NGHIÊN CỨU TÁI SỬ DỤNG NƯỚC THẢI CHỨA CHẤT HỮU CƠ
VÀO CANH TÁC NÔNG NGHIỆP
Tạ Trung Kiên, Võ Thành Đạt, Võ Nhật Anh Thư
Viện Khoa học Ứng dụng HUTECH, Trường Đại học Cơng Nghệ TP. Hồ Chí Minh
GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn
TĨM TẮT
Nghiên cứu này trình bày giải pháp tái sử dụng nguồn nước thải giàu dinh dưỡng từ các hoạt động thải rửa,
lị mỗ, sinh hoạt có thành phần dinh dưỡng, chất hữu cơ cao dùng cho mục đích tưới tiêu. Đối tượng nghiên
cứu được chọn là cây rau cải ngắn ngày để so sánh quá trình sinh trưởng và phát triển từ lúc ướm mầm cho
đến khi cây lớn. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm trên hai luống rau trồng với hai nguồn nước khác nhau,
cho thấy trong thời gian khảo sát là 20 ngày, luống thứ 2 tưới nước thải mọc rất tốt so với luống thứ 1 tưới
nước giếng. Cây phát triển rất nhanh, sử dụng rễ hút các chất hữu cơ có trong nước thải, mà khơng cần phải
bón phân hữu cơ hay các chất tăng kích thích tăng trưởng, cùng với đó chiều cao, số là và diện tích lá tăng
vượt trội rất nhiều so với luống sử dụng nước giếng. Thí nghiệm cũng xác định giới hạn sống của cây rất
cao, có thể tồn tại ở mức COD tới 5280mg/l. Các chất hữu cơ có trong nước thải được cây trồng hấp thụ
thành chất dinh dưỡng cho cây phát triển và cung cấp các chất khống cho mơi trường đất. Có thể thay thế
cho nước ngọt tưới cho cây rau, và các chất dinh dưỡng có trong nước thải có thể thay thế cho phân bón
hữu cơ như đạm, lân và kali. Tái sử dụng nước thải chứa chất hữu cơ vừa góp phần làm giảm ơ nhiễm mơi
trường nước, và góp phần tạo ra sản phẩm rau sạch an tồn khơng chứa chất độc hại cung cấp cho con
người
Từ khoá: Chất độc hại, chất hữu cơ, giảm ô nhiễm môi trường nước, tái sử dụng, chất độc hại
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Ở nước ta hiện nay, phần lớn nước thải sinh hoạt từ các khu đô thị, ven đô thị, nông thôn đều chưa được xử
lý đúng cách. Nước thải từ các khu vệ sinh mới chỉ được xử lý sơ bộ tại các bể tự hoại, chất lượng chưa
được yêu cầu, xả ra môi trường là nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước. Điều kiện nước ta hiện nay, phần
lớn các dự án thốt nước và xử lý nước thải cịn chưa đến được mọi nơi, và nếu có thì cũng chỉ hướng tới
giải quyết các vấn đề thoát nước mưa, khắc phục tình trạng ngập úng. Khó khăn về kinh tế để duy trì vận
hành bảo dưỡng hệ thống đó, do đó việc nghiên cứu làm sạch nước thải tại chỗ cho hộ gia đình hay cụm
dân cư bằng cơng nghệ phù hợp, đơn giản, chi phí xây dựng và vận hành thấp, đảm bảo vệ sinh môi trường
là một hướng giải quyết hợp lí và khả thi.
Trên thế giới gần đây, Bãi lọc trồng cây (Constructed Wetland) được biết là một công nghệ xử lý nước thải

trong điều khiện tự nhiên. Chi phí thấp, vị trí ổn định, hiệu xuất cao, nhất là tăng năng xuất cây trồng. Sinh

