Đánh giá môi trường nước thải tại trại lợn Nguyễn Thanh Lịch, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội. (Khóa luận tốt nghiệp)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
--------------------------------

DƯƠNG THÀNH ĐẠT

ĐÁNH GIÁ MÔI TRƯỜNG NƯỚC THẢI TẠI TRẠI LỢN NGUYỄN
THANH LỊCH, HUYỆN BA VÌ, THÀNH PHỐ HÀ NỘI

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành

: Khoa học môi trường

Khoa

: Môi trường

Khóa học

: 2013 – 2017

Thái Nguyên – năm 2017


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
--------------------------------

DƯƠNG THÀNH ĐẠT

ĐÁNH GIÁ MÔI TRƯỜNG NƯỚC THẢI TẠI TRẠI LỢN NGUYỄN
THANH LỊCH, HUYỆN BA VÌ, THÀNH PHỐ HÀ NỘI

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành

: Khoa học môi trường

Khoa

: Môi trường

Khóa học

: 2013 – 2017

Giảng viên hướng dẫn

: TS. Nguyễn Thanh Hải

Thái Nguyên – năm 2017


i

LỜI CẢM ƠN
Thực tập là nội dung rất quan trọng đối với mỗi sinh viên trước khi ra
trường. Giai đoạn này vừa giúp cho sinh viên kiểm tra, hệ thống lại kiến thức,
lý thuyết và làm quen với nghiên cứu khoa học cũng như vận dụng kiến thức
đó vào thực tiễn. Để đạt được mục tiêu đó, đồng thời đáp ứng được nhu cầu
khắt khe của nhà tuyển dụng sau khi ra trường. Được sự nhất trí của Nhà
trường và Ban Chủ nhiệm khoa Môi trường, em tiến hành thực tập tốt nghiệp
với tên đề tài: “Đánh giá môi trường nước thải tại trại lợn Nguyễn Thanh
Lịch, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội” Hoàn thành bài khóa luận này, trước
hết em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy TS. Nguyễn Thanh Hải, người
đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Nhân dịp này em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy cô giáo trong và
ngoài khoa Môi trường, chủ trang trại Nguyễn Thanh Lịch, gia đình và bạn bè
đã đã giúp đỡ em hoàn thành bài khóa luận này. Trong suốt quá trình thực tập,
mặc dù em đã cố gắng hết sức nhưng do thời gian thực tập và kinh nghiệm
cũng như trình độ của bản thân còn hạn chế, nên bài khóa luận này không thể
tránh khỏi những khiếm khuyết và thiếu sót. Vì vậy em rất mong nhận được
sự góp ý, chỉ bảo của các thầy cô giáo, toàn thể các bạn để bài khóa luận này
hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, tháng 6 năm 2017
Sinh viên

Dương Thành Đạt

ii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Lượng phân thải ra đối với lợn nuôi trong trang trại ....................... 6
Bảng 2.2. Thành phần của phân lợn thải ......................................................... 7
Bảng 2.3. Một số thành phần vi sinh vật trong chất thải rắn chăn nuôi lợn ..... 7
Bảng 2.4. Thành phần hóa học trong nước tiểu của lợn (70-100kg)................ 8
Bảng 2.5: Thành phần khí trong hỗn hợp khí Biogas .................................... 15
Bảng 2.5 Danh sách 5 quốc gia có đàn heo lớn nhất thế giới ....................... 19
Bảng 2.6 Phân bố số lượng đàn lợn trên các châu lục ................................... 19
Bảng 4.1 : Kết quả phân tích mẫu nước thải NT1 ......................................... 37
Bảng 4.2: Kết quả phân tích mẫu nước thải NT2 .......................................... 38
Bảng 4.3 : Kết quả phân tích mẫu nước thải NT3 ......................................... 39
Bảng 4.4 : Kết quả phân tích mẫu nước thải NT4 ......................................... 40
Bảng 4.5 Một số sản phẩm men bổ sung ...................................................... 46


iii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1: Số lượng lợn ở Việt Nam giai đoạn 2010 - 2016 ........................... 24
Hình 4.1 Biểu đồ thể chỉ số COD sau xử lí ................................................... 41
Hình 4.2 Biểu đồ thể hiện chỉ số BOD5 sau xử lí .......................................... 41
Hình 4.3 Biểu đồ thể hiện chỉ số TSS sau xử lí............................................. 42
Hình 4.4 Biểu đồ thể hiện chỉ số Coliforms sau xử lí.................................... 42


iv

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Kí hiệu

Tiếng Việt

BTNMT

: Bộ Tài nguyên và Môi trường

BOD

: Nhu cầu oxy sinh hóa

COD

: Nhu cầu oxy hóa học

DO

: Oxy hòa tan

FAO

: Tổ chức lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc

HĐND

: Hội đồng nhân dân

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

TSS

: Tổng hàm lượng cặn

QCVN

: Quy chuẩn Việt Nam

UBND

: Uỷ ban nhân dân


v

MỤC LỤC
PHẦN 1. MỞ ĐẦU ........................................................................................ 1
1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................... 1
1.2. Mục tiêu của đề tài .................................................................................. 2
1.3. Ý nghĩa của đề tài .................................................................................... 2
1.3.1. Ý nghĩa trong học tập ........................................................................... 2
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn .................................................................................. 3
Phần 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................. 4
2.1. Cơ sở khoa học của đề tài ........................................................................ 4
2.1.1. Một số khái niệm về môi trường ........................................................... 4
2.1.2. Đặc điểm chất thải chăn nuôi ................................................................ 5
2.1.3. Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước thải và phương pháp xử lý

chất thải chăn nuôi lợn ................................................................................... 9
2.2. Cơ sở pháp lý ........................................................................................ 17
2.3. Cơ sở thực tiễn ...................................................................................... 18
2.3.1. Tình hình ô nhiễm nước do nước thải chăn nuôi lợn trong
và ngoài nước ............................................................................................... 18
PHẦN 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU ............................................................................................. 28
3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.......................................................... 28
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu ......................................................................... 28
3.1.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................ 28
3.2. Địa điểm và thời gian tiến hành ............................................................. 28
3.3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 28
3.4. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................... 28
3.4.1. Phương pháp điều tra, thu thập tài liệu, số liệu thứ cấp ....................... 28


vi

3.4.2. Phương pháp lấy mẫu và phân tích ..................................................... 29
3.4.3. Phương pháp tổng hợp, phân tích và xử lý số liệu............................... 33
PHẦN 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................. 34
4.1. Khái quát về trại chăn nuôi lợn Nguyễn Thanh Lịch, huyện Ba Vì, thành
phố Hà Nội ................................................................................................... 34
4.2. Đánh giá hiện trạng môi trường nước thải chăn nuôi lợn tại trại lợn
Nguyễn Thanh Lịch, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội .................................. 37
4.3. Đề xuất một số giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước xung
quanh trại lợn Nguyễn Thanh Lịch huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội............. 43
4.3.1. Tồn tại và nguyên nhân....................................................................... 43
4.3.2. Đề xuất một số giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước xung
quanh trại lợn ............................................................................................... 43

PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ....................................................... 50
5.1. Kết luận ................................................................................................. 50
5.2. Kiến nghị ............................................................................................... 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 52


1

PHẦN 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Trong những năm gần đây, ngành chăn nuôi nước ta đã có những bước
phát triển mạnh mẽ góp phần không nhỏ vào công cuộc xây dựng diện mạo
nông thôn mới. Chăn nuôi hiện đang là một trong những mũi nhọn trong việc
chuyển đổi cơ cấu sản xuất nông nghiệp theo hướng đa hàng hóa đa dạng hóa
vật nuôi, trong đó có chăn nuôi lợn. Lợn là gia súc được chăn nuôi phổ biến
nhất ở Việt Nam với số lượng khoảng 26.493,9 con nghìn con trong tổng số
34.624,4 nghìn vật nuôi. Chăn nuôi lợn đặc biệt đóng vai trò quan trọng trong
kinh tế hộ gia đình và là một trong những nguồn thu chủ yếu của nông hộ.
Hiện nay, bên cạnh phương thức chăn nuôi lợn truyền thống là chăn
nuôi ở hộ gia đình với quy mô nhỏ thì chăn nuôi lợn theo phương thức tập
trung công nghiệp đang có xu hướng phát triển mạnh mẽ dưới dạng các trang
trại quy mô lớn. Hình thức chăn nuôi lợn quy mô trang trại lớn mang lại hiệu
quả kinh tế cao, góp phần làm tăng sản lượng nông sản hóa, tạo ra cho xã hội
một nghề mang tính ổn định, góp phần cải thiện sinh kế cho người dân. Tuy
nhiên do việc tập trung một lượng lớn vật nuôi trên một đơn vị diện tích, trình
độ quản lý sản xuất đặc biệt là quản lý chất thải chăn nuôi của người dân còn
thấp nên đã gây ra áp lực cho môi trường, nhất là môi trường nước thải.
Thành phố Hà Nội với đặc điểm địa hình có nhiều khu sinh thái rất
thuận lợi cho sự phát triển chăn nuôi nói chung và chăn nuôi lợn nói riêng

theo hướng hàng hóa tập trung. Hà Nội luôn đứng đầu các tỉnh, thành phố
trên cả nước về số lượng lợn và sản lượng thịt. Trong những năm qua, với xu
hướng phát triển chăn nuôi theo xu hướng tập trung công nghiệp nên tốc độ
phát triển các chăn nuôi lợn khá nhanh. Thành phố đã và đang hình thành các
vùng, xã chăn nuôi lợn trọng điểm tập trung, ngoài khu dân cư với các trang


2

trại quy mô vừa và lớn. Điều này đã gây ra áp lực lớn cho môi trường với số
lượng chất thải,nước thải, mùi khó chịu ngày càng gia tăng.
Đặc biệt, Ba Vì là một trong những khu vực có số lượng trang trang trại
chăn nuôi nhiều của nước ta, nhất là chăn nuôi lợn ngày càng phát triển với số
lượng ngày càng tăng. Kéo theo đó là ô nhiễm cho môi trường nước xung
quanh của nó cũng ngày một tăng. Bên cạnh đó vấn đề nghiên cứu đánh giá
chất lượng môi trường nước thải chăn nuôi của địa bàn cũng chưa được chú
trọng, quan tâm.Vấn đề ô nhiễm môi trường cũng trở thành điểm nóng ảnh
hưởng xấu tới môi trường đất, nước, và sức khỏe chăn nuôi lợn của các trang
trại lợn Ba Vì nói riêng và các trang trại chăn nuôi lợn của Việt Nam nói
chung. Vì vậy, xuất phát từ thực tế đó, em tiến hành làm đề tài: “Đánh giá
môi trường nước thải tại trại lợn Nguyễn Thanh Lịch, huyện Ba Vì, thành phố
Hà Nội” , nhằm thấy được bức tranh tổng thể về chất lượng môi trường tại
khu vực trang trại chăn nuôi lợn, từ đó đề xuất các giải pháp nhằm cải thiện
chất lượng môi trường quanh trại, góp phần bảo vệ môi trường nói chung và
phát triển bền vững ngành chăn nuôi.
1.2. Mục tiêu của đề tài
- Đánh giá chất lượng nước thải tại trại chăn nuôi lợn.
- Đề xuất giải pháp giảm nhẹ ô nhiễm môi trường của trang trại chăn
nuôi lợn trong điều kiện thực tế của địa phương.
1.3. Ý nghĩa của đề tài

1.3.1. Ý nghĩa trong học tập
- Là cơ hội để giúp sinh viên tiếp cận với công việc khi ra trường.
- Vận dụng kiến thức đã học vào thực tế.
- Nâng cao kiến thức và hiểu biết để phục vụ cho công việc học tập và
nghiên cứu sau này.


3

1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Đề tài trang bị cho sinh viên khi ra trường có thể, áp dụng vào thực
tiễn, và có cơ hội làm việc, có kiến thức chuyên sâu theo đúng chuyên ngành
của mình.
- Biết được một số thành phần gây ô nhiễm môi trường cũng như giải
pháp ô nhiễm cho trang trại chăn nuôi lợn.


4

Phần 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Cơ sở khoa học của đề tài
2.1.1. Một số khái niệm về môi trường
- Môi trường: : Trong Luật Bảo vệ môi trường đã được Quốc hội nước
Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam khoá 13, kỳ họp thứ 7 thông qua ngày
23 tháng 06 năm 2014, định nghĩa như sau: “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”.
- Tiêu chuẩn môi trường: Theo Luật Bảo vệ Môi trường của Việt Nam:
"Tiêu chuẩn môi trường là những chuẩn mức, giới hạn cho phép, được quy

định dùng làm căn cứ để quản lý môi trường"
- Quy chuẩn môi trường: Theo điều 3 luật bảo vệ môi trường 2014,
Quy chuẩn kỹ thuật 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 có thẩm
quyền ban hành dưới dạng văn bản bắt buộc áp dụng để bảo vệ môi trường.
- Ô nhiễm môi trường: "Ô nhiễm môi trường là sự làm thay đổi tính
chất của môi trường, vi phạm Tiêu chuẩn môi trường".
- Ô nhiễm môi trường nước: Là sự thay đổi thành phần và chất lượng
nước, không đáp ứng cho các mục đích sử dụng khác nhau, vượt quá tiêu
chuẩn cho phép và có ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật. Nước trong
tự nhiên tồn tại dưới nhiều hình thức khác nhau: nước ngầm, nước ở các sông
suối, nước tồn tại ở thể hơi trong không khí. Nước bị ô nhiễm nghĩa là thành
phần của nó tồn tại các chất khác, mà các chất này có thể gây hại cho con


5

người và cuộc sống sinh vật trong tự nhiên. Nước bị ô nhiễm khó khắc phục
mà phải phòng tránh ngay từ đầu.
- Khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước: Là khả năng của
nguồn nước có thể tiếp nhận thêm một lượng nước mà vẫn đảm bảo chất
lượng nguồn nước cho mục đích sử dụng theo tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật
Việt Nam hoặc tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật nước ngoài được cơ quan nhà
nước có thẩm quyền cho phép áp dụng.
- Nước thải tự nhiên: Nước mưa được xem như nước thải tự nhiên ở
trong thành phố hiện đại, chúng được thu gom theo hệ thống riêng.
- Nước thải chăn nuôi: Là một loại nước thải nước thải rất đặc trưng và
có khả năng gây ô nhiễm môi trường cao do có chứa hàm lượng cao các chất
hữu cơ, cặn lơ lửng như N, P và vi sinh vật gây bệnh.

- Nước thải chăn nuôi lợn: Bao gồm chất thải rắn và chất thải lỏng,
chất thải rắn bao gồm phân, gia súc chết, nhau thai.., chất thải lỏng bao gồm
nước tiểu, chất nhầy, nước rửa chuồng và rửa dụng cụ trong chăn nuôi.
2.1.2. Đặc điểm chất thải chăn nuôi
Đặc trưng quan trọng nhất của nước thải phát sinh từ các trang trại chăn
nuôi, đặc biệt là chăn nuôi lợn là Hàm lượng các chất hữu cơ, chất dinh
dưỡng được biểu thị qua các thông số như: COD, BOD5, TN, TP, SS…những
thông số này là nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường chính. Đây là những
thành phần dễ phân hủy, gây mùi hôi thối, phát sinh khí độc, làm sụt giảm
lượng ôxy hòa tan trong nước và đặc biệt nếu không được xử lý khi thải ra
nguồn tiếp nhận sẽ gây ô nhiễm môi trường, gây phì dưỡng hệ sinh thái, làm
ảnh hưởng đến cây trồng và là nguồn dinh dưỡng quan trọng để các vi khuẩn
gây hại phát triển. Ngoài ra trong nước thải của trang trại chăn nuôi có chứa
hàm lượng lớn các vi khuẩn gây bệnh dịch, đây là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp
tới sức khỏe của con người cũng như động vật trong khu vực [19].


6

Trong các khu trang trại chăn nuôi lợn việc dọn dẹp phân chuồng bằng
nước được sử dụng rộng rãi tạo ra một khối lượng nước thải khá lớn. Trong
nước thải hợp chất hữu cơ chiếm 70-80% gồm cellulose, protit, acid amin,
chất béo, hidrat carbon và các dẫn xuất của chúng có trong phân và thức ăn
thừa. Hầu hết các chất hữu cơ dễ phân hủy, các chất vô cơ chiếm 20-30%
gồm cát, đất, muối, urê, amonium, muối, chlorua, SO42-… Các hợp chất hóa
học trong phân và nước thải dễ dàng bị phân hủy.
2.1.2.1. Đặc tính phân thải
Do đặc thù của các trang trại chăn nuôi hiện nay là việc rửa chuồng tại
bằng nước, việc thu gom phân khô rất hạn chế do nhu cầu dùng phân này để
bón ruộng, trồng cây là rất thấp…Do đó hầu hết các trang trại đều phải thu

gom chung phân và nước thải để xử lý. Chính vì vậy việc xử lý nước thải của
trang trại chăn nuôi không thể tách rời giữa xử lý phân (chất thải rắn) và nước
thải được, do trong nước thải có chứa phân.
Trong phân chứa một phần rất nhỏ rác, chất độn và thức ăn dư thừa. Lượng
phân thải ra trong một ngày đêm tùy thuộc vào giống, loài, tuổi, khẩu phần ăn
và trọng lượng gia súc. Theo Hill và Toller lượng phận và nước tiểu thải ra
trong một ngày đêm của một số loài gia súc như sau:
Bảng 2.1. Lượng phân thải ra đối với lợn nuôi trong trang trại
Loại gia súc

Lượng phân kg/ngày

Lợn < 10 kg

0,5-1

Lợn 14-45 kg

1-2

Lợn 45-100 kg

2-3
(Nguồn: Nguyễn Thị Hoa Lý, 2005)[9]

2.1.2.2.Thành phần của phân thải
Thành phần trong phân lợn phụ thuộc vào nhiều yếu tố: - Thành phân
dưỡng chất của thức ăn và nước uống. - Độ tuổi của lợn (mỗi độ tuổi sẽ có

7

khả năng tiêu hóa khác nhau). - Tình trạng sức khỏe của vật nuôi và nhu cầu
cơ thể: Nếu nhu cầu cơ thể cao thì sử dụng dưỡng chất nhiều thì lượng phân
thải sẽ ít và ngược lại.
Bảng 2.2. Thành phần của phân lợn thải
Loại

Nước

Nitơ

P2O5

K2O

CaO

MgO

82,0

0,60

0,41

0,26

0,09

0,10

phân
Lợn

(Nguồn: Lê Văn Cát, 2008)[4]
Ngoài ra, trong phân còn có chứ nhiều loại vi khuẩn, virus và trứng ký
sinh trùng, trong đó vi khuẩn thuộc họ Enterobacteriacea chiếm đa số với
giống điển hình như Escherichia, Salmonella, Proteus, Klebsiella. Trong 1kg
phân có chứa 2000 – 5000 trứng giun sán gồm chủ yếu các loại: Ascaris,
Oesophagostomun, Trichocephalus.
Bảng 2.3. Một số thành phần vi sinh vật trong chất thải rắn chăn nuôi lợn
Chỉ tiêu

Đơn vị

Số lượng

Colifom

MNP/100g

4,106-108

E.coli

MNP/100g

105-107

Streptococus

MNP/100g

3,102-104

Salmonella

Vk/25ml

10-104

Cl.Perfringens

Vk/ml

10-102

Đơn bào

MNP/10g

0-103

(Nguồn: Nguyễn Thị Hoa Lý, 2005)[9]
2.1.2.3. Nước tiểu
Nước tiểu chăn nuôi có thành phần chủ yếu là nước tiểu (90% lượng
nước cho vào cơ thể), ngoài ra còn có hàm lượng đạm và urê khá cao dùng để
bổ sung chất đạm cho đất và cây trồng.

8

Bảng 2.4. Thành phần hóa học trong nước tiểu của lợn (70-100kg)
Đặc tính

Đơn vị tính

Giá trị

Vật chất khô

Gram/kg

30,9 – 35,9

NH3 – N

Gram/kg

0,13 – 4,0

NTS

Gram/kg

4,90 – 6,63

Tro

Gram/kg

8,5 – 16,3

Ure

Mol/l

123 – 196

Cacbonate

Gram/kg

0,11 – 0,19

pH

Gram/kg

6,77 – 8,19

(Nguồn: Trương Thanh Cảnh, 2001) [3]
2.1.2.4. Nước thải chăn nuôi
Nước thải chăn nuôi là một loại nước thải rất đặc trưng, có khả năng
gây ô nhiễm môi trường cao bằng hàm lượng chất hữu cơ, cặn lơ lửng, N, P
và vi sinh vật gây bệnh. Nó cần phải được xử lý khi cho ra ngoài môi trường.
Lựa chọn phương pháp xử lý cho một cơ sở chăn nuôi phụ thuộc rất nhiều vào
thành phần tính chất của nước thải. Theo kết quả điều tra đánh giá hiện trạng
môi trường (Viện chăn nuôi, 2006) [11], tại các cơ sở chăn nuôi lợn có quy

mô tập trung thuộc Hà Nội, Ninh Bình, Nam Định, Quảng Nam, Bình Dương,
Đồng Nai cho thấy đặc điểm của nước thải chăn nuôi bao gồm:
a. Các chất hữu cơ và vô cơ: Những chất hữu cơ chưa được gia súc
đồng hóa, hấp thụ sẽ được bài tiết ra ngoài theo phân, nước tiểu cùng các sản
phẩm trao đổi chất khác. Thức ăn dư thừa cũng là một nguồn gây ô nhiễm
hữu cơ. Trong nước thải chăn nuôi, hợp chất hữu cơ chiếm 70 - 80% bao gồm
protit, acid amin, chất béo, xenllulozo, hidrat carbon và các dẫn xuất của
chúng. Hầu hết các chất hữu cơ dễ phân hủy, giàu N, P. các chất vô cơ chiếm
20 – 30% gồm đất, cát, muối, urê, ammonium, muối clorua… Các hợp chất
trong phân và nước tiểu dễ bị phân hủy dễ dàng, tùy thuộc vào điều kiện hiếu


9

khí hay yếm khí mà quá trình phân hủy tạo thành các sản phẩm khác nhau
như acid amin, acid béo, anđêhit, CO2, H2O, NH3, H2S…
b. N và P: Khả năng hấp thụ N và P của gia súc, gia cầm rất kém nên
khi ăn thức ăn có chứa N và P chúng sẽ bài tiết ra ngoài theo phân và nước
tiểu. Trong nước thải chăn nuôi heo thường chứa hàm lượng N và P rất cao.
Hàm lượng N-tổng từ 571–1026mg/l, P-tổng từ 39–94mg/l. Đối với heo
trưởng thành khi ăn vào 100g Nitơ thì 30g được giữ lại trong cơ thể, 50g được
bài tiết ra ngoài theo nước tiểu dưới dạng ure và 20g ở dạng phân Nitơ vi sinh
khó phân hủy và an toàn cho môi trường. Khi nước tiểu và phân bài tiết ra
ngoài, vi sinh vật sẽ tiết ra enzim ureara chuyển hóa ure thành NH3, NH3 sẽ
phát tán vào không khí gây mùi hôi hoặc khuếch tán vào nước gây ô nhiễm nước.
c. Vi sinh vật: Nước thải chăn nuôi chứa nhiều loại vi khuẩn, virus, và
trứng ấu trùng giun sán gây bệnh. Do đó loại nước thải này có nguy cơ trở
thành nguyên nhân trực tiếp phát sinh dịch bệnh cho đàn gia súc, gia cầm
đồng thời lây lan một số bệnh cho người nếu không được xử lý. Hệ vi sinh vật
trong nước thải chăn nuôi rất phức tạp trong đó chủ yếu là vi sinh vật gây thối

có 3-16 triệu tế bào/ml, vi khuẩn phân hủy đường mỡ, E.coli 10.104 – 10.107
tế bào/ml, vi khuẩn lưu huỳnh, vi khuẩn Nitrat hóa. Hệ vi sinh vật này có ảnh
hưởng rất lớn đến tính chất và khả năng tự làm sạch của nguồn nước
2.1.3. Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước thải và phương pháp xử lý chất
thải chăn nuôi lợn
2.1.3.1. Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước thải chăn nuôi lợn
+ Độ pH: Là thước đo tính axit hoặc tính bazơ của dung dịch nước.
nhìn chung sự sống tồn tại và phát triển tốt nhất trong điều kiện môi trường
nước trung tính pH = 7. Tuy nhiên, sự sống vẫn chấp nhận một khoảng nhất
định trên dưới giá trị trung bình (6< pH<8,5), đôi khi còn rộng hơn và cá biệt
có những sinh vật sống được ở các giá trị cực tiểu (0

10

14. Trong tự nhiên luôn tồn tại một hệ đệm do vậy sự thay đổi nồng độ axit
(H+ ) hay bazơ (OH- ) đến một mức nào đó mới dẫn đến sự thay đổi của pH.
+ Nhu cầu Oxy hóa học (COD): COD (Chemical Oxygen Demand –
nhu cầu oxy hóa học) là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các hợp chất hóa
trong nước bao gồm cả vô cơ và hữu cơ. Như vậy, COD là lượng oxy cần để
oxy hóa toàn bộ các chất hóa học trong nước.
+ Nhu cầu Oxy hóa (BOD): BOD (Biochemical oxygen Demand – nhu
cầu oxy sinh hóa) là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật oxy hóa các hợp chất
đê bị phân hủy bơi sinh vật theo phản ứng:
Vi sinh vật Chất hữu cơ + O2 or CO2 + H2O + tế bào mới + sản phẩm trung gian.
Trong môi trường nước khi quá trình oxy hóa xảy ra thì các vi sinh vật
sử dụng oxy hòa tan, vì vậy xác định tổng lượng oxy hòa tan cần thiết cho quá
trình phân hủy sinh học là phép đo quan trọng đánh giá ảnh hưởng của một
dòng thải đối với nguồn nước. BOD có ý nghĩa biểu thị lượng các chất thải
hữu cơ trong nước có thể bị phân hủy bằng các vi sinh vật. Thông số BOD có

