Vetiver trồng ven bờ và thủy canh trong các hồ môi trƣờng ở Bắc Giang đã mọc rất tốt trong điều kiện bán ngập nƣớc và làm giảm đáng kể lƣợng ô nhiễm trong nƣớc thải [6]. 27 CHƢƠNG 2 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu + Nƣớc thải chế biến cao su tại Công ty TNHH chế biến cao su Đà Nẵng ( nƣớc thải thô đã qua quá trình lắng sơ bộ và bổ sung chế phẩm sinh học) + Cỏ Vetiver (Vetiveria zizanioides L.) 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 2.2.1. Phƣơng pháp nghiên cứu thực nghiệm a. Chuẩn bị thí nghiệm Dụng cụ: 12 thùng xốp dung tích 30 lít có nắp, trên bề mặt nắp thùng cắt 5 khoanh tròn đƣờng kính 9,5cm; 60 chậu nhựa đen có đƣờng kính 11,5cm đã cắt bỏ phần đáy; can nhựa có dung tích 30 lít. Chuẩn bị cỏ vetiver: Cỏ Vetiver đƣợc nhân giống tại nhà thực nghiệm khoa Sinh Môi trƣờng. Sau đó đƣợc đƣa đến trồng ở khu vực gần Công ty TNHH chế biến cao su Đà Nẵng tại KCN Mỹ An, Đại Lộc, Quảng Nam để thích nghi với điều kiện khí hậu sẽ làm thí nghiệm trong vòng 3 tuần. Trƣớc khi đƣợc đƣa vào làm thí nghiệm cỏ đƣợc rửa sạch rễ trồng vào các chậu nhựa đã chuẩn bị sẵn, sau đó trồng thủy canh trong môi trƣờng nƣớc giếng có bổ sung phân hữu cơ trong vòng 1 tháng để thích nghi với điều kiện sống trong nƣớc và thích nghi với môi trƣờng nƣớc thải cao su pha loãng trong vòng 20 ngày. Cỏ Vetiver ở mỗi đƣợc đƣa vào mô hình thí nghiệm có mật độ nhƣ nhau là 7 nhánh/chậu. Nước thải thí nghiệm: nƣớc thải đƣợc lấy từ Công ty TNHH chế biến cao su Đà Nẵng đã qua quá trình lắng sơ bộ và bổ sung chế phẩm sinh học. Sau đó nƣớc thải đƣợc pha ở 3 nồng độ khác nhƣ sau: 28 + Nồng độ 50%: gồm 50% nƣớc thải và 50% lít nƣớc giếng + Nồng độ 75%: gồm 75% nƣớc thải và 25% nƣớc giếng + Nồng độ 100%: gồm 100% nƣớc thải. b. Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm sử dụng mô hình tĩnh, gồm 3 lô, mỗi lô tƣơng ứng với một công thức thí nghiệm CT1, CT2, CT3 và tƣơng ứng với 3 nồng độ: 50%, 75%, 100%. Mỗi công thức gồm 3 thùng thí nghiệm chứa cỏ vetiver và 1 thùng đối Các lô thí nghiệm đƣợc đặt ngoài trời trong điều kiện tự nhiên về ánh sáng, nhiệt độ,…nhằm đánh giá khả năng sinh trƣởng của cỏ vetiver với các thông số tƣơng đồng về điều kiện khí hậu sẽ đƣợc áp dụng ngoài thực tế. Thí nghiệm tiến hành trong vòng 10 ngày. 2.2.1.3. Xác định khả năng sinh trưởng, phát triển của cỏ vetiver Để xác định khả năng sinh trƣởng của cỏ Vetiver tiến hành đo các chi tiêu sinh trƣởng và phát triễn, cụ thể: + Số nhánh: bằng cách đếm số nhánh ở mỗi chậu. + Trọng lƣợng tƣơi: đƣợc cân bằng cân thƣờng. + Thể tích rễ: đƣợc đo bằng ống đong 1000ml. Tiến hành đo các chỉ tiêu sinh trƣởng ở các thời điểm: ban đầu, sau 5 ngày, sau 10 ngày. Trong thời gian thí nghiệm thƣờng xuyên theo dõi sự thay đổi hình thái của cỏ vetiver. 2.2.1.4. Xác định khả năng xử lý nước thải của cỏ vetiver Sau khi cho cỏ vetiver sống thích nghi thì bắt đầu bố trí cỏ vào các CT thí nghiệm với các nồng độ nƣớc thải tƣơng ứng. Đánh giá khả năng xử lý nƣớc thải 29 của cỏ vetiver bằng việc phân tích và so sánh các chỉ tiêu: pH, BOD5, DO, N tổng ở các giai đoạn nƣớc thải đầu vài, sau 5 ngày xử lý, sau 10 ngày xử lý. Lại tiếp tục thu mẫu nƣớc thải và phân tích các chỉ tiêu sau 5 ngày và 10 ngày xử lý bằng cỏ vetiver. 2.2.2. Phân tích trong phòng thí nghiệm Tiến hành phân tích các chỉ tiêu của nƣớc thải đầu vào, nƣớc thải sau 5 ngày và sau 10 ngày xử lý bằng cỏ vetiver: + Đo các chỉ tiêu pH, DO bằng máy đo nhanh đa chỉ tiêu 6920 V2 YSI. + N tổng: Phân tích theo SMEWW4500N:2012 + BOD5: Phân tích theo TCVN 6001-1: 2008 + Hiệu suất đƣợc tính theo công thức (%) = ( A B) 100 A Trong đó : A là giá trị ban đầu trƣớc khi xử lí B là giá trị sau khi xử lí 2.2.3. Xử lý số liệu Xử lý số liệu thống kê và vẽ biểu đồ bằng phần mềm Excel. So sánh các giá trị trung bình bằng phƣơng pháp phân tích ANOVA một yếu tố và kiểm định LSD với mức ý nghĩa α = 0,05. 30 CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 3.1. Khả năng sinh trƣởng của cỏ vetiver Khả năng sinh trƣởng và phát triển của cỏ vetiver trong mô hình thí nghiệm đƣợc xác định dựa trên sự thay đổi của số nhánh, trọng lƣợng tƣơi và thể tích rễ của cỏ qua các giai đoạn nghiên cứu. Kết quả đƣợc trình bày ở bảng 3.1. Bảng 3.1. Các chỉ tiêu sinh trưởng của cỏ vetiver ở các công thức thí nghiệm Ban đầu Sau 5 ngày Lô thí nghiệm Sau 10 ngày Số nhánh CT 1 7.00 ± 0.00a 9,87 ± 2,01 ab 11,3 ± 2,29 bc CT 2 7.00 ± 0.00a 10,73 ± 4,45 b 12,87 ± 5,89 c CT 3 7.00 ± 0.00a 9,00 ± 1,31 ab 10,00 ± 1,79 bc Trọng lƣợng tƣơi (g) CT 1 78,33 ± 7,17 a 96,67 ± 10,04 ab 107,00 ± 13,38 bc CT 2 71,00 ± 12,91 a 91,67 ± 12,50 ab 102,33 ± 7,17 bc CT 3 68,83 ± 16,40 a 83,33 ± 16,54 ab 93,00 ± 22,08 bc Thể tích rể (ml) CT 1 32,67 ± 7,59 a 42,67 ± 2,87 ab 55,67 ± 8,72 bc CT 2 32,00 ± 13,14 a 36,67 ± 15,97 ab 45,67 ± 10,04 bc CT 3 31,33 ± 2,87 a 36,00 ± 4,97 ab 45,00 ± 9,94 bc Kết quả bảng 3.1 cho thấy, có sự tăng trƣởng số nhánh, trọng lƣợng tƣơi, thể tích rễ của cỏ vetiver tại cả 3 lô thí nghiệm sau 5 ngày, 10 ngày nghiên cứu so với ban đầu, cụ thể nhƣ sau: 3.1.1. Số nhánh cỏ Sự tăng trƣởng số nhánh của cỏ vetiver ở các công thức thí nghiệm qua các giai đoạn đƣợc trình bày ở bảng 3.1 và hình 3.1. 31 số nhánh 14.0 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 .0 CT 1 CT 2 CT 3 Ban đầu sau 5 ngày sau 10 ngày Hình 3.1. Số nhánh của cỏ vetiver ở các lô thí nghiệm Kết quả ở bảng 3.1 và hình 3.1 cho thấy, ở mỗi công thức thí nghiệm số nhánh cỏ tăng dần qua các giai đoạn nghiên cứu và có sự chênh giữa các công thức. Số nhánh cỏ ở giai đoạn từ ban đầu đến 5 ngày và giai đoạn từ 5 ngày đến 10 ngày đều tăng lên rất ít. Kết quả phân tích ANOVA một yếu tố và kiểm tra LSD với mức α = 0,05 cho thấy, riêng ở công thức 2, sự sai khác về số nhánh cỏ là có ý nghĩa. Sau 10 ngày thí nghiệm, số nhánh cỏ ở các lô thí nghiệm đều tăng lên so với ban đầu từ 3 – 5,87 nhánh. Trong đó, tăng cao nhất ở lô số 2 với 1,38 lần; tiếp theo là lô 1với 1,29 lần và thấp nhất ở lô 3 với 1,23 lần. Qua phân tích ANOVA một yếu tố và kiểm đinh LSD với mức α = 0,05 cho thấy, sự tăng lên có ý nghĩa về số nhánh cỏ vetiver so với ban đầu. 3.1.2. Khối lƣợng tƣơi của cỏ (g) Sự thay đổi khối lƣợng tƣơi của cỏ vetiver ở các công thức thí nghiệm qua các giai đoạn nghiên cứu đƣợc trình bày tại bảng 3.1 và hình 3.2. 