Đồ án Xử lý nước thải tinh bột khoai mì bằng bèo Lục Bình

,195’ độ kinh Đông và 11019,695’ độ vĩ Bắc. Ranh giới: _ Bắc giáp tỉnh lộ 781 và hồ Dầu Tiếng; _ Nam đất màu trồng cây tràm; _ Đông giáp nhà máy Trường An; _ Tây giáp kênh tiêu thoát ra sông Sài Gòn (chiều dài kênh tiêu từ nhà máy đến điểm tiếp nhận nước thải tại sông Sài Gòn khoảng 4km). II.4.2.2 Dây chuyền sản xuất bột mì của nhà máy Củ mì tươi Tách tạp chất, vỏ gỗ và bốc vỏ lụa Băm nhỏ và nghiền nát Nước cấp Bã, cát Nước thải Tách bã Tách bột (vắt nước) Tách dịch Dung dịch SO2 Đóng bao Sấy khô Nước thải Thành phẩm Nước thải Hình II.3 Sơ Đồ Công Nghệ Chế Biến Tinh Bột Mì Nguồn tin: Điều tra tổng hợp II.4.2.3 Nhu cầu nguyên liệu sản xuất Nguyên liệu chủ yếu của công ty là củ mì, Với lượng củ mì nhập vào công ty hàng ngày là khoảng 300 tấn. Và nguyên liệu này chủ yếu là do người dân trong xã trồng trọt và cung cấp cho nhà máy. Ngoài ra, các xã lân cận cũng cung cấp một lượng lớn loại nguyên liệu này. Ngoài củ mì, còn có các loại bao bì, bao nilon, v.v. Chủ yếu được thu mua từ các công ty, các nhà máy sản xuất bao bì trong nước. Các thiết bị máy móc của công ty phần lớn được nhập từ nước ngoài, chủ yếu được nhập từ Nhật. II.5 Nước thải trong chế biến tinh bột khoai mì II.5.1 Nguồn phát sinh. Quy trình sản xuất khoai mì có nhu cầu sử dụng nước rất lớn (15 – 20m3/tấn sản phẩm). Lượng nước thải mang theo một phần tinh bột không thu hồi hết trong sản xuất, các protein, chất béo, các chất khoáng… Trong dịch bào của củ và các thành phần SO32-, SO42- từ công đoạn tẩy trắng sản phẩm. Lưu lượng thải lớn và có nồng độ chất hữu cơ rất cao (16 – 20 Kg COD/m3 nước thải) là một nguồn gây ô nhiễm lớn cho môi trường. Trong quy trình sản xuất này, nguồn gây ô nhiễm nước gồm nước thải rửa củ, nước thải nghiền củ, ly tâm, sàn loại sơ, lọc thô, khử nước và nước thải tách dịch: Trong công đoạn rửa: nước sử dụng trong công đoạn rửa củ mì trước khi lột vỏ để loại bỏ các chất bẩn bám trên bề mặt. Nếu rửa không đầy đủ, bùn bám trên củ sẽ làm cho màu của tinh bột sau này rất xấu. Nước thải trong quá trình rửa củ, cắt vỏ có chứa bùn, đất, cát, mảnh vỏ, HCN tạo ra do phân hủy phazeolutanin trong vỏ thịt nhờ xúc tác của men cyanoaza… Nước thải trong quá trình nghiền củ, lọc thô có nhiều tinh bột, protein và khoáng chất tách ra trong quá trình nghiền thô. Nước thải trong quá trình tách dịch có nồng độ chất hữu cơ cao (BOD), chất rắn lơ lửng nhiều (SS). Ngoài ra trong nước thải này còn chứa các dịch bào có Tanin, men và nhiều chất vi lượng có mặt trong củ mì. Tóm lại, lượng nước thải phát sinh từ nhà máy dự kiến có 10% bắt nguồn từ nước rửa củ và 90% xả ra từ công đoạn ly tâm, sàng lọc, khử nước. II.5.2 Đặt tính nước thải của ngành sản xuất tinh bột khoai mì. Nước thải chế biến tinh bột khoai mì có pH thấp, hàm lượng chất lơ lửng lớn, ô nhiễm cất hữu cơ cao và bị nhễm chất độc Cyanua. Theo cảm quan nước thải có màu trắng đục, mùi chua, độ đục cao. Bảng II.6: các thông số nước thải ngành sản xuất tinh bột khoai mì Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả TCVN 5945 – 2005 Loại A Loại B Loại C Ph 3.8 – 4.5 6 – 9 5,5 – 9 5 – 