Ô nhiễm nước thải chăn nuôi lợn sau xử lý BIOGAS tại huyện thạch thất hà nội và một số biện pháp xử lý cải thiện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI
------

------

LUẬN VĂN THẠC SỸ
NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
MÃ NGÀNH: 60420201
Ô NHIỄM NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN SAU XỬ LÝ BIOGAS
TẠI HUYỆN THẠCH THẤT - HÀ NỘI VÀ ĐỀ XUẤT
BIỆN PHÁP XỬ LÝ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN: 1. TS. ĐÀO THỊ HỒNG VÂN
2. TS. LƯƠNG HỮU THÀNH
NGƯỜI THỰC HIỆN :

NGUYỄN TRUNG MINH

Hà Nội - 2015


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Chăn nuôi là một trong hai lĩnh vực quan trọng trong nền nông nghiệp (chăn
nuôi, trồng trọt), nó không những đáp ứng nhu cầu thực phẩm cho tiêu dùng hàng
ngày của mọi người dân trong xã hội mà còn là nguồn thu nhập quan trọng của hàng
triệu người dân hiện nay. Đặc biệt nông nghiệp lại có ý nghĩa quan trọng đối với
nước ta khi có tới hơn 70% dân cư sống dựa vào nông nghiệp [4].
Theo kết quả điều tra 1/4/2014 của Tổng cục Thống kê, cả nước hiện có
26,39 triệu con lợn tăng nhẹ (0,3%) so với cùng kỳ; đàn lợn nái có 3,9 triệu con
bằng 98% so với cùng kỳ năm trước. Sản lượng thịt hơi xuất chuồng đạt 3,3 triệu

tấn tăng 2,1% so với cùng kỳ năm trước. Trong những tháng đầu năm do giá thịt lợn
hơi giảm, chi phí con giống và thức ăn tăng nên người chăn nuôi đã hạn chế đầu tư
mở rộng đàn.
Lĩnh vực chăn nuôi nước ta đang phát triển nhanh chóng và tăng dần tỷ trọng
trong ngành nông nghiệp. Năm 2013, Việt Nam đã vươn lên đứng thứ 3 Châu Á sau
Trung Quốc, Philipin về sản lượng thịt lợn [8]. Trên thế giới chăn nuôi hiện chiếm
khoảng 70% đất nông nghiệp và 30% tổng diện tích đất tự nhiên (không kể diện tích
bị băng bao phủ). Chăn nuôi đóng góp khoảng 40% tổng GDP nông nghiệp toàn
cầu, giải quyết việc làm cho 1,3 tỉ dân [9].
Tuy nhiên, bên cạnh những đóng góp tích cực cho sự phát triển kinh tế - xã
hội, việc phát triển chăn nuôi lợn đã để lại những tác động tiêu cực đến môi trường,
làm suy thoái chất lượng đất, chất lượng nước và không khí xung quanh các khu
vực nuôi lợn. Nguyên nhân là do ảnh hưởng của chất thải chăn nuôi lợn, cụ thể ;
phân, nước tiểu và nước rửa chuồng trại. Sản lượng thịt lợn cung cấp ra thị trường
ngày càng tăng tỷ lệ thuận với lượng chất thải ra môi trường.
Chất thải chăn nuôi lợn đã gây ra những ảnh hưởng xấu đến môi trường xung
quanh, đến sức khỏe con người và đặc biệt đóng góp một phần lớn khí gây hiệu ứng

2


nhà kính, biến đổi khí hậu. Ngoài chất thải rắn và chất thải lỏng, chăn nuôi hiện
đóng góp khoảng 18% hiệu ứng nóng lên của trái đất (global warming) do thải ra
các khí gây hiệu ứng nhà kính. Theo báo cáo của Tổ chức Nông Lương Thế giới
(FAO), chất thải của gia súc toàn cầu tạo ra 65% lượng Nitơ oxit (N2O) trong khí
quyển. Đây là loại khí có khảng năng hấp thụ năng lượng mặt trời cao gấp 296 lần
so với khí CO2. Động vật nuôi còn thải ra 9% lượng khí CO2 toàn cầu, 37% lượng
khí Methane (CH4) – loại khí có khả năng giữ nhiệt cao gấp 21 lần khí CO2. Chăn
nuôi gia súc đóng góp tới 64% lượng khí Amoniac (NH3) – là thủ phạm của những
trận mưa axit. Điều này có nghĩa là chăn nuôi gia súc, gia cầm đã được khẳng định

là một tác nhân chính làm tăng hiệu ứng nhà kính. Ngoài ra nhu cầu về thức ăn,
nước uống, tập tính bầy đàn, nhu cầu về bãi chăn thả v.v… của gia súc cũng đang
được coi là một trong những tác nhân chính gây thoái hóa đất nông nghiệp, ô nhiễm
nguồn nước và mất cân bằng hệ sinh thái [4].
Hà Nội là một trong những tỉnh, thành có tốc độ chăn nuôi đứng đầu cả nước
với tổng đàn lợn 1,53 triệu con, đàn gia cầm 19 triệu con, đàn trâu bò gần 20 ngàn
con [28] tập trung chủ yếu ở các quận, huyện ngoại thành, trong đó huyện Thạch
Thất – Hà Nội là khu vực chăn nuôi lợn tương đối lớn của thành phố Hà Nội, cùng
với sự gia tăng dân số, gia tăng các nhu cầu về lương thực, thực phẩm, ngành chăn
nuôi càng được đầu tư phát triển mạnh. Trước đây, chúng ta chỉ có chăn nuôi nhỏ lẻ
tại các hộ gia đình. Hiện nay, trong bối cảnh thức ăn chăn nuôi, vật tư chăn nuôi đều
tăng, cùng với đó là sức cạnh tranh, vấn đề kiểm soát dịch bệnh nên việc chăn nuôi
trong các hộ gia đình có xu hướng giảm trong khi chăn nuôi gia trại, trang trại tăng
nhanh và tạo được khả năng cạnh tranh trên thị trường. Do vậy, vấn đề chất thải
phát sinh từ hoạt động chăn nuôi lợn cần phải được quản lý tốt. Chất thải của các
trang trại chăn nuôi lợn với thành phần chủ yếu là phân lợn và nước thải hiện đang
là vấn đề lo lắng của các nhà quản lý. Nước thải (phân, nước) có độ ô nhiễm rất cao
do (COD, BOD, Nitơ, Amoni và VK gây bệnh). Việc sử dụng bể Biogas tại các
trại chăn nuôi thuận tiện cho sử dụng chất thải và khai thác nguồn năng lượng,
tuy nhiên do công tác lắp đặt hệ thống biogas rất tốn kém và do nhận thức về

