Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh nền kinh tế Việt Nam năm 2018 ghi nhận mức tăng trưởng GDP đạt 7,08% (trong đó khu vực nông, lâm nghiệp và thủy sản tăng 3,90%), ngành chăn nuôi quy mô công nghiệp và ứng dụng công nghệ cao đang được mở rộng mạnh mẽ nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu thụ sữa nội địa. Trang trại bò sữa Vinamilk Thanh Hóa (đóng tại xã Xuân Phú, huyện Thọ Xuân, tỉnh Thanh Hóa) là một trong những cơ sở chăn nuôi tập trung quy mô lớn, vận hành theo tiêu chuẩn Thực hành Nông nghiệp Quốc tế GLOBAL GAP.

Nước là yếu tố sinh lý cốt lõi đối với gia súc, chiếm 60–70% khối lượng cơ thể bò trưởng thành và lên tới 80% ở gia súc non; bò sữa bị mất 10% lượng nước có thể dẫn đến tử vong. Về mặt năng suất, bò cần tiêu thụ tối thiểu 3 lít nước để sản xuất ra 1 lít sữa. Tại trang trại bò sữa Vinamilk Thanh Hóa giai đoạn 1 với quy mô 1.500 con cùng hơn 100 cán bộ công nhân viên, nhu cầu sử dụng nước rất lớn, bao gồm: nước uống cho đàn bò (khoảng 12.000 lít/ngày), nước vệ sinh chuồng trại (chuồng đẻ 3.000 lít/ngày, chuồng bầu 1.400 lít/ngày, khu cách ly 800 lít/ngày, tổng cộng 5.200 lít/ngày), nước làm mát qua hệ thống phun sương/phun mưa (5.000 lít/ngày) và nước sinh hoạt (định mức 100 lít/người/ngày theo TCXDVN 33:2006).

Tuy nhiên, do mạng lưới cấp nước máy đô thị chưa phủ tới khu vực, trang trại phải khai thác nguồn nước ngầm tại chỗ từ 3 giếng khoan ở các độ sâu khác nhau (10m, 12m, 15m). Nguồn nước này chỉ trải qua quy trình xử lý thô sơ gồm lắng sơ cấp và châm clo khử trùng trước khi đưa vào bể chứa dự trữ (diện tích khoảng 100 m²). Nước cấp chưa qua xử lý triệt để còn tồn dư hàm lượng sắt, mangan cao, bị đục và có mùi tanh, tiềm ẩn nguy cơ gây bệnh cho vật nuôi và ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sữa nguyên liệu. Xuất phát từ thực tế đó, đề tài "Đánh giá chất lượng nước cấp cho trang trại bò sữa Vinamilk Thanh Hóa và đề xuất công nghệ xử lý" được thực hiện.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài gồm 3 nhiệm vụ:

  1. Đánh giá nhu cầu cấp nước cho trang trại bò sữa Vinamilk Thanh Hóa và đề xuất công nghệ xử lý;
  2. Đánh giá chất lượng nước cấp cho trang trại bò sữa Vinamilk Thanh Hóa;
  3. Đề xuất công nghệ xử lý nước và cung cấp nước sạch cho các hoạt động của trang trại.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Chất lượng nguồn nước cấp (nước ngầm khai thác từ giếng khoan và nước tại các bể chứa) phục vụ hoạt động chăn nuôi, sinh hoạt tại trang trại.
  • Phạm vi không gian: Trang trại bò sữa Vinamilk Thanh Hóa (xã Xuân Phú, huyện Thọ Xuân, tỉnh Thanh Hóa); các phân tích mẫu thực hiện tại Viện Kỹ thuật và Công nghệ Môi trường.
  • Phạm vi thời gian: Quá trình điều tra, khảo sát và thu thập mẫu tiến hành từ tháng 6/2018 đến tháng 11/2018 (các đợt lấy mẫu cụ thể ghi nhận vào tháng 12/2017 và tháng 7/2018).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận thiết lập hệ thống cơ sở lý luận dựa trên các khái niệm chuyên ngành: định nghĩa nước ($H_2O$), nguồn nước theo Điều 2 Luật Tài nguyên nước 2012, nước sạch, nước ngầm, các khái niệm về môi trường, ô nhiễm môi trường nước, chất gây ô nhiễm, quy chuẩn kỹ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi trường. Về mặt sinh lý vật nuôi, cơ sở lý thuyết tổng hợp các nghiên cứu về nhu cầu trao đổi chất, mối quan hệ giữa lượng vật chất khô (VCK) thu nhận và nhu cầu nước của bò (bò không tiết sữa cần 3–8,5 kg nước/kg VCK; tăng thêm 50% ở giai đoạn mang thai cuối; bò tiết sữa cần thêm 0,87 kg nước cho mỗi kg sữa tạo ra).

