Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Ngành nông nghiệp giữ vai trò quan trọng trong nền kinh tế Việt Nam với khoảng 70% dân số sống dựa vào nông nghiệp. Trong những năm gần đây, chăn nuôi chuyển dịch mạnh mẽ từ quy mô nông hộ nhỏ lẻ sang mô hình trang trại tập trung quy mô công nghiệp, ứng dụng khoa học kỹ thuật nhằm nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Tuy nhiên, sự gia tăng nhanh chóng về số lượng đàn gia súc kéo theo áp lực lớn đối với môi trường sinh thái, đặc biệt là nguồn tài nguyên nước. Hoạt động chăn nuôi phát sinh lượng lớn chất thải chứa phân, nước tiểu, hóa chất khử trùng, kháng sinh, vi sinh vật gây bệnh và hàm lượng hợp chất hữu cơ, nitơ, phốt pho rất cao. Nếu không được thu gom và xử lý đúng kỹ thuật, các chất ô nhiễm này sẽ xâm nhập trực tiếp vào hệ thống nước mặt và nước ngầm, gây suy thoái môi trường và đe dọa sức khỏe cộng đồng.
Xuất phát từ thực trạng đó, đề tài “Đánh giá hiện trạng môi trường nước và đề xuất một số biện pháp xử lý nước thải tại trại lợn Tuấn Hà xã Yên Sơn - huyện Lục Nam - tỉnh Bắc Giang” được thực hiện nhằm giải quyết các nhiệm vụ khoa học và thực tiễn cụ thể:
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Cơ sở lý luận và khung pháp lý
Chất thải chăn nuôi lợn được cấu thành từ ba dạng chính: chất thải rắn (phân, thức ăn dư thừa, rác), chất thải lỏng (nước tiểu, nước tắm cho lợn, nước rửa chuồng) và khí thải phát sinh ($CO_2, NH_3, CH_4, H_2S$). Khối lượng phân thải mỗi ngày của lợn ước tính chiếm khoảng 6% - 8% trọng lượng cơ thể (khoảng 0,5 - 3 kg/con/ngày tùy theo lứa tuổi). Do hệ tiêu hóa của lợn hấp thu nitơ và phốt pho không hoàn toàn, phần lớn các khoáng chất và hợp chất hữu cơ dư thừa bị đào thải ra ngoài, khiến nước thải chăn nuôi có đặc trưng là hàm lượng cặn lơ lửng ($TSS$), nhu cầu oxy hóa học ($COD$), nhu cầu oxy sinh hóa ($BOD_5$), tổng nitơ ($N_{tổng}$) và tổng phốt pho ($P_{tổng}$) ở mức rất cao.
Nghiên cứu được thiết lập dựa trên hệ thống văn bản quy phạm pháp luật và tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia của Việt Nam:
- Luật Bảo vệ môi trường số 55/2014/QH13;
- Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13;
- Nghị định số 19/2015/NĐ-CP hướng dẫn thi hành Luật Bảo vệ môi trường;
- Nghị định số 149/2004/NĐ-CP và Nghị định số 201/2013/NĐ-CP về quản lý, thăm dò, khai thác, sử dụng tài nguyên nước và xả nước thải vào nguồn nước;
- Thông tư số 04/2010/TT-BNNPTNT về điều kiện trại chăn nuôi lợn an toàn sinh học;
- QCVN 62-MT:2016/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chăn nuôi;
- QCVN 08-MT:2015/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt;
- QCVN 09-MT:2015/BTNMT (và QCVN 09:2008/BTNMT): Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước dưới đất;
- QCVN 40:2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp.
Phương pháp nghiên cứu và nguồn dữ liệu
Nghiên cứu sử dụng kết hợp các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và thu thập dữ liệu chuyên ngành:
- Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp: Kế thừa tài liệu, báo cáo kỹ thuật, số liệu thống kê chăn nuôi của Cục Chăn nuôi, Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc (FAO) và các công trình nghiên cứu đã công bố.
