Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8

ỨNG DỤNG MƠ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC CĨ VẬT LIỆU
HẤP PHỤ KẾT HỢP TRỒNG CÂY ĐỂ XỬ LÝ
NƯỚC THẢI SINH HOẠT
Nguyễn Thị Thu Trang
Trường Đại học Thủy lợi, email:

Bảng 1. Thông số chất lượng nước thải
đầu vào (trung bình của các lần đo)

1. GIỚI THIỆU CHUNG

Đất là loại vật liệu tự nhiên có khả năng
lọc và hấp phụ rất tốt các chất ô nhiễm (Nga.
N. T. H, 2013; Sato. K, 2010). Hệ thống đất
ngập nước nhân tạo chảy dọc có trồng sậy có
tiềm năng loại bỏ N- NO3- trong nước thải. NNH4+ có thể được làm sạch thơng qua q
trình nitrat hóa hoặc hấp thụ bởi thực vật thủy
sinh (Chadde, 2002; Moreno et al., 2002). Do
vậy bài báo này tóm tắt các kết quả nghiên
cứu hệ thống đất ngập nước có vật liệu hấp
phụ kết hợp trồng cây để xử lý nước thải sinh
hoạt áp dụng cho quy mơ các hộ gia đình ở
vùng nơng thơn hoặc vùng ven đô.

Chất ô
nhiễm
pH
DO
BOD5

TSS
NH4+
NO3PO43-

QCVN
Đơn Nồng độ trong
14:2008/BTN
vị
nước thải
M, cột B
7,36 ± 0,2
5-9
mg/l
1,9 ± 0,3
mg/l
79,7 ± 1,1
50
mg/l
142,6 ± 1,3
100
mg/l
13,5 ± 0,4
10
mg/l
25,6 ± 0,5
50
mg/l
5,6 ± 0,1
10


2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp lấy mẫu và phân tích

2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Vật liệu và đối tượng nghiên cứu
- Cây Sậy - Phragmites australis (Sậy
thông thường) thu từ ven Sông Hồng về trồng
trong mô hình thí nghiệm tại trường Đại học
Thủy lợi.
- Đá vơi là loại đá màu xanh, được mua tại
Công ty TNHH khống sản Vơi Việt, thành
phố Ninh Bình.
- Đá ong tự nhiên được nghiền nhỏ kích
thước 5-10mm được thu thập từ Xã Bình
Yên, Huyện Thạch Thất, Hà Nội.
- Đất cát được lấy từ ven sông Hồng, rửa
sạch và cho vào mô hình thí nghiệm.
- Nước thải sinh hoạt được lấy tại mương
tiêu nước thải của các hộ gia đình, thơng số
chất lượng nước thải đầu vào được trình bày
tại Bảng 1.

- Xác định pH theo TCVN 6492:2011
(ISO 10523:2008).
- Xác định tổng chất rắn lơ lửng (TSS)
theo SMEWW 2540.
- Phương pháp phân tích BOD5 theo
TCVN 6001-2:2008 (ISO 5815-2:2003).
- Phương pháp phân tích nitrat theo TCVN

6638:2000.
- Phương pháp phân tích Phốt pho theo
TCVN 6202:200 (ISO 6878:2004), dùng
phương pháp đo phổ sử dụng amoni molipdat.
- Phương pháp phân tích NH4+ theo TCVN
6179-1:1996 (ISO 7150-1:1984).
2.2.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm
Nghiên cứu thực hiện 04 cơng thức thí
nghiệm bao gồm (CT1: Khơng trồng cây,
dịng chảy từ trên xuống; CT2: Có trồng cây,
dịng chảy từ trên xuống; CT3: Không trồng

347


Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8

cây, dịng chảy từ dưới lên; CT4: Có trồng
cây, dòng chảy từ dưới lên) để đánh giá hiệu
quả xử lý nước thải của mơ hình theo dịng
chảy đứng từ trên xuống và từ dưới lên theo
sơ đồ dưới đây.
- Thời gian theo dõi XLNT: kể từ ngày
10/07/2019. Mơ hình được thử nghiệm xử lý
nước thải khi cây sậy trưởng thành, đã cao
trên 50cm, rễ phát triển kín.

Đối với mơ hình chảy đứng từ dưới lên,
oxi hịa tan ở phía dưới cột rất thấp và không
được cải thiện so với nước thải đầu vào do

mơi trường yếm khí trong cột. Ở phần cột có
trồng cây, DO cao hơn cột khơng trồng cây.
Kết quả thí nghiệm có sự trùng hợp với kết
quả trên các mơ hình thử nghiệm pilot của
Prochaska et al., (2007).

Hình 3. Kết quả thay đổi DO
ở mơ hình CT3, CT4
3.3. Khả năng xử lý NO3Kết quả đo đạc giá trị NO3- trong phịng
thí nghiệm được thể hiện qua đồ thị dưới đây:
Hình 1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

3.1. Sự thay đổi pH
Sậy trồng trên các lớp vật liệu lọc. Sự phát
triển của rễ cây cùng các vi sinh sinh vật vùng
rễ có thể làm biến đổi tính chất của vật liệu.
2[CO32-] + [H+] + H2O → 2[HCO3-] + 2[OH-]
Do vậy, giá trị pH nước thải đầu ra tăng,
pH ổn định nằm trong khoảng 7,4-7,5 và đạt
QCVN 14:2008/BTNMT, cột B.
3.2. Sự thay đổi DO

Hình 4. Đồ thị kết quả thí nghiệm NO3Hệ thống cột thí nghiệm dịng chảy đứng từ
trên xuống có hiệu quả xử lý NO3- cao hơn.
3.4. Khả năng xử lý NH4+
Kết quả đo đạc giá trị NH4+ trong phịng
thí nghiệm được thể hiện qua đồ thị dưới đây:

Hình 2. Kết quả thay đổi DO

ở mơ hình CT1, CT2

Hình 5. Đồ thị kết quả thí nghiệm NH4+
348


Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8

Xu thế không làm giảm được NO3- nhưng
làm giảm nồng độ NH4+ trong nước thải cho
thấy tiềm năng loại bỏ được các hợp chất
Nitơ của kỹ thuật này.
3.5. Khả năng xử lý PO43Đá ong là một trong những loại vật liệu tự
nhiên có nguồn gốc từ đất phong hóa, có khả
năng hấp phụ P- PO43- trong nước với hiệu
suất (80-90%) (Nga. N. T. H, 2014 và Yến.
K. T. H, 2016), Kết quả đo đạc giá trị PO43trong phịng thí nghiệm được thể hiện qua
đồ thị sau:

4. KẾT LUẬN

- Mô hình vật liệu hấp phụ kết hợp trồng
cây Sậy và dòng chảy đứng từ trên xuống cho
kết quả xử lý nước thải tốt nhất (tăng DO,
giảm NH4+, PO43- và TSS).
- Mơ hình vật liệu hấp phụ kết hợp với
trồng cây có hiệu quả xử lý nước thải cao hơn
khơng trồng cây.
- Quanh vùng rễ cây sậy có hàm lượng DO
cao hơn so với vùng khác trong cột. Tại vùng

rễ của mơ hình lọc dịng chảy từ trên xuống
(CT1) có giá trị cao nhất (>6mg/l).
- Mơ hình vật liệu hấp phụ kết hợp với
trồng cây có tiềm năng xử lý nước thải sinh
hoạt ở các vùng ven đô hoặc vùng nông thơn
Việt Nam.
5. TÀI LIỆU THAM KHẢO

Hình 6. Đồ thị kết quả thí nghiệm PO433.6. Khả năng xử lý TSS
Kết quả khảo sát giá trị TSS của nước thải
đầu ra cho thấy, nước thải đầu vào có giá trị
TSS khá cao là 142,6 mg/l, sau khi xử lý đã
giảm dưới giới hạn cho phép của QCVN
14:2008 cột B (TSS khoảng 50-60 mg/l. Do
đi qua hệ thống lọc hấp phụ và có trồng cây,
nhờ cơ chế lắng và lọc, các hạt cặn sẽ được
giữ lại bởi các các lớp vật liệu lọc.
3.7. Khả năng xử lý BOD5
Kết quả nghiên cứu bước đầu sau 21 ngày
chạy mơ hình thí nghiệm cho thấy, chỉ tiêu
BOD5 có xu hướng giảm tại các mơ hình có
trồng cây (CT2 và CT4), từ 79,7 mg/l xuống
còn 38,2 mg/l và giảm khơng đáng kể tại các
mơ hình đối chứng (CT1 và CT3). Tuy
nhiên, hiệu quả loại bỏ BOD5 thể hiện tốt
hơn tại mơ hình trồng cây, dịng chảy từ trên
xuống (CT2).

[1] Chadde, S., 2002. A Great Lakes Wetland
Flora, 2nd Ed. Pocketflora Press, Laurium, MI.

[2] Khuong Thi Hai Yen, 2016. Study on the
ability of local gray wastewater treatment
with laterite stone material. PhD thesis.
[3] Moreno, C., N. Farahbakhshazad, and G.M.
Morrison, 2002. Ammonia removal from oil
refinery effluent in vertical upflow
macrophyte column systems. Water, Air,
and Soil Pollution, Vol. 135, pp. 237-247.
[4] Nguyen Thi Hang Nga, Application ash soil
and laterite for water treatment, Kyusu
university, Doctorat thesis 2014.
[5] Nguyen Thi Hang Nga, Mori Yuki, ShinIchiro Wada (2013), Laterite in Viet Nam
and their ability for wasterwater treatment,
J. Agriculture, Kyushu University.
[6] Prochaska, C.A., A.I Zouboulis, and K.M.
Eskridge, 2007. Performance of pilot-scale
vertical-flow constructed wetlands, as
affected by season, substrate, hydraulic
load and frequency of application of
simulated urban sewage. Ecological
Engineering, Vol. 31, pp. 57-66.
[7] Sato, K., Iwashima, N., Matsumoto, T.,
Wakatsuki, T., and Masunaga, T. (2010).
Wastewater treatment processes and
mechanisms of organic matter, phosphorus,
and nitrogen removal in a multi-soillayering system. Proceedings of the 19th
World Congress of Soil Science.

349