Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Ngành chăn nuôi giữ vai trò quan trọng trong sản xuất nông nghiệp tại Việt Nam, cung cấp thực phẩm, tạo việc làm và tận dụng phụ phẩm nông nghiệp. Tuy nhiên, cùng với xu hướng gia tăng quy mô đàn gia súc, lượng chất thải chăn nuôi xả thải ra môi trường ngày càng lớn, đe dọa trực tiếp đến chất lượng môi trường đất, nước và không khí. Nước thải chăn nuôi chứa hàm lượng cao các hợp chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, chất dinh dưỡng (nitơ, photpho) cùng nhiều vi sinh vật gây bệnh (như Salmonella, Leptospira, Clostridium tetani...) và các khí độc phát sinh từ quá trình phân hủy vi sinh.
Tại nhiều địa phương nông thôn, giải pháp xử lý kỵ khí bằng công trình biogas đã được áp dụng nhằm giảm thiểu mùi hôi và thu hồi năng lượng khí sinh học. Mặc dù vậy, nước thải sau khi qua bể biogas vẫn còn chứa nồng độ các chất ô nhiễm cao, vượt ngưỡng cho phép theo quy chuẩn môi trường hiện hành. Do đó, việc nghiên cứu các giải pháp sinh học chi phí thấp, thân thiện với môi trường, sử dụng thực vật thủy sinh sẵn có tại địa phương để xử lý thứ cấp sau biogas là yêu cầu cấp thiết.
Đề tài "Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải chăn nuôi sau biogas bằng các loài thực vật thủy sinh" được thực hiện nhằm giải quyết các mục tiêu và yêu cầu cụ thể sau:
- Mục tiêu nghiên cứu:
- Đánh giá được hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi sau biogas của một số loài thực vật thủy sinh (bèo tây và rau muống).
- Góp phần cải tạo cảnh quan môi trường, hệ sinh thái và làm sạch môi trường nước.
- Đánh giá những thuận lợi, khó khăn trong việc ứng dụng thực vật thủy sinh để xử lý nước thải chăn nuôi sau biogas.
- Nhiệm vụ và yêu cầu nghiên cứu:
- Thu thập thông tin, số liệu chính xác, trung thực và khách quan về hiện trạng môi trường khu vực nghiên cứu.
- Đưa ra các nhận định ban đầu về chất lượng nước thải chăn nuôi sau công trình biogas.
- Phân tích các chỉ tiêu môi trường đặc trưng (pH, TSS, $\text{BOD}_5$, $\text{COD}$, T-N, T-P) và so sánh với quy chuẩn kỹ thuật quốc gia.
- Đề xuất khả năng ứng dụng công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi bằng biogas kết hợp bãi thực vật thủy sinh trong điều kiện thực tiễn.
- Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Nước thải chăn nuôi sau hệ thống biogas và hai loài thực vật thủy sinh gồm Cây Rau muống (Ipomoea aquatica) và Cây Bèo tây (Eichhornia crassipes).
- Phạm vi không gian: Xã Sơn Phú, huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên.
- Phạm vi thời gian: Thời gian thực hiện từ tháng 8/2014 đến tháng 12/2014.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Cơ sở khoa học và pháp lý
- Cơ sở pháp lý: Nghiên cứu căn cứ vào Luật Bảo vệ môi trường số 55/2014/QH13; Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13; Nghị định số 19/2015/NĐ-CP; Quyết định số 22/2006/QĐ-BTNMT; và Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B).
- Cơ chế xử lý của thực vật thủy sinh: Thực vật thủy sinh đóng vai trò làm giá thể cho màng vi sinh vật bám dính trên bề mặt rễ và thân, hỗ trợ quá trình phân hủy hiếu khí và kỵ khí các chất hữu cơ ($\text{BOD}_5$, $\text{COD}$). Hệ thống rễ dày đặc hoạt động như một bộ lọc cơ học giữ lại các chất rắn lơ lửng (TSS). Quá trình loại bỏ Nitơ diễn ra chủ yếu qua cơ chế nitrat hóa và khử nitrat hóa của vi sinh vật bám rễ kết hợp với sự hấp thụ sinh khối của thực vật. Photpho được loại bỏ thông qua sự hấp phụ vào chất lắng, kết tủa hóa học và tích lũy vào mô thực vật khi thu hoạch sinh khối.
Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
- Phương pháp thu thập dữ liệu: Kế thừa các tài liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội huyện Định Hóa và xã Sơn Phú; khảo sát thực địa các mô hình chăn nuôi và lấy mẫu nước thải sau biogas.
- Phương pháp bố trí thí nghiệm:
- Thí nghiệm được thiết kế theo kiểu ngẫu nhiên hoàn toàn, lặp lại 3 lần trong điều kiện bán tự nhiên (sử dụng các thùng xốp kích thước $100 \times 60 \times 60\text{ cm}$, đặt ngoài trời có mái che khi cần thiết).
- Mô hình gồm 3 công thức thí nghiệm với cùng thể tích nước thải:
- CT1 (Đối chứng): Nước thải chăn nuôi sau biogas tự phân hủy tự nhiên (không thả thực vật thủy sinh).
- CT2: Nước thải chăn nuôi sau biogas được xử lý bằng cây Rau muống (Ipomoea aquatica).
- CT3: Nước thải chăn nuôi sau biogas được xử lý bằng cây Bèo tây (Eichhornia crassipes).
- Thời gian theo dõi: Mẫu nước được lấy và phân tích tại các thời điểm: ban đầu (ngày 0), sau 3 ngày, sau 6 ngày và sau 10 ngày lưu giữ.
- Phương pháp lấy mẫu và phân tích phòng thí nghiệm: Lấy mẫu theo TCVN 5995-1995 bằng bình nhựa sạch, bảo quản theo quy định và phân tích tại phòng thí nghiệm Khoa Tài nguyên và Môi trường - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên theo các tiêu chuẩn Việt Nam:
| Chỉ tiêu phân tích |
Phương pháp phân tích |
Tiêu chuẩn áp dụng |
| $\text{pH}$ |
Đo nhanh bằng máy đo chất lượng nước đa chỉ tiêu |
TCVN 6492:2011 |
| $\text{BOD}_5$ |
Phương pháp pha loãng và ủ 5 ngày ở $20^\circ\text{C}$ |
TCVN 6001-2:2008 |
| $\text{COD}$ |
Phương pháp chuẩn độ bằng chất oxy hóa $\text{KMnO}_4$ |
TCVN 6491:1999 |
| $\text{TSS}$ |
Phương pháp khối lượng (sấy ở $103-105^\circ\text{C}$) |
TCVN 6625:2000 |
| $\text{T-N}$ (Nitơ tổng số) |
Phương pháp trắc quang / so màu |
TCVN 6638:2000 |
| $\text{T-P}$ (Photpho tổng số) |
Phương pháp trắc quang / so màu |
TCVN 6202:2008 |
- Phương pháp xử lý số liệu: Tính toán hiệu suất xử lý $H\text{ (%)} = \frac{C_{\text{vào}} - C_{\text{ra}}}{C_{\text{vào}}} \times 100$ bằng phần mềm Microsoft Excel và so sánh các thông số với ngưỡng giới hạn quy định tại QCVN 40:2011/BTNMT Cột B.
Nội dung chính theo từng chương
Phần 1: Mở đầu
Trình bày tính cấp thiết của vấn đề kiểm soát ô nhiễm môi trường do chất thải chăn nuôi gia súc tại khu vực nông thôn; phân tích những hạn chế về chất lượng nước đầu ra của hầm ủ biogas gia đình. Xác định rõ mục đích nghiên cứu, 4 yêu cầu kỹ thuật, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của việc sử dụng các loài thực vật thủy sinh bản địa phục vụ công tác xử lý nước thải.