9 BOD5 mg/l 1.540 – 8.750 30 50 100 COD mg/l 2.500 – 10.000 50 80 400 SS mg/l 120 – 3000 50 100 200 Nitơ tổng mg/l 150 – 800 15 30 60 Photpho tổng mg/l 4 – 91 4 6 8 Cyanua mg/l 4 - 75 0,07 0,1 0,2 II.5.3 Tác động của nước thải chế biến tinh bột khoai mì đến môi trường nước II.5.3.1 Ảnh hưởng của pH Độ pH quá thấp sẽ làm mất khả năng tự làm sạch của nguồn tiếp nhận do các loài vi sinh vật có trong tự nhiên trong nước bị kiềm hãm phát triển. Ngoài ra nước có tính axit sẽ gây ăn mòn, làm mất cân bằng trao đổi chất, ức chế sự phát triển bình thường của quá trình sống. II.5.3.2 Ảnh hưởng của các chất hữu cơ Hàm lượng chất hữu cơ cao sẽ làm giảm nồng độ oxi hòa tan trong nước, làm ảnh hưởng đến đời sống thủy sinh vật của nguồn tiếp nhận. Ngoài ra, nó còn gây nên tình trạng ô nhiễm mùi. II.5.3.3 Ảnh hưởng của chất lơ lửng Các chất rắn lơ lửng làm cho nước đục và có màu, làm hạn chế nguồn ánh sáng chiếu vào nước, cản trở quá trình quang hợp của thực vật thủy sinh, giam3 lượng oxi sinh ra. Mặt khác, phần cặn lắng xuống đáy sẽ gây bồi lắng lòng sông, cản trở sự lưu thông và làm thay đổi dòng chảy. Phần cặn này sẽ bị phân hủy kị khí gây nên mùi hôi cho khu vực xung quanh. II.5.3.4 Ảnh hưởng của các chất dinh dưỡng Hàm lượng chất dinh dưỡng (N, P) quá lớn sẽ gây nên hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn nước, sự phát triển khó kiểm soát của rong và tảo. Khiến môi trường sống của nguồn tiếp nhận bị thay đổi và xấu đi. II.5.3.5 Ảnh hưởng của Cyanua Cyanua tồn tại trong nước ở dạng muối, CN- và HCN. Nó gây ảnh hưởng độc trực đến hệ thủy sinh thực vật. Nước ngấm xuống đất sẽ gây ô nhiễm nguồn nước ngầm. Tuy nhiên, ở điều kiện thích hợp HCN sẽ phân hủy tạo thành NH4+ là chất dinh dưỡng cho các thực vật thủy sinh. II.6 Phương pháp xử lý nước thải tinh bột khoai mì. II.6.1 Xử lý cơ học Tách các tạp chất thô ra khỏi nước như vỏ khoai mì và các đất cát trong nước rữa củ,…Các phương pháp thường dùng là song chắn rác, lắng trọng lực, lọc, tách ly. Đây là một phương pháp xử lý sơ bộ nhằm đảm bảo cho các quá trình xử lý tiếp theo được ổn định. II.6.2 Xử lý hóa học Trung hòa: là phương pháp xử lý thông dụng và đơn giản đối với chất ô nhiễm vô cơ, bằng cách thêm axit hoặc bazơ để điều chỉnh pH đến mức cho phép (6 – 9). Đồng thời hổ trợ quá trình xử lý sinh học. Oxy hóa khử: Phương pháp này có khả năng phân hủy hầu hết các chất hữu cơ và vô cơ trong nước, chuyển chất hữu cơ khó phân hủy sinh học thành dễ phân hủy (nâng tỉ lệ BOD/COD), nó còn ứng dụng để khử độc một số chất hữu cơ: Cyanide, Ammonia,… Phương pháp này được thực hiện bằng cách thêm vào tác nhân oxy hóa, tác nhân khử với pH thích hợp. Chất oxy hóa có thể sử dụng là: Cl, KmnO4, H2O2, O3, MnO2,… Quá trình này tiêu tốn một lượng lớn hóa chất nên chỉ sử dụng trong trường hợp những chất ô nhiễm không thể xử lý được bằng các phương pháp khác. II.6.3 Xử lý hóa lý - Keo tụ - tạo bông: Khử chất ô nhiễm dạng keo bằng cách sử dụng chất đông tụ để trung hòa điện tích các hạt keo nhằm liên kết chúng lại với nhau tạo nên bông cặn lớn có thể lắng trọng lực. Chất đông tụ là muối nhôm, sắt hoặc hỗn hợp, PAC hiệu quả hoạt động