Nghiên cứu ứng dụng công nghệ đất ngập nước kiến tạo sử dụng thực vật xử lý nguồn nước mặt ô nhiễm
,
,
,
và
Article Sidebar
Full Text: 
PDF
Abstract
The vertical flow constructed wetlands were conducted in order to remove pollutants from surface water for agricultural purposes. Two studied factors were selected involving the common plants: Phragmites australis L. and Vertiveria zizanioides L., and hydraulic loading rates of 500, 100 and 1500 mL/min/m2, respectively. Studying results showed that the constructed wetlands with hydraulic loading rate of 500 mL/min/m2 had obtained the most effective removal: BOD5 in the effluent was 10.6±0.8 mg/L and average removal efficiency of 94.4±0.4%; COD was 24.3±2.7 mg/L and average removal efficiency of 90.6±0.8%; TSS was 23.6±0.2 mg/L and average removal efficiency of 84.4±0.6%. Statistical analysis techniques also showed that the average BOD5, COD, TSS reduction among the experient plants were not different (P>0.05). However, the data illustrated that the grasses factor had a positive effect on the removal efficiency related to fecal coliform. The factor of hydraulic loading rate, besides, there were statistically significant effects on the removal efficiency of BOD5, COD, TSS levels (P<0.05). Therefore, the studying model showed the compatibility with the environmentally friendly trend and could contribute to promoting sustainable agricultural development.
Tóm tắt
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ đất ngập nước kiến tạo có dòng chảy đứng để xử lý nguồn nước mặt ô nhiễm kênh D ở thị xã Thuận An phục vụ canh tác nông nghiệp đã được tiến hành. Hai yếu tố tác động đã được nghiên cứu gồm (1) cây trồng và (2) tải nạp thủy lực. Cỏ sậy (Phragmites australis L.) và cỏ vertiver (Vertiveria zizanioides L.) được sử dụng trong nghiên cứu với đối chứng là không trồng cây. Các tải nạp thủy lực được thử nghiệm lần lượt gồm 500, 1000 và 1500 mL/phút/m2. Kết quả nghiên cứu cho thấy công nghệ đất ngập nước kiến tạo với mức tải nạp thủy lực 500 mL/phút/m2 có hiệu quả xử lý tốt nhất với lần lượt: hàm lượng BOD5 của nước sau xử lý là 10,6±0,8 mg/L, hiệu quả xử lý 94,4±0,4%; COD là 24,3±2,7 mg/L, hiệu quả xử lý 90,6±0,8%; TSS là 23,6±0,2 mg/L, hiệu quả xử lý 84,4±0,6%. Quá trình phân tích thống kê cho thấy không có sự khác biệt về hiệu quả xử lý BOD5, COD, TSS giữa các loại cây trồng (P>0,05). Tuy nhiên, mức độ loại bỏ thông số vi sinh fecal coliform chỉ ra tác động tích cực của các loại cây trồng trong mô hình đất ngập nước kiến tạo. Trong khi đó, yếu tố tải nạp thủy lực có tác động rõ rệt đến hiệu quả xử lý BOD5, COD, TSS (P<0,05). Từ đó cho thấy mô hình nghiên cứu phù hợp với xu hướng thân thiện môi trường và đáp ứng nhu cầu phát triển nông nghiệp bền vững.
Article Details
Tài liệu tham khảo
Aboubacar, S., Mohamed, R., Jamal, A., Omar A. & Samira, E. (2018). Exploitation of Phragmites australis (Reeds) in filter basins for the treatment of wastewater. Journal of Environmental Science and Technology, 11(2), 56-67. DOI: 10.3923/jest.2018.56.67
Abou-Elela, S.I. & Hellal M.S. (2012). Municipal wastewater treatment using vertical flow constructed wetlands planted with Canna, Phragmites and Cyprus. Ecological Engineering, 47, 209-213. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2012.06.044
Almuktar, S.A.A.A.N., Abed, S.N., & Scholz, M. (2018). Wetlands for wastewater treatment and subsequent recycling of treated effluent: a review. Environmental Science and Pollution Research, 25(24), 23595–23623. DOI: 10.1007/s11356-018-2629-3
Arias, C.A., Del Buba, M., & Brix, H., (2001). Phosphorus removal by sand for use as media in subsurface flow constructed reed bed. Water Research, 35, 1159-1168. DOI: 10.1016/s0043-1354(00)00368-7
Badejo, A.A., Omole, D.O. & Ndambuki., J.M. (2018). Municipal wastewater management using Vetiveria zizanioides planted in vertical flow constructed wetland. Applied Water Science, 8, 110. https://doi.org/10.1007/s13201-018-0756-0
