Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ngành chăn nuôi tại Việt Nam trong những năm gần đây có sự chuyển biến mạnh mẽ trong cơ cấu nông nghiệp theo hướng sản xuất hàng hóa tập trung, trong đó chăn nuôi lợn giữ vai trò chủ lực với số lượng khoảng 26.493,9 nghìn con trên tổng số 34.624,4 nghìn vật nuôi cả nước. Việc chuyển đổi từ phương thức chăn nuôi nông hộ nhỏ lẻ sang quy mô trang trại công nghiệp tập trung mang lại hiệu quả kinh tế lớn, tạo việc làm và gia tăng sản lượng thực phẩm. Tuy nhiên, sự gia tăng mật độ nuôi nhốt trên một đơn vị diện tích kết hợp với trình độ quản lý chất thải còn bất cập đã tạo ra áp lực nặng nề cho môi trường sinh thái, đặc biệt là nguồn tiếp nhận nước thải.

Thành phố Hà Nội là địa phương luôn dẫn đầu cả nước về số lượng đàn lợn và sản lượng thịt xuất chuồng. Thành phố đã hình thành nhiều vùng, xã chăn nuôi tập trung quy mô vừa và lớn nằm ngoài khu dân cư. Trong đó, huyện Ba Vì là khu vực tập trung mật độ trang trại chăn nuôi lợn dày đặc. Do đặc thù rửa chuồng bằng nước và thói quen thu gom chung phân với nước thải, lượng chất thải lỏng phát sinh rất lớn, tiềm ẩn nguy cơ gây suy thoái môi trường đất, nước mặt, nước ngầm và ảnh hưởng xấu đến an toàn dịch bệnh. Công tác quan trắc, đánh giá chất lượng nước thải tại các trang trại trên địa bàn Ba Vì nhìn chung chưa được thực hiện đồng bộ và thường xuyên. Trước thực trạng đó, đề tài "Đánh giá hiện trạng môi trường nước thải chăn nuôi lợn tại trang trại chăn nuôi Ba Trại, Ba Vì, Hà Nội" được thực hiện nhằm giải quyết các nhiệm vụ khoa học cụ thể.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài được tác giả xác định gồm hai nội dung chính:

  1. Đánh giá được chất lượng nước thải tại trang trại chăn nuôi lợn.
  2. Đề xuất giải pháp giảm nhẹ ô nhiễm môi trường của trang trại chăn nuôi lợn trong điều kiện thực tế của địa phương.

Về ý nghĩa học thuật và thực tiễn, đề tài giúp người học vận dụng kiến thức chuyên ngành khoa học môi trường vào khảo sát thực địa, nhận diện các thông số ô nhiễm đặc trưng từ hoạt động chăn nuôi lợn công nghiệp, đồng thời đưa ra các căn cứ khoa học phục vụ công tác quản lý và xử lý ô nhiễm tại cơ sở.

  • Đối tượng nghiên cứu: Chất lượng môi trường nước thải chăn nuôi lợn.
  • Phạm vi không gian: Trang trại chăn nuôi lợn nái Nguyễn Thanh Lịch, thôn 6, xã Ba Trại, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội.
  • Phạm vi thời gian: Quá trình nghiên cứu và thực tập diễn ra từ tháng 12/2017 đến tháng 04/2018 (hoạt động lấy mẫu phân tích tại hiện trường được thực hiện vào ngày 28/04/2018).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung pháp lý và tiêu chuẩn áp dụng

Khóa luận thiết lập cơ sở pháp lý dựa trên hệ thống văn bản quy phạm pháp luật và quy chuẩn kỹ thuật môi trường Việt Nam hiện hành tại thời điểm nghiên cứu:

  • Luật Bảo vệ môi trường số 55/2014/QH13 được Quốc hội khóa XIII thông qua ngày 23/06/2014;
  • Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13 có hiệu lực thi hành từ ngày 01/01/2013;
  • Nghị định số 55/2014/NĐ-CP hướng dẫn thi hành một số điều của Luật Bảo vệ môi trường;
  • Nghị định số 21/2013/NĐ-CP quy định về cấp phép, thăm dò, khai thác, sử dụng tài nguyên nước, xả nước thải vào nguồn nước;
  • Thông tư số 04/2010/TT-BNNPTNT quy định quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về điều kiện trại chăn nuôi lợn, gia cầm an toàn sinh học;
  • Quyết định số 1506/QĐ-BNN-KHCN của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn ban hành quy trình thực hành chăn nuôi tốt trong chăn nuôi lợn an toàn;
  • QCVN 62-MT:2016/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chăn nuôi (áp dụng giá trị giới hạn Cột B để đánh giá xả thải);
  • QCVN 40:2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp;
  • QCVN 01-14:2010/BNN&PTNT: Điều kiện trang trại chăn nuôi lợn an toàn sinh học.

Đặc trưng chất thải và các cơ chế xử lý lý thuyết

Cơ sở lý thuyết của khóa luận tập trung phân tích bản chất lý hóa và sinh học của dòng thải chăn nuôi lợn:

  • Đặc điểm hóa học: Nước thải chăn nuôi chứa 70 - 80% hợp chất hữu cơ (cellulose, protit, acid amin, chất béo, hydrat carbon) và 20 - 30% hợp chất vô cơ (cát, đất, muối, urê, amoni, sulfat, clorua). Hàm lượng chất dinh dưỡng ở mức rất cao: N-tổng dao động từ 571 - 1026 mg/l, P-tổng dao động từ 39 - 94 mg/l. Nước tiểu lợn (khối lượng 70 - 100 kg) chứa hàm lượng urê 123 - 196 mol/l, vật chất khô 30,9 - 35,9 g/kg, NTS 4,90 - 6,63 g/kg, pH từ 6,77 - 8,19.
  • Đặc điểm vi sinh: Phân lợn chứa mật độ vi sinh vật lớn như Coliform ($4 \times 10^6 - 10^8$ MNP/100g), E. coli ($10^5 - 10^7$ MNP/100g), Streptococcus ($3 \times 10^2 - 10^4$ MNP/100g), Salmonella ($10 - 10^4$ vi khuẩn/25ml) và từ 2.000 - 5.000 trứng giun sán trong mỗi kilôgam phân (Ascaris, Oesophagostomum, Trichocephalus).
  • Nguyên lý công nghệ xử lý: Tác giả tổng hợp các biện pháp: cơ học (song chắn rác, bể lắng loại bỏ 80 - 90% cặn), hóa lý (keo tụ, tuyển nổi), sinh học hiếu khí/kỵ khí (bể Aeroten, Oxyten, mương oxy hóa tuần hoàn MOT, hầm biogas) và các biện pháp oxy hóa bậc cao (sục khí, sử dụng ozone $O_3$, hydro peroxit $H_2O_2$, chế phẩm Biocatalyse, đệm lót sinh học, hồ sinh học thực vật thủy sinh). Quá trình kỵ khí trong hầm biogas được phân tích qua 3 giai đoạn: thủy phân, sinh acid và sinh metan (với tỷ lệ khí biogas gồm 55 - 65% $CH_4$ và 34 - 43% $CO_2$).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu kết hợp điều tra thực tế với phương pháp lấy mẫu, bảo quản và phân tích trong phòng thí nghiệm:

  1. Thu thập dữ liệu thứ cấp: Thu thập số liệu khí hậu, địa hình, các báo cáo môi trường của ngành tài nguyên môi trường, số liệu thống kê của FAO, Cục Chăn nuôi, kết quả điều tra của Viện Chăn nuôi.
  2. Phương pháp lấy mẫu nước thải: Thực hiện ngày 28/04/2018 theo các tiêu chuẩn TCVN 6663-1:2011 (ISO 5667-1:2006), TCVN 6663-3:2008 (ISO 5667-3:2003), TCVN 5999:1995 (ISO 5667-10:1992) và TCVN 6000:1995. Mẫu nước mặt và nước thải được thu thập tại độ sâu 20 cm bằng dụng cụ chuyên dụng, bảo quản trong bình nhựa PE 1.500 ml. Bốn vị trí quan trắc được ký hiệu:
    • NT1: Nước từ bể xử lý xả ra con suối phía sau trang trại;
    • NT2: Nước thải từ bể biogas;
    • NT3: Nước thải từ chuồng đẻ;
    • NT4: Nước thải từ chuồng bầu.
  3. Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm: Toàn bộ mẫu được phân tích tại Phòng thí nghiệm Khoa Môi trường, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên:
    • pH: Đo bằng máy đo đa chỉ tiêu sau khi hiệu chuẩn bằng dung dịch đệm chuẩn pH 4,0 và pH 7,0 (tham chiếu TCVN 6492:2011).
    • COD: Xác định bằng phương pháp chuẩn độ ngược. Oxy hóa mẫu với lượng dư dung dịch $KMnO_4$ 0,1N trong môi trường acid $H_2SO_4$ đặc, đun sôi 10 phút, sau đó cho phản ứng với acid oxalic ($H_2C_2O_4$) 0,1N và chuẩn độ ngược bằng $KMnO_4$ 0,1N đến khi chuyển sang màu hồng tím nhạt; nồng độ tính theo công thức $X = 8(a - b)$.
    • BOD5: Nuôi cấy trong tủ ổn nhiệt ở 20°C trong 5 ngày (TCVN 6001-1:2008, TCVN 6001-2:2008) hoặc quy đổi theo hệ số tương quan thực nghiệm ($BOD = COD \times 80%$).
    • Nitơ tổng số (N-tổng số): Xác định theo phương pháp Kjeldahl. Vô cơ hóa mẫu bằng $H_2SO_4$ đậm đặc với chất xúc tác $K_2SO_4$ và $CuSO_4$ trên bếp đun; sau đó chưng cất kiềm hóa bằng dung dịch $NaOH$ - thiosulfat ($Na_2S_2O_3$), thu amoniac vào dung dịch $H_2SO_4$ 0,02N và định lượng amoni bằng thuốc thử Nessler, đo quang ở bước sóng 410 nm.
    • Phospho tổng số (P-tổng số): Vô cơ hóa mẫu bằng $H_2SO_4$ và $HNO_3$ đặc trong 90 phút đến khi cạn còn 1 - 2 ml, định phân bằng dung dịch $NaOH$ 1N với chỉ thị phenolphthalein.
    • TSS (Chất rắn lơ lửng): Xác định bằng phương pháp khối lượng, lọc mẫu qua giấy lọc phân tích, sấy khô và cân khối lượng cặn còn lại.
    • Độ đục: Đo bằng máy đo quang học, ghi nhận đơn vị NTU.
  4. Phương pháp xử lý số liệu: Thống kê, tổng hợp dữ liệu trên phần mềm Microsoft Excel và Microsoft Word, lập bảng so sánh trực tiếp với giới hạn quy định tại QCVN 62-MT:2016/BTNMT Cột B.

Nội dung chính theo từng phần của khóa luận

Phần 1: Mở đầu

Tác giả nêu rõ tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ sự bùng nổ của ngành chăn nuôi lợn tại Việt Nam nói chung và khu vực ngoại thành Hà Nội nói riêng. Phân tích rõ mâu thuẫn giữa lợi ích kinh tế của chăn nuôi công nghiệp với vấn đề quá tải chất thải hữu cơ gây ô nhiễm nguồn nước mặt và nước ngầm tại huyện Ba Vì. Đưa ra 2 mục tiêu cụ thể, làm rõ ý nghĩa học tập và ý nghĩa thực tiễn đối với sinh viên chuyên ngành Khoa học môi trường.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Tập hợp hệ thống lý luận về các khái niệm môi trường, quy chuẩn môi trường, khả năng tự làm sạch của nguồn nước. Phân tích chi tiết thành phần lý - hóa - sinh của chất thải lợn:

  • Lượng phân bài tiết: lợn <10 kg thải 0,5 - 1 kg/ngày; lợn 14 - 45 kg thải 1 - 2 kg/ngày; lợn 45 - 100 kg thải 2 - 3 kg/ngày. Phân lợn chứa 82% nước, 0,60% N, 0,41% $P_2O_5$, 0,26% $K_2O$.
  • Tổng quan tình hình chăn nuôi và ô nhiễm trên thế giới: Dẫn chứng số liệu FAO (tổng sản lượng thịt lợn năm 2016 đạt 116,5 triệu tấn; Trung Quốc dẫn đầu thế giới với 482,4 triệu con năm 2013). Ngành chăn nuôi toàn cầu chiếm 70% đất nông nghiệp, phát thải 18% khí nhà kính (9% $CO_2$, 37% $CH_4$, 65% $N_2O$).
  • Tình hình tại Việt Nam: Cả nước phát sinh hơn 73 triệu tấn chất thải rắn, 25 - 30 triệu $m^3$ chất thải lỏng chăn nuôi mỗi năm, nhưng khoảng 50% chất thải rắn và 80% chất thải lỏng xả trực tiếp ra môi trường không qua xử lý. Nêu thực trạng chăn nuôi lợn tại các vùng sinh thái (Đồng bằng sông Hồng chiếm 27,1% tổng đàn).
  • Hệ thống hóa các công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi: Phân tích cơ chế và cấu tạo hầm biogas (gồm hệ thống phân hủy chính 10 - 30 $m^3$, hệ thống điều áp, ống dẫn PVC và thiết bị đốt khí), công nghệ máy ép tách phân, ủ phân hữu cơ compost, sục khí oxy hóa bằng ozone, $H_2O_2$, và chế phẩm khoáng hóa Biocatalyse.

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

Xác định đối tượng là nước thải chăn nuôi lợn tại trang trại Nguyễn Thanh Lịch trong khung thời gian từ tháng 12/2017 đến tháng 04/2018. Mô tả đầy đủ quy trình lấy 4 mẫu nước thải NT1, NT2, NT3, NT4 theo tiêu chuẩn quốc gia TCVN. Mô tả các bước thao tác, thiết bị và công thức tính toán cho từng chỉ tiêu đo đạc trong phòng thí nghiệm (pH, COD, BOD5, N-tổng, P-tổng, TSS, độ đục). Trình bày phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp và công cụ xử lý số liệu bằng bảng biểu.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Nội dung chương 4 tập trung vào 3 nhóm vấn đề chính:

  1. Khái quát trang trại Nguyễn Thanh Lịch:
    • Cơ sở thành lập năm 2007 tại thôn 6, xã Ba Trại, huyện Ba Vì với số vốn đầu tư 18 tỷ đồng, diện tích khu chuồng trại $4.000 m^2$.
    • Hình thức sản xuất: Hợp đồng gia công lợn sinh sản cho Công ty Cổ phần Chăn nuôi C.P. Việt Nam. Giống lợn nuôi: lợn con lai giữa nái Landrace - Yorkshire với đực Pietrain - Duroc hoặc đực Duroc.
    • Cơ cấu đàn: Nuôi thường xuyên 1.200 lợn nái, 17 lợn đực giống, 120 lợn hậu bị. Khu chuồng gồm 3 chuồng đẻ, 1 chuồng bầu và 1 chuồng cách ly. Lợn con cai sữa sau 18 - 21 ngày.
    • Nhân lực: 2 kỹ sư chính, 2 tổ trưởng kỹ thuật và 20 công nhân.
    • Phát thải: Lượng nước thải trung bình phát sinh $116 m^3/\text{ngày}$; lượng phân phát sinh khoảng 1 tấn/ngày.
    • Quy trình kỹ thuật và vệ sinh: Áp dụng phương thức "cùng vào - cùng ra"; chuồng để trống tối thiểu 5 ngày sau xuất chuồng; phun khử trùng bằng Omnicide; hệ thống quạt hút gió và giàn làm mát giữ nhiệt độ chuồng 28 - 30°C; lồng úm lợn con dùng bóng đèn hồng ngoại 200W hoặc tấm sưởi.
    • Quy trình xử lý hiện hữu: 60 - 70% phân dẫn vào bể biogas lấy khí đốt và khử mùi; 30 - 40% phân chuyển vào 2 bể ủ compost bón cây; nước thải sau biogas dẫn vào ao nuôi cá và tưới cây.
  2. Đánh giá chất lượng nước thải qua phân tích thực nghiệm: Phân tích dữ liệu 4 mẫu nước thải so sánh với QCVN 62-MT:2016/BTNMT (Cột B), chỉ ra hiệu quả xử lý của biogas và phát hiện mẫu vượt ngưỡng.
  3. Đề xuất các nhóm giải pháp giảm thiểu ô nhiễm: Bao gồm giải pháp quy hoạch vùng chăn nuôi an toàn sinh học; cải tạo mở rộng hầm biogas và bể chứa sau biogas; ứng dụng các chế phẩm men vi sinh (EM, Deodorase, EMC, Balasa No1, Biocatalyse); chăn nuôi trên đệm lót sinh học bằng mùn cưa, trấu; xây dựng hồ sinh học trồng thực vật thủy sinh (bèo lục bình, cỏ muỗi nước, rau cần tây) kết hợp nuôi cá; tăng cường thanh tra, kiểm tra và cưỡng chế hành chính về bảo vệ môi trường.

Kết quả và đóng góp

Kết quả phân tích chất lượng nước thải

Số liệu quan trắc thực tế tại 4 vị trí lấy mẫu của trang trại được tổng hợp và đối chiếu trực tiếp với giới hạn quy định tại Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 62-MT:2016/BTNMT (Cột B) trong bảng dưới đây:

STT Thông số phân tích Đơn vị Mẫu NT1 (Sau xử lý xả ra suối) Mẫu NT2 (Nước thải sau Biogas) Mẫu NT3 (Nước thải chuồng đẻ) Mẫu NT4 (Nước thải chuồng bầu) QCVN 62-MT:2016/BTNMT (Cột B)
1 pH - 6,00 6,55 6,01 6,41 5,5 - 9,0
2 COD mg/l 32,0 81,6 81,6 152,0 300
3 $BOD_5$ mg/l 22,4 57,12 57,12 106,4 100
4 TSS mg/l 30,6 36,0 68,8 124,58 150
5 $NO_3^-$ mg/l 0,026 0,300 0,300 0,300 -
6 Độ đục NTU 2,77 4,850 7,390 18,86 -

Từ kết quả thực nghiệm, tác giả rút ra các nhận định định lượng:

  • Chỉ số pH: Dao động trong khoảng từ 6,00 đến 6,55 tại cả 4 điểm lấy mẫu, nằm hoàn toàn trong ngưỡng cho phép (5,5 - 9,0).
  • Chỉ số COD: Dao động từ 32,0 mg/l đến 152,0 mg/l. Nồng độ thấp nhất ghi nhận tại mẫu xả ra suối NT1 (32,0 mg/l), cao nhất tại chuồng bầu NT4 (152,0 mg/l). Toàn bộ các mẫu đều đạt giới hạn cho phép của Cột B (300 mg/l).
  • Chỉ số $BOD_5$: Các mẫu NT1 (22,4 mg/l), NT2 (57,12 mg/l) và NT3 (57,12 mg/l) đều đạt giới hạn cho phép (<100 mg/l). Riêng mẫu nước thải từ chuồng bầu (NT4) có giá trị 106,4 mg/l, vượt ngưỡng quy chuẩn 1,064 lần.
  • Chỉ số TSS: Dao động từ 30,6 mg/l (NT1) đến 124,58 mg/l (NT4), toàn bộ 4 mẫu đều đạt yêu cầu xả thải theo quy chuẩn (<150 mg/l).
  • Chỉ số $NO_3^-$ và độ đục: Nồng độ $NO_3^-$ ở mức 0,026 mg/l tại NT1 và ổn định 0,300 mg/l ở các mẫu NT2, NT3, NT4; độ đục giảm dần từ chuồng bầu (18,86 NTU) xuống chuồng đẻ (7,39 NTU), bể biogas (4,85 NTU) và nước sau xử lý (2,77 NTU).

Đóng góp thực tiễn và giải pháp đề xuất

  • Đánh giá hiệu suất xử lý: Công trình chứng minh hệ thống biogas và hồ sinh học hiện tại của trang trại vận hành tương đối tốt, làm suy giảm đáng kể nồng độ các chất ô nhiễm hữu cơ và chất rắn lơ lửng trước khi xả ra con suối phía sau trại (COD giảm từ 152 mg/l ở chuồng bầu xuống 32 mg/l tại cống xả; TSS giảm từ 124,58 mg/l xuống 30,6 mg/l).
  • Nhận diện điểm ô nhiễm cục bộ: Xác định nguồn thải chuồng bầu (NT4) có mức độ tích tụ hữu cơ cao nhất dẫn đến chỉ số $BOD_5$ vượt giới hạn xả thải, chỉ ra sự cần thiết phải phân tách hoặc tăng thời gian lưu xử lý sơ bộ tại dãy chuồng này.
  • Hệ thống hóa giải pháp giảm thiểu:
    1. Cải tạo công trình biogas: Cần nâng cấp dung tích hầm ủ, tăng thời gian lưu nước kỵ khí lên 15 - 30 ngày (hiệu suất xử lý hữu cơ đạt khoảng 60%), mở rộng bể lắng chứa nước thải sau biogas để lắng triệt để bùn cặn hữu cơ, nito và phospho.
    2. Sử dụng chế phẩm sinh học: Đưa vào ứng dụng các sản phẩm đã được kiểm chứng nhằm giảm phát sinh khí độc ($NH_3, H_2S$) và mùi hôi: Deodorase (chiết xuất thảo mộc từ Thái Lan/Đức), Sarsapomin (Mỹ), EM (Nhật Bản), EMC, Balasa No1, Biocatalyse (bột khoáng silica hoạt hóa cao giúp kích thích tiêu hóa và giảm nitơ thải).
    3. Ứng dụng đệm lót sinh học: Dùng phôi bào, mùn cưa, trấu hoặc rơm rạ phối trộn với các chủng vi sinh vật (Bacillus, Lactobacillus, Streptomyces, Saccharomyces, Aspergillus) nhằm phân giải phân và nước tiểu ngay tại nền chuồng, đặc biệt phù hợp cho các khu nuôi hạn chế xả nước rửa.
    4. Xử lý sinh học bằng thực vật thủy sinh: Thiết kế các hồ sinh học nối tiếp sau bể lắng để trồng bèo lục bình (mật độ khoảng 400 cây/bể) hoặc cỏ muỗi nước (độ sâu lớp nước khoảng 30 cm) và rau cần tây nhằm hấp thụ triệt để hàm lượng nitơ, phospho dư thừa trước khi xả ra suối.
    5. Quản lý hành chính: Rà soát quy hoạch trang trại xa khu dân cư và các nguồn cấp nước sinh hoạt, lập báo cáo đánh giá tác động môi trường định kỳ, phối hợp cơ quan chức năng tăng cường thanh kiểm tra và xử phạt vi phạm hành chính.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế của khóa luận:
    • Hoạt động lấy mẫu hiện trường chỉ được tiến hành trong một đợt duy nhất (ngày 28/04/2018), do đó số liệu chưa phản ánh được sự biến thiên của tải lượng ô nhiễm theo các mùa trong năm hoặc sự dao động giữa các chu kỳ xả rửa chuồng trại khác nhau.
    • Số lượng điểm quan trắc dừng lại ở 4 vị trí nội bộ trang trại, chưa khảo sát mở rộng mức độ ảnh hưởng của nước thải sau khi hòa trộn vào môi trường nước mặt của con suối tiếp nhận cũng như chất lượng nước ngầm xung quanh khu vực Ba Trại.
    • Khóa luận chưa tính toán được chi tiết chi phí đầu tư kinh tế và tính khả thi tài chính khi triển khai thực tế các mô hình như đệm lót sinh học quy mô 1.200 lợn nái hay hệ thống hồ thực vật thủy sinh mở rộng.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Thiết lập mạng lưới quan trắc định kỳ nhiều đợt trong năm (mùa khô và mùa mưa) để đánh giá toàn diện động thái dòng thải.
    • Mở rộng phạm vi nghiên cứu ra chất lượng nguồn nước suối tiếp nhận và nước giếng khoan của các hộ dân lân cận trang trại.
    • Thử nghiệm mô hình xử lý nước thải sau biogas bằng bãi lọc ngầm trồng cây thủy sinh ở quy mô pilot tại trang trại để xác định chính xác hiệu suất xử lý nito và phospho.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là tài liệu tham khảo hữu ích cho các nhóm đối tượng:

  • Sinh viên, học viên ngành Khoa học Môi trường, Kỹ thuật Môi trường, Quản lý Môi trường: Cung cấp quy trình bài bản từ khâu chọn mẫu, phương pháp phân tích phòng thí nghiệm các chỉ tiêu nước thải đặc trưng ($pH, COD, BOD_5, TSS, N, P$) đến quy chuẩn đối chiếu QCVN 62-MT:2016/BTNMT.
  • Cán bộ kỹ thuật và chủ cơ sở chăn nuôi lợn tập trung: Cung cấp số liệu tham khảo thực tế về định mức phát thải nước thải ($116 m^3/\text{ngày}$ cho 1.200 lợn nái) và phân thải (1 tấn/ngày); tham khảo kinh nghiệm vận hành quy trình "cùng vào - cùng ra" và hệ thống kiểm soát tiểu khí hậu chuồng nuôi.
  • Cơ quan quản lý tài nguyên và môi trường cấp huyện, xã: Là tài liệu tham khảo thực tế phục vụ công tác giám sát, thanh tra việc chấp hành quy định bảo vệ môi trường đối với các trang trại nuôi gia công quy mô lớn trên địa bàn nông thôn.