Hệ thống văn bản quy phạm pháp luật và tiêu chuẩn kỹ thuật được áp dụng làm căn cứ đối chiếu gồm:

  • Luật Bảo vệ môi trường số 55/2014/QH13;
  • Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật số 68/2006/QH11;
  • QCVN 01:2009/BYT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống (ban hành theo Thông tư số 04/2009/TT-BYT);
  • QCVN 01-1:2018/BYT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sạch sử dụng cho mục đích sinh hoạt (ban hành theo Thông tư số 41/2018/TT-BYT);
  • QCVN 02:2009/BYT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt (Thông tư số 05/2009/TT-BYT);
  • QCVN 09:2015/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước dưới đất (Thông tư số 66/2015/TT-BTNMT);
  • QCVN 01-39:2011/BNNPTNT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về vệ sinh nước dùng trong chăn nuôi;
  • TCVN 9121:2012 – Yêu cầu kỹ thuật đối với trại chăn nuôi gia súc lớn;
  • TCXDVN 33:2006 – Cấp nước - Mạng lưới đường ống và công trình tiêu chuẩn thiết kế.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và phân tích bao gồm:

  1. Phương pháp thu thập số liệu: Tập hợp tài liệu thứ cấp về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội xã Xuân Phú và các thông số vận hành của trang trại.
  2. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu: Thu thập tổng cộng 5 mẫu nước (dung tích 1,5 lít/mẫu chứa trong chai đã khử trùng tỉ lệ 1:400 và tráng nước cất; giếng khoan được xả bơm 3–5 phút trước khi lấy mẫu) tại 5 vị trí: Giếng khoan 1 (GK1, sâu 10m, lấy ngày 29/12/2017), Giếng khoan 2 (GK2, sâu 12m, lấy ngày 29/12/2017), Giếng khoan 3 (GK3, sâu 15m, lấy ngày 29/12/2017), Bể lắng sơ cấp (BL, lấy ngày 29/12/2017) và Bể chứa nước đã qua xử lý (BC, lấy ngày 10/07/2018).
  3. Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm: Đo đạc 11 chỉ tiêu hóa lý theo các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành:
    • pH: TCVN 6492:2011 (thiết bị đo nhanh);
    • Độ cứng tổng số (theo $\text{CaCO}_3$): TCVN 6224:1996 (chuẩn độ bằng EDTA);
    • Mùi: Phương pháp cảm quan;
    • Độ màu: TCVN 6185:1996 (thang màu Pt/Co);
    • Nitrat ($\text{NO}_3^-$): TCVN 6180:1996 (phương pháp trắc quang phổ);
    • Nitrit ($\text{NO}_2^-$): TCVN 6178:1996 (phương pháp trắc quang phổ);
    • Clorua ($\text{Cl}^-$): TCVN 6194:1996 (chuẩn độ bằng $\text{AgNO}_3$ với chỉ thị $\text{K}_2\text{CrO}_4$);
    • Sắt tổng số ($\text{Fe}$): TCVN 6177:1996 (quang phổ hấp thụ);
    • Tổng chất rắn hòa tan (TDS): SMEWW 2540 C:2012;
    • Mangan ($\text{Mn}$): TCVN 6002:1995 (quang phổ);
    • Amoni ($\text{NH}_4^+$): USEPA Method 350.2.
  4. Phương pháp tổng hợp và so sánh: Xử lý dữ liệu thực nghiệm, đối chiếu kết quả quan trắc với các ngưỡng giới hạn cho phép trong QCVN 01:2009/BYT.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Tác giả trình bày tính cấp thiết của nguồn nước sạch đối với sự phát triển của ngành chăn nuôi bò sữa công nghệ cao trong bối cảnh tái cơ cấu kinh tế nông nghiệp Việt Nam. Xác lập 3 mục tiêu nghiên cứu cụ thể, chỉ rõ ý nghĩa học thuật trong việc rèn luyện kỹ năng lấy mẫu, phân tích môi trường và ý nghĩa thực tiễn trong việc cung cấp phương án công nghệ xử lý nước cho doanh nghiệp chăn nuôi.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Chương này tổng kết hệ thống cơ sở lý luận về nước và ô nhiễm môi trường nước, đồng thời dẫn chiếu 9 văn bản pháp quy, tiêu chuẩn, quy chuẩn Việt Nam về cấp nước và chăn nuôi. Phần tổng quan tài liệu cũng tổng hợp bức tranh ngành chăn nuôi bò sữa:

