Nghiên Cứu Xử Lý Nước Thải Chăn Nuôi Lợn Tại Trang Trại Bằng Phèn Nhôm

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA MÔI TRƯỜNG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
TÊN ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN
TẠI TRANG TRẠI ÔNG BINH – LIÊN CHUNG
TÂN YÊN – BẮC GIANG BẰNG PHÈN NHÔM

Người thực hiện

: DƯƠNG THỊ KIM

Lớp

: MTB_K57

Khóa

: 57

Chuyên ngành

: KHOA MÔI TRƯỜNG

Giáo viên hướng dẫn : TS. VŨ THỊ HUYỀN
Địa điểm thực tập

: BỘ MÔN HÓA – KHOA MÔI TRƯỜNG

Hà Nội – 2016

ii


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan, các số liệu, kết quả thu thập được là do bản thân trực
tiếp làm và theo dõi, thu thập với thái độ khách quan trung thực, nghiêm túc.
Các tài liệu đã trích dẫn của tác giả được liệt kê đầy đủ, không sao chép bất
cứ tài liệu nào mà không trích dẫn.
Hà Nội, ngày 16 tháng 5 năm 2016
Sinh viên
Dương Thị Kim

iii


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình tiến hành làm bài khóa luận tốt nghiệp, ngoài sự
nỗ lực của bản thân, em đã nhận được sự giúp đỡ của các thầy, cô trong Khoa
Môi Trường - Học Viện nông nghiệp Việt Nam, cùng toàn thể bạn bè và gia
đình, đã giúp đỡ em hoàn thành được khóa luận tốt nghiệp này.
Em xin chân thành cảm ơn cô TS.Vũ Thị Huyền và ThS. Trần Thanh
Hải đã tận tình giúp đỡ em, cô, thầy không chỉ hướng dẫn em về kiến thức, kĩ
thuật mà cô, thầy còn động viên em rất nhiều trong suốt quá trình thực hiện
làm bài khóa luận.
Em xin chân thành cảm ơn các bạn sinh viên cùng làm thí nghiệm trong
phòng nghiên cứu – Bộ môn hóa là những người bạn đồng hành giúp đỡ em

rất nhiều trong suốt quá trình làm thực tập.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã động viên
và giúp đỡ em trong khi làm khóa luận.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 16 tháng 5 năm 2016
Sinh viên

Dương Thị Kim

iv


MỤC LỤC
PHỤ LỤC.....................................................................................................................................................48

v


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
CHC
BOD5
TP.HCM
COD
CTR
C/N
MT
NĐ - CP
QĐ
QCVN
TCVN

TT
TB
TSS
TN
TP
UBND
VSV
WHO

Chất hữu cơ
Nhu cầu ôxy sinh hóa
Thành phố Hồ Chí Minh
Nhu cầu ôxy hóa học
Chất thải rắn
Cacbon/Nito
Môi trường
Nghị định – Chính phủ
Quyết định
Quy chuẩn Việt Nam
Tiêu chuẩn Việt Nam
Thông tư
Trung bình
Tổng chất rắn lơ lửng
Nitơ tổng số
Photpho tổng số
Ủy ban nhân dân
Vi sinh vật
Tổ chức y tế thế giới

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Số lượng gia súc, gia cầm tại Việt Nam giai đoạn 2010-2015 Error:
Reference source not found
Bảng 1.2: Số lượng lợn của cả nước tại thời điểm điều tra 1/10 hàng năm từ
2011-2015...................................Error: Reference source not found

vi


Bảng 1.3: Số lượng trang trại của một số tỉnh và nước ta trong 4 năm gần đây
.......................................................Error: Reference source not found
Bảng 1.4: Khối lượng chất thải rắn vật nuôi.........Error: Reference source not
found
Bảng 1.5: Ảnh hưởng của mùi hôi của các trang trại chăn nuôi lợn đến khu
dân cư..........................................Error: Reference source not found
Bảng 1.6. Thành phần chính của phân tươi của một số loại vật nuôi ( giá trị
trung bình ).................................Error: Reference source not found
Bảng 3.1. Đặc trưng nước thải chăn nuôi lợn sau Biogas.......Error: Reference
source not found
Bảng 3.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của lượng phèn nhôm tới hiệu suất xử
lý COD, BOD5, TN, TP.............Error: Reference source not found
Bảng 3.3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất điện ly tới hiệu suất
xử lý COD, BOD5, TN, TP.........Error: Reference source not found
Bảng 3.4. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của liều lượng chất điện ly keo tụ.
....................................................Error: Reference source not found
Bảng 3.5. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ phèn nhôm khi có thêm
chất điện ly đến hiệu suất xử lý COD (Đầu vào COD tb=1633
(mg/l)..........................................Error: Reference source not found
Bảng 3.6. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của lượng phèn nhôm khi thêm chất
điện ly đến hiệu suất xử lý BOD5 (Đầu vào BOD5tb=680mg/l)Error:
Reference source not found