trong khoảng pH = 5 – 7,5. Ngoài ra có thể kèm thêm các chất trợ keo tụ (Polimine) giúp nâng cao tóc độ lắng, rút ngắn thời gian cũng như lưu lượng chất keo tụ. Phương pháp này giúp loại bỏ một lượng lớn chất rắn lơ lửng có trong nước thải tinh khoai mì, đồng thời làm giảm nồng độ COD, BOD. - Tuyển nổi: Thường sử dụng tách hợp chất lơ lửng nhỏ, không tan, nhẹ lắng chậm. Chúng cũng có thể sử dụng để tách chất hòa tan, hoạt động bề mặt. Quá trình thực hiện bằng cách tạo các bọt khí nhỏ, các bọt khí dính kết với các hạt kéo chúng lên bề mặt và sau đó được thu gom nhờ thiết bị vớt bọt. Phương pháp có ưu điểm: cấu tạo thiết bị đơn giản, vốn đều tư và chi phí vận hành thấp, có độ lựa chọn cao tách tạp chất, tốc độ cao hơn quá trình lắng. - Cơ học và hấp phụ: Chất lơ lửng nhỏ mịn, các vi hữu cơ bị loại qua quá trình lọc cát hay hấp phụ. Phương pháp hấp phụ được sử dụng rộng rãi để làm sạch triệt để các chất hữu cơ hòa tan sau xử lý sinh học mà chúng có độc tính cao hoặc không thể phân hủy sinh học. Chất hấp phụ là: thanh hoạt tính, các chất tổng hợp; một số chất thải của sản xuất: tro, xỉ, mạc sắt, khoáng chất, keo nhôm,… phương pháp này có hiệu quả cao ở xử lý giai đoạn cuối. Phương pháp cũng có thể tái chế chất hấp phụ. - Trao đổi ion: Làm sạch tách khỏi nước chứa Cyanua,… Đây là quá trình mà các ion trên bề mặt vật rắn trao đổi với ion có cùng điện tích trong dung dịch khi chúng tiếp xúc nhau. Chất trao đổi là các chất vô cơ có nguồn gốc tự nhiên, chất vô cơ tổng hợp. Phương pháp có hiệu quả có ở giai đoạn cuối nhưng khá tốn kém, đòi hỏi phải tái sinh ionit (chất trao đổi ion). II.6.4 Xử lý sinh học - Xử lý hiếu khí: Bao gồm quá trình bùn hoạt tính, hồ ổn định có sục khí, bể tiếp xúc sinh học, cánh đồng tưới,… Tuy nhiên các công trình xử lý thường chiếm diện tích lớn, nước thải tinh bột khoai mì có hàm lượng ô nhiễm rất cao nên xử lý hiếu khí tốn nhiều năng lượng do tiêu hao trong quá trình sục khí. Phương pháp này chỉ thích hợp sau khi nước thải đã qua giai đoạn tiền xử lý nhằm giảm nồng độ các chất ô nhiễm. - Xử lý kỵ khí: Gồm: USB, lọc kỵ khí, hệ thống lọc đệm giãn nở. So với hiếu khí, xử lý kỵ khí cho thấy tính khả thi cao hơn và có nhiều điểm vượt trội hơn: chi phí đầu tư vận hành thấp, lượng hóa chất cần bổ sung ít, ít tốn năng lượng và có thể thu hồi tái sử dụng biogas, lượng bùn sinh ra thấp hơn nên có thể vận hành cao tải, giảm diện tích công trình. II.6.5 Các công nghệ xử lý đang được áp dụng và nghiên cứu tại Việt Nam Hiện nay, Việt Nam đứng thứ 16 về chế biến tinh bột khoai mì trên thế giới, với mức sản xuất tinh bột mì đạt tới 2.050.300 tấn mỗi năm (Diệu, 2003). Củ mì tươi được xem như là nguồn nguyên liệu thô để chế biến tinh bột mì. Rất nhiều nhà máy chế biến tinh bột khoai mì đã được xây dựng và đưa vào hoạt động nhằm làm tăng giá trị của tinh bột mì, cung cấp tinh bột mì cho các ngành công nghiệp như dệt, giấy, thực phẩm, xà phòng, chất tẩy, dược phẩm, mỹ phẩm… Tinh bột khoai mì được sản xuất hàng năm tại Việt Nam khoảng 500.000 tấn (Diệu, 2003). Sự phát triển của ngành chế biến tinh bột mì đã dẫn đến ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, đặc biệt đối với các nguồn tiếp nhận nước thải. Để sản xuất một tấn tinh bột mì, các nhà máy chế biến thải ra môi trường khoảng 12 – 15 m3 nước thải (Hiển và cộng sự, 1999; Mai, 2004). Kết quả khảo sát và đánh giá các thành phần và tính chất nước thải sinh ra từ các nhà máy chế biến tinh bột mì cho thấy loại nước thải này có hàm lượng chất hữu cơ cao, COD (7.000 – 41.500 mg/l), BOD (6.200 – 23.000 mg/l) và SS (500 – 8.600 mg/l), pH thấp và dao động trong khoảng 4,2 – 5,7. Bên cạnh đó hàm lượng độc tố CN- khá cao (19 – 96 mg/l). Khả năng phân hủy kỵ khí của nước thải tinh bột mì rất cao có thể đạt đến 92,3 – 93,3% đối với nước thải nguyên thủy, và đạt đến 94,6 – 94,7% đối với nước thải sau lắng sơ bộ (Mai, 2006). Do đó, đối với các nhà máy chế biến tinh bột mì, nước thải là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm nghiêm trọng cho môi trường. Hiện nay, xử lý nước thải tinh bột mì hầu như chỉ được áp dụng ở các nhà máy lớn bằng cách sử dụng hệ thống các hồ ổn định cùng với thực vật nước. Tuy nhiên, thực tế vận hành của hệ thống đã cho thấy một số nhược điểm như phát sinh mùi, nhu cầu diện tích lớn và thời gian lưu nước dài (20 – 40 ngày) để các chất hữu cơ có thể phân hủy hoàn toàn. Công nghệ xử lý như trên sẽ cho kết quả đầu ra không ổn định và rất khó đạt tiêu chuẩn đầu ra của Việt Nam, thông thường là TCVN 5945 – 2005 cột B. Trong khi đó có rất nhiều nghiên cứu liên quan đến xử lý nước thải tinh bột mì bằng quá trình xử lý hiếu khí và kỵ khí, chẳng hạn như bể FBMR (Siller và cộng sự, 1997), dùng phản ứng acid hóa (Siller và cộng sự, 1998), bể UASB (Annachhatre và cộng sự, 1997; Huub và cộng sự, 2000), bể phản ứng UASB, và hệ thống hồ oxy hóa (Hiển và cộng sự, 1999), bể methane (Olga và cộng sự, 1999), bể phản ứng khuấy trộn và kết hợp lắng (Paixaco và cộng sự, 2000), kết hợp giữa quá trình hiếu khí và kỵ khí (Oliveira et al., 2001), bể phản ứng kỵ khí 2 bậc dùng bùn hoạt tính dính bám (Nandy và cộng sự, 1995), và hệ thống hồ (Uddin, 1970; Yothin, 1975; Uddin, 1997; pescod et al, 1997; Nandy et al, 1995). Tuy vậy, có rất ít nghiên cứu được thưc hiện hoàn chỉnh, từ nước thải ban đầu cho đến đầu ra của hệ thống, để có thể đạt được tiêu chuẩn xả thải của địa phương. Để thúc đẩy công nghiệp chế biến tinh bột mì phát triển bền vững, nghiên cứu đã được thực hiện để đánh giá và xác định khả năng áp dụng phương pháp sinh học để xử lý đối với nước thải chế biến tinh bột tại việt nam. Hệ thống UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) được sử dụng để làm giảm COD và thu hồi năng lượng từ khí methane, sau hệ thống UASB, nước thải vẫn chứa một phần lượng chất hữu cơ,do đó sẽ tiếp tục xử lý triệt để bằng hệ thống hiếu khí và hệ thống hồ sinh học. Hệ thống hồ sinh học ngoài chức năng xử lý phần chất hữu cơ còn lại, loại nitơ, photpho, hệ thống hồ còn có khả năng là hồ dự trữ nước để tái sử dụng cho nông nghiệp, là hệ thống đảm bảo an toàn khi có sự cố đối với hệ thống xử lý. Công nghệ kết hợp giữa các bể phản ứng cao tải và hệ thống xử lý hồ có ưu điểm hơn nhiều so với hệ thống xử lý chỉ dùng hồ sinh học như: nhu cầu diện tích thấp, ít sinh mùi, và nước thải sau xử lý có thể đạt tiêu chuẩn địa phương trước khi xả thải ra môi trường. Thống kê hiện trạng áp dụng công nghệ xử lý nước thải tại các nhà máy chế biến tinh bột khoai mì quy mô lớn miền Nam như sau: Bảng II.7: Hiện trạng áp dụng công nghệ xử lý nước thải tại một số nhà máy chế biến tinh bột khoai mì STT Tên nhà máy Địa phương Công nghệ/công suất Tình trạng thực tế 1 Nhà máy sản xuất tinh bột sắn Phú Yên Phú Yên Bùn hoạt tính lơ lửng (Aerotank) – 1.600 m3/ngày đêm Chưa đạt TCVN 5945 – 1995 (Loại B) do quá tải về công suất 2 Nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Quảng Ngãi Quảng Ngãi Hồ kỵ khí, hồ sinh học tùy nghi – 750 m3/ngày đêm Chưa đạt TCVN 5945 – 1995 (Loại B) do quá tải về công suất 3 Nhà máy chế biến tinh bột khoai mì KMC Bình Phước Hồ kỵ khí, hồ sinh học tùy nghi – 2.000 m3/ngày đêm Chưa đạt TCVN 5945 – 1995 (Loại B) do quá tải về công suất 4 Nhà máy chế biến tinh bột khoai mì Tân Châu – Singapore Tây Ninh Hồ kỵ khí, hồ sinh học tùy nghi – 2.000 m3/ngày đêm Chưa đạt TCVN 5945 – 1995 (Loại B) do quá tải về công suất 5 Nhà máy chế biến khoai mì Phước Long Bình Phước Hồ kỵ khí, hồ sinh học tùy nghi – 4.000 m3/ngày đêm Chưa đạt TCVN 5945 – 1995 (Loại B) do quá tải về công suất 6 Nhà máy chế biến tinh bột khoai mì Matech (sẽ xây dựng) Bình Phước Bể UASB, hồ sinh học tùy nghi – 2.400 m3/ngày đêm Đạt TCVN 6984 – 2001 (theo thiết kế) 7 Nhà máy chế biến tinh bột khoai mì sông Lũy (vận hành đầu năm 2002) Bình Thuận Hồ kỵ khí, hồ sinh học tùy nghi – 800 m3/ngày đêm Đạt TCVN 5945 – 1995 (Loại B) (theo thiết kế nhưng chưa kiểm chứng) CHƯƠNG III TỔNG QUAN CÂY LỤC BÌNH III.1 Cây Lục Bình III.1.1 Nguồn gốc Lục Bình có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới của Nam Mỹ nó đã du nhập vào nhiều vùng ôn đới trên thế giới như Trung Mỹ, Bắc Mỹ (califonia, các bang miền Bắc nước Mỹ), Châu Phi, Ấn Độ, Châu Á, Úc, NewZealand. Hình III.1: Cây lục bình Ở Việt Nam, Lục Bình xâm nhập vào nước ta từ năm 1905 và nhanh chóng lan ra khắp các chỗ có từ tù hãm hoặc nơi nước ngọt chảy chậm như ao, hồ, giếng, mương, ven sông…(Nguyễn Đăng Khôi 1985. Được trích từ Dương Thúy Hoa, 2004) III.1.2 Nơi sống Lục Bình phát triển nhanh chóng ở những chổ ngập nước như: hồ, suối, sông, mương và các vùng nước tù đọng. Lục bình hấp thu dưỡng chất trực tiếp từ nước và thường được sử dụng làm công cụ xử lý nước thải. Chúng thích hợp và phát triển mạnh mẽ trong nguồn nước giàu dưỡng chất. Ở phía Tây Bắc và Thái Bình Dương, Lục Bình được trồng ở các ao tự nhiên hay nhân tạo nhưng nó không được xem là cây một năm chịu được giá rét, trừ những điều kiện đặc biệt. (www.ecy.wa.gov) III.1.3 Phân loại Theo Lecomete. Het F. Gagrepain, 1998 (Được trích từ Dương Thúy Hoa, 2004) Ở Đông Dương Lục Bình có 2 loài: Eichhornia crasipes (Solms): Có tiểu nhị, không có phụ bộ, đính giữa 2 phần dưới ống tràng, lá gân, tròn, cuống phù. Loại này gặp ở Bắc, Trung và Nam. Eichharnia Natana: 3 tiểu nhị nhưng 1 tiểu nhị có phụ bộ, dính ở giữa hay phần dưới ống tràng, lá có dạng như lá lúa, loài này gặp ở Campuchia. Theo Phạm Hoàng Hộ, 2000 (Được trích từ Dương Thúy Hoa, 2004) Lục