Phần 2: Tổng quan tài liệu
Hệ thống hóa các khái niệm môi trường cơ bản theo Luật Bảo vệ môi trường năm 2014; phân tích đặc tính lý hóa học và sinh học của nước thải chăn nuôi (độ đục, mùi, màu, $\text{pH}$, chất rắn lơ lửng $\text{TSS}$, các chỉ số nhu cầu oxy $\text{BOD}_5$, $\text{COD}$, dinh dưỡng $\text{N}$, $\text{P}$, vi sinh vật chỉ thị). Tổng quan các phương pháp xử lý nước thải cơ học, hóa lý và sinh học; phân loại các nhóm thực vật thủy sinh (sống chìm, trôi nổi, sống nổi); phân tích cấu tạo hình thái và cơ chế trao đổi chất, hấp thu dinh dưỡng và hấp phụ chất ô nhiễm của cây Bèo tây và Rau muống; điểm lại một số công trình nghiên cứu trong nước về xử lý ô nhiễm nước bằng thực vật.
Phần 3: Nội dung và phương pháp nghiên cứu
Xác định cụ thể địa bàn nghiên cứu tại xã Sơn Phú, huyện Định Hóa; quy định đối tượng khảo sát và khung thời gian thực hiện (tháng 8/2014 đến tháng 12/2014). Trình bày chi tiết quy trình thiết lập mô hình thùng xốp $100 \times 60 \times 60\text{ cm}$, các công thức thí nghiệm $\text{CT1}$, $\text{CT2}$, $\text{CT3}$ với 3 lần nhắc lại; quy trình theo dõi sinh trưởng thực vật, phương pháp lấy mẫu nước tại các mốc thời gian 3, 6, 10 ngày và danh mục các phương pháp thử nghiệm tương ứng theo tiêu chuẩn TCVN; công thức toán học xác định hiệu suất xử lý.
Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Chương này phản ánh toàn bộ kết quả khảo sát thực tế và số liệu phân tích thực nghiệm thu được qua các nội dung chính:
- Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội địa bàn nghiên cứu: Xã Sơn Phú có diện tích tự nhiên $1827,43\text{ ha}$, dân số $3965$ người, mật độ $325\text{ người/km}^2$. Cơ cấu kinh tế thuần nông với đàn gia súc năm 2013 gồm $375$ con trâu, $137$ con bò, $1725$ con lợn, $1446$ con dê và khoảng $30.000$ gia cầm. Hệ thống hạ tầng thủy lợi nội đồng có tổng chiều dài $25,58\text{ km}$ (đã kiên cố hóa $6,43\text{ km}$); nước thải chăn nuôi sau biogas chưa qua xử lý triệt để được thải trực tiếp vào hệ thống mương tưới và khe suối tự nhiên.
- Đánh giá chất lượng nước thải chăn nuôi sau biogas đầu vào: Kết quả phân tích mẫu nước trước khi đưa vào mô hình thí nghiệm cho thấy mức độ ô nhiễm hữu cơ và dinh dưỡng rất cao:
| TT |
Thông số phân tích |
Đơn vị |
Nồng độ đo được |
QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) |
Mức độ vượt chuẩn |
| 1 |
$\text{pH}$ |
- |
$6,9$ |
$5,5 - 9,0$ |
Đạt chuẩn |
| 2 |
$\text{TSS}$ |
$\text{mg/l}$ |
$430,00$ |
$100$ |
Vượt $4,30$ lần |
| 3 |
$\text{BOD}_5$ |
$\text{mg/l}$ |
$374,14$ |
$50$ |
Vượt $7,48$ lần |
| 4 |
$\text{COD}$ |
$\text{mg/l}$ |
$467,68$ |
$150$ |
Vượt $3,12$ lần |
| 5 |
$\text{T-N}$ (Nitơ tổng) |
$\text{mg/l}$ |
$160,00$ |
$40$ |
Vượt $4,00$ lần |
| 6 |
$\text{T-P}$ (Photpho tổng) |
$\text{mg/l}$ |
$18,93$ |
$6$ |
Vượt $3,15$ lần |
- Đánh giá khả năng xử lý chất rắn lơ lửng ($\text{TSS}$): Hàm lượng $\text{TSS}$ giảm nhanh qua các mốc thời gian nhờ cơ chế lắng cơ học kết hợp sự giữ lại của mạng lưới rễ cây. Đến ngày thứ 10, công thức bèo tây đạt hiệu suất $88,47%$ (nồng độ còn $49,59\text{ mg/l}$), công thức rau muống đạt hiệu suất $86,83%$ (còn $56,65\text{ mg/l}$), cả hai đều thấp hơn tiêu chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT gần 2 lần. Trong khi đó, mô hình đối chứng tự lắng chỉ đạt hiệu suất $36,15%$ (còn $274,56\text{ mg/l}$, vẫn vượt chuẩn $2,7$ lần).
- Đánh giá khả năng xử lý nhu cầu oxy sinh hóa ($\text{BOD}_5$): Sau 10 ngày xử lý, nồng độ $\text{BOD}_5$ ở công thức bèo tây giảm từ $374,14\text{ mg/l}$ xuống $36,44\text{ mg/l}$ (hiệu suất $90,26%$), ở công thức rau muống giảm xuống $42,88\text{ mg/l}$ (hiệu suất $88,54%$), đều đạt quy chuẩn cho phép ($\le 50\text{ mg/l}$). Ở mô hình đối chứng, $\text{BOD}_5$ còn ở mức cao $211,28\text{ mg/l}$ (vượt chuẩn hơn 4 lần, hiệu suất tự phân hủy chỉ đạt $43,53%$).
- Đánh giá khả năng xử lý nhu cầu oxy hóa học ($\text{COD}$): Đối với chỉ tiêu $\text{COD}$, mô hình bèo tây đã đưa nồng độ về dưới ngưỡng quy chuẩn ngay từ ngày thứ 6 ($135,11\text{ mg/l}$, hiệu suất $71,11%$) và đạt $45,55\text{ mg/l}$ sau 10 ngày (hiệu suất $90,26%$). Rau muống đạt $53,60\text{ mg/l}$ sau 10 ngày (hiệu suất $88,54%$). Cả hai công thức thực vật đều cho hiệu quả vượt trội so với đối chứng ($264,10\text{ mg/l}$, hiệu suất $43,53%$).
- Đánh giá khả năng xử lý Nitơ tổng số ($\text{T-N}$): Sau 10 ngày thí nghiệm, bèo tây giúp giảm hàm lượng $\text{T-N}$ từ $160\text{ mg/l}$ xuống còn $28,40\text{ mg/l}$ (hiệu suất $82,25%$), rau muống giảm xuống $30,28\text{ mg/l}$ (hiệu suất $81,08%$), đạt giới hạn xả thải theo quy chuẩn ($\le 40\text{ mg/l}$). Mô hình đối chứng chỉ đạt hiệu suất $21,13%$ với nồng độ tồn dư $126,20\text{ mg/l}$ (vượt chuẩn hơn 3 lần).
- Đánh giá thuận lợi, khó khăn và giải pháp thực tiễn: Nêu rõ ưu điểm về chi phí thấp, nguồn giống bèo tây và rau muống dồi dào, khả năng thích nghi cao và tận dụng sinh khối làm thức ăn chăn nuôi hoặc phân bón hữu cơ; khó khăn về diện tích mặt nước cần bố trí và công lao động vớt tỉa định kỳ.
Phần 5: Kết luận và kiến nghị
Tổng hợp các chỉ số xử lý định lượng đạt được sau thời gian 10 ngày; khẳng định tính khả thi của mô hình xử lý sinh học kết hợp; đề xuất triển khai áp dụng mô hình hồ sinh học trồng thực vật thủy sinh nối tiếp sau hầm biogas tại các hộ và trang trại chăn nuôi trên địa bàn xã Sơn Phú.