32 khối lƣợng (g) 120 100 80 60 40 20 CT 1 CT 2 CT 3 Ban đầu sau 5 ngày sau 10 ngày Hình 3.2. Khối lượng tươi của cỏ vetiver ở các công thúc thí nghiệm Kết quả ở bảng 3.1 và hình 3.2 cho thấy, khối lƣợng tƣơi của cỏ vetiver ở tất cả các công thức thí nghiệm đều tăng lên qua các giai đoạn nghiên cứu. Khối lƣợng tƣơi của cỏ ở giai đoạn từ đầu đến 5 ngày và giai đoạn từ sau 5 ngày đến 10 ngày đều tăng lên nhƣng tăng lên không đáng kể. Sau 5 ngày, khối lƣợng ở các công thức thí nghiệm tăng từ 14,50 – 20,67 g. Kết quả phân tích ANOVA một yếu tố và kiểm tra LSD với mức α = 0,05 cho thấy, sự tăng lên về trọng lƣợng tƣơi của cỏ sau 5 ngày so với ban đầu là không có ý nghĩa. Sau 10 ngày, khối lƣợng cỏ ở các công thức thí nghiệm tăng từ 24,17 – 31,33g. Khối lƣợng tƣơi tăng cao nhất ở công thức 2 với 1,44 lần; đến công thức 1 với 1,37 lần và thấp nhất ở công thức 3 với 1,35 lần. Kết quả phân tích ANOVA một yếu tố và kiểm tra LSD với mức α = 0,05 cho thấy, sự tăng lên về khối lƣợng tƣơi của cỏ sau 10 ngày so với ban đầu là có ý nghĩa. Theo Nguyễn Tuấn Phong, Dƣơng Thúy Hoa (2004), nghiên cứu khả năng xử lý nƣớc thải chăn nuôi heo bằng cỏ vetiver và lục bình cho thấy, sau 32 ngày trồng thí nghiệm trong nƣơc nuôi heo, cỏ vetiver có khả năng tăng trƣởng cao với khối lƣợng tƣơi tăng 96% so với ban đầu [4]. 33 So sánh với kết quả của đề tài, sau thời gian 10 ngày khối lƣợng tƣơi của cỏ vetiver ở cả 3 công thức 1, 2, 3 tăng tƣơng ứng 36,6%; 44%; 35% ít hơn nghiên cứu của Nguyễn Tuấn Phong và Dƣơng Thúy Hoa. 3.1.3. Thể tích rể cỏ (ml) Sự thay đổi của thể tích rể cỏ vetiver ở các công thức thí nghiệm qua các giai đoạn nghiên cứu đƣợc trình bày tại bảng 3.1 và hình 3.3. thể tích rễ (ml) 60.0 50.0 40.0 CT 1 30.0 CT 2 20.0 CT 3 10.0 .0 Ban đầu sau 5 ngày sau 10 ngày Hình 3.3. Thể tích rể của cỏ vetiver ở các công thí nghiệm Kết quả ở bảng 3.1 và hình 3.3 cho thấy, thể tích rễ của cỏ vetiver ở các công thức thí nghiệm qua các giai đoạn nghiên cứu đều tăng lên. Ở các giai đoạn từ ban đầu đến 5 ngày và từ sau 5 ngày đến 10 ngày, thể tích rễ tăng lên không đáng kể. Kết quả phân tích ANOVA một yếu tố và kiểm tra LSD với mức α = 0,05 ta thấy, sự sai khác về thể tích rễ ở hai giai đoạn này không có ý nghĩa. Sau 10 ngày thí nghiệm, thể tích rễ ở các công thức thí nghiệm tăng từ 13,67 – 23 ml. Trong đó, thể tích rễ tăng cao nhất ở công thức 1 với 1,7 lần; tieps theo là công thức 3 với 1,44 lần và thấp nhất ở công thức 2 với 1,43 lần. Kết quả phân tích ANOVA một yếu tố và kiểm tra LSD với mức α = 0,05 cho thấy, sau 10 ngày sự tăng lên của thể tích rễ so với ban đầu là có ý nghĩa. 34 Nhìn chung, kết quả nghiên cứu cho thấy, cỏ vetiver sinh trƣởng tốt trong môi trƣờng nƣớc thải cao su thể hiện qua các chỉ tiêu số nhánh, trọng lƣợng tƣơi và thể tích rễ đều tăng lên ở tất cả các công thức thí nghiệm. Sự tăng lên này khác nhau ở môi công thức. Ở công thức 1, thể tích rễ tăng 1,7 lần so với ban đầu, cao nhất trong tất cả các lô thí nghiệm; ở công thức 2, số nhánh và trọng lƣợng tƣơi tăng nhiều nhất tƣơng ứng với 1,38 lần và 1,44 lần so với ban đầu; trong khi đó ở cong thức 3, tất cả các chỉ tiêu đều thấp hơn. Sự khác nhau về các chỉ tiêu trên giữa các công thức thí nghiệm có thể do sự ảnh hƣởng của các hạt cao su lơ lửng có trong nƣớc thải cao su, các hạt cao su này bám xung quanh rễ tạo thành một màng mỏng ngăn cản rễ hấp thụ các chất từ môi trƣờng. Ở công thức 3, do nồng độ nƣớc thải cao nên ảnh hƣởng của các hạt cao su lên hệ rễ nhiều hơn khiến cho các chỉ tiêu sinh trƣởng thấp hơn so với các công thức khác. Điều này cho thấy, ở công thức 2, tƣơng ứng với nồng độ nƣớc thải 75%, cỏ vetiver có khả năng sinh trƣởng và phát triển tốt nhất. 3.2. Khả năng xử lý của cỏ vetiver Để nghiên cứu khả năng xử lý của cỏ vetiver đối với nƣớc thải chế biến cao su, đề tài tiến hành thí nghiệm đồng thời 3 công thức pha loãng nồng độ: 50%, 75%, 100% với các chỉ tiêu phân tích: pH, DO, BOD5 và N tổng. Kết quả nhƣ sau: 3.2.1. Độ pH Kết quả về sự thay đổi giá trị pH qua các giai đoạn nghiên cứu đƣợc trình bày ở bảng 3.2 và hình 3.4. Bảng 3.2. Độ pH của các công thức thí nghiệm Chỉ tiêu pH Lô thí nghiệm Ban đầu sau 5 ngày sau 10 ngày CT1 7,36 ± 0,10a 7,08 ± 0,06 b 6,81 ± 0,34 bc CT 2 7,36 ± 0,10 a 7,18 ± 0,38 b 6,87 ± 0,48 bc CT3 6,89 ± 0,09 a 7,04 ± 0,08 ab 6,95 ± 0,30 abc 35 ĐC.CT1 6,89 ± 0,09 a 7,23 ± 0,90 ab 7,42 ± 2,03 abc ĐC.CT2 7.24 ± 0.1 a 6.99 ±0.36 ab 7.09 ±0.1 abc ĐC.CT3 7,24 ± 0,10 a 7,19 ± 0,51 ab 7,32 ± 1,11 abc QCVN (*) 6 – 9 (cột B) 01:2008/BTNMT Ghi chú: (*) QCVN 01:2008/BTNMT, Quy chuẩn quốc gia về nƣớc thải về nƣớc thải công nghiệp chế biến cao su tự nhiên, cột B nƣớc thải của cơ sở chế biến cao su thiên nhiên khi thải vào các nguồn nƣớc đƣợc dùng cho mục đích khác. pH 8.00 7.500 ban đầu 7.00 5 ngày 6.500 10 ngày 6.00 CT1 CT 2 CT3 ĐC.CT ĐC.CT2 ĐC.CT3 3 Hình 3.4. Độ pH của các lô thí nghiệm qua các giai đoạn nghiên cứu Kết quả ở bảng 3.2 và hình 3.4 cho thấy, giá trị độ pH ở các công thức thí nghiệm qua các giai đoạn nghiên cứu dao động trong khoảng từ 6,8 – 7,42. Nhƣ vậy, sau 5 và 10 ngày nghiên cứu, độ pH ở tất cả các lô thí nghiệm đều nằm ở mức cho phép so với QCVN 01:2008/BTNMT. 3.2.2. Hàm lƣợng DO Sự thay đổi hàm lƣợng oxy hòa tan (DO) ở các công thức thí nghiệm sau 5 và 10 ngày nghiên cứu đƣợc trình bày ở bảng 3.3 và hình 3.5. 