Brix, H. (1994). Functions of macrophytes in constructed wetlands. Water Science & Technology, 29(4), 71-78. https://doi.org/10.2166/wst.1994.0160
Brix, H. (1997). Do macrophytes play a role in constructed treatment wetlands? Water Science & Technology, 35, 11-17. https://doi.org/10.1016/S0273-1223(97)00047-4
Brix, H., & Arias, A.C. (2005). The use of vertical flow constructed welands for on-site treatment of domestic wastewater: New Danish guidelines. Ecological Engineering. 25, 491-500. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2005.07.009
Dallas, S., Scheffe, B., & Ho, G. (2004). Reedbeds for greywater treatment-case study in Santa Elena-Monteverde, Costa Rica, Central America. Ecological Engineering, 23, 55-61. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2004.07.002
Dan, T.H., Quang, L.N., Chiem, N.H., & Brix, H. (2011). Treatment of high-strength wastwater in tropical constructed wetlands planted with Sesbania sesban: horizontal subsurface flow versus downflow. Ecological Engineering, 37(5), 711-720. DOI: 10.1016/j.ecoleng.2010.07.030
Danh, L.T., Truong, P., Mammucari, R., Tran, T., & Foster, N. (2009). Vetiver grass, Vetiveria zizanioides: a choice plant for phytoremediation of heavy metals and organic waster. International Journal of Phytoremediation, 11, 664–691. https://doi.org/10.1080/15226510902787302
Datta, R., Das, P., Smith, S., Punamiya, P., Ramanthan, D.M., Reddy, R., & Sarkar, D. (2013). Phytoremediation potential of vetiver grass (Vetiveria zizanioides (L) for tetracycline. International Journal of Phytoremediation, 15, 343–351. DOI: 10.1080/15226514.2012.702803
Dudai, N., Putievsky, E., Chaimovitch, D., & Ben-Hur, M. (2006). Growth management of vetiver (Vetiveria zizanioides) under Mediterranean conditions. Journal of Environmental Management, 81, 63 –71. DOI: 10.1016/j.jenvman.2005.10.014
Effendi, H., Delis, P.C., Krisanti, M., & Hariyadi, S. (2015). The performance of nile tilapia (Oreochromis niloticus) and vetiver grass (Vetiveria zizanioides) concurrently cultivated in aquaponic system. Advances in Environmental Biology, 9(24), 382–388.
ElZein, Z., Abdou, A., & Abd ElGawad, I. (2016). Constructed wetlands as a sustainable wastewater treatment method in communities. Procedia Environmental Sciences, 34, 605-617. https://doi.org/10.1016/j.proenv.2016.04.053
Havens, K.J., Berquist, H. & Priest, W.I. (2003). Common reed grass, Phragmites australis, expansion into constructed wetlands: Are we mortgaging our wetland future? Estuaries, 26, 417–422. https://doi.org/10.1007/BF02823718
Indrayatie, E.R., Utomo, W.H., ,Handayanto E., & Anderson, C.W.N. (2013). The use of vetiver (Vetiveria zizanioides L.) for then remediation of wastewater discharged from tapioca factories. International Journal of Environment and Waste Management, 12(1), 1–16. DOI: 10.1504/IJEWM.2013.054776
Kadlec, R.H., & Knight, R. (1996). Treatment Wetlands. CRC Press.
Kadlec R.H., & Wallace S.D. (2009). Treatment Wetlands. CRC Press/Lewis Pucblishers, Boca Raton, FL.
Katarzyna, S., & Magdalena, H.G. (2017). The use of constructed wetlands for the treatment of industrial wastewater. Journal of Water and Land Development. 34, 233–240. DOI: 10.1515/jwld-2017-0058
Lê Diễm Kiều, Nguyễn Minh Đạt, Nguyễn Xuân Lộc, Phạm Quốc Nguyên, Nguyễn Văn Công, & Ngô Thụy Diễm Trang. (2018). Khả năng xử lý nước thải ao nuôi thâm canh cá tra (Pangasianodon hypophthamus) của hệ thống đất ngập nước kiến tạo dòng chảy mặt liên tục kết hợp với cỏ mồm mở (Hymenachne acutigluma). Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 5, 103-110.
Lê Hoàng Việt, Lê Thị Chúc Ly, Cao Thị Kim Ngọc, & Nguyễn Võ Châu Ngân. (2017). Sử dụng đất ngập nước xử lí nước thải sinh hoạt và tạo cảnh quan. Tạp chí khoa học Trường Đại học Sư phạm TP. Hồ Chí Minh, 14(3), 162-175.