Kết quả và đóng góp
Kết quả định lượng chính
Số liệu thực nghiệm sau 10 ngày vận hành mô hình được tổng hợp chi tiết trong bảng so sánh sau:
| Chỉ tiêu |
Ban đầu ($\text{mg/l}$) |
Đối chứng ($\text{mg/l}$) |
Hiệu suất ĐC ($%$) |
Rau muống ($\text{mg/l}$) |
Hiệu suất RM ($%$) |
Bèo tây ($\text{mg/l}$) |
Hiệu suất BT ($%$) |
QCVN 40 (Cột B) |
| $\text{TSS}$ |
$430,00$ |
$274,56$ |
$36,15%$ |
$56,65$ |
$86,83%$ |
$49,59$ |
$88,47%$ |
$100\text{ mg/l}$ |
| $\text{BOD}_5$ |
$374,14$ |
$211,28$ |
$43,53%$ |
$42,88$ |
$88,54%$ |
$36,44$ |
$90,26%$ |
$50\text{ mg/l}$ |
| $\text{COD}$ |
$467,68$ |
$264,10$ |
$43,53%$ |
$53,60$ |
$88,54%$ |
$45,55$ |
$90,26%$ |
$150\text{ mg/l}$ |
| $\text{T-N}$ |
$160,00$ |
$126,20$ |
$21,13%$ |
$30,28$ |
$81,08%$ |
$28,40$ |
$82,25%$ |
$40\text{ mg/l}$ |
Các kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng:
- Nước thải chăn nuôi sau bể biogas có mức độ ô nhiễm hữu cơ và dinh dưỡng rất cao, với $\text{BOD}_5$ vượt quy chuẩn $7,48$ lần, $\text{COD}$ vượt $3,12$ lần, $\text{TSS}$ vượt $4,30$ lần và $\text{T-N}$ vượt $4,00$ lần.
- Việc sử dụng thực vật thủy sinh đem lại hiệu quả làm sạch vượt bậc so với quá trình tự phân hủy tự nhiên. Sau 10 ngày lưu nước, cả hai loài thực vật (Bèo tây và Rau muống) đều đưa nồng độ tất cả các chất ô nhiễm chính ($\text{TSS}$, $\text{BOD}_5$, $\text{COD}$, $\text{T-N}$) về dưới ngưỡng cho phép theo QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B).
- Trong hai loài khảo nghiệm, Bèo tây (Eichhornia crassipes) cho hiệu suất làm sạch cao hơn Rau muống (Ipomoea aquatica) ở tất cả các chỉ tiêu phân tích (đạt hiệu suất xử lý $\text{COD}$ và $\text{BOD}_5$ trên $90%$, $\text{TSS}$ đạt $88,47%$, $\text{T-N}$ đạt $82,25%$).
Giải pháp và khuyến nghị ứng dụng
- Khuyến nghị xây dựng bổ sung hệ thống mương/ao sinh học trồng Bèo tây hoặc Rau muống nối tiếp sau công trình biogas trước khi xả nước thải ra hệ thống kênh mương tưới tiêu nội đồng.
- Cần duy trì thời gian lưu nước tối thiểu từ 6 đến 10 ngày trong hồ thực vật để đảm bảo các chất ô nhiễm hữu cơ và dinh dưỡng đạt tiêu chuẩn môi trường.
- Thực hiện thu hoạch, vớt tỉa sinh khối thực vật định kỳ để tránh hiện tượng cây già chết phân hủy ngược gây ô nhiễm thứ cấp, đồng thời tận dụng nguồn sinh khối thu được để ủ phân hữu cơ vi sinh hoặc chế biến thức ăn bổ sung cho gia súc, gia cầm.
Đóng góp của đề tài
Khóa luận cung cấp hệ thống dẫn liệu thực nghiệm cụ thể về động học suy giảm nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sau biogas theo các mốc thời gian lưu nước ($3, 6, 10$ ngày). Kết quả nghiên cứu chứng minh tính khả thi về mặt kỹ thuật và kinh tế của giải pháp xử lý sinh học phi tập trung, phù hợp với điều kiện kinh tế và tập quán chăn nuôi nông hộ tại vùng trung du miền núi phía Bắc.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế của nghiên cứu:
- Thí nghiệm mới được bố trí theo mẻ ở quy mô mô hình thùng xốp bán tự nhiên, chưa vận hành theo phương thức dòng chảy liên tục như các công trình xử lý thực địa.
