Trong đó, các hoạt động sơ chế nông sản – đặc biệt là sơ chế hành, tỏi, rau củ – là nguồn phát sinh nước thải đáng kể. Quá trình bóc vỏ, rửa và làm sạch hành tạo ra lượng nước thải chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy, dầu mỡ, tạp chất thực vật, chất rắn lơ lửng và các hợp chất chứa lưu huỳnh gây mùi hôi đặc trưng. Khi loại nước thải này hòa lẫn với nước thải sinh hoạt (phát sinh từ tắm, giặt, rửa, vệ sinh của các hộ dân), nó tạo thành hỗn hợp nước thải có tải lượng ô nhiễm cao, chứa nhiều hợp chất hữu cơ, nitơ, photpho, vi sinh vật gây bệnh và mùi khó chịu.
Nếu không được xử lý đúng cách, hỗn hợp nước thải này khi xả thẳng ra môi trường sẽ gây nên hàng loạt tác động tiêu cực: ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm, ảnh hưởng đến sức khỏe con người, giảm chất lượng đất canh tác, đồng thời phá vỡ cân bằng sinh thái tự nhiên. Tuy nhiên, phần lớn các khu vực dân cư nông thôn và làng nghề hiện nay chưa có điều kiện đầu tư hệ thống xử lý nước thải tập trung do chi phí cao, yêu cầu kỹ thuật phức tạp và cần diện tích lớn. Vì vậy, việc tìm kiếm một giải pháp xử lý nước thải hiệu quả, thân thiện môi trường, dễ vận hành và phù hợp với điều kiện kinh tế – xã hội nông thôn là vấn đề mang tính cấp thiết và thực tiễn cao.
Xuất phát từ thực tế đó, đề tài “Nghiên cứu xử lý hỗn hợp nước thải sinh hoạt và nước thải sơ chế hành bằng bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy đứng” được thực hiện với mong muốn xây dựng một mô hình xử lý nước thải tự nhiên, tiết kiệm và bền vững. Phương pháp bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy đứng (Vertical Flow Constructed Wetland – VFCW) là một hướng tiếp cận tiên tiến, dựa trên nguyên lý kết hợp giữa cơ chế lắng, lọc cơ học, hấp phụ hóa lý và phân hủy sinh học trong môi trường có thực vật thủy sinh.
Trong hệ thống này, nước thải được phân phối từ trên xuống qua các lớp vật liệu lọc như sỏi, cát, than hoạt tính. Các chất rắn lơ lửng, tạp chất hữu cơ sẽ được giữ lại, trong khi các vi sinh vật bám trên vật liệu và hệ thống rễ cây sẽ thực hiện quá trình phân hủy chất hữu cơ, nitrat hóa, khử nitrat và hấp thụ dinh dưỡng. Hệ thống rễ cây còn đóng vai trò cung cấp oxy cho vùng hiếu khí cục bộ, giúp tăng cường hiệu quả xử lý. Các loài thực vật như cỏ vetiver, sậy, thủy trúc, lau... thường được lựa chọn vì khả năng sinh trưởng mạnh, thích nghi tốt và có khả năng hấp thụ nitơ, photpho cao.
So với các công nghệ xử lý nước thải truyền thống, bãi lọc ngầm trồng cây có nhiều ưu điểm nổi bật:
+ Chi phí đầu tư và vận hành thấp, không đòi hỏi năng lượng cao hay thiết bị phức tạp.
+ Hiệu quả xử lý ổn định, đặc biệt đối với các chỉ tiêu BOD₅, COD, TSS, TN, TP và mùi.
+ Thân thiện với môi trường, tận dụng cơ chế tự nhiên của hệ sinh thái.
+ Dễ vận hành và bảo trì, phù hợp với quy mô hộ gia đình, cụm dân cư hoặc cơ sở sản xuất nhỏ.
+ Tạo cảnh quan xanh, góp phần cải thiện vi khí hậu khu vực.
Mục tiêu của đề tài là đánh giá khả năng xử lý hỗn hợp nước thải sinh hoạt và nước thải sơ chế hành bằng mô hình bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy đứng, xác định hiệu suất xử lý của hệ thống đối với các thông số ô nhiễm đặc trưng như pH, TSS, BOD₅, COD, tổng nitơ (T–N), tổng photpho (T–P) và vi sinh vật. Thông qua đó, đề tài sẽ đề xuất mô hình thiết kế tối ưu và khả năng ứng dụng thực tế cho các khu dân cư, làng nghề và cơ sở sơ chế nông sản quy mô nhỏ.
Về mặt khoa học, nghiên cứu này góp phần bổ sung dữ liệu thực nghiệm về đặc tính nước thải hỗn hợp và hiệu quả xử lý của công nghệ bãi lọc ngầm dòng chảy đứng trong điều kiện Việt Nam. Kết quả nghiên cứu có thể làm cơ sở cho các nghiên cứu sâu hơn về quá trình xử lý sinh học tự nhiên và thiết kế mô hình quy mô lớn.
Về mặt thực tiễn, đề tài mang ý nghĩa thiết thực trong việc bảo vệ môi trường nước tại các vùng nông thôn, giúp nâng cao nhận thức cộng đồng về việc xử lý và tái sử dụng nước thải. Mô hình được kỳ vọng có thể áp dụng rộng rãi với chi phí hợp lý, đồng thời góp phần vào chiến lược phát triển bền vững và xây dựng nông thôn mới xanh – sạch – đẹp.
Từ những cơ sở đó, việc nghiên cứu, thiết kế và vận hành mô hình bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy đứng để xử lý hỗn hợp nước thải sinh hoạt và nước thải sơ chế hành không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn mang giá trị thực tiễn cao, mở ra hướng đi mới cho các giải pháp xử lý nước thải sinh học tự nhiên tại Việt Nam hiện nay.