  • Thế giới: Tổng đàn bò sữa đạt khoảng 1.500 triệu con, phân bố chủ yếu tại châu Âu, Bắc Mỹ, châu Úc. Năng suất sữa bình quân đầu người cao nhất tại New Zealand (1.902 kg/người), Đan Mạch, Hà Lan, Pháp (>500 kg/người).
  • Việt Nam: Tiêu thụ sữa bình quân tăng từ 7,0 kg/người (năm 2001) lên 14 kg/người (năm 2012) và 20 kg/người (năm 2014); mức tiêu thụ sữa tươi đạt 8,74 lít/người/năm (quy đổi 22 lít/người/năm). Cả nước có trên 24.000 trang trại và hộ nuôi với gần 283.000 con bò sữa, sản lượng đạt gần 800.000 tấn sữa tươi, đáp ứng 39–40% nhu cầu trong nước. Đàn bò sữa tập trung lớn tại TP.HCM (>90.000 con), Nghệ An (>62.000 con), Sơn La (~20.000 con), Lâm Đồng (~20.000 con), Hà Nội (>15.000 con). Tại Thanh Hóa, đàn bò sữa năm 2012 đạt 1.208 con (tăng trưởng 53,56% so với năm 2011), trong đó Vinamilk là đơn vị đầu tư nòng cốt.

Phần 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Nêu rõ vị trí địa lý, thời gian tiến hành từ tháng 6/2018 đến tháng 11/2018; chi tiết hóa 4 nội dung nghiên cứu (điều kiện tự nhiên xã Xuân Phú; tổng quan trang trại; đánh giá chất lượng nước cấp; đề xuất công nghệ xử lý). Quy định quy trình lấy 5 mẫu nước theo bảng 3.1, quy trình súc rửa dụng cụ và nguyên lý phân tích 11 chỉ tiêu chất lượng nước theo bảng 3.2.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu

Nội dung chương trình bày toàn bộ kết quả khảo sát thực địa, số liệu quan trắc và phương án kỹ thuật:

  • Điều kiện tự nhiên - kinh tế - xã hội xã Xuân Phú: Tổng diện tích tự nhiên 3.180,92 ha (đất canh tác 2.662,88 ha, thổ cư 195,97 ha, công cộng 459,57 ha); địa hình đồi núi dốc trên $25^\circ$. Dân số có 98% là đồng bào dân tộc thiểu số. Giá trị sản xuất nông - lâm - thủy sản đạt 52,032 tỷ đồng (nông nghiệp 40,1197 tỷ đồng, lâm nghiệp 11,245 tỷ đồng, thủy sản 667,6 triệu đồng). Toàn xã có 12 doanh nghiệp, 13/13 thôn đạt chuẩn làng văn hóa.
  • Tổng quan trang trại Vinamilk Thanh Hóa: Trang trại số 1 khánh thành ngày 28/3/2014, diện tích 40 ha, vốn 400 tỷ đồng, quy mô 1.500 con (thuộc tổ hợp 5 trang trại 2.500 ha, quy mô dài hạn 20.000 con, sản lượng 110 triệu lít sữa/năm). Ứng dụng phần mềm quản lý đàn Dairy Plan, thẻ chip điện tử CowScout™ của GEA Farm Technologies (Hoa Kỳ) và hệ thống xử lý chất thải tuần hoàn.
  • Hiện trạng cấp nước: Nguồn nước khai thác từ 3 giếng khoan, bơm lên bể lắng sơ cấp, khử clo rồi dẫn về bể chứa 100 m² trên đồi (cách chuồng 500m). Nhu cầu nước tính toán gồm: 12.000 lít/ngày cho bò uống, 5.200 lít/ngày cho vệ sinh chuồng trại và 5.000 lít/ngày cho dàn phun mưa làm mát.
  • Kết quả phân tích chất lượng nước: Phân tích chi tiết 5 mẫu nước tại GK1, GK2, GK3, Bể lắng (BL) và Bể chứa sau xử lý (BC).

Bảng tổng hợp kết quả phân tích chất lượng nước tại các điểm quan trắc:

STT Thông số phân tích Đơn vị GK1 (10m) GK2 (12m) GK3 (15m) Bể lắng (BL) Bể chứa (BC) QCVN 01:2009/BYT
1 pH - 6,90 6,90 6,70 6,90 7,0 6,5–8,5
2 Độ cứng tổng số mg/l 173,6 162 176 173,6 89,7 300
3 Mùi - Hơi tanh Hơi tanh Hơi tanh Hơi tanh Hơi tanh Không có mùi lạ
4 Độ màu Pt/Co 41 32 108 41 4,0 15
5 Nitrat ($\text{NO}_3^-$) mg/l 0,02 0,20 1,85 0,02 0,01 50
6 Nitrit ($\text{NO}_2^-$) mg/l <0,01 <0,01 0,015 <0,01 <0,01 3
7 Clorua ($\text{Cl}^-$) mg/l <5 <5 23 <5 <5 250–300
8 Sắt tổng số ($\text{Fe}$) mg/l 8,64 1,58 2,12 8,64 0,05 0,3
9 Tổng chất rắn hòa tan (TDS) mg/l 159 146 173 159 121 1000
10 Mangan ($\text{Mn}$) mg/l 0,42 0,34 0,65 0,42 0,02 0,3
11 Amoni ($\text{NH}_4^+$) mg/l <0,10 <0,10 <0,10 <0,10 <0,10 3

Số liệu thực nghiệm cho thấy tại các giếng khoan và bể lắng sơ cấp, hàm lượng Sắt vượt quy chuẩn từ 5,26 đến 28,8 lần (GK1 và BL đạt 8,64 mg/l so với mức cho phép 0,3 mg/l); Mangan vượt từ 1,13 đến 2,16 lần (GK3 đạt 0,65 mg/l); Độ màu vượt từ 2,13 đến 7,2 lần (GK3 đạt 108 Pt/Co so với chuẩn 15 Pt/Co); nước có mùi hơi tanh.

Thiết kế và đề xuất công nghệ xử lý

Dựa trên đặc tính ô nhiễm sắt và mangan trong nước ngầm, tác giả đề xuất và thuyết minh hệ thống xử lý nước lọc áp lực với công suất thiết kế $15\text{ m}^3/\text{h}$ (công suất thiết bị tháp làm thoáng đạt $100 - 1.000\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$).