36 Bảng 3.3. Hàm lượng DO qua các giai đoạn nghiên cứu Chỉ tiêu DO Lô thí nghiệm Ban đầu sau 5 ngày sau 10 ngày CT1 1,60 ± 0,23 a 1,89 ± 0,16 ab 2,95 ± 0,33 c CT 2 1,91 ± 0,05 a 2,84 ± 0,37 ab 3,12 ± 0,31 c CT3 1.80 ±0.09 a 2.86 ±0.25 ab 3.20 ± 0.15bc ĐC.CT1 1,60 ± 0,23 a 1,71 ± 0,16 ab 2,03 ± 0,54 abc ĐC.CT2 1,91 ± 0,05 a 2,20 ± 0,42 ab 2,20 ± 0,39 abc ĐC.CT3 1,80 ± 0,09 a 2,34 ± 0,20 ab 2,64 ± 0,77 bc QCVN (**) ≥ 2 ( cột B2) 08:2009/BTNMT Ghi chú: (**) QCVN 08:2009/BTNMT, Quy chuẩn quốc gia về chất lƣợng nƣớc mặt, cột B2 nguồn nƣớc mặt dùng cho giao thông thủy và các mục đích khác với yêu cầu nƣớc chất lƣợng thấp. DO (mg/l) 4. 3.5 3. ban đầu 2.5 5 ngày 2. 10 ngày 1.5 1. Lô 1 Lô 2 Lô 3 ĐC.lô 1 ĐC.lô2 ĐC.lô3 Hình 3.5. Hàm lượng DO của các công thức thí nghiệm Qua kết quả ở bảng 3.3 và hình 3.5 cho thấy, hàm lƣợng oxy hòa ở tất cả các công thức thí nghiệm đều có xu hƣớng tăng lên và có sự khác nhau giữa các công thức thí nghiệm. 37 Sau thời gian 5 ngày, hàm lƣợng DO ở các công thức thí nghiệm 1, 2 và 3 tăng lên tƣơng ứng là 1,18 lần; 1,49 lần và 1,59 lần. Kết quả phân tích ANOVA một yếu tố và kiểm tra LSD với mức α = 0,05 cho thấy, sự tăng lên của hàm lƣợng DO so với ban đầu là không có ý nghĩa. Sau thời gian 10 ngày, hàm lƣợng DO ở các lô thí nghiệm cũng tăng lên tƣơng ứng nhƣ sau: công thức 1 tăng 1,84 lần; công thức 2 tăng 1,64 lần và công thức 3 tăng 1,78 lần; trong đó tăng cao nhất ở lô 1 và thấp nhất ở lô 2. Kết quả phân tích ANOVA một yếu tố và kiểm tra LSD với mức α = 0,05 cho thấy, sự tăng lên của hàm lƣợng DO ở các công thức nghiên cứu so với ban đầu là có ý nghĩa. Ở các lô đối chứng cũng có sự tăng lên của hàm lƣợng DO, tuy nhiên sự tăng lên này không đáng kể. So sánh với QCVN 08:2009/BTNMT về chất lƣợng nƣớc mặt cho thấy, hàm lƣợng DO trong nƣớc thải sau quá trình xử lý bằng cỏ vetiver đạt tiêu chuẩn loại B2. Hàm lƣợng DO ở các công thức đối chứng cũng tăng lên nhƣng thấp hơn so với các công thức thí nghiệm. Sự khác nhau giữa các công thức thí nghiệm và các công thức đối chứng có thể đƣợc giải thích do ở các lô đối chứng chỉ có sự phát triển của tảo nên lƣợng oxy do tảo sinh ra kết hợp với lƣợng oxy hòa tan từ không khí dùng cho quá trình phân hủy sinh học các chất hữu cơ trong nƣớc không lớn, nhƣng ở các công thức thí nghiệm do cỏ vetiver đã phân hủy một lƣợng lớn các chất hữu cơ nên hàm lƣợng DO cao hơn so với lô đối chứng [3]. 3.2.3. Hàm lƣợng BOD5 Kết quả xử lý BOD5 của cỏ vetiver ở các công thức thí nghiệm qua các giai đoạn nghiên cứu đƣợc trình bày ở bảng 3.4 và hình 3.6. Bảng 3.4. Hàm lượng BOD5 qua các giai đoạn nghiên cứu Chỉ tiêu BOD5 (mg/l) CT thí nghiệm Ban đầu sau 5 ngày sau 10 ngày CT1 171,33 ± 7,99 a 41,70 ± 12,54b 17,53 ± 7,05 bc 38 CT 2 291,3 ± 12,75 a 60,97 ± 6,48b 32.82±14.56 c CT3 345,00 ± 8.96 a 124,00 ± 31.52b 49,43±13,49 bc ĐC.CT1 171,33 ± 7,99 a 85,63 ± 18,82b 19,35 ± 8,87c ĐC.CT2 291,33±12,75 a 132,60 ±31,50b 54,65±13,62c ĐC.CT3 345,00 ± 8,96 a 213,45 ±23,72b 125,38±8,07c QCVN (*) 50mg/l (cột B) 01:2008/BTNMT BOD5(mg/l) 400 350 300 250 200 150 100 50 CT1 ban đầu 5 ngày 10 ngày CT 2 CT3 ĐC.CT 3ĐC.CT2ĐC.CT3 Hình 3.6. Hàm lượng BOD5 của các công thức thí nghiệm Qua kết quả ở bảng 3.4 và hình 3.6 cho thấy, hàm lƣợng BOD5 ở tất cả các công thức thí nghiệm giảm mạnh qua các giai đoạn nghiên cứu. Ban đầu, ở các công thức thí nghiệm đều có hàm lƣợng BOD5 vƣợt quá nhiều lần so vơi QCVN 01:2008/BTNMT. Cụ thể, công thức 1 vƣợt 3,42 lần; công thức 2 vƣợt 5,83 lần và công thức 3 vƣợt 6,9 lần. Sau thời gian 5 ngày, hàm lƣợng BOD5 ở tất cả các công thức thí nghiệm đều giảm đáng kể. Trong đó, giảm mạnh nhất ở công thức 2 với 4,78 lần; tiếp theo đến công thức 1 với 4,11 lần và thấp nhất ở công thức 3 với 2,78 lần. Kết quả phân tích ANOVA một yếu tố và kiểm tra LSD với mức α = 0,05 cho thấy, sự sai khác có ý nghĩa của hàm lƣợng BOD5 sau 5 ngày so với ban đầu. 39 Sau 10 ngày, ở các công thức thí nghiệm hàm lƣợng BOD5 tiếp tục giảm xuống rõ rệt, trong đó giảm mạnh nhất ở công thức 2 với 15,06 lần, tiếp theo đến công thức 3 với 10,51 lần và thấp nhât ở công thức 1 với 9,77 lần. Những thay đổi trên cho thấy, ở tất cả các công thức thí nghiệm, cỏ vetiver đều có khả năng xử lý hiệu quả hàm lƣợng BOD5. Sau 5 ngày thí nghiệm, nƣớc thải ở công thức 1 và 2 đạt tiêu chuẩn loại B theo QCVN 01:2008/BTNMT với hiệu suất xử lý tƣởng ứng 76% và 79%. Sau thời gian 10 ngày, nƣớc thải ở công thức 2 đạt tiêu chuẩn loại A với hiệu suát xử lý đạt 93%; nƣớc thải ở công thức 1 và công thức 3 đạt tiêu chuẩn loại B với hiệu suất xử lý đạt 90%. Theo kết quả nghiên cứu của Lê Thị Thủy và cộng sự về khả năng xử lý của cỏ vetiver và một số loài thực vật thủy sinh đối với nguồn nƣớc ô nhiễm do chế biến tinh bột sắn cho thấy hiệu suất xử lý BOD5 của cỏ vetiver đạt 94,9% sau 21 ngày [3]. Theo nghiên cứu của Nguyễn Tuấn Phong cộng sự về khả năng xử lý nƣớc thải chăn nuôi heo của cỏ vetiver và lục bình từ các trại chăn nuôi. Kết quả cho thấy, hiệu suất xử lý BOD5 của cỏ vetiver đạt 91,04% sau 32 ngày xử lý [4]. So sánh với kết quả nghiên cứu của đề tài cho thấy, hiệu suất xử lý BOD5 của cỏ vetiver đạt 93% sau 10 ngày. Kết quả này khá tƣơng đồng với kết quả của 2 nghiên cứu trên. 3.2.4. Hàm lƣợng N tổng Kết quả xử lý N tổng của cỏ vetiver ở các công thức thí nghiệm trong các giai đoạn nghiên cứu đƣợc trình bày ở bảng 3.5 và hình 3.7. Bảng 3.5. Hàm lượng N tổng ở các công thức thí nghiệm Chỉ tiêu N tổng (mg/l) Lô thí nghiệm Ban đầu sau 5 ngày sau 10 ngày CT1 21,99±2,20 a 16,07±1,73 ab 9,32 ± 2,33bc 40 CT 2 33,19±1,50 a 21.55±3,75b 10,33 ± 1,48c CT3 58.91± 0.25 a 21.99±6.16 b 11,37 ± 2,39 c ĐC.CT1 21,99±2,20 a 19,25±3,22 ab 14,83 ± 2,38 abc ĐC.CT2 33,19±1,50 a 27,05 ± 4,16ab 22,77 ± 4,52 abc ĐC.CT3 58,91±0,25 a 32,47±6,91b 19,75 ± 1,59 c QCVN(*) 60mg/l (cột B) 01:2008/BTNMT N tổng 70 60 50 ban đầu 40 5 ngày 30 10 ngày 20 10 CT1 CT 2 CT3 ĐC.CT1 ĐC.CT2 ĐC.CT3 Hình 3.7. Hàm lượng N tổng của các công thí nghiệm Kết quả ở bảng 3.5 và hình 3.7 cho thấy, hàm lƣợng N tổng ở các công thức thí nghiệm giảm đáng kể qua các giai đoạn nghiên cứu. Ban đầu, hàm lƣợng N tổng ở các công thức thí nghiệm đều đã đạt loại B theo QCVN 01:2008/BTNMT. Sau 5 ngày, hàm lƣợng N tổng ở các công thức thí nghiệm đều giảm, trong đó, giảm mạnh nhất ở công thức 3 với 2,68 lần; tiếp theo đến công thức 2 với 1,54 lần và công thức 1 với 1,37 lần. Kết quả phân tích phƣơng sai một yếu tố (ANOVA) và kiểm tra LSD với mức α = 0,05 cho thấy, ở công thức 2 và 3, hàm lƣợng N tổng giảm xuống sau 5 ngày so với ban đầu là có ý nghĩa, còn ở công thức 1, sự sai khác này không có ý nghĩa. 