Bình ở Việt Nam chỉ có 1 loài là Eichhornia crasipes. III.1.4 Cấu tạo a. Hình dáng: Lục Bình là cây thân thảo sống trôi nổi trên mặt nước hoặc bám trên đất bùn. Thân gồm một trục mang nhiều lông ngắn và những đốt mang rễ và lá. (Nguyễn Đăng Khôi, 1985. Được trích từ Nguyễn Văn Tùng, 2004.) + Lá: Đơn, mọc thành chùm tạo thành hoa nhị, phiến tròn dài 4 – 8 cm, bìa nguyên, gân hình cung, mịn, đặc sắc, cuống là rất xốp thường phù to tạo thành phao nổi hình lọ thường ngắn và to ở cây non, kéo dài đến 30 cm ở cây già. + Hoa: Xanh nhạt hoặc xanh tím tạo thành chùm đứng, cao 10 – 20 cm, không đều, đài và tràng cùng màu đính ở gốc, cánh hoa hoa trên có đốm vàng, 3 tâm bì nhưng chỉ có 1 tâm bì thụ, 6 tiểu nhị dài và 3 tiểu nhị ngắn. + Trái: Là nang có 3 buồng, bì mỏng, nhiều hột. + Rễ: Dạng sợi, bất định, không phân nhánh, mọc thành chùm dài và rậm ở dưới chiếm 20 – 50% trọng lượng toàn cây tùy thuộc vào môi trường sống nhiều hay ít dinh dưỡng. (Nguyễn Đăng Khôi, 1985. Được trích từ Nguyễn Văn Tùng, 2004.) b. Cấu tạo: _ Lá: Cấu trúc của những lá Lục Bình không giống như những lá của cây đơn tử diệp sống trên đất. _ Thân: Trên thân có những đốt có mô phân sinh tạo ra rễ, lá căn hành và cụm hoa. Lát cắt ngang qua thân cho thấy điểm phát sinh của cơ quan mới. Những tế bào của mô phân sinh này nhỏ và xếp khít nhau, xung quanh vùng ngoại biên của mô phân sinh là một vùng có vô số những khoảng trống giữa các tế bào. Mô khuyết này rất cần cho sự hấp thu oxy và chuyển oxy đến hệ thống rễ. _ Rễ: Phẫu thức cắt ngang của rễ cho thấy rễ có 2 phần: ngoài là vùng vỏ, bên trong là trụ trung tâm. Cấu tạo vùng vỏ gồm 3 phần: _ Dưới biểu bì là lớp nhu mô đạo có chứa sắc tố, do lớp này mà rễ có màu tím khi đưa ra ánh sáng. _ Xung quanh trụ là lớp nhu mô đạo. _ Giữa 2 vùng này của vùng vỏ là lớp nhu mô khuyết, lớp này giúp rễ hấp thu oxy. _Trụ đa cực được bao quanh bởi lớp nội bì ít chuyên hóa và chu luân. Hoạt động của mô phân sinh ở rễ rất yếu. (richard Couch, 1980. Được trích từ Nguyễn Thị Thu Thủy, 1988) Thành phần hóa học của Lục Bình Bảng III.1: Thành phần hóa học và gía trị dinh dưỡng của Lục Bình Thành phần hóa học (%) Nước 92.6 Protid 2.9 Glucid 0.9 Xơ 22.0 Tro 1.4 Calcium 40.8 Phosphor 0.8 Caroten 0.66 Vitamin C 20 (Nguồn: Võ Văn Chí, 1997. Được trích từ Dương Thúy Hoa, 2004) III.1.5 Đặc điểm sinh trưởng Bèo lục Bình (water hyacinth, Eichhoma crassipes) còn gọi là bèo tây, bèo Nhật Bản, bèo sen. Lá đơn, lá mọc thành hoa nhị, cuống xốp phồng lên thành phao nổi khi còn non, trưởng thành cuống thon dài. Hoa lưỡng tính không đều, màu xanh tím nhạt, cánh hoa có một đốm vàng. Cây thân cỏ sống lâu năm, nổi trên mặt nước hay bám dưới bùn, rễ dài và rậm. Kích thước cây thay đổi tùy theo môi trường có nhiều hay ít chất màu, sinh sản bằng con đường vô tính. Từ các nách lá, đâm ra những thân bò dài và mỗi đỉnh thân bò cho một cây mới, sớm tách khỏi cây mẹ để trở thành một cá t31hể độc lập. Ao, hồ, đầm nước lặng nhiều màu thì béo Lục Bình phát triển rất nhanh, có thể cho 150 tấn chất khô/héc ta/năm. III.1.6 Sinh sản Lục bình sinh sản bằng con đường vô tính, từ các nách lá đâm ra những thân