- Phương pháp khảo sát thực địa: Thu thập số liệu sơ cấp về quy mô chuồng trại, số lượng đàn vật nuôi, quy trình chăn nuôi, lịch trình vệ sinh và công tác quản lý chất thải tại trang trại Tuấn Hà.
- Phương pháp lấy mẫu hiện trường: Thực hiện lấy 4 loại mẫu nước tại các vị trí đại diện (quan trắc lặp lại 3 đợt $L_1, L_2, L_3$):
- Mẫu $M_1$ (Nước thải trước biogas): Lấy tại cống thải trước khi đi vào hầm ủ theo TCVN 5999:1995.
- Mẫu $M_2$ (Nước thải sau biogas): Lấy tại ao lắng sau biogas theo TCVN 5999:1995.
- Mẫu $M_3$ (Nước mặt): Lấy tại ao chứa nước trước các dãy chuồng (nguồn nước bơm từ sông và tích trữ nước mưa phục vụ tắm, rửa chuồng) theo TCVN 6663-6:2008.
- Mẫu $M_4$ (Nước ngầm): Lấy tại giếng khoan của trang trại phục vụ sinh hoạt theo TCVN 6663-1:2011.
- Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm: Mẫu được bảo quản và phân tích tại Phòng thí nghiệm Khoa Môi trường – Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên theo các tiêu chuẩn:
- $pH$: Đo trực tiếp bằng máy đo đa chỉ tiêu (TCVN 6492:2011);
- $COD$: Chuẩn độ bằng kali pemanganat $KMnO_4$ (TCVN 4565:1988);
- $BOD_5$: Phương pháp đo độ giảm oxy hòa tan sau 5 ngày ủ ở 20°C có pha loãng (TCVN 6001:2008);
- Tổng Nitơ ($N_{tổng}$), Amoni ($NH_4^+$), Nitrat ($NO_3^-$): Phương pháp trắc quang so màu (TCVN 5987:1995);
- Tổng Phốt pho ($P_{tổng}$): Phương pháp so màu (TCVN 6202:2008);
- Tổng chất rắn lơ lửng ($TSS$): Phương pháp khối lượng sấy ở 105°C (TCVN 6625:2000);
- Oxy hòa tan ($DO$): Đo bằng thiết bị đo oxy hòa tan hiện trường.
- Phương pháp xử lý số liệu: Thống kê, tính toán giá trị trung bình và so sánh đối chiếu trực tiếp với các Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia tương ứng thông qua phần mềm Microsoft Excel và Word.
Nội dung chính theo từng chương
Phần 1: Mở đầu
Tác giả trình bày tính cấp thiết của việc bảo vệ môi trường trong phát triển nông nghiệp, đặc biệt là phân ngành chăn nuôi lợn quy mô công nghiệp. Phần này xác định rõ mục tiêu kép: đánh giá hiện trạng ô nhiễm nước tại cơ sở thực tế và xây dựng hệ thống giải pháp giảm thiểu mang tính ứng dụng cho trang trại Tuấn Hà; đồng thời nêu rõ ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài đối với công tác đào tạo và bảo vệ môi trường địa phương.
Phần 2: Tổng quan tài liệu
Chương này tổng kết toàn diện cơ sở lý luận và thực tiễn về môi trường chăn nuôi lợn:
- Đặc trưng dòng thải chăn nuôi: Phân tích thành phần hóa - lý của phân và nước tiểu. Trong phân lợn, nước chiếm khoảng 82%, chất khô chứa $0,60% N, 0,41% P_2O_5, 0,26% K_2O, 0,09% CaO$ và $0,10% MgO$. Nước thải chăn nuôi có hàm lượng hữu cơ cao ($BOD_5$ dao động 3.500 – 8.900 mg/l, $COD$ từ 5.000 – 12.000 mg/l, $TSS$ từ 680 – 1.200 mg/l).
