Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ngành chăn nuôi giữ vai trò quan trọng trong cơ cấu kinh tế nông nghiệp toàn cầu, đóng góp khoảng 40% tổng GDP nông nghiệp, chiếm 70% diện tích đất nông nghiệp và 30% diện tích đất tự nhiên trên thế giới. Tại Việt Nam, ngành chăn nuôi phát triển với tốc độ bình quân đạt 8,7%/năm theo thống kê của Cục Chăn nuôi năm 2006. Đặc biệt, sau khi Chính phủ ban hành Nghị quyết số 03/2000/NQ-CP ngày 02/02/2000 về phát triển kinh tế trang trại, phương thức chăn nuôi đã chuyển dịch mạnh mẽ từ quy mô nhỏ lẻ hộ gia đình sang chăn nuôi tập trung theo mô hình trang trại công nghiệp. Trong tổng số 7.475 trang trại chăn nuôi lợn trên cả nước thời điểm điều tra, miền Bắc có 3.069 trang trại (chiếm 41,1%) và miền Nam có 4.406 trang trại (chiếm 58,9%). Xu hướng tăng quy mô diễn ra nhanh chóng, phổ biến từ 20–50 lợn nái/trang trại (chiếm 71,3%) và 100–200 lợn thịt/trang trại (chiếm 75,5%).

Tuy nhiên, sự gia tăng nhanh chóng về mật độ vật nuôi đã dẫn đến áp lực ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Báo cáo của Viện Chăn nuôi cho thấy phần lớn các cơ sở chăn nuôi để nước thải xả tự do ra môi trường tự nhiên, gây mùi hôi thối nồng nặc; nồng độ khí độc như H2S và NH3 vượt giới hạn cho phép từ 30 đến 40 lần; hàm lượng vi sinh vật, bào tử nấm, Coliform, E. coli và trứng giun sán trong chất thải đều cao hơn nhiều lần so với tiêu chuẩn. Tại huyện Văn Bàn, tỉnh Lào Cai, đàn lợn tăng trưởng mạnh (năm 2012 đạt 1.173,12 nghìn con, sản lượng thịt hơi đạt 150,4 nghìn tấn), song hạ tầng xử lý môi trường tại hơn 100 trang trại và các hộ chăn nuôi trên địa bàn chưa đáp ứng yêu cầu kỹ thuật; khoảng 40% lượng nước thải vẫn xả trực tiếp ra môi trường hoặc chỉ dùng tưới tiêu, nuôi cá thủ công.

Trang trại heo nái của ông Vũ Ngọc Toàn tại xã Hòa Mạc, huyện Văn Bàn, tỉnh Lào Cai là cơ sở chăn nuôi tập trung quy mô trên 300 lợn nái (tổng đàn thực tế khoảng 600 con). Lượng chất thải rắn (phân, chất độn chuồng, thức ăn thừa, xác vật nuôi) và chất thải lỏng (nước tiểu, nước tắm rửa vật nuôi, nước vệ sinh chuồng trại) phát sinh hàng ngày rất lớn. Công tác xử lý chất thải tại chỗ còn mang tính sơ bộ, hệ thống xử lý chưa được kiểm soát chặt chẽ, dẫn đến nguy cơ suy thoái chất lượng nước mặt, nước ngầm, đất và không khí, đồng thời ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của công nhân và cộng đồng dân cư lân cận. Trước thực tế đó, tác giả Vũ Thanh Lâm thực hiện khóa luận tốt nghiệp nhằm đánh giá thực trạng quản lý, xử lý nước thải và đề xuất các giải pháp kỹ thuật, quản lý phù hợp.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể như sau:

  1. Mục tiêu tổng quát: Đánh giá hiện trạng môi trường trang trại và hệ thống xử lý chất thải chăn nuôi tại trang trại ông Vũ Ngọc Toàn, xã Hòa Mạc, huyện Văn Bàn, tỉnh Lào Cai; từ đó đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong trang trại chăn nuôi lợn phù hợp với điều kiện thực tế ở địa phương.
  2. Mục tiêu cụ thể:
    • Khái quát về tình hình hoạt động của trang trại chăn nuôi lợn tại xã Hòa Mạc, huyện Văn Bàn, tỉnh Lào Cai.
    • Đánh giá hiện trạng hệ thống xử lý chất thải chăn nuôi tại trang trại ông Vũ Ngọc Toàn.
    • Đánh giá hiện trạng chất lượng môi trường tại trang trại ông Vũ Ngọc Toàn thông qua các chỉ tiêu phân tích nước thải.
    • Đề xuất các giải pháp quản lý và công nghệ nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường cho trang trại trong điều kiện thực tế.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Chất thải phát sinh trong quá trình chăn nuôi lợn; công tác thu gom, quản lý chất thải; quy trình công nghệ xử lý nước thải tại trang trại.
  • Phạm vi không gian: Khu vực trang trại chăn nuôi lợn nái của ông Vũ Ngọc Toàn, xã Hòa Mạc, huyện Văn Bàn, tỉnh Lào Cai.
  • Phạm vi thời gian: Đề tài được triển khai thực hiện và thu thập số liệu thực địa từ tháng 7/2018 đến tháng 11/2018.

Cơ sở pháp lý và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được xây dựng trên hệ thống cơ sở pháp lý, quy chuẩn kỹ thuật nhà nước kết hợp với các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và điều tra xã hội học môi trường.

Hệ thống cơ sở pháp lý và quy chuẩn kỹ thuật áp dụng:

  • Luật Bảo vệ môi trường số 55/2014/QH13 ngày 23/06/2014 của Quốc hội;
  • Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13 ngày 21/06/2012 của Quốc hội;
  • Nghị định số 19/2015/NĐ-CP ngày 14/02/2015 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Bảo vệ môi trường;
  • Nghị định số 149/2004/NĐ-CP ngày 27/07/2004 của Chính phủ quy định cấp phép thăm dò, khai thác, sử dụng tài nguyên nước, xả nước thải vào nguồn nước;
  • Nghị định số 117/2009/NĐ-CP ngày 31/12/2009 của Chính phủ về xử lý vi phạm pháp luật trong lĩnh vực bảo vệ môi trường;
  • Nghị định số 41/2010/NĐ-CP ngày 12/04/2010 của Chính phủ về chính sách tín dụng phục vụ phát triển nông nghiệp, nông thôn;
  • Thông tư liên tịch số 69/2000/TTLT-BNN-TCTK ngày 26/03/2000 quy định tiêu chí đánh giá quy mô trang trại chăn nuôi;
  • Thông tư số 27/2011/TT-BNNPTNT ngày 13/04/2011 quy định về tiêu chí và thủ tục cấp giấy chứng nhận kinh tế trang trại;
  • Thông tư số 04/2010/TT-BNNPTNT về điều kiện trại chăn nuôi lợn, gia cầm an toàn sinh học;
  • QCVN 62-MT:2016/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chăn nuôi;
  • QCVN 01-14:2010/BNN&PTNT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về điều kiện trang trại chăn nuôi lợn an toàn sinh học;
  • QCVN 01-79:2011/BNN&PTNT: Quy trình đánh giá kiểm tra điều kiện vệ sinh thú y;
  • QCVN 01-39:2011/BNNPTNT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về vệ sinh nước dùng trong chăn nuôi;
  • QCVN 01-78:2011/BNNPTNT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về thức ăn chăn nuôi.

Tổng quan lý thuyết và mô hình công nghệ: Văn bản tổng kết các mô hình xử lý chất thải chăn nuôi trên thế giới và tại Việt Nam: công nghệ SBR (Sequencing Batch Reactor) xử lý hiếu khí kết hợp kỵ khí tại Hà Lan; quy trình VALPUREN kết hợp phân hủy kỵ khí và sấy bùn bằng nhiệt tại Tây Ban Nha; mô hình bể kỵ khí ngược dòng qua tầng bùn (UASB) tại Thái Lan. Tại Việt Nam, tác giả điểm qua các nghiên cứu về mô hình biogas bổ sung bã mía của Lâm Vĩnh Sơn và Nguyễn Trần Ngọc Phương (2011), nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi sau yếm khí bằng SBR của Đặng Thị Hồng Phương (2013) tại Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, và mô hình lọc dòng bùn ngược của Trương Thanh Cảnh (2010).

Phương pháp nghiên cứu thực hiện:

  1. Phương pháp kế thừa: Thu thập, tổng hợp các tài liệu khoa học, giáo trình, báo cáo ngành chăn nuôi và bảo vệ môi trường đã công bố.
  2. Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp: Sử dụng 01 phiếu điều tra trực tiếp chủ trang trại về quy mô tổng đàn, diện tích đất đai, quy trình nuôi và quy trình xử lý chất thải; phỏng vấn công nhân lao động trực tiếp trong chuồng nuôi; phỏng vấn người dân sinh sống tại khu vực lân cận; khảo sát thực địa hiện trạng hệ thống thoát nước, hầm biogas phủ bạt HDPE và ao sinh học.
  3. Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp: Tiếp cận báo cáo, số liệu thống kê từ phòng Tài nguyên và Môi trường, phòng Nông nghiệp và Phát triển nông thôn huyện Văn Bàn, tài liệu lưu trữ của chính quyền địa phương.
  4. Phương pháp lấy mẫu, bảo quản và phân tích trong phòng thí nghiệm:
    • Điểm lấy mẫu: Gồm 3 vị trí điển hình:
      • Mẫu 1: Nước thải chăn nuôi thô chưa qua xử lý, thu tại mương dẫn hở phía sau các dãy chuồng lợn;
      • Mẫu 2: Nước thải sau khi qua hầm biogas phủ bạt HDPE, thu tại cửa xả sau bể biogas;
      • Mẫu 3: Nước thải tại ao sinh học của trang trại trước khi xả ra môi trường.
    • Kỹ thuật lấy mẫu và bảo quản: Mẫu nước mặt và nước thải lấy ở tầng mặt (độ sâu 20 cm) bằng thiết bị chuyên dụng theo đúng hướng dẫn của QCVN 62-MT:2016/BTNMT. Dụng cụ chứa mẫu bằng chai thủy tinh hoặc chai nhựa polime vô trùng tùy chỉ tiêu; mẫu phân tích BOD, tổng N, tổng P, kim loại nặng được axit hóa bằng H2SO4 đến pH ≤ 2; mẫu xác định pH, Coliform và As được bảo quản lạnh ở 4°C; DO và COD được xác định hoặc cố định ngay tại hiện trường.
    • Phương pháp phân tích: Thực hiện tại phòng thí nghiệm Viện Kỹ thuật Công nghệ Môi trường Hà Nội. Giá trị pH và DO đo bằng máy đo điện cực thủy tinh cầm tay (pH/DO Meter); COD xác định bằng phương pháp chuẩn độ K2Cr2O7 với muối Mohr; BOD5 xác định dựa trên tỷ lệ thực nghiệm (BOD5 = COD × 80%); NO3- xác định bằng phương pháp so màu Cataldo trên máy quang phổ UV/VIS ở bước sóng 420 nm; tổng chất rắn lơ lửng (TSS) xác định bằng phương pháp khối lượng qua giấy lọc cellulose acetate đường kính lỗ 0,45 µm, sấy khô ở nhiệt độ 105°C đến khối lượng không đổi.
  5. Phương pháp xử lý số liệu: Sử dụng phần mềm Microsoft Word và Microsoft Excel để xử lý thống kê, lập bảng biểu, tính toán giá trị trung bình và so sánh đối chiếu với các giới hạn quy chuẩn môi trường hiện hành.

Nội dung chính theo từng phần của khóa luận

Bố cục khóa luận gồm 5 phần chính, phản ánh đầy đủ tiến trình nghiên cứu từ cