Đặt vấn đề Từ xưa đến nay cuộc sống của người nông dân Việt Nam gắn liền với cây lúa và chăn nuôi gia súc. Chăn nuôi lợn không chỉ cung cấp phần lớn thịt tiêu thụ hằng ngày, là nguồn cung cấp phân hữu cơ cho cây trồng, mà chăn nuôi lợn còn tận dụng thức ăn và thu hút lao động dư thừa trong nông nghiệp. với những đặc tính riêng của nó như tăng trọng nhanh, vòng đời ngắn chăn nuôi lợn luôn được quan tâm và nó trở thành con vật không thể thiếu được của cuộc sống hằng ngày trong hầu hết các gia đình nông dân. Trong những năm gần đây đời sống của nhân dân ta không ngừng được cải thiện và nâng cao, nhu cầu tiêu thụ thịt trong đó chủ yếu là thịt lợn ngày một tăng cả về số lượng và chất lượng đã thúc đẩy ngành chăn nuôi lợn bước sang bước phát triển mới.
Hiện nay trên cả nước ta đã xây dựng nhiều mô hình chăn nuôi lợn với quy mô lớn, tuy nhiên vẫn còn nhiều hình thức chăn nuôi truyền thống như chuồng trại gần nhà, thậm chí ở một số nơi nuôi gia súc gia cầm trong nhà, chất thải chăn nuôi trược tiếp thải ra môi trường khi chưa qua xử lý , không những gây mùi hôi khó chịu, gây ô nhiễm môi trường xung quanh mà còn gây mất vẻ mỹ quan môi trường. Phân và nước thải từ các hộ chăn nuôi thải ra môi trường chưa qua xử lý trở thành mối đe dọa trực tiếp tới sức khỏe con người và cả vật nuôi và đó còn là môi trường lý tưởng cho ruồi nhặng phát triển. Mật độ ruồi nhặng cao gây ra những bất tiện trong sinh hoạt, chúng còn là những kí chủ trung gian truyền nhiều bệnh truyền nhiễm hết sức nguy hiểm cho con người, vật nuôi. Bên cạnh đó, mùi hôi thối của phân gia súc, gia cầm cũng là mối phiền toái đáng kể không những cho chính hộ chăn nuôi mà còn ảnh hưởng đến các hộ dân sống gần khu vực chăn nuôi.
n 2 Trước thực trạng đó, để ngành chăn nuôi phát triển hiệu quả và bền vững đòi hỏi phải có các biện pháp quản lý và xử lý chất thải chăn nuôi hữu hiệu. Thực tế, có rất nhiều dự án nghiên cứu của nhiều tổ chức, cá nhân về việc giải quyết chất thải từ hoạt động chăn nuôi để giảm nguy cơ ô nhiễm cũng như tận dụng lại chất thải chăn nuôi làm nguồn nguyên liệu phục vụ cho các hoạt động nông nghiệp khác. Trong đó, việc tận dụng chất thải chăn nuôi để tạo ra biogas được coi là một biện pháp hiệu quả nhất, không những giảm được nguy cơ ô nhiễm, giải quyết được bài toán năng lượng phục vụ cho sinh hoạt mà còn là giải pháp kinh tế cho những người dân ở nông thôn. Tuy nhiên, trong quá trình xây dựng và phát triển hệ thống đã gặp phải không ít khó khăn nên tốc độ mở rộng quy mô còn chậm.
Xuất phát từ những yêu cầu trên, đồng thời được sự phân công của Khoa Môi trường và được sự hướng dẫn tận tình của: Giảng viên-ThS. Nguyễn Minh Cảnh, em tiến hành thực hiện đề tài “Đánh giá khả năng xử lý nước thải chăn nuôi lợn của hệ thống công nghệ xử lý nước thải tại trại lợn Nguyễn Thanh Lịch-Ba Vì – Hà Nội”. Mục tiêu của đề tài 1. Mục tiêu chung - Khảo sát, đánh giá hiệu quả sử dụng bể biogas trong xử lý nước thải chăn nuôi quy mô trang trại tại tại trang trại ông Nguyễn Thanh Lịch, xã Ba Trại, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội.
- Phát hiện những khó khăn trong quá trình sử dụng biogas và đưa ra những giải pháp hạn chế và khắc phục những khó khăn đó. Mục tiêu cụ thể - Khảo sát, đánh giá chính xác, trung thực, khách quan tình hình sử dụng bể biogas của trang trại tại địa phương. - Thu thập đầy đủ tài liệu, số liệu có liên quan đến đề tài nghiên cứu một cách khoa học và khách quan. n 3 - Từ tài liệu và số liệu thu thập được, rút ra những thuận lợi và những hạn chế trong việc ứng dụng công nghệ biogas và đưa ra các giải pháp thiết thực phù hợp với địa phương nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng biogas.
Ý nghĩa của đề tài - Ý nghĩa học tập: Nâng cao kiến thức và kĩ năng, rút ra kinh nghiệm thực tế phục vụ công tác bảo vệ môi trường, vận dụng, phát huy và nâng cao kiến thức đã học. - Ý nghĩa thực tiễn: Đánh giá được hiệu quả xử lý chất thải chăn nuôi khi sử dụng bể biogas ở trang trại ông Nguyễn Thanh Lịch, xã Ba Trại, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội. Đồng thời làm cơ sở cho mở rộng quy mô và phạm vi áp dụng biogas cũng như có các biện pháp quản lý và sử dụng biogas hiệu quả trong xử lý chất thải chăn nuôi tại địa phương. n 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.