3


ứng dụng của công nghệ biogas trong các trang trại còn nhiều hạn chế cho nên
nước thải sau bể Biogas vẫn còn nhiều chất gây ô nhiễm môi trường cần được xử
lý trước khi thải vào môi trường.
Từ đặc tính nước thải ngành chăn nuôi và thực tế có nhiều giải pháp đã được
áp dụng để xử lý nước thải chăn nuôi lợn sau quá trình biogas, trong đó giải pháp
xử lý nước thải chăn nuôi sau biogas bằng chế phẩm vi sinh vật (EM) và thực vật

thủy sinh (Bèo lục bình) dễ dàng đáp ứng các yêu cầu của xử lý nước thải chăn
nuôi.
Xuất phát từ thực tiễn trên, đề tài: “Ô nhiễm nước thải chăn nuôi lợn sau
xử lý biogas tại huyện Thạch Thất - `Hà Nội và đề xuất biện pháp xử lý” được
thực hiện nhằm đánh giá chất lượng nước thải chăn nuôi sau khi xử lý biogas và đề
xuất một số giải pháp để cải thiện chất lượng nước thải chăn nuôi lợn sau xử lý
biogas.
2. Mục tiêu nghiên cứu:
- Đánh giá mức độ ô nhiễm nước thải chăn nuôi sau xử lý biogas ở huyện
Thạch Thất, thành phố Hà Nội.
- Hiệu quả các biện pháp cải thiện chất lượng nước thải sau xử lý biogas
bằng chế phẩm vi sinh vật (EM) và thực vật thủy sinh (bèo lục bình) nhằm giảm
thiểu tác động môi trường xung quanh.
3. Nội dung nghiên cứu:
- Đánh giá mức độ ô nhiễm của nước thải chăn nuôi lợn trước và sau xử lý
bằng biogas của một số cơ sở chăn nuôi lợn trên địa bàn huyện Thạch Thất, thành
phố Hà Nội.
- Đánh giá hiệu quả của chề phẩm vi sinh vật (EM) và thực vật thủy sinh
(bèo lục bình) trong xử lý nước thải chăn nuôi sau biogas.

4


Phần 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tình hình chăn nuôi lợn ở Việt Nam
1.1.1. Hiện trạng về chăn nuôi lợn tại Việt Nam
Hiện cả nước có 8,5 triệu hộ chăn nuôi quy mô gia đình, 18.000 trang trại chăn
nuôi tập trung, nhưng mới chỉ có 8,7% số hộ xây dựng công trình khí sinh học (hầm
biogas). Tỷ lệ hộ gia đình có chuồng trại chăn nuôi hợp vệ sinh cũng chỉ chiếm 10%

và chỉ có 0,6% số hộ có cam kết bảo vệ môi trường. Vẫn còn khoảng 23% số hộ
chăn nuôi không xử lý chất thải bằng bất kỳ phương pháp nào mà xả thẳng ra môi
trường bên ngoài…gây sức ép đến môi trường [26].
Chất thải chăn nuôi tác động đến môi trường và sức khỏe con người trên nhiều
khía cạnh: Gây ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm, môi trường khí, môi trường
đất và các sản phẩm nông nghiệp. Đây chính là nguyên nhân gây ra nhiều căn bệnh
về hô hấp, tiêu hóa, do trong chất thải chứa nhiều vi sinh vật gây bệnh. Tổ chức Y tế
Thế giới (WHO) đã cảnh báo, nếu không có biện pháp thu gom và xử lý chất thải
chăn nuôi một cách thỏa đáng sẽ ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe con người, vật
nuôi và gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Đặc biệt là các virus biến thể từ các
dịch bệnh như: lở mồm long móng, dịch bệnh tai xanh ở lợn có thể lây lan nhanh
chóng và có thể cướp đi sinh mạng của rất nhiều người. Theo Báo cáo tổng kết của
Viện Chăn nuôi (Bộ NN&PTNT), nồng độ khí H2S và NH3 trong chất thải chăn
nuôi cao hơn mức cho phép khoảng 30-40 lần. Tổng số vi sinh vật và bào tử nấm
cũng cao hơn mức cho phép rất nhiều lần. Ngoài ra, nước thải chăn nuôi còn chứa
Coliforms, E.coli, COD... và trứng giun sán cao hơn rất nhiều lần so với tiêu chuẩn
cho phép [30].
Các tỉnh thuộc đồng bằng sông Hồng, đồng bằng sông Cửu Long là những địa
phương có ngành chăn nuôi phát triển. Tại tỉnh Bến Tre, tính đến thời điểm tháng
6/2013 đã có đàn lợn trên 424.000 con, đàn bò gần 148.000 con, là địa phương có

5


đàn gia súc đứng đầu khu vực đồng bằng sông Cửu Long. Tuy nhiên, việc đảm bảo
vệ sinh môi trường ở đây mới chỉ chú trọng ở các doanh nghiệp chăn nuôi, còn các
hộ chăn nuôi nhỏ chưa được quan tâm. Trong khi, các hộ chăn nuôi nhỏ chiếm tỷ lệ
khá lớn, nhưng việc chăn nuôi của các hộ dân phần lớn theo tập quán, thói quen xả
chất thải xuống kênh, rạch dẫn đến tình trạng ô nhiễm môi trường, tăng nguy cơ
dịch bệnh cho vật nuôi, con người và ảnh hưởng lớn đến sự phát triển bền vững của

ngành Chăn nuôi.
Theo dự báo của ngành Tài nguyên và Môi trường (TN&MT), với tốc độ phát
triển mạnh của ngành Chăn nuôi như hiện nay dự tính đến năm 2020, lượng chất
thải rắn trong chăn nuôi phát sinh khoảng gần 1.212.000 tấn/năm, tăng 14,05% so
với năm 2010. Để phát triển bền vững và đảm bảo môi trường tại các trang trại, gia
trại, các địa phương cần quan tâm hơn nữa đến việc tạo điều kiện, hỗ trợ các hộ
chăn nuôi quy mô lớn đầu tư xây dựng mô hình xử lý chất thải theo công nghệ hiện
đại. Ngành TN&MT chủ động phối hợp với ngành NN&PTNT tăng cường kiểm tra,
xử lý, đình chỉ sản xuất đối với các trang trại gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng;
đôn đốc các trang trại, gia trại gây ô nhiễm môi trường, thực hiện các biện pháp xử
lý triệt để tình trạng ô nhiễm; yêu cầu các trang trại phải có đầy đủ công trình, biện
pháp bảo vệ môi trường đáp ứng yêu cầu về xử lý ô nhiễm; khẩn trương quy hoạch
vùng chăn nuôi cho từng loại vật nuôi, từng bước hạn chế, không cho phép chăn
nuôi gia trại, chăn nuôi quy mô nhỏ trong khu dân cư; triển khai ứng dụng mô hình
xử lý nước thải sau bể biogas, làm cơ sở hướng dẫn, nhân rộng áp dụng cho các
trang trại chăn nuôi [29].
Tính đến giữa năm 2015 cả nước có 23.558 trang trại chăn nuôi (tăng 42%
so với năm 2007). Quy mô đàn lợn tăng nhanh từ 26,85 triệu con năm 2011 lên
27,37 triệu con năm 2015. Định hướng phát triển đến năm 2020 cơ bản chuyển
sang trang trại, công nghiệp.