581


khối thực vật, bùn phân hủy, nước thải sau xử lý cịn có gia trị kinh tế cao. Cơng nghệ xử lý này ở Việt
Nam còn rất mới mẻ.
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Phương pháp luận
Nước thải từ các hoạt động chăn ni, lị mỗ, thải rửa chất bẩn và sinh hoạt luôn chứa hàm lượng chất dinh
dưỡng, chất hữu có vào loại cao nhất hiện nay. Trong nhiều biện pháp cơ, lý, hoá, sinh học để xử lý đối với
loại nước thải này thì cịn có một biện pháp đó là tái chế, tái sử dụng nguồn thải phục vụ vào mục đích nơng
nghiệp, tưới tiêu hồn tồn thân thiện với mơi trường, giảm chí phí về kinh tế, phân bón phục vụ cho cây
trồng. Thí nghiệm sử dụng hai luống đối chứng với đối tượng nghiên cứu là rau cải xanh ngắn ngày, để tiện
theo dõi quá trình sinh trưởng và phát triển cùng với đó sử dụng hai nguồn nước khác nhau để so sánh hiệu
quả của việc tái sử dụng nước thải
2.2. Phương pháp thực tiễn
Tìm kiếm nội dung, tài liệu có liên quan đến đề tài nghiên cứu, việc tái sử dụng nguồn thải phục vụ cho
mục đích nơng nghiệp
Tham khảo các nghiên cứu trước đây và các tài liệu tổng hợp có liên quan đến việc xử lý nước thải giàu
dinh dưỡng và đưa ra mơ hình xử lý hiêu quả
Tổng hợp các tài liệu, nội dung liên quan, phân loại và tổng hợp các nội dung cho vấn đề cần giải quyết
Kế thừa những nghiên cứu trước đây liên quan đén hướng nghiên cứu, một số dạng đất ngập nước (Wetland)
Phương pháp phân tích chỉ tiêu
Phân tích các chỉ tiêu đầu vào để xác định ngưỡng giới hạn chịu đựng của đối tượng nghiên cứu và hiệu
quả xử lý đối với từng loại nước thải
Phương pháp xây dựng mơ hình đối chứng
- Xây dựng mơ hình thí nghiệm nhằm quan sát những thay đổi trong quá trình sinh trưởng và phát triển của
đối tượng nghiên cứu.
- Phân tích so sánh giữa mẫu thí nghiệm và mẫu đối chứng

2.3. Mơ hình nghiên cứu
Địa điểm thí nghiệm:
- Mơ hình: 3m2
- Địa chỉ: Vườn thực nghiệm - Khu R, Viện Công Nghệ Cao HUTECH
- Được phân thành 2 mơ hình trồng rau.
- Cây trồng thí nghiệm: Rau cải xanh.
- Dụng cụ thí nghiệm: thùng xốp, xơ nhựa và can tưới.

582


Các cơng đoạn của mơ hình thí nghiệm.
- Giai đoạn tiến hành: Có 2 luống trồng rau.
- Luống thứ 1 (đối chứng): trồng rau cải được tưới bằng nước giếng.
- Luống thứ 2: trồng rau cải được tưới bằng nước thải rửa hoặc mổ thịt heo và thịt gà, cá.
- Gieo hạt rau cải xanh.
- Tiến hành tưới nước thải và nước giếng trước 1 ngày trước khi gieo hạt.
- Mơ hình thực hiện trong 20 ngày. Mỗi ngày tưới 2 lần, buổi sáng vào lúc 8h và buổi chiều vào lúc 5h.
- Tưới mỗi lần là 10 lít nước thải cho luống thứ 2 và 10 lít nước giếng cho luống thứ 1.
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. Thông số đầu vào thí nghiệm
Thực hiện ở quy mơ phịng thí nghiệm: phân tích các chỉ tiêu pH, SS, BOD5, COD, P tổng, N tổng, Coliform.
Các chỉ tiêu của mẫu nước thải thịt heo:
Bảng 1. Các chỉ tiêu thông số đầu vào
STT

Hàm lượng

Các thông số


Nước thải thịt chế biến thịt heo

Nước giếng

1

pH

6,8

5,5

2

SS (mg/l)

4,15

-

3

BOD5 (mg/l)

3024

-

4


COD (mg/l)

5280

-

5

Ptổng (mg/l)

13,11

-

6

Ntổng (mg/l)

194 mg/l

-

7

Tổng Coliform

1480 mg/l

0


8

Fe tổng (mg/l)

-

0,22

9

Độ cứng tổng (mg/l)

-

12

10

Chất hữu cơ

-

18

583


3.2. Kết quả mơ hình
Trong q trình sinh trưởng và phát triển của rau cải xanh, các nguyên tố khoáng đóng vai trị rất quan
trọng. Cac ngun tố đa lượng và vi lượng có trong hỗn hợp muối dinh dưỡng sẽ tham gia vào các quá trình

trao đổi chất trong cây, các nguyên tố như N, P, S, Mg, Fe tham gia vào các hợp chất hữu cơ rất quan trọng
cấu tạo nên các yếu tố cấu trúc của tế bào. Chính vì vậy nó ảnh hưởng đến q trình phân chia và lớn lên
của cơ thể.
Các môi trường, nồng độ và thành phần khác nhau của nước tưới ảnh hưởng rất nhiều tới sự phát triển của
rau.
Ngày thứ 5:
Cây trồng thích nghi với mơi trường và bắt đầu phát triển nhanh về kích thước. Các chất hữu cơ có khả
năng phan hủy sinh học trong nước thải được giữ qua lớp đất, được rễ cây hấp thụ cung cấp chất dinh dưỡng
cho cây và vi sinh vật xung quanh vùng rễ phân hủy. Các hệ rễ bắt đầu hấp thụ Nito, photpho, protit các
acid amin, acid béo, hydrat cacbon và các chất vô cơ …
Theo dõi chiều cao và phát triển của cây
Bảng 2. Theo dõi chiều cao của cây ngày thứ 5
Số luống