Bảng 3.7. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của lượng phèn nhôm khi thêm chất
điện ly đến hiệu suất xử lý TN (đầu vào TNtb=199mg/l).........Error:
Reference source not found
Bảng 3.8. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của lượng phèn nhôm khi thêm chất
điện ly đến hiệu suất xử lý TP (đầu vào TPtb=108mg/l)..........Error:
Reference source not found

vii


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1: Sơ đồ về sự keo tụ nhạy cảm......Error: Reference source not found
Hình 3.1. Biểu đồ biến động TSS qua các tháng. .Error: Reference source not
found
Hình 3.2. Biểu đồ biến động COD qua các tháng.Error: Reference source not
found
Hình 3.3. Biểu đồ biến động BOD5 qua các tháng Error: Reference source not
found
Hình 3.4. Biểu đồ biến động TN qua các tháng....Error: Reference source not
found
Hình 3.5. Biểu đồ biến động TP qua các tháng....Error: Reference source not
found
Hình 3.6. Nước thải chăn nuôi chưa xử lý..Error: Reference source not found
Hình 3.7. Nước thải chăn nuôi đã xử lý......Error: Reference source not found
Hình 3.8. Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của lượng phèn nhôm khi có bổ sung
chất điện ly đến hiệu suất xử lý COD, BOD5, TN,TP..............Error:
Reference source not found
Hình 3.9. Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của lượng phèn nhôm đến hiệu suất xử
lý COD khi có thêm chất điện....Error: Reference source not found
Hình 3.10. Biểu đồ so sánh giữa kết quả xử lý COD với giá trị tối đa cho phép

được quy định trong QCVN40:2011/BTNMT cột B...............Error:
Reference source not found
Hình 3.11. Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của lượng phèn nhôm đến hiệu suất xử
lý BOD5 khi thêm chất điện ly....Error: Reference source not found

viii


Hình 3.12. .......Biểu đồ so sánh giữa kết quả xử lý BOD 5 với giá trị tối đa cho
phép được quy định trong QCVN40:2011/BTNMT cột B......Error:
Reference source not found
Hình 3.13. Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của lượng phèn nhôm đến hiệu suất xử
lý TN khi thêm chất điện ly........Error: Reference source not found
Hình 3.14. Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của lượng phèn nhôm đến hiệu suất xử
lý TP khi thêm chất điện ly.........Error: Reference source not found

ix


MỞ ĐẦU
ĐẶT VẤN ĐỀ
Tính cấp thiết của đề tài
Trong những năm gần đây ngành chăn nuôi nước ta phát triển rất mạnh,
tốc độ tăng trưởng bình quân đạt 8-12% năm , hiện cả nước có 8,5 triệu hộ
chăn nuôi quy mô gia đình (Cục chăn nuôi 2015) nhưng 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 23% số hộ chăn nuôi không xử lý chất thải
bằng bất kỳ phương pháp nào mà xả thẳng ra môi trường, gây sức ép lớn đến
môi trường. Chất thải chăn nuôi gây tác động đến môi trường và sức khỏe con

người qua nhiều khía cạnh: gây ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm, gây ô
nhiễm môi trường khí, môi trường đất và các sản phẩm nông nghiệp. Theo
Báo cáo tổng kết của Viện Chăn nuôi (Bộ NN&PTNT), nồng độ khí H 2S 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. 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. Hình
thức xử lý phổ biến hiện nay tại các trang trại chăn nuôi lợn là phương pháp
xử lý khí cho nước thải qua bể Biogas .Tuy nhiên với quy mô trang trại, số
lượng nuôi lớn, lượng thải phát sinh nhiều, khả năng xử lý của bể bị suy giảm
và không được xử lý triệt, nước thải sau bể Biogas được thải ra ngoài môi
trường có hàm lượng chất hữu cơ vẫn còn cao ảnh hưởng tới đời sống con
người và sinh vật. Bên cạnh đó, hiện nay các trang trại nằm rải rác ở các địa
phương khác nhau và được bố trí trên các nền địa hình khác nhau, các quy
trình chăn nuôi khác nhau, nguồn thức ăn đầu vào khác nhau, lượng nước sử
1


dụng cho quá trình chăn nuôi cũng khác nhau… Chính vì vậy mà khi phân
tích một số yếu tố trong nước thải chăn nuôi tại các trang trại là khác nhau.Do
đó việc nghiên cứu xử lý nước thải tại các trang trại chăn nuôi lợn là nhiệm vụ
cấp bách để đảm bảo phát triển ngành chăn nuôi một cách bền vững.
Xuất phát từ tình hình thực tế đó và căn cứ vào phạm vi khóa luận tốt
nghiệp, em lựa chọn đề tài : “Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi lợn tại
trang trại ông Binh – Liên Chung – Tân Yên – Bắc Giang bằng phèn nhôm”.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài.
Quan trắc một số thông số Vật Lý và Hóa Học của nước thải chăn nuôi

lợn tại trang trại ông Binh – Liên Chung – Tân Yên – Bắc Giang trong 4
tháng ( từ tháng 1/2016 đến tháng 5/2016). So sánh nồng độ các thông số trên
với QCVN 40:2011 /BTNMT để làm cơ sở cho việc xác định hiệu quả của
phương pháp keo tụ.
Nghiên cứu sử dụng phèn nhôm để xử lí nước thải chăn nuôi tại trang
trại ông Binh – Liên Chung – Tân Yên - Bắc Giang.

2


CHƯƠNG I
TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1 Tổng quan về ngành chăn nuôi lợn ở Việt Nam
1.1.1 Tình hình phát triển chăn nuôi lợn ở Việt Nam trong những năm gần đây
•

Xu hướng phát triển
Trong những năm gần đây ngành chăn nuôi của nước ta phát triển với tốc

độ nhanh. Trong giai đoạn 2010- 2015 số lượng vật nuôi ( dê, cừu, lợn, gia cầm )
tăng lên liên tục, bên cạnh đấy thì số lượng ngựa, bò và trâu lại giảm qua các
năm ( Tổng cục thống kê, 2015) số liệu được thể hiện trong bảng 1.1
Bảng 1.1: Số lượng gia súc, gia cầm tại Việt Nam giai đoạn 2010-2015
Năm

Trâu

Bò

Ngựa

Dê, cừu

Lợn

Nghìn con

Gia cầm
Triệu con

2010

2877,0

5808,3

93,1 1228,4

27373,3

300,5

2011

2712,0

5436,6

88,1 1267,8

27056,0

322,6

2012

2627,8

5194,2

1343,6

26494,0

308,5

2013

2559,6

5156,0

79,0 1465,4

26264,4

234.5

2014

2521,6

5234,3

66,9 1698,6

26761,6

246.0

2015

2523,7

1567,4

62,6 1884,6 27751,0
259,3
Nguồn: Tổng cục thống kê, 2015

Theo báo cáo của Bộ NN&PTNT, ngành chăn nuôi năm 2015 đã có
những bước chuyển rõ ràng, từ chăn nuôi nhỏ lẻ, phân tán sang chăn nuôi tập
trung theo mô hình trang trại, gia trại, ứng dụng khoa học công nghệ kỹ thuật,
tăng hiệu quả kinh tế. Gía thức ăn chăn nuôi trong năm có xu hướng giảm
nhưng chưa nhiều. Bên cạnh sự phát triển đạt được, ngành chăn nuôi vẫn còn
phải đối mặt với nhiều thách thức từ những dịch bệnh đã xảy ra và thực trạng
sử dụng chất cấm, chất kháng sinh trong chăn nuôi đến những cạnh tranh khó
khăn trên thị trường tiêu thụ khi nhiều mặt hàng thịt nhập khẩu đang có giá trị
thấp hơn thịt gia cầm, gia súc trong nước.
3

Giá trị sản xuất ngành chăn nuôi có mức tăng khá, đạt 4,3% so với
cùng 2 kỳ năm ngoái. Mức tăng này là do đàn bò sữa tăng mạnh (tăng 20,9%)
sản lượng sữa bò tươi tăng cao đạt khoảng 120% so với cùng kỳ năm trước.
Chăn nuôi lợn phát triển khá thuận lợi do dịch lợn tai xanh không xảy ra và
giá bán lợn hơi ở mức có lợi cho người chăn nuôi. Theo số liệu điều tra của
TCTK, cả nước tại thời điểm điều tra 1/10 có khoảng 27,75 triệu con, tăng
3,7% trong đó lợn nái ó 4,06 triệu con, tăng 3,69% so với cùng kỳ 2014. Sản
lượng lợn thịt hơi xuất chuồng năm 2015 ước tính đạt 3,48 triệu tấn, bằng
104,2% so với cùng kỳ năm trước. Đàn gia cầm có 341,9 triệu con, tăng 4,3%.
•

Tình hình chăn nuôi lợn
Theo số liệu của tổng cục thống kê trong giai đoạn 2011-2015, chăn

nuôi lợn từng bước phát triển ổn định tăng cả về quy mô đầu con và sản lượng
thịt hơi xuất chuồng.
Bảng 1.2: Số lượng lợn của cả nước tại thời điểm điều tra 1/10 hàng
năm từ 2011-2015.
Năm
2011
2012
2013
2014
2015

Số con (triệu con)
27,06
26,49

26,26
26,76
27,75
(Nguồn: tổng cục thống kê 2015)

Phân bố đàn lợn theo vùng như sau: vùng Đồng bằng sông Hồng là
25,74%, vùng Trung du miền núi phía Bắc là 24,1%, vùng Đông Nam Bộ là
10,51%, vùng Tây Nguyên là 6,58%.
Tuy quy mô về đầu con trong giai đoạn hầu như không tăng nhưng sản
lượng thịt hơi xuất chuồng đều tăng qua các năm với tốc độ tăng cường bình
quân là 2,12% /năm, cụ thể: năm 2011, sản lượng thịt đạt 3.09 triệu tấn, đến
năm 2013 là gấp 3,22 triệu tấn, ước thực hiện trong năm 2014 là 3,29 triệu tấn
và kế hoạch năm 2015 là 3,37 triệu tấn. Trọng lượng thịt xuất chuồng bình

4


quân là 67,1kg/con( năm 2011) ước tăng lên 68,2kg/con (2014) và đạt 69,5
kg/con trong năm 2015.
Như vậy sau 5 năm từ 2011 đến 2015 phát triển đến nay sản lượng thịt
lợn chiếm 74,2% (năm 2013) trong tổng sản lượng thịt hơi các loại. Chất
lượng thịt lợn không ngừng tăng lên đáp ứng được thị yếu người tiêu dùng
trong nước. Kế hoạch đến 2015, sản lượng thịt lợn dao động trong khoảng 7274% tổng sản lượng thịt hơi.
Năng suất và công nghệ chăn nuôi lợn trang trại ngang bằng với các
nước trong khu vực, hiệu quả chăn nuôi lợn luôn ổn định, mang lại thu nhập
ổn định cho người chăn nuôi và giải quyết việc làm tại chỗ cho khu vực nông
thôn, ứng dụng khoa học công nghệ trong chăn nuôi lợn về chuồng trại, xử lý
chất thải chăn nuôi, đảm bảo vệ sinh môi trường ngày càng được áp dụng
rộng rãi. Sử dụng nhiều tổ hợp gen có năng suất, chất lượng cao.
Tuy nhiên chăn nuôi lợn ở nước ta theo hình thức chăn nuôi nông hộ

vẫn chiếm 65-70% về đầu con và 56-60% về sản lượng, tỷ lệ đàn nái trên tổng
đàn chiếm 14,9% (năm 2013) trong khi chung của thế giới là 8-10%, chất
lượng đàn giống tuy đã được cải thiện nhưng chia đáp ứng yêu cầu sản xuất
(nhất là khu vực chăn nuôi nông hộ), nhiều giống lợn địa phương chưa được
chú ý lưu giữ và bảo tồn, tình trạng ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi lợn
chưa được khắc phục.
1.1.2 Tình hình chăn nuôi lợn ở Việt Nam theo quy mô trang trại
Xem xét thực trạng ngành chăn nuôi của Việt Nam hiện nay, có thể
nhận thấy xu hướng chăn nuôi lợn chuyển dần từ chăn nuôi nhỏ lẻ, phân tán
cho hiệu quả thấp sang hình thức gia trại và trang trại đem lại hiệu quả kinh tế
cao hơn đang phát triển mạnh mẽ ở nước ta trong những năm gần đây nhằm
đáp ứng nhu cầu đòi hỏi của nền kinh tế thị trường. Năm 2001nước ta có
khoảng 1761 trang trại chăn nuôi đến năm 2010 đã tăng lên tới 23558 trang
trại (tổng cục thống kê, 2011). Hình thức chăn nuôi theo trang trại có số lượng

5


vật nuôi lớn, đem lại hiệu quả kinh tế cao nhưng lại gây ra các vấn đề về môi
trường do các loại chất thải phát sinh quá lớn.
Bảng 1.3: Số lượng trang trại của một số tỉnh và nước ta
trong 4 năm gần đây
Chỉ tiêu
Năm
Hà Nội
Vĩnh Phúc
Hưng Yên
Thái Bình
Nam Định
Hải Dương

Bắc Giang
Bắc Ninh
Cả Nước

Trang trại
2010
23574
1953
2384
3376
1265
2523
2369
2679
145880

2011
3512
311
189
524
306
289
137
79
20074

2012
2013
4472

5197
508
589
353
416
600
650
366
391
506
525
256
310
74
78
22655
23774
( Nguồn tổng cục thống kê 2014)

1.1.3 Tình hình xả thải tại các trang trại chăn nuôi lợn và những ảnh
hưởng đến môi trường
 Tình hình xả thải tại các trang trại chăn nuôi lợn
Theo Cục chăn nuôi Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
(NN&PTNT), mỗi năm, ngành chăn nuôi gia súc gia cầm thải ra khoảng 7585 triệu tấn chất thải, với phương thức sử dụng phân chuồng không qua xử lý
ổn định và nước thải không qua xử lý xả trực tiếp ra môi trường gây ô nhiễm
nghiêm trọng.
Bảng 1.4: Khối lượng chất thải rắn vật nuôi
STT
1
2

3
4
5

Loại vật
nuôi
Bò
Trâu
Lợn
Gia cầm
Dê, cừu

Tổng số đầu con
năm 2010
(triệu con)
5,92
2,91
27,37
300,50
1,29
6

Chất thải rắn bình

Tổng chất thải

quân (kg/con/ngày)

rắn/năm (tr.tấn)

10
15
2,5
0,2
1,5

21,61
15,93
24,96
21,94
0,71


6
7

Ngựa
Hươu
Tổng cộng

0,093
0,046

4
2,5

0,14
0,04
84,45
( Nguồn: tổng cục thống kê năm, 2010)

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.
 Những ảnh hưởng tới môi trường từ chất thải chăn nuôi
• Ô nhiễm nước mặt
Chất thải của hoạt động chăn nuôi lợn xử lý chưa triệt để hoặc thải trực
tiếp chưa qua xử lý vào môi trường nước sẽ làm giảm lượng ôxy hòa tan ,làm
ảnh hưởng đến các sinh vật trong nước, trong chất thải chăn nuôi lợn còn
chứa hàm lượng lớn dinh dưỡng nitơ, photpho gây hiện tượng phú dưỡng
nguồn nước. Ngoài ra còn lan truyền các vi sinh vật gây bệnh trong chất thải
và môi trường.
Tại Hải Dương hoạt động chăn nuôi lợn trong hộ gia đình bùng phát
mạnh mẽ đã làm ô nhiễm nghiêm trọng nước mặt tại xã Lan Vu khi mà hầu
hết các thông số BOD, COD, NH4+, NO3-, PO43- đều vượt quá ngưỡng cho
phép của QCVN08 – Cột A nhiều lần. Đồng thời chất lượng nước ngầm ở khu
vực này cũng bị ảnh hưởng nghiêm trọng khi mà nồng độ NH 4+ quan trắc
được dao động từ 0,98 -6,34 mg/l vượt qua tiêu chuẩn nước ăn uống của Việt
Nam từ 25 -162 lần ( Hồ Thị Lam Trà và cộng sự 2008).
Tại Hưng Yên, kết quả quan trắc chất lượng nước mặt tại các trang trại
chăn nuôi lợn trên địa bàn hai huyện Văn Giang và Khoái Châu đã chỉ ra hầu
hết chất lượng nước mặt tại các trang trại đều bị ô nhiễm ở các mức độ khác
nhau. Trong đó mức độ ô nhiễm trong các mô hình Chuồng – Ao và mô hình
Vườn - Ao - Chuồng có mức độ ô nhiễm nước mặt nhẹ hơn, chất l ượng nước
xung quanh các trang trại theo mô hình Chuồng và Chuồng - Vườn bị ô nhiễm
ở mức độ nghiêm trọng (Cao Trường Sơn và các cộng sự 2011).
•

Ô nhiễm không khí
7

Trong chất thải chăn nuôi luôn tồn tại một lượng lớn vi sinh vật hoại
sinh. Nguồn gốc thức ăn của chúng là các chất hữu cơ, vi sinh vật hiếu khí sử
dụng ôxy hòa tan phân hủy các chất hữu cơ tạo ra những sản phẩm vô cơ
NO2-, NO3-, SO2, CO2 quá trình này xảy ra nhanh không tạo mùi thối. Nếu
lượng chất hữu cơ có quá nhiều vi sinh vật hiếu khí sẽ sử dụng hết lượng ôxy
hòa tan trong nước làm khả năng hoạt động phân hủy của chúng kém, gia tăng
quá trình phân hủy yếm khí tạo ra các sản phẩm CH 4, H2S, NH3, H2,
Indo,Scotoi... tạo mùi hôi nước có màu đen có váng, là nguyên nhân làm gia
tăng bệnh đường hô hấp, tim mạch ở người và động vật.
Kết quả khảo sát chất lượng không khí chuồng nuôi tại các cơ sở chăn
nuôi trên địa bàn 6 tỉnh, Hưng Yên, Nam Định, Bình Dương, Đồng Nai, Long
An và Cần Thơ cho thấy không khí chuồng nuôi ở cả hai hình thức chăn nuôi
hộ gia đình và chăn nuôi trang trại đều bị ô nhiễm khí mà nồng độ NH 3 và
H2S đều vượt quá ngưỡng cho phép ( Phùng Đức Tiến và cộng sự 2009 )
Ô nhiễm mùi từ các trang trại chăn nuôi lợn ảnh hưởng đến cuộc sống
sinh hoạt của người dân sống xung quanh gây nhiều bức xúc. Theo kết quả
thăm dò ý kiến của người dân xung quanh các khu dân chăn nuôi trên địa bàn
thành phố Hà Nội đã cho thấy có tới 50% số người được hỏi than phiền về
mùi hôi thối phát sinh từ các khu chăn nuôi, trong khi đó các than phiền khác
như: ô nhiễm nước làm chết cá chỉ chiếm 20%, ô nhiễm tiếng ồn chỉ chiếm 2%
còn lại 18% là các than phiền khác ( Bộ Tài nguyên & Môi Trường 2010 ).
Khoảng cách từ các trang trại đến các khu dân cư là yếu tố xác định
mức độ ảnh hưởng của các trang trại đến người dân xung quanh, Trịnh Quang
Tuyên và cộng sự đã nghiên cứu về vấn đề này và trình bày trong bảng 1.5.
Bảng 1.5: Ảnh hưởng của mùi hôi của các trang trại chăn nuôi lợn đến
khu dân cư.
Tỉnh

Đơn
vị

30 -100 lợn nái
< 10

10-

>100
8

100-200 lợn nái
10-100

>100

>200 lợn
nái
>100


(m)
Hà Nội
Hà Tây (cũ)
Thái Bình
Ninh Bình
Trung Bình

%
%

%
%
%

100
100
100
100
100

100

(m)
(m)
(m)
(m)
(m)
100
80,0
100
100
100
100
71,4
100
100
100
100
84,2
100

100
100
100
60,0
100
50
66,7
100
73,9
100
87,5
91,7
Nguồn Trịnh Quang Tuyên và cộng sự, 2010

Căn cứ vào bảng số liệu trên ta có thể thấy với khoảng cách dưới 100m
thì ở cả 3 quy mô chăn nuôi Lợn nái đều gây ảnh hưởng về mùi cho khu dân
cư. Ở khoảng cách trên 100 m thì mức độ ô nhiễm mùi giảm đi xong vẫn ảnh
hưởng ở mức cao. Tuy nhiên, ảnh hưởng của mùi hôi đến khu dân cư không
phụ thuộc vào khoảng cách và quy mô chăn nuôi mà còn phụ thuộc vào các
yếu tố khác như thời tiết, mùa và hướng gió (Trịnh Quang Tuyên, 2010).
• Ô nhiễm môi trường đất
Chất thải chăn nuôi chứa lượng lớn chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học,
chủ yếu là các chất dinh dưỡng giàu nitơ, photpho. Đây là nguồn phân bón
giàu chất dinh dưỡng nếu bón vào đất sẽ tăng độ phì nhiêu, nếu bón phân
không hợp lý hoặc phân tươi, cây trồng sẽ không hấp thu hết, chúng sẽ tích tụ
lại làm bão hòa hay quá bão hòa chất dinh dưỡng trong đất, gây mất cân bằng
sinh thái đất. Hơn nữa, nitrat và photphat thừa sẽ chảy theo nước mặt làm ô
nhiễm các mực thủy cấp. Ngoài ra, nếu trong đất có chứa một lượng lớn nitơ,
photpho sẽ gây phú dưỡng hóa hay lượng nitơ thừa được chuyển hóa làm cho
nồng độ nitrat cao gây độc cho hệ sinh vật đất.

Bên cạnh đó phân tươi gia súc chứa nhiều vi sinh vật gây bệnh, chúng
có thể tồn tại và phát triển trong đất, nếu dùng phân tươi bón cho cây không
đúng kỹ thuật sẽ làm vi sinh vật phát tán đi khắp nơi gây nguy hiểm cho con
người và động vật. Photpho trong môi trường đất có thể kết hợp với các
nguyên tố Ca, Cu, Al...thành các chất phức tạp, khó có thể phân giải, làm cho
đất cằn cỗi, ảnh hưởng đến sự sinh trưởng phát triển của thực vật.

9


Thêm vào đó việc bổ sung thêm các chất kích thích tăng trưởng ( một
số kim loại nặng ) trong thành phần thức ăn vật nuôi vật nuôi, khi các chất
này thải ra cùng phân và nước tiểu, dần dần đất trồng chọt được bón loại
phân này có thể dẫn tới tích tụ một lượng lớn các kim loại này trong đất. Nếu
kéo dài các kim loại này sẽ tích lũy trong đất làm thay đổi tính chất hóa lý,
phá hoại kết cấu đất, làm nghèo đất, hạn chế sự phát triển của cây trồng...
1.2 Tổng quan về chất thải chăn nuôi lợn
Chăn nuôi được xác định là một trong những ngành sản xuất tạo ra một
lượng chất thải nhiều nhất ra môi trường. Chất thải chăn nuôi là một tập hợp
phong phú bao gồm các chất ở tất cả các dạng rắn, lỏng hay khí phát sinh
trong quá trình chăn nuôi, lưu chữ, chế biến hay sử dụng chất thải. Các chất
thải chăn nuôi được phát sinh chủ yếu từ:
- Chất thải của bản thân gia súc như phân, nước tiểu, lông, vảy da và
các phủ tạng loại thải của gia súc...
- Nước thải từ quá trình tắm lợn, rửa chuồng hay rửa dụng cụ và thiết bị
chăn nuôi, nước làm mát hay từ các hệ thống dịch vụ chăn nuôi...
- Thức ăn thừa, các vật dụng chăn nuôi, thú y bị loại ra trong quá trình
chăn nuôi.
- Bệnh phẩm thú y, xác súc vật chết.
- Bùn lắng từ các mương dẫn, hố chứa hay lưu trữ và chế biến hay xử

lý chất thải.
Chất thải chăn nuôi chứa nhiều thành phần có khả năng gây ô nhiễm
môi trường, làm ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, phát triển của chính đàn gia
súc và sức khỏe của con người. Vì vậy, việc hiểu rõ thành phần và các tính
chất của chất thải chăn nuôi nhằm có biện pháp quản lý và xử lý thích hợp,
khống chế ô nhiễm, tận dụng nguồn chất thải giàu chất hữu cơ vào mục đích
kinh tế là một việc làm cần thiết.
1.2.1 Chất thải rắn
Chất thải rắn là hỗn hợp các chất hữu cơ, vô cơ , vi sinh vật và trứng ký
sinh có thể gây bệnh cho người và gia súc khác. Chất thải rắn gồm phân, thức
10


ăn thừa của gia súc, vật liệu lót chuồng, xác súc vật chết ... Chất thải rắn có độ
ẩm từ 56-83% tùy theo phân của các loài gia súc khác nhau và có tỷ lệ NPK
cao. Xác súc vật chết do bệnh, do bị dẫm đạp, đè chết, do sốc nhiệt, cần được
thu gom và xử lý triệt để. Thức ăn dư thừa và vật liệu lót chuồng có thành
phần đa dạng gồm cám, bột ngũ cốc, bột cá, bột tôm, khoáng, chất bổ sung,
các loại kháng sinh, rau xanh, cỏ, rơm rạ, bao bố, vãi vụn, gỗ...
• Phân
Phân là sản phẩm loại thải của quá trình tiêu hóa của gia súc, gia cầm bị
bài tiết ra ngoài qua đường tiêu hóa. Chính vì vậy phân gia súc là sản phẩm
dinh dưỡng tốt cho cây trồng hay các loại sinh vật khác như cá, giun... Do
thành phần giàu chất hữu cơ của phân nên chúng rất dễ bị phân hủy thành các
sản phẩm độc, khi phát tán vào môi trường có thể gây ô nhiễm cho vật nuôi,
cho con người và các sinh vật khác.
Thành phần hóa học của phân bao gồm:
- Các chất hữu cơ gồm các chất protein, carbonhydrate, chất béo và các
sản phẩm trao đổi của chúng
- Các chất vô cơ bao gồm các chất khoáng (đa lượng, vi lượng).

- Nước là thành phần chiếm tỷ trọng lớn nhất, chiếm 65 – 68% khối
lượng của phân.
Bảng 1.6. Thành phần chính của phân tươi của một số loại vật nuôi
( giá trị trung bình )
Loại

Độ ẩm

N

P2O5

K2 O

Vật nuôi

(%)

(%)

(%)

(%)

Bò thịt

85

0,5

0,2

0,5

Bò sữa

85

0,7

0,5

0,5

Gia cầm

72

1,2

1,3

0,6

Lợn

82

0,5

0,3

0,4

Dê, cừu

77

1,4

0,5

0,2

Nguồn: Lê Văn Cát, 2009

11


Thành phần hóa học của phân lợn phụ thuộc vào chế độ dinh dưỡng,
chủng giống, giai đoạn tăng trưởng của cơ thể.
- Do hàm lượng nước cao, giàu chất hữu cơ cho nên phân là môi trường
tốt cho các vi sinh vật phát triển nhanh chóng và phân hủy các chất hữu cơ
tạo nên các sản phẩm có thể gây độc cho môi trường.
- Dư lượng của thức ăn bổ sung cho gia súc gồm các thuốc kích thích
tăng trưởng các hormone hay dư lượng kháng sinh...
- Các men tiêu hóa của bản thân gia súc, chủ yếu là các men tiêu hóa
sau khi sử dụng bị mất hoạt tính và được thải ra ngoài...
- Các mô và chất nhờn tróc ra từ niêm mạc đường tiêu hóa .
- Các thành phần tạp từ môi trường thâm nhập vào thức ăn trong quá