6


27,627,729
27,370,000

26,855,330
26,701,598
26,560,651

1

2

3

4

5

(Nguồn: Tổng cục thống kê - 31/12/2015)

Hình 1.1: Tốc độ tăng trưởng đàn lợn trên toàn quốc từ năm 2011- 2015 (Đơn vị con)
1.1.2. Định hướng và triển vọng phát triển chăn nuôi lợn ở Việt Nam
Tốc độ tăng dân số và quá trình đô thị hóa đã làm giảm diện tích đất nông
nghiệp. Để đảm bảo an toàn về lương thực và thực phẩm, biện pháp duy nhất là
thâm canh chăn nuôi trong đó chăn nuôi lợn là một thành phần quan trọng trong
định hướng phát triển.
Theo quyết định số 10/2008/QĐ - TTg ngày 16 tháng 1 năm 2008 của Thủ
tướng chính phủ về việc phê duyệt chiến lược phát triển chăn nuôi đến năm 2020 thì
định hướng phát triển như sau:
+ Đến năm 2020 ngành chăn nuôi cơ bản chuyển sang sản xuất phương thức
trang trại, công nghiệp, đáp ứng phần lớn nhu cầu thực phẩm đảm bảo chất lượng
cho tiêu dùng và xuất khẩu;
+ Tỷ trọng chăn nuôi trong nông nghiệp đến năm 2020 đạt trên 42%, trong đó
năm 2010 đạt khoảng 32% và năm 2015 đạt 38%;
+ Đảm bảo an toàn dịch bệnh và vệ sinh an toàn thực phẩm, khống chế có hiệu
quả các bệnh nguy hiểm trong chăn nuôi;

7


+ Các cơ sở chăn nuôi, nhất là chăn nuôi theo phương thức trang trại, công
nghiệp và cơ sở giết mổ, chế biến gia súc, gia cầm phải có hệ thống xử lý chất thải,
bảo vệ và giảm ô nhiễm môi trường.
+ Mức tăng trưởng bình quân: giai đoạn 2008 - 2010 đạt khoảng 8 - 9% năm;
giai đoạn 2010 - 2015 đạt khoảng 6 - 7% năm và giai đoạn 2015 - 2020 đạt khoảng
5 - 6% năm.
1.2. Đặc trưng của nước thải chăn nuôi lợn và hiện trạng quản lý
1.2.1. Đặc trưng của nước thải chăn nuôi lợn
Nước thải chăn nuôi lợn là một trong những loại nước thải có khả năng gây ô
nhiễm môi trường cao do có chứa hàm lượng chất hữu cơ, cặn lơ lửng, tổng N, tổng
P và vi sinh vật gây bệnh cao. Nước thải chăn nuôi, nhất thiết phải được xử lý trước
khi thải ra ngoài môi trường.
Các chất hữu cơ:
- Hàm lượng các chất hữu cơ cao, tỷ lệ BOD5/COD > 0,5 nước thải chứa các
chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học.
- Trong nước thải chăn nuôi, hợp chất hữu cơ chiếm 70 - 80% bao gồm
cellulose, protit, acid amin, chất béo, hydratcarbon và các dẫn xuất của chúng có
trong phân, thức ăn thừa. Hầu hết các chất hữu cơ dễ phân hủy, ngoài ra còn có các
chất khó phân hủy sinh học: các hợp chất hydrat cacbon, hợp chất vòng thơm, hợp
chất đa vòng, hợp chất chứa clo hữu cơ. Các chất vô cơ chiếm 20 - 30% gồm cát,
đất, muối, ure, ammonium, muối chlorua, SO42-,…
Tổng N và P: Khả năng hấp thụ N và P của các loài gia súc, gia cầm rất
kém, nên khi ăn thức ăn có chứa N và P thì chúng sẽ bài tiết ra ngoài theo phân và
nước tiểu. Trong nước thải chăn nuôi lợn thường chứa hàm lượng N và P rất cao.
Hàm lượng N - tổng trong nước thải chăn nuôi lợn 200 - 350 mg/L, trong đó N NH4 chiếm khoảng 80 - 90% Photpho từ 60 - 100 mg/L.

8

Vi sinh vật gây bệnh: Nước thải chăn nuôi chứa nhiều loại vi trùng, vi khuẩn
E.coli, vi khuẩn, virus và trứng ấu trùng giun sán gây bệnh.
Nước thải trong chăn nuôi lợn (nước tiểu vật nuôi, nước tắm, nước rửa chuồng, vệ
sinh dụng cụ,...) ước tính khoảng và chục nghìn tỷ m3/năm.
Nước thải chăn nuôi là một trong những loại nước thải có nồng độ ô nhiễm
cao, đặc biệt là BOD, COD, nitơ, photpho và sinh vật gây bệnh. Các thông số ô
nhiễm đặc trưng của nước thải chăn nuôi lợn được thể hiện trong bảng sau:
Bảng 1.1: Nồng độ của nước thải chăn nuôi lợn đâu vào

Thông số

Yêu cầu chất lượng

Nồng độ nước

Đơn vị

thải đầu vào

nước đầu ra (QCVN
24- 2009, cột A)

pH

7,2

-

6-9

BOD5

2817

mg/l

30

COD

5210

mg/l

50

SS

615

mg/l

50

N tổng

406

mg/l

15

P tổng

47

mg/l

4

Coliforms

5,8.109

MPN/100
ml

3000

(Nguồn: Điều tra đánh giá hiện trạng MT trại chăn nuôi lợn – Viện Chăn nuôi, 2010).
Theo kết quả điều tra đánh giá hiện trạng môi trường của viện chăn nuôi (2010)
tại các cơ sở chăn nuôi lợn có quy mô tập trung thuộc Hà Nội, Hà Tây, Ninh Bình,

9


Nam Định, Quảng Nam, Bình Dương, Đồng Nai cho thấy đặc trưng của nước thải
chăn nuôi:

Bảng 1.2: Chất lượng nước thải lợn điều tra tại các trại chăn nuôi tập trung
Chỉ tiêu Đơn vị
kiểm tra

Trại

TTNC Lợn

Trại lợn

Trại Cty

Trại

Đan Phuợng Thụy Phương Tam Điệp Gia Nam Hồng Điệp

Khoảng
dao động

pH

-

7,15

7,26

7,08

6,78

6,83

6-8

BOD5

mg/l

1339

1080

882

783

1221

780 - 1340

COD

mg/l

3397

2224

1924

1251

2824

1250 - 3400

TDS

mg/l

4812

4568

3949

4012

4720

3940 - 4810

P_tổng

mg/l

99,4

80,2

69,4

57,4

85,6

57 - 100

N_tổng

mg/l

332

280

250

204

275

200 - 280

(Nguồn: Điều tra đánh giá hiện trạng MT trại chăn nuôi lợn- Viện Chăn nuôi, 2010)
1.2.2. Hiện trạng quản lý và xử lý
Đây là loại chất thải ít được sử dụng và khó quản lý do:
Lượng nước thải lớn, lượng nước sử dụng cho nhu cầu uống, rửa chuồng
và tắm cho lợn là 30 - 50 lít nước/1con/ngày đêm.

Nước thải có mùi hôi thối, khó vận chuyển đi xa để sử dụng cho các mục
đích nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản;
Lượng nước thải quá lớn, không thể sử dụng hết cho diện tích đất canh
tác xung quanh.
Việc quản lý nước thải trong chăn nuôi lợn là vấn đề nan giải, nước thải chăn
nuôi lợn chứa chất hữu cơ và nitơ cao. Lưu lượng nước thải khá cao do số lượng
lợn nuôi nhiều và lợn được tắm nhiều lần trong ngày, nhất là lúc trời nóng (lưu
lượng nước sử dụng đối với lợn trưởng 30 - 50 lít/1 con/ngày).