- Tình hình chăn nuôi lợn: Thống kê số lượng đàn lợn thế giới (Trung Quốc dẫn đầu với 474,6 triệu con, Hoa Kỳ 67,3 triệu con, Việt Nam đạt 26,6 triệu con - đứng thứ 5 thế giới). Tại Việt Nam, quy mô đàn năm 2016 đạt 29,1 triệu con, tập trung lớn nhất tại Đồng bằng sông Hồng (24,8%) và các tỉnh chăn nuôi trọng điểm như Bắc Giang, Đồng Nai, Thái Bình, Hà Nội.
- Các công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi: Khái quát nguyên lý, ưu nhược điểm của các phương pháp xử lý cơ học (song chắn rác, lắng), hóa học (keo tụ), sinh học kỵ khí (hầm ủ biogas nắp vòm/bạt HDPE, bể phản ứng kỵ khí dòng hướng lên UASB), sinh học hiếu khí (bể bùn hoạt tính Aerotank), hồ sinh học tự nhiên (hồ kỵ khí, hồ tùy nghi, hồ hiếu khí) và hệ thống xử lý bằng đất ngập nước nhân tạo/cánh đồng lọc.
Phần 3: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Trình bày chi tiết địa bàn nghiên cứu tại xã Yên Sơn, huyện Lục Nam; mô tả hệ thống 4 vị trí lấy mẫu nước ($M_1, M_2, M_3, M_4$); quy định cụ thể quy trình lấy mẫu, bảo quản mẫu theo các Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) và các phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn cho từng chỉ tiêu phân tích ($pH, DO, TSS, COD, BOD_5, NH_4^+, NO_3^-, P_{tổng}, Fe_{tổng}$).
Phần 4: Kết quả và thảo luận
Nội dung chương 4 tập trung làm rõ hiện trạng hoạt động và chất lượng môi trường nước tại trang trại:
- Tổng quan hoạt động trang trại Tuấn Hà: Trang trại hoạt động từ năm 2013 với tổng vốn đầu tư 12 tỷ đồng, diện tích gồm 6 chuồng đẻ, 1 chuồng bầu, 4 chuồng cách ly và 1 chuồng cai sữa. Quy mô duy trì 600 - 660 lợn nái giống Landrace - Yorkshire, 10 lợn đực Duroc và 60 nái hậu bị, sản xuất gia công giống cho Công ty Cổ phần Chăn nuôi C.P. Việt Nam, xuất chuồng bình quân 1.250 lợn con/tháng (năm 2016 đạt 14.200 con/năm). Chuồng nuôi áp dụng cơ chế điều hòa tiểu khí hậu (giàn làm mát, quạt hút duy trì nhiệt độ 28°C - 30°C; đèn úm hồng ngoại 175W), quy trình quản lý dịch bệnh "cùng vào - cùng ra", chương trình vệ sinh 5S và tiêu độc khử trùng định kỳ.
- Hiện trạng chất lượng nước thải trước biogas ($M_1$): Nước thải phát sinh từ quá trình xịt gầm chuồng có màu đen đục, mùi hôi nồng. Kết quả đo đạc 3 đợt cho thấy mức độ ô nhiễm hữu cơ rất cao: $COD$ đạt từ 772,4 – 829,2 mg/l (vượt QCVN 62-MT:2016/BTNMT cột B từ 2,57 – 2,76 lần); $BOD_5$ đạt từ 641,92 – 721,36 mg/l (vượt quy chuẩn từ 6,42 – 7,21 lần); $TSS$ đạt từ 720 – 750 mg/l (vượt quy chuẩn từ 4,8 – 5,0 lần).
- Hiện trạng chất lượng nước thải sau biogas ($M_2$): Hệ thống biogas giúp giảm tải lượng chất ô nhiễm hữu cơ và giảm mùi hôi. Tuy nhiên, nước thải đầu ra tại ao lắng sau biogas vẫn chưa đạt tiêu chuẩn xả thải theo QCVN 62-MT:2016/BTNMT cột B: $COD$ còn ở mức 463,6 – 496,8 mg/l (vượt quy chuẩn 1,54 – 1,65 lần); $BOD_5$ còn ở mức 203,5 – 228,6 mg/l (vượt quy chuẩn 2,03 – 2,28 lần); $TSS$ còn ở mức 160 – 180 mg/l (vượt quy chuẩn 1,06 – 1,20 lần).
- Hiện trạng chất lượng nước mặt ao chứa ($M_3$): Hầu hết các chỉ tiêu ($COD, TSS, pH, NO_3^-, NH_4^+, P_{tổng}, Fe_{tổng}$) đều đạt quy chuẩn nguồn nước mặt QCVN 08-MT:2015/BTNMT (cột B1), riêng $BOD_5$ dao động từ 16,95 – 24,16 mg/l, vượt quy chuẩn cho phép từ 1,13 – 1,61 lần. Chỉ số $DO$ giảm thấp ở đợt 2 và 3 (3,1 và 1,6 mg/l).
- Hiện trạng chất lượng nước ngầm giếng khoan ($M_4$): Phần lớn chỉ tiêu nằm trong giới hạn an toàn theo QCVN 09-MT:2015/BTNMT. Tuy nhiên, chỉ tiêu Amoni ($NH_4^+$) có nồng độ cao từ 0,71 – 0,82 mg/l, vượt quy chuẩn quy định (0,1 mg/l) từ 7,1 – 8,2 lần, tiềm ẩn nguy cơ đối với sức khỏe khi sử dụng cho mục đích sinh hoạt.
Kết quả và đóng góp
Tổng hợp số liệu quan trắc thực nghiệm
Dữ liệu phân tích thực nghiệm chất lượng các nguồn nước tại trại lợn Tuấn Hà qua 3 đợt quan trắc được tổng hợp chi tiết trong bảng dưới đây:
| Loại mẫu nước quan trắc |
Thông số phân tích |
Đơn vị |
Lần 1 ($L_1$) |
Lần 2 ($L_2$) |
Lần 3 ($L_3$) |
Quy chuẩn so sánh (Giá trị giới hạn) |
Mức độ vượt chuẩn |
| Nước thải trước Biogas ($M_1$) |
$pH$ |
- |
7,00 |
6,98 |
6,85 |
QCVN 62-MT:2016 (5,5 – 9,0) |
Đạt |
|
$COD$ |
mg/l |
829,20 |
772,40 |
815,20 |
QCVN 62-MT:2016 ($COD \le 300$) |
Vượt 2,57 – 2,76 lần |
|
$BOD_5$ |
mg/l |
721,36 |
641,92 |
712,16 |
QCVN 62-MT:2016 ($BOD_5 \le 100$) |
Vượt 6,42 – 7,21 lần |
|
$TSS$ |
mg/l |
720,00 |
750,00 |
740,00 |
QCVN 62-MT:2016 ($TSS \le 150$) |
Vượt 4,80 – 5,00 lần |
|
$NH_4^+$ |
mg/l |
0,54 |
0,03 |
0,09 |
QCVN 40:2011/B ($NH_4^+ \le 10$) |
Đạt |
|
$P_{tổng}$ |
mg/l |
1,22 |
1,25 |
1,12 |
QCVN 40:2011/B ($P_{tổng} \le 6$) |
Đạt |
|
$Fe_{tổng}$ |
mg/l |
0,03 |
0,003 |
0,004 |
QCVN 40:2011/B ($Fe_{tổng} \le 5$) |
Đạt |
| Nước thải sau Biogas ($M_2$) |
$pH$ |
- |
6,90 |
6,22 |
6,63 |
QCVN 62-MT:2016 (5,5 – 9,0) |
Đạt |
|
$COD$ |
mg/l |
496,80 |
463,60 |
477,40 |
QCVN 62-MT:2016 ($COD \le 300$) |
Vượt 1,54 – 1,65 lần |
|
$BOD_5$ |
mg/l |
228,60 |
212,80 |
203,50 |
QCVN 62-MT:2016 ($BOD_5 \le 100$) |
Vượt 2,03 – 2,28 lần |
|
$TSS$ |
mg/l |
160,00 |
180,00 |
160,00 |
QCVN 62-MT:2016 ($TSS \le 150$) |
Vượt 1,06 – 1,20 lần |
|
$NH_4^+$ |
mg/l |
0,72 |
0,51 |
0,08 |
QCVN 40:2011/B ($NH_4^+ \le 10$) |
Đạt |
|
$P_{tổng}$ |
mg/l |
0,02 |
1,22 |
0,02 |
QCVN 40:2011/B ($P_{tổng} \le 6$) |
Đạt |
|
$Fe_{tổng}$ |
mg/l |
0,01 |
0,002 |
0,48 |
QCVN 40:2011/B ($Fe_{tổng} \le 5$) |
Đạt |
| Nước mặt ao chứa ($M_3$) |
$pH$ |
- |
6,93 |
7,22 |
7,22 |
QCVN 08-MT:2015/B1 (5,5 – 9,0) |
Đạt |
|
$BOD_5$ |
mg/l |
16,95 |
24,16 |
23,28 |
QCVN 08-MT:2015/B1 ($BOD_5 \le 15$) |
Vượt 1,13 – 1,61 lần |
|
$COD$ |
mg/l |
29,61 |
30,20 |
29,10 |
QCVN 08-MT:2015/B1 ($COD \le 30$) |
Đạt (xấp xỉ giới hạn) |
|
$TSS$ |
mg/l |
32,75 |
25,70 |
30,00 |
QCVN 08-MT:2015/B1 ($TSS \le 50$) |
Đạt |
|
$DO$ |
mg/l |
4,50 |
3,10 |
1,60 |
QCVN 08-MT:2015/B1 ($DO \ge 4$) |
$L_2, L_3$ không đạt |
|
$NO_3^-$ |
mg/l |
1,02 |
0,59 |
0,03 |
QCVN 08-MT:2015/B1 ($NO_3^- \le 10$) |
Đạt |
|
$NH_4^+$ |
mg/l |
0,69 |
0,28 |
0,45 |
QCVN 08-MT:2015/B1 ($NH_4^+ \le 0,9$) |
Đạt |
|
$P_{tổng}$ |
mg/l |
0,02 |
1,12 |
0,02 |
QCVN 08-MT:2015/B1 ($P \le 0,3$) |
$L_2$ cao cục bộ |
| Nước ngầm giếng khoan ($M_4$) |
$pH$ |
- |
7,01 |
7,23 |
7,21 |
QCVN 09-MT:2015 (5,5 – 8,5) |
Đạt |
|
$NH_4^+$ |
mg/l |
0,71 |
0,82 |
0,75 |
QCVN 09-MT:2015 ($NH_4^+ \le 0,1$) |
Vượt 7,10 – 8,20 lần |
|
$COD$ |
mg/l |
3,40 |
2,96 |
2,74 |
QCVN 09-MT:2015 ($COD \le 4$) |
Đạt |
|
$BOD_5$ |
mg/l |
1,06 |
1,02 |
1,07 |
QCVN 09-MT:2015 (-) |
Thấp, an toàn |
|
$NO_3^-$ |
mg/l |
1,90 |
0,63 |
0,51 |
QCVN 09-MT:2015 ($NO_3^- \le 15$) |
Đạt |
|
$TSS$ |
mg/l |
20,00 |
30,00 |
20,00 |
QCVN 09-MT:2015 ($TSS \le 1500$) |
Đạt |
|
$Fe_{tổng}$ |
mg/l |
1,51 |
0,95 |
0,57 |
QCVN 09-MT:2015 ($Fe \le 5$) |
Đạt |
Giải pháp và kiến nghị đề xuất
Từ các phát hiện thực nghiệm, tác giả đưa ra các nhóm giải pháp:
- Giải pháp công nghệ sau Biogas: Xây dựng hệ thống bãi lọc ngầm nhân tạo trồng cây thủy sinh (đất ngập nước kiến tạo) tiếp nhận nước thải sau ao lắng biogas. Công nghệ này phù hợp để xử lý dòng thải có tải lượng hữu cơ trung bình ($BOD < 300$ mg/l), sử dụng lớp vật liệu lọc giữ cặn cơ học kết hợp hệ vi sinh vật rễ cây và xạ khuẩn để oxy hóa triệt để chất hữu cơ, đưa $COD, BOD_5, TSS$ về ngưỡng cho phép trước khi thải ra môi trường.