Licata, M., Tuttolomondo, T., Leto, C., La Bella, S., & Virga, G. (2017). The use of constructed wetlands for the treatment and reuse of urban wastewater for the irrigation of two warm-season turfgrass species under Mediterranean climatic conditions. Water Science & Technology, 76(2), 459-470. DOI: 10.2166/wst.2017.221
Lu, X., Kruatrachue, M., Pokethitiyook, P. & Homyok, K. (2004). Removal of Cadmium and Zinc by Water Hyacinth, Eichhornia crassipes. ScienceAsia. 30, 93-103. DOI: 10.2306/scienceasia1513-1874.2004.30.093
Marecos, D.M.H., & Albuquerque, A. (2010). Analysis of constructed wetland performance for irrigation reuse. Water Science & Technology, 61(7), 1699-705. DOI: 10.2166/wst.2010.063
Maurizio, B., Gabriele, B., Santamaria, G., & Giardini, L. (2001). A constructed surface flow wetland for treating agricultural waste waters. Water Science & Technology, 44(11-12), 523-30. https://doi.org/10.2166/wst.2001.0875
Mirco, M. & Attilio, T. (2013). Evapotranspiration from pilot-scale constructed wetlands planted with Phragmites australis in a Mediterranean environment. Journal of Environmental Science and Health, 48(5), 568-580. DOI: 10.1080/10934529.2013.730457
Morari, L.G. (2009). Municipal wastewater treatment with vertical flow constructed wetlands for irrigation reuse. Ecological Engineering, 35(5), 643-653. DOI: 10.1016/j.ecoleng.2008.10.014
Nguyễn Hoàng Ánh, Nguyễn Phan Thùy Linh, & Trần Thế Loãn. (2014). Kiểm soát ô nhiễm nước tại Việt Nam - Cơ hội và thách thức. Tạp chí Môi trường, Chuyên đề I, 3-6.
Nguyễn Mạnh Khải, Nguyễn Thị Huyền Trang, Nguyễn Thùy Linh, Chu Anh Đào, Phạm Mạnh Cổn, & Nguyễn Thị Nga. (2012). Nghiên cứu chất lượng nước sông Nhuệ khu vực Hà Nội. Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội, 28(4S), 111–117.
Nguyễn Trần Khánh, Văn Phạm Đăng Trí, Nguyễn Thụy Kiều Diễm, & Trần Thị Lệ Hằng. (2015). Công tác quản lý nguồn tài nguyên nước mặt trong sản xuất nông nghiệp vùng ven biển Đồng bằng Sông Cửu Long dưới tác động của biến đổi khí hậu. Tạp chí Khoa học Đại học Cần Thơ, Số Môi trường và Biến đổi khí hậu, 159-166.
Phạm Ngọc Hoà. (2018). Nghiên cứu ứng dụng công nghệ đất ngập nước kiến tạo sử dụng nhóm thực vật Green Roof cho mục đích tái sinh nước thải sinh hoạt. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Đà Nẵng, 5(126), 53-57.
Prochaska, C.A., Zouboulis, A.I., & Eskridge, K.M. (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, 31, 57-66. DOI: 10.1016/j.ecoleng.2007.05.007
Roongtanakiat, N. & Chairoj, P. (2001). Uptake Potential of Some Heavy Metals by Vetiver Grass. Kasetsart Journal - Natural Science, 35, 46 –50.
Seroja, R., Effendi, H. & Hariyadi, S. (2018). Tofu wastewater treatment using vetiver grass (Vetiveria zizanioides) and zeliac. Applied Water Science, 8(2). https://doi.org/10.1007/s13201-018-0640-y
Sleytr, K., Tietz, A., Langergraber, G., Haberl, R., & Sessitsch, A. (2009). Diversity of abundant bacteria in subsurface vertical flow constructed wetlands. Ecological Engineering, 35, 1021-1025. DOI: 10.1016/j.ecoleng.2008.11.005
Steer, D., Fraser, L., Boddy, J., & Seibert, B. (2002). Efficiency of small constructed wetlands for subsurface treatment of single-family domestic effluent. Ecological Engineering, 18, 429-440. DOI: 10.1016/S0925-8574(01)00104-5
Suliman, F., French, H.K., Haugen, L.E., & Sovik, A.K. (2006). Change in flow and transport patterns in horizontal subsurface flow constructed wetlands as a result of biological growth. Ecological Engineering, 27, 124-133. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2005.12.007
Truong, P.N., Foong, Y.K., Guthrie, M., & Hung, Y.T. (2010). Phytoremediation of heavy metal contaminated soils and water using vetiver grass. In Environmental Bioengineering (pp. 233-275). Humana Press, Totowa, NJ. DOI: 10.1007/978-1-60327-031-1_8
Verhoeven, J.T.A., & Meuleman, A.F.M. (1999). Wetlands for wastewater treatment: opportunities and limitations. Ecological Engineering, 12, 5-12. https://doi.org/10.1016/S0925-8574(98)00050-0
Vymazal, J. (2002). The use of subsurface constructed wetlands for wastewater in Czech Republic: 10 years experience. Ecological Engineering, 18, 633-646. https://doi.org/10.1016/S0925-8574(02)00025-3
Vymazal, J. (2009). The use of constructed wetlands with horizontal sub-surface flow for various types of wastewater. Ecological Engineering, 35, 1-17. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2008.08.016
Vymazal, J. (2010). Constructed Wetlands for Wastewater Treatment. Water, 2, 530-549. DOI: 10.3390/w2030530
Wang, R., Baldy, V., Perissol, C., & Korboulewsky, N. (2012). Influence of plants on microbial activity in a vertical dowflow wetland system treating waste activated sludge with high organic matter concentrations. Journal of Environmental Management, 95 158-164. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2011.03.021
Zurita, F.D.A. (2009). Treatment of domestic wastwater and production of commercial flower. Ecological Engineering. 35(5), 861-869. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2008.12.026