10


Theo điều tra năm 2013 của Viện Chăn nuôi về tình hình quản lý nước thải
chăn nuôi ở một số huyện thuộc TP. HCM và một số tỉnh lân cận cho thấy: Nước
thải dùng cho mục đích nông nghiệp (15%). Đối với các trang trại không có đất
trồng trọt thì nước thải phần lớn chỉ xử lý sơ bộ sau đó thải ra môi trường (45%).
Có khoảng 40% số trang trại sử dụng bể Biogas để xử lý nước thải (Hình 1.2).

T-íi c©y
15%

Biogas
40%

Xölýs¬bé, th¶i raMT
45%

Hình 1.2: Mục đích sử dụng nước thải trong quá trình chăn nuôi lợn theo
điều tra tại một số huyên thuộc TP. Hồ Chí Minh
Kết quả điều tra đánh giá hiện trạng môi trường của Viện chăn nuôi (2013)

tại các cơ sở chăn nuôi lợn có quy mô tập trung thuộc Hà Nội, Hà Tây, Ninh Bình,
Nam Định, Quảng Nam, Bình Dương, Đồng Nai cho thấy: nước thải của các cơ sở
chăn nuôi lợn bao gồm nước tiểu, rửa chuồng, máng ăn, máng uống và nước tắm
rửa cho lợn. Cả 10 cơ sở chăn nuôi lợn được điều tra đều có chỉ có hệ thống xử lý
chất thải lỏng bằng công nghệ biogas. Kết quả điều tra của cho thấy hệ thống xử
lý nước thải tại các trang trại trên là: Nước thải

bể Biogas

hồ sinh học

thải ra môi trường, hầu hết các trang trại chăn nuôi lợn khác cũng có sơ đồ xử lý
chất thải như trên
Nhìn chung, việc quản lý chất thải chăn nuôi lợn đang gặp nhiều khó khăn.
Nhu cầu sử dụng chất thải chăn nuôi lợn trong nông nghiệp còn rất thấp. Vì vậy cần

11


có nhiều biện pháp tích cực kết hợp để giải quyết vấn đề quản lý và khắc phục sự ô
nhiễm môi trường do một lượng chất thải chăn nuôi gây ra.
1.3. Công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi lợn
Nước thải chăn nuôi lợn được xác định là loại nước thải dễ phân hủy sinh
học vì chứa chủ yếu là các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy như cacbonhydrat. Xử lý
nước thải chăn nuôi lợn bằng biện pháp sinh học là phổ biến ở hầu hết các trại chăn
nuôi công nghiệp nhờ tính khả thi và tính kinh tế cao của nó. Bên cạnh đó, phương
pháp xử lý sinh học có ưu điểm lớn so với các phương pháp xử lý khác ở chỗ chi
phí thấp và tính ổn định cao đối với các loại nước thải chứa các chất hữu cơ dễ phân
hủy sinh học.
1.3.1. Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng phương pháp cơ học và hóa lý

1.3.1.1. Xử lý bằng phương pháp cơ học
Phương pháp này, mục đích là tách cặn rắn ra khỏi hỗn hợp nước thải bằng
cách thu gom, lắng cặn. Có thể dùng song chắn rác, bể lắng...để loại bỏ cặn dễ lắng
tạo điều kiện xử lý và giảm khối tích các công trình phía sau. Sau khi tách cặn nước
thải được đưa vào các công trình xử lý phía sau, còn chất rắn tách được có thể đem
đi ủ để làm phân bón.
1.3.1.2. Xử lý bằng phương pháp hóa lý
Mục đích của phương pháp này là: sau khi xử lý cơ học, nước thải chăn nuôi
còn chứa nhiều chất hữu cơ và vô cơ dưới dạng các hạt có kích thước nhỏ, khó
lắng, khó có thể tách ra được bằng các phương pháp cơ học vì tốn nhiều thời gian
và hiệu quả không cao. Nhưng có thể áp dụng phương pháp keo tụ để loại bỏ chúng.
Các chất kẹo tụ thường sử dụng là phèn nhôm, phèn sắt, phèn bùn... kết hợp với sử
dụng polymer trợ keo tụ để tăng hiệu quả quá trình keo tụ.
Trong nghiên cứu của Trương Thanh Cảnh (2001) với nước thải chăn nuôi
lợn: Phương pháp cơ học và keo tụ có thể tách được 80 - 90% hàm lượng cặn trong
nước thải chăn nuôi lợn. Tuy nhiên, phương pháp hóa lý này đòi hỏi chi phí, kỹ

12


thuật cao không phù hợp với các cơ sở chăn nuôi. Ngoài ra, tuyển nổi cũng là một
phương pháp để loại cặn trong nước thải chăn nuôi lợn, nhưng chi phí đầu tư và vận
hành cao vì vậy, không phù hợp với các cơ sở chăn nuôi.
1.3.2. Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng phương pháp sinh học kỵ khí
Ưu và nhược điểm
Quá trình xử lý sinh học kỵ khí là quá trình phân hủy sinh học chất hữu cơ
thành những sản phẩm cuối cùng là CH4 và CO2 nhờ vi sinh vật trong điều kiện
không có ôxy. Quá trình phân hủy sinh học kỵ khí các hợp chất hữu cơ là quá trình
sinh hóa phức tạp, bao gồm hàng trăm phản ứng và hợp chất trung gian, mỗi phản
ứng được xúc tác bởi những enzym đặc biệt.

Vào những năm 1970 quá trình phân hủy kỵ khí được ứng dụng rông rãi
trong xử lý bùn và thải phân, sau đó phương pháp này được áp dụng cho xử lý nước
thải nhờ có những ưu điểm sau:
- Khả năng chịu tải trọng cao so với quá trình xử lý hiếu khí;
- Thời gian lưu bùn không phụ thuộc vào thời gian lưu nước. Một lượng sinh
khối lớn được giữ lại trong bể;
- Chi phí xử lý thấp (không phải cung cấp oxy như quá trình xử lý hiếu khí);
- Tạo ra một nguồn năng lượng mới có thể sử dụng (khí sinh học- Biogas);
- Hệ thống công trình xử lý đa dạng: UASB, lọc kỵ khí, kỵ khí xáo trộn hoàn
toàn, kỵ khí tiếp xúc...
Quá trình xử lý kỵ khí, bên cạnh các ưu điểm, ngoài ra còn có một số các
nhược điểm sau:
- Nhạy cảm với môi trường (nhiệt độ, PH, nồng độ kim loại nặng...);
- Phát sinh mùi;
- Tốc độ phát triển sinh khối chậm;

13


Trong công nghệ kỵ khí, cần lưu ý đến 2 yếu tố quan trọng:
+ Duy trì sinh khối càng nhiều càng tốt;
+ Tạo tiếp xúc đủ giữa nước thải và sinh khối vi khuẩn.
Quá trình phân hủy kỵ khí các hợp chất hữu cơ là quá trình sinh hóa phức
tạp, bao gồm hàng trăm phản ứng và hợp chất trung gian, mỗi phản ứng được xúc
tác bởi những enzym đặc biệt.
Bể Biogas
Đây là phương pháp xử lý kỵ khí khá đơn giản, chi phí đầu tư thấp, thường
thấy ở hầu hết các cơ sở chăn nuôi quy mô trang trại, kể cả quy mô hộ gia đình.
Nước thải từ hệ thống chuồng trại được dẫn trực tiếp vào bể kín với thời gian lưu
nước trong bể khoảng 15 - 30 ngày, tận dụng hoạt động của các vi sinh vật kỵ khí

trong bể và trong lớp bùn đáy để khoáng hóa các chất hữu cơ. Mực nước trong bể,
thông thường được thiết kế chiếm 2/3 chiều cao bể, còn 1/3 chiều cao ở phía trên bể
bị khí CH4, CO2 và các khí khác sinh ra do phân hủy kỵ khí chiếm chỗ. Phía trên có
đặt hệ thống thu khí để thu hồi các khí sinh ra (Biogas) tận dụng làm khí đốt hoặc
chạy máy phát điện...dưới cùng là lớp bùn đáy tương đối ổn định
Ưu điểm của bể Biogas là có thể sản xuất được nguồn năng lượng khí sinh
học để thay thế được một phần các nguồn năng lượng khác.
Trong bể Biogas các chất hữu cơ được phân hủy một phần, do đó sau Biogas
nước thải có hàm lượng chất hữu cơ thấp và ít mùi hơn. Bùn cặn trong bể biogas có
thể sử dụng để cải tạo đất nông nghiệp. Cùng với việc có nguồn năng lượng mới sử
dụng, còn góp phần giảm thiểu hiện tượng chặt phá rừng và bảo vệ môi trường. Khí
Biogas là một nguồn năng lượng có triển vọng trong tương lai đồng thời góp phần
bảo vệ môi trường và bảo tồn tài nguyên thiên nhiên.

14


Bảng 1.3: Kết quả phân tích chất lượng nước thải trước và sau Biogas
Kết quả phân tích
Thông số

TT
1

pH

Đơn vị

QCVN 24/2009
Trước

Sau

Biogas

Biogas

(Loại A)

-

7.1

7.5

6-9

2

Tổng N

mg/l

684

650

15

3

Tổng P

mg/l

109

54

4

4

COD

mg/l

3250

1250

50

5

Kiềm toàn phần

mg/l

2835

2060

-

6

Hàm lượng SS

mg/l

2655

1070

50

7

TDS

mg/l

3250

2150

-

( Nguồn: Điều tra đánh giá hiện trạng NT trại chăn nuôi lợn – Viện chăn nuôi, 2010)

Nhận xét: Nước thải sau xử lý Biogas ở đây cũng có các chỉ tiêu ô nhiễm
đặc trưng của nước thải chăn nuôi, thể hiện qua các chỉ tiêu TSS, COD, BOD, ∑N,
∑P và cần tiếp tục xử lý trước khi có thể thải ra môi trường.
Hồ kỵ khí
Chiều sâu hồ khoảng 3 - 5m, lớp nước trong hồ được khuấy đảo nhờ các bọt
khí sinh ra từ quá trình kỵ khí ở đáy và các yếu tố khác như gió, chuyển động đối
lưu... Hiệu quả xử lý của hồ kỵ khí phụ thuộc vào thời gian lưu và tải lượng chất
hữu cơ, tải trọng BOD của hồ kỵ khí tương đối cao, từ 200 - 500 kg BOD/ha.ngày.
Hiệu quả khử BOD từ 50 - 85%. Hàm lượng chất lơ lửng khi ra khỏi hồ 80 - 160
mg/L.
Quá trình kỵ khí trong UASB
Hệ thống này được nghiên cứu và ứng dụng bởi Gatze Lettinga và các cộng
sự của trường đại học Wageningen ở Hà Lan từ những năm 1970, nó thích hợp cho

15


việc xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ từ thấp tới cao tại các vùng nhiệt
đới. Trong quá trình xử lý, UASB làm giảm hàm lượng chất hữu cơ trong nước thải
và sinh ra một lượng khí Biogas đáng kể.
Đây là quá trình xử lý sinh học kỵ khí ngược dòng. Nước thải được đưa từ
dưới lên qua lớp bùn kỵ khí lơ lửng ở dạng hạt. Quá trình sinh hóa diễn ra khi nước
thải tiếp xúc với lớp hạt bùn này. Một phần khí sinh ra trong quá trình phân hủy kỵ
khí (CH4, CO2 và một số khí khác) sẽ kết dính các bông bùn và kéo các bông bùn
lên lơ lửng trong bể tạo ra sự khuấy trộn đều giữa bùn và nước. Khi lên đến đỉnh
các bọt khí sẽ va chạm với các tấm chắn nghiêng hình nón, các bọt khí được giái
phóng tự do còn bùn được rơi xuống theo trọng lực. Tấm chắn được đặt nghiêng
trong vùng tách pha để tăng tiết diện, tiết diện dòng chảy tăng do đó làm giảm tốc
độ lắng của pha rắn tại vùng này, bùn được tích tụ trên bề mặt tấm chắn nghiêng khi
đủ lớn tách ra và rơi xuống vùng lắng.

Bể EGSB (Expanded Granular Slugde Bed):
Một trong những yếu tố quan trọng của hệ UASB là dạng tập hợp sinh khối,
sinh khối keo tụ thành hạt bùn: kích thước 1 - 5mm, khối lượng riêng lớn, độ bền cơ
học cao, tốc độ sa lắng lớn và hoạt tính metan hóa cao. Một hệ UASB thông thường
không có khả năng tạo ra các hạt bùn có tính chất như trên mặc dù có hiệu quả xử lý
cao, chứng tỏ chúng không phải là điều kiện tiên quyết cho hiệu quả xử lý của hệ,
chính từ quan điểm trên người ta đã biến thể hệ UASB thành hệ EGSB. Năm 1983
Lettinga và cs, đã phát minh ra hệ thống EGSB - Expanded Granular Sludge Bed
(lớp bùn hạt mở rộng).
Dòng nước thải đi vào hệ thống theo chiều từ dưới lên, qua một lớp bùn hạt
mở rộng, chứa những vi sinh vật kỵ khí để phân huỷ chất hữu cơ chứa trong bùn
thải. Vận tốc dòng lên của hệ thống có thể đạt trên 9 m/h, cao hơn nhiều hệ thống
UASB (0,6 - 0,9 m/h). Nước thải ra khỏi hệ thống có thể được tuần hoàn trở lại một
phần, do tải lượng của bể EGSB (2 – 4 kg COD/m3.ngày [8]) thấp hơn so với bể
UASB.

16


+ Ưu điểm:
- Giảm được chi phí xây dựng (do tải trọng xử lý cao);
- Độ ổn định cao ngay cả với những điều kiện hoạt động không thuận lợi, có
thể hoạt động được ở nhiệt độ thấp: 8 – 12 oC; có thể xử lý nhiều chất độc hại
và nhiều loại acid béo có cấu tạo bền vững;
- Vận tốc nước dâng lớn: 9 - 12m/h (trong bể UASB là 0,6 - 0,9m/h)
+ Nhược điểm:
- Tốn năng lượng do dòng tuần hoàn;
- Bùn dư có khả năng phân tách kém hơn bùn trong hệ UASB;
- Do tốc độ dâng nước lớn nên rất khó tạo bùn hạt (loại bùn có hoạt tính cao)
Từ các ưu nhược điểm trên cho thấy hệ thống EGSB nên áp dụng cho nước

thải có tải lượng COD thấp và chứa các chất hữu cơ dạng hòa tan.
1.3.3. Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng phương pháp sinh học hiếu khí
Aerotank:
Đây là quá trình xử lý hiếu khí lơ lửng, hệ thống xử lý bằng bùn hoạt tính
được phát minh bởi Arden và Lockett năm 1914 tại Anh. Vi sinh vật dính bám lên
các bông cặn có trong nước thải và phát triển sinh khối tạo thành bông bùn có hoạt
tính phân hủy chất hữu cơ. Các bông bùn này được cấp khí cưỡng bức đảm bảo
lượng oxy cần thiết cho hoạt động phân hủy và giữ cho bông bùn ở trạng thái lơ
lửng. Các bông bùn lớn dần lên do hấp phụ các chất rắn lơ lửng, tế bào VSV, động
vật nguyên sinh... qua đó nước thải được làm sạch.
Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng bể Aerotank có ưu điểm:
- Tiết kiệm được diện tích;
- Hiệu quả xử lý cao;

17


- Ổn định nhưng chi phí đầu tư xây dựng và chi phí vận hành khá lớn so với các
phương pháp xử lý hiếu khí khác như: ao hồ sinh học, mương oxy hóa... Do đó tùy
điều kiện kinh tế, quỹ đất mà lựa chọn hình thức xử lý phù hợp.
Lọc sinh học hiếu khí
Sử dụng hệ vi sinh vật dính bám trên các vật liệu lọc để xử lý các chất hữu
cơ trong nước thải. Vi sinh vật có thể dính bám lên giá thể vì có nhiều loại VSV có
khả năng tiết ra các polyme sinh học giống như keo dính vào giá thể, tạo thành
màng. Lớp màng này dày lên và có khả năng oxy hóa, hấp phụ: chất hữu cơ, cặn lơ
lửng hoặc trứng giun sán.
Sự phân loại màng sinh học kỵ khí và màng sinh học hiếu khí chỉ mang tính
tương đối, vì trong quá trình màng hiếu khí vẫn luôn tồn tại các chủng vi sinh vật kỵ
khí ở lớp màng phí trong tùy thuộc vào điều kiện cấp khí.
Hồ sinh học

Các quá trình diễn ra trong hồ sinh học tương như quá trình tự làm sạch ở
sông hồ nhưng tốc độ nhanh hơn và hiệu quả cao hơn. Trong hồ có thể nuôi trồng
thủy thực vật, tảo, vi sinh vật, cá.... để tăng hiệu quả xử lý. Quần thể động thực vật
trong hồ đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình chuyển hóa các hợp chất hữu cơ
của nước thải. Đầu tiên vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ phức tạp thành các
chất đơn giản, đồng thời trong quá trình quang hợp chúng lại giải phóng ra oxy
cung cấp cho động thực vật. Cá bơi khuấy trộn nước có tác dụng tăng sự tiếp xúc
của oxy với nước, thúc đẩy sự họat động, phân hủy của vi sinh vật...
Ngoài nhiệm vụ xử lý nước thải, hồ sinh học còn có các lợi ích: nuôi trồng
thủy sản và cây trồng, điều hòa lưu lượng, dự trữ nước cho các mục đích sử dụng
nước khác.
Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng thuỷ sinh thực vật
Trong xử lý nước thải, thực vật thủy sinh (TVTS) có vai trò rất quan trọng.
TVTS tham gia loại bỏ các chất bẩn hữu cơ, chất rắn lơ lửng, nitơ, phốtpho, kim

18


loại nặng và VSV gây bệnh. Trong quá trình xử lý nước thải thì sự phối hợp chặt
chẽ giữa thực vật thủy sinh và các sinh vật khác (động vật phù du, tảo, vi khuẩn, vi
nấm, động vật nguyên sinh, nhuyễn thể, ấu trùng, côn trùng…) có ý nghĩa quan
trọng. Vi sinh vật tham gia trực tiếp vào quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ và
tạo nguyên liệu dinh dưỡng (N, P và các khoáng chất khác…) cho thực vật sử dụng.
Đây chính là cơ chế quan trọng để TVTS loại bỏ các hợp chất vô cơ N, P. Hiện nay
việc sử dụng TVTS trong công tác bảo vệ môi trường ngày càng dược chú ý hơn vì
chúng có những ưu điểm nổi bật:
- Xử lý được nhiều tác nhân gây ô nhiễm;
- Thân thiện với môi trường;
- Tốc độ tăng trưởng sinh khối nhanh: sinh khối của TVTS sau xử lý có thể sử
dụng làm thức ăn chăn nuôi, sản xuất khí mêtan, phân bón…;

- Giá thành xử lý thấp hơn so với các phương pháp sinh học khác.

1.3.4. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
1.3.4.1. Ngoài nước
Tác động của môi trường do nước thải chăn nuôi lợn đang là vấn đề chung
cho các nước có ngành chăn nuôi gia súc phát triển như ở Châu Mỹ, Châu Âu,
Trung Quốc, Thái Lan… Tuy nhiên, ở các nước phát triển, sự phát triển của ngành
nông nghiệp nói chung và chăn nuôi nói riêng được quy hoạch và có kiểm soát chặt
chẽ cả về kỹ thuật và môi trường. Trên thế giới, việc nghiên cứu đánh giá tác động
môi trường của ngành chăn nuôi được thực hiện định kỳ trên phạm vi rộng lớn, có
khi trong cả một quốc gia hoặc vài nước cận kề.
Tại các nước phát triển việc ứng dụng phương pháp sinh học trong xử lý
nước thải chăn nuôi đã được nghiên cứu, ứng dụng và cải tiến trong nhiều năm qua.
Tại Hà Lan, nước thải chăn nuôi được xử lý bằng công nghệ sục khí luân
phiên qua 2 giai đoạn: giai đoạn hiếu khí chuyển hóa thành phần hữu cơ thành CO2,
nhiệt năng và nước, amoni được nitrat hóa thành nitrit và/hoặc khí Nitơ; giai đoạn

19


kỵ khí xảy ra quá trình phản nitrat thành khí Nitơ, Phốtphat được loại bỏ từ pha
lỏng bằng định lượng vôi vào bể sục khí (Willers et al, 1994).
Tại Tây Ban Nha, nước thải chăn nuôi được xử lý bằng quy trình
VALPUREN (được cấp bằng sáng chế Tây Ban Nha số P9900761). Đây là quy
trình xử lý kết hợp phân hủy kỵ khí, hiếu khí tạo hơi nước và làm khô bùn bằng
nhiệt năng được cấp bởi hỗ hợp khí sinh học và khí tự nhiên.
Hay tại Thái Lan, công trình xử lý nước thải sau Biogas là UASB. Đây là
công trình xử lý sinh học kỵ khí ngược dòng. Nước thải được đưa vào từ dưới lên,
xuyên qua lớp bùn kỵ khí lơ lửng ở dạng các bông bùn mịn. Quá trình khoáng hóa
các chất hữu cơ diễn ra khi nước thải tiếp xúc với các bông bùn này. Một phần khí

sinh ra trong quá trình phân hủy kỵ khí (CH4, CO2 và một số khí khác) sẽ kết dính
với các bông bùn và kéo các bông bùn lên lơ lửng trong bùn, tạo sự khuấy trộn đều
giữa bùn và nước. Khi lên đến đỉnh bể, các bọt khí được giải phóng với khí tự do và
bùn sẽ rơi xuống. Để tăng tiếp xúc giữa nước thải với các bông bùn, lượng khí tự do
sau khi thoát ra khỏi bể được tuần hoàn trở lại hệ thống.
Hay ở các nước châu Âu và Mỹ, nhất là ở Anh, để xử lý nước thải chăn nuôi,
kỹ thuật yếm khí luôn là sự lựa chọn đầu tiên. Nước và chất thải chăn nuôi được coi
là nguồn nguyên liệu để sản xuất biogas thu hồi năng lượng. Ở Đức biogas từ chất
thải chăn nuôi và các nguồn thải hữu cơ khác đã được đưa vào cán cân năng lượng
quốc gia để đạt mục tiêu 20% năng lượng sử dụng là năng lượng tái tạo vào 2020.
Có thể nói, để xử lí nước thải chăn nuôi người ta đã sử dụng đủ các phương tiện, từ
các hệ ao hồ tự nhiên, đất ngập nước, hệ phân hủy yếm khí đơn giản cho tới các hệ
xử lí yếm khí hiện đại như IC.
Trong việc giảm chi phí xử lí nước thải chăn nuôi, nhiều tác giả đã quan tâm
đến kĩ thuật ABR, một kĩ thuật đơn giản nhưng khá hiệu quả cho phép xử lí nước
thải với chi phí thấp, trong đó tác giả Yang và ctv. từ khoa nông nghiệp, trường
Tổng hợp Hawai đã nghiên cứu sử dụng hệ ABR, hệ thống làm việc với thời gian
lưu bùn kéo dài tới 15 - 300 ngày, thời gian lưu nước HRT = 0,25 - 5 ngày. Kết quả

20


cho thấy với tải hữu cơ OLR đầu vào = 2,5 - 8,5 kg/m3/ngày thì hiệu quả xử lí COD
tối đa đạt 81%, tốc độ sinh metan tối đa = 0,8 L/ngày.
1.3.4.2. Trong nước
Ở nước ta việc xử lý nước thải chăn nuôi cho đến nay chỉ phổ biến áp dụng
rộng rãi một số loại hầm Biogas cỡ nhỏ phù hợp với chăn nuôi phân tán. Một số trang
trại quy mô lớn được xây dựng trong thời gian gần đây đã có sử dụng các hầm Biogas
có thể tích tới hàng trăm, hàng ngàn mét khối kết hợp với các hồ sinh học để xử lý
nước thải. Hoặc nước thải sau Biogas được tiếp tục qua hệ xử lý sinh học (Biofiml,

Aeroten) UASB. Hầm Biogas chỉ xử lý được chất hữu cơ còn hồ sinh học có thể xử lý
N và P nhưng thời gian lưu lâu. Nước thải sau xử lý bằng các biện pháp trên chưa đáp
ứng các tiêu chuẩn thải của QCVN 40/2011 về COD, BOD, tổng N [12].
Các phương pháp xử lý khác như phương pháp kỵ khí UASB, kỵ khí tiếp
xúc, lọc sinh học, xử lý hiếu khí Aeroten...đã được một số tác giả quan tâm nghiên
cứu và tỏ ra có hiệu quả nhưng hầu hết mới chỉ dừng lại ở thực nghiệm, đề xuất về
lý thuyết hoặc ứng dụng nếu có chỉ ở qui mô nhỏ lẻ. Đặc biệt, việc xử lý chất ô
nhiễm N và P hầu như chưa được quan tâm trong khi đây là yếu tố gây phú dưỡng
môi trường nước các thuỷ vực tiếp nhận dẫn đến “nở hoa nước” do vi tảo bao gồm
vi khuẩn lam độc phát triển mạnh, làm mất cân bằng sinh thái và suy giảm chất
lượng nước, ảnh hưởng xấu đến môi trường sống và sức khỏe cộng đồng. Chất thải
rắn, bùn thải trong chăn nuôi chưa được xử lý triệt để, chưa tạo ra được sản phẩm
hữu ích cho thị trường.
Một số nghiên cứu của Viện Chăn nuôi, Dự án liên minh Châu Âu – chương
trình Asia proEco mới chỉ dừng lại ở việc điều tra, khảo sát, đánh giá thực trạng ô
nhiễm và đề xuất ra các mô hình xử lý nước thải chăn nuôi mà chưa có các thực
nghiệm thực tế. Bên cạnh đó, các cơ quan quản lý như Bộ Nông nghiệp, Bộ Tài
Nguyên & Môi Trường cũng mới chỉ dừng lại ở việc ban hành ra các bộ tiêu chuẩn
mà chưa có các hướng dẫn biện pháp xử lý cụ thể.

21


Theo ông Phùng Đức Tiến và cơ sở đánh giá thực trạng ô nhiễm môi trường
trong chăn nuôi đã kết luận: Tình hình xử lý chất thải trong chăn nuôi còn chưa
được quan tâm đúng mức. Tỷ lệ cơ sở chăn nuôi có khu xử lý chất thải rất thấp.
Phương thức xử lý còn rất thô xơ chủ yếu là ủ phân tươi và phân nhỏ xử lý bằng
biogas. Còn lại một tỷ lệ lớn chất thải đổ trực tiếp ra môi trường. Môi trường chăn
nuôi bị ô nhiễm nặng. Nước thải chăn nuôi không được xử lý gây ô nhiễm nặng nề
môi trường xung quanh, đặc biệt là các chỉ tiêu vi sinh vật. Đây là một nguồn lây

lan dịch bệnh. Hàm lượng Coliforms cao hơn mức cho phép là 78,1 - 630,43 lần.
Mức độ ô nhiễm có xu hướng tăng theo qui mô chăn nuôi. Chăn nuôi trang trại với
mức tập trung cao, không có biện pháp xử lý chất thải có mức độ ô nhiễm cao hơn.
Trong ba đối tượng vật nuôi (lợn, bò và gia cầm) thì chăn nuôi lợn có mức độ ô
nhiễm cao nhất.
Có thể nói rằng, ở nước ta hiện nay chưa có mô hình công nghệ đồng bộ nào
giải quyết tốt vấn đề chất thải chăn nuôi lợn qui mô trang trại cả về chất hữu cơ, N,
P và vi sinh vật gây bệnh.
Năm 2008, Viện Chăn nuôi thực hiện Dự án “Xây dựng mô hình chăn nuôi
lợn kết hợp với bảo vệ môi trường cho năng suất cao” đã đạt kết quả tốt trong việc
ứng dụng các giải pháp kỹ thuật tổng hợp vào xây dựng mô hình chăn nuôi nông hộ,
kết quả đã giảm thiểu hàm lượng một số chỉ tiêu đặc trưng cho ô nhiễm môi trường
từ 27,0- 63,45%; giảm tỷ lệ viêm phổi và tiêu chảy ở lợn con, viêm tử cung ở lợn
nái, góp phần nâng cao năng suất chăn nuôi và giảm giá thành/1 kg lợn con 2 tháng
tuổi từ 5,83- 6,34%; mức giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong khu vực chuồng
nuôi và cải thiện năng suất chăn nuôi; nâng cao thu nhập cho người chăn nuôi.
- Cục Chăn nuôi, thuộc Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn và Tổ chức
hợp tác phát triển Hà Lan (SNV) thực hiện dự án “Chương trình Khí sinh học cho
Ngành Chăn nuôi Việt Nam 2008 – 2012”. Mục tiêu tổng thể của Dự án là góp phần
phát triển nông thôn thông qua việc sử dụng công nghệ khí sinh học, xử lý chất thải
chăn nuôi, cung cấp năng lượng sạch và rẻ tiền cho bà con nông dân, góp phần bảo vệ