Chiều cao

Trung bình

Cây cao nhất 3,8 cm
Luống thứ 1 (đối chứng – nước giếng)

Cây trung bình 2,7 cm

Chiểu cao trung bình của
cây 2,5 cm

Cây nhỏ nhất 1 cm.
Cây cao nhất 4,2 cm.
Luống thứ 2 (nước thải):


Cây trung bình 3,3 cm

Chiều cao trung bình của
cây 3,03 cm.

Cây nhỏ nhất 1,6 cm
Bảng 3. Kết quả đếm số lá ngày thứ 5
Số luống

Chiều cao trung bình: X (cm)

Số lá: Y (số lá/cây)

Diện tích lá: Z (cm)

Luống thứ 1

2,5

3

0,4

Luống thứ 2

3,03

4

0,5


584


Ngày thứ 20:
Bảng 4. Theo dõi chiều cao của cây ngày thứ 20
Số luống

Chiều cao

Trung bình

Cây cao nhất 6,9 cm
Luống thứ 1 (đối chứng – nước giếng)

Cây trung bình 4,1 cm

Chiểu cao trung bình của
cây 4,4 cm

Cây nhỏ nhất 2,2 cm.
Cây cao nhất 16,4 cm.
Luống thứ 2 (nước thải):

Cây trung bình 7,3 cm

Chiều cao trung bình của
cây 9,3 cm.

Cây nhỏ nhất 4,2 cm

Bảng 5. Kết quả đếm số lá ngày thứ 20
Số luống

Chiều cao trung bình: X (cm)

Số lá: Y (số lá/cây)

Diện tích lá: Z (cm)

Luống thứ 1

4,4

3

1,7

Luống thứ 2

9,3

6

4,1

3.3. Thảo luận
Chiều cao cây, số lá, diện tích lá là các chỉ tieu quan trọng đánh giá khả năng sinh trưởng và đồng thời trực
tiếp ảnh hưởng tới năng xuất của rau.
Qua kết quả theo dõi sau 20 ngày tuổi cây rau cải được tưới nước khác nhau cho thấy kết quả ở mỗi giai
đoạn cây phát triển về chiều cao, số lá, và diện tích lá khác nhau.

Bảng 6. Kết quả so sánh các nghiệm thức X, Y và Z của 2 luống rau.
Số

Luống thứ 1

Luống thứ 2

luống/Ngày
X (cm)

Y

Z (cm)

X (cm)

Y

Z (cm)

5

2,5

3

0,4

3,03


4

0,5

15

3,7

4

1,5

8,03

6

3,6

20

4,4

4

1,7

9,3

6


4,1

585


Chiều cao cây
LUỐNG 1 - ĐỐI CHỨNG
4.4
3.7

5
4
3
2
1
0

LUỐNG 2

Chiều cao cây

Chiều cao cây

3.3.1.

2.5

0

10


20

5
4
3
2
1
0

3.6

0.5
0

30

4.1

10

20

30

Ngày

Ngày

(A)


(B)
Hình 1. Đồ thị thể hiện chiều cao cây giữa 2 luống

Nhận xét: Qua đồ thị so sánh 2 nghiệm thức của luống thứ 1 và thứ 2, ta thấy rằng sự thay đổi rõ rệt về
chiều cao của 2 luống. Luống thứ 2 cao hơn luống thứ 1. Từ ngày 5 đến ngày 20, lúc này luống thứ 2 có
tốc độ phát triển cao hơn, từ 3,03 cm – 9,3cm.
3.3.2.

Số lá cây

Điều kiện thời tiết và khí hậu ảnh hưởng đến số lá và diện tích lá, điều kiện khí hậu thuận lợi, cây sẽ phát
triển tốt ra nhiều lá giúp cho sự quang hợp.