- Thời gian nghiên cứu diễn ra trong giai đoạn từ tháng 8 đến tháng 12 năm 2014 (thuộc vụ thu - đông), chưa đánh giá được toàn diện biến thiên hiệu quả xử lý dưới tác động của các điều kiện thời tiết mùa hè hoặc thời điểm nhiệt độ xuống thấp trong mùa đông miền Bắc.
- Hướng nghiên cứu tiếp theo:
- Mở rộng thử nghiệm mô hình bãi lọc thực vật dòng chảy ngầm hoặc dòng chảy mặt quy mô trang trại với chế độ cấp nước liên tục.
- Nghiên cứu kết hợp đa dạng các loài thực vật thủy sinh khác nhau trong cùng một hệ thống và đánh giá chi tiết hàm lượng kim loại nặng, chỉ tiêu vi sinh vật ($\text{Coliform}$, E. coli) trong nước sau xử lý.
- Nghiên cứu quy trình kỹ thuật tối ưu hóa việc thu hoạch và xử lý sinh khối thực vật sau hấp thu để tái sử dụng an toàn sinh học.
Giá trị tham khảo
- Đối tượng hưởng lợi:
- Sinh viên và học viên chuyên ngành Khoa học Môi trường, Kỹ thuật Môi trường, Quản lý Tài nguyên và Môi trường, Nông nghiệp sinh thái.
- Cán bộ quản lý môi trường cấp xã/huyện, khuyến nông viên và các chủ trang trại chăn nuôi đang tìm kiếm giải pháp xử lý nước thải chi phí thấp.
- Nội dung có giá trị tham khảo chuyên sâu:
- Quy trình thiết kế, bố trí thí nghiệm mô hình sinh học bán tự nhiên đánh giá khả năng xử lý nước thải bằng thực vật thủy sinh.
- Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm các chỉ tiêu ô nhiễm nước thải ($\text{pH}$, $\text{TSS}$, $\text{BOD}_5$, $\text{COD}$, $\text{T-N}$, $\text{T-P}$) theo các tiêu chuẩn TCVN hiện hành.
- Bộ số liệu định lượng chi tiết về hiệu suất xử lý của Bèo tây và Rau muống qua các mốc thời gian 3, 6 và 10 ngày để phục vụ tính toán thời gian lưu nước trong thiết kế công trình hồ sinh học.
Câu hỏi thường gặp
1. Nước thải chăn nuôi sau bể biogas tại xã Sơn Phú có mức độ ô nhiễm như thế nào trước khi xử lý bằng thực vật?
Trước khi đưa vào xử lý, nước thải sau biogas có nồng độ chất ô nhiễm rất cao, vượt xa ngưỡng quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B): chỉ tiêu $\text{BOD}_5$ đạt $374,14\text{ mg/l}$ (vượt $7,48$ lần), $\text{COD}$ đạt $467,68\text{ mg/l}$ (vượt $3,12$ lần), $\text{TSS}$ đạt $430\text{ mg/l}$ (vượt $4,3$ lần), $\text{T-N}$ đạt $160\text{ mg/l}$ (vượt $4$ lần) và $\text{T-P}$ đạt $18,93\text{ mg/l}$ (vượt $3,15$ lần). Duy nhất chỉ tiêu $\text{pH}$ nằm trong giới hạn cho phép ($6,9$).
2. Mô hình thí nghiệm xử lý bằng thực vật thủy sinh được bố trí với những thông số kỹ thuật nào?
Mô hình được thiết kế trong thùng xốp kích thước $100 \times 60 \times 60\text{ cm}$, bố trí ngẫu nhiên hoàn toàn với 3 lần nhắc lại trong điều kiện bán tự nhiên ngoài trời. Ba công thức thí nghiệm gồm: $\text{CT1}$ (đối chứng - nước tự phân hủy), $\text{CT2}$ (xử lý bằng cây Rau muống) và $\text{CT3}$ (xử lý bằng cây Bèo tây). Nước thải được theo dõi và lấy mẫu phân tích tại các thời điểm ban đầu, sau 3 ngày, 6 ngày và 10 ngày.
