Đánh giá hiện trạng môi trường nước thải chăn nuôi lợn tại trang trại chăn nuôi ba trại ba vì hà nội
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.23 MB, 66 trang )
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
--------------------------------
HOÀNG THU HOÀI
ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN
TẠI TRANG TRẠI CHĂN NUÔI BA TRẠI, BA VÌ, HÀ NỘI
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo
: Chính quy
Chuyên ngành
: Khoa học môi trường
Khoa
: Môi trường
Khóa học
: 2014 – 2018
Thái Nguyên – năm 2018
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
--------------------------------
HOÀNG THU HOÀI
ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN
TẠI TRANG TRẠI CHĂN NUÔI BA TRẠI, BA VÌ, HÀ NỘI
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo
: Chính quy
Chuyên ngành
: Khoa học môi trường
Lớp
: K46 – KHMT – N03
Khoa
: Môi trường
Khóa học
: 2014 – 2018
Giảng viên hướng dẫn : ThS. Nguyễn Thi Huệ
Thái Nguyên – năm 2018
iii
LỜI CẢM ƠN
Thực tập tốt nghiệp là thời gian quan trọng của sinh viên các trường đại
học, cao đẳng nói chung với trường đại học Nông Lâm Thái Nguyên nói
riêng. Để từ đó hệ thống hóa lại kiến thức đã học kiểm nghiệm lại chúng trong
thực tế cũng như để tích lũy thêm vốn kiến thức thực tế và từ đó nâng cao
trình độ chuyên môn của mình.
Sau một thời gian nghiên cứu và thực tập tốt nghiệp bản báo cáo của
em đã hoàn thành.
Vậy em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các thầy cô giáo trong
Ban chủ nhiệm khoa Môi trường, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã
giảng dạy và đào tạo hướng dẫn em.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo ThS. Nguyễn Thi Huê
đã trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành tốt bản báo cáo này.
Qua đây em cũng xin gửi lời cảm ơn trân thành nhất tới các thầy cô
giáo trong và ngoài khoa Môi trường, chủ trang trại Nguyễn Thanh Lịch, ky
sư Nguyễn Văn Thịnh, gia đình và bạn bè đã đã tạo điều kiện giúp đỡ em
trong suốt quá trình thực tập.
Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn tới tất cả các bạn bè, gia đình người
thân đã động viên khích lệ em trong quá trình học tập nghiên cứu bản báo cáo
tốt nghiệp 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 và bạn bè để bài khóa luận này hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày tháng năm 2018
Sinh viên
Hoàng Thu Hoài
iii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Lượng phân thải ra đối với lợn nuôi trong trang trại........................ 5
Bảng 2.2. Thành phần của phân lợn thải........................................................... 5
Bảng 2.3. Một số thành phần vi sinh vật trong chất thải rắn chăn nuôi lợn .... 6
Bảng 2.4. Thành phần hóa học trong nước tiểu của lợn (70-100kg) ................ 6
Bảng 2.5: Thành phần khí trong hỗn hợp khí Biogas ..................................... 12
Bảng 2.5 Danh sách 5 quốc gia có đàn heo lớn nhất thế giới ......................... 18
Bảng 2.6 Phân bố số lượng đàn lợn trên các châu lục .................................... 19
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 4.1 Biểu đồ thể chỉ số COD ...................... ...................................................... 28
Hình 4.2 Biểu đồ thể hiện chỉ số BOD5 ......................................................... 37
Hình 4.3 Biểu đồ thể hiện chỉ số TSS............................................................. 38
4v
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
K
í
B
T
B
O
C
O
D
O
Q
C
T
C
TS
S
U
B
F
A
:
B
:
N
:
N
:
H
:
Q
:
T
:
H
:
U
:
T
5v
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... i
DANH MỤC CÁC BẢNG................................................................................ ii
DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................. ii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................. iv
MỤC LỤC ......................................................................................................... v
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.........................................................................................
2
PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIÊU............................................................... 3
2.1.Cơ sở khoa học của đề tài ........................................................................... 3
2.1.1.Một
số
khái
niệm
.................................................................. 3
về
môi
trường
2.1.2.Đặc điểm chất thải chăn nuôi.......................................................................
4
2.1.3.Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước thải và phương pháp xử lý chất
thải
chăn nuôi lợn.......................................................................................................
8
2.2.Cơ sở pháp lý............................................................................................. 17
2.3.Cơ sở thực tiễn .......................................................................................... 18
2.3.1.Tình hình ô nhiễm nước thải trong chăn nuôi trên thế giới
.......................... 18
2.3.2.Tình hình ô nhiễm nước thải trong chăn nuôi ở Việt Nam ....................
21
2.3.3.Tác động môi trường từ ngành chăn nuôi...................................................
25
6v
PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU ................................................................................................................ 28
3.1.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu............................................................. 28
7v
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
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 trang trại chăn nuôi lợn Nguyễn Thanh Lịch, xã Ba Trại,
huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội ...................................................................... 34
4.2.Đánh giá hiện trạng môi trường nước thải chăn nuôi lợn tại trang trại
Nguyễn Thanh Lịch, xã Ba Trại, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội ................ 36
4.3.Đề xuất một số giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước xung quanh
tại trang trại Ba Trại, Ba Vì, Hà Nội
...................................................................... 38
4.3.1.Đề xuất một số giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước xung
quanh trang trại
...................................................................................................... 38
PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................... 45
5.1. Kết luận .................................................................................................... 45
5.1.Kiến nghị ................................................................................................... 45
TÀI LIÊU THAM KHẢO ............................................................................ 46
PHỤ LỤC
1
2
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 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 dưới sự
hướng dẫn của ThS. Nguyễn Thi Huê em tiến hành thực hiện đề tài: “Đánh giá
hiên trạng môi trường nước thải chăn nuôi lợn tại trang trại chăn nuôi Ba Trại,
Ba Vì, Hà Nội”.
1.2. Mục tiêu của đề tài
- Đánh giá được chất lượng nước thải tại trang 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.
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.
Phần 2
TỔNG QUAN TÀI LIÊU
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 ky 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 ky 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 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 ky thuật Việt Nam hoặc tiêu
chuẩn, quy chuẩn ky 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].
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
LoạiLư
gia ợn
Lợn
10
Lợn
14-45
Lợn
45-1
(Nguồn: Nguyễn Thị Hoa Lý, 2015)[7]
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 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
L N N P K C
o ư i 2 2 a
8 0 0 0 0
2 , , , ,
M
g
0
,
(Nguồn: Lê Văn Cát, 2017)[3]
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 Số
tiê
lượn
Co
MN4,10
lif
P/10-10
E.c MN
oli
P/10
Str
MN3,10
ept P/10-10
Sal
10-10
mo
Cl.
10-10
Per
Đơ MNP
n
/10g
Nước tiểu
(Nguồn: Nguyễn Thị Hoa Lý, 2015)[7]
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.
Bảng 2.4. Thành phần hóa học trong nước tiểu của lợn (70-100kg)
S Đ
T ặc
1Vậ
t
2N
H3
3NT
S
4Tr
o
5Ur
e
6Ca
cb
7pH
Đơ
n
Gr 30,9
–
Gr 0,13
–
Gr 4,90
–
Gr 8,5
16,3
123
–
Gr 0,11
–
Gr 6,77
–
(Nguồn: Trương Thanh Cảnh, 2011) [2]
2.1.2.3. 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, 2017) [15], 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 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
lợn
nuôi
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
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, 2017) [8].
+ 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 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 [16].
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 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, 2016) [5].
+ Một số phương pháp xử lý chất thải chăn nuôi lợn
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 (2011) [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 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 dụng phân 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, 2015) [11].
- 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.
* 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
S
T
Thàn
h
( Nguồn: Xử lý chất thải chăn nuôi và biện pháp xử lý, 2017)
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 [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, 2017) [2].
* 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
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,
2017) [10].
* 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.
* Xử lý bằng công nghệ ép tách phân
Đây là công nghệ hiện đại được nhập vào nước ta chưa lâu nhưng rất hiệu
quả và đang được nhiều nhà chăn nuôi quan tâm áp dụng. Dựa trên nguyên tắc “lưới
lọc” máy ép có thể tách hầu hết các tạp chất nhỏ đến rất nhỏ trong hỗn hợp chất thải
chăn nuôi, tùy theo tính chất của chất rắn mà có các lưới lọc phù hợp. Khi hỗn hợp
chất thải đi vào máy ép qua lưới lọc thì các chất rắn được giữ lại ép khô và ra ngoài
để xử lý riêng còn lượng nước theo đường riêng chảy ra ngoài hoặc xuống hầm
KSH xử lý tiếp. Độ ẩm của sản phẩm (phân khô) có thể được điều chỉnh tùy theo
mục đích sử dụng. Quá trình xử lý này đầu tư ban đầu tốn kém hơn nhưng rất hiện
đại, nhanh, gọn, ít tốn diện tích và đang là một trong những biện pháp hiệu quả nhất
đối với các trang trại chăn nuôi lợn, trâu, bò theo hướng công nghiệp hiện nay.
* Xử lý chất thải bằng ủ phân hữu cơ (Compost)
sử dụng chủ yếu phân của động vật mà thông qua hoạt động trực tiếp hay
gián tiếp của vi sinh vật phân hủy và làm tăng cao chất lượng của sản phẩm, tạo nên
phân bón hữu cơ giàu chất dinh dưỡng cung cấp cho cây trồng, ủ phân bằng phương
pháp phủ kín bằng nilon hoàn toàn nhờ sự lên men tự nhiên. Nhờ quá trình lên men
và nhiệt độ tự sinh của đống phân ủ sẽ tiêu diệt được phần lớn các mầm bệnh nguy
hiểm, thậm chí ủ phân có thể phân hủy được cả xác động vật chết khi lượng phế thải
thực vật đủ lớn. Trong phân ủ có chứa chất mùn làm đất tơi xốp, tăng dung lượng
hấp thụ khoáng của cây trồng, đồng thời có tác dụng tốt đến hệ vi sinh vật có ích
trong đất. Phân ủ còn có tác dụng tốt đối với tính chất lý hoá học và sinh học của
đất, không gây ảnh hưởng xấu đến người, động vật và giải quyết được vấn đề ô
nhiễm môi trường sinh thái biện pháp này được áp dụng nhiều. Giải pháp này cũng
được áp dụng nhiều ở nông hộ Vĩnh Phúc. Tuy nhiên, đây là biện pháp thủ công,
chất thải trong chuồng vẫn có thời gian gây ô nhiễm trước khi được xử lý ủ hữu cơ
và ô nhiễm khi vận chuyển đến nơi ủ.
* Xử lý nước thải bằng ô xi hóa
Phương pháp này thường được dùng đối với các bể lắng nước thải.
- Xử lý bằng sục khí