5
4
3
2
1
0

4

LUỐNG 2

8

4

3


Số lá cây

Số lá cây

LUỐNG 1 - ĐỐI CHỨNG

6

6

6

4

4
2
0

0

10

20

30

0

10


Ngày

20

30

Ngày

(A)

(B)
Hình 3. Đồ thị thể hiện số lá cây giữa 2 luống

Hình 4. Biểu đồ kết quả so sáng nghiệm thức Y (số lá) của luống thứ 2 và đối chứng (luống thứ
nhất)
Nhận xét: Do rau cải xanh chủ yếu là lá nên số lượng lá rau của 2 luống tương đối là như nhau.

586


3.3.3. Diện tích lá
LUỐNG 1 - ĐỐI CHỨNG

1.5

1.7

1.5
1


Số lá cây

Số lá cây

2

LUỐNG 2

0.4

0.5
0
0

10

20

30

5
4
3
2
1
0

3.6


4.1

0.5
0

10

Ngày

20

30

Ngày

(A)

(B)
Hình 4. Đồ thị thể hiện diện tích lá giữa 2 luống

Nhận xét: Quá trình sinh trưởng của rau ảnh hưởng đến số lá rau, số lá của cây phụ thuộc vào nhiều yếu tố
như quá trình trao đổi chất, đặc điểm di truyền của giống... Nhưng trong giới hạn do đặc điểm di truyền, sự
phát sinh hình thái phụ thuộc nhiều vào quá trình dinh dưỡng của cây. Vì vậy thành phần dinh dưỡng trong
đất ảnh hưởng đến số lá của rau cải xanh. Số lá rau ảnh hưởng đến diện tích của lá, thơng qua diện tích lá
ảnh hưởng đến bề mặt đồng hóa của cây, từ đó ảnh hưởng đến q trình quang hợp và cuối cùng là nang
suất của rau.
3.4.

Các điều kiện ảnh hưởng tới sự sinh trưởng và phát triển của rau cải xanh


3.4.1. Thời tiết và khí hậu
Trong q trình thực hiện thí nghiệm, cây trồng mới phát triển rất cần nhiều nước và độ ẩm. Do thời tiết và
khí hậu ảnh hưởng (nhiệt độ khoảng 320C – 340C) nhiều tới sự cân bằng nước. Nhiệt độ càng cao, lượng
nước bốc hơi càng nhiều. Rau cải phát triển tốt ở điều kiện ánh sáng khơng cao, vì vậy trong giai đoạn này
thiếu nước cây rất dễ bị héo lá và chết.
Sự cân bằng nước trong thí nghiệm ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố:
- Sự bốc hơi nước qua đất.
- Cây hấp thu rồi bốc hơi qua.
- Điều kiện thời tiết (nắng, nóng, gió…)
3.4.2. Chất dinh dưỡng
Ở luống thứ 2, chất hữu cơ có trong nước thải cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng cho cây về mặt hóa học,
lý học và sinh học cho rau cải xanh.
-

Hóa học: chất hữu cơ cung cấp đầy đủ 16 chất cho cây trồng, trong đó chủ yếu là những chất trung

vi lượng và một phần là các chất N, P, K.

587


Lý học: làm tơi xốp đất, tạo cấu trúc đất sét-mùn để giữ nước, giữ phân bón tốt hơn và làm tăng tính

-

đệm cho đất, phèn, mặn...cây trồng khơng ảnh hưởng đột ngột theo sự thay đổi điều kiện môi trường.
Sinh học: Chất hữu cơ chứa các vitamin, các chất điều hòa sinh trưởng, cung cấp thức ăn giúp cho

-


hệ vi sinh vật đất hoạt động hiệu quả, tăng cường khả năng chuyển vận và trao đổi chất cho cây trồng.
Trong giai đoạn rau phát triển mỗi nguyên tố dinh dưỡng đều có một chức năng rõ ràng và riêng biệt, thực
hiện sự sinh trưởng và phát tnển của cây rau. Một sự thiếu hụt hay dư thưa nguyên tố dinh dưỡng là ngun
nhân của sự sinh trưởng khơng bình thường của cây trồng.
Trệu chứng thiếu hụt dinh dưỡng ở cây trồng được thể hiện dưới đây:
-

Thiếu đạm (N):

▪

Sinh trưởng còi cọc

▪

Xuất hiện màu xanh lợt đến vàng nhạt trên các lá già, bắt đầu từ chóp lá. Tiếp đó là các lá già bị chết

hoặc bị rụng tùy theo mức độ thiếu.
-

Thiếu lân (P)

▪

Cây cịi cọc tồn bộ, các lá trưởng thành có màu xanh sẫm đến lam lục, rễ bị kìm hãm.

▪

Khi thiếu trầm trọng lá và thân có vết tím, thân mảnh.


