Tiểu luận Sinh thái môi trường - Đề tài Lọc tốc độ chậm

BÀI TIỂU LUẬN :SINH THÁI MÔI TRƯỜNG ĐỀ TÀI :LỌC TỐC ĐỘ CHẬMGiảng viên hướng dẫn: Nguyễn thị thuýNhóm thực hiện:Vũ Thị HàTrần Thu TrangPhạm Thị NhànPhạm Thị XuânTrần Đức HạnhMỤC LỤCGiới thiệu chungXử lý nước thải bằng cánh đồng lọcCánh đồng lọc chậmGiới thiệuSơ đồ di chuyển của nước thải trong cánh đồng lọc chậmTính toán thiết bịCác cơ chế xử lý nước thải trong cánh đồng lọcCác cơ chế lý họcCác cơ chế hóa họcCơ chế sinh họcƯu điểm và hạn chếGiới thiệu chungTrong môi trường tự nhiên, các quá trình lý, hóa và sinh học diễn ra khi đất, nước, sinh vật và không khí tác động qua lại với nhau. Lợi dụng các quá trình này, người ta thiết kế các hệ thống tự nhiên để xử lý nước thải. Các quá trình xảy ra trong tự nhiên giống như các quá trình xảy ra trong các hệ thống nhân tạo, ngoài ra còn có thêm các quá trình quang hợp, quang oxy hóa, hấp thu dưỡng chất của hệ thực vật. 	Các phương pháp sinh học xử lý nước thảiPhương pháp yếm khíPhương pháp hiếu khíCác công nghệ sử dụng phương pháp phân hủy hiếu khí :• Cánh đồng tưới• Cánh đồng lọc• Hồ sinh học• Lọc sinh học hiếu khí• Bể AerotenXử lý nước thải bằng cánh đồng lọcXử lý nước thải bằng cánh đồng lọc là việc tưới nước thải lên bề mặt của một cánh đồng với lưu lượng tính toán để đạt được một mức xử lý nào đó thông qua quá trình lý, hóa và sinh học tự nhiên của hệ đất - nước - thực vật của hệ thống. Dựa theo cơ chế xử lý nước thải trong đất. Khi tưới nước thải lên mặt đất, nước thải sẽ thấm vào lòng đất và được đất giữ lại, chuyển hóa các chất bẩn. Quá trình lọc qua đất, các hạt keo và chất lơ lửng sẽ được giữ lại ở lớp trên cùng, sau đó sẽ tạo ra lớp màng sinh vật hấp thụ các chất hữu cơ có trong đất, ngoài ra còn có thể giữ lại một hàm lượng các chất kim loại nặng như Hg, Cu, Cad,... Muc tiêu của phương pháp này là:Nạp lại nước cho các túi nước ngầm, hoặc nước mặt Tái sử dụng các chất dinh dưỡng và trữ nước thải lại để sử dụng cho các vụ mùa Phương pháp này giúp xử lý triệt để các loại nước thải và ngăn chặn sự xâm nhập mặn của nước biển vào các túi nước ngầm. Tuy nhiên các dạng đạm hữu cơ có thể chuyển hóa thành đạm nitrát và đi vào nước ngầm, nếu vượt quá tiêu chuẩn 10mg/L khi sử dụng chúng làm nước sinh hoạt sẽ gây bệnh methemoglobinenia ở trẻ em. nếu khu vực xử lý nằm trong tình trạng yếm khí H2S sẽ sinh ra làm nước ngầm có mùi hôi.	Tùy theo tốc độ di chuyển, đường đi của nước thải trong hệ thống người ta chia cánh đồng lọc ra làm 3 loại:Cánh đồng lọc chậm (SR) Cánh đồng lọc nhanh (RI) Cánh đồng chảy tràn (OF) CÁNH ĐỒNG LỌC CHẬMGiới thiệuCánh đồng lọc chậm là hệ thống xử lý nước thải thông qua đất và hệ thực vật ở lưu lượng nước thải nạp cho hệ thống khoảng vài cm/tuần. Các cơ chế xử lý diễn ra khi nước thải di chuyển trong đất và thực vật, một phần nước thải có thể đi vào nước ngầm, một phần sử dụng bởi thực vật, một phần bốc hơi thông qua quá trình bốc hơi nước và hô hấp của thực vật. Việc chảy tràn ra khỏi hệ thống được khống chế hoàn toàn nếu có thiết kế chính xác.Tận dụng diện tích đất tại bãi chôn lấp để trồng cây có giá trị kinh tế cao như cỏ Vetiver, cỏ voi, cỏ signal hoặc cây dầu mè. Cách làm này vừa giúp tận dụng được đất của các bãi chôn lấp rác để làm kinh tế, vừa kết hợp tận dụng xử lý nước rỉ rác để làm nguồn nước tưới dinh dưỡng cho cây, nên giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường.cỏ vetiver Cỏ vetiver có khả năng hấp thu hầu hết kim loại nặng: As, Cd, Hg, Pb, Ni, Cu, Cr Sơ đồ di chuyển của nước thải trong cánh đồng lọc chậmTính toán thiết bịLưu lượng nạp cho hệ thống biến thiên từ 1,5 ¸ 10 cm/tuần tùy theo loại đất và thực vật. Trong trường hợp cây trồng được sử dụng làm thực phẩm cho con người nên khử trùng nước thải trước khi đưa vào hệ thống hoặc ngừng tưới nước thải 1 tuần trước khi thu hoạch để bảo đảm an toàn cho sản phẩm.Để thiết kế hệ thống này ta cần các công thức tính toán sau:Lh + Pp = ET + W + R (1)trong đó Lh: lưu lượng nước thải nạp cho hệ thống (cm/tuần)Pp: lượng nước mưa (cm/tuần)ET: lượng hơi nước bay hơi do quá trình bốc hơi nước và hô hấp của thực vật (cm/tuần)W: lượng nước thấm qua đất (cm/tuần)R: lượng nước chảy tràn (cm/tuần) (= 0 nếu thiết kế chính xác)Trong đó I: khả năng thấm lọc của đất, mmP": ẩm độ cuối cùng của đất, % trọng lượngP': ẩm độ ban đầu của đất, % trọng lượngS: tỉ trọng của đấtD: bề dày của lớp đất ẩm do tưới nước thảiTa có thể dùng 5 ngày cho việc tưới tiêu và 7 ngày đất nghỉ để quá trình phân hủy các chất rắn lơ lửng xảy ra hồi phục khả năng tưới tiêu của đất. Ngoài ra trong quá trình tưới tiêu vào mùa mưa cũng nên tính đến lượng nước mưa trong tuần theo phương trình (1). Mực thủy cấp phải thấp hơn mặt đất 0,6 - 1,0m để tránh vấn đề ô nhiễm nước ngầm. Độ dốc của cánh đồng có trồng trọt không lớn hơn 20%, của cánh đồng không trồng trọt và sườn đồi không lớn hơn 40%. Khả năng khử BOD5, SS và coliform trong khoảng 99%. Nitơ bị hấp thu bởi thảm thực vật và nếu các thực vật này được thu hoạch và chuyển đi nơi khác thì hiệu suất có thể đạt đến 90%.Đối với cánh đồng lọc chậm do lưu lượng nước thải áp dụng cho hệ thống thấp nên các chất rắn lơ lửng có kích thước lớn sẽ bị giữ lại ngay trên bề mặt đất, các chất rắn lơ lửng có kích thước nhỏ và vi khuẩn bị giữ lại ở vài centimet đất mặt. Các chất hòa tan trong nước thải có thể bị pha loãng do nước mưa, các quá trình chuyển hóa hóa học và sinh học có thể loại bỏ được các chất này. Tuy nhiên ở những vùng khô hạn có tốc độ bốc hơi nước cao, các chất này có thể bị tích tụ lại (ví dụ các muối khoáng). Các cơ chế xử lý nước thải trong cánh đồng lọcCác cơ chế lý học:	Khi nước thải ngấm qua các lổ rỗng của đất, các chất rắn lơ lửng sẽ bị giữ lại do quá trình lọc. Độ dày của tầng đất diễn ra quá trình lọc biến thiên theo kích thước của các chất rắn lơ lửng, cấu trúc đất và vận tốc của nước thải. Lưu lượng nước thải càng cao, các hạt đất càng lớn thì bề dày của tầng đất diễn ra quá trình lọc càng lớn. Một điều khác cần chú ý là nếu hàm lượng chất lơ lửng quá cao nó sẽ lắp đầy các lổ rỗng của đất làm giảm khả năng thấm lọc của đất, cũng như làm nghẹt các hệ thống tưới. Trong trường hợp này ta nên cho cánh đồng lọc "nghỉ" một thời gian để các quá trình tự nhiên phân hủy các chất rắn lơ lửng tích tụ này, phục hồi lại khả năng thấm lọc của đất.Các cơ chế hóa học:Hấp phụ và kết tủa là hai cơ chế xử lý hóa học quan trọng nhất trong quá trình. Quá trình trao đổi cation chịu ảnh