MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết của đề tài Việt Nam khi bước vào thời kỳ công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, khi mà ngành công nghiệp đang phát triển rất mạnh trên khắp đất nước thì bên cạnh đó, ngành nông nghiệp vẫn đang từ từ phát triển. Trồng trọt và chăn nuôi là hai ngành chính trong nền sản xuất nông nghiệp của nước nhà. Được thiên nhiên ưu đãi cho Việt Nam một khí hậu tốt phù hợp để phát triển ngành sản xuất nông nghiệp, thì nền nông nghiệp cũng đóng góp vào làm tăng nguồn thu GDP của nước nhà. Hầu hết các tỉnh thành trên cả nước đều lấy chăn nuôi gia súc làm nền để nâng cao thu nhập, sản lượng sản phẩm được tạo ra từ chăn nuôi gia súc đã cung cấp một nguồn lương thực cho con người ở trong và ngoài nước.
Bên cạnh đó, chúng ta cũng phải kể đến những ảnh hưởng của nước thải ngành chăn nuôi đến môi trường và sức khỏe con người khi thải ra nếu chưa được xử lý sạch. Hàm lượng các chất hữu cơ lớn, các vi khuẩn, vi sinh vật, chất dinh dưỡng N,P cao thêm vào đó là lượng chất thải rắn lơ lửng cao góp phần làm giảm chất lượng nước tại nguồn xả. Vấn đề ô nhiễm môi trường tại nguồn nhận đang được quan tâm và cần có biện pháp thiết kế sao cho phù hợp, để đảm bảo chất lượng nước khi thải ra môi trường nguồn nhận. Trong quá trình phát triển sản xuất chăn nuôi với quy mô ngày càng lớn như hiện nay, một lượng chất thải sinh ra gây tác động xấu đến môi trường.
Với mật độ gia súc cao có thể gây ô nhiễm không khí bên trong chuồng trại, ô nhiễm từ hệ thống lưu trữ chất thải và ô nhiễm từ nguồn nước thải sinh ra trong việc dội chuồng tắm rửa cho gia súc thì chỉ có một số ít các cơ sở, xí nghiệp chăn nuôi có trang bị hệ thống xử lý nước thải nhưng hiệu quả xử lý 2 thật sự chưa đảm bảo đối với tiêu chuẩn thải ra môi trường và hầu hết là thải bỏ trực tiếp ra môi trường. Với truyền thống sản xuất từ xưa là các trại chăn nuôi thường bên cạnh các con sông hay nằm trong khu dân cư, vấn đề ô nhiễm môi trường xung quanh làm chất lượng các môi trường thành phần cũng suy thoái là một vấn nạn đòi hỏi cần giải quyết. Do vậy, ngày càng nhiều dòng sông, kênh rạch ô nhiễm trầm trọng do tiếp nhận dòng thải từ hoạt động trên. Hiện nay, trong chăn nuôi biogas là giải pháp hữu hiệu để giải quyết một phần nhỏ vấn đề năng lượng và môi trường và được rất nhiều nước trên thế giới áp dụng, với tình hình nước ta hiện nay, chăn nuôi luôn là điểm sáng trong phát triển nông nghiệp thì biogas chính là phương pháp hiệu quả để giải quyết một lượng lớn phân, phế phẩm, nước thải… góp phần làm sạch môi trường và cung cấp nhiên liệu cho đun nấu, thắp sáng.Bên cạnh những ưu điểm không thể không kể tới đó, thì ít ai quan tâm rằng nước thải sau biogas vẫn tiềm ẩn những nguy cơ về mầm bệnh, mùi hôi thối gây ô nhiễm môi trường không khí cũng như nồng độ về BOD, COD, N, P,… chưa đạt chuẩn mà đã xả thẳng ra môi trường vào các hệ thống kênh mương hay hồ chứa.
Vì các giải pháp trên thế giới cũng như Việt Nam ta thường áp dụng các biện pháp kỹ thuật, đưa các trang thiết bị vào quá trình xử lý nhằm giữ lại các chất ô nhiễm hoặc chuyển chúng từ dạng độc sang dạng không độc, thải ra môi trường. Với giải pháp này, đòi hỏi chi phí đầu tư và phí vận hành lớn mà không phải cơ sở sản xuất nào cũng thực hiện được. Trước tình hình đó, việc tìm ra những phương pháp xử lý mà ít tốn kém và ít sử dụng hóa chất là vấn đề đang được các nhà nghiên cứu tìm hiểu. Trong những phương pháp xử lý đang được ứng dụng thì việc tận dụng hệ thực vật có sẵn trong những vùng đất ngập tự nhiên để chúng sử dụng những chất ô nhiễm như chất dinh dưỡng cho chúng.
Vì vậy, việc sử dụng đất 3 ngập nước tự nhiên nói chung hay sử dụng hệ thực vật thủy sinh nói riêng để xử lý nước thải chăn nuôi vừa có thể thay thế và bổ sung những công nghệ xử lý hóa học tuy mang tính công nghệ cao nhưng lại tốn kém, xử lý ô nhiễm bằng thực vật thủy sinh vừa ít chi phí và hạn chế các chất gây ô nhiễm còn mang lại vẻ đẹp về mặt cảnh quan. Qua đó, chũng ta cũng có thể giúp những người nông dân hiểu được những lợi ích từ những loài thực vật thủy sinh để họ tận dụng những điều kiện có sẵn để cải tạo như một hệ thống xử lý nước thải góp phần làm giảm lượng nước thải đó ra một cách bừa bãi gây ô nhiễm hệ thống kênh, rạch, sông, suối hay nguồn nước. Với những lý do trên, được sự nhất trí của Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm Khoa Môi trường cùng sự hướng dẫn trực tiếp của TS. Phan Thị Thu Hằng, em đã tiến hành thực hiện đề tài: “Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi sau Biogas bằng thực vật thủy sinh” tại xã Liên Châu, huyện Yên Lạc, tỉnh Vĩnh Phúc.Mục tiêu của đề tài - Tiến hành kiểm tra các thành phần ô nhiễm có trong nước thải chăn nuôi trước khi xử lý, sau đó sử dụng mô hình thí nghiệm để kiểm tra khả năng xử lý nước thải bằng thực vật thủy sinh.