bò, cho ra những cây mới và sớm tách ra cây mẹ để trở thành cá thể độc lập. III.2 Tổng quan về hồ sinh học III.2.1. Hồ hiếu khí Hồ hiếu khí là loại hồ nông, chiều cao từ 0,3 – 0,5 m. Quá trình phân hủy chất hữu cơ chủ yếu dựa vào hệ vi sinh vật hiếu khí. Loại hồ này gồm có hồ làm thoáng tự nhiên và hồ làm thoáng nhân tạo. Hồ làm thoáng tự nhiên: oxi từ không khí dễ dàng khuếch tán vào lớp nước phía trên . Được ánh sang mặt trời chiếu rọi, hệ rong tảo sẽ quang hợp thải ra oxi. Để đảm bảo ánh sang cho nước, chiều sâu của hồ thường phải nhỏ, thường là 30 – 40 cm. Do vậy, diện tích mặt thoáng của hồ phải lớn. Tải của hồ (tính theo BOD) khoảng 250 – 300 kgCOD/ha.ngày. Thời gian lưu nước của hồ là từ 3 – 12 ngày. Hiệu quả làm sạch có thể tới 80 – 95% BOD, màu của nước thải có thể chuyển sang màu xanh của tảo Tùy vào thực tế, một số trường hợp có thể bố trí hệ thống sục khí cho hồ bằng các thiết bị khuấy cơ học hoặc nén khí. Nhờ đó, mức độ hiếu khí trong hồ sẽ mạnh hơn. Nhờ vậy, chiều sâu của hồ có thể tăng lên (2-4m). Tải BOD của hồ cũng tăng lên, có thể đạt đến 400kgCOD/ha.ngày. Thời gian lưu nước của hồ có thể là 1- 3 ngày. Trong thực tế, việc xây dựng hồ sinh học bố trí hệ thống sục khí hợp lý sẽ làm cho hiệu quả xử lý cao. III.2.2. Hồ kỵ khí Là loại ao sâu, ít hoặc không có điều kiện hiếu khí. Các vi sinh vật kỵ khí hoạt động trong điều kiện không có oxi của không khí. Chúng sử dụng oxi từ các hợp chất như nitrat, sulfat..để oxi hóa chất hữu cơ thành các acid hữu cơ, rượu, khí CH4, H2S, CO2, …nước. Ao hồ kỵ khí thường dung để lắng và phân hủy cặn lắng ở vùng đáy. Loại hồ này có thể tiếp nhận các loại nước thải có tải lượng ô nhiễm lớn, tải BOD cao và không cần vai trò quang hợp của tảo. Nước thải lưu ở hồ kỵ khí thường sinh ra mùi hôi thối khó chịu. Vì vậy, thường không bố trí gần các khu dân cư và các xí nghiệp chế biến thực phẩm. Để duy trì điều kiện kỵ khí và giữ ấm nước trong hồ, chiều sâu hồ là khá lớn (từ 2 – 6 m). Diện tích mặt thoáng không cần lớn (thường bằng 10 – 20% diện tích mặt thoáng hồ thùy nghi). Thời gian lưu nước dài. Hiệu quả khử BOD trong hồ có thể đạt 65 – 80% vào mùa hè và 45 – 65% vào mùa đông. III.2.3. Hồ tùy nghi Loại hồ này rất phổ biến trong thực tế. Đó là loại hồ kết hợp 2 quá trình song song nhau: quá trình phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ hòa tan có trong nước và phân hủy kỵ khí cặn và bùn lắng ở vùng đáy Đặc điểm của ao hồ tùy nghi xét theo chiều sâu thì có 3 vùng: lớp trên là vùng hiếu khí (vi sinh vật hiếu khí hoạt động), vùng giữa là vùng tùy nghi (vi sinh vật tùy nghi hoạt động), và vùng kỵ khí ở phía dưới (vi sinh vật kỵ khí hoạt động). Nguồn oxi cần thiết cho quá trình oxi hóa chất hữu cơ nhiễm bẩn trong nước nhờ khuếch tán qua mặt nước do sóng gió và nhờ tảo quang hợp dưới tác dụng của ánh sang mặt trời. Vùng hiếu khí ở phía trên mặt ao hồ có độ sâu tới 1m, vùng kỵ khí xảy ra ở lớp đáy hồ. Ở đây, các chất hữu cơ bị phân hủy kỵ khí sinh ra các khí CH4, H2S, H2, N2, CO2 (trong đó chủ yếu là CH4). Quá trình này phụ thuộc vào nhiệt độ. Ở nhiệt độ cao, quá trình lên men khí methane xảy ra nhanh hơn. Phân hủy