Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi sau biogas bằng thực vật thủy sinh

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
----------o0o----------

ĐỖ THỊ HẢI LÝ

Tên đề tài:
ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHĂN NUÔI
SAU BIOGAS BẰNG THỰC VẬT THỦY SINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành

: Khoa học môi trƣờng

Khoa

: Môi trƣờng

Khoá học

: 2011 – 2015

Thái Nguyên, năm 2015

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
----------o0o----------

ĐỖ THỊ HẢI LÝ
Tên đề tài:
ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHĂN NUÔI
SAU BIOGAS BẰNG THỰC VẬT THỦY SINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành

: Khoa học môi trƣờng

Lớp

: K43 – KHMT – N03

Khoa

: Môi trƣờng

Khoá học

: 2011 – 2015

Giảng viên hƣớng dẫn : TS. Phan Thị Thu Hằng

Thái Nguyên, năm 2015


i
LỜI CẢM ƠN
Thực tập tốt ngiệp là giai đoạn cuối cùng của quá trình đào tạo tại các
trường Đại học. Đây là thời gian giúp cho mỗi sinh viên làm quen với công
tác nghiên cứu khoa học, củng cố lại những kiến thức lý thuyết đã được học
và vận dụng những kiến thức đó vào thực tế, qua đó giúp cho sinh vienetichs
lũy kinh nghiệm để phục vụ cho quá trình công tác về sau.
Để đạt được mục tiêu trên, được sự nhất trí của khoa Môi trường
trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên, tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài:
"Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi sau Biogas bằng thực vật
thủy sinh” tại xã Liên Châu, huyện Yên Lạc, tỉnh Vĩnh Phúc.
Trong thời gian thực tập , tôi đã nhận được sự hướng dẫn tận tình của
các thầy cô giáo, gia đình và bạn bè, đã tạo điều kiện và giúp đỡ để tôi hoàn
thành khóa luận tốt nghiệp của mình. Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành
và sâu sắc tới Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Ban
chủ nhiệm khoa Môi trường cùng Ban lãnh đạo xã Liên Châu huyện Yên Lạc
tỉnh Vĩnh Phúc. Đặc biệt là sự chỉ bảo hưởng dẫn tận tình của cô giáo
TS.Phan Thị Thu Hằng để tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thái nguyên, tháng 05 năm 2015
Sinh viên

Đỗ Thị Hải Lý

ii
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Tính chất nước thải chăn nuôi heo ................................................... 7
Bảng 2.2. Lượng phân thải ra ngoài của các loại vật nuôi ................................ 9
Bảng 2.3. Các loại trang trại phân theo vùng .................................................. 10
Bảng 2.4. Kết quả phân tích nước thải chăn nuôi trước và sau xử lý biogas . 18
Bảng 3.1. Công thức cây trong thí nghiệm ..................................................... 31
Bảng 4.1. Các chỉ tiêu phát triển kinh tế xã Liên Châu .................................. 36
Bảng 4.2. Kết quả phân tích một số chỉ tiêu vật lý, hóa học của nước thải chăn
nuôi sau hệ thống biogas. ................................................................ 42
Bảng 4.3. Hiệu quả xử lý COD ....................................................................... 43
Bảng 4.4. Hiệu quả xử lý BOD ....................................................................... 45
Bảng 4.5. Hiệu quả xử lý T-N ......................................................................... 47
Bảng 4.6. Hiệu quả xử lý T-P ......................................................................... 49
Bảng 4.7. Kết quả màu sắc và mùi nước thải trong quá trình xử lý ............... 51


iii
DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ
Hình 2.1 Mô hình sử dụng phương pháp biogas xử lý trong chăn nuôi phổ
biến ở Việt Nam .............................................................................. 18
Hình 4.1. Hiệu quả xử lý COD ....................................................................... 44
Hình 4.2. Hiệu quả xử lý BOD ....................................................................... 45
Hình 4.3. Hiệu quả xử lý T-N ......................................................................... 47
Hình 4.4. Hiệu quả xử lý T-P .......................................................................... 49


iv
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

BOD

: Nhu cầu oxy sinh hóa

COD

: Nhu cầu oxy hóa học

ĐVT

: Đơn vị tính

FAO

: Tổ chức Nông Lương thế giới

GDP

: Tổng sản phẩm nội địa

HTX

: Hợp tác xã

NN&PTNT : Nông nghiệp và phát triển nông thôn
NXB

: Nhà xuất bản

NQ-TU

: Nghị quyết- trung ương

QCVN

: Quy chuẩn Việt Nam

SBR

: Sequencing biological reactor( bể lọc sinh học từng mẻ)

SLLT

: Sản lượng lương thực

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

T-N

: Tổng nitro

TN&MT

: Tài nguyên và môi trường

TTCN- XD : Tiểu thủ công nghiệp –xây dựng
T-P

: Tổng phospho

TSS

: Chất rắn lơ lửng

UASB

: Upflow Anaerobic Bludge Blanket (bể xử lý sinh học dòng
chảy ngược qua tầng bùn kỵ khí)

UBND

: Ủy ban nhân dân

VSV

: Vi sinh vật

WHO

: tổ chức y tế thế giới


v
MỤC LỤC
Phần 1. MỞ ĐẦU ............................................................................................ 1
1.1.Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................... 1
1.2.Mục tiêu của đề tài ................................................................................... 3
1.3. Yêu cầu của đề tài ................................................................................... 3

1.4. Ý nghĩa của đề tài.................................................................................... 4
Phần 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................. 5
2.1.Cơ sở khoa học ......................................................................................... 5
2.1.1. Một số khái niệm cơ bản ................................................................... 5
2.1.2. Tổng quan về chất thải chăn nuôi ..................................................... 6
2.1.3. Nguồn gốc phát sinh chất thải chăn nuôi .......................................... 6
2.1.4. Thành phần chất thải chăn nuôi ........................................................ 6
2.1.5. Đặc tính của chất thải chăn nuôi ....................................................... 8
2.1.6. Tổng quan về tình hình chăn nuôi lợn ở Việt Nam .......................... 9
2.2. Tình hình chăn nuôi trong và ngoài nước ............................................. 12
2.2.1. Thực trạng chất thải chăn nuôi trên thế giới ................................... 12
2.2.2. Thực trạng chất thải chăn nuôi tại Việt Nam .................................. 14
2.3. Biện pháp xử lý nước thải chăn nuôi bằng hệ thống Biogas ................ 17
2.4. Một số phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi ................................... 19
2.4.1. Xử lý nước thải chăn nuôi bằng phương pháp sinh học kỵ khí ...... 19
2.4.2.Xử lý nước thải chăn nuôi bằng phương pháp sinh học hiếu khí .... 23
2.4.3. Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng phương pháp hiếu khí- thiếu khí ...... 26
Phần 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...30
3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................ 30
3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ......................................................... 30
3.3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 30
3.4. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................... 30
3.4.1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp ............................................. 30


vi
3.4.2. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa ......................................... 30
3.4.3. Phương pháp thu thập số liệu.......................................................... 31
3.4.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm ....................................................... 31
3.4.5. Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu ......................................... 32

3.4.6. Phương pháp xử lý số liệu .............................................................. 33
Phần 4. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC .................................................................. 34
4.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên ................................................................. 34
4.1.1. Vị trí địa lý ...................................................................................... 34
4.1.2. Khí hậu ............................................................................................ 34
4.1.3. Địa hình địa mạo ............................................................................. 35
4.1.4. Thủy văn ......................................................................................... 35
4.2. Hiện trạng kinh tế xã hội [15] ............................................................... 35
4.2.1. Tăng trưởng kinh tế và chuyển dịch cơ cấu kinh tế........................ 35
4.2.2. Thực trạng phát triển các ngành kinh tế ......................................... 38
4.3. Đặc trưng nguồn nước thải chăn nuôi tại xã Liên Châu, huyện Yên Lạc,
tỉnh VĨnh Phúc ............................................................................................. 42
4.4. Hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi sau biogas bằng bèo cái và rau dừa
nước qua các chỉ tiêu.................................................................................... 43
4.4.1. Hiệu quả xử lý COD ....................................................................... 43
4.4.2. Hiệu quả xử lý BOD ....................................................................... 45
4.4.3. Hiệu quả xử lý T-N ......................................................................... 46
4.4.4. Hiệu quả xử lý T-P.......................................................................... 49
4.4.5. Kết quả đánh giá định tính .............................................................. 51
Phần 5. KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ ........................................................ 53
5.1. Kết luận ................................................................................................. 53
5.2. Kiến nghị ............................................................................................... 54
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 55


1
Phần 1
MỞ ĐẦU
1.1.Tính cấp thiết của đề tài
Việt Nam khi bước vào thời kỳ công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước,

khi mà ngành công nghiệp đang phát triển rất mạnh trên khắp đất nước thì bên
cạnh đó, ngành nông nghiệp vẫn đang từ từ phát triển. Trồng trọt và chăn nuôi
là hai ngành chính trong nền sản xuất nông nghiệp của nước nhà. Được thiên
nhiên ưu đãi cho Việt Nam một khí hậu tốt phù hợp để phát triển ngành sản
xuất nông nghiệp, thì nền nông nghiệp cũng đóng góp vào làm tăng nguồn thu
GDP của nước nhà. Hầu hết các tỉnh thành trên cả nước đều lấy chăn nuôi gia
súc làm nền để nâng cao thu nhập, sản lượng sản phẩm được tạo ra từ chăn
nuôi gia súc đã cung cấp một nguồn lương thực cho con người ở trong và
ngoài nước. Bên cạnh đó, chúng ta cũng phải kể đến những ảnh hưởng của
nước thải ngành chăn nuôi đến môi trường và sức khỏe con người khi thải ra
nếu chưa được xử lý sạch. Hàm lượng các chất hữu cơ lớn, các vi khuẩn, vi
sinh vật, chất dinh dưỡng N,P cao thêm vào đó là lượng chất thải rắn lơ lửng
cao góp phần làm giảm chất lượng nước tại nguồn xả. Vấn đề ô nhiễm môi
trường tại nguồn nhận đang được quan tâm và cần có biện pháp thiết kế sao
cho phù hợp, để đảm bảo chất lượng nước khi thải ra môi trường nguồn nhận.
Trong quá trình phát triển sản xuất chăn nuôi với quy mô ngày càng lớn
như hiện nay, một lượng chất thải sinh ra gây tác động xấu đến môi trường.
Với mật độ gia súc cao có thể gây ô nhiễm không khí bên trong chuồng trại, ô
nhiễm từ hệ thống lưu trữ chất thải và ô nhiễm từ nguồn nước thải sinh ra
trong việc dội chuồng tắm rửa cho gia súc thì chỉ có một số ít các cơ sở, xí
nghiệp chăn nuôi có trang bị hệ thống xử lý nước thải nhưng hiệu quả xử lý


2
thật sự chưa đảm bảo đối với tiêu chuẩn thải ra môi trường và hầu hết là thải
bỏ trực tiếp ra môi trường.
Với truyền thống sản xuất từ xưa là các trại chăn nuôi thường bên cạnh
các con sông hay nằm trong khu dân cư, vấn đề ô nhiễm môi trường xung
quanh làm chất lượng các môi trường thành phần cũng suy thoái là một vấn
nạn đòi hỏi cần giải quyết. Do vậy, ngày càng nhiều dòng sông, kênh rạch ô

nhiễm trầm trọng do tiếp nhận dòng thải từ hoạt động trên.
Hiện nay, trong chăn nuôi biogas là giải pháp hữu hiệu để giải quyết
một phần nhỏ vấn đề năng lượng và môi trường và được rất nhiều nước trên
thế giới áp dụng, với tình hình nước ta hiện nay, chăn nuôi luôn là điểm sáng
trong phát triển nông nghiệp thì biogas chính là phương pháp hiệu quả để giải
quyết một lượng lớn phân, phế phẩm, nước thải… góp phần làm sạch môi
trường và cung cấp nhiên liệu cho đun nấu, thắp sáng.Bên cạnh những ưu
điểm không thể không kể tới đó, thì ít ai quan tâm rằng nước thải sau biogas
vẫn tiềm ẩn những nguy cơ về mầm bệnh, mùi hôi thối gây ô nhiễm môi
trường không khí cũng như nồng độ về BOD, COD, N, P,… chưa đạt chuẩn
mà đã xả thẳng ra môi trường vào các hệ thống kênh mương hay hồ chứa.
Vì các giải pháp trên thế giới cũng như Việt Nam ta thường áp dụng
các biện pháp kỹ thuật, đưa các trang thiết bị vào quá trình xử lý nhằm giữ lại
các chất ô nhiễm hoặc chuyển chúng từ dạng độc sang dạng không độc, thải
ra môi trường. Với giải pháp này, đòi hỏi chi phí đầu tư và phí vận hành lớn
mà không phải cơ sở sản xuất nào cũng thực hiện được. Trước tình hình đó,
việc tìm ra những phương pháp xử lý mà ít tốn kém và ít sử dụng hóa chất là
vấn đề đang được các nhà nghiên cứu tìm hiểu.
Trong những phương pháp xử lý đang được ứng dụng thì việc tận dụng
hệ thực vật có sẵn trong những vùng đất ngập tự nhiên để chúng sử dụng
những chất ô nhiễm như chất dinh dưỡng cho chúng. Vì vậy, việc sử dụng đất


3
ngập nước tự nhiên nói chung hay sử dụng hệ thực vật thủy sinh nói riêng để
xử lý nước thải chăn nuôi vừa có thể thay thế và bổ sung những công nghệ xử
lý hóa học tuy mang tính công nghệ cao nhưng lại tốn kém, xử lý ô nhiễm
bằng thực vật thủy sinh vừa ít chi phí và hạn chế các chất gây ô nhiễm còn
mang lại vẻ đẹp về mặt cảnh quan.
Qua đó, chũng ta cũng có thể giúp những người nông dân hiểu được

những lợi ích từ những loài thực vật thủy sinh để họ tận dụng những điều kiện
có sẵn để cải tạo như một hệ thống xử lý nước thải góp phần làm giảm lượng
nước thải đó ra một cách bừa bãi gây ô nhiễm hệ thống kênh, rạch, sông, suối
hay nguồn nước.
Với những lý do trên, được sự nhất trí của Ban giám hiệu nhà trường,
Ban chủ nhiệm Khoa Môi trường cùng sự hướng dẫn trực tiếp của TS. Phan
Thị Thu Hằng, em đã tiến hành thực hiện đề tài: “Đánh giá hiệu quả xử lý
nước thải chăn nuôi sau Biogas bằng thực vật thủy sinh” tại xã Liên Châu,
huyện Yên Lạc, tỉnh Vĩnh Phúc.
1.2.Mục tiêu của đề tài
- Tiến hành kiểm tra các thành phần ô nhiễm có trong nước thải chăn
nuôi trước khi xử lý, sau đó sử dụng mô hình thí nghiệm để kiểm tra khả năng
xử lý nước thải bằng thực vật thủy sinh.
- Đánh giá khả năng xử lý nước thải chăn nuôi sau biogas bằng thực vật
thủy sinh như cây rau dừa nước và cây bèo cái.
- Đề xuất ứng dụng quy trình công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi hiện
nay bằng thực vật thủy sinh đáp ứng tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam.
1.3. Yêu cầu của đề tài
- Dựa vào tài liệu sẵn có, thông tin đã biết để tìm hiểu về thuộc tính xử lý
nước thải của thực vật thủy sinh.


4
- Tiến hành kiểm tra chất lượng nước trước khi xử lý, sau đó sử dụng mô
hình thí nghiệm tiến hành kiểm tra khả năng xử lý nước thải của mô hình.
- Tiến hành kiểm tra các giá trị như pH, BOD5, COD, Nito tổng, Photpho
tổng để kiểm chứng hiệu quả xử lý đối với các chỉ tiêu này của mô hình.
- Phương pháp và số liệu phân tích phải chính xác, khách quan, trung thực.
1.4. Ý nghĩa của đề tài
- Biết cách vận dụng kiến thức đã học vào thực tế.

- Là cơ sở để giúp cho các nhà quản lý lựa chọn phương pháp, lựa chọn
cây trồng phù hợp với điều kiện của của từng hộ gia đình từng địa phương.
- Làm quen với việc thực hiện một đề tài nghiên cứu khoa học nhằm
nâng cao kiến thức và kinh nghiệm bản thân, tạo điều kiện cọ xát thực tế để
thuận lợi hơn cho quá trình công tác về sau.
- Giúp bổ sung kiến thức, kỹ năng và tài liệu phục vụ học tập và quá
trình công tác về sau.


5
Phần 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1.Cơ sở khoa học
2.1.1. Một số khái niệm cơ bản
* Môi trường: Môi trường là hệ thống các yếu tố vật chất tự nhiên và
nhân tạo có tác động đối với sự tồn tại và phát triển của con người và sinh vật
(Luật Bảo Vệ môi trường được Quốc hội nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa
Việt Nam ban hành ngày 23/6/2014 và có hiệu lực từ ngày 01/01/2015 có số
hiệu là 55/2014/QH13).
* Chất thải: là vật chất được thải ra từ sản xuất, kinh doanh, dịch vụ,
sinh hoạt hoặc hoạt động khác.
* Ô nhiễm môi trường: là sự biến đổi của các thành phần môi trường
không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi trường
gây ảnh hưởng xấu đối với con người và sinh vật.
*Ô nhiễm môi trường nước: là sự thay đổi theo chiều xấu đi các tính
chất vật lý- hóa học- sinh học của nước, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể
lỏng, thể rắn làm cho nguồn nước trở nên độc hại với con người và sinh vật.
Làm giảm độ đa dạng sinh vật trong nước. Xét về tốc độ lan truyền và quy mô
ảnh hưởng thì ô nhiễm nước là vấn đề đáng lo ngại hơn so với ô nhiễm đất.
* Ô nhiễm môi trường chăn nuôi: Là khái niệm để chỉ môi trường chăn nuôi

và môi trường xung quanh bởi những sản phẩm thải của quá trình chăn nuôi.
* Tiêu chuẩn môi trường: là mức giới hạn của các thông số về chất
lượng môi trường xung quanh, hàm lượng của các chất gây ô nhiễm có trong
chất thải, các yêu cầu kỹ thuật và quản lý được cơ quan nhà nước và các tổ
chức công bố dưới dạng văn bản tự nguyện áp dụng để bảo vệ môi trường.


6
2.1.2. Tổng quan về chất thải chăn nuôi
- Khái niệm chất thải chăn nuôi
+ Chất thải chăn nuôi là những sản phẩm thải bỏ từ quá trình chăn nuôi
và các hoạt động phục vụ quá trình chăn nuôi của con người.
+ Chất thải chăn nuôi bao gồm: Phân, nước tiểu, khí độc, chất độn chuồng…
2.1.3. Nguồn gốc phát sinh chất thải chăn nuôi
Chăn nuôi được xác định là một trong các ngành sản xuất tạo ra một
lượng chất thải nhiều nhất ra môi trường bao gồm tất cả các loại chất thải rắn,
lỏng, khí.
- Chất thải của bản thân gia súc, gia cầm như: phân, nước tiểu, lông, vảy, da, …
- Nước thải từ quá trình tắm cho gia súc, rửa chuồng hay rửa thiết bị và
dụng cụ chăn nuôi, nước làm mát cho gia súc, …
- Thức ăn thừa, nước thải sau quá trình xử lý của một số công trình như
biogas, bùn lắng từ các mương dẫn, hồ chứa lưu trữ và xử lý chất thải.
- Xác động vật chết.
Các loại khí, mùi hôi thối của phân cũng như phân hủy các loại chất dư
thừa thải ra trong quá trình chăn nuôi.
Tất cả chất thải chăn nuôi ảnh hưởng ít nhiều đến sức khỏe vật nuôi và
con người. Vì vậy cần hiểu rõ thành phần, tính chất của chất thải để có
phương hướng giải quyết, quản lý phù hợp.
2.1.4. Thành phần chất thải chăn nuôi
Nước thải chăn nuôi là một hỗn hợp bao gồm nước tiểu, phân, nước

tắm cho gia súc, nước rửa chuồng. Nước thải có thể chứa một phần hoặc toàn
bộ lượng phân của gia súc. Theo khảo sát trên 1000 trại chăn nuôi lợn quy mô
vừa và nhỏ ở các tỉnh phía nam cho thấy cứ 1kg chất thải do lợn thải ra thì
pha thêm với 20kg–49kg nước. Thành phần của nước thải cũng rất phong
phú chúng bao gồm các chất rắn ở dạng lơ lửng, các chất hòa tan hữu cơ hay


7
vô cơ và nhiều chất là các hợp chất của nito và photpho, nguy hiểm hơn
chúng còn chứa các loại nấm, kí sinh trùng, vi khuẩn có khả năng gây bệnh.
- Các chất hữu cơ và vô cơ: Trong nước thải chăn nuôi, hợp chất hữu cơ
chiếm 70%- 80% gồm cellulose, protit, acid amin, chất béo, hidratcacbon và
các dẫn xuất của chúng có trong phân, trong thức ăn thừa. Hầu hết các chất
hữu cơ dễ phân hủy. Các chất vô cơ chiếm 20%- 30% gồm cát, đất, muối, ure,
ammonium, muối clorua, SO42- …
- N và P: Khả năng hấp thụ N và P của các loại 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 lượng N và P rất cao.
Hàm lượng N-tổng trong nước thải chăn nuôi là 571mg/l- 1026mg/l, photpho
từ 39mg/l – 94mg/l.
- Vi sinh vật gây bệnh: Nước thải chăn nuôi chứa nhiều loại vi khuẩn
như Salmonella, Shigella, Proteys, Arizona. Trứng giun sán trong nước thải
với những loại điển hình là Fasiola hepatica, Fasiolagigantiac, Fasiolosis
buski, có thể gây bệnh cho người và gia súc.
Bảng 2.1: Tính chất nƣớc thải chăn nuôi heo
Chỉ tiêu

Đơn vị

Nồng độ

Độ màu

Pt- Co

350-870

Độ đục

Mg/l

420-550

BOD5

Mg/l

3500-8900

COD

Mg/l

5000- 12000

TSS

Mg/l

680-1200

Tổng P

Mg/l

36-72

Tổng N

Mg/l

220-460

Dầu mỡ

Mg/l

5- 58

( Nguồn: Trương Thanh Cảnh, 2010)[5]


8
2.1.5. Đặc tính của chất thải chăn nuôi
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 Nông
nghiệp và Phát triển nông thôn)[2], 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
Coliform, E.coli, COD... và trứng giun sán cao hơn rất nhiều lần so với tiêu chuẩn
cho phép.
Ở nước ta hiện nay, mỗi năm ngành chăn nuôi thải ra trên 73 triệu tấn
chất thải rắn bao gồm phân khô, thức ăn thừa và 20 - 30 triệu khối chất thải
lỏng (phân lỏng, nước tiểu, chất rửa chuồng trại). Trong đó, khoảng 50%
lượng chất thải rắn (36,5 triệu tấn), 80% chất thải lỏng (20 - 24 triệu tấn) xả
thẳng ra tự nhiên hoặc sử dụng không qua xử lý(Lưu Anh Đoàn, 2006)[11].
Chất thải chăn nuôi đặc trưng nhất là phân. Phân gồm các thành phần là
những dưỡng chất không tiêu hóa được hoặc những dưỡng chất thoát khỏi sự
tiêu hóa vi sinh hay men tiêu hóa (chất xơ, protein không tiêu hóa được, axit
amin thoát khỏi sự hấp thu…). Các khoáng chất dư thừa mà cơ thể không sử
dụng được như P2O5, K2O, CaO, MgO… phần lớn xuất hiện trong phân.
Ngoài ra, còn có các chất cặn bã của dịch tiêu hóa (trypsin, pepsin…) các mô


9
tróc ra từ niêm mạc của ống tiêu hóa và chất nhờn theo phân ra ngoài, các
chất dính vào thức ăn (tro, bụi…) các vi sinh vật bị nhiễm trong thức ăn hay
trong ruột bị tống ra ngoài… Lượng phân mà vật nuôi thải ra thay đổi theo
lượng thức ăn và thể trọng, dựa vào thức ăn và thể trọng mà ta tính được
lượng phân.
Bảng 2.2. Lƣợng phân thải ra ngoài của các loại vật nuôi
STT

Loại vật nuôi

Lƣợng phân thải mỗi ngày (% thể trọng)

1

Lợn

6,00 - 7,00

2

Bò sữa

7,00 - 8,00

3

Bò thịt

5,00 - 8,00

4

Gà

5,00
(Nguồn: Nguyễn Quế Côi, 2006)[8]

Bảng 2.2 cho thấy lượng phân thải ra mỗi ngày chiếm tỷ lệ cao
nhất là ở bò sữa 7,00-8,00% thể trọng; tiếp đến là bò thịt, lợn, gà theo
thứ tự lần lượt là: 5,00-8,00%; 6,00-7,00%; 5,00% thể trọng. Qua đây, ta
thấy số lượng vật nuôi càng lớn thì lượng chất thải thải ra ngoài môi
trường càng nhiều. Đây cũng chính là vấn đề đáng lo ngại cho môi
trường hiện nay.
2.1.6. Tổng quan về tình hình chăn nuôi lợn ở Việt Nam
2.1.6.1. Hiện trạng về chăn nuôi lợn tại Việt Nam
Theo đánh giá của Tổ chức Nông Lương thế giới (FAO): châu Á sẽ
trở thành khu vực sản xuất và tiêu dùng sản phẩm chăn nuôi lớn nhất thế
giới. Số liệu thống kê của FAO năm 2009, năm nước có số lượng lợn lớn
nhất châu Á là Trung Quốc, Việt Nam,Ấn Độ, Philippine và Nhật Bản.
Chăn nuôi Việt Nam giống như các nước trong khu vực phải duy trì mức
tăng trưởng cao nhằm đáp ứng đủ nhu cầu tiêu dùng trong nước và từng


10
bước hướng tới xuất khẩu. Trong thời gian qua, ngành chăn nuôi của nước
ta phát triển với tốc độ nhanh( bình quân giai đoạn 2001- 2006 đạt 8,9%).
Bảng 2.3. Các loại trang trại phân theo vùng
Chia theo loại trang trại

Tổng số
Miền

Nuôi

trang

Trồng

Chăn

Lâm

trại

trọt

nuôi

nghiệp

20065

8642

6202

51

4433

3506

39

2396

3

923

587

38

506

6

21

1747

756

512

38

258

Tây nguyên

2528

2138

366

0

9

Đông nam bộ

5389

3434

1844

4

55

6308

2237

578

0

3167

Cả nước
Đồng bằng sông
hồng

Trung du và miền
núi phía bắc

rồng
thủy sản

Bắc trung bộ và
duyên hải miền
trung

Đồng bằng sông cửu
long

(Báo cáo sơ bộ kết quả tổng điều tra nông thôn,
nông nghiệp và thủy sản,2011)[4]
Trong xu thế chuyên môn hóa sản xuất, hình thức chăn nuôi tập
trung ngày càng phổ biến ở Việt Nam cũng như các nước trên thế giới.
Hiện nay, số lượng trại chăn nuôi quy mô lớn ngày càng tăng. Các trại
chăn nuôi lợn tập trung có trên 400-500đầu lợn có mặt thường xuyên
trong chuồng nuôi. Tính đến năm 2011 cả nước có 20 065 trang trại(
Bằng 13,8% số trang trại năm 2010).


11
Theo báo cáo của Cục chăn nuôi, năm 2011 ước tính tổng đàn lợn
đạt 27,8 triệu con, tăng 1,6% so với cùng kỳ năm 2010. Theo báo cáo
của Tổng cục thống kê ngày 01/10/2011 cả nước có trên 4,13 triệu hộ có
chăn nuôi lợn, giảm 2,2 triệu hộ (gần 35%) so với năm 2006. Số hộ chăn
nuôi lợn giảm chủ yếu ở nhóm hộ chăn nuôi quy mô nhỏ- nuôi dưới 10
con: cả nước có 3,6 triệu hộ nuôi dưới 10 con, giảm 2,2 triệu hộ so với

năm 2006. Số hộ nuôi từ 10 con đến dưới 50 con tăng 3,4%. Đặc biệt đã có
trên 32 nghìn hộ nuôi từ 50 con trở lên tăng gần 80% so với năm 2006. Tuy
nhiên, đến năm 2011, số hộ nuôi nhỏ lẻ, quy mô nhỏ (từ 1-5con) còn chiếm
một tỷ lệ lớn trong tổng số hộ có chăn nuôi lợn ở nước ta ( chiếm 77,5%).
Chăn nuôi lợn ở nước ta đang có sự chuyển dịch từ chăn nuôi nhỏ
lẻ sang chăn nuôi có quy mô lớn. So với năm 2006, mặc dù số hộ chăn nuôi
lợn năm 2011 giảm gần 35% song chủ yếu là ở nhóm các hộ chăn nuôi nhỏ
lẻ. Do đó, tổng đàn lợn cả nước năm 2011 vẫn đạt xấp xỉ năm 2006 và sản
lượng thịt lợn hơi tăng gần 24% trong 5 năm. Đó là xu hướng tiến bộ đáng
ghi nhận vì phù hợp với yêu cầu chăn nuôi theo phương pháp công nghiệp,
ứng dụng tiến bộ khoa học và kỹ thuật vào chăn nuôi, tăng số lứa xuất
chuồng cũng như khả năng phòng trừ dịch bệnh.
Hiện nay, việc quản lý và xử lý chất thải chăn nuôi lại chưa được
quan tâm đúng mức. Theo thống kê năm 2010 của Cục chăn nuôi, cả
nước có khoảng 8,5 triệu hộ chăn nuôi quy mô gia đình và 18 000 trang
trại chăn nuôi tập trung. Trong đó, mới có khoảng 70% hộ chăn nuôi có
chuồng trại. Tỉ lệ hộ chăn nuôi có công trình khí sinh học (hầm biogas)
chỉ đạt 8,7% và tỉ lệ hộ có cam kết bảo vệ môi trường chỉ chiếm 0,6%. Về
phía các trang trại chăn nuôi tập trung, mặc dù phần lớn đã có hệ thống xử lý
nước thải nhưng hiệu quả xử lý chưa triệt để. Đặc biệt, 37,2% hộ chăn nuôi
thâm canh và 36,2% chăn nuôi thời vụ không có biện pháp xử lý chất thải.


12
2.1.6.2. Định hướng và triển vọng phát triển chăn nuôi tại Việt Nam
Trong số các nước thuộc khối Asean, Việt Nam là nước chịu áp lực
về đất đai lớn nhất. 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 là thành phần quan trọng trong định hướng phát triển.

Theo quyết định số 10/2008/QĐ-TTg ngày 16 tháng 01 năm 2008
của Thủ tướng chính phủ về việc phê duyệt chiến lược phát triển chăn
nuôi đến năm 2020 thì:
- 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 đến năm 2015 đạt 35%;
- 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;
- 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 qiai đoạn 2010-2015 đạt khoảng 67% năm và giai đoạn 2015-2020 đạt khoảng 5-6% năm.
2.2. Tình hình chăn nuôi trong và ngoài nƣớc
2.2.1. Thực trạng chất thải chăn nuôi trên thế giới
Để đáp ứng nhu cầu thực phẩm của con người, ngành chăn nuôi trên thế
giới đã phát triển rất nhanh và đạt được nhiều thành tựu to lớn. 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


13
40% tổng GDP nông nghiệp toàn cầu. Tuy nhiên, bên cạnh việc sản xuất và
cung cấp một số lượng lớn sản phẩm quan trọng cho nhu cầu của con người,
ngành chăn nuôi cũng đã gây nên nhiều hiện tượng tiêu cực về môi trường.
Ngoài chất thải rắn và chất thải lỏng, chăn nuôi hiện đóng góp khoảng 18%
hiệu ứng nóng lên của trái đất do thải ra các khí gây hiệu ứng nhà kính: khí
CO2 chiếm 9%, khí mêtan (CH4) 37% và oxit nitơ (N2O) là 65%. Những loại
khí này sẽ còn tiếp tục tăng lên trong thời gian tới (FAO, 2011).

Theo dự báo của FAO, 2011 về nhu cầu sử dụng các sản phẩm chăn nuôi
của thế giới dự kiến sẽ còn tiếp tục tăng gấp đôi trong nửa đầu của thế kỷ này.
Nhưng cũng đồng thời trong thời gian trên con người sẽ phải chứng kiến nhiều
sự biến đổi môi trường và khí hậu theo chiều hướng không mong đợi, môi
trường sống ngày càng bị đe dọa bởi chính các hoạt động chăn nuôi. Do vậy,
việc hướng tới một ngành chăn nuôi chất lượng cao không chỉ giúp đáp ứng
được nhu cầu ngày càng cao của con người về các sản phẩm có nguồn gốc
động vật mà đồng thời phải chịu trách nhiệm với chính con người về mặt môi
trường và xã hội khi sản xuất ra những sản phẩm đó (Bùi Xuân An, 2007)[1].
Theo số liệu thống kê của Tổ chức Nông lương thế giới FAO năm 2011
số lượng đầu gia súc và gia cầm chính của thế giới như sau: tổng đàn trâu là
182,2 triệu con và phân bố chủ yếu ở các nước Châu Á, tổng đàn bò 1 164,8
triệu con, dê 591,7 triệu con, cừu 847,7 triệu con, lợn 887,5 triệu con, gà 14
191,1 triệu con và tổng đàn vịt là 1 008,3 triệu con... Tốc độ tăng về số lượng
vật nuôi hàng năm của thế giới trong thời gian vừa qua thường chỉ đạt trên
dưới 1% năm (FAO, 2011).
Trung Quốc là một quốc gia có nền chăn nuôi gia cầm phát triển nhất thế
giới, hiện nay số lượng gà của Trung Quốc đứng vị trí số một trên thế giới
là 4702,2 triệu con, tiếp đến thứ hai là Indonesia 1 341,7 triệu con, thứ ba
là Brazin 1 205,0 triệu con, thứ bốn là Ấn Độ 613 triệu con và thứ năm là


14
Iran 513 triệu con gà. Việt Nam về chăn nuôi gà có 200 triệu con đứng
thứ 13 thế giới (FAO, 2011).
Xét về tổng số lượng vật nuôi của thế giới, các nước Trung Quốc, Hoa
Kỳ, Ấn Độ, Brazin, Indonesia, Đức là những cường quốc, trong khi đó Việt
Nam cũng là nước có tên tuổi về chăn nuôi: đứng thứ hai về số lượng vịt, thứ
tư về lợn, thứ sáu về số lượng trâu và thứ mười ba về số lượng gà.
Bên cạnh số lượng vật nuôi lớn, mỗi năm môi trường thế giới phải

hứng chịu một khối lượng rất lớn chất thải từ các hoạt động chăn nuôi. Việc
xử lý chất thải chăn nuôi nói chung và chất thải gia cầm nói riêng cũng đã
được nghiên cứu triển khai ở các nước phát triển từ cách đây vài chục năm.
Các nghiên cứu của các tổ chức và các tác giả như: Burton(2003); Dr. Arux
Chaiyakul, (2007);Teruo Higa, (2002)...
Tại Trung Quốc, người ta tính toán rằng cứ 3 triệu con gà “sản xuất” ra
212 tấn phân và số phân này được dùng để sản xuất điện. Phân gà ở chuồng sẽ
đi vào máng, sau đó được chuyển xuống một băng chuyền để đến một nhà
máy xử lý. Nhà máy xử lý sẽ tách methane ra khỏi phân gà để tạo ra điện, và
điện sẽ được bán cho lưới điện quốc gia. Sau khi tách methane xong, phân gà
sẽ được xử lý thành phân bón (Đỗ Ngọc Hòe, 1974)[12].
Ông Pan Wenzhi - Phó chủ tịch công ty Công nghệ Nông nghiệp
Deqingyuan cho biết: “Lượng than đá để tạo ra điện cho Trung Quốc có thể
khan hiếm trong vài thập kỷ tới. Vì thế, phân gà có thể là một trong số những
nguồn nguyên liệu thay thế để sản xuất điện hiệu quả, tiết kiệm và bảo vệ môi
trường”. Hiện nay, nhiệt điện sử dụng than đá vẫn chiếm 70% sản lượng điện
của Trung Quốc.
2.2.2. Thực trạng chất thải chăn nuôi tại Việt Nam
Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trường từ các trang trại, gia trại chăn nuôi
tập trung đang ngày càng gia tăng. Nguyên nhân do phần lớn các hộ gia đình


15
thường dùng thức ăn công nghiệp trong chăn nuôi gia súc, gia cầm, thời gian
nuôi ngắn, số lượng nhiều nên lượng phân tươi thải ra môi trường rất lớn. Các
biện pháp xử lý truyền thống chủ yếu dùng vôi bột và hóa chất đã gây ra các
dư lượng trong sản phẩm, tiêu diệt các vi khuẩn có ích, các chất thải không
tiêu hủy được, tích tụ lại, tạo điều kiện cho các vi sinh vật có hại phát triển.
Tại Việt Nam, mỗi năm đàn vật nuôi thải ra khoảng trên 73 triệu tấn chất
thải rắn, 25 - 30 triệu khối chất thải lỏng và hàng trăm triệu tấn chất thải khí.

Trong đó, khoảng 50% tổng lượng chất thải rắn và 80% tổng lượng chất thải
lỏng bị xả thẳng ra môi trường mà không qua xử lý (Lưu Anh Đoàn,
2006)[11].
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.


16
Theo tác giả Đặng Văn Minh(2011)[13] cho biết không khí trong chuồng
nuôi chứa khoảng 100 loại hợp chất khí độc hại như NH3, H2S, CO2, tổng số vi
khuẩn cao gấp 30 - 40 lần so với không khí bên ngoài. Nếu hít nhiều và thường
xuyên có thể gây ngộ độc cấp tính hoặc mãn tính. Ở nồng độ cao có thể gây
nôn mửa, ngạt thở, ngất xỉu hoặc tử vong cho người và vật nuôi.
Kết quả khảo sát của nhóm nghiên cứu của trường Đại học Nông lâm
Thái Nguyên, cho thấy có trên 80% cơ sở chăn nuôi ở một số tỉnh miền núi
phía Bắc như Lào Cai, Tuyên Quang… xây dựng chuồng nuôi ngay trong khu

dân cư xen lẫn với nơi ở của người, chuồng nuôi đa số là tạm bợ hoặc bán
kiên cố.
Cũng theo PGS.TS Đặng Văn Minh [13] cho biết ngành chăn nuôi sẽ
gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, nếu không có biện pháp xử lý chất thải
phù hợp. “Chỉ cần một gia đình nuôi vài con lợn, không vệ sinh chuồng trại,
xử lý phân nước thải không hợp lý thì tất cả các hộ sống xung quanh phải
gánh chịu hậu quả từ nguồn nước đến không khí hôi thối, ruồi bọ phát triển
mạnh, tăng nguy cơ lây lan bệnh dịch”.
Nguồn gây ô nhiễm môi trường từ các cơ sở chăn nuôi bao gồm chất thải
rắn như lông, phân gia súc, rác, thức ăn thừa, xác gia súc, gia cầm tiêu hủy
không đúng kỹ thuật và chất thải lỏng như: nước tiểu, nước rửa chuồng, nước
tắm gia súc. Những loại chất thải này, ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe con
người, làm giảm sức đề kháng vật nuôi, tăng tỷ lệ mắc bệnh, năng suất chăn
nuôi giảm, hiệu quả kinh tế không cao (Lê Văn Cát, 2007)[6].
Theo tác giả Lưu Anh Đoàn 2006 [11] cho rằng: phần lớn người trồng rau
hiện nay đều sử dụng phân chuồng trong chăm bón, trong khi các vật nuôi này
được nuôi bằng những loại thức ăn tổng hợp. Thức ăn dạng này chứa rất nhiều
khoáng đa lượng, vi lượng. Hàm lượng kim loại nặng trong phân của vật nuôi sẽ
xâm nhập vào đất trồng, rau và tồn lưu trong các nông sản. Đặc biệt là đối với


17
các loại rau ăn lá như cải ngọt, cải xanh, bắp cải, xà lách… Người ăn phải thì
hậu quả thật khó lường.
Theo thống kê hiện nay, Việt Nam có khoảng 8,5 triệu hộ có chăn
nuôi với trên 5 triệu con bò; 2,8 triệu con trâu; 27,6 triệu con lợn; 220 triệu
gia cầm. Ước tính lượng chất thải rắn mà các vật nuôi trưởng thành mỗi
ngày có thể thải ra: bò 10kg/con, trâu 15kg/con, lợn 2kg/con, gia cầm
0,2kg/con. Một tấn phân chuồng tươi không qua xử lý sẽ phát thải vào
không khí 0,24 tấn CO 2 (Trần Minh Châu, 1984)[7].

2.3. Biện pháp xử lý nƣớc thải chăn nuôi bằng hệ thống Biogas
Nước thải chăn nuôi 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 cacbon hidrat.
Xử lý nước thải chăn nuôi 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.
Ưu điểm của phương pháp: Tính ổn định cao, đặc biệt hiệu quả xử
lý rất cao ở thời gian lưu ngắn đối với các loại nước thải chứa các chất
hữu cơ dễ phân hủy sinh học, có thể áp dụng ở mọi quy mô và đặc biệt là
có thể sản xuất được nguồn năng lượng khí sinh học để thay thế được
một phần các nguồn năng lượng khác.
Công nghệ Biogas dựa trên nguyên lý hoạt động của vi sinh vật kỵ
khí. 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 bể ở phía trên bể kỵ khí gồm CH 4, 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.