Quy trình công nghệ vận hành theo chuỗi liên tục:

  1. Oxy hóa qua tháp làm thoáng: Nước giếng khoan được bơm vào tháp làm thoáng tải trọng cao bằng Inox SUS 304/316 (kích thước $D350 \times H3600\text{ mm}$). Thiết bị có cửa hút khí và sàng tung xé dòng chảy, giúp oxy hóa $\text{Fe}^{2+}$ và $\text{Mn}^{2+}$ hòa tan thành kết tủa $\text{Fe}^{3+}$ và $\text{Mn}^{4+}$, đồng thời khử $\text{CO}_2$ và nâng pH.
  2. Keo tụ và lắng tại cụm công nghệ 3 ngăn:
    • Ngăn 1: Tiếp nhận nước đã làm thoáng từ tháp oxy hóa;
    • Ngăn 2: Hòa trộn chất keo tụ PAC (hệ thống cấp hóa chất gồm 2 thùng composite dung tích 1.000 lít, 1 bộ khuấy trộn, 2 bơm định lượng hóa chất, 2 bơm nước đặt cạn và thiết bị đo pH). Nước được lọc sơ bộ qua tầng hạt lọc nổi XIFO để giữ lại cặn lơ lửng và bùn sắt kết tủa;
    • Ngăn 3: Lắng trong và trung chuyển nước sang giai đoạn lọc áp lực.
  3. Lọc áp lực đa tầng: Nước được bơm qua cụm 3 cột lọc áp lực chế tạo bằng Inox 304 (kích thước mỗi cột $D1000 \times H3000\text{ mm}$, kết nối bằng đường ống kẽm D50). Bên trong bố trí các lớp vật liệu chuyên dụng: sỏi đỡ, cát thạch anh làm lớp đệm, cát mangan, quặng zeolit (ODF-2F) và than hoạt tính để hấp phụ triệt để kim loại nặng, khử màu và mùi.
  4. Khử trùng: Nước sau lọc được châm hóa chất Clo khử trùng tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh trước khi xả vào bể chứa nước sạch phục vụ cấp nước cho toàn trang trại.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đạt được các kết quả cụ thể sau:

  • Xác định và định lượng chính xác nhu cầu sử dụng nước cấp hàng ngày của trang trại quy mô 1.500 con bò sữa (22.200 lít/ngày cho các mục đích uống, làm mát và vệ sinh chuồng trại).
  • Cung cấp bộ dữ liệu thực nghiệm toàn diện về chất lượng nước ngầm tại khu vực xã Xuân Phú, Thọ Xuân, Thanh Hóa; chỉ rõ mức độ ô nhiễm kim loại nặng vượt ngưỡng tại 3 giếng khoan (Sắt vượt tới 28,8 lần, Mangan vượt tới 2,16 lần, độ màu đục cao).
  • Đề xuất giải pháp công nghệ lọc áp lực công suất $15\text{ m}^3/\text{h}$ tích hợp tháp oxy hóa tải trọng cao, bể lắng hóa chất PAC có màng lọc XIFO và 3 cột lọc Inox đa tầng. Kết quả kiểm chứng mẫu nước tại bể chứa sau xử lý (mẫu BC) cho thấy các chỉ tiêu ô nhiễm được xử lý triệt để: hàm lượng Sắt giảm từ 8,64 mg/l xuống 0,05 mg/l (đạt chuẩn <0,3 mg/l); Mangan giảm từ 0,42 mg/l xuống 0,02 mg/l (đạt chuẩn <0,3 mg/l); độ màu giảm từ 41 Pt/Co xuống 4,0 Pt/Co; độ cứng giảm từ 173,6 mg/l xuống 89,7 mg/l; TDS đạt 121 mg/l, đáp ứng hoàn toàn quy chuẩn QCVN 01:2009/BYT.