tầm quan trọng thực tế: BOD là cơ sở thiết kế và vận hành trạm xử lý nước
thải, BOD còn là thông số đánh giá mức độ ô nhiễm của nguồn nước, giá trị
BOD càng lớn nghĩa là mức độ ô nhiễm càng cao. Giá trị BOD phụ thuộc vào
nhiệt độ và thời gian, nên để xác định BOD cần tiến hành ở điều kiện tiêu
chuẩn, thường ở nhiệt độ 200C và trong 5 ngày. Vì vậy giá trị công bố thường
là BOD5 (Hoàng Thái Long, 2007) [10].
+ Chỉ số Nitơ: Nguyên tố Nitơ gắn liền với sự sống, các hợp chất nitơ
cũng rất đa dạng. Sự phân giải các chất sống cuối cùng tạo ra ammoniac
(NH3) hòa tan tốt trong nước. Trong môi trường kiềm, khí ammoniac thoát ra
có mùi khai khó chịu, cạnh tranh sự hòa tan oxy trong nước đầu độc các động
vật thủy sinh. Trong môi trường trung tính và axit, ammoniac tồn tại dưới
dạng cation amoni (NH4 ), tạo điều kiện cho rêu tảo phát triển khi có ánh


11

sáng. Các hợp chất này đều độc với người và động vật mức độ khác nhau, sản
phẩm cuối cùng của oxy hóa ammoniac là axit Nitric, tồn tại trong nước dưới
dạng anion (NO- 3)…
Các chỉ số Nitơ chủ yếu được thể hiện qua hàm lượng của toàn bộ dạng
khử, dạng oxy hóa và tổng nitơ.
Dạng khử: Nitơ hữ cơ, nitơ ammoniac N – NH3.
Dạng oxy hóa: Nitrit N – NO2 - , N – NO3 - .
Nitơ tổng là toàn bộ nitơ có trong các hợp chất hữu cơ nói chung. Hàm
lượng nitơ của từng dạng liên kết trong các hợp chất này là không thể xác
định được mà chỉ có thể xác định tổng của các dạng nitơ bằng phương pháp
phân tích Kjendahl. Nguyên tắc chung của phương pháp này là dùng axit
sunfuric đậm đặc oxy hóa toàn bộ các hợp chất hữu cơ có nitơ về ammoniac (NH3).
+ Chỉ số Phốtpho: Phốtpho là nguyên tố quan trọng trong mọi dạng
hình thù sự sống đã biết. Phốtpho vô cơ trong dạng phốtphát PO4 3- đóng một

vai trò quan trọng trong các phân tử sinh học như AND và ARN trong đó nó
tạo thành một phần của phần cấu trúc cốt tủy của các phân tử này. Các tế bào
sống cũng sử dụng phốtphát để vận chuyển năng lượng tế bào thông qua
ađênôsin triphốtphát (ATP): Gần như mọi tiến trình trong tế bào có sử dụng
năng lượng đều có nó trong dạng ATP. ATP cũng là quan trọng trong
phốtphát hóa, một dạng điều chỉnh quan trọng trong các tế bào. Các
phốtpholipít là thành phần cấu trúc của mọi màng tế bào. Các muối phốtphát
canxi được các động vật dùng để làm cứng xương của chúng. Trung bình
trong cơ thể người chứa khoảng gần 1kg phốtpho, và khoảng 3/4 số đó nằm
trong răng và xương dưới dạng apatit. Một người lớn ăn uống đầy đủ tiêu thụ
và bài tiết ra khoảng 1-3g phốtpho trong ngày dạng phốtphát [18].
Theo thuật ngữ sinh thái học, phốtpho thường được coi là chất dinh
dưỡng giới hạn trong nhiều môi trường, tức là khả năng có sẵn của phốtpho


12

điều chỉnh tốc độ tăng trưởng của nhiều sinh vật. Trong các hệ sinh thái sự dư
thừa của phốtpho có thể là một vấn đề, đặc biệt là trong các hệ sinh thái thủy
sinh, vì hiện tượng phú dưỡng thường gắn liền với sự xuất hiện của anion trên
có nhiều trong nước. Theo nhiều tác giả, khi hàm lượng phốtpho trong nước
đạt đến mức 0.01mg/lít (tính theo P) và tỷ lệ P:N:C vượt quá 1:16:100 sẽ gây
ra hiện tượng phú dưỡng trong nước Tổng phốtpho có mặt trong nước thải
được tính bằng tổng hàm lượng của các hợp chất phốt pho vô cơ
(poliphotphat, orthophotphat,…) và các hợp chất phốtpho hữu cơ như các hợp
chất photpholipit, photpho trong các hợp chất cấu tạo nên tế bào (AND,
ARN), phốtpho trong các hợp chất ATP (Trịnh Lê Hùng, 2006) [7].
+ Chỉ số vi sinh vật Coliform: Coliforms và Fecal coliforms: Coliform
là các vi khuẩn hình que gram âm có khả năng lên men lactose để sinh ga ở
nhiệt độ 35±0,50C, coliform có khả năng sống ngoài đường ruột của động vật

(tự nhiên), đặc biệt trong môi trường khí hậu nóng. Nhóm vi khuẩn coliform
chủ yếu bao gồm các giống như citrobacter, Enterobacter, Escherichia,
Klebsiella và cả Fecal coliform (trong đó E.coli là loài thường dùng để chỉ
định việc ô nhiễm nguồn nước bởi phân). Chỉ tiêu tổng coliform không thích
hợp để làm chỉ tiêu chỉ thị cho việc nhiễm bẩn nguồn nước bởi phân. Tuy
nhiên việc xác định số lượng Fecal coliform có thể sai lệch do một số vi sinh
vật (không có nguồn gốc từ phân) có thể phát triển ở nhiệt độ 440C. Do đó số
lượng E.coli được coi là một chỉ tiêu thích hợp nhất cho việc quản lý nguồn
nước. Để định lượng coliform người ta thường dùng phương pháp MPN. Số
lượng coliform hay E.coli được biểu diễn bằng số khả hữu MPN (Most
Probable Number) (Hoàng Kim Giao, 2007) [6].
2.1.3.2. Một số phương pháp xử lý chất thải chăn nuôi lợn


13

Việc xử lý nước thải chăn nuôi lợn nhằm giảm nồng độ chất ô nhiễm
trong nước thải đến một nồng độ cho phép có thể xả vào nguồn tiếp nhận. việc
lựa chọn phương pháp và quy trình xử lý nước phụ thuộc vào các yếu tố sau:
- Các yêu cầu về công nghệ và vệ sinh nước
- Lưu lượng nước thải
- Các điều kiện của hộ chăn nuôi
- Hiệu quả xử lý
Đối với chất thải chăn nuôi có thể áp dụng các biện pháp sau:
- Phương pháp cơ học
- Phương pháp xử lý hóa lý học
- Phương pháp xử lý sinh học.
Trong các phương pháp trên, xử lý sinh học là phương pháp chính, các
công trình xử lý sinh học thường đặt sau các công trình xử lý cơ học và xử lý
hóa học.

a) Xử lý nước thải chăn nuôi bằng phương pháp cơ học và hóa lý .
* Xử lý cơ học
Mục đích là tách cặn rắn và phân ra khỏi hỗn hợp nước thải bằng cách
thu gom, lắng cặn. Có thể dùng song chắn rác, bể lắng,…để loại bỏ cặn dễ
lắng tạo điều kiện xử lý và giảm khối thể tích cho các công trình phía sau (Dư
Ngọc Thành, 2012) [13].
* Xử lý hóa lý
Sau khi xử lý cơ học, nước thải còn chứa nhiều cặn hữu cơ và vô cơ có
kích thước nhỏ, có thể dùng phương pháp keo tụ để loại bỏ chúng. Theo
nghiên cứu của Trương Thanh Cảnh (2001) [3], với nước thải chăn nuôi lợn:
Phương pháp cơ học và keo tụ có thể lắng 80 – 90% hàm lượng cặn trong
nước thải chăn nuôi lợn. Tuy nhiên phương pháp này đòi hỏi chi phí cao,
không phù hợp với các cơ sở chăn nuôi. Ngoài ra, tuyển nổi cũng là một


14

phương pháp để loại bỏ cặn trong nước thải chăn nuôi lợn, nhưng chi phí đầu
tư và vận hành cao nên không phù hợp với các cơ sở chăn nuôi.
b) Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng phương pháp sinh học
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là dựa vào khả năng sống
và hoạt động của vi sinh vật có tác dungjphaan hóa hữu cơ. Do kết quả của
quá trình sinh hóa phức tạp mà những chất bẩn hữu cơ được khoáng hóa và
trở thành nước, những chất vô cơ và những khí đơn giản. Các công trình xử lý
sinh học có thể phân thành 2 nhóm: Công trình xử lý sinh học trong điều kiện
tự nhiên và các công trình xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo (Dư Ngọc
Thành, 2013) [13].
- Xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên gồm:
+ Ao, hồ sinh học: Hồ hiếu khí, hồ kỵ khí, hồ hiếu kỵ khí
+ Cánh đồng tưới

+ Bãi lọc ngầm trồng cây
+ Cánh đồng công cộng
- Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo
(sinh học hiếu khí nhân tạo và sinh học kỵ khí nhân tạo) gồm:
+ Bể lọc sinh học (bể Biophin).
+ Bể Aeroten
+ Bể Oxyten
+ Mương oxy hóa tuần hoàn (MOT)
+ Biogas
* Bể Biogas
- Định nghĩa: Hầm Biogas là bể kín chứa phân và chất thải hữu cơ từ
quá trình chăn nuôi sản xuất,…được ủ lên men yếm khí để tạo ra khí Biogas
(CH4) – được sử dụng như một nhiên liệu cung cấp cho các hoạt động sinh
hoạt cũng như sản xuất.


15

- Khí Biogas: Hay còn gọi là khí sinh học là một dạng năng lượng khi
mà các chất hữu cơ (phân động vật hoặc các sản phẩm của nông nghiệp) lên
men trong điều kiện không có không khí (quá trình yếm khí), vi sinh vật phân
hủy các chất tổng hợp và sinh ra khí. Khí sinh học là hỗn hợp khí bao gồm
CH4, CO2, N2, H2S và một số khí khác. Thành phần chủ yếu là CH4 và CO2.
Khi đốt cháy 1m3 hỗn hợp khí Biogas sinh ra lượng nhiệt khoảng 4.500 –
6.000calo/m3 tương đương với 1 lít cồn và 0,8 lít xăng, 0,6 lít dầu thô, 1,4kg
than hay 2,2kW điện.
Bảng 2.5: Thành phần khí trong hỗn hợp khí Biogas
Loại khí

Thành phần khí

CH2

55 – 65%

CO2

34 – 43%

N2

0 – 3%

H2

0 – 1%

H2S

0 – 1%

Thành phần của khí Biogas chủ yếu là khí CH4 (55 – 65%), CO2 (34 –
43%), các khí còn lại chiếm tỷ lệ nhỏ. Tùy thuộc vào thành phần và tính chất
nước thải chăn nuôi, thời gian lưu nước, tải trọng chất hữu cơ, nhiệt độ,.. mà
lượng khí sinh ra là khác nhau. Nhiều năm trước đây, ở Việt Nam đã phát
triển công nghệ hầm khí đốt xây bằng bê tông hay kim loại và vài năm vừa
qua phát triển túi ủ khí bằng chất dẻo. Công nghệ túi đã được nghiên cứu và
chuyển giao với sự đóng góp của của nhiều cơ quan trong và ngoài nước, đặc
biệt là sự hợp tác giữa các cơ quan nghiên cứu, doanh nghiệp hay người tiêu
dùng. Tuy vậy chúng ta cần có một nhận định đúng đắn và tìm ra hướng đi

hợp lý trong điều kiện kinh tế chuyển biến, nhu cầu cho sự hội nhập của Việt
Nam vào nền kinh tế thế giới [21].


16

Hiện nay nhu cầu chăn nuôi tập trung với quy mô lớn đã dẫn đến nhu
cầu phát triển các hầm Biogas với thể tích lớn quy mô công nghiệp và thực
hiện việc sản xuất ra điện. Vai trò của sự hợp tác giữa các cơ quan nghiên cứu
và các doanh nghiệp ngày càng quan trọng trong việc phát triển công nghệ
mới. Biogas là phương pháp xử lý kỵ khí khá đơn giản, thấy ở hầu hết các cơ
sở chăn nuôi quy mô trạng trại, kể cả quy mô hộ gia đình. Ưu điểm của bể
Biogas là có thể sản xuất được lượng khí sinh học để thay thế một phần các
nguồn năng lượng khác.
* Cấu tạo hệ thống phân hủy chất thải theo công nghệ Biogas
Hệ thống phân hủy Biogas được cấu tạo gồm 4 phần:
+ Hệ thống phân hủy chính: Là nơi diễn ra phân hủy hiếm khí các chất
hữu cơ chứa trong phân và nước tiểu. Bể phân hủy thường có dung tích lớn,
nhỏ tùy thuộc vào quy mô chăn nuôi của tổng trang trại, thông thường từ 10 – 30m3 .
+ Hệ thống điều áp: Có vai trò trong việc đảm bảo áp lực khí trong hệ
thống phân hủy chính, đồng thời đảm bảo quá trình an toàn cho cả hệ thống.
Hệ thống ống dẫn khí: Được cấu tạo bằng các đường ống dẫn nhựa PVC, có
chức năng chuyển tải khí đốt sinh học từ hệ thống phân hủy chính đến các
thiết bị khí sinh học.
+ Thiết bị sử dụng khí sinh học: Là những bếp đun, các thiết bị thắp
sáng, thiết bị sưởi (Trương Thanh Cảnh, 2001) [3].
* Các giai đoạn quá trình phân hủy kỵ khí
Quá trình phân hủy kỵ khí là chuỗi các phản ứng phân hủy liên tiếp và
có sự tham gia của các vi sinh vật.
Quá trình này gồm có 3 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: Giai đoạn thủy phân, giai đoạn này có sự tham gia của
các vi khuẩn lên men, chúng gồm các vi khuẩn phân hủy xenllulozo và vi


17

khuẩn phân hủy protein,… các vi khuẩn này tiết ra men hydrolaza phân hủy
nhiều chất hữu cơ phức tạp không tan thành các chất hữu cơ đơn giản tan được.
- Giai đoạn 2: Giai đoạn sinh axit, có nhiều vi khuẩn sinh ra axit và
hydro tham gia vào giai đoạn này, trong đó bao gồm Butyric, Clostridia và
một số loài lactobacilli khác. Các vi khuẩn này phân hủy các sản phẩm ở giai
đoạn đầu thành axit có phân tử lượng nhỏ như: axit acetic, axit propionic,…
các anđehit, rượu và các khí như H2, NH3,…
- Giai đoạn 3: Giai đoạn sinh metan, đây là giai đoạn quan trọng nhất
của toàn bộ quá trình. Các vi khuẩn sử dụng toàn bộ sản phẩm ở giai đoạn 2
để tổng hợp metan và các sản phẩm phụ. Một số loài vi khuẩn metan gồm:
Methanobacterium, sochogeni, methanica… các loài này đòi hỏi môi trường
kỵ khí bắt buộc, nhạy cảm với oxy và sinh trưởng chậm (Lê Công Nhất
Phương, 2007) [12].
* Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của quá trình phân hủy hiếm khí
- Nhiệt độ: Nhiệt độ tối ưu cho quá trình này là 350C, quá trình có thể
thực hiện trong điều kiện ấm 30-350C hoặc nóng 50-550C. Khi nhiệt độ dưới
100C vi khuẩn sinh metan hầu như không hoạt động.
- Độ pH: pH tối ưu cho quá trình là từ 6,5 - 7,5.
- Tỷ số C/N: Tỷ số C/N tối ưu là (25-30)/lít.
- Liều lượng nạp nhiên liệu và mức khuấy trộn: Nguyên liệu nạp cần có
hàm lượng chất rắn 7 – 9%. Tác động của khuấy trộn là phân bố đều dinh
dưỡng và tạo điều kiện tốt đối với vi sinh vật.
Ngoài ra còn ảnh hưởng của các dòng vi khuẩn, thời gian lưu và hỗn
hợp không chứa các chất độc hay kim loại nặng.

2.2. Cơ sở pháp lý
- Luật bảo vệ môi trường số 25/2014/QH13 ngày 23 tháng 06 năm 2014.