Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải chăn nuôi lợn sau Biogas bằng các loài thực vật thủy sinh tại xã Yên Sơn huyện Lục Nam tỉnh Bắc Giang (Khóa luận tốt nghiệp)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

BÙI THỊ LAN

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN SAU
BIOGAS BẰNG CÁC LOÀI THỰC VẬT THỦY SINH TẠI XÃ YÊN SƠN,
HUYỆN LỤC NAM, TỈNH BẮC GIANG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành

: Khoa học môi trƣờng

Khoa

: Môi trƣờng

Khóa học

: 2013 - 2017

Thái Nguyên - 2017


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

BÙI THỊ LAN

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN SAU
BIOGAS BẰNG CÁC LOÀI THỰC VẬT THỦY SINH TẠI XÃ YÊN SƠN,
HUYỆN LỤC NAM, TỈNH BẮC GIANG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo
Chuyên ngành
Lớp
Khoa
Khóa học
Giảng viên hƣớng dẫn

: Chính quy
: Khoa học môi trƣờng
: 45 - KHMT - N02
: Môi trƣờng
: 2013 – 2017
: ThS. Hà Đình Nghiêm

Thái Nguyên - 2017


i

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian thực tập và làm khóa luận tốt nghiệp vừa qua, em đã
nhận được rất nhiều sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến và chỉ bảo tận tình của các
thầy cô, gia đình và bạn bè.
Thực tập tốt nghiệp trước khi ra trường chiếm một vị trí vô cùng quan
trọng trong quá trình học tập của mỗi sinh viên, nhằm củng cố hệ thống kiến
thức đã học, nâng cao trình độ chuyên môn, tiếp cận làm quen với phương
pháp nghiên cứu khoa học, áp dụng những kiến thức đã học vào thực tiễn.
Đồng thời tạo cho mình sự tự lập, tự tin vào bản thân, lòng yêu nghề, có
phong cách làm việc đúng đắn, có lối sống lành mạnh để trở thành người cán
bộ có chuyên môn, năng lực làm việc đáp ứng nhu cầu của thực tiễn
Trước tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo Th.s Hà
Đình Nghiêm đã trực tiếp quan tâm, hướng dẫn và chỉ bảo tận tình giúp em
trong suốt thời gian hoàn thành khóa luận.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong Khoa Môi trường nói
riêng và các thầy, cô trong Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên nói chung
đã tận tình giảng dạy nhiều kiến thức và tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em
trong suốt thời gian thực tập.
Do thời gian thực tập không dài và lần đầu làm nghiên cứu nên không
tránh khỏi những thiếu sót, vì vậy em kính mong sự góp ý của các thầy cô và
các bạn để bài khóa luận được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày tháng 02 năm 2017
Sinh viên
Bùi Thị Lan


ii

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Nhiệm vụ của thủy sinh thực vật .................................................... 15

Bảng 3.1: Các phương pháp phân tích ............................................................ 22
Bảng 4.1: Kết quả phân tích các chỉ tiêu môi truờng của nước thải đầu vào . 28
Bảng 4.2: Kết quả phân tích chỉ tiêu TSS trong nuớc thải sau khi xử lý bằng
thực vật thủy sinh ............................................................................ 30
Bảng 4.3. Kết quả phân tích chỉ tiêu BOD5 trong nuớc thải sau khi xử lý bằng
thực vật thủy sinh ............................................................................ 33
Bảng 4.4: Kết quả phân tích chỉ tiêu COD trong nuớc thải sau khi xử lý bằng
thực vật thủy sinh ............................................................................ 35
Bảng 4.5: Kết quả phân tích chỉ tiêu T-N trong nuớc thải sau khi xử lý bằng
thực vật thủy sinh ............................................................................ 36
Bảng 4.6: Khả năng sinh trưởng của các loài thực vật thủy sinh ................... 38


iii

DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1: Hình ảnh cây rau muống ................................................................ 16
Hình 2.2: Hình ảnh cây bèo tây...................................................................... 18
Hình 4.1: Kết quả phân tích mẫu nuớc đầu vào ............................................. 29
Hình 4.2: Sự thay đổi hàm lượng của TSS trong nước thải sau khi xử lý bằng
thực vật thủy sinh ............................................................................ 32
Hình 4.3: Hiệu suất xử lý TSS trong nuớc thải của thực vật thủy sinh .......... 32
Hình 4.4: Sự thay đổi hàm lượng của BOD5 trong nước thải sau khi xử lý
bằng thực vật thủy sinh ................................................................... 34
Hình 4.5: Hiệu suất xử lý BOD5 trong nuớc thải của thực vật thủy sinh ...... 35
Hình 4.6: Sự thay đổi hàm lượng của T-N trong nước thải sau khi xử lý bằng
thực vật thủy sinh ............................................................................ 37
Hình 4.7: Hiệu suất xử lý T-N trong nuớc thải của thực vật thủy sinh........... 38

iv

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
BOD5

: Nhu cầu oxy sinh hóa

BTNMT

: Bộ tài nguyên môi trường

COD

: Nhu cầu oxy hóa học

CT

: Công thức

QCVN

: Quy chuẩn Việt Nam

TCCP

: Tiêu chuẩn cho phép

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

T-N

: Nito tổng số

TNMT

: Tài nguyên môi trường

T-P

: Photpho tổng số

TSS

: Tổng chất rắn dạng huyền phù

TVTS

: Thực vật thủy sinh


v

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. i
DANH MỤC BẢNG .....................................................................................................ii
DANH MỤC HÌNH .....................................................................................................iii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ......................................................................................iv
MỤC LỤC ...................................................................................................................... v

Phần 1. MỞ ĐẦU ......................................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề ........................................................................................................................ 1
1.2. Mục tiêu và yêu cầu của đề tài ................................................................................. 2
1.2.1. Mục tiêu của đề tài ............................................................................ 2
1.2.2. Yêu cầu của đề tài ............................................................................. 2
1.3. Ý nghĩa của đề tài .......................................................................................................... 3
Phần 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................................ 4
2.1. Cơ sở khoa học của đề tài .......................................................................................... 4
2.1.1. Cơ sở lý luận ..................................................................................... 4
2.1.2. Cơ sở pháp lý .................................................................................... 7
2.2. Các biện pháp xử lý nước thải chăn nuôi lợn..................................................... 8
2.2.1. Phương pháp cơ học.......................................................................... 8
2.2.2. Phương pháp hóa học và hóa lý ........................................................ 9
2.2.3. Các phương pháp xử lý sinh học .................................................... 10
2.2.4. Các hệ thống xử lý tự nhiên bằng biện pháp sinh học .................... 11
2.2.5. Ứng dụng thực vật nước để xử lý nước thải ................................... 11
2.2.6. Các biện pháp khác ......................................................................... 12
2.3. Các tình hình nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam về xử lý nước
thải chăn nuôi ......................................................................................................................... 12
2.3.1. Tình hình trên thế giới .................................................................... 12


vi

2.3.2. Tình hình ở Việt Nam ..................................................................... 13
2.4. Tổng quan về thực vật thủy sinh, khả năng và các cơ chế xử lý nước
thải chăn nuôi bằng thực vật thủy sinh ........................................................................ 14
2.4.1. Sơ lược về các loài thực vật thủy sinh trong xử lý nước thải ......... 14
2.4.2. Khả năng và cơ chế xử lý nước thải chăn nuôi bằng thực vật
thủy sinh .......................................................................................... 18

2.4.3. Một số nghiên cứu sử dụng thực vật thủy sinh trong xử lý nước
thải .................................................................................................. 19
Phần 3. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .21
3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................ 21
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................... 21
3.1.2. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................ 21
3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ......................................................................... 21
3.3. Nội dung nghiên cứu .................................................................................................. 21
3.3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội tại xã Yên Sơn, huyện Lục
Nam, tỉnh Bắc Giang ................................................................................ 21
3.3.2. Đánh giá nước thải chăn nuôi sau Biogas tại xã Yên Sơn, huyện
Lục Nam, tỉnh Bắc Giang ......................................................................... 21
3.3.3. Đánh giá khả năng xử lý nước thải chăn nuôi lợn sau Biogas bằng
thực vật thủy sinh ...................................................................................... 21
3.3.4. Thuận lợi, khó khăn khi xử lý nước ô nhiễm bằng thực vật thủy sinh và
đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý nước thải chăn nuôi ...................21
3.4. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................................... 21
3.4.1. Phương pháp thu thập số liệu.......................................................... 21
3.4.2. Phương pháp điều tra khảo sát ........................................................ 22
3.4.3. Phương pháp lấy mẫu và phân tích ................................................. 22
3.4.4. Phương pháp xử lý số liệu .............................................................. 23


vii

Phần 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .....................................24
4.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của xã Yên Sơn, huyện Lục Nam,
tỉnh Bắc Giang ....................................................................................................................... 24
4.1.1. Điều kiện tự nhiên ........................................................................... 24
4.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội................................................................ 27

4.2. Đánh giá nước thải chăn nuôi sau Biogas tại xã Yên Sơn, huyện Lục
Nam, tỉnh Bắc Giang .......................................................................................................... 28
4.3. Đánh giá khả năng xử lý nước thải chăn nuôi sau Biogas bằng thực vật
thủy sinh ................................................................................................................................... 30
4.3.1. Sự thay đổi hàm lượng của TSS trong nước thải chăn nuôi sau
Biogas bằng thực vật thủy sinh ................................................................. 30
4.3.2. Sự thay đổi hàm lượng của BOD5 trong nước thải chăn nuôi sau
Biogas bằng thực vật thủy sinh ................................................................. 33
4.3.3. Sự thay đổi hàm lượng của COD trong nước thải chăn nuôi sau
Biogas bằng thực vật thủy sinh ................................................................. 35
4.3.4. Sự thay đổi hàm lượng của T-N trong nước thải chăn nuôi sau
Biogas bằng thực vật thủy sinh ................................................................. 36
4.3.5. Đánh giá khả năng sinh trưởng của các loài thực vật thủy sinh trong
nước thải chăn nuôi ................................................................................... 38
4.4. Thuận lợi và khó khăn khi xử lý nước ô nhiễm bằng thực vật thủy sinh
và đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý nước thải chăn nuôi ............. 40
4.4.1. Những thuận lợi và khó khăn khi xử lý nước ô nhiễm bằng thực vật
thủy sinh .................................................................................................... 40
4.4.2. Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý nước thải chăn nuôi 40
Phần 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................42
5.1. Kết luận ........................................................................................................................... 42
5.2. Kiến nghị......................................................................................................................... 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................44


1

Phần 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề

Nước là nguồn tài nguyên rất cần thiết cho sự sống. Ngày nay do nhu cầu
sử dụng nước ngày càng tăng, một lượng lớn nước thải xả vào nguồn nước
mặt. Trong môi trường sống nói chung, vấn đề bảo vệ và cung cấp nước sạch
là vô cùng quan trọng. Đồng thời với việc bảo vệ và cung cấp nước sạch, việc
thải và xử lý nước thải trước khi đổ vào nguồn là một vấn đề bức xúc đối với
toàn thể loài người.
Quá trình công nghiêp hóa, hiện đại hóa làm cho đời sống của người dân
ngày càng cải thiện và qui mô dân số ngày càng lớn. Để đáp ứng nhu cầu thực
phẩm thì ngành chăn nuôi ngày càng phát triển, đồng thời sẽ có một lượng lớn
nước thải từ hoạt động chăn nuôi thải ra làm cho môi trường ngày càng ô
nhiễm hơn. Chính vì thế, việc tìm kiếm những giải pháp thích hợp nhằm kiểm
soát, hạn chế và xử lý ô nhiễm là vấn đề đang được quan tâm hàng đầu hiện
nay. Và một trong những biện pháp xử lý môi trường có hiệu quả là biện pháp
sinh học, trong đó có biện pháp xử lý bằng thực vật thủy sinh. Đây là một
trong những biện pháp xử lý môi trường nước thải thân thiện với môi trường,
có hiệu quả kinh tế cao, giá thành xử lý thấp và thao tác tiến hành đơn giản dễ
áp dụng... Thực vật thủy sinh đóng vai trò quan trọng trong xử lý nước thải, là
tác nhân làm sạch nước tự nhiên. Cây thủy sinh có trong nước sẽ làm thay đổi
đặc điểm hóa học của nước thải, có tác dụng làm các chất dinh dưỡng trong
nước chuyển đổi.
Nhờ có thể hô hấp bình thường, lại có “thức ăn để ăn”, nên thực vật thuỷ
sinh có thể sống lâu dài trong nước mà không bị thối rữa. Chính vì vậy việc
nghiên cứu mô ̣t phương pháp phù hơ ̣p với điề u kiê ̣n hiện nay của nghành
chăn nuôi là hế t sức cầ n thiế t . Mặt khác, Việt Nam là nước nhiệt đới, khí hậu


2

nóng ẩm, rất thích hợp cho sự phát triển của các loại thực vật thủy sinh nổi
trên mặt nước như bèo tây, rau ngổ, rau muống,…

Từ những cơ sở trên em lựa chọn thực hiện đề tài: “Nghiên cứu khả năng xử
lý nước thải chăn nuôi lợn sau Biogas bằng các loài thực vật thủy sinh tại xã Yên
Sơn, huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang”.
1.2. Mục tiêu và yêu cầu của đề tài
1.2.1. Mục tiêu của đề tài
* Mục tiêu tổng quát
- Nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi lợn.
- Làm giảm thiểu mức độ ô nhiễm của nước thải chăn nuôi.
* Mục tiêu cụ thể
- Nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng mô hình
Biogas.
- Đánh giá được hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi lợn sau Biogas của
một số loài thực vật thủy sinh.
- Cải tạo các hệ sinh thái, làm sạch môi trường nước.
- Đánh giá được khó khăn và thuận lợi của việc xử lý nước thải chăn
nuôi lợn sau Biogas bằng các loài thực vật thủy sinh.
1.2.2. Yêu cầu của đề tài
- Thông tin và số liệu thu thập được phải chính xác, trung thực khách quan.
- Đưa ra các nhận định ban đầu về nước thải chăn nuôi sau Biogas.
- Kết quả phân tích các chỉ tiêu môi trường phải được so sánh với tiêu
chuẩn, quy chuẩn môi trường của Việt Nam.
- Nắm chắc được phương pháp lấy mẫu nước thải.
- Nghiên cứu và xây dựng giải pháp giảm thiểu ô nhiễm nước thải chăn
nuôi.


3

1.3. Ý nghĩa của đề tài
* Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu

- Áp dụng các kiến thức đã học vào điều kiện thực tế.
- Nâng cao kiến thức, kỹ năng và rút ra kinh nghiệm thực tế phục vụ cho
công tác sau này.
- Vận dụng và phát huy được các kiến thức đã học vào nghiên cứu.
* Ý nghĩa thực tiễn
- Hướng tới công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi bằng sinh học đơn giản dễ
áp dụng.
- Đề xuất giải pháp xử lý nước thải chăn nuôi sau Biogas trong điều kiện
tự nhiên, đạt hiệu xuất cao, chi phí đầu tư thấp và ổn định.
- Góp phần cải thiện tình trạng ô nhiễm môi trường đang gây bức xúc hiện
nay. Đồng thời góp phần làm tăng giá trị sinh học, cải tạo cảnh quan môi trường.


4

Phần 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Cơ sở khoa học của đề tài
2.1.1. Cơ sở lý luận
2.1.1.1. Khái niệm cơ bản về chất thải chăn nuôi
Chất thải chăn nuôi là chất thải phát sinh trong quá trình chăn nuôi như
phân, nước tiểu, xác xúc vật,... Chất thải trong chăn nuôi được chia làm 3
loại: Chất thải rắn, chất thải lỏng và chất thải khí. Trong chất thải chăn nuôi
có nhiều các chất hữu cơ, vô cơ, vi sinh vật và trứng ký sinh trùng có thể gây
bệnh cho động vật và con người.
Ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi trang trại là sự thay đổi bất lợi cho
môi trường không khí, môi trường đất và môi trường nước hay đại bộ phận do
hoạt động chăn nuôi, các hoạt động nuôi trồng thủy sản của con người tạo
nên. Những hoạt động này gây tác động trực tiếp hay gián tiếp đến sự thay đổi
về mặt năng lượng, mức độ bức xạ, về thành phần hóa học, tính chất vật lý.

Những thay đổi đó đã tác động có hại đến con người và sinh vật trên Trái đất
(Nguyễn Thiện, Trần Đình Miện, 2001) [11].
2.1.1.2. Nguồn gốc phát sinh ô nhiễm môi trường nước trong hoạt động chăn
nuôi
Nguồn gốc phát sinh ô nhiễm môi trường nước trong hoạt động chăn
nuôi chủ yếu được gây ra do nước thải trong khi rửa chuồng, nước tiểu của
lợn, ô nhiễm chất thải rắn là do phân, thức ăn thừa của lợn vương vãi ra nền
chuồng mà không được thu gom kịp thời. Các chất này đều là những chất dễ
phân hủy sinh học như: Cacbonhydrate, protein, chất béo dẫn đến các vi sinh
vật phân hủy làm phát tán mùi hôi thối ra môi trường. Đây là các chất gây ô


5

nhiễm nặng nhất và thường thấy nhất trong các trại chăn nuôi tập trung (Phạm
Thị Phương Lan, 2007) [6].
Mức độ ô nhiễm nguồn nước từ hoạt động chăn nuôi là nặng hay nhẹ
tùy thuộc vào lượng thải ngoài môi trường là bao nhiêu và phụ thuộc vào việc
xử lý hay không xử lý lượng nước thải trước khi thải ra ngoài môi trường.
2.1.1.3. Thành phần, tính chất của nước thải chăn nuôi
Ô nhiễm môi trường 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.
a. Chất thải rắn
* Phân và nước tiểu gia súc
Phân heo nói chung được xếp vào dạng lỏng hoặc hơi lỏng, thành phần
phân lợn chủ yếu gồm nước và các chất hữu cơ. Ngoài ra, trong phân chứa
một lượng lớn các chất như nito, phospho, kali, kẽm. Thành phần hóa học của
phân phụ thuộc vào dinh dưỡng, tình trạng sức khỏe, cách nuôi dưỡng, loại
gia súc, gia cầm,…
Trong thành phần phân gia súc nói chung và lợn nói riêng còn chứa các

virus, vi trùng, trứng giun sán,…chúng có thể tồn tại vài ngày, vài tháng trong
phân, nước tiểu của vật nuôi và môi trường.
* Xác súc vật chết
Xác súc vật chết do bệnh là nguyên nhân chính cần phải xử lý triệt để
nhằm tránh lây bệnh cho vật nuôi và con người.
* Thức ăn dư thừa và vật liệu lót chuồng
Các loại chất thải này bao gồm: Cám, bột ngũ cốc, tấm thảm lót,…nếu
không được xử lý tốt hoăc xử lý không đúng phương pháp thì nó sẽ là tác
nhân gây ô nhiễm môi trường, tác động xấu đến sức khỏe con người.
b. Chất thải lỏng


6

Trong các loại chất thải chăn nuôi, chất thải lỏng là loại chất thải có khối
lượng lớn nhất. Đặc biệt khi lượng nước thải rửa chuồng được hòa lẫn với nước
tiểu của gia súc. Đây cũng là loại chất thải khóa quản lý, khó sử dụng.
Nước thải chăn nuôi là một trong những loại chất thải đặc trưng, có khả
năng gây ô nhiễm môi trường cao như hàm lượng các chất hữu cơ, vô cơ, các
chất dinh dưỡng (N, P), các vi sinh vật gây bệnh (vi trùng, virus, trứng ấu
trùng giun sán gây bệnh). Nó nhất thiết phải được xử lý trước khi thải ra môi
trường.
c. Chất thải khí
* Mùi hôi của chuồng nuôi
Là do hỗn hợp khí được tạo ra từ quá trình lên men phân hủy phân,
nước tiểu gia súc, thức ăn dư thừa, xác vật nuôi chết, rau lợn,... Các khí
thường gặp là NH3, H2S, CH4 và CO2. Cường độ của mùi phụ thuộc mức độ
thông thoáng của chuồng nuôi, tình trạng vệ sinh, điều kiện bên ngoài như
nhiệt độ, ẩm độ, mật độ nuôi. Thành phần các chất khí trong chuồng nuôi
cũng biến đổi tùy theo giai đoạn phân hủy các chất hữu cơ, thành phần thức

ăn, hệ thống vi sinh vật và sức khỏe của gia súc.
* Ảnh hưởng của bụi
Bụi trong hoạt động chăn nuôi cũng ảnh hưởng đến sức khỏe con người
và gia súc. Bụi bắt nguồn từ thức ăn, phân và các mô biểu bì của da. Bụi
mang theo các chất độc, chất lơ lửng và nhiều vi sinh vật gây bệnh. Khi người
tiếp xúc với bụi sẽ bị viêm đường hô hấp, đặc biệt khi hít phải các bụi có kích
thước < 5 µm (vì hạt bụi nhỏ nên mũi không lọc được) sẽ kích thích tiết dịch
và ho, rối lọan hô hấp và tổn thương niêm mạc, tạo điều kiện cho vi sinh vật
gây bệnh vào cơ thể con người.


7

2.1.2. Cơ sở pháp lý
- Luật Bảo vệ môi trường số 55/2014/QH13 được Quốc hội nước Cộng
hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam khoá XIII, kỳ họp thứ 7 thông qua ngày
23/6/2014 và có hiệu lực thi hành từ ngày 1/1/2015.
- Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13 được Quốc hội nước Cộng
hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam khoá XIII, kỳ họp thứ 3 thông qua ngày
26/12/2012 và có hiệu lực thi hành từ ngày 01/01/2013.
- Nghị định số 108/2006/NĐ-CP ngày 22/9/2006 của Chính phủ quy
định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của Luật Đầu tư về việc thi
hành một số điều luật đầu tư 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 19/2015/NĐ-CP ngày 14/02/2015 của chính phủ quy
định chi tiết thi hành một số điều của luật bảo vệ môi trường.
- Nghị định số 155/2016/NĐ-CP ngày 18/11/2016 cảu Chính phủ quy
định về xử phạt vi phạm hành chính trong lĩnh vực BVMT.
- Quyết định số 22/2006/QĐ-BTNMT ngày 18/12/2006 của Bộ Tài
nguyên và môi trường về bắt buộc áp dụng TCVN về môi trường.

- QCVN 62:2016/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải
chăn nuôi.
- QCVN 01 – 14:2010/BNNPTNT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về điều
kiện đảm bảo trại chăn nuôi lợn an toàn sinh học.
- QCVN 01 – 15:2010/BNNPTNT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về điều
kiện đảm bảo trại chăn nuôi gia cầm an toàn sinh học.
- QCVN 01 - 39:2011/BNNPTNT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về vệ
sinh nước dùng trong chăn nuôi.


8

- QCVN 01 - 78:2011/BNNPTNT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về
Thức ăn chăn nuôi - Các chỉ tiêu vệ sinh an toàn và mức giới hạn tối đa cho
phép trong thức ăn chăn nuôi.
- QCVN 38:2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng
nước mặt bảo vệ đời sống thủy sinh.
2.2. Các biện pháp xử lý nƣớc thải chăn nuôi lợn
Việc xử lý nước thải chăn nuôi lợn nhằm giảm nồng độ các chất ô
nhiễm trong nước thải đến một nồng độ cho phép có thể xả vào nguồn tiếp
nhận. Việc lựa chọn phương pháp làm sạch và lựa chọn quy trình xử lý nước
phụ thuộc vào các yếu tố như:
 Các yêu cầu về công nghệ và vệ sinh nước.
 Lưu lượng nước thải.
 Các điều kiện của trại chăn nuôi.
 Hiệu quả xử lý.
Đối với nước thải chăn nuôi, có thể áp dụng các phương pháp sau:
 Phương pháp cơ học
 Phương pháp hóa lý
 Phương pháp sinh học

Trong các phương pháp trên ta chọn phương pháp xử lý sinh học là
phương pháp chính. Phương pháp xử lý sinh học thường được đặt sau các
phương pháp xử lý cơ học, hóa lý. Mục đích là tách chất rắn, cặn, phân ra
khỏi hỗn hợp nước thải.
2.2.1. Phương pháp cơ học
Mục đích của phương pháp này là tách chất rắn, cặn, phân ra khỏi hỗn
hợp nước thải bằng cách thu gom, phân loại 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 phương pháp ly


9

tâm hoặc lọc. Hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải chăn nuôi khá lớn
(khoảng vài nghìn mg/l) và dễ lắng nên có thể lắng sơ bộ trước rồi đưa sang
các công trình xử lý phía sau. Sau khi tách, nước thải được đưa sang các công
trình phía sau, còn phần chất rắn được đem đi ủ để làm phân bón (Lương Đức
Phẩm, 2002) [13].
Trường hợp khi mức độ làm sạch không cao lắm và các điều kiện vệ
sinh cho phép thì phương pháp xử lý cơ học giữ vai trò chính trong trạm xử
lý. Trong các trường hợp khác, xử lý cơ học chỉ là giai đoạn làm sạch sơ bộ
trước khi xử lý sinh hóa.
Quá trình xử lý cơ học nhìn chung không làm giảm nhiều nồng độ chất
bẩn trong nước thải, tuy nhiên phần nào làm tăng mức độ thuận lợi cho các
quá trình xử lý về sau.
2.2.2. Phương pháp hóa học và hóa lý
* Phƣơng pháp hóa học:
Cơ sở của phương pháp này là sử dụng các phản ứng hóa học giữa các
hóa chất cho vào với các chất bẩn trong nước thải để loại bỏ các chất bẩn này
khỏi nước thải, hay biến đổi chúng thành các chất không gây độc hại. Các

phản ứng xảy ra thường là các phản ứng trung hòa, phản ứng oxy hóa khử,
phản ứng tạo chất kết tủa hay phản ứng phân hủy chất. Các phương pháp oxy
hóa bằng ôzôn hay điện hóa cũng thuộc phương pháp hóa học.
Đôi khi phương pháp hóa học được sử dụng để xử lý sơ bộ trước khi xử
lý sinh học hay công đoạn này được dùng như một phương pháp xử lý nước
thải lần cuối để đưa vào nguồn nước chung (Hoàng Kim Cơ và cs, 2001) [2].
* Phƣơng pháp hóa lý:
Dùng để thu hồi hay để khử các chất độc và các chất ảnh hưởng xấu
đến quá trình làm sạch sinh hóa sau này. Các phương pháp hóa lý để xử lý
nước thải đều dựa trên các cơ sở ứng dụng của quá trình keo tụ, hấp phụ,


10

tuyển nổi, trao đổi ion,…
- Keo tụ: Là phương pháp làm trong nước thải bằng cách dùng các
chất trợ keo để liên kết các chất bẩn ở dạng lơ lửng, tạo thành các bông có
kích thước lớn hơn. Những bông cặn đó lắng xuống kéo theo các chất
không tan cùng lắng theo.
- Hấp phụ: Là quá trình tách các chất ô nhiễm ra khỏi nước thải bằng
cách tập trung các chất đó lên bề mặt các chất rắn (chất hấp phụ).
- Trích ly: Là phương pháp tách các chất bẩn hòa tan trong nước thải
bằng dung môi không tan và độ hòa tan của chất bẩn trong dung môi cao hơn
trong nước.
- Tuyển nổi: Là phương pháp dùng các tác nhân tuyển nổi để thu hút và
kéo theo các chất bẩn lên trên mặt nước, sau đó loại các tác nhân tuyển nổi đó ra
khỏi nước.
- Thẩm tích dializ (màng bán thấm): Là phương pháp dùng màng xốp
bán thấm không cho các hạt keo đi qua để tách keo ra khỏi nước thải.
- Trao đổi ion: Là phương pháp thu hồi catrion và anion bằng các chất

trao đổi ion (Trần Đức Hạ, 2006) [3].
2.2.3. Các phương pháp xử lý sinh học
Phương pháp này dựa trên sự hoạt động của các vi sinh vật để phân hủy
các chất hữu cơ trong nước thải. Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và
một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng. Tùy theo nhóm
vi khuẩn sử dụng là hiếu khí hay kỵ khí mà người ta thiết kế các công trình
khác nhau. Và tùy theo khả năng về tài chính, diện tích đất mà người ta có thể
dùng hồ sinh học hoặc xây dựng các bể nhân tạo để xử lý.
Xử lý nước thải theo phương pháp sinh học là dựa trên cơ sở hoạt động
của các vi sinh vật có sẵn trong nước thải, chúng có khả năng sử dụng các
chất hữu cơ có trong đó làm nguồn năng lượng để thực hiện quá trình sinh


11

trưởng và phát triển. Phương pháp này thực hiện sau khi đã xử lý sơ bộ nước
thải và áp dụng thích hợp với các loại nước thải có chỉ số BOD/COD trong
khoảng 0,5 – 1 (Trần Văn Nhân và cs, 2002) [8].
Dựa vào hoạt động của các vi sinh vật, người ta chia làm 3 phương
pháp xử lý nước thải chính là:
- Phương pháp kỵ khí (Anaerobic).
- Phương pháp thiếu khí (Anoxic).
- Phương pháp hiếu khí (Aerrobic).
2.2.4. Các hệ thống xử lý tự nhiên bằng biện pháp sinh học
Người ta có thể ứng dụng các quy trình tự nhiên trong ao, hồ để xử lý
nước 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 tượng 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 nước
thải có ưu điểm là ít tốn vốn đầu tư 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
nên rất chậm do đó đòi hỏi diện tích đất rất lớn. Hồ sinh học chỉ thích hợp với
nước thải có mức độ ô nhiễm thấp. Hiệu quả xử lý phụ thuộc vào sự phát triển
của vi khuẩn hiếu khí, kỵ khí, tùy nghi, cộng sự với sự phát triển của các loại
vi nấm, rêu, tảo và một số loài động vật khác (Lương Đức Phẩm, 2002) [13].
2.2.5. Ứng dụng thực vật nước để xử lý nước thải
Thực vật nước thuộc loài thảo mộc, thân mềm. Qúa trình quang hợp
của các loài thủy sinh hoàn toàn giống các thực vật trên cạn. Vật chất có trong
nước sẽ được chuyển qua hệ rễ của thực vật nước 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 các chất khác xây dựng lên 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


12

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 (Biền Văn Minh, 2000) [7].
Vì vậy người ta dùng ứng dụng thực vật nước để xử lý nước thải.
Vô cơ hóa

Quang hợp

Các chất hữu cơ ┬ Các chất vô cơ hòa tan → Sinh khối thực vật
Sinh khối vi sinh vật
2.2.6. Các biện pháp khác
Các biện pháp khác như đốt (rác, vật nuôi chết), làm lạnh (khí thải),
pha loãng để làm nước tưới, dùng hóa chất, men sinh học, dùng làm thức ăn
cho các loại vật nuôi khác.
2.3. Các tình hình nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam về xử lý nƣớc

thải chăn nuôi
2.3.1. Tình hình trên thế giới
Việc xử lý nước thải chăn nuôi đã được nghiên cứu triển khai ở các
nước phát triển từ cách đây vài chục năm. Các công nghệ áp dụng cho xử lý
nước thải có tải trọng ô nhiễm cao như chăn nuôi rất đa dạng nhưng trong đó
chủ yếu là các phương pháp sinh học do chúng có tính bền vững, thích nghi
với nhiều điều kiện tự nhiên.
Công nghệ đất ngập nước là công nghệ xử lý nước thải áp dụng các
điều kiện tự nhiên, thân thiện môi trường. Công nghệ đất ngập nước đạt được
những kết quả tốt trong việc xử lý COD, BOD5, TSS, hiệu suất đạt được khá
cao (trên 90%). Tuy nhiên, các thành phần dinh dưỡng như N, P, hệ thống vẫn
chưa xử lý được triệt để và cần phải có thời gian lưu nước dài. Ngoài ra, công
nghệ này còn có nhược điểm là đòi hỏi diện tích đất lớn, mà điều này chắc
chắn là không mong muốn đối với các chủ trang trại, thậm chí là bất khả thi
trong tình hình áp lực về đất đai hiện nay.
Từ lâu kỹ thuật phân hủy yếm khí đã được áp dụng để xử lý nước thải


13

chăn nuôi lợn. Phương pháp này cho thấy hiệu quả xử lý và kinh tế hơn các
phương pháp truyền thống như đầm phá, chôn lấp hoặc hóa lý, hệ thống hiếu
khí. Nhìn chung, việc sử dụng phương pháp sinh học yếm khí đã làm giảm
thiểu đáng kể BOD5, COD và TSS trong nước thải chăn nuôi. Tuy nhiên, các
thành phần gây ô nhiễm môi trường như N, P vẫn còn ở mức cao và cần phải
được xử lý tiếp trước khi thải ra môi trường.
Ở Châu Á, các nước như: Trung Quốc, Thái Lan,…là những nước có
ngành chăn nuôi công nghiệp lớn trong khu vực nên rất quan tâm đến vấn đề
xử lý nước thải chăn nuôi.
Nhiều nhà nghiên cứu Trung Quốc đã tìm ra nhiều công nghệ xử lý

nước thải thích hợp như 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 như
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 được nước thải và giảm mùi hôi thối mà còn tạo ra năng
lượng để sử dụng (Tạp chí khoa học và công nghệ, 2007) [15].
Nhận xét chung về công nghệ xử lý nước 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, hiếu khí và thiếu khí nhằm đáp ứng các yêu cầu kinh tế xã hội và
bảo vệ môi trường.
2.3.2. Tình hình ở Việt Nam
Ở Việt Nam, nước thải chăn nuôi lợn được coi là một trong những
nguồn nước thải gây ô nhiễm nghiêm trọng. Việc mở rộng các khu dân cư
xung quanh các xí nghiệp chăn nuôi lợn nếu không được giải quyết thỏa đáng


14

sẽ gây ra ô nhiễm môi trường ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng và gây ra
những vấn đề mang tính chất xã hội phức tạp.
Hiện nay có thể nói ở nước ta chưa có quy trình hoàn thiện nào được
công bố để xử lý nước thải chăn nuôi đạt tiêu chuẩn xả thải. Nước thải chăn
nuôi lợn từ các trang trại chủ yếu mới chỉ được xử lý bằng hầm khí sinh học
(Biogas) và hồ sinh học.
Nhiều nghiên cứu trong lĩnh vực xử lý nước thải chăn nuôi lợn đang
được hết sức quan tâm vì mục tiêu giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường,
đồng thời với việc tạo ra năng lượng mới. Nhìn chung những nghiên cứu của

chúng ta đã đi đúng hướng, tiếp cận được công nghệ thế giới đang quan tâm
nhiều. Tuy nhiên số lượng nghiên cứu và chất lượng các nghiên cứu của
chúng ta còn cần được nâng cao hơn, nhằm nhanh chóng được áp dụng trong
thực tế sản xuất (Tạp chí khoa học và công nghệ, 2007) [15].
2.4. Tổng quan về thực vật thủy sinh, khả năng và các cơ chế xử lý nƣớc
thải chăn nuôi bằng thực vật thủy sinh
2.4.1. Sơ lược về các loài thực vật thủy sinh trong xử lý nước thải
Để đối phó với vấn đề ô nhiễm nguồn nước, phương pháp lọc sinh học
đã được biết từ lâu, song mãi đến thế kỉ XIX mới được chú ý và được thực
hiện ở một số nước. Lọc sinh học lần đầu tiên được áp dụng ở Mỹ năm 1983.
Về nguyên lý của phương pháp lọc sinh học là dựa trên quá trình hoạt động
của vi sinh vật ở màng lọc, oxy hóa chứa các chất bẩn hữu cơ trong nước.
Trong đó thủy sinh thực vật đóng vai trò rất quan trọng ảnh hưởng đến khả
năng sinh học (Lê Hoàng Việt, 2005) [14].
Thực vật thủy sinh (TVTS) là các loài thực vật sống trong môi trường
nước, nó có thể gây bất lợi cho con người do việc phát triển nhanh và phân bố
rộng của chúng. Tuy nhiên lợi dụng chúng để xử lý nước thải, làm phân


15

compost, thức ăn cho người, gia súc có thể làm giảm thiểu bất lợi gây ra bợi
chúng còn thu thêm nhiều lợi nhuận.
Những loài thực vật thủy sinh chính:
- Thủy sinh thực vật sống chìm: Loại thực vật nước này phát triển dưới
mặt nước và chỉ phát triển được ở nguồn nước có đủ ánh sáng. Chúng gây nên
các tác hại như làm tăng độ đục của nguồn nước, ngăn cản sự khuếch tán của
ánh sáng vào nước. Do đó các loài thực vật nước này không hiệu quả trong
việc làm sạch nước thải.
- Thủy sinh thực vật sống trôi nổi: Rễ của thực vật này không bám vào

đất mà lơ lửng trên mặt nước, thân và lá phát triển trên mặt nước. Nó trôi nổi
trên mặt nước theo gió và dòng nước. Rễ của chúng tạo điều kiện cho vi
khuẩn bám vào để phân hủy nước thải.
- Thủy sinh thực vật sống nổi: Loại thực vật này có rễ bám vào đất
nhưng thân và lá phát triển trên mặt nước. Loại này thường sống ở những nơi
có chế độ thủy triều ổn định.
Bảng 2.1: Nhiệm vụ của thủy sinh thực vật
Rễ và thân gốc

Nhiệm vụ
Là giá bám cho vi khuẩn phát triển

Rễ lá hoặc thân

Lọc và hấp thu chất rắn
Hấp thụ ánh sáng mặt trời do đó cản
trở sự phát triển của tảo

Thân và rễ hoặc lá ở mặt nước hoặc
phí trên mặt nước

Làm giảm ảnh hưởng của gió lên bề
mặt xử lý
Làm giảm sự trao đổi giữa nước và
khí quyển
Chuyển oxy từ lá xuống rễ

(Nguồn: Lê Văn Bình, 2007) [1]

16

Một số loài thực vật thủy sinh:
+ Cây rau muống:
Rau muống (tên khoa học Ipomoea aquatica) là một loài thực vật ngắn
ngày, sinh trưởng nhanh, cho năng suất cao, sống được ở nhiệt độ cao và đủ
ánh sáng. Tại Việt Nam rau muống là một loại rau rất phổ thông, và các món ăn
từ rau muống rất được ưa chuộng.
Có thể trồng rau muống trên nhiều loại đất: Đất sét, đất cát, đất pha
cát, đất ẩm giàu mùn hoặc đất được bón phân hữu cơ, kể cả trên nước, có
độ pH = 6,3 – 7,3.
Ở việt nam, rau muống có hai loại trắng và tía, mỗi loại có đặc tính
riêng. Cả hai loại đều có thể trồng trên cạn hoặc dưới nước. Thông thường thì
người ta trồng rau muống trắng trên cạn; còn rau muống tía thường được
trồng (hay mọc tự nhiên) dưới nước, nên tục gọi là rau muống đồng (hay rau
muống ruộng).
Thành phần của rau muống có 92% nước, 3,2% protit, 2,5% gluxit, 1%
xemluloza. Hàm lượng muối khoáng cao: Canxi, photphi, sắt, Vitamin có
caroten, VitaminC, Vitamin B1, Vitamin PP, Vitamin B2.

Hình 2.1: Hình ảnh cây rau muống