trình chế biến thức ăn hay quá trình nuôi dưỡng gia súc ( cát, bụi...)
- Các yếu tố gây bệnh như vi khuẩn hay ký sinh trùng bị nhiễm trong
đường tiêu hóa gia súc hay trong thức ăn.
Theo (Vũ Đình Tôn và cộng sự 2010),lợn ở các lứa tuổi khác nhau thì
lượng phân thải ra khác nhau. Trong điều kiện sử dụng thức ăn công nghiệp
với lợn từ sau cai sữa đến 15kg tiêu thụ thức ăn là 0,42kg/con/ngày lượng
phân thải ra là 0,25kg/con/ngày. Lợn từ 15 đến 30kg tiêu thụ thức ăn là
0,76kg/con/ngày lượng phân thải ra là 0,47kg/con/ngày. Lợn từ 30 đến 60kg
và từ 60kg đến xuất chuồng tiêu thụ là 1,64 đến 2,3kg/con/ngày lượng phân
thải ra là 0,8 đến 1,7kg/con/ngày. Đối với lợn nái chửa kỳ I và chở phối mức
tiêu thụ thức ăn là 1,86kg/con/ngày

lượng phân thải thải ra là

0,80kg/con/ngày . lợn nái chửa kỳ II lượng phân thải ra là 0,88kg/con/ngày.
Lợn nái nuôi con mức ăn tiêu thụ 3,7kg/con/ngày. Như vậy một đời lợn thịt
tính từ lúc cai sữa đến xuất chuồng khoảng 110kg, lượng thức ăn tiêu thụ là
257,5kg, lượng phân tạo ra là 127,05kg, lợn nái tiêu thụ khoảng 197kg lượng
phân thải ra trung bình là 342,22kg.
• Xác gia súc chết
Xác gia súc chết là một loại chất thải đặc biệt của chăn nuôi. Thường
gia súc chết do các nguyên nhân bện lý, cho nên chúng là một nguồn phát

12


sinh ô nhiễm nguy hiểm, dễ lây lan các dịch bệnh. Xác gia súc chết phân hủy
có thể tạo nên các sản phẩm độc. Các mầm bệnh và độc tố có thể lưu giữ
trong đất trong thời gian dài hay lan truyền trong môi trường nước và không
khí, gây nguy hiểm cho người, vật nuôi và khu hệ sinh vật trên cạn hay dưới

nước. Gia súc chết có thể do nhiều nguyên nhân khác nhau. Việc xử lý phải
được tiến hành nghiêm túc. Gia súc, bị bệnh hay chết do bị bệnh phải được
thiêu hủy hay chôn lấp theo các quy định về thú y. Chuồng nuôi gia súc chết
bị bệnh, phải được khử trùng bằng vôi hay hóa chất chuyên dùng trước khi
dùng để nuôi tiếp gia súc. Trong điều kiện chăn nuôi phân tán, nhiều hộ gia
đình vất xác chết vật nuôi bị chết do bị dịch ra hồ ao, cóng rãnh, kênh
mương... đây là nguồn phát tán dịch bệnh rất nguy hiểm.
• Thức ăn thừa, ổ lót chuồng và các chất thải khác
Trong các chuồng trại chăn nuôi, người chăn nuôi thường dùng rơm,
rạ hay các chất độn khác... để lót chuồng. Sau một thời gian sử dụng, những
vật liệu này sẽ được thải bỏ. Loại chất thải này tuy chiếm khối lượng không
lớn, nhưng chúng cũng là một nguồn gây ô nhiễm quan trọng, do phân, nước
tiểu các mầm bệnh có thẻ bám theo chúng. Vì vậy, chúng cũng phải được thu
gom và xử lý hợp vệ sinh, không được vứt bỏ ra ngoài môi trường tạo điều
kiện cho chất thải và mầm bệnh phát tán vào môi trường.
Ngoài ra, thức ăn thừa, thức ăn bị rơi vãi cũng là nguồn gây ô nhiễm,
vì thức ăn chứa nhiều chất dinh dưỡng dễ bị phân hủy trong môi trường tự
nhiên. Khi chúng bị phân hủy sẽ tạo ra các chất kể cả chất gây mùi hôi, gây ô
nhiễm môi trường xung quanh, ảnh hưởng đến sự sinh trưởng , phát triển của
gia súc và con người.
1.2.2 Chất thải lỏng
Nước thải chăn nuôi là hỗn hợp bao gồm cả nước tiểu, nước tắm của
lợn, rửa chuồng. Nước thải chăn nuôi gia súc còn có thể chứa một phần hay là
toàn bộ lượng phân được thải ra. Nước thải là dạng chất thải chiếm khối
lượng lớn nhất trong chăn nuôi lợn. Đặc trưng cơ bản của nước thải chăn nuôi
13


là có hàm lượng chất rắn lơ lửng (TSS), chất hữu cơ ( thể hiện bởi COD và
BOD5 ) các hợp chất nitơ (NH4-N và N- Tổng) rất cao ( Lương Đức Phẩm,