hưởng bởi khả năng trao đổi cation của đất (CEC), thường khả năng trao đổi cation của đất biến thiên từ 2 ¸ 60meq/100g. Hầu hết các loại đất có CEC nằm trong khoảng 10 ¸ 30. Quá trình trao đổi cation quan trọng trong việc khử nitogen của amonium. Phospho được khử bằng cách tạo thành các dạng không hoặc ít hòa tan. Ở các vùng khô hạn khó tránh khỏi việc tích tụ của các ion Natri làm phá hủy cấu trúc đất và giảm khả năng thấm lọc của đất. Để đánh giá mức độ nguy hại của quá trình này người ta thường dùng tỉ lệ hấp phụ natri (SAR)Các loại đất và lưu lượng nước thải ứng dụng cho cánh đồng lọcTrong đó Na,Ca,Mg là nồng độ các cation tương ứng có trong nước thải được tính bằng meq/L.Khi dùng cánh đồng lọc để xử lí nước thải công nghiệp cần phải có bước tiền xử lí nhằm khống chế pH của nước thải trong khoảng 6,5-9 để không làm hại thảm thực vật .Nếu nước thải có SAR cao phải tìm cách loại bỏ Natri để khống chế SAR không lớn hơn 8-10.Cơ chế sinh họcCác quá trình sinh học thường diẽn ra ở phần rễ của thảm thực vật .Số lượng vi khuẩn trong đất biến thiên từ 1-3 tỉ/g đất .sự đa dạng của chúng cũng giúp cho quá trình phân huỷ các chất hữu cơ tự nhiên hoặc nhân tạo.Sự hiện diện hay không của ôxy trong khu vực này cũng ảnh hưởng rất lớn đến quá trình phân huỷ và sản phẩm cuối cùng của hệ thống .Hàm lượng oxy có trong khu vực này tuỳ thuộc vào cấu trúc (độ rỗng) của đất.Do sự phân huỷ của các vi sinh vật dất ,các nitrogen ,phosphorus,sulfur chuyển từ dạng hữu cơ sang dạng vô cơ và phần lớn được đồng hoá bởi hệ thực vật.Lưu ý quá trình khử nitrat cũng có thể diễn ra nếu lưu lượng nạp chất hữu cơ quá cao, đất quá mịn,thường xuyên ngập nước,mực thuỷ cấp cao,pH đất trung tính hoặc kiềm nhẹ,nhiệt độ ấm.Các mần bệnh ,ký sinh trùng bị tiêu diệt do tồn tại bên ngoài kí chủ một thời gian dài ,cạnh tranh với các vi sinh vật đất ,bám trên các bộ phận của thảm thực vật sau đó bị tiêu diệt bởi tia UV trong bức xạ mặt trời. Ưu điểm và hạn chếƯu điểmGiải pháp cánh đồng lọc là tận dụng diện tích đất tại bãi chôn lấp để trồng cây có giá trị kinh tế cao như cỏ Vetiver, cỏ voi, cỏ singnal hoặc cây dầu mè. Cách làm này vừa giúp tận dụng được đất của các bãi chôn lấp rác để làm kinh tế, vừa kết hợp tận dụng xử lý nước rỉ rác để làm nguồn nước tưới dinh dưỡng cho cây, nên giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường.Cánh đồng lọc là nơi "chế biến" đất nghèo thành đất giàu dinh dưỡngQua bộ rễ, phản ứng đồng hóa của thực vật có thể xử lý các chất ô nhiễm có trong nước. Qua bộ lá, thực vật còn có thể xử lý được khí thải, mùi hôi và khí CO2 có trong nước thải.. Tốn ít năng lượng hơn do chỉ cần vận chuyển và tưới nước thải lên đất, trong khi xử lý nước thải bằng các biện pháp nhân tạo cần năng lượng để vận chuyển, khuấy trộn, sục khí, bơm hoàn lưu nước thải và bùn...Do ít sử dụng các thiết bị cơ khí, việc vận hành và bảo quản hệ thống xử lý nước thải bằng cánh đồng lọc dễ dàng và ít tốn kém hơn.Hạn chếCần một diện tích đất lớn, phụ thuộc vào cấu trúc đất và điều kiện khí hậu.TÀI LIỆU THAM KHẢOhttp:// Google.com.vnhttp:// www.yeumoitruong.comhttp:// Xaluan.comhttp:// Ebook4u.vnhttp:// www.ctu.edu.vnhttp:// vn.answers.yahoo.com ƠN CÁC BẠN VÀ CÔ GIÁO ĐÃ QUAN TÂM THEO DÕI