3. Hiệu suất xử lý BOD5 và COD của bèo tây và rau muống sau 10 ngày đạt bao nhiêu?
Sau 10 ngày xử lý, cây Bèo tây đạt hiệu suất xử lý $\text{BOD}_5$ là $90,26%$ (hàm lượng còn $36,44\text{ mg/l}$) và hiệu suất $\text{COD}$ là $90,26%$ (hàm lượng còn $45,55\text{ mg/l}$). Cây Rau muống đạt hiệu suất xử lý $\text{BOD}_5$ là $88,54%$ (còn $42,88\text{ mg/l}$) và $\text{COD}$ là $88,54%$ (còn $53,60\text{ mg/l}$). Cả hai công thức đều đưa $\text{BOD}_5$ và $\text{COD}$ về dưới ngưỡng quy chuẩn cho phép ($\text{BOD}_5 \le 50\text{ mg/l}$, $\text{COD} \le 150\text{ mg/l}$).
4. Hiệu quả xử lý Tổng Nitơ (T-N) của các công thức thí nghiệm diễn biến ra sao qua các thời điểm?
Hàm lượng $\text{T-N}$ ban đầu là $160\text{ mg/l}$. Sau 3 ngày, hiệu suất xử lý của bèo tây đạt $42,50%$ ($92\text{ mg/l}$), rau muống đạt $29,81%$ ($112,3\text{ mg/l}$), đối chứng đạt $7,68%$ ($147,7\text{ mg/l}$). Sau 6 ngày, bèo tây đạt $70,25%$ ($47,6\text{ mg/l}$), rau muống đạt $68,28%$ ($50,76\text{ mg/l}$). Sau 10 ngày, bèo tây đạt hiệu suất $82,25%$ ($28,4\text{ mg/l}$) và rau muống đạt $81,08%$ ($30,28\text{ mg/l}$), cả hai đều đạt chuẩn xả thải ($\le 40\text{ mg/l}$), trong khi đối chứng chỉ đạt $21,13%$ ($126,2\text{ mg/l}$).
5. Khóa luận sử dụng quy chuẩn và tiêu chuẩn kỹ thuật nào để làm căn cứ đánh giá chất lượng nước?
Khóa luận sử dụng Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) làm căn cứ so sánh, đánh giá giới hạn xả thải của các thông số. Các phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm được thực hiện theo các tiêu chuẩn Việt Nam tương ứng: TCVN 6492:2011 ($\text{pH}$), TCVN 6001-2:2008 ($\text{BOD}_5$), TCVN 6491:1999 ($\text{COD}$), TCVN 6625:2000 ($\text{TSS}$), TCVN 6638:2000 ($\text{T-N}$) và TCVN 6202:2008 ($\text{T-P}$).
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Ma Thị Kim đã phản ánh rõ thực trạng ô nhiễm hữu cơ và dinh dưỡng nghiêm trọng trong nước thải chăn nuôi sau biogas tại xã Sơn Phú, huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm khẳng định việc sử dụng các loài thực vật thủy sinh bản địa như Bèo tây và Rau muống với thời gian lưu nước 10 ngày có khả năng xử lý hiệu quả các chỉ tiêu $\text{TSS}$, $\text{BOD}_5$, $\text{COD}$ và $\text{T-N}$ đạt quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B), trong đó Bèo tây thể hiện ưu thế vượt trội với hiệu suất xử lý đạt từ $82,25%$ đến $90,26%$. Đây là cơ sở thực nghiệm có giá trị để triển khai các mô hình hồ sinh học chi phí thấp, thân thiện với môi trường nhằm hoàn thiện chuỗi xử lý chất thải chăn nuôi tại các vùng nông thôn.