- Xử lý nước ngầm sinh hoạt: Lắp đặt hệ thống lọc chuyên dụng khử Amoni ($NH_4^+$) kết hợp giàn sục khí oxy hóa để làm thoáng, bảo đảm chất lượng nước sinh hoạt cho công nhân và cán bộ kỹ thuật.
- Cải tạo hạ tầng và quản lý chất thải rắn: Xây dựng lại hố lưu giữ xác gia súc có mái che và nắp đậy kín, chống thấm đáy để ngăn chặn nước mưa chảy tràn qua hố xác lợn cuốn theo mầm bệnh và chất bẩn vào ao lắng sau biogas.
- Duy trì biện pháp quản lý: Tiếp tục phát huy quy trình thu gom phân khô đóng bao (20 – 30 kg/bao) bán làm phân bón hữu cơ cho nông nghiệp; duy trì quy trình "cùng vào - cùng ra" và vệ sinh 5S định kỳ hàng tuần.
Đóng góp của đề tài
Đề tài cung cấp bộ dữ liệu thực nghiệm quan trắc đầy đủ, phản ánh chính xác hiệu quả xử lý thực tế của mô hình hầm ủ biogas tại trang trại chăn nuôi lợn nái quy mô công nghiệp tại tỉnh Bắc Giang. Công trình chỉ ra rõ ràng điểm nghẽn kỹ thuật: hệ thống biogas đơn lẻ không đủ khả năng xử lý triệt để nước thải đạt chuẩn xả thải môi trường, từ đó luận chứng cho sự cần thiết phải áp dụng công nghệ xử lý bậc hai (bãi lọc ngầm/hồ sinh học) và biện pháp kiểm soát Amoni trong nước ngầm khu vực chăn nuôi.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế: Nghiên cứu được giới hạn quan trắc trong thời gian từ tháng 06/2016 đến tháng 11/2016 tại một cơ sở chăn nuôi cụ thể (Trại lợn Tuấn Hà). Số lượng chỉ tiêu quan trắc vi sinh vật (như Coliforms, E. coli) chưa được thể hiện chi tiết thành bảng số liệu riêng biệt qua các đợt đo. Các giải pháp công nghệ đề xuất (bãi lọc ngầm) dừng lại ở mức định hướng và cơ sở nguyên lý, chưa đi sâu vào tính toán kích thước công trình và dự toán chi phí đầu tư chi tiết.
- Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng quan trắc biến động chất lượng nước theo mùa (mùa mưa và mùa khô); tiến hành thử nghiệm mô hình bãi lọc ngầm hoặc bãi lọc thực vật quy mô pilot tại trang trại để xác định chính xác hiệu suất xử lý thực tế đối với các chỉ tiêu $COD, BOD_5, TSS, N, P$.
Giá trị tham khảo
Báo cáo khóa luận là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên, học viên ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Tài nguyên và Môi trường, Kỹ thuật Môi trường và Chăn nuôi Thú y. Các nội dung có giá trị tham khảo cao bao gồm:
- Phương pháp lấy mẫu, bảo quản và phân tích thực nghiệm các thông số ô nhiễm nước thải chăn nuôi theo hệ thống Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN).
- Bộ số liệu thực tế về thành phần hóa lý nước thải trước và sau biogas tại trang trại lợn nái tập trung quy mô trên 600 nái.
- Tài liệu thực tiễn phục vụ chủ các trang trại chăn nuôi trong việc nhận diện các nguồn gây ô nhiễm, sự cố môi trường tiềm ẩn (ô nhiễm amoni nước ngầm, nước mưa chảy tràn qua hố xác lợn) và lựa chọn công nghệ xử lý nước thải bổ trợ sau hệ thống biogas.
Câu hỏi thường gặp
1. Quy mô đàn và cơ cấu chuồng trại của trại lợn Tuấn Hà trong nghiên cứu như thế nào?
Trang trại có quy mô duy trì từ 600 - 660 lợn nái giống Landrace - Yorkshire, 10 lợn đực giống Duroc và 60 lợn nái hậu bị cách ly. Khu sản xuất gồm 6 chuồng đẻ, 1 chuồng bầu, 4 chuồng cách ly và 1 chuồng cai sữa, xuất bán bình quân khoảng 1.250 lợn con/tháng (năm 2016 đạt 14.200 con/năm).
2. Hiệu quả xử lý của hệ thống hầm ủ Biogas tại trang trại có đáp ứng QCVN 62-MT:2016/BTNMT không?
Không. Mặc dù hệ thống biogas làm giảm đáng kể hàm lượng ô nhiễm và mùi hôi, nước thải sau biogas ($M_2$) vẫn vượt quy chuẩn xả thải cột B: $COD$ vượt từ 1,54 – 1,65 lần (463,6 – 496,8 mg/l so với quy chuẩn 300 mg/l); $BOD_5$ vượt từ 2,03 – 2,28 lần (203,5 – 228,6 mg/l so với quy chuẩn 100 mg/l); $TSS$ vượt từ 1,06 – 1,20 lần (160 – 180 mg/l so với quy chuẩn 150 mg/l).
3. Nguồn nước ngầm giếng khoan tại trang trại có dấu hiệu ô nhiễm chỉ tiêu nào?
Nguồn nước ngầm giếng khoan ($M_4$) bị ô nhiễm nghiêm trọng bởi Amoni ($NH_4^+$), với nồng độ dao động từ 0,71 – 0,82 mg/l qua 3 đợt phân tích, vượt quy chuẩn QCVN 09-MT:2015/BTNMT (giới hạn 0,1 mg/l) từ 7,1 đến 8,2 lần.
4. Trang trại đã áp dụng biện pháp gì để xử lý chất thải rắn (phân lợn)?
Phân lợn được thu gom hàng ngày trong chuồng, đóng vào bao tải từ 20 – 30 kg/bao và vận chuyển về khu vực lưu giữ quy định, sau đó xuất bán cho các hộ nông dân trong khu vực và các tỉnh lân cận sử dụng làm phân bón hữu cơ cho cây trồng.
5. Giải pháp công nghệ chính nào được tác giả đề xuất để xử lý nước thải sau hệ thống Biogas?
Tác giả đề xuất xây dựng hệ thống bãi lọc ngầm nhân tạo trồng cây thủy sinh tiếp nhận nước sau ao lắng biogas để tận dụng quá trình lọc cơ học của lớp đất cát và hoạt động phân hủy sinh học của vi sinh vật, xạ khuẩn vùng rễ nhằm xử lý triệt để tải lượng $BOD_5, COD, TSS$ còn sót lại.
Kết luận
Khóa luận đã khảo sát toàn diện hiện trạng quản lý và phân tích thực nghiệm chất lượng môi trường nước tại trang trại chăn nuôi lợn Tuấn Hà, xã Yên Sơn, huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang. Kết quả cho thấy hệ thống biogas đơn lẻ không đủ khả năng xử lý triệt để nước thải chăn nuôi đạt quy chuẩn QCVN 62-MT:2016/BTNMT, đồng thời nguồn nước ngầm sinh hoạt có dấu hiệu ô nhiễm Amoni vượt chuẩn nhiều lần. Các giải pháp đề xuất về bãi lọc ngầm nhân tạo sau biogas và hệ thống xử lý nước ngầm có cơ sở thực tiễn cao, đóng góp thiết thực cho công tác kiểm soát ô nhiễm và phát triển chăn nuôi bền vững tại địa phương.