2009, Lâm Vĩnh Sơn và Nguyễn Trần Ngọc Phương, 2011)
Theo kết quả điều tra đánh giá hiện trạng môi trường của Viện chăn
nuôi (2014) 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
đặc điểm của nước thải chăn nuôi:
- Các chất hữu cơ: Hợp chất hữu cơ chiếm 70-80% bao gồm cellulose,
protit, acid amin, chất béo, hidratcacbon và các dẫn xuất của chúng, 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 vòng thơm, hợp chất đa vòng, hợp chất chứa clo
hữu cơ. Các chất vô cơ chiếm 20-30% gồm cát, đất, muối, urê, ammonium,
muối clorua, SO42-, ...
- 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 = 200-350 (mg/l) trong đó N-NH 4+chiếm
khoảng 80-90%; P-tổng = 60-100 (mg/l).
- Sinh vật gây bệnh: Nước thải chăn nuôi chưa nhiều loại vi trùng,
virus và trứng ấu trùng giun sán gây bệnh.
1.2.3 Khí thải
Chăn nuôi là một ngành sản xuất tạo ra nhiều loại khí thải nhất, điển
hình là các khí CO2 , CH4 , NH3 ,NO2, N2O, NO, H2S, indol, mecaptan… và
hang loạt các khí gây mùi khác. Khí thải chăn nuôi là các khí được tạo ra bởi
quá trình phân hủy kỵ khí và hiếu khí của các chất thải chăn nuôi. Quá trình
thối rữa các chất hữu cơ trong phân, nước tiểu hay thức ăn dư thừa sẽ sinh ra
các khí độc hại các khí có mùi hôi thối khó chịu, khí từ quá trình tiêu hóa thức
ăn trong đường bột. Cường độ của mùi hôi phụ thuộc vào mật độ nuôi cao, sự
thông thoáng kém, nhiệt độ và độ ẩm không khí cao. Thành phần các khí
trong chuồng nuôi biến đổi tùy theo giai đoạn phân hủy các chất hữu cơ tùy
14

theo thành phần của thức ăn, hệ thống vi sinh vật và tình trạng sức khỏe của
vật nuôi. Các khí này có mặt thường xuyên và gây ô nhiễm chính, các khí này
có thể gây hại đến sức khỏe con người và vật nuôi, trong đó NH 3, H2S và CH4
được quan tâm nhất.
1.3 Các phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi lợn trên thế giới và
Việt Nam
1.3.1 Kỹ thuật xử lý yếm khí
Nước thải chăn nuôi lợn thuộc loại giàu TSS, COD, BOD 5, nitơ,
phôtpho vì vậy để xử lý nước thải chăn nuôi lợn kỹ thuật yếm khí luôn là sự
lựa chọn đầu tiên. Cũng như các quá trình sinh học khác, quá trình xử lý yếm
khí dựa vào khả năng đầu tiên của hệ vi sinh vật yếm khí. Muốn phát triển về
số lượng phải tiêu thụ vật chất, “thức ăn” của chúng ở đây chính là các chất ô
nhiễm ( chủ yếu là các chất hữu cơ),lượng thức ăn nhiều thì càng phát triển
nhanh. VSV ăn càng nhiều nghĩa là xử lý càng tốt. Ở đây vi khuẩn là tác nhân
phát triển nhanh nhất sẽ là động lực chính. 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 không gian, mỗi phản ứng được xúc tác bởi những enzym đặc biệt
và sản phẩm cuối cùng là các chất đơn giản hơn
Phương trình tổng thể hiện phản ứng yếm khí phân hủy chất hữu cơ
như sau:
CaHbOcNdSe + (4a-b-2c+3d+2e)H2O

(4a-b+2c+3d+2e)CO2 +

(4a+b-2c-3d-2e)CH4 + dNH3 + eH2S
Về mặt kỹ thuật, trong xử lý nước thải chăn nuôi kỹ thuật yếm khí
thường áp dụng sau tiền xử lý ( tách cặn), đi trước các kỹ thuật xử lý hiếu khí.
Có thể nói xử lý yếm khí chịu trách nhiệm xử lý tới khoảng 90% ô nhiễm hữu
cơ. Tuy nhiên, sau yếm khí vẫn phải xử lý hiếu khí do kỹ thuất xử lý yếm khí

không xử lý được hoàn toàn các chất hữu cơ.
15


Một trong những công trình xử lý yếm khí phổ biến và hiệu quả đó là
hầm Biogas. Đây là phương pháp xử lý kỵ khí khá đơn giản, thấy ở hầu hết
các cơ sở chăn nuôi quy mô trang trại, kể cả quy mô hộ gia đình.
Ưu điểm: 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 hơn và ít mùi hơn. Bùn cặn trong bể biogas có thể sử
dụng để cải tạo đất nông nghiệp.
Ở các nước châu Âu và Mỹ, nhất là ở Anh, nước và chất thải chăn nuôi
được coi là nguồn nguyên liệu để sản xuất khí sinh học và 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 năm 2020.
Tuy nhiên hầm Biogas không giải quyết được hoàn toàn vấn đề ô
nhiễm, nhất là về khía cạnh nước ra sau hầm biogas: hàm lượng chất hữu cơ,
N, P vẫn ở ngưỡng cao, đòi hỏi quá trình hiếu khí kèm theo để xử lý triệt để
các chất hữu cơ.
Một điều đáng lưu ý là hầu hết các trang trại chăn nuôi hiện nay đều chỉ sử
dụng hệ thống Biogas trong xử lý nước thải, trong khi chất lượng nước thải từ đầu
ra của hệ thống này lại không đạt tiêu chuẩn. Chính nguyên nhân này sẽ dẫn đến
việc ô nhiễm các ao, hồ, sông... khi xả trực tiếp nguồn thải này ra ngoài.
1.3.2 Kỹ thuật xử lý hiếu khí
Ưu điểm: Phương pháp hiếu khí xử lý triệt để chất hữu cơ, thời gian xử
lý nhanh hơn, ngoài khả năng ôxy hóa các hợp chất hữu cơ còn ôxy hóa các
hợp chất gây ô nhiễm khác như N- amoni, nên có thể được áp dụng để xửu lý
sạch nước thải tới mức đạt các tiêu chuẩn thải.

Nhược điểm: kỹ thuật xử lý hiếu khí tiêu tốn năng lượng cấp khí, phát
sinh nhiều bùn, có thể sinh ra nhiều chất ô nhiễm thứ cấp và chỉ xử lý được
nước thải có nồng độ chất hữu cơ thấp.

16