- Đánh giá khả năng xử lý nước thải chăn nuôi sau biogas bằng thực vật thủy sinh như cây rau dừa nước và cây bèo cái. - Đề xuất ứng dụng quy trình công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi hiện nay bằng thực vật thủy sinh đáp ứng tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam. Yêu cầu của đề tài - Dựa vào tài liệu sẵn có, thông tin đã biết để tìm hiểu về thuộc tính xử lý nước thải của thực vật thủy sinh. 4 - Tiến hành kiểm tra chất lượng nước trước khi xử lý, sau đó sử dụng mô hình thí nghiệm tiến hành kiểm tra khả năng xử lý nước thải của mô hình.
- Tiến hành kiểm tra các giá trị như pH, BOD5, COD, Nito tổng, Photpho tổng để kiểm chứng hiệu quả xử lý đối với các chỉ tiêu này của mô hình. - Phương pháp và số liệu phân tích phải chính xác, khách quan, trung thực. Ý nghĩa của đề tài - Biết cách vận dụng kiến thức đã học vào thực tế. - Là cơ sở để giúp cho các nhà quản lý lựa chọn phương pháp, lựa chọn cây trồng phù hợp với điều kiện của của từng hộ gia đình từng địa phương.
- Làm quen với việc thực hiện một đề tài nghiên cứu khoa học nhằm nâng cao kiến thức và kinh nghiệm bản thân, tạo điều kiện cọ xát thực tế để thuận lợi hơn cho quá trình công tác về sau. - Giúp bổ sung kiến thức, kỹ năng và tài liệu phục vụ học tập và quá trình công tác về sau. 5 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.Cơ sở khoa học 2. Một số khái niệm cơ bản * Môi trường: 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 (Luật Bảo Vệ môi trường được Quốc hội nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam ban hành ngày 23/6/2014 và có hiệu lực từ ngày 01/01/2015 có số hiệu là 55/2014/QH13).
* Chất thải: là vật chất được thải ra từ sản xuất, kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt hoặc hoạt động khác. * Ô nhiễm môi trường: là sự biến đổi của các thành phần môi trường không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng xấu đối với con người và sinh vật. *Ô nhiễm môi trường nước: là sự thay đổi theo chiều xấu đi các tính chất vật lý- hóa học- sinh học của nước, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, thể rắn làm cho nguồn nước trở nên độc hại với con người và sinh vật. Làm giảm độ đa dạng sinh vật trong nước.
Xét về tốc độ lan truyền và quy mô ảnh hưởng thì ô nhiễm nước là vấn đề đáng lo ngại hơn so với ô nhiễm đất. * Ô nhiễm môi trường chăn nuôi: Là khái niệm để chỉ môi trường chăn nuôi và môi trường xung quanh bởi những sản phẩm thải của quá trình chăn nuôi. * Tiêu chuẩn môi trường: là mức giới hạn của các thông số về chất lượng môi trường xung quanh, hàm lượng của các chất gây ô nhiễm có trong chất thải, các yêu cầu kỹ thuật và quản lý được cơ quan nhà nước và các tổ chức công bố dưới dạng văn bản tự nguyện áp dụng để bảo vệ môi trường. Tổng quan về chất thải chăn nuôi - Khái niệm chất thải chăn nuôi + Chất thải chăn nuôi là những sản phẩm thải bỏ từ quá trình chăn nuôi và các hoạt động phục vụ quá trình chăn nuôi của con người.
+ Chất thải chăn nuôi bao gồm: Phân, nước tiểu, khí độc, chất độn chuồng… 2. Nguồn gốc phát sinh chất thải chăn nuôi Chăn nuôi được xác định là một trong các ngành sản xuất tạo ra một lượng chất thải nhiều nhất ra môi trường bao gồm tất cả các loại chất thải rắn, lỏng, khí. - Chất thải của bản thân gia súc, gia cầm như: phân, nước tiểu, lông, vảy, da, … - Nước thải từ quá trình tắm cho gia súc, rửa chuồng hay rửa thiết bị và dụng cụ chăn nuôi, nước làm mát cho gia súc, … - Thức ăn thừa, nước thải sau quá trình xử lý của một số công trình như biogas, bùn lắng từ các mương dẫn, hồ chứa lưu trữ và xử lý chất thải. - Xác động vật chết.
Các loại khí, mùi hôi thối của phân cũng như phân hủy các loại chất dư thừa thải ra trong quá trình chăn nuôi. Tất cả chất thải chăn nuôi ảnh hưởng ít nhiều đến sức khỏe vật nuôi và con người. Vì vậy cần hiểu rõ thành phần, tính chất của chất thải để có phương hướng giải quyết, quản lý phù hợp. Thành phần chất thải chăn nuôi Nước thải chăn nuôi là một hỗn hợp bao gồm nước tiểu, phân, nước tắm cho gia súc, nước rửa chuồng.
Nước thải có thể chứa một phần hoặc toàn bộ lượng phân của gia súc. Theo khảo sát trên 1000 trại chăn nuôi lợn quy mô vừa và nhỏ ở các tỉnh phía nam cho thấy cứ 1kg chất thải do lợn thải ra thì pha thêm với 20kg–49kg nước.