các chất hữu cơ bằng con đường kỵ khí thường sinh ra các sản phẩm khí có mùi hôi khó chịu, gây nhiễm độc không khí… Trong hồ, thường hình thành 2 tầng phân nhiệt : Tầng phía trên nhiệt độ cao và tầng phía dưới nhiệt độ thấp. Tầng trên có O2, tảo phát triển, tiêu thụ CO2, làm cho pH chuyển sang kiềm (có khi lên đến 9,8). Tảo phát triển mạnh rồi chết và tự phân hủy làm cho nước thiếu oxi hòa tan, ảnh hưởng đến vi sinh vật hiếu khí, còn các vi sinh vật kỵ khí, tùy tiện hoạt động mạnh. Trong trường hợp này, cần khuấy đảo để tránh hiện tượng quá tải chất hữu cơ Khi xây dựng hồ, nên chọn chiều cao khoảng 1 – 1,5 m, tỷ lệ chiều dài với chiều rộng là 1:1 hoặc 2:1. Những nơi có gió, diện tích hồ nên chọn rộng, còn những nơi ít gió nên xây hồ có nhiều ngăn. Đáy hồ cần phải nén chặt, cần thiết phải chống thấm bằng lớp đất sét dày 15cm. Bờ hồ cần gia cố tránh xói lở Nếu trong nước có hàm hượng kim loại nặng quá cao, cần phải xử lý sơ bộ nước thải (hấp phụ, hấp thụ, trao đổi ion …) để làm giảm nồng độ của chúng. III.3 Ưu – nhược điểm sử dụng thực vật thủy sinh trong xử lý nước thải III.3.1 Ưu điểm Hiệu quả xử lý chậm nhưng ổn định đới với các loại nước thải có nồng độ COD, BOD thấp, không có độc tố. Chi phí xử lý không cao Quá trình xử lý không đòi hỏi công nghệ phức tạp. Sinh khối tạo ra sau quá trình xử lý được sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau: làm nguyên liệu cho thủ công mỹ nghệ, làm thực phẩm cho người và gia súc, làm phân bón. Bộ rễ thân cây ngập nước là giá thể rất tốt đối với vi sinh vật, sự vận chuyển của cây đưa vi sinh vật đi theo. Sử dụng thực vật xử lý nước trong nhiều trường hợp không cần cung cấp năng lượng, do vậy có thể ứng dụng ở những vùng hạn chế năng lượng. III.3.2 Nhược điểm Diện tích cần dùng để xử lý nước thải lớn, đòi hỏi phải có đủ ánh sáng. Trong trường hợp không có thực vật, vi sinh vật không có nơi bám vào. Chúng dễ dàng trôi theo dòng nước hoặc lắng xuống đáy. Rễ thực vật có thể là nơi cho vi sinh vật có hại sinh sống, chúng là tác nhân sinh học gây ô nhiễm môi trường mạnh. CHƯƠNG 4 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM IV.1 Nghiên cứu tài liệu Điều tra thành phần, tính chất nước thải tinh bột khoai mì. Nghiên cứu các tài liệu có sẵn về cây khoai mì và cây lục bình ở Việt Nam. Nghiên cứu thu hoạch các hình ảnh của thực vật. Nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải bằng thực vật. IV.2 Nghiên cứu mô hình thực nghiệm IV.2.1 Mô hình thí nghiệm IV.2.1.1 Chuẩn bị Lục Bình và vật liệu thí nghiệm Cây Lục Bình: Cây được lấy từ Hồ Đá thuộc Đại Học Quốc Gia Tp.HCM, Chọn những cây có chiều cao trung bình tương đối giống nhau, lá xanh, không sâu bệnh. Vật liệu thí nghiệm: bạt che mưa, thùng xốp, ống nhựa 16mm… Theo đề tài thực hiện qua hai giai đoạn: Giai đoạn cây thích nghi: Cây Lục bình sau khi mang về tiến hành cho thích nghi với nước thải tinh bột ở các nồng độ tăng dần trong 16 ngày. Giai đoạn này giúp cây và VSV thích ứng tốt với nước thải tinh bột khoai mì, hạn chế cho cây bị sốc do thay đổi nồng độ. Giai đoạn thí nghiệm: Sau giai đoạn thích nghi thì xác định được ngưỡng gây độc với cây, tiến hà