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”. Ô nhiễm môi trường: Theo Luật Bảo vệ môi trường Việt Nam 2014: “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 đến con người và sinh vật”. 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 đời sống con người và sinh vật. Nước trong tự nhiên tồn tại dưới nhiều hình thức khác nhau: Nước ngầm, nước ở các sông hồ, 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 các sinh vật trong tự nhiên. Nước ô nhiễm thường là khó khắc phục mà phải phòng tránh từ đầu. Nước thải thấm qua: Là lượng nước thấm vào hệ thống ống bằng nhiều cách khác nhau, qua các khớp nối, các ống có khuyết tật hoặc thành hố gas hay hố xí. Tổng quan về chất thải chăn nuôi 2.
Định ngĩa về chất thải chăn nuôi n 5 Chất thải chăn nuôi là chất thải phát sinh trong quá trình chăn nuôi như phân, nước tiểu, thức ăn thừa, xác xúc vật…. Chất thải trong chăn nuôi được chia ra làm ba loại: chất thải rắn, chất thải lỏng, chất thải khí. Trong chất thải chăn nuôi có nhiều chất hữu cơ, vô cơ, vi sinh vật và trứng kí sinh trùng có thể gây bệnh cho động vật và con người. Đây là nguồn nguyên liệu lớn chứa nhiều thành phần hữu cơ có khả năng chuyển hóa sinh học để tạo biogas.
Khối lượng chất thải phát sinh có sự khác nhau tùy theo từng loại gia súc, gia cầm, điều kiện chăn nuôi, đặc điểm chuồng trại và đặc điểm ngành của từng quốc gia[6]. Thành phần, tính chất của nước thải chăn nuôi Nước thải chăn nuôi là một trong những loại nước đặc trưng, có khả năng gây ô nhiễm môi trường cao bằng hàm lượng chất hữu cơ, cặn lơ lửng, N, P, và sinh vật gây bệnh. Nó nhất thiết phải được sử lý trước khi thải ra ngoài môi trường. Lựa chọn một quy trình xử lý nước thải cho một cơ sở chăn nuôi phụ thuộc rất nhiều vào thành phần và tính chat nước thải, Theo kết quả đánh giá hiện trạng môi trường của Viện Chăn nuôi (2006) 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 chất thải chăn nuôi (Trịnh Lê Hùng, 2006)[1].
- Các chất hữu cơ và vô cơ: Trong nước thải chăn nuôi, hợp chất hữu cơ chiếm 70-80% gồm cellulose, protit, acid amin, chất béo, hydratcarbon và các chất dẫn xuất của chúng có trong phân, thức ăn thừa. Hầu hết các chất hữu cơ dễ phân hủy, ngoài ra còn có các chất khó phân hủy sinh học: các hợp chất hydrat carbon, hợp chất vòng thơm, hợp chất đa vòng, hợp chất chứa clo hữu cơ. Các chất vô cơ chiếm 20-30% gồm cát, đất, muối, urê, ammonium, muối chlorua. n 6 - N và P: Khả năng hấp thụ N và P của các loài gia súc, gia cầm rất kém, nên khi thức ăn có chứa N và P thì chúng sẽ bài tiết ra ngoài theo phân và nước tiểu.
Trong nước thải chăn nuôi lợn thường chứa hàm lượng N và P rất cao. Hàm lượng N-tổng = 200 - 350 mg/l trong đó N-NH4 chiếm khoảng 80- 90%, P-tổng = 60 - 100 mg/l. - Vi sinh vật gây bệnh: Nước thải chăn nuôi chứa nhiều loại vi trùng, virus và trứng ấu trùng giun sán gây bệnh. Khả năng gây ô nhiễm của chất thải chăn nuôi Trong số các nước thuộc ASEAN, Việt Nam là nước chịu áp lực đất đai lớn nhất.
Tốc độ tăng trưởng dân số và quá trình đô thị hóa đã làm giảm diện tích đất nông nghiệp. Để đảm bảo an toàn về lương thực và thực phẩm, biện pháp duy trì là thâm canh chăn nuôi trong đó chăn nuôi lợn là một thành phần quan trọng trong định hướng phát triển. Trong những năm gần đây, ngành chăn nuôi lợn phát triển với tốc độ rất nhanh nhưng chủ yếu là tự phát và chưa đáp ứng được các tiêu chuẩn kỹ thuật về chuồng trại và kỹ thuật chăn nuôi. Do đó, năng suất chăn nuôi thấp và gây ô nhiễm môi trường một cách trầm trọng.
Ô nhiễm môi trường không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe vật nuôi, năng suất chăn nuôi mà còn ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe con người và môi trường sống xung quanh. Mỗi năm ngành chăn nuôi gia súc gia cầm thải ra khoảng 75 - 85 triệu tấn phân, với phương thức sử dụng phân chuồng không qua xử lý ổn định và nước thải không qua xử lý xả trực tiếp ra môi trường gây ô nhiễm nghiêm trọng (Viện khoa học, công nghệ môi trường 2009)[7]. Cho đến nay, chưa có một báo cáo nào đánh giá chi tiết và đầy đủ về ô nhiễm môi trường do ngành chăn nuôi gây ra. Theo báo cáo tổng kết của viện chăn nuôi, hầu hết các hộ chăn nuôi đều để nước thải chảy tự do ra môi trường xung quanh gây mùi hôi thối nồng nặc, đặc biệt là những ngày oi bức.
n 7 Nồng độ khí H2S và NH3 cao hơn mức cho phép rất nhiều lần.