Đóng góp so với thực trạng quản lý tại cơ sở: Nghiên cứu đã khắc phục triệt để nhược điểm của quy trình xử lý thô sơ trước đó (chỉ lắng cơ học và châm clo khử trùng trực tiếp không xử lý được sắt, mangan hòa tan), đưa ra thông số kỹ thuật và vật liệu lọc cụ thể, có tính khả thi ứng dụng trực tiếp tại trang trại bò sữa quy mô công nghiệp.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu:

  • Phạm vi quan trắc thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 6/2018 đến tháng 11/2018 với số lượng mẫu hạn chế (5 mẫu phân tích đại diện), chưa phản ánh hết sự biến động chất lượng nước ngầm theo chu kỳ thủy văn mùa khô và mùa mưa qua nhiều năm.
  • Chưa tiến hành phân tích mở rộng các chỉ tiêu vi sinh vật chi tiết (Coliform, E.coli) và kim loại nặng dạng vết khác trong toàn bộ các khâu trung gian của hệ thống xử lý.
  • Tác giả tự nhận định kiến thức chuyên môn và kỹ năng thực tế trong khảo sát thực địa, bảo quản mẫu phòng thí nghiệm còn có những hạn chế nhất định.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

  • Tiếp tục theo dõi, đánh giá độ bền và chu kỳ hoàn nguyên/thay thế của các lớp vật liệu lọc (cát mangan, zeolit ODF-2F, than hoạt tính) sau thời gian vận hành dài hạn.
  • Nghiên cứu tích hợp hệ thống tuần hoàn, tái sử dụng nước xả rửa chuồng trại sau xử lý để tưới đồng cỏ theo mô hình nông nghiệp khép kín.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là tài liệu tham khảo chuyên môn hữu ích cho:

  • Sinh viên chuyên ngành Khoa học Môi trường, Kỹ thuật Môi trường, Quản lý Tài nguyên Nước và Chăn nuôi Thú y trong việc tham khảo phương pháp luận đánh giá chất lượng nước cấp và quy trình thực hiện đồ án tốt nghiệp.
  • Cán bộ kỹ thuật, kỹ sư vận hành tại các trang trại chăn nuôi gia súc tập trung trong việc tính toán nhu cầu cấp nước và thiết kế hệ thống xử lý nước ngầm nhiễm sắt, mangan bằng công nghệ oxy hóa kết hợp lọc áp lực đa tầng.
  • Phần đáng tham khảo nhất: Quy trình phân tích 11 thông số hóa lý theo các bộ tiêu chuẩn TCVN/SMEWW/USEPA (Bảng 3.2) và bản thuyết minh thông số kỹ thuật, cấu tạo thiết bị của hệ thống xử lý nước ngầm công suất $15\text{ m}^3/\text{h}$.

Câu hỏi thường gặp

1. Chất lượng nước giếng khoan đầu vào tại Trang trại bò sữa Vinamilk Thanh Hóa bị ô nhiễm những chỉ tiêu nào nghiêm trọng nhất?
Nguồn nước giếng khoan tại cả 3 vị trí (GK1 độ sâu 10m, GK2 độ sâu 12m, GK3 độ sâu 15m) đều bị ô nhiễm nặng bởi Sắt tổng số và Mangan. Cụ thể, hàm lượng Sắt tại GK1 lên tới 8,64 mg/l (vượt 28,8 lần ngưỡng QCVN 01:2009/BYT là 0,3 mg/l); GK2 đạt 1,58 mg/l (vượt 5,26 lần); GK3 đạt 2,12 mg/l (vượt 7,06 lần). Hàm lượng Mangan tại GK1 là 0,42 mg/l (vượt 1,4 lần), GK2 là 0,34 mg/l (vượt 1,13 lần) và GK3 là 0,65 mg/l (vượt 2,16 lần). Độ màu tại GK3 lên tới 108 Pt/Co (vượt 7,2 lần quy chuẩn) và nước có mùi tanh.

