Đánh Giá Môi Trường Nước Thải Tại Trại Lợn Nguyễn Thanh Lịch, Huyện Ba Vì, Hà Nội

Luận văn phân tích chất lượng môi trường nước thải tại trại lợn Nguyễn Thanh Lịch, huyện Ba Vì, Hà Nội, nhằm đánh giá tác động và biện pháp khắc phục.

• Tác giả: Dương Thành Đạt
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thanh Hải
• Trường học: Đại Học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Khoa Học Môi Trường
• Đề tài: Đánh Giá Môi Trường Nước Thải Tại Trại Lợn Nguyễn Thanh Lịch, Huyện Ba Vì, Thành Phố Hà Nội
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• 1. PHẦN 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Mục tiêu của đề tài
• 1.2. Ý nghĩa của đề tài
• 1.2.1. Ý nghĩa trong học tập
• 1.2.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 2. PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Cơ sở khoa học của đề tài
• 2.2. Một số khái niệm về môi trường
• 2.3. Đặc điểm chất thải chăn nuôi
• 2.4. Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước thải và phương pháp xử lý chất thải chăn nuôi lợn
• 2.5. Cơ sở thực tiễn
• 2.6. Tình hình ô nhiễm nước do nước thải chăn nuôi lợn trong và ngoài nước
• 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu
• 3.1.2. Phạm vi nghiên cứu
• 3.1.3. Địa điểm và thời gian tiến hành
• 3.2. Nội dung nghiên cứu
• 3.3. Phương pháp nghiên cứu
• 3.3.1. Phương pháp điều tra, thu thập tài liệu, số liệu thứ cấp
• 3.3.2. Phương pháp lấy mẫu và phân tích
• 3.3.3. Phương pháp tổng hợp, phân tích và xử lý số liệu
• 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Khái quát về trại chăn nuôi lợn Nguyễn Thanh Lịch, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội
• 4.2. Đánh giá hiện trạng môi trường nước thải chăn nuôi lợn tại trại lợn Nguyễn Thanh Lịch, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội
• 4.3. Đề xuất một số giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước xung quanh trại lợn Nguyễn Thanh Lịch huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội
• 4.4. Tồn tại và nguyên nhân
• 4.5. Đề xuất một số giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước xung quanh trại lợn
• 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Đặt vấn đề

Ngành chăn nuôi tại Việt Nam, đặc biệt là chăn nuôi lợn, đã có sự phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây, góp phần quan trọng vào công cuộc xây dựng nông thôn mới. Chăn nuôi lợn không chỉ mang lại hiệu quả kinh tế cao mà còn tạo ra nguồn thu nhập ổn định cho người dân. Tuy nhiên, việc tập trung chăn nuôi lợn quy mô lớn đã gây áp lực cho môi trường, đặc biệt là nước thải từ các trang trại. Thành phố Hà Nội, với đặc điểm địa hình thuận lợi, đang trở thành trung tâm của ngành chăn nuôi lợn, dẫn đến việc gia tăng ô nhiễm nước do nước thải chăn nuôi. Đặc biệt, huyện Ba Vì là một trong những khu vực có nhiều trang trại chăn nuôi lợn, làm gia tăng ô nhiễm môi trường xung quanh. Đề tài này nhằm đánh giá chất lượng môi trường nước thải tại trại lợn Nguyễn Thanh Lịch, từ đó đưa ra các giải pháp cải thiện tình trạng ô nhiễm, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững ngành chăn nuôi.

II. Mục tiêu và ý nghĩa của đề tài

Mục tiêu chính của đề tài là đánh giá chất lượng nước thải tại trại chăn nuôi lợn Nguyễn Thanh Lịch và đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Đề tài không chỉ có ý nghĩa trong học tập mà còn mang lại giá trị thực tiễn. Qua việc thực hiện nghiên cứu này, sinh viên có cơ hội áp dụng kiến thức đã học vào thực tế, nâng cao hiểu biết về quản lý nước thải và bảo vệ môi trường. Đặc biệt, đề tài giúp nâng cao nhận thức về các thành phần gây ô nhiễm trong nước thải chăn nuôi và các giải pháp xử lý, từ đó trang bị cho sinh viên những kỹ năng cần thiết cho công việc sau này. Điều này rất quan trọng trong bối cảnh hiện nay khi vấn đề ô nhiễm môi trường đang trở thành một thách thức lớn.

III. Tổng quan tài liệu

Tình hình ô nhiễm nước do nước thải chăn nuôi lợn đã được nghiên cứu ở nhiều nơi trên thế giới. Theo các tài liệu, nước thải chăn nuôi chứa hàm lượng cao các chất hữu cơ, vi sinh vật gây bệnh, và các chất dinh dưỡng như N, P. Việc xử lý nước thải chăn nuôi là rất cần thiết để giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Đặc biệt, các chỉ tiêu như COD, BOD, và hàm lượng Nitơ trong nước thải là những thông số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng, việc không xử lý nước thải đúng cách sẽ dẫn đến ô nhiễm nguồn nước, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và hệ sinh thái. Do đó, việc đánh giá và đề xuất giải pháp cho nước thải từ trại lợn Nguyễn Thanh Lịch là rất cần thiết.

IV. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là nước thải tại trại lợn Nguyễn Thanh Lịch, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội. Phương pháp nghiên cứu bao gồm thu thập tài liệu, điều tra hiện trạng và phân tích mẫu nước thải. Các mẫu nước thải sẽ được lấy tại các thời điểm khác nhau để đảm bảo tính đại diện. Phương pháp phân tích sẽ sử dụng các chỉ tiêu như pH, COD, BOD, và hàm lượng Nitơ để đánh giá chất lượng nước thải. Kết quả phân tích sẽ giúp xác định mức độ ô nhiễm và đề xuất các biện pháp xử lý hiệu quả. Việc áp dụng các phương pháp khoa học trong nghiên cứu sẽ đảm bảo tính chính xác và khách quan của kết quả.

V. Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy chất lượng nước thải tại trại lợn Nguyễn Thanh Lịch có nhiều chỉ tiêu vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Cụ thể, hàm lượng COD và BOD cao cho thấy mức độ ô nhiễm hữu cơ nghiêm trọng. Ngoài ra, hàm lượng Nitơ trong nước thải cũng cao, gây ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước xung quanh. Các thông số này cho thấy cần thiết phải có các biện pháp xử lý nước thải hiệu quả để giảm thiểu ô nhiễm. Việc thực hiện các giải pháp như xây dựng hệ thống xử lý nước thải phù hợp sẽ giúp cải thiện chất lượng môi trường xung quanh trại lợn, bảo vệ sức khỏe cộng đồng và hệ sinh thái.

VI. Kết luận và kiến nghị

Đề tài đã chỉ ra rằng nước thải tại trại lợn Nguyễn Thanh Lịch có chất lượng kém, ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường xung quanh. Việc đánh giá và xử lý nước thải là cần thiết để bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng. Đề xuất các giải pháp xử lý như xây dựng hệ thống xử lý nước thải hiện đại, nâng cao ý thức quản lý nước thải trong chăn nuôi sẽ góp phần giảm thiểu ô nhiễm. Ngoài ra, cần có sự hỗ trợ từ chính quyền địa phương và các tổ chức liên quan để thực hiện các giải pháp này một cách hiệu quả.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ngành chăn nuôi tại Việt Nam đóng vai trò quan trọng trong cơ cấu sản xuất nông nghiệp, trong đó chăn nuôi lợn chiếm tỷ trọng chi phối với đàn lợn cả nước ước tính khoảng 26.493,9 nghìn con trên tổng số 34.624,4 nghìn vật nuôi. Xu hướng chuyển dịch từ quy mô nông hộ nhỏ lẻ sang mô hình trang trại tập trung công nghiệp mang lại năng suất cao nhưng đồng thời tạo áp lực nghiêm trọng lên môi trường tiếp nhận chất thải, đặc biệt là nguồn nước mặt và nước ngầm do khối lượng nước rửa chuồng, nước tiểu và phân chưa qua xử lý triệt để xả ra môi trường.

Thành phố Hà Nội là địa phương đứng đầu cả nước về tổng đàn lợn và sản lượng thịt. Trên địa bàn huyện Ba Vì, sự phát triển nhanh của các trang trại chăn nuôi quy mô lớn ngoài khu dân cư đã dẫn đến nhiều điểm nóng về ô nhiễm nguồn nước, trong khi công tác đánh giá và kiểm soát chất lượng nước thải tại các cơ sở này chưa được thực hiện đồng bộ. Khóa luận tập trung giải quyết vấn đề kiểm soát và đánh giá thực trạng ô nhiễm môi trường nước thải tại Trại lợn Nguyễn Thanh Lịch, xã Ba Trại, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội.

Mục tiêu nghiên cứu được xác định cụ thể gồm hai nội dung:

1. Đánh giá chất lượng nước thải tại trại chăn nuôi lợn Nguyễn Thanh Lịch.
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.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Nước thải phát sinh từ quy trình chăn nuôi và vệ sinh chuồng trại tại Trại lợn Nguyễn Thanh Lịch.
• Phạm vi nội dung: Khảo sát và phân tích các chỉ tiêu hóa lý, vi sinh gồm pH, COD, $\text{BOD}_5$, Tổng Nitơ (Nts), Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) và Tổng Coliforms.
• Phạm vi không gian: Trại chăn nuôi lợn Nguyễn Thanh Lịch, thôn 9, xã Ba Trại, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội và nguồn nước mặt (con suối tiếp nhận) phía sau trang trại.
• Phạm vi thời gian: Thực hiện từ ngày 22/12/2016 đến ngày 22/4/2017; thời điểm lấy mẫu phân tích tại hiện trường là ngày 21/4/2017.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận xây dựng trên hệ thống khái niệm chuyên ngành khoa học môi trường về nước thải chăn nuôi, khả năng tự làm sạch của nguồn nước, các quá trình phân hủy sinh học hiếu khí, kỵ khí (quá trình thủy phân, sinh axit, sinh metan trong hầm Biogas) và các chỉ số hóa sinh phản ánh mức độ ô nhiễm hữu cơ, dinh dưỡng ($\text{BOD}_5$, COD, N-tổng, P-tổng, TSS, Coliforms). Cơ sở pháp lý và quy chuẩn kỹ thuật áp dụng trong nghiên cứu bao gồm:

• Luật Bảo vệ môi trường số 55/2014/QH13 (trong văn bản viện dẫn số 25/2014/QH13).
• Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13.
• Nghị định số 80/2006/NĐ-CP và Nghị định số 149/2004/NĐ-CP.
• Thông tư số 04/2010/TT-BNNPTNT và QCVN 01-14:2010/BNN&PTNT về điều kiện trại chăn nuôi an toàn sinh học.
• Quyết định số 1506/QĐ-BNN-KHCN về quy trình thực hành chăn nuôi tốt.
• QCVN 62-MT:2016/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chăn nuôi (áp dụng giá trị giới hạn Cột B).
• QCVN 40:2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và thu thập dữ liệu:

• Phương pháp thu thập dữ liệu thứ cấp: Tổng hợp số liệu thống kê ngành chăn nuôi từ FAO, Tổng cục Thống kê, Cục Chăn nuôi, các nghiên cứu chuyên khảo và hồ sơ pháp lý, phê duyệt dự án trang trại của UBND huyện Ba Vì.
• Phương pháp lấy mẫu hiện trường: Thực hiện theo 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 ở độ sâu 20 cm bằng thiết bị lấy mẫu chuyên dụng, bảo quản trong chai nhựa PE 500 ml. Bốn vị trí quan trắc được thiết lập gồm:
  • Mẫu NT1: Điểm đầu xả nước thải của trại lợn trực tiếp vào hầm Biogas.
  • Mẫu NT2: Nước thải sau hầm Biogas xả ra bể xử lý thứ hai.
  • Mẫu NT3: Nước thải sau bể xử lý thứ hai xả ra ngoài môi trường.
  • Mẫu NT4: Mẫu nước mặt tại con suối tiếp nhận phía sau trang trại.
• Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm: Tiến hành tại Phòng thí nghiệm Bộ môn Khoa học và Công nghệ Môi trường và Viện Khoa học Sự sống – Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên:
  • pH: Đo bằng máy đo đa chỉ tiêu, hiệu chuẩn bằng dung dịch đệm chuẩn pH = 4 và pH = 7 (TCVN 6492:2011).
  • COD: Phương pháp chuẩn độ ngược với chất oxy hóa $\text{KMnO}_4$ 0,1N trong môi trường axit $\text{H}_2\text{SO}_4$ đậm đặc đun sôi, khử bằng axit oxalic $\text{H}_2\text{C}_2\text{O}_4$ 0,1N và chuẩn độ lại bằng $\text{KMnO}_4$; tính toán theo công thức $X = 8(a - b)$.
  • $\text{BOD}_5$: Tính toán dựa trên tương quan thực nghiệm đối với nước thải chăn nuôi ($\text{BOD}_5 = \text{COD} \times 80%$) và phương pháp nuôi cấy trong tủ ổn định nhiệt $20^\circ\text{C}$ trong 5 ngày theo TCVN 6001-1:2008 / TCVN 6001-2:2008.
  • Tổng Nitơ (TNK): Vô cơ hóa mẫu bằng $\text{H}_2\text{SO}_4$ đậm đặc với xúc tác $\text{K}_2\text{SO}_4$, $\text{CuSO}_4$; chưng cất kiềm hóa bằng $\text{NaOH}-\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3$, hấp thụ vào dung dịch $\text{H}_2\text{SO}_4$ 0,02N, hiện màu bằng thuốc thử Nessler và muối Rochelle, đo quang ở bước sóng 410 nm.
  • Tổng Phốt pho: Vô cơ hóa mẫu bằng hỗn hợp $\text{H}_2\text{SO}_4$ và $\text{HNO}_3$ đậm đặc trên bếp điện, chuẩn độ bằng dung dịch $\text{NaOH}$ 1N với chỉ thị phenolphtalein.
  • TSS: Phương pháp trọng lượng, sấy và cân lượng cặn giữ lại trên giấy lọc tiêu chuẩn.
  • Tổng Coliforms: Định lượng bằng phương pháp MPN (Most Probable Number).
• Phương pháp xử lý số liệu: Thống kê, tổng hợp bảng biểu trên phần mềm Microsoft Excel và Microsoft Word, đối chiếu giá trị giới hạn quy định tại QCVN 62-MT:2016/BTNMT Cột B.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Tác giả trình bày tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ sự gia tăng nhanh chóng của các trang trại chăn nuôi lợn tập trung tại huyện Ba Vì, Hà Nội. Hoạt động chăn nuôi quy mô lớn phát sinh lượng chất thải và nước thải đáng kể, gây nguy cơ suy thoái tài nguyên nước và bùng phát dịch bệnh. Phần này xác định rõ mục tiêu kép: đánh giá chất lượng nguồn nước thải và đề xuất giải pháp kỹ thuật, quản lý nhằm giảm thiểu ô nhiễm, phục vụ trực tiếp cho hoạt động chăn nuôi bền vững tại địa phương.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Chương tổng quan hệ thống hóa các vấn đề lý luận và thực tiễn liên quan đến chất thải chăn nuôi:

• Cơ sở khoa học: Phân tích đặc tính sinh học, hóa lý của chất thải rắn và nước thải chăn nuôi lợn. Chất hữu cơ chiếm 70–80% (xenlulozo, protit, lipid, acid amin), chất vô cơ chiếm 20–30%. Dẫn chứng các số liệu về lượng phân thải theo thể trọng (lợn 45–100 kg thải 2–3 kg phân/ngày), thành phần dinh dưỡng phân lợn ($82,0%$ nước; $0,60%$ N; $0,41%$ $\text{P}_2\text{O}_5$; $0,26%$ $\text{K}_2\text{O}$) và mật độ vi sinh vật gây bệnh (Coliform đạt $4 \times 10^6 - 10^8\text{ MPN/100g}$, E. coli $10^5 - 10^7\text{ MPN/100g}$, chứa 2.000–5.000 trứng giun sán/kg phân).
• Công nghệ xử lý: Trình bày các phương pháp cơ học (song chắn, lắng), hóa lý (keo tụ, tuyển nổi) và sinh học (hồ sinh học, bãi lọc ngầm, aerotank, Biogas). Phân tích sâu nguyên lý hầm Biogas gồm ba giai đoạn phân hủy kỵ khí: thủy phân, sinh acid và sinh metan; thành phần khí sinh học sinh ra gồm $55–65%\text{ CH}_4$, $34–43%\text{ CO}_2$, $0–3%\text{ N}_2$, $0–1%\text{ H}_2$, $0–1%\text{ H}_2\text{S}$.
• Hiện trạng trong và ngoài nước: Tổng hợp số liệu chăn nuôi thế giới (đàn lợn năm 2013 đạt 977,27 triệu con, Trung Quốc đứng đầu với 482,4 triệu con chiếm $49,4%$) và thực trạng Việt Nam (năm 2016 đàn lợn đạt gần 35 triệu con; thải ra trên 73 triệu tấn chất thải rắn, 25–30 triệu $\text{m}^3$ chất thải lỏng mỗi năm nhưng có tới $80%$ chất thải lỏng xả thẳng ra môi trường).

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

Nội dung chương mô tả chi tiết địa bàn thực hiện, đối tượng nước thải, phạm vi 6 chỉ tiêu phân tích ($\text{pH}$, $\text{COD}$, $\text{BOD}_5$, $\text{Tổng N}$, $\text{TSS}$, $\text{Tổng Coliforms}$) trong giai đoạn từ 22/12/2016 đến 22/4/2017. Trình bày chi tiết quy trình lấy mẫu tại 4 vị trí (NT1, NT2, NT3, NT4), quy cách bảo quản mẫu và nguyên lý thao tác từng phép đo phân tích hóa lý, sinh học trong phòng thí nghiệm theo các tiêu chuẩn TCVN tương ứng.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương này công bố các số liệu khảo sát thực địa và kết quả phân tích thực nghiệm:

• Khái quát cơ sở: Trại lợn Nguyễn Thanh Lịch hoạt động theo Quyết định số 571/QĐ-UBND ngày 15/12/2008 của UBND huyện Ba Vì, diện tích $12.068\text{ m}^2$ tại thôn 9, xã Ba Trại. Trang trại có vốn đầu tư 18 tỷ đồng, liên kết nuôi gia công lợn sinh sản cho Công ty Cổ phần Chăn nuôi C.P. Việt Nam. Quy mô gồm 3 chuồng đẻ, 1 chuồng bầu, 4 chuồng cách ly; nuôi 1.167 lợn nái, 23 lợn đực và 360 lợn hậu bị (tháng 5/2016). Định mức phát thải đạt $116\text{ m}^3\text{ nước thải/ngày}$ và khoảng $1\text{ tấn phân/ngày}$.
• Khảo sát thực tế hệ thống xử lý: Dự án được duyệt cam kết đưa 60–70% phân vào hầm Biogas, 30–40% ủ bón cây, nước thải sau khử mùi dùng tưới cây và nuôi cá. Tuy nhiên thực tế trang trại chỉ thu gom phân vào bể gạch $800\text{ m}^3$, bơm sang hố ga lộ thiên kè đá lót bạt có nắp đậy bạt tạm bợ, xử lý sơ sài bằng vôi bột và chlorine rồi xả trực tiếp ra hố đất kề ruộng lúa và thoát ra suối.
• Kết quả phân tích chất lượng nước thải tại 4 vị trí quan trắc:

TT	Thông số phân tích	Đơn vị	NT1 (Đầu vào Biogas)	NT2 (Sau Biogas)	NT3 (Xả ra môi trường)	NT4 (Nước suối tiếp nhận)	QCVN 62-MT:2016/BTNMT (Cột B)
1	pH	-	6,22	6,10	6,11	6,36	5,5 – 9,0
2	COD	mg/L	716,24	556,24	385,04	32,24	300
3	$\text{BOD}_5$	mg/L	240,09	195,30	134,10	14,40	100
4	Tổng N	mg/L	79,89	83,94	80,03	2,15	150
5	TSS	mg/L	903,24	1.051,29	551,32	104,95	150
6	Tổng Coliform	MPN/100mL	$1,1 \times 10^7$	$1,8 \times 10^7$	$1,5 \times 10^5$	$1,2 \times 10^3$	5.000

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tác giả tổng kết hiệu quả xử lý nước thải của trang trại chưa đáp ứng tiêu chuẩn xả thải theo quy định hiện hành. Nước thải tại điểm xả cuối cùng (NT3) vẫn vượt quy chuẩn Cột B ở hầu hết các chỉ tiêu: COD vượt 1,2 lần ($385,04\text{ mg/L}$ so với $300\text{ mg/L}$), $\text{BOD}_5$ vượt 1,3 lần ($134,10\text{ mg/L}$ so với $100\text{ mg/L}$), TSS vượt 3,6 lần ($551,32\text{ mg/L}$ so với $150\text{ mg/L}$) và Tổng Coliform vượt 30 lần ($1,5 \times 10^5\text{ MPN/100mL}$ so với $5.000\text{ MPN/100mL}$). Chỉ có chỉ tiêu pH ($6,11$) và Tổng N ($80,03\text{ mg/L}$) nằm trong ngưỡng cho phép. Điểm NT4 đạt quy chuẩn do được pha loãng bởi lưu lượng nước tự nhiên của dòng suối. Tác giả kiến nghị trang trại phải nâng cấp hầm Biogas, xây dựng thêm hệ thống bể xử lý sinh học hiếu khí, bổ sung men vi sinh và tuân thủ nghiêm ngặt quy trình quản lý chất thải đã cam kết.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận cung cấp bộ dữ liệu thực nghiệm về nồng độ các chất ô nhiễm trong dòng thải chăn nuôi lợn công nghiệp qua từng công đoạn xử lý:

• Xác định hiệu suất xử lý thực tế của hệ thống hầm Biogas và các bể lắng tại trại lợn Nguyễn Thanh Lịch: Nồng độ COD giảm từ $716,24\text{ mg/L}$ (NT1) xuống $385,04\text{ mg/L}$ (NT3); $\text{BOD}_5$ giảm từ $240,09\text{ mg/L}$ xuống $134,10\text{ mg/L}$; TSS giảm từ $903,24\text{ mg/L}$ xuống $551,32\text{ mg/L}$; Coliform giảm từ $1,1 \times 10^7\text{ MPN/100mL}$ xuống $1,5 \times 10^5\text{ MPN/100mL}$.
• Đánh giá sự sai lệch giữa phương án bảo vệ môi trường trên hồ sơ cấp phép và thực tế vận hành: Trang trại không thực hiện đúng quy trình ủ phân và tái sử dụng nước thải để tưới tiêu như hồ sơ đăng ký, dẫn đến tình trạng xả tràn nước thải chứa hàm lượng cặn và vi sinh cao ra môi trường đất và nguồn nước xung quanh.

Các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm do tác giả đề xuất:

• Giải pháp kỹ thuật: Nâng cấp, mở rộng dung tích hầm Biogas tương ứng với quy mô đàn trên 1.500 con; xây dựng thêm hệ thống xử lý thứ cấp sau Biogas bao gồm bể hiếu khí (Aerotank) hoặc hồ sinh học, bãi lọc ngầm trồng cây trước khi xả ra nguồn tiếp nhận.
• Giải pháp quản lý và sinh học: Tăng cường tách phân khô bằng biện pháp cơ học trước khi dội rửa chuồng; sử dụng chế phẩm vi sinh và men bổ sung trong khẩu phần ăn để nâng cao tỷ lệ hấp thụ dinh dưỡng, giảm mùi hôi và giảm tải lượng ô nhiễm trong chất thải lỏng; sử dụng hóa chất khử trùng đúng liều lượng kỹ thuật.
• Giải pháp kiểm soát: Đề nghị chính quyền địa phương và cơ quan quản lý môi trường tăng cường giám sát, kiểm tra định kỳ việc thực hiện cam kết bảo vệ môi trường của trang trại.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận còn một số hạn chế gắn liền với điều kiện thực hiện:

• Hoạt động quan trắc, lấy mẫu phân tích được thực hiện tại một thời điểm duy nhất (ngày 21/4/2017) với số lượng 4 mẫu, chưa theo dõi được sự biến thiên của chất lượng nước thải theo mùa (mùa mưa, mùa khô) và theo các giai đoạn sinh trưởng khác nhau của đàn lợn.
• Chưa đi sâu phân tích hàm lượng kim loại nặng (đồng, kẽm, asen) và phốt pho tổng số trong các mẫu nước thải thực tế tại trang trại.
• Chưa tiến hành thử nghiệm mô hình xử lý sinh học thực nghiệm quy mô pilot để kiểm chứng hiệu quả thực tế của các giải pháp đề xuất.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

• Mở rộng quan trắc chuỗi thời gian, đánh giá sự tích tụ chất ô nhiễm và kim loại nặng trong đất và trầm tích suối tiếp nhận chất thải.
• Thử nghiệm các mô hình xử lý nước thải sau Biogas bằng thực vật thủy sinh hoặc công nghệ bùn hoạt tính phù hợp với điều kiện kinh tế của trang trại chăn nuôi quy mô vừa và lớn.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

• Sinh viên, học viên các ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Môi trường, Kỹ thuật Môi trường và Chăn nuôi - Thú y trong việc nghiên cứu phương pháp lấy mẫu, bảo quản và phân tích các chỉ tiêu nước thải chăn nuôi theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN).
• Cán bộ quản lý môi trường cấp huyện, xã và chủ các trang trại chăn nuôi lợn tập trung trong việc nhận diện nguy cơ ô nhiễm, đối chiếu quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 62-MT:2016/BTNMT và xây dựng phương án cải tạo công trình xử lý nước thải sau Biogas.

Câu hỏi thường gặp

1. Quy mô đàn lợn và diện tích của Trại lợn Nguyễn Thanh Lịch tại thời điểm nghiên cứu là bao nhiêu?
Trang trại có diện tích $12.068\text{ m}^2$, tọa lạc tại thôn 9, xã Ba Trại, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội. Tại thời điểm tháng 5/2016, trang trại nuôi 1.167 lợn nái, 23 lợn đực và 360 lợn hậu bị, gia công giống cho Công ty Cổ phần Chăn nuôi C.P. Việt Nam, phát sinh khoảng $116\text{ m}^3\text{ nước thải/ngày}$ và $1\text{ tấn phân/ngày}$.

2. Bốn vị trí lấy mẫu nước (NT1, NT2, NT3, NT4) được bố trí tại những điểm cụ thể nào?

• NT1: Điểm đầu xả nước thải của trại lợn trực tiếp vào hầm Biogas.
• NT2: Nước thải từ hầm Biogas xả ra bể xử lý thứ hai.
• NT3: Nước thải từ bể xử lý thứ hai xả ra ngoài môi trường.
• NT4: Nước mặt tại con suối tiếp nhận phía sau trang trại.

3. Chất lượng nước thải tại điểm xả cuối cùng (NT3) có đạt Quy chuẩn QCVN 62-MT:2016/BTNMT (Cột B) không?
Không đạt. Mặc dù chỉ tiêu pH ($6,11$) và Tổng N ($80,03\text{ mg/L}$) nằm trong giới hạn cho phép, nhưng các chỉ tiêu ô nhiễm hữu cơ, cặn và vi sinh đều vượt quy chuẩn Cột B: COD đạt $385,04\text{ mg/L}$ (vượt 1,2 lần), $\text{BOD}_5$ đạt $134,10\text{ mg/L}$ (vượt 1,3 lần), TSS đạt $551,32\text{ mg/L}$ (vượt 3,6 lần) và Tổng Coliform đạt $1,5 \times 10^5\text{ MPN/100mL}$ (vượt 30 lần).

4. Tại sao mẫu nước mặt tại con suối (NT4) lại có các chỉ số ô nhiễm nằm trong giới hạn cho phép?
Các chỉ tiêu tại điểm NT4 (COD: $32,24\text{ mg/L}$; $\text{BOD}_5$: $14,40\text{ mg/L}$; TSS: $104,95\text{ mg/L}$; Coliform: $1,2 \times 10^3\text{ MPN/100mL}$) đạt quy chuẩn là do dòng chảy tự nhiên của con suối có lưu lượng nước lớn, tạo ra quá trình hòa tan, pha loãng nồng độ chất ô nhiễm từ nguồn nước thải xả ra.

5. Điểm khác biệt lớn nhất giữa hồ sơ bảo vệ môi trường được phê duyệt và thực tế tại trang trại là gì?
Theo dự án được phê duyệt, trang trại cam kết đưa 60–70% phân vào hầm Biogas sinh khí đốt, 30–40% phân ủ bón cây và nước thải sau xử lý dùng tưới cây, nuôi cá. Tuy nhiên thực tế trang trại chứa phân trong bể gạch $800\text{ m}^3$, bơm sang hố ga lộ thiên kè đá lót bạt rồi dùng vôi bột, chlorine khử khuẩn sơ sài trước khi xả thẳng ra hố đất cạnh ruộng lúa của người dân và thoát ra suối.

Kết luận

Khóa luận của tác giả Dương Thành Đạt đã phản ánh thực trạng ô nhiễm môi trường nước thải tại Trại lợn Nguyễn Thanh Lịch, huyện Ba Vì thông qua quy trình lấy mẫu và phân tích thực nghiệm 6 chỉ tiêu chất lượng nước theo tiêu chuẩn TCVN. Kết quả nghiên cứu chứng minh hệ thống xử lý chất thải hiện tại của trang trại chưa đạt yêu cầu, nước thải sau xử lý (NT3) vẫn vượt quy chuẩn QCVN 62-MT:2016/BTNMT Cột B ở các chỉ số COD, $\text{BOD}_5$, TSS và Coliform. Các giải pháp đề xuất về nâng cấp hầm Biogas, bổ sung công đoạn xử lý sinh học hiếu khí và tăng cường tách phân khô có giá trị thực tiễn đối với công tác kiểm soát ô nhiễm tại cơ sở chăn nuôi này.

Trích đoạn nội dung tài liệu

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 2 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, em tiến hành làm đề tài: “Đánh giá môi trường nước thải tại trại lợn Nguyễn Thanh Lịch, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội” , nhằm thấy được bức tranh tổng thể về chất lượng môi trường tại khu vực trang trại chăn nuôi lợn, từ đó đề xuất các giải pháp nhằm cải thiện chất lượng môi trường quanh trại, góp phần bảo vệ môi trường nói chung và phát triển bền vững ngành chăn nuôi.

Mục tiêu của đề tài - Đánh giá chất lượng nước thải tại 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. Ý nghĩa của đề tài 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. 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.

4 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Cơ sở khoa học của đề tài 2. 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 kỹ 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 kỹ 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 5 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 kỹ thuật Việt Nam hoặc tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ 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. 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].

6 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. 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.

Lượng phân thải ra đối với lợn nuôi trong trang trại Loại gia súc Lượng phân kg/ngày Lợn < 10 kg 0,5-1 Lợn 14-45 kg 1-2 Lợn 45-100 kg 2-3 (Nguồn: Nguyễn Thị Hoa Lý, 2005)[9] 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 7 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. Thành phần của phân lợn thải Loại Nước Nitơ P2O5 K2O CaO MgO phân Lợn 82,0 0,60 0,41 0,26 0,09 0,10 (Nguồn: Lê Văn Cát, 2008)[4] 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. Một số thành phần vi sinh vật trong chất thải rắn chăn nuôi lợn Chỉ tiêu Đơn vị Số lượng Colifom MNP/100g 4,106-108 E.