Câu hỏi thường gặp

1. Trang trại chăn nuôi lợn Nguyễn Thanh Lịch có quy mô chăn nuôi và lượng chất thải phát sinh hàng ngày là bao nhiêu?
Trang trại có quy mô nuôi thường xuyên gồm 1.200 lợn nái, 17 lợn đực và 120 lợn hậu bị trên diện tích chuồng trại $4.000 m^2$. Lượng chất thải rắn phát sinh khoảng 1 tấn phân/ngày và lượng nước thải phát sinh trung bình khoảng $116 m^3/\text{ngày}$.

2. Bốn mẫu nước thải trong nghiên cứu được lấy tại những vị trí cụ thể nào?
Bốn mẫu nước thải được lấy ngày 28/04/2018 tại:

  • NT1: Nước từ bể xử lý xả ra con suối phía sau trang trại;
  • NT2: Nước thải lấy tại bể biogas;
  • NT3: Nước thải phát sinh từ chuồng đẻ;
  • NT4: Nước thải phát sinh từ chuồng bầu.

3. Kết quả phân tích phòng thí nghiệm cho thấy chỉ tiêu nào vượt ngưỡng quy chuẩn kỹ thuật cho phép?
Chỉ duy nhất chỉ số $BOD_5$ tại mẫu NT4 (nước thải chuồng bầu) đạt giá trị 106,4 mg/l, vượt mức giới hạn cho phép (100 mg/l) theo quy chuẩn QCVN 62-MT:2016/BTNMT Cột B. Tất cả các chỉ số COD, pH, TSS ở cả 4 mẫu và $BOD_5$ tại các mẫu NT1, NT2, NT3 đều nằm trong giới hạn cho phép.

4. Trang trại áp dụng quy trình kiểm soát tiểu khí hậu và an toàn sinh học chuồng nuôi như thế nào?
Trang trại áp dụng phương thức "cùng vào - cùng ra", tẩy uế chuồng bằng hóa chất Omnicide và để trống chuồng tối thiểu 5 ngày sau mỗi lứa nuôi. Hệ thống chuồng định hướng Đông Nam, lắp đặt quạt gió kết hợp giàn làm mát giữ nhiệt độ ổn định 28 - 30°C vào mùa hè; mùa đông sử dụng bóng đèn hồng ngoại 200W hoặc tấm sưởi trong lồng úm lợn con.

5. Tác giả đề xuất những loài thực vật thủy sinh nào để xử lý nước thải chăn nuôi sau biogas?
Tác giả đề xuất xây dựng các hồ sinh học trồng bèo lục bình (mật độ khoảng 400 cây/bể), cỏ muỗi nước (độ sâu mực nước khoảng 30 cm) và rau cần tây nhằm hấp thụ các hợp chất hữu cơ, nitơ và phospho dư thừa trước khi thải ra môi trường tự nhiên.

Kết luận

Khóa luận của tác giả Hoàng Thu Hoài đã phản ánh trung thực hiện trạng môi trường nước thải tại trang trại chăn nuôi lợn nái Nguyễn Thanh Lịch (xã Ba Trại, huyện Ba Vì, Hà Nội) với quy mô 1.200 lợn nái gia công cho C.P. Việt Nam. Dữ liệu phân tích thực nghiệm tại 4 vị trí cho thấy hệ thống xử lý qua hầm biogas và ao lắng hiện tại đã xử lý tốt phần lớn các chỉ tiêu $pH, COD, TSS$, tuy nhiên nước thải chuồng bầu vẫn có chỉ số $BOD_5$ vượt giới hạn cho phép theo QCVN 62-MT:2016/BTNMT Cột B. Nghiên cứu đã cung cấp bức tranh số liệu rõ ràng và đề xuất một hệ thống giải pháp kỹ thuật kết hợp quản lý khả thi, đóng góp tư liệu thực tế cho công tác bảo vệ môi trường chăn nuôi tại địa phương.