22


sức khoẻ cộng đồng, tạo thêm công ăn việc làm ở nông thôn và giảm thiểu sử dụng
nguyên liệu hoá thạch, giảm hiện tượng phá rừng và giảm phát thải khí nhà kính.
Dự án góp phần khuyến khích và tạo điều kiện thuận lợi cho các hộ gia đình
phát triển kinh tế trang trại, mở rộng chăn nuôi ở nhiều loại hình và quy mô, trong đó
công nghệ khí sinh học có thể giúp xử lý phân chuồng và chất thải, đồng thời sản xuất

ra nguồn năng lượng tái tạo từ quá trình xử lý chất thải. Ngoài ra, bã thải khí sinh học
khi sử dụng đúng cách sẽ loại “phân hữu cơ” sạch và giàu dinh dưỡng giúp nâng cao
năng suất, chất lượng rau, quả và cải tạo đất, kiểm soát sâu bệnh. Dự án gián tiếp góp
phần vào xoá đói giảm nghèo, giảm chi phí lao động nội trợ và tạo việc làm hữu ích
cho lao động nông thôn như thợ xây dựng, bảo hành, lắp đặt công trình, chăn nuôi và
làm vườn.
Đến cuối năm 2009, dự án đã hỗ trợ xây dựng trên 37.000 công trình khí sinh
học, đào tạo hơn 300 kỹ thuật viên tỉnh và huyện, 600 đội thợ xây khí sinh học và tổ
chức hàng ngàn hội thảo tuyên truyền và tập huấn người sử dụng khí sinh học.
Hiện nay chỉ có 0,3% trong số 17.000 các trang trại lớn, nhỏ đã sử dụng khí
sinh học. Chiến lược quốc gia của Chính phủ về Cung cấp nước sạch và vệ sinh môi
trường đặt mục tiêu là đến năm 2020 sẽ có khoảng 45% trang trại sử dụng hệ thống
quản lý chất thải, đặc biệt là bể biogas để xử lý và quản lý chất thải.
Tại huyện Thạch Thất trước tháng 5/2010 tất cả các hầm biogas tại các xã
đều do người dân tự xây dựng không có chương trình trợ giúp nào. Hầu hết hầm
biogas đều là loại túi plastic, ống bê tông và hầm chữ nhật, do thợ xây dựng trong
xã tự làm. Tỷ lệ người dân lắp đặt khoảng 10% tổng số hộ chăn nuôi do chi phí lắp
đặt còn cao, người dân cũng chưa hiểu rõ lợi ích của mô hình xử lý chất thải bằng
hầm biogas nên còn chưa tin tưởng lắp đặt. Các hộ dân thường đống ý lắp đặt hầm
biogas khi được người quen đã sử dụng công trình giới thiệu lại. Với họ thông tin
tiếp nhận về lợi ích biogas qua sách, báo, đài không đủ thuyết phục để họ chi một
khoản tiền lớn mà chưa biết có thu hồi vốn được hay không. Để giải quyết vấn đề
này phòng Tài nguyên môi trường huyện đã có biện pháp tuyên truyền, tập huấn, xử

23


phạt với các hộ chăn nuôi gây ô nhiễm môi trường, với chương trình mở lớp tập
huấn về mô hình biogas của UBND huyện Thạch Thất, nhiều hộ dân ở đây đã đăng
ký tham gia chương trình và đã đâu tư xây dựng công trình biogas đưa vào sử dụng

theo đúng mô hình tập huấn. Kết quả người dân hài lòng về chất lượng công trình,
có gas đều, chất lượng gas tốt, chất lượng nước thải gây ô nhiễm môi trường giảm
đi rõ rệt.
Hiệu quả tích cực về môi trường mà bioagas mang lại là không thể phủ nhận
“quá trình phân hủy sinh học kỵ khí được xem là giải pháp thích hợp để xử lý chất
thải có nồng độ chất hữu cơ và chất rắn cao như nước thải chăn nuôi lợn. Sản xuất
khí sinh học (biogas) từ chất thải chăn nuôi là giải pháp tạo ra lợi ích kép nhằm làm
giảm thiểu ô nhiễm và biến chất thải thành nguồn năng lượng sạch hữu ích”. Tuy
nhiên nồng độ các chất sau xử lý vẫn còn khá cao, Biogas vẫn chưa là biện pháp
cuối cùng để xử lý chất thải chăn nuôi “Trung bình mỗi một trang trại có lượng chất
thải rắn và chất thải lỏng được thải ra hàng ngày tương đối lớn (1000-5000kg chất
thải rắn, 100-200m3 nước thải).
1.4. Hiện trạng mức độ ô nhiễm của nước thải sau xử lý biogas hiện nay
Theo báo cáo của Viện Công nghệ môi trường (trong khuôn khổ dự án Dự án
tăng cường năng lực Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam trong lĩnh vực bảo vệ
môi trường nước - Giai đoạn II giữa Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam và tổ
chức JICA), hiện nay thì hiện trạng xử lý nước thải chăn nuôi tại các trang trại có
các phương pháp xử lý nước thải phổ biến như sau:
(1)

Nước thải

(2) Nước thải, phân

Thải ra

Ao nuôi cá/kênh
mương

Hồ kị khí có phủ bạt

Tách phân

24

Ao sinh thái

Thải


(3) Nước thải, phân

Thải ra kênh mương

Bể Biogas

Tách phân

(4) Nước thải, phân

Ao / hồ sinh
học

Bể Biogas

Thải ra kênh mương

Tách phân

(5)

Nước thải,
phân

Ổn định kị
khí

Lọc sinh học
hiếu khí
khíkhí/aeroten

Hồ thực vật
thủy sinh

Hình 1.3. Các phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi lợn đang áp dụng tại các trang trại
Theo kết quả báo cáo thì hiện có 5 loại công nghệ điển hình được các trang
trại áp dụng để xử lý nước thải chăn nuôi. Thứ nhất nước thải chăn nuôi được thải
trực tiếp ra kênh mương làm ô nhiễm môi trường xung quanh một cách nghiêm
trọng, trong số các trang trại Viện Công nghệ môi trường khảo sát thì biện pháp thứ
nhất này chiếm 8,3% trên tổng số trang trại khảo sát (2/24 trang trại). Thứ hai, nước
thải chăn nuôi (có thể lẫn phân hoặc đã được tách phân) được xử lý bằng hồ kị khí
có phủ bạt sau đó qua áo sinh thái rồi thải ra môi trường, có khoảng 8,3% trang trại
sử dụng biện pháp này (2/24 trang trại). Thứ ba, nước thải chăn nuôi được xử lý qua
hầm biogas, sau đó được thải ra kênh mương, chiếm 50% số trang trại khảo sát
(12/24 trang trại). Thứ tư, là nước thải chăn nuôi (có thể lẫn phân hoặc đã được tách
phân) được xử lý bằng hầm biogas, sau đó được xử lý tiếp bằng ao/hồ sinh học,
chiếm 25% số trang trại khảo sát (6/24 trang trại). Thứ năm, nước thải chăn nuôi
được xử lý bằng ổn định kỵ khí, sau đó được xử lý bằng phương pháp lọc sinh học

25

Thải