-

Thiếu kali (K)

▪

Úa vàng dọc mép lá, chóp lá già chuyển sang nâu.

▪

Cây phát triển chậm, còi cọc.

▪

Thân yếu, cây dễ bị đổ ngân

3.4.3.

Các yếu tố mơi trường

Trong giai đoạn thí nghiệm điều kiện mơi trường ảnh hưởng rất lớn tới sản lượng, phẩm chất và thời gian
thu hoạch của cây trồng. Các yếu tố môi trường ảnh hưởng quan trọng tới sự sinh trưởng và phát triển của
cây gồm nhiệt độ, ánh sáng, nước và đất.
-

Nhiệt độ: Nhiệt độ ảnh hưởng trên sự bốc thoát hơi nước, sự hấp thụ dung dịch đất, sự đồng hóa, hơ

hấp, tích lũy chất dự trữ và các tiến trình sinh lý khác trong thực vật.
-


Ánh sáng: Ánh sáng cần thiết cho cây vì là nguồn năng lượng cho quang tổng hợp.

-

Nước: Nước quan trọng trong sự phát triển của rau. Nước ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và phẩm

chất rau. Thiếu nước cây cịi cọc, mơ gỗ phát triển nên rau cứng, có vị đắng. Thừa nước rau trở nên nhũn,
chứa ít đường, ít chất khống, mơ mềm và giảm sức chống chịu.
-

Đất: Cấu trúc ổn định giúp cho vi sinh vật hoạt động tốt và rễ phát triển, giữ nước tốt, đủ chất dinh

dưỡng.
4.

KẾT LUẬN

Nghiên cứu ứng dụng để xử lý nước thải chứa chất hữu cơ trong giai đoạn hiện nay là rất cần thiết. Trong
nước thải sinh hoạt chứa một hàm lượng N, P, K khá đáng kể. Như vậy, nước thải là một nguồn phân bón
tốt có lượng N thích hợp với sự phát triển của cây trồng.
588


-

Sau 20 ngày thí nghiệm kết quả cho thấy khá khả quan, luống thứ 2 tưới nước thải mọc rất tốt so

với luống thứ 1 tưới nước giếng. Cây phát triển rất nhanh, sử dụng rễ hút các chất hữu cơ có trong nước
thải, mà khơng cần phải bón phân hữu cơ hay các chất tăng kích thích tăng trưởng.
- Nước thải không chứa chất độc hại và dùng nước tưới cho cây nơng nghiệp rất tốt vì cung cấp những

chất hữu cơ và khoáng cần thiết cho cây trồng.
- Luống thứ 1 và thứ 2 sau 20 ngày tuổi:
▪ Từ ngày 5 đến ngày 20, lúc này luống thứ 2 có tốc độ phát triển cao hơn, từ 3,03 cm – 9,3cm.
▪ So với luống thứ 1 thì luống thứ 2, số lá và diện tích là tăng vượt trội hơn rất nhiều. Từ ngày thứ 5 tới
20 ngày tuổi: Luống thứ 2: Số lá dao động từ 2 – 6 lá/cây, diện tích lá từ 0 – 4,1 cm/lá.
▪ Giới hạn sống của cây rất cao, có thể tồn tại ở mức COD tới 5280mg/l.
▪ Các chất hữu cơ có trong nước thải được cây trồng hấp thụ thành chất dinh dưỡng cho cây phát triển và
cung cấp các chất khống cho mơi trường đất.
▪ Có thể thay thế cho nước ngọt tưới cho cây rau, và các chất dinh dưỡng có trong nước thải có thể thay
thế cho phân bón hữu cơ như đạm, lân và kali…
Tái sử dụng nước thải chứa chất hữu cơ vừa góp phần làm giảm ơ nhiễm mơi trường nước, và góp phần tạo
ra sản phẩm rau sạch an tồn khơng chứa chất độc hại cung cấp cho con người.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Hoàng Đan, Xử Lý nước thải bằng bãi lọc trồng cây cơng nghệ mới đem lại nhiều lợi ích cho môi
trường.
[2]. Lâm Vĩnh Sơn, Kỹ thuật xử lý nước thải, Trường Đại Học Cơng Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh.
[3]. Lê Văn Khoa, Đất Ngập Nước, NXB Giáo Dục.
[4]. Nguyễn Việt Anh, Xử lý nước thải sinh hoạt bằng bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy thẳng đứng trong
điều kiện Việt Nam, Trường Đại Học Xây Dựng.
[5]. Trần Văn Nhân, Ngơ Thị Nga, Giáo Trình Cơng Nghệ Xử Lý Nước Thải, NXB Khoa Học Kỹ Thuật.

589