Chuyên đề - Giải pháp

Thực nghiệm xử lý nước ao hồ phú dưỡng bằng TVTS quy mô pilốt

Nguồn nước mặt nội địa của Việt Nam nhất là các hồ và hồ chứa đang bị phú dưỡng ngày càng gia tăng, kèm theo đó là sự bùng phát vi tảo bao gồm cả vi khuẩn lam (VKL) độc đã được phát hiện như loài Microcystis aeruginosa, làm mất cân bằng sinh thái và suy giảm chất lượng nước.

Hiện tượng phú dưỡng là một dạng biểu hiện của ao hồ bị ô nhiễm do dư thừa các chất dinh dưỡng, thông thường khi hàm lượng nitơ (N) lớn hơn 500µg/l và photpho (P) lớn hơn 20ìg/l. Để giải quyết vấn đề này, các nhà khoa học thuộc Viện Hàn lâm Khoa học công nghệ Việt Nam đã triển khai đề tài nghiên cứu khoa học Công nghệ sinh thái sử dụng thực vật thủy sinh trong xử lý nước phú dưỡng cho kết quả khả quan, mở ra hướng đi mới trong công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt.

Phú dưỡng – Vì đâu?

Nguyên nhân gây ra tình trạng phú dưỡng tại hồ chứa chủ yếu là từ nguồn thải xác định. Đây là các nguồn gây ô nhiễm có thể xác định vị trí chính xác (thường trong một phạm vi không gian xác định) như cống dẫn nước thải ở khu dân cư, nhà máy, khu công nghiệp, đô thị... Hàm lượng các chất dinh dưỡng từ nguồn này đổ trực tiếp vào hồ thường rất cao. Tại khu vực Hà Nội, phần lớn lượng nước thải sinh hoạt (khoảng 600.000 m3/ngày) và lượng nước thải công nghiệp (khoảng 260.000 m3/ngày, khoảng 10% được xử lý) được đổ thẳng vào các sông, ao, hồ. Ngoài ra, việc sử dụng bột giặt, các chất tẩy rửa chứa P được đưa trực tiếp vào ao hồ cũng đang rất đáng báo động. Hàng năm, chỉ tính riêng 2 thành phố Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh đã tiêu thụ trên 32.000 tấn bột giặt/năm và 17.141 tấn chất tẩy rửa/năm. Bên cạnh đó, nguồn thải từ các khu công nghiệp, các nhà máy cũng góp phần không nhỏ vào quá trình phú dưỡng ao hồ. Ngành chế biến sữa, hàm lượng N trong nước thải là 50mg/l; còn ngành chế biến thịt hộp hàm lượng N, P cao gấp 2,3 lần so với ngành chế biến sữa.

Một nguyên nhân khác dẫn đến phú dưỡng là từ các dòng chảy tràn trên bề mặt cũng có khả năng mang về hồ rất nhiều chất dinh dưỡng. Dần dần hồ tích tụ nhiều chất hữu cơ và bùn đẩy nhanh sự phát triển của các vi sinh vật dưới nước làm cho hồ trở nên giàu chất dinh dưỡng. Hoạt động sản xuất nông nghiệp cũng là một trong những tác nhân rất quan trọng gây nên hiện tượng phú dưỡng. Phân bón hóa học sử dụng ngày càng nhiều, nhất là phân đạm (chứa N), phân lân (chứa P). Lượng phân bón sử dụng ở Việt Nam trung bình 73,5kg/ha (trung bình của thế giới là 95,4 kg/ha)

Vì vậy việc tìm ra biện pháp xử lý nước phú dưỡng đang là mối quan tâm của các nhà khoa học. Công nghệ sinh thái (CNST) nói chung và CNST sử dụng thực vật thuỷ sinh (TVTS) nói riêng được các nhà khoa học hướng tới trong các phương pháp dùng xử lý nước phú dưỡng bởi những ưu điểm mà công nghệ này mang lại và tính chất thân thiện với môi trường.

Xử lý bằng thực vật thủy sinh

Hoạt động nghiên cứu do TS. Trần Văn Tựa cùng các cộng sự tại Viện Công nghệ môi trường đã triển khai thực hiện nghiên cứu trên nước hồ bị phú dưỡng thuộc khu thực nghiệm Cổ Nhuế, Hà Nội. TVTS đưa vào hệ thống xử lý bao gồm những cây non, khỏe như: Bèo tây (Eichhornia crassipes)-BT, Ngổ trâu (Enydra fluctuans)-NT, Rau muống (Ipomoea aquatica)-RM và Cải soong (Rorippa nasturtium aquaticum)-CS.

Hệ thống xử lý pilốt xây dựng gồm 4 mương song song có kích thước dài, rộng, sâu tương ứng là 4,6m, 0,8m, 0,2m. Mỗi mương trồng một loài cây nêu trên và mực nước trong các mương bình quân là 10cm. Nước phú dưỡng từ hồ được bơm lên bể chứa, phân phối đều qua các mương. Hệ thống này hoạt động liên tục, lấy mẫu hàng tuần để đánh giá các chỉ số phú dưỡng và phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước như TN, TP, TSS, COD và Chlorophin a (Chla) theo các phương pháp chuẩn trước và sau xử lý.

Từ các số liệu thu được, các nhà khoa học tiến hành phân tích, đánh giá vai trò của TVTS trong loại bỏ các yếu tố phú dưỡng, hiệu suất xử lý yếu tố phú dưỡng ở các tải lượng nước khác nhau và hiệu quả xử lý vi tảo và VKL của hệ thống TVTS.

Kết quả nghiên cứu cho thấy, CNST sử dụng hệ thống TVTS như NT, BT, CS và RM không chỉ loại bỏ các yếu tố phú dưỡng môi trường nước như TN, TP, Chla, TSS, COD mà còn cả vi tảo và VKL độc. Trong 4 loài TVTS sử dụng, BT cho hiệu quả xử lý cao nhất. Hiệu suất loại bỏ các chỉ tiêu TN, TSS, TP, COD và Chla tăng so với đối chứng là 2,10-3,19 ; 2,85-3,32; 1,87-2,14; 2,03-4,88 và 2,54 -2,89 lần tương ứng. Với mật độ vi tảo rất cao trong nước đầu vào BT loại được 79,33% vi tảo tổng số và 82,80% VKL. Các mương còn lại cũng cho con số rất ý nghĩa và dao động từ 49,83-65,25% tổng số vi tảo và 52,37-62,80% VKL. Hơn nữa nước đầu ra có lượng T.coliform giảm 6-10 lần và đạt mức A1 về chất lượng nước mặt theo QCVN08-2008/BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường về coliform và đáp ứng tốt cho việc cấp nước sinh hoạt. Về giá trị sử dụng các cây này có thể dùng làm thức ăn cho chăn nuôi như BT và rau xanh trong trường hợp của NT, RM và CS.

Công nghệ sinh thái sử dụng TVTS của các nhà khoa học Viện Công nghệ môi trường có nhiều ưu điểm, không chỉ thân thiện với môi trường mà còn ổn định, chi phí thấp, mang lại hiệu suất cao. Kết quả khả quan thu được ở qui mô pilốt là cơ sở để ứng dụng công nghệ này trong xử lý nước phú dưỡng trên diện rộng.

Kim Liên