41 Sau thời gian 10 ngày, hàm lƣợng N tổng ở các công thức thí nghiệm tiếp tục giảm xuống, cụ thể: giảm mạnh nhất ở công thức 3 với 5,18 lần; tiếp đến là công thức 2 với 3,21 lần và thấp nhất ở công thức 1 với 2,36 lần. Kết quả phân tích ANOVA một yếu tố và kiểm tra LSD với mức α = 0,05 cho thấy, ở các công thức thí nghiệm, hàm lƣợng N tổng giảm xuống sau 10 ngày xử lý so với ban đầu là có ý nghĩa. Từ những kết quả trên có thể thấy rằng, cỏ vetiver có khả năng xử lý tốt hàm lƣợng N tổng có ở tất cả các công thức thí nghiệm. Sau thời gian 5 ngày và 10 ngày xử lý, hàm lƣợng N tổng trong nƣớc thải ở các lô đều đạt tiêu chuẩn loại A theo QCVN 01:2008/BTNMT. Trong đó, hiệu suất xử lý cao nhất ở công thức 3 với 81%, tiếp theo đến công thức 2 với 6% và thấp nhất ở công thức 1 với 58%. Theo nghiên cứu của Lƣu Thái Danh và cộng sự về khả năng xử lý của cỏ vetiver đối với nƣớc thải nhà máy chế biến hải sản cho thấy, hiệu suất xử lý N tổng của cỏ vetiver đạt 91% sau 72 giờ xử lý. So sánh với kết quả của đề tài thì hiệu suất xử lý N tổng của cỏ vetiver trong nghiên cứu của Lƣu Thái Danh cao hơn so với đề tài [13]. 42 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Cỏ vetiver có khả năng sinh trƣởng và phát triển tốt trong môi trƣờng nƣớc thải chế biến cao su. Sau thời gian 10 ngày tiến hành thí nghiệm, số nhánh cỏ tăng từ 1,23 – 1,38 lần; khối lƣợng tƣơi của cỏ tăng từ 1,35 – 1,44 lần; thể tích rễ tăng từ 1,43 – 1,7 lần. Trong đó, cỏ vetiver ở công thức 2 tƣơng ứng với nồng độ nƣớc thải 75% có khả năng sinh trƣởng và phát triển tốt nhất. Khả năng xử lý một số chất ô nhiễm của cỏ vetiver trong môi trƣờng nƣớc thải sau thời gian 5 ngày và 10 ngày khá cao. Giá trị độ pH dao động trong khoảng từ 6,8 – 7,42; hàm lƣợng DO tăng từ 1,64 – 1,84 lần; hiệu suất xử lý BOD5 đạt từ 85,7 – 89,8%; hiệu suất xử lý N tổng đạt từ 57,6 – 81%. Từ kết quả thu đƣợc qua quá trình nghiên cứu khả năng sinh trƣởng, phát triển và xử lý ô nhiễm của cỏ vetiver trong mô hình thí nghiệm đối với nƣớc thải chế biến mủ cao su cho thấy việc ứng dụng cỏ vetiver vào mô hình thực tế xử lý nƣớc thải chế biến cao su hoàn toàn có thể thực hiện đƣợc. 43 KIẾN NGHỊ Đề tài chỉ giới hạn thực hiện nghiên cứu ở mô hình thí nghiệm cỏ vetiver đối với nƣớc thải chế biến cao su cốm từ mủ cao su tạp, để đánh giá đƣợc đầy đủ khả năng xử lý ô nhiễm của cỏ vetiver đối với nƣớc thải chế biến cao su cần phải tiến hành nghiên cứu thêm đối với nƣớc thải chế biến cao su từ mủ cao su nƣớc với đầy đủ các chỉ tiêu pH, TSS, N-NH3, BOD, COD, N tổng và P tổng. Tiến hành nghiên cứu thêm mô hình cỏ vetiver ở ngoài thực địa để đánh giá khả năng sinh trƣởng, phát triễn của cỏ vetiver ở điều kiện thực tế. Đối với các cơ sở chế biến cao su từ mủ tạp có thể xây dựng hệ thống hồ thực vật sử dụng cỏ vetiver để xử lý trực tiếp nƣớc thải sau khi đã lắng sơ bộ và bổ sung chế phẩm sinh học. 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT 1. Phạm Ngọc Vân Anh, Phạm Hồng Đức Phƣớc, Lê Quốc Tuấn (2002), Cỏ Vetiver: Giải pháp sinh học cho xử lý nước thải, Tập san khoa học kỹ thuật nông lâm nghiệp, số 1/2002, Đại học Nông lâm TP. Hồ Chí Minh. 2. Lã Đình Mới, Dƣơng Đức Tuyến (2002), “Cây hƣơng lau (Vetiveria zizannioides L.); 2n= 20 ( lƣỡng bội), 40 (tứ bội ; Họ Lúa (Poaceae, Gramnineae)”, Tài nguyên thực vật Đông Nam Á, Tập 1/ 2002, NXB Nông nghiệp ,trang 10-19 . 3. Lê Thị Thủy, Nguyễn Hồng Sơn, Nguyễn Trƣờng Giang (2011), Nghiên cứu khả năng xử lí nguồn nước ô nhiễm do chế biến tinh bột sắn bằng một số loài thực vật thủy sinh, Khoa học công nghệ Nông nghiệp và phát triển nông thôn, kỳ 2, trang 20. 4. Nguyễn Tuấn Phong, Dƣơng Thý Hoa (2004), Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng cỏ Vetiver và Lục Bình-xây dựng mô hình xử lý nước thải ô nhiễm chất hữu cơ từ các trại chăn nuôi, Kỷ yếu các ĐT-DA KHCN giai đoạn 2001-2005. 5. Phạm Thành Phƣớc, Dƣơng Thành Lam, Lê Quốc Luấn( 2003), “Cỏ Vetiver (Vetiveria zizanioides L.) đa năng đa dụng”, Tạp chí khoa học kỹ thuật Nông Lâm Nghiệp số 1/2003, trang 138- 143). 6. Paul Truong, Trần Tân Văn, Elise Pinners (2007), “Hƣớng dẫn kĩ thuật trồng cỏ Vetiver giảm nhẹ thiên tai, bảo vệ môi trƣờng”, NXB Nông Nghiệp, trang 20-74. 7. Nguyễn Tử Siêm, Thái Phiên ( 1999), “Đất đồi núi Việt Nam thoái hóa và phục hồi”, NXB Nông Nghiệp Hà Nội , trang 362-363. 8. Công ty môi trƣờng hành trình xanh (2010), “Chuyên đề công nghệ xử lý nƣớc thải chế biến mủ cao su ở Việt Nam”, trang 8-9. 9. Dùng cỏ xử lý nước rỉ rác, nguồn http://www.bienphong.com.vn 45 TÀI LIỆU NƢỚC NGOÀI 10. Ash R. and Truong, P. (2003), The use of Vetiver grass wetland for sewerage treatment in Australia, Proc. Third International Vetiver Conference, Guangzhou, China, Oct. 2003. 11. Cheng Hong, Xiaojie Yang, Aiping Liu, Hengsheng Fu, Ming Wan. A Studyon the performance anhd Mechanism of Soil- reinforcement by Herb Root System. Proc. 3rd Inter. Vetiver Conf.( ICV-3), Guangzhou, China, Oct, 2003. 12. Chomchalow, N, (2006), Review and Update of the Vetiver System R&D in Thailand, Proc, Regional Vetiver Conference, Cantho, Vietnam. 13. Luu Thai Danh, Le Van Phong. Le Viet Dung and Truong, P. (2006), Wastewater treatment at a seafood processing factory in the Mekong delta, Vietnam, Presented at this conference. 14. Liao Xindi, Shiming Luo, Yinbao Wu and Zhisan Wang (2003), Studies on the Abilities of Vetiveria zizanioides and Cyperus alternifolius for Pig Farm Wastewater Treatment, Proc, Third International Vetiver Conference, Guangzhou, China, October 2003. 15. Perey, I. and Truong, P. (2005), Landfill Leachate Disposal with Irrigated Vetiver Grass, Proc, Landfill 2005, National Conf on Landfill, Brisbane, Australia, Sept 2005. 16. Paul Truong, Tran Tan Van and Elise Pinners, Vetiver System for the Prevention and Treatment of Contaminated Water and LandShu WS, Accumulation of heavy metals in four grasses grown on lead and zinc mine . 17. Smeal, C., Hackett, M. and Truong, P. (2003), Vetiver System for Industrial Wastewater Treatment in Queensland, Australia, Proc, Third International Vetiver Conference, Guangzhou, China, October 2003. 18. Truong, P.N. and Hart, B. (2001), Vetiver system for wastewater treatment, Technical Bulletin No. 2001/2, Pacific Rim Vetiver Network, Royal Development Projects Board, Bangkok, Thailand. 46 PHỤ LỤC HÌNH ẢNH Cỏ Vetiver nhân giống ở vƣờn thực nghiệm Cỏ Vetiver trồng trong chậu trƣớc khi đƣa vào thí nghiệm Cỏ vetiver sau thời gian sống thích nghi Mô hình thí nghiệm cỏ Vetiver 47 Cỏ Vetiver sau 5 ngày thí nghiệm Cỏ Vetiver sau 5 ngày ở các lô 1 – 2 – 3 (từ trái qua phải) Rễ cỏ Vetiver ở các lô thí nghiệm sau 5 ngày 48 Cỏ Vetiver sau 10 ngày nghiên cứu Rễ cỏ Vetiver sau 10 ngày nghiên cứu Nƣớc thải cao su ở các lô 1 – 2 - 3 sau 10 ngày xử lý bằng cỏ Vetiver (từ trái qua phải) 49 Các lô đối chứng sau 10 ngày nghiên cứu 50 QCVN 01:2008/BTNMT QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ NƢỚC THẢI CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN CAO SU THIÊN NHIÊN National technical regulation on the effluent of natural rubber processing industry 51 QCVN 01:2008/BTNMT Lời nói đầu QCVN 01:2008/BNTMT do Ban soạn thảo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp chế biến cao su thiên nhiên biên soạn, Vụ Môi trƣờng và Vụ Pháp chế trình duyệt và đƣợc ban hành theo Quyết định số 04/2008/QĐ-BTNMT ngày 18 tháng 7 năm 2008 của Bộ trƣởng Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng. QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ NƢỚC THẢI CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN CAO SU THIÊN NHIÊN National technical regulation on the effluent of natural rubber processing industry 1. QUY ĐỊNH CHUNG 1.1. Phạm vi điều chỉnh Quy chuẩn này quy định giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nƣớc thải của cơ sở chế biến cao su thiên nhiên. 1.2. Đối tƣợng áp dụng Quy chuẩn này áp dụng đối với cơ quan quản lý nhà nƣớc về môi trƣờng và mọi tổ chức, cá nhân liên quan đến hoạt động chế biến cao su thiên nhiên. 1.3. Giải thích từ ngữ Trong Quy chuẩn này, các từ ngữ dƣới đây đƣợc hiểu nhƣ sau: 1.3.1. Cơ sở chế biến cao su thiên nhiên là nhà máy, cơ sở sản xuất sử dụng các quy trình sản xuất, chế biến mủ cao su thiên nhiên thành các sản phẩm nhƣ cao su khối, cao su tờ, cao su crepe và latex cô đặc làm nguyên liệu để chế tạo sản phẩm cao su. 1.3.2. Hệ số lưu lượng/dung tích nguồn nước tiếp nhận nước thải Kq là hệ số tính đến khả năng pha loãng của nguồn nƣớc tiếp nhận nƣớc thải, liên quan đến lƣu lƣợng dòng chảy của sông, suối, kênh, mƣơng, khe, rạch và dung tích của các hồ, ao, đầm nƣớc. 52 1.3.3. Hệ số lưu lượng nguồn thải Kf là hệ số tính đến tổng lƣợng nƣớc thải của cơ sở chế biến cao su thiên nhiên, tƣơng ứng với lƣu lƣợng nƣớc thải khi thải ra các nguồn nƣớc tiếp nhận nƣớc thải. 1.4. Tiêu chuẩn viện dẫn: - TCVN 5945:2005 - Chất lƣợng nƣớc – Nƣớc thải công nghiệp – Tiêu chuẩn thải. - TCVN 7586:2006 - Chất lƣợng nƣớc – Tiêu chuẩn nƣớc thải công nghiệp chế biến cao su thiên nhiên. - TCVN 6773:2000 - Chất lƣợng nƣớc – Chất lƣợng nƣớc dùng cho thủy lợi. 2. QUY ĐỊNH KỸ THUẬT 2.1. Giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nƣớc thải của cơ sở chế biến cao su thiên nhiên Giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nƣớc thải của cơ sở chế biến cao su thiên nhiên khi thải ra nguồn nƣớc tiếp nhận nƣớc thải không vƣợt quá giá trị Cmax đƣợc tính toán nhƣ sau: Cmax = C x Kq x Kf Trong đó: Cmax là nồng độ tối đa cho phép của thông số ô nhiễm trong nƣớc thải của cơ sở chế biến cao su thiên nhiên khi thải ra nguồn nƣớc tiếp nhận nƣớc thải, tính bằng miligam trên lít nƣớc thải (mg/l); C là giá trị nồng độ của thông số ô nhiễm quy định tại mục 2.2. Kq là hệ số lƣu lƣợng/dung tích nguồn nƣớc tiếp nhận nƣớc thải quy định tại mục 2.3. Kf là hệ lƣu lƣợng nguồn nƣớc thải quy định tại mục 2.4. Không áp dụng công thức tính nồng độ tối đa cho phép trong nƣớc thải cho chỉ tiêu pH. 2.2. Giá trị C của các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho phép trong nƣớc thải cơ sở chế biến cao su thiên nhiên 53 Giá trị C của các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho phép Cmax trong nƣớc thải của cơ sở chế biến cao su thiên nhiên khi thải ra các nguồn nƣớc tiếp nhận nƣớc thải đƣợc quy định tại Bảng 1. Bảng 1 – Giá trị các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho phép TT Thông số Đơn vị 1 2 3 4 5 6 Ph 0 BOD5 (20 c) mg/l COD mg/l Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l Tổng Nitơ mg/l Amoni, tính theo N mg/l Giá trị C A 6-9 30 50 50 15 5 B 6-9 50 250 100 60 40 Trong đó: - Cột A quy định giá trị C của các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho phép trong nƣớc thải của cơ sở chế biến cao su thiên nhiên khi thải vào các nguồn nƣớc đƣợc dùng cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt. - Cột B quy định giá trị C của các thông số làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho phép trong nƣớc thải của cơ sở chế biến cao su thiên nhiên khi thải vào các nguồn nƣớc đƣợc dùng cho mục đích khác. Ngoài 06 thông số ô nhiễm quy định tại Bảng 1, tùy theo yêu cầu và mục đích kiểm soát ô nhiễm, giá trị C của các thông số ô nhiễm khác áp dụng theo quy định tại cột A hoặc cột B của Bảng 1 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5945:2005 – Chất lƣợng nƣớc – Nƣớc thải công nghiệp – Tiêu chuẩn thải. 2.3. Giá trị hệ số lƣu lƣợng/dung tích nguồn nƣớc tiếp nhận nƣớc thải Kq 2.3.1. Giá trị hệ số Kq đối với nguồn nƣớc tiếp nhận nƣớc thải của cơ sở chế biến cao su thiên nhiên là sông, suối, kênh, mƣơng, khe, rạch đƣợc quy định tại Bảng 2 dƣới đây. Bảng 2: Giá trị hệ số Kq ứng với lƣu lƣợng dòng chảy của sông, suối, kênh, mƣơng, khe, rạch tiếp nhận nƣớc thải Lƣu lƣợng dòng chảy của nguồn nƣớc tiếp nhận nƣớc thải (Q) Giá trị hệ số Kq Đơn vị tính: mét khối/giây (m3/s) 54 Q ≤ 50 50 < Q ≤ 200 Q > 200 0,9 1 1,1 Q đƣợc tính theo giá trị trung bình lƣu lƣợng dòng chảy của sông, suối, kênh, mƣơng, khe, rạch tiếp nhận nguồn nƣớc thải 03 tháng khô kiệt nhất trong 03 năm liên tiếp (số liệu của Trung tâm Khí tƣợng Thủy văn Quốc gia). Trƣờng hợp sông, suối, kênh, mƣơng, khe, rạch nhỏ không có số liệu về lƣu lƣợng dòng chảy thì áp dụng giá trị Kq = 0,9 hoặc Sở Tài nguyên và Môi trƣờng chỉ định đơn vị có tƣ cách pháp nhân đo giá trị lƣu lƣợng trung bình 03 tháng khô kiệt nhất trong năm để xác định giá trị hệ số Kq. 2.3.2. Giá trị hệ số Kq đối với nguồn tiếp nhận nƣớc thải là hồ, ao, đầm đƣợc quy định tại Bảng 3 dƣới đây. Bảng 3: Giá trị hệ số Kq ứng với dung tích hồ, ao, đầm tiếp nhận nguồn nƣớc thải Dung tích nguồn nƣớc tiếp nhận nƣớc thải (V) Giá trị hệ số Kq Đơn vị tính: mét khối (m3) V ≤ 10 x 106 10 x 106 < V ≤ 100 x 106 V >100 x 106 0,6 0,8 1,0 V đƣợc tính theo giá trị trung bình dung tích hồ, ao, đầm tiếp nhận nƣớc thải 03 tháng khô kiệt nhất trong 03 năm liên tiếp (số liệu của Trung tâm Khí tƣợng Thủy văn Quốc gia). Trƣờng hợp hồ, ao, đầm không có số liệu về dung tích thì áp dụng giá trị Kq = 0,6 hoặc Sở Tài nguyên và Môi trƣờng chỉ định đơn vị có tƣ cách pháp nhân đo dung tích trung bình 03 tháng khô kiệt nhất trong năm để xác định giá trị hệ số Kq. 2.3.3. Đối với nguồn tiếp nhận nƣớc thải là vùng nƣớc biển ven bờ thì giá trị hệ số Kq = 1,2. Đối với nguồn tiếp nhận nƣớc thải là vùng nƣớc biển ven bờ dùng cho mục đích bảo vệ thủy sinh, thể thao và giải trí dƣới nƣớc thì giá trị hệ số Kq = 1. 2.4. Giá trị hệ số lƣu lƣợng nguồn thải Kf Giá trị hệ số lƣu lƣợng nguồn thải Kf đƣợc quy định tại Bảng 4 dƣới đây. Bảng 4: Giá trị hệ số Kf ứng với lƣu lƣợng nguồn nƣớc thải Lƣu lƣợng nguồn nƣớc thải (F) Giá trị hệ số Kf 55 Đơn vị tính: mét khối/ngày đêm (m3/24 h) F ≤ 50 50 < F ≤ 500 500 < F ≤ 5000 F > 5000 1,2 1,1 1,0 0,9 2.5. Trƣờng hợp nƣớc thải đƣợc gom chứa trong hồ nƣớc thải của cơ sở chế biến cao su thiên nhiên dùng cho mục đích tƣới tiêu thì nƣớc trong hồ phải tuân thủ tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6773:2000 – Chất lƣợng nƣớc – Chất lƣợng nƣớc dùng cho thủy lợi. 3. PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH 3.1. Tần suất lấy mẫu để đo nồng độ các thông số ô nhiễm đƣợc xác định theo yêu cầu của cơ quan có thẩm quyền, đảm bảo giá trị các thông số ô nhiễm trong nƣớc thải của cơ sở chế biến cao su thiên nhiên khi thải ra môi trƣờng không vƣợt quá các giá trị tối đa cho phép Cmax quy định trong Quy chuẩn này. 3.2. Phƣơng pháp xác định giá trị các thông số ô nhiễm trong nƣớc thải cơ sở chế biến cao su thiên nhiên thực hiện theo các tiêu chuẩn quốc gia dƣới đây: - TCVN 6638: 2000 (ISO 10048: 1991) Chất lƣợng nƣớc – Xác định nitơ – Vô cơ hóa sau khi khử bằng hợp kim Devarda; - TCVN 6001: 1995 (ISO 5815 : 1989) Chất lƣợng nƣớc – Xác định nhu cầu oxy sinh hóa sau 5 ngày (BOD5). Phƣơng pháp cấy và pha loãng; - TCVN 6179-1 : 1996 (ISO 7150-1 : 1984) Chất lƣợng nƣớc – Xác định amoni. Phần 1: Phƣơng pháp trắc phổ thao tác bằng tay; - TCVN 6179-2: 1996 (ISO 7150-2 : 1986) Chất lƣợng nƣớc – Xác định amoni. Phần 2: Phƣơng pháp trắc phổ tự động. - TCVN 6491 : 1999 (ISO 6060 : 1989) Chất lƣợng nƣớc – Xác định nhu cầu oxy hóa học (COD); - TCVN 6492 : 1999 (ISO 10523 : 1994) Chất lƣợng nƣớc – Xác định pH - TCVN 6625 : 2000 (ISO 11923 : 1997) Chất lƣợng nƣớc – Xác định chất rắn lơ lửng bằng cách lọc qua cái lọc sợi thủy tinh; Trƣờng hợp các TCVN soát xét sửa đổi thì ƣu tiên áp dụng TCVN mới công bố. Khi cần kiểm soát các thông số ô nhiễm khác, phƣơng pháp xác định theo các TCVN hiện hành. 56 4. TỔ CHỨC THỰC HIỆN Cơ quan quản lý nhà nƣớc về môi trƣờng và mọi tổ chức, cá nhân liên quan đến hoạt động của cơ sở chế biến cao su thiên nhiên, dự án đầu tƣ cơ sở chế biến cao su thiên nhiên tuân thủ quy định tại Quy chuẩn này. 57 QCVN 08 : 2008/BTNMT QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ CHẤT LƢỢNG NƢỚC MẶT National technical regulation on surface water quality 58 Lời nói đầu QCVN 08:2008/BTNMT do Ban soạn thảo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước biên soạn, Tổng cục Môi trƣờng và Vụ Pháp chế trình duyệt, ban hành theo Quyết định số 16/2008/QĐ-BTNMT ngày 31 tháng 12 năm 2008 của Bộ trƣởng Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng. 59 QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ CHẤT LƢỢNG NƢỚC MẶT National technical regulation on surface water quality 1. QUY ĐỊNH CHUNG 1.1. Phạm vi áp dụng 1.1.1. Quy chuẩn này quy định giá trị giới hạn các thông số chất lƣợng nƣớc mặt. 1.1.2. Quy chuẩn này áp dụng để đánh giá và kiểm soát chất lƣợng của nguồn nƣớc mặt, làm căn cứ cho việc bảo vệ và sử dụng nƣớc một cách phù hợp. 1.2. Giải thích từ ngữ Nƣớc mặt nói trong Qui chuẩn này là nƣớc chảy qua hoặc đọng lại trên mặt đất: sông, suối, kênh, mƣơng, khe, rạch, hồ, ao, đầm,…. 2. QUY ĐỊNH KỸ THUẬT Giá trị giới hạn của các thông số chất lƣợng nƣớc mặt đƣợc quy định tại Bảng 1. Bảng 1: Giá trị giới hạn các thông số chất lƣợng nƣớc mặt Giá trị giới hạn TT Thông số Đơn vị A B A1 A2 B1 B2 6-8,5 6-8,5 5,5-9 5,5-9 ≥6 ≥5 ≥4 ≥2 30 50 100 1 pH 2 Ôxy hoà tan (DO) mg/l 3 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 4 COD mg/l 10 15 30 50 5 BOD 5 (20 o C) mg/l 4 6 15 25 6 Amoni (NH + 4 ) (tính mg/l 0,1 0,2 0,5 1 60 20 theo N) 7 Clorua (Cl - ) mg/l 250 400 600 - 8 Florua (F - ) mg/l 1 1,5 1,5 2 9 Nitrit (NO - 2 ) (tính theo N) mg/l 0,01 0,02 0,04 0,05 10 Nitrat (NO - 3 ) (tính theo N) mg/l 2 5 10 15 11 Phosphat (PO 4 3- )(tính theo P) mg/l 0,1 0,2 0,3 0,5 12 Xianua (CN - ) mg/l 0,005 0,01 0,02 0,02 13 Asen (As) mg/l 0,01 0,02 0,05 0,1 14 Cadimi (Cd) mg/l 0,005 0,005 0,01 0,01 15 Chì (Pb) mg/l 0,02 0,02 0,05 0,05 16 Crom III (Cr 3+ ) mg/l 0,05 0,1 0,5 1 17 Crom VI (Cr 6+ ) mg/l 0,01 0,02 0,04 0,05 18 Đồng (Cu) mg/l 0,1 0,2 0,5 1 19 Kẽm (Zn) mg/l 0,5 1,0 1,5 2 20 Niken (Ni) mg/l 0,1 0,1 0,1 0,1 21 Sắt (Fe) mg/l 0,5 1 1,5 2 22 Thuỷ ngân (Hg) mg/l 0,001 0,001 0,001 0,002 23 Chất hoạt động bề mặt mg/l 0,1 0,2 0,4 0,5 24 Tổng dầu, mỡ (oils & grease) mg/l 0,01 0,02 0,1 0,3 25 Phenol (tổng số) mg/l 0,005 0,005 0,01 0,02 Aldrin+Dieldrin g/l 0,002 0,004 0,008 0,01 Endrin g/l 0,01 0,012 0,014 0,02 26 Hoá chất bảo vệ thực vật Clo hữu cơ 61 BHC g/l 0,05 0,1 0,13 0,015 DDT g/l 0,001 0,002 0,004 0,005 Endosunfan (Thiodan) g/l 0,005 0,01 0,01 0,02 Lindan g/l 0,3 0,35 0,38 0,4 Chlordane g/l 0,01 0,02 0,02 0,03 Heptachlor g/l 0,01 0,02 0,02 0,05 g/l 0,1 0,2 0,4 0,5 g/l 0,1 0,32 0,32 0,4 2,4D g/l 100 200 450 500 2,4,5T g/l 80 100 160 200 Paraquat g/l 900 1200 1800 2000 29 Tổng hoạt độ phóng xạ Bq/l 0,1 0,1 0,1 0,1 30 Tổng hoạt độ phóng xạ Bq/l 1,0 1,0 1,0 1,0 31 E. Coli MPN/ 20 50 100 200 2500 5000 7500 10000 27 Hoá chất bảo vệ thực vật phospho hữu cơ Paration Malation 28 Hóa chất trừ cỏ 100ml 32 Coliform MPN/ 100ml Ghi chú: Việc phân hạng nguồn nƣớc mặt nhằm đánh giá và kiểm soát chất lƣợng nƣớc, phục vụ cho các mục đích sử dụng nƣớc khác nhau: A1 - Sử dụng tốt cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt và các mục đích khác nhƣ loại A2, B1 và B2. 62 A2 - Dùng cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt nhƣng phải áp dụng công nghệ xử lý phù hợp; bảo tồn động thực vật thủy sinh, hoặc các mục đích sử dụng nhƣ loại B1 và B2. B1 - Dùng cho mục đích tƣới tiêu thủy lợi hoặc các mục đích sử dụng khác có yêu cầu chất lƣợng nƣớc tƣơng tự hoặc các mục đích sử dụng nhƣ loại B2. B2 - Giao thông thủy và các mục đích khác với yêu cầu nƣớc chất lƣợng thấp. 3. PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH 3.1. Lấy mẫu để quan trắc chất lƣợng nƣớc mặt thực hiện theo hƣớng dẫn của các tiêu chuẩn quốc gia: - TCVN 5992:1995 (ISO 5667-2: 1991) - Chất lƣợng nƣớc- Lấy mẫu. Hƣớng dẫn kỹ thuật lấy mẫu. - TCVN 5993:1995 (ISO 5667-3: 1985) - Chất lƣợng nƣớc- Lấy mẫu. Hƣớng dẫn bảo quản và xử lý mẫu. - TCVN 5994:1995 (ISO 5667-4: 1987) - Chất lƣợng nƣớc - Lấy mẫu. Hƣớng dẫn lấy mẫu ở hồ ao tự nhiên và nhân tạo. - TCVN 5996:1995 (ISO 5667-6: 1990) - Chất lƣợng nƣớc - Lấy mẫu. Hƣớng dẫn lấy mẫu ở sông và suối. 3.2. Phƣơng pháp phân tích xác định các thông số chất lƣợng nƣớc mặt thực hiện theo hƣớng dẫn của các tiêu chuẩn quốc gia hoặc tiêu chuẩn phân tích tƣơng ứng của các tổ chức quốc tế: - TCVN 6492-1999 (ISO 10523-1994) - Chất lƣợng nƣớc – Xác định pH. - TCVN 5499-1995. Chất lƣợng nƣớc – Xác định oxy hoà tan Phƣơng pháp Winkler. - TCVN 6625-2000 (ISO 11923-1997) - Chất lƣợng nƣớc- Xác định chất rắn lơ lửng bằng cách lọc qua cái lọc sợi thuỷ tinh. - TCVN 6001-1995 (ISO 5815-1989) - Chất lƣợng nƣớc - Xác định nhu cầu oxi sinh hoá sau 5 ngày (BOD 5 ) - Phƣơng pháp cấy và pha loãng. 63 - TCVN 6491-1999 (ISO 6060-1989) - Chất lƣợng nƣớc - Xác định nhu cầu oxy hoá học. - TCVN 6494-1999 - Chất lƣợng nƣớc - Xác định các ion Florua, Clorua, Nitrit, Orthophotphat, Bromua, Nitrat và Sunfat hoà tan b ằng sắc ký lỏng ion. - TCVN 6194-1996 (ISO 9297-1989) - Chất lƣợng nƣớc – Xác định Clorua. Phƣơng pháp chuẩn độ bạc nitrat với chỉ thị cromat (phƣơng pháp MO). - TCVN 6195-1996 (ISO 10359-1-1992) - Chất lƣợng nƣớc – Xác định florua. Phƣơng pháp dò điện hóa đối với nƣớc sinh hoạt và nƣớc bị ô nhiễm nhẹ. - TCVN 6178-1996 (ISO 6777-1984) - Chất lƣợng nƣớc – Xác định nitrit. Phƣơng pháp trắc phổ hấp thụ phân tử. - TCVN 6180-1996 (ISO 7890-3-1988) - Chất lƣợng nƣớc – Xác định nitrat - Phƣơng pháp trắc phổ dùng axit sunfosalixylic. - TCVN 5988-1995 (ISO 5664-1984) - Chất lƣợng nƣớc - Xác định amoni - Phƣơng pháp chƣng cất và chuẩn độ. - TCVN 6181-1996 (ISO 6703-1-1984) - Chất lƣợng nƣớc – Xác định xyanua tổng. - TCVN 6336-1998 (ASTM D 2330-1988) - Phƣơng pháp thử chất hoạt động bề mặt bằng metylen xanh. - TCVN 5991-1995 (ISO 5666-3-1984) - Chất lƣợng nƣớc - Xác định thủy ngân tổng số bằng phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa – Phƣơng pháp sau khi vô cơ hóa với brom. - TCVN 6002-1995 (ISO 6333-1986) ) - Chất lƣợng nƣớc – Xác định mangan – Phƣơng pháp trắc quang dùng fomaldoxim. - TCVN 6053-1995 (ISO 9696-1992) - Chất lƣợng nƣớc - Đo tổng hợp độ phóng xạ anpha trong nƣớc không mặn - Phƣơng pháp nguồn dày. - TCVN 6177-1996 (ISO 6332-1988) - Chất lƣợng nƣớc – Xác định sắt bằng phƣơng pháp trắc phổ dùng thuốc thử 1,10-phenantrolin. 64 - TCVN 6193-1996 (ISO 8288-1986) - Chất lƣợng nƣớc – Xác định coban, niken, đồng, kẽm, cadimi và chì. Phƣơng pháp trắc phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa. - TCVN 6197–1996 (ISO 5961-1994) - Chất lƣợng nƣớc – Xác định cadimi bằng phƣơng pháp trắc phổ hấp thụ nguyên tử. - TCVN 6222-1996 (ISO 9174-1990) - Chất lƣợng nƣớc – Xác định crom tổng – Phƣơng pháp trắc phổ hấp thụ nguyên tử. - TCVN 6626-2000 (ISO 11969-1996) - Chất lƣợng nƣớc – Xác định asen. Phƣơng pháp đo hấp thụ nguyên tử (kỹ thuật hydrua). - TCVN 6216-1996 (ISO 6439–1990) - Chất lƣợng nƣớc - Xác định chỉ số phenol. Phƣơng pháp trắc phổ dùng 4-aminoantipyrin sau khi chƣng cất. - TCVN 5070-1995 - Chất lƣợng nƣớc - Phƣơng pháp khối lƣợng xác định dầu mỏ và sản phẩm dầu mỏ - TCVN 6053-1995 (ISO 9696–1992) - Chất lƣợng nƣớc - Đo tổng hợp độ phóng xạ anpha trong nƣớc không mặn. Phƣơng pháp nguồn dày. - TCVN 6219-1995 (ISO 9697–1992) - Chất lƣợng nƣớc - Đo tổng hợp độ phóng xạ beta. - TCVN 6187-1-1996 (ISO 9308-1-1990) Chất lƣợng nƣớc - Phát hiện và đếm vi khuẩn coliform, vi khuẩn coliform chịu nhiệt và Escherichia coli giả định. Phần 1: Phƣơng pháp màng lọc. Các thông số quy định trong Quy chuẩn này chƣa có tiêu chuẩn quốc gia hƣớng dẫn phƣơng pháp phân tích thì áp dụng các tiêu chuẩn phân tích tƣơng ứng của các tổ chức quốc tế. 4. TỔ CHỨC THỰC HIỆN Qui chuẩn này áp dụng thay thế cho TCVN 5942:1995 - Chất lƣợng nƣớc - Tiêu chuẩn chất lƣợng nƣớc mặt trong Danh mục các tiêu chuẩn Việt Nam về môi trƣờng bắt buộc áp dụng ban hành kèm theo Quyết định số 35/2002/QĐ-BKHCNMT ngày 25 tháng 6 năm 2002 của Bộ trƣởng Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trƣờng. 65 Trƣờng hợp các tiêu chuẩn quốc gia viện dẫn trong Quy chuẩn này sửa đổi, bổ sung hoặc thay thế thì áp dụng theo văn bản mới. 66 [...]... 3, do nồng độ nƣớc thải cao nên ảnh hƣởng của các hạt cao su lên hệ rễ nhiều hơn khiến cho các chỉ tiêu sinh trƣởng thấp hơn so với các công thức khác Điều này cho thấy, ở công thức 2, tƣơng ứng với nồng độ nƣớc thải 75%, cỏ vetiver có khả năng sinh trƣởng và phát triển tốt nhất 3.2 Khả năng xử lý của cỏ vetiver Để nghiên cứu khả năng xử lý của cỏ vetiver đối với nƣớc thải chế biến cao su, đề tài tiến... trong xử lý ô nhiễm nƣớc Nhờ có những đặc điểm trên mà cỏ vetiver đƣợc nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trên thế giới cũng nhƣ ở Việt Nam vào bảo vệ môi trƣờng và giảm nhẹ tác hại của thiên tai, phòng ngừa và xử lý ô nhiễm đất, nƣớc.Trong xử lý nƣớc thải, cỏ vetiver có khả năng hấp thụ và xử lý tốt nƣớc thải sinh hoạt, nƣớc thải chăn nuôi, nƣớc thải công nghiệp và nƣớc rỉ rác [6], mang lại hiệu quả cao, ... Cỏ vetiver cũng đƣợc đƣa vào nghiên cứu và ứng dụng ở Việt Nam Cho đến nay, việc sử dụng cỏ vetiver trong bảo vệ môi trƣờng đã trở thành một công cụ quen thuộc và mang lại hiệu quả cao Có rất nhiều nghiên cứu khác nhau về khả năng xử lý ô nhiễm nƣớc của cỏ vetiver, điển hình nhất là những nghiên cứu về xử lý nƣớc thải chăn nuôi nhƣ: nghiên cứu của Nguyễn Tuấn Phong, Dƣơng Thúy Hoa (2004), Nghiên cứu. .. Nƣớc thải ĐÁNH ĐÔNG Nƣớc thải CÁN Nƣớc rửa SẤY Khí thải ĐÓNG GÓI Nƣớc thải chung Hình 1.3 Sơ đồ quy trình sản xuất mủ tờ và sự phát sinh nước thải 1.1.2 Đặc điểm nƣớc thải chế biến cao su a Thành phần nước thải chế biến cao su Cao su tự nhiên đƣợc chế biến khác nhau tùy thuộc vào nguyên liệu mủ ban đầu và cao su thành phẩm Tuy nhiên, nƣớc thải phát sinh từ các quá trình chế biến cao su không có sự khác... các hệ thống xử lý nƣớc thải hiện hành của các cơ sở chế biến cao su vẫn chƣa xử lý triệt để các chất ô nhiễm Nƣớc thải sau khi xử lý vẫn chứa hàm lƣợng N, P cao và tồn tại nhiều khuyết điểm nhƣ: kích thƣớc công nghệ XLNT lớn, thời gian lƣu nƣớc lâu và tốn nhiều kinh phí Đã có nhiều nghiên cứu ứng dụng thực vật để xử lý nƣớc thải chế biến mủ cao su và mang lại hiệu quả cao Theo nghiên cứu của Nguyễn... nƣớc thải ngành chế biến cao su 1.1.1 Công nghệ chế biến mủ cao su và sự phát sinh nƣớc thải Mủ cao su tự nhiên đƣợc thu gom ở hai dạng chính: cao su mủ nƣớc và cao su tạp (cao su đông) Mủ cao su đƣợc thu gom và bảo quản tại cơ sở chế biến Tại đây, tùy thuộc vào dạng cao su thành phẩm mà mỗi loại nguyên liệu mủ đƣợc chế biến theo các công nghệ khác nhau Sản phẩm chủ yếu của ngành công nghiệp chế biến cao. .. tiêu sinh trƣởng ở các thời điểm: ban đầu, sau 5 ngày, sau 10 ngày Trong thời gian thí nghiệm thƣờng xuyên theo dõi sự thay đổi hình thái của cỏ vetiver 2.2.1.4 Xác định khả năng xử lý nước thải của cỏ vetiver Sau khi cho cỏ vetiver sống thích nghi thì bắt đầu bố trí cỏ vào các CT thí nghiệm với các nồng độ nƣớc thải tƣơng ứng Đánh giá khả năng xử lý nƣớc thải 29 của cỏ vetiver bằng việc phân tích và. .. axit và sơ chế thành cao su tờ hay cao su cốm dƣới nhiều dạng khác nhau Sơ đồ công nghệ chế biến cao su ly tâm và sự phát sinh nƣớc thải đƣợc trình bày nhƣ hình 1: NH3 Mủ cao su nƣớc Nƣớc thải Nƣớc rửa Máy ly tâm Mủ skim Mủ ly tâm H2SO4 Serum skim Nƣớc thải Đánh đông Cao su skim Nƣớc thải Cán crep Nƣớc thải chung Hình 1.1 Sơ đồ công nghệ chế biến cao su ly tâm và sự phát sinh nước thải b Công nghệ chế. .. quả thu đƣợc: Cỏ vetiver có khả năng xử lý nƣớc thải tốt qua việc làm giảm BOD (159mgO2/l) 79% so với 50% đối chứng không trồng cỏ và hạn chế quá trình phát triển của tảo trong quá trình xử lý, ngoài ra cỏ vetiver đạt đƣợc hiệu suất xử lý khá cao đến 91% đối với nitrogen và 85% đối với phosphorus trong nƣớc thải nuôi heo [1]; hay một nghiên cứu khác của Nguyễn Minh Trí, Trần Thanh Loan và Nguyễn Thị... “Tìm hiểu khả năng xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng cây Hương Bài – Vetiver zizanioides (L.) Nash”, bằng mô hình bãi lọc, kết qua thu đƣợc cho thấy nƣớc thải chăn nuôi đƣợc xử lý bằng mô hình bãi lọc cỏ vetiver sau 8 ngày đạt hiệu quả cao, hiệu suất xử lý N-NO3- đạt 87,9%; COD đạt 80,43% 26 Cỏ vetiver cũng đƣợc nghiên cứu để ứng dụng xử lý nƣớc thải từ các bãi rác Nhƣ đề tài nghiên cứu của TS Ngô