2. Tổng nhu cầu sử dụng nước hàng ngày phục vụ đàn bò 1.500 con tại trang trại được tính toán như thế nào?
Tổng nhu cầu nước cấp hàng ngày cho khu vực chăn nuôi là 22.200 lít/ngày, bao gồm: nước uống cho đàn bò 12.000 lít/ngày (tính theo định mức trung bình 3–4 lít sữa/ngày, mỗi lít sữa cần 3 lít nước); nước vệ sinh chuồng trại 5.200 lít/ngày (chuồng đẻ 3.000 lít/ngày, chuồng bầu 1.400 lít/ngày, khu cách ly 800 lít/ngày); và nước làm mát cho đàn bò qua hệ thống phun mưa là 5.000 lít/ngày (gồm 5 dàn phun mưa, mỗi dàn 1.000 lít/ngày).

3. Hệ thống công nghệ xử lý nước đề xuất cho trang trại gồm những công đoạn và thiết bị chính nào?
Hệ thống xử lý có công suất $15\text{ m}^3/\text{h}$ gồm 4 công đoạn: (1) Tháp làm thoáng oxy hóa bằng Inox SUS 304 ($D350 \times H3600\text{ mm}$) để chuyển hóa $\text{Fe}^{2+}$ và $\text{Mn}^{2+}$ thành kết tủa; (2) Cụm bể công nghệ 3 ngăn kết hợp châm chất keo tụ PAC và lọc qua tầng hạt nổi XIFO để giữ bùn cặn; (3) Cụm 3 cột lọc áp lực Inox 304 ($D1000 \times H3000\text{ mm}$) chứa vật liệu lọc đa tầng; (4) Khử trùng bằng dung dịch Clo trước khi cấp vào bể chứa nước sạch.

4. Những loại vật liệu và hóa chất nào được sử dụng trong hệ thống xử lý lọc áp lực?
Hệ thống sử dụng các hóa chất gồm: chất keo tụ PAC (chứa trong 2 bồn composite 1.000 lít) và Clo khử trùng. Các lớp vật liệu lọc bên trong 3 cột lọc áp lực gồm: sỏi đỡ, cát thạch anh làm lớp đệm, cát mangan, quặng zeolit (ODF-2F) và than hoạt tính.

5. Chất lượng nước tại bể chứa sau khi qua hệ thống xử lý mới đạt kết quả ra sao?
Kết quả phân tích mẫu nước tại bể chứa (mẫu BC) sau xử lý cho thấy hiệu quả vượt trội: hàm lượng Sắt giảm mạnh từ 8,64 mg/l xuống còn 0,05 mg/l (đạt tiêu chuẩn $\le 0,3\text{ mg/l}$); Mangan giảm từ 0,42 mg/l xuống 0,02 mg/l (đạt tiêu chuẩn $\le 0,3\text{ mg/l}$); độ màu giảm từ 41 Pt/Co xuống 4,0 Pt/Co (chuẩn $\le 15\text{ Pt/Co}$); độ cứng đạt 89,7 mg/l; TDS đạt 121 mg/l; pH đạt 7,0. Toàn bộ 11 thông số phân tích đều đạt ngưỡng quy định của QCVN 01:2009/BYT.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Lê Bắc Việt Long đã hoàn thành toàn diện việc khảo sát thực trạng, tính toán nhu cầu dùng nước và đánh giá chi tiết mức độ ô nhiễm kim loại nặng (Fe, Mn) trong nguồn nước ngầm cấp cho Trang trại bò sữa Vinamilk Thanh Hóa. Bằng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm chặt chẽ dựa trên hệ thống quy chuẩn quốc gia, tác giả đã đề xuất thành công mô hình xử lý nước lọc áp lực công suất $15\text{ m}^3/\text{h}$ tích hợp tháp làm thoáng, keo tụ PAC với màng XIFO và lọc đa tầng. Kết quả kiểm nghiệm thực tế khẳng định nguồn nước sau xử lý đạt đầy đủ các tiêu chuẩn nước ăn uống và sinh hoạt theo QCVN 01:2009/BYT, mang lại giá trị ứng dụng thiết thực cho công tác bảo đảm an toàn sinh học và phát triển chăn nuôi bò sữa bền vững.