Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi sau biogas bằng thực vật thủy sinh

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN THỊ HỒNG NGỌC
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU 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

Khóa học

: 2011 - 2015

Thái Nguyên, năm 2015


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN THỊ HỒNG NGỌC
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU 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

Lớp

: K43 - KHMT - N01

Khóa học

: 2011 - 2015

Giảng viên hƣớng dẫn : Th.S Dƣơng Thị Minh Hòa

Thái Nguyên, năm 2015

i

LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian làm khóa luận tốt nghiệp vừa qua, em đã nhận đƣợc rất
nhiều sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến và chỉ bảo tận tình của các thầy cô, gia
đình và bạn bè.
Trƣớc tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến cô
giáo Th.s Dƣơng Thị Minh Hòa - giảng viên bộ môn Khoa Môi trƣờng Trƣờng Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã định hƣớng, chỉ bảo, giúp đỡ em
trong suốt quá trình làm khóa luận tốt nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Môi trƣờng nói
riêng và các thầy cô trong trƣờng Đại học Nông Lâm Thái Nguyên nói chung
đã tận tình giảng dạy nhiều kiến thức và giúp đỡ em trong suốt 4 năm học tập
và thời gian làm tốt nghiệp vừa qua.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã luôn tạo điều
kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em về mọi mặt trong suốt quá trình học
tập. Mặc dù đã có cố gắng hết sức nhƣng do thời gian và trình độ bản thân
còn nhiều hạn chế nên bài khóa luận của em có thể còn thiếu sót. Em rất
mong nhận đƣợc sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cô và bạn bè.
Em xin chân thành cảm ơn !
Thái Nguyên, ngày tháng 05 năm 2015
Sinh viên

Nguyễn Thị Hồng Ngọc


ii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Tổng số lợn qua các năm ......................................................................10
Bảng 2.2. Số lƣợng thịt lợn hơi xuất chuồng phân theo huyện, thành phố, thị xã
tỉnh Thái Nguyên..................................................................................................12
Bảng 2.3. Nhiệm vụ của thuỷ sinh thực vật trong các hệ thống xử lý .................20
Bảng 4.1.Tổng lƣợng nƣớc thải chăn nuôi ƣớc tính tại Xã Quyết Thắng -TP Thái
Nguyên (1 năm = 12 tháng) .................................................................................33
Bảng 4.2. Các thành phần ô nhiễm chính có trong nƣớc thải chăn nuôi xã Quyết
Thắng ....................................................................................................................34
Bảng 4.3. Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải chăn nuôi tại xã Quyết Thắng- TP
Thái Nguyên .........................................................................................................35
Bảng 4.4. Sinh trƣởng của thực vật thủy sinh trong thí nghiệm ..........................37
Bảng 4.5. Khả năng xử lý một số chỉ tiêu ô nhiễm nƣớc thải chăn nuôi sau
biogas bằng Bèo Cái sau 2 tuần. ..........................................................................39
Bảng 4.6. Khả năng xử lý một số chỉ tiêu ô nhiễm nƣớc thải chăn nuôi bằng Bèo
Cái sau 4 tuần .......................................................................................................44
Bảng 4.7. Khả năng xử lý một số chỉ tiêu ô nhiễm nƣớc thải chăn nuôi bằng Bèo
Tây sau 2 tuần ......................................................................................................48
Bảng 4.8. Khả năng xử lý nƣớc thải chăn nuôi bằng Bèo Tây sau 4 tuần. ..........52
Bảng 4.9. Kết quả xử lý nƣớc thải chăn nuôi sau biogas bằng thực vật thủy sinh
sau 2 tuần ..............................................................................................................56
Bảng 4.10. Kết quả xử lý nƣớc thải chăn nuôi sau biogas bằng các loại thực vật
thủy sinh sau 4 tuần ..............................................................................................60


iii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 4.1. Kết quả phân tích nƣớc thải chăn nuôi sau biogas tại xã Quyết Thắng
..............................................................................................................................34
Hình 4.3. Kết quả xử lý một số chỉ tiêu ô nhiễm nƣớc thải chăn nuôi bằng Bèo

Cái sau 2 tuần. ......................................................................................................40
Hình 4.2. Biểu đồ các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải chăn nuôi tại xã Quyết
Thắng- TP Thái Nguyên.......................................................................................36
Hình 4.4. Hiệu suất xử lý nƣớc thải sau biogas bằng Bèo Cái 2 tuần..................42
Hình 4.5. Kết quả xử lý một số chỉ tiêu ô nhiễm nƣớc thải chăn nuôi bằng Bèo
Cái sau 4 tuần .......................................................................................................44
Hình 4.6. Hiệu suất xử lý nƣớc thải sau biogas bằng Bèo Cái sau 4 tuần ...........46
Hình 4.7. Kết quả xử lý một số chỉ tiêu ô nhiễm nƣớc thải chăn nuôi sau biogas
bằng Bèo Tây sau 2 tuần ......................................................................................49
Hình 4.8. Hiệu suất xử lý một số chỉ tiêu ô nhiễm nƣớc thải chăn nuôi sau biogas
bằng Bèo Tây sau 2 tuần ......................................................................................51
Hình 4.9. Kết quả xử lý một số chỉ tiêu ô nhiễm nƣớc thải chăn nuôi sau biogas
bằng Bèo Tây sau 4 tuần ......................................................................................53
Hình 4.10. Hiệu suất xử lý một số chỉ tiêu ô nhiễm nƣớc thải chăn nuôi sau
biogas bằng Bèo Tây sau 4 tuần ...........................................................................54
Hình 4.11. Kết quả xử lý một số chỉ tiêu ô nhiễm nƣớc thải chăn nuôi bằng thực
vật thủy sinh sau 2 tuần ........................................................................................56
Hình 4.12. Hiệu suất xử lý nƣớc thải sau biogas bằng thực vật thủy sinh sau 2
tuần .......................................................................................................................58
Hình 4.13. Kết quả xử lý nƣớc thải chăn nuôi sau biogas bằng các loài thực vật
thủy sinh sau 4 tuần ..............................................................................................61
Hình 4.14. Hiệu suất xử lý nƣớc thải sau biogas bằng thực vật thủy sinh sau 4
tuần .......................................................................................................................63


iv

DANH MỤC CÁC CỤM TỪ, CÁC TỪ VIẾT TẮT

STT Viết tắt

Viết đầy đủ

1

BOD5

Nhu cầu ôxi sinh hóa

2

BVMT

Bảo vệ môi trƣờng

3

COD

Nhu cầu ô xi hóa học

4

NN & PTNT

Nông nghiệp và phát triển nông thôn

5

ÔNMT

Ô nhiễm môi trƣờng

6

TB

Trung bình

7

TCCP

Tiêu chuẩn cho phép

8

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

9

TN & MT

Tài nguyên và Môi trƣờng

10

TP

Thành phố

11

TPTN

Thành phố Thái Nguyên

12

TSS

Tổng chất rắn lơ lửng

13

TT

Trang trại

14

TVTS

Thực vật thủy sinh

15

UBND

Uỷ ban nhân dân

16

SD

Độ lệch giữa các lần nhắc lại

17

VSV

Vi sinh vật


v

MỤC LỤC
PHẦN 1 .................................................................................................................. 1
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
1.1. Đặt vấn đề........................................................................................................ 1
1.2. Mục tiêu của đề tài .......................................................................................... 3
1.3. Yêu cầu của đề tài ........................................................................................... 3
1.4. Ý nghĩa của đề tài ............................................................................................ 3
PHẦN 2 .................................................................................................................. 4
TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...................................................................................... 4
2.1. Cơ sở khoa học về chăn nuôi trang trại ........................................................... 4
2.1.1. Khái niệm về ô nhiễm môi trƣờng trong chăn nuôi trang trại ..................... 4
2.1.2. Nguồn gốc phát sinh ô nhiễm môi trƣờng nƣớc trong hoạt động chăn nuôi .......... 4

2.1.3. Thành phần, tính chất của nƣớc thải chăn nuôi ........................................... 5
2.1.4. Cơ sở pháp lý có liên quan ........................................................................... 6
2.2. Hiện trạng ô nhiễm môi trƣờng chất thải công nghiệp ................................... 7
2.2.1 Tình hình ô nhiễm môi trƣờng chất thải chăn nuôi tại Việt Nam ................. 7
2.2.2.Tình hình ô nhiễm môi trƣờng chất thải chăn nuôi tại Thái Nguyên............ 9
2.3. Các nghiên cứu trên thế giới và trong nƣớc về xử lý nƣớc thải chăn nuôi ............13
2.3.1. Các nƣớc trên thế giới ................................................................................13
2.4. Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải chăn nuôi lợn ..........................................14
2.4.2. Khả năng và cơ chế xử lý nƣớc thải chăn nuôi bằng thực vật thủy sinh ..........19
PHẦN 3 ................................................................................................................28
ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................28
3.1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .................................................................28
3.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu.................................................................................28
3.1.2. Phạm vi nghiên cứu ....................................................................................28
3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu .................................................................28


vi

3.3. Nội dung nghiên cứu .....................................................................................28
3.3.1. Tình hình chăn nuôi lợn và xử lý chất thải chăn nuôi tại xã Quyết Thắng,
TP Thái Nguyên ...................................................................................................28
3.3.2. Nghiên cứu xử lý nƣớc thải chăn nuôi lợn sau biogas bằng thực vật thủy
sinh. ......................................................................................................................28
3.4. Phƣơng pháp nghiên cứu ...............................................................................29
3.4.1. Phƣơng pháp điều tra, thu thập thông tin số liệu .......................................29
3.4.2. Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm...................................................................29
3.4.3. Phƣơng pháp lấy mẫu và phân tích trong phòng thí nghiệm .....................30
3.4.4. Phƣơng pháp xử lý số liệu ..........................................................................31
PHẦN 4 ................................................................................................................32

NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ......................................................................32
4.1. Tình hình chăn nuôi lợn và xử lý chất thải chăn nuôi tại xã Quyết Thắng TP Thái Nguyên ...................................................................................................32
4.1.1.Tình hình chăn nuôi lợn tại xã Quyết Thắng ..............................................32
4.1.2. Hiện trạng phát sinh nƣớc thải chăn nuôi lợn xã Quyết Thắng .................32
4.1.3. Hiện trạng xử lý nƣớc thải chăn nuôi lợn tại xã Quyết Thắng - TP Thái
Nguyên .................................................................................................................35
4.3. Nghiên cứu khả năng xử lý nuớc thải chăn nuôi bằng thực vật thủy sinh ..........36
4.3.1. Khả năng sinh trƣởng của thực vật thủy sinh trong nƣớc thải chăn nuôi .........36
4.3.2 Khả năng xử lý nƣớc thải chăn nuôi bằng thực vật thủy sinh .....................38
4.7. Những thuận lợi và khó khăn khi xử lí nƣớc thải chăn nuôi bằng thực vật
thủy sinh ...............................................................................................................64
PHẦN 5 ................................................................................................................66
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..............................................................................66
5.1. Kết luận .........................................................................................................66
5.2. Kiến nghị .......................................................................................................67
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................68


1

PHẦN 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Môi trƣờng là thành phần quan trọng, nó không thể thiếu trong cuộc
sống của con ngƣời và các sinh vật trên trái đất. Nó là không gian sống, cung
cấp tài nguyên trong sản xuất trong cuộc sống hàng ngày… Trong những năm
trở lại đây, môi trƣờng toàn cầu có những biến đổi theo chiều hƣớng xấu đi
đối với cuộc sống con ngƣời và các sinh vật trên trái đất. Do đó, vấn đề phát
triển bền vững và bảo vệ môi trƣờng đang đƣợc sự quan tâm đặc biệt của
phần lớn các quốc gia trên thế giới, cũng nhƣ của các tổ chức chính phủ và

phi chính phủ. Vì vậy mục tiêu phấn đấu của cả nhân loại là phát triển bền
vững nhằm đảm bảo cân bằng giữa phát triển bền vững và bảo vệ môi trƣờng.
Hiện nay, tại Việt Nam tình trạng ô nhiễm môi trƣờng đang ngày càng trở
nên nghiêm trọng, khi ngƣời dân đô thị phải đối mặt với tình trạng tồn ứ rác thải
sinh hoạt, công nghiệp, ô nhiễm nƣớc thải, ô nhiễm không khí do khói bụi,…. thì
ngƣời dân ở khu vực nông thôn lại phải sống chung với tình trạng ô nhiễm môi
trƣờng do thuốc trừ sâu, hoá chất bảo vệ thực vật, rác thải nông nghiệp…
Ngành Nông nghiệp, trong đó có ngành chăn nuôi, chủ yếu là gia súc,
gia cầm đã và đang thải ra môi trƣờng một lƣợng lớn nƣớc thải. Nguồn nƣớc
thải chăn nuôi là một nguồn nƣớc thải có chứa nhiều hợp chất hữu cơ, virus,
vi trùng, trứng giun sán… Nguồn nƣớc này có nguy cơ gây ô nhiễm các tầng
nƣớc mặt, nƣớc ngầm và trở thành nguyên nhân trực tiếp phát sinh dịch bệnh
cho đàn gia súc. Đồng thời, nó có thể lây lan một số bệnh cho con ngƣời và
ảnh hƣởng đến môi trƣờng xung quanh vì nƣớc thải chăn nuôi còn chứa nhiều
mầm bệnh nhƣ: Samonella, Leptospira, Clostridium tetani,… nếu không xử lý
kịp thời. Bên cạnh đó còn có nhiều loại khí đƣợc tạo ra bởi hoạt động của vi
sinh vật nhƣ NH3, CO2, CH4, H2S,…Các loại khí này có thể gây nhiễm độc
không khí. Chất ô nhiễm trong nƣớc thải chủ yếu là nitrat (NO3-) và photphat
(PO43-) các chất này trong nƣớc thải chăn nuôi thƣờng ở dạng hoà tan nên rất


2

khó tách chúng khỏi nƣớc thải. Các chỉ số đại diện chất hữu cơ nhƣ BOD,
COD, các chỉ số Ecoli, Coliform trong nƣớc thải chăn nuôi đa số đều vƣợt
quá tiêu chuẩn cho phép gấp nhiều lần làm ảnh hƣởng đến đời sống con ngƣời
và hệ sinh thái. Chính vì vậy việc thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải cho các
trại chăn nuôi lợn là một hoạt động hết sức cần thiết.
Để hạn chế mức độ ô nhiễm môi trƣờng từ nƣớc thải chăn nuôi, một số
giải pháp đƣợc đƣa ra nhƣ xây dựng hầm khí sinh học biogas…Tuy nhiên

phần lớn nƣớc thải sau biogas chƣa đƣơc xử lý đạt quy chuẩn môi trƣờng.
Một số chỉ tiêu nhƣ COD, BOD5, TSS, DO, Colifrom… Đều quá vƣợt quá
tiêu chuẩn quy chuẩn môi trƣờng cho phép.Vì vậy cần có các biện pháp xử lý
sạch nƣớc thải sau biogas trƣớc khi thải ra ngoài môi trƣờng.
Ở một số nƣớc phát triển, các nhà khoa học đã nghiên cứu và ứng dụng
thành công các phƣơng pháp hiếu khí, kị khí và sử dụng thực vật thủy sinh.
Ƣu thế của việc xử lý nƣớc thải bằng biện pháp sinh học là đơn giản, tiết
kiệm, tận dụng đƣợc nguồn sinh vật sẵn có trong môi trƣờng và hạn chế đến
mức tối đa các ảnh hƣởng tiêu cực tới môi trƣờng trong quá trình xử lý.
Đã từ lâu, thực vật thủy sinh đã rất quen thuộc với nhân dân ta vì chúng
đƣợc sử dụng phổ biến trong chăn nuôi cũng nhƣ làm phân bón.Từ những
năm 1970, điển hình là Bèo Tây và rau Ngổ đã đƣợc một số nƣớc trên thế giới
nghiên cứu sử dụng cho quá trình xử lý nƣớc thải sinh hoạt cũng nhƣ nƣớc
thải công nghiệp và đã mang lại những kết quả khả quan.Trong hệ thống này,
vai trò của thực vật thủy sinh không chỉ tham gia làm giảm thiểu ô nhiễm hữu
cơ mà còn giữ vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu nitơ và photpho trong
nƣớc thải mà các phƣơng pháp khác khó thực hiện đƣợc hoặc rất tốn kém.
Để đánh giá vai trò của thực vật thủy sinh trong xử lý nƣớc thải chăn
nuôi cũng nhƣ khả năng sử dụng các loài thực vật thủy sinh trong thực tiễn
nhƣ một giải pháp thân thiện với môi trƣờng, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài
“ Nghiên cứu khả năng xử lý nƣớc thải sau biogas bằng thực vật thủy sinh ”.


3

1.2. Mục tiêu của đề tài
- Đánh giá tình hình chăn nuôi tại xã Quyết Thắng.
- Điều tra, đánh giá thực trạng ô nhiễm từ nƣớc thải chăn nuôi lợn ở
một số trang trại chăn nuôi tại Quyết Thắng.
- Nghiên cứu, xây dựng giải pháp giảm thiểu ô nhiễm nƣớc thải chăn

nuôi bằng thực vật thuỷ sinh.
1.3. Yêu cầu của đề tài
- Nắm chắc quy chuẩn Việt Nam QCVN 40:2011/BTNMT- Quy chuẩn
kỹ thuật Quốc gia về nƣớc thải công nghiệp.
- Nắm chắc QCVN 01 -79 :2010/BNNPTNT- Quy chuẩn kỹ thuật Quốc
gia điều kiện đảm bảo trại chăn nuôi gia cầm an toàn sinh học.
- Nắm chắc phƣơng pháp lấy mẫu nƣớc thải.
- Nắm chắc qui trình làm thí nghiệm với các loại thực vật thuỷ sinh.
- Số liệu điều tra, phân tích phải chính xác, trung thực
- Đề xuất phƣơng án giảm thiểu.
1.4. Ý nghĩa của đề tài
Qua khảo sát, tìm hiểu thực tế giúp chúng ta hiểu rõ hơn về thực trạng ô
nhiễm ở các trại chăn nuôi, những khó khăn, thách thức mà các trang trại chăn
nuôi đang gặp phải với những vấn đề xử lý nƣớc thải cũng nhƣ xử lý ô nhiễm
môi trƣờng. Từ đó có thể đánh giá đƣợc hiện trạng môi trƣờng ở các trang trại
chăn nuôi tại xã Quyết Thắng và nghiên cứu biện pháp xử lý bằng thực vật thuỷ
sinh cho nƣớc thải chăn nuôi nhằm tiết kiệm tối đa biện pháp xử lý, đồng thời
giảm thiểu mức độ ô nhiễm nƣớc thải trong hoạt động chăn nuôi. Nhằm mục tiêu
đƣa nghành chăn nuôi của nƣớc ta phát triển một cách bền vững.


4

PHẦN 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Cơ sở khoa học về chăn nuôi trang trại
2.1.1. Khái niệm về ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi trang trại
Ô nhiễm môi trƣờng trong chăn nuôi trang trại là sự thay đổi bất lợi
môi trƣờng không khí, môi trƣờng đất và môi trƣờng nƣớc hoàn toàn hay đại
bộ phận do hoạt động chăn nuôi, các hoạt động nuôi trồng thuỷ sản của con

ngƣời tạo nên. Những hoạt động này gây tác động trực tiếp hay gián tiếp đến
sự thay đổi về mặt năng lƣợng, mức độ bức xạ, về thành phần hoá học, tính
chất vật lí. Những thay đổi đó do tác động có hại đến con ngƣời và sinh vật
trên trái đất (Nguyễn Thiện, Trần Đình Miện, 2001) [11].
2.1.2. Nguồn gốc phát sinh ô nhiễm môi trường nước trong hoạt động chăn nuôi
Nguồn gốc phát sinh ô nhiễm môi trƣờng nƣớc trong hoạt động
chăn nuôi chủ yếu đƣợc gây ra do nƣớc thải trong khi rửa chuồng, nƣớc
tiểu lợn, ô nhiễm chất thải rắn là do phân, thức ăn thừa của lợn vƣơng vãi
ra nền chuồng mà không đƣợc thu gom kịp thời. Các chất này đều là
những chất dễ phân huỷ sinh học: Carbonhydrate, protein, chất béo dẫn
đến các vi sinh vật phân huỷ làm phát tán mùi hôi thối ra môi trƣờng. Đây
là các chất gây ô nhiễm nặng nhất và thƣờng thấy nhất trong các trại chăn
nuôi tập trung (Phạm Thị Phƣơng Lan, 2007) [6].
Mức độ ô nhiễm nguồn nƣớc từ hoạt động chăn nuôi là nặng hay nhẹ
tuỳ thuộc vào lƣợng thải ngoài môi trƣờng là bao nhiêu và phụ thuộc vào việc
xử lý hay không xử lý lƣợng nƣớc thải trƣớc khi thải ra ngoài môi trƣờng.
Hiện nay, cả nƣớc có khoảng 135.437 trang trại chăn nuôi, tỷ trọng chăn nuôi
trang trại và công nghiệp chiếm 37%. Với lƣợng thải của một con bò từ 10 15kg phân/ngày, một con lợn là 2,5 - 3,5 kg phân/ngày và gia cầm là 90 gram
phân/ ngày thì tổng số lƣợng chất thải chăn nuôi khoảng 73.090.133 tấn/năm.


5

2.1.3. Thành phần, tính chất của nước thải chăn nuôi
Ô nhiễm môi trƣờng trong chăn nuôi chủ yếu từ các nguồn chất thải
rắn, bụi, tiếng ồn, xác gia súc, gia cầm chết chôn lấp không đúng kỹ thuật.
2.1.3.1. Chất thải rắn
 Phân và nƣớc tiểu gia súc
Phân lợn đƣợc xếp vào loại phân lỏng hoặc hơi lỏng thành phần phân
lợn chủ yếu gồm nƣớc (56-83%) và các chất hữu cơ ngoài ra còn tỷ lệ NPK

dƣới dạng các chất vô cơ. Thành phần hóa học của phân phụ thuộc vào dinh
dƣỡng tình trạng sức khỏe, cách nuôi dƣỡng chuồng trại, loại gia súc, gia cầm
và biện pháp kỹ thuật chế biến khác nhau.
Trong thành phần phân gia súc nói chung và lợn nói riêng còn chứa các
virus, vi trùng trứng giun sán và nó có thể tồn tại vài ngày, vài tháng trong
phân và nƣớc tiểu của vật nuôi và môi trƣờng.
 Xác súc vật chết
Xác súc vật chết do bệnh là nguyên nhân chính cần phải xử lý triệt để
nhằm tránh lây bệnh và vật nuôi.
 Thức ăn dƣ thừa và vật liệu lót chuồng và các chất thải
Các loại chất thải này bao gồm: cám, bột ngũ cốc, bột tôm, bột cá, các
loại rơm rạ vì vậy nếu không đƣợc xử lý tốt hoặc xử lý không đúng phƣơng
pháp thì nó sẽ là tác nhân gây ô nhiễm môi trƣờng tác động xấu đến sức khỏe
cộng đồng xung quang
2.1.3.2. Chất thải lỏng
Trong các loại chất thải trong chăn nuôi, chất thải lỏng là loại chất
thải có khối lƣợng lớn nhất. Đặc biệt khi lƣợng nƣớc thải rủa chuồng
đƣợc hòa lẫn với nƣớc tiểu của gia súc. Đây cũng là loại chất thải khó
quản lý, khó sử dụng.


6

Nƣớc thải chăn nuôi là một trong những loại nƣớc thải rất đặc trƣng, có
khả năng gây ô nhiễm môi trƣờng cao bằng hàm lƣợng chất hữu cơ, cặn lơ
lửng, N, P và sinh vật gây bệnh. Nó nhất thiết phải đƣợc xử lý trƣớc khi thải
ra ngoài môi trƣờng. Lựa chọn một quy trình xử lý nƣớc thải cho một cơ sở
chăn nuôi phụ thuộc rất nhiều vào thành phần tính chất nƣớc thải, bao gồm:
a. Các chất hữu cơ và vô cơ
Trong nƣớc thải chăn nuôi, hợp chất hữu cơ chiếm 70-80% gồm cellulose,

protit, acid amin, chất béo, hidratcarbon và các dẫn xuất của chúng có trong phân,
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 chlorua, SO4 ,…
b. Nitơ (N) và Photpho (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 nƣớc
tiểu.Trong nƣớc thải chăn nuôi lợn thƣờng chứa hàm lƣợng N và P rất cao.
Hàm lƣợng N-tổng số trong nƣớc thải chăn nuôi 571-1026 mg/l, Photpho tổng
số từ 39 - 94 mg/l.
c.Vi sinh vật gây bệnh
Nƣớc thải chăn nuôi chứa nhiều loại vi trùng, virus và trứng ấu trùng
giun sán gây bệnh.
2.1.4. Cơ sở pháp lý có liên quan
- Luật bảo vệ môi trƣờng 2014
- Nghị định số 108/2006/NĐ-CP ngày 22/9/2006 của Chính phủ quy
định chi tiết và hƣớng dẫn thi hành một số điều của Luật Đầu tƣ về việc thi
hành một số điều luật đầu tƣ để có chính sách hỗ trợ cơ sở hạ tầng cho các
khu chăn nuôi tập trung có hiệu lực ngày 2/10/2006.
-Nghị định số 81/2006/NĐ-CP ngày 09/8/2006 của Chính phủ về xử
phạt vi phạm hành chính trong lĩnh vực BVMT.


7

- Nghị định số 80/2006/NĐ-CP ngày 09 tháng 8 năm 2006 của Chính
phủ về việc qui định chi tiết và hƣớng dẫn thi hành một số điều của luật
BVMT 2005.
- Nghị định số 21/2008/NĐ-CP ngày 28/2/2008 cuả Chính phủ về việc
sửa đổi bổ sung một số điều của Nghị định số 80/2006 của Chính phủ về việc
qui định chi tiết và hƣớng dẫn thi hành một số điều của luật BVMT 2005.

- Thông tƣ số 07/2007/TT-BTNMT ngày 03/7/2007 của Bộ Tài nguyên
và Môi trƣờng về việc hƣớng dẫn phân loại danh mục cơ sở gây ÔNMT cần
phải xử lí.
- QCVN 40:2011/BTNMT do Ban soạn thảo quy chuẩn kỹ thuật quốc
gia về chất l ƣợng nƣớc biên soạn thay thế QCVN 24:2009/BTNMT, đƣợc
ban hành theo Thông tƣ số 47/2011/TT-BTNMT ngày 28 tháng 12 năm 2011
của Bộ trƣởng Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng. Quy chuẩn kĩ thuật Quốc gia về
nƣớc thải công nghiệp về nƣớc thải công nghiệp.
- QCVN 24:2009/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nƣớc thải
công nghiệp.
- QCVN 01 - 15: 2010/BNNPTNT- Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia điều
kiện đảm bảo trại chăn nuôi gia cầm an toàn sinh học.
2.2. Hiện trạng ô nhiễm môi trƣờng chất thải công nghiệp
2.2.1 Tình hình ô nhiễm môi trường chất thải chăn nuôi tại Việt Nam
Là một đất nƣớc có nền nông nghiệp phát triển mạnh vì vậy đã tạo điều
kiện thuận lợi thúc đẩy cho ngành chăn nuôi phát triển. Nhƣng điều này cũng
đang khiến Việt Nam phải đối mặt với những khó khăn trong xử lý loại hình
chất thải này khi công nghệ xử lý nó chƣa đƣợc quan tâm đúng mức.
Theo ƣớc tính hiện cả nƣớc có 8,5 triệu hộ chăn nuôi quy mô gia đình,
18.000 trang trại chăn nuôi tập trung, nhƣng 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


8

nuôi hợp vệ sinh cũng chỉ chiếm 10% và chỉ có 0,6% số hộ có cam kết bảo vệ
môi trƣờng. Vẫn còn khoảng 23% số hộ chăn nuôi không xử lý chất thải bằng
bất kỳ phƣơng pháp nào mà xả thẳng ra môi trƣờng bên ngoài…gây sức ép
đến môi trƣờng. Các tỉnh thuộc đồng bằng sông Hồng, đồng bằng sông Cửu
Long là những địa phƣơng có ngành chăn nuôi phát triển chiếm tới 55% trang

trại nuôi lợn tập trung ở những đồng bằng này. Theo dự tính với tốc độ phát
triển mạnh của ngành chăn nuôi nhƣ hiện nay dự tính đến năm 2020, lƣợng
chất thải rắn trong chăn nuôi phát sinh khoảng gần 1.212.000 tấn/năm, tăng
14,05% so với năm 2010. Lƣợng chất thải phát sinh là rất lớn nhƣng việc xử
lý thì mới chỉ chú trọng ở các doanh nghiệp chăn nuôi, còn các hộ chăn nuôi
nhỏ chƣa đƣợc quan tâm. Trong khi, các hộ chăn nuôi nhỏ chiếm tỷ lệ khá
lớn, nhƣng 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 trƣờng.
- Tại Hà Nội, hiện nay phát triển chăn nuôi của thành phố chiếm trên
50% tỷ trọng trong nông nghiệp và đang trên đà tăng trƣởng khá, góp phần
không nhỏ vào sự phát triển kinh tế- xã hội, cải thiện đời sống của bà con
nông dân. Tuy nhiên, bên cạnh đó hoạt động chăn nuôi, giết mổ đã và đang
gây ra ô nhiễm, ảnh hƣởng đến môi trƣờng sống, sức khỏe của cộng đồng.
- Tại Đồng Nai, theo ƣớc tính của ngành môi trƣờng, mỗi ngày có
khoảng 5 tấn phân lợn, phân gà và 12.000 m3nƣớc thải chăn nuôi trên địa bàn
thành phố Biên Hoà đƣợc thải trực tiếp ra sông Đồng Nai. Các trại không có
hệ thống xử lý nƣớc thải và tất cả đều đƣợc đổ ra dòng suối Săn Máu đã và
đang dần giết chết dòng sông này, những bao phân tƣơi đƣợc đặt ngay trên
đƣờng đi, khiến cho môi trƣờng không chỉ trong các khu chăn nuôi bị ô nhiễm
nặng nề, mà còn gây mùi hôi thối nồng nặc ảnh hƣởng đến sức khoẻ ngƣời
dân vùng lân cận. Theo số liệu thống kê Biên Hoà hiện có khoảng 140.000
đầu lợn và 1 triệu con gia cầm đƣợc nuôi trong hơn 8000 hộ chăn nuôi qui mô


9

lớn ở Tân Hoà, Tân Biên, Tân Phong nhƣng trong đó chỉ có khoảng 15% số
hộ sử dụng hầm Bioga để tận dụng chất thải làm nguồn năng lƣợng chất đốt,
còn lại đều thải vô tƣ ra môi trƣờng xung quanh (Phƣơng Liễu, 2012) [7].
- Tại thành phố Hồ Chí Minh theo Cục trồng trọt (Bộ Nông nghiệp và

phát triển nông thôn), chất thải từ hệ thống chăn nuôi tập trung đang ảnh
hƣởng lớn đến môi trƣờng và sức khoẻ con ngƣời. Cụ thể, với chất thải rắn,
tổng lƣợng phân tƣơi lƣu trữ là 26%, sử dụng làm hầm Bioga 21%, thải ra đất
và nguồn nƣớc 19%, ủ 10%...còn đối với chất thải lỏng, có tới 60% đƣợc thải
trực tiếp ra đất hoặc nguồn nƣớc, 12% là chất trực tiếp vào ao cá, trong khi đó
chất thải chăn nuôi sử dụng làm phân bón cây trồng đang có chiều hƣớng
giảm. Do vậy, một nghiên cứu mới đây cho thấy, chất thải chăn nuôi có mức
BOD cao hơn tiêu chuẩn cho phép 500mg/l, có chứa số lƣợng vi khuẩn E.coli
và trứng ký sinh trùng ở mức cao không thể chấp nhận đƣợc. Lƣợng vi
khuẩn tăng nhanh trong nƣớc ngầm, 100% mẫu rau xanh có sử dụng chất
thải chăn nuôi làm phân bón đều có E.coli. Kiểm tra thịt tại các chợ ở
thành phố Hồ Chí Minh cho thấy 2,2% mẫu bị nhiễm Salmonella và
nhiễm E.coli (Lê Hằng, 2011). [4]
2.2.2.Tình hình ô nhiễm môi trường chất thải chăn nuôi tại Thái Nguyên
Hiện nay, toàn tỉnh có 674 trang trại, gia trại, trong đó có 274 trang trại, gia
trại chăn nuôi lợn; 353 trang trại, gia trại chăn nuôi gà; 47 trang trại, gia trại còn lại
chăn nuôi trâu, ngựa, dê, nhím, chồn, rắn. Trong đó, Phú Bình là địa phƣơng có số
trang trại lớn nhất (68 trang trại lợn, 125 trang trại gà), tiếp đến là Phú Lƣơng (93
trang trại lợn, 41 trang trại gà); T.P Thái Nguyên (18 trang trại lợn, 59 trang trại
gà); Phổ Yên (44 trang trại lợn, 30 trang trại gà)… Đa số các trang trại, gia trại
nằm xen kẽ trong các khu dân cƣ, có quỹ đất nhỏ, hẹp, không đủ diện tích để xây
dựng các công trình bảo vệ môi trƣờng đảm bảo xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép;
không đảm bảo khoảng cách vệ sinh đến khu dân cƣ.


10

- Tại nhiều địa phƣơng, tình trạng ô nhiễm môi trƣờng do các trang trại
chăn nuôi lợn đang phổ biến và đáng lo ngại. Thái Nguyên cũng là một điển
đình trong các tỉnh có nhiều trang trại chăn nuôi lớn tập trung. Tỉnh Thái

Nguyên có khoảng gần 400 trang trại, trong đó chủ yếu là chăn nuôi lợn với
qui mô chăn nuôi phổ biến từ 100 đến 400 con lợn thịt, 20 đến 120 con lợn
nái ngoại, bò, gia cầm với qui mô chủ yếu từ 500 đến 1000 con.
Bảng 2.1. Tổng số lợn qua các năm
Năm
2004

Số lƣợng
Tỉnh Thái
Cả nƣớc
Nguyên
(triệu con)
(nghìn con)
502,4
26.143,7

Tỉ lệ %
(so với cả nƣớc)
1,92

2005

519,3

27.435,0

1,89

2006

497,4

26.855,3

1,85

2007

509,4

26.560,7

1,92

2008

529,2

26.701,6

1,98

2009

560,0

27.627,7

2.03

2010

582,5

27.867,6

2.09

2011

596,1

27.931,4

2.13

2012

602,3

27.984,8

2.15

2013

623,9

27.992,3

2.22

(Nguồn: Niêm giám thống kê Thái Nguyên, niên giám thống kê cả nước 2013)
Huyện Phú Bình là một trong những địa phƣơng của tỉnh Thái Nguyên
tập trung nhiều trang trại chăn nuôi gia súc, gia cầm với tổng số đàn lợn có
khi lên tới 35- 40 ngàn con. Với gần 50 trang trại chăn nuôi lợn đang hoạt
động này tuy có diện tích rộng nhƣng chất thải từ chăn nuôi vẫn ảnh hƣởng
đến sức khoẻ và môi trƣờng xung quanh là khá lớn.


11

- Tại thị xã Sông Công, có thể kể đến một số trang trại nhƣ: TT của bà
Phạm Thị Xuyến (Cải Đạn), Chu Thị Duyên (Vinh Sơn), Dƣơng Văn Khang
(Tân Quang), Trung tâm chăn nuôi Thắng Lợi thuộc hợp tác xã dịch vụ và
Sản xuất nông nghiệp Sông Công. Các trang trại này chủ yếu cung cấp lợn
giống thƣơng phẩm cho các tỉnh nhƣ: Bắc Giang, Hà Nội, Thái Nguyên và
một số tỉnh lân cận, đồng thời cung cấp lợn xuất khẩu.
- Tại Phổ Yên, số trang trại chăn nuôi lợn hiện nay là khá lớn, với tổng
số trang trại hiện có là 60 trang trại, số đầu lợn vào khoảng hơn 14.000 con.
Tuy nhiên các trang trại này chủ yếu là lợn sinh sản và lợn thịt, số đầu lợn
không quá lớn, khoảng duới 200 con/1 trại nên sự ô nhiễm chƣa phải quá lớn
và nghiêm trọng.
- Tại Định Hoá, ban đầu cả huyện chỉ có 20 trang trại chăn nuôi. Các
trang trại này chủ yếu trồng rừng, nuôi trâu, bò, lợn với qui mô nhỏ, thu nhập
thấp. Từ sau năm 2000, khi Uỷ ban nhân dân (UBND) huyện có chủ trƣơng
khuyến khích ngƣời dân phát triển kinh tế trang trại ở các hộ gia đình. Tuy
nhiên phát triển kinh tế trang trại ở các hộ gia đình cũng bắt đầu phát sinh
nhiều khó khăn nhƣ hầu hết là dịch bệnh, ÔNMT gây khó chịu cho nhiều hộ
gia đình xung quanh.

- Tại Thành phố Thái Nguyên (TPTN): Chăn nuôi lợn trên địa bàn thành
phố những năm qua đã có những phát triển mạnh mẽ. Theo số liệu thống kê đến
hết năm 2011, tổng đầu lợn lên tới 59.230 con, sản lƣợng thịt đạt hơn 3 nghìn
tấn, với 59 trang trại nuôi lợn nái và lợn thịt .Tuy nhiên vấn đề nƣớc thải của các
trang trại chăn nuôi trên địa bàn thành phố đang rất đáng lo ngại, theo điều tra
cho thấy chỉ có 80% nƣớc thải của các trang trại này đƣợc qua xử lý bằng hầm ủ
Biogas, nhƣng chất lƣợng của các hầm ủ này kém, công suất nhỏ nên nƣớc thải
ra môi trƣờng có thể vẫn còn gây ô nhiễm.


12

Bảng 2.2. Số lƣợng thịt lợn hơi xuất chuồng phân theo huyện, thành phố,
thị xã tỉnh Thái Nguyên
Đơn vị

Số lƣợng (con)

hành chính
cấp huyện
TPTN
Thị xã
Sông Công
Huyện
Định Hoá
Huyện Võ
Nhai
Huyện Phú
Lƣơng
Huyện

Đồng Hỷ
Huyện Đại
Từ
Huyện Phú
Bình
Huyện
PhổYên
Tổng

Năm 2009

Năm 2010

Năm 2011

Năm 2012

Năm 2013

4.787

4.978

5.083

5.334

5.512

1.722

1.745

1.789

1.785

1.792

3.601

3.625

3.678

3.670

3.685

2.875

2.889

2.897

2.307

2.309

4.798

4.866

4.887

4.945

4.991

4.588

4.645

4.667

4.692

4.713

5.866

5.929

6.005

6.175

6.234

11.547

11.787

11.943

12.078

12.236

9.724

9.968

9.948

9.985

9.994

49.508

50.432

50.897

50.971

51.466

(Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Thái Nguyên 2013)

13

2.3. Các nghiên cứu trên thế giới và trong nƣớc về xử lý nƣớc thải chăn nuôi
2.3.1. Các nước trên thế giới
Ở Châu Á, các nƣớc nhƣ: Trung Quốc, Thái Lan,… là những nƣớc có
ngành chăn nuôi công nghiệp lớn trong khu vực nên rất quan tâm đến vấn đề
xử lý nƣớc thải chăn nuôi.
Nhiều nhà nghiên cứu Trung Quốc đã tìm ra nhiều công nghệ xử lý
nƣớc thải thích hợp nhƣ là:
 Kỹ thuật lọc yếm khí
 Kỹ thuật phân hủy yếm khí hai giai đoạn
 Bể Biogas tự hoại
Hiện nay ở Trung Quốc các bể Biogas tự hoại đã sử dụng rộng rãi nhƣ
phần phụ trợ cho các hệ thống xử lý trung tâm. Bể Biogas là một phần không
thể thiếu trong các hộ gia đình chăn nuôi lợn vừa và nhỏ ở các vùng nông
thôn, nó vừa xử lý đƣợc nƣớc thải và giảm mùi hôi thối mà còn tạo ra năng
lƣợng để sử dụng.
Ở Nga các nhà nghiên cứu cũng nghiên cứu xử lý nƣớc thải phân lợn,
phân bò dƣới các điều kiện ƣa lạnh và ƣa nóng trong điều kiện khí hậu ở Nga.
Một số tác giả Úc cho rằng chiến lƣợc giải quyết vấn đề xử lý nƣớc thải
chăn nuôi lợn là sử dụng kỹ thuật SBR (sequencing batch reactor). Ở Ý đối
với các loại nƣớc thải giàu Nitơ và Phốt pho nhƣ nƣớc thải chăn nuôi lợn thì
các phƣơng pháp xử lý thông thƣờng không thể đạt đƣợc các tiêu chuẩn cho
phép về hàm lƣợng về Nitơ và photpho trong nƣớc ra sau xử lý. Công nghệ
xử lý nƣớc thải chăn nuôi giàu chất hữu cơ ở Ý đƣa ra là SBR có thể giảm
trên 97% nồng độ COD, Nitơ, Photpho.
Nhận xét chung về công nghệ xử lý nƣớc thải giàu chất hữu cơ sinh học
trên thế giới là áp dụng tổng thể và đồng bộ các thành tựu kỹ thuật lên men

yếm khí, lên men hiếu khí và lên men thiếu khí, nhằm đáp ứng các yêu cầu


14

kinh tế xã hội và bảo vệ môi trƣờng. Trên cơ sở đó có thể đề xuất ra những
giải pháp kỹ thuật phù hợp với từng điều kiện sản xuất cụ thể. Sơ đồ khái quát
sau đây là cơ sở lựa chọn mô hình xử lý thích hợp
2.4. Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải chăn nuôi lợn
Việc xử lý nƣớc thải chăn nuôi lợn nhằm giảm nồng độ các chất ô
nhiễm trong nƣớc thải đến một nồng độ cho phép có thể xả vào nguồn tiếp
nhận. Việc lựa chọn phƣơng pháp làm sạch và lựa chọn quy trình xử lý nƣớc
phụ thuộc vào các yếu tố nhƣ:
 Các yêu cầu về công nghệ và vệ sinh nƣớc.
 Lƣu lƣợng nƣớc thải.
 Các điều kiện của trại chăn nuôi.
 Hiệu quả xử lý.
Đối với nƣớc thải chăn nuôi, có thể áp dụng các phƣơng pháp sau :
 Phƣơng pháp cơ học.
 Phƣơng pháp hóa lý.
 Phƣơng pháp sinh học.
Trong các phƣơng pháp trên ta chọn xử lý sinh học là phƣơng pháp
chính. Công trình xử lý sinh học thƣờng đƣợc đặt sau các công trình xử lý cơ
học, hóa lý. Mục đích là tách chất rắn, cặn, phân ra khỏi hỗn hợp nƣớc thải.
a, Phƣơng pháp xử lý cơ học
Mục đích là tách chất rắn, cặn, phân ra khỏi hỗn hợp nƣớc thải bằng
cách thu gom, phân riêng. Có thể dùng song chắn rác, bể lắng sơ bộ để loại bỏ
cặn thô, dễ lắng tạo điều kiện thuận lợi và giảm khối tích của các công trình
xử lý tiếp theo. Ngoài ra có thể dùng phƣơng pháp ly tâm hoặc lọc. Hàm
lƣợng cặn lơ lửng trong nƣớc thải chăn nuôi khá lớn (khoảng vài ngàn mg/L)

và dễ lắng nên có thể lắng sơ bộ trƣớc rồi đƣa sang các công trình xử lý phía


15

sau. Sau khi tách, nƣớc thải đƣợc đƣa sang các công trình phía sau, còn phần
chất rắn đƣợc đem đi ủ để làm phân bón.
b, Phƣơng pháp xử lý lí hóa
Nƣớc thải chăn nuôi còn chứa nhiều chất hữu cơ, chất vô cơ dạng hạt có
kích thƣớc nhỏ, khó lắng, khó có thể tách ra bằng các phƣơng pháp cơ học thông
thƣờng vì tốn nhiều thời gian và hiệu quả không cao. Ta có thể áp dụng phƣơng
pháp keo tụ để loại bỏ chúng. Các chất keo tụ thƣờng sử dụng là phèn nhôm, phèn
sắt, phèn bùn,… kết hợp với polymer trợ keo tụ để tăng quá trình keo tụ.
Nguyên tắc của phƣơng pháp này là: cho vào trong nƣớc thải các hạt
keo mang điện tích trái dấu với các hạt lơ lửng có trong nƣớc thải (các hạt có
nguồn gốc silic và chất hữu cơ có trong nƣớc thải mang điện tích âm, còn các
hạt nhôm hidroxid và sắt hidroxi đƣợc đƣa vào mang điện tích dƣơng). Khi
thế điện động của nƣớc bị phá vỡ, các hạt mang điện trái dấu này sẽ liên kết
lại thành các bông cặn có kích thƣớc lớn hơn và dễ lắng hơn.
Theo nghiên cứu của Trƣơng Thanh Cảnh (2001) tại trại chăn nuôi lợn
trong nƣớc thải chăn nuôi lợn. Ngoài keo tụ còn loại bỏ đƣợc P tồn tại ở dạng
PO4 do tạo thành kết tủa AIPO4 và FePO4.
Phƣơng pháp này loại bỏ đƣợc hầu hết các chất bẩn có trong nƣớc thải
chăn nuôi, tuy nhiên chi phí xử lý cao. Áp dụng phƣơng pháp này để xử lý
nƣớc thải chăn nuôi là không hiệu quả về mặt kinh tế.
Ngoài ra, tuyển nổi cũng là một phƣơng pháp để tách các hạt có khả
năng lắng kém nhƣng có thể kết dính vào các bọt khí nổi lên.Tuy nhiên chi
phí đầu tƣ, vận hành cho phƣơng pháp này cao, cũng không hiệu quả về mặt
kinh tế đối với các trại chăn nuôi.
c, Phƣơng pháp xử lý sinh học

Phƣơng pháp này dựa trên sự hoạt động của các vi sinh vật có khả
năng phân hủy các chất hữu cơ. Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và


16

một số chất khoáng làm nguồn dinh dƣỡng và tạo năng lƣợng. Tùy theo nhóm
vi khuẩn sử dụng là hiếu khí hay kỵ khí mà ngƣời ta thiết kế các công trình
khác nhau. Và tùy theo khả năng về tài chính, diện tích đất mà ngƣời ta có thể
dùng hồ sinh học hoặc xây dựng các bể nhân tạo để xử lý.
* Phƣơng pháp xử lý hiếu khí
Sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện có oxy.
Quá trình xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp hiếu khí gồm 3 giai đoạn :
Oxy hóa các chất hữu cơ:
CHyOz +O2 Enzyme CO2+ HO + ∆H
Tổng hợp tế bào mới:
CxHyOz +O2 + NH2 enzyme Tế bào vi khuẩn (C5H7O2N) + CO2 + H2O-∆H
Phân hủy nội bào:
C5H7O2N + O2 Enzyme 5CO2 + 2H2O + NH3 ± ∆H
Sử dụng vi sinh vật kỵ khí, hoạt động trong điều kiện yếm khí không hoặc
có lƣợng O2 hòa tan trong môi trƣờng rất thấp, để phân hủy các chất hữu cơ.
Bốn giai đoạn xảy ra đồng thời trong quá trình phân hủy kỵ khí :
+ Thủy phân : Trong giai đoạn này, dƣới tác dụng của enzyme do vi
khuẩn tiết ra, các phức chất và các chất không tan (nhƣ polysaccharide,
protein, lipid) chuyển hóa thành các phức chất đơn giản hơn hoặc chất hòa tan
(nhƣ đƣờng, các acid amin, acid béo).
+ Acid hóa : Trong giai đoạn này, vi khuẩn lên men chuyển hóa các
chất hòa tan thành chất đơn giản nhƣ acid béo dễ bay hơi, rƣợu, acid lactic,
methanol, CO2, H2, NH3, H2S và sinh khối mới.
+ Acetic hóa : Vi khuẩn acetic chuyển hóa các sản phẩm của giai đoạn

acid hóa thành acetat, H2, CO2 và sinh khối mới.


17

+ Methane hóa : Đây là giai đoạn cuối của quá trình phân hủy kỵ khí.
Acid acetic, H2, CO2, acid formic và methanol chuyển hóa thành methane,
CO2 và sinh khối mới
d, Các hệ thống xử lý tự nhiên bằng biện pháp sinh học
* Hồ sinh học
Ngƣời ta có thể ứng dụng các quy trình tự nhiên trong các ao, hồ để xử
lý nƣớc thải. Trong các hồ, hoạt động của vi sinh vật hiếu khí, kỵ khí, quá
trình cộng sinh của vi khuẩn và tảo là các quá trình sinh học chủ đạo. Các quá
trình lý học, hóa học bao gồm các hiện tƣợng pha loãng, lắng, hấp phụ, kết
tủa, các phản ứng hóa học… cũng diễn ra tại đây. Việc sử dụng ao hồ để xử lý
nƣớc thải có ƣu điểm là ít tốn vốn đầu tƣ cho quá trình xây dựng, đơn giản
trong vận hành và bảo trì. Tuy nhiên, do các cơ chế xử lý diễn ra với tốc độ tự
nhiên (chậm) do đó đòi hỏi diện tích đất rất lớn. Hồ sinh học chỉ thích hợp với
nƣớc thải có mức độ ô nhiễm thấp. Hiệu quả xử lý phụ thuộc sự phát triển của
vi khuẩn hiếu khí, kỵ khí, tùy nghi, cộng với sự phát triển của các loại vi nấm,
rêu, tảo và một số loài động vật khác nhau.
e, Ứng dụng thực vật nƣớc để xử lý nƣớc thải
Thực vật nƣớc thuộc loài thảo mộc, thân mềm. Quá trình quang hợp
của các loài thủy sinh hoàn toàn giống các thực vật trên cạn. Vật chất có trong
nƣớc sẽ đƣợc chuyển qua hệ rễ của thực vật nƣớc và đi lên lá. Lá nhận ánh
sáng mặt trời để tổng hợp thành vật chất hữu cơ. Các chất hữu cơ này cùng
với chất khác xây dựng nên tế bào và tạo ra sinh khối.Thực vật chỉ tiêu thụ
các chất vô cơ hòa tan.Vi sinh vật sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ và chuyển
chúng thành các chất và hợp chất vô cơ hòa tan để thực vật có thể sử dụng
chúng để tiến hành trao đổi chất. Quá trình vô cơ hóa bởi VSV và quá trình

hấp thụ các chất vô cơ hòa tan bởi thực vật nƣớc tạo ra hiện tƣợng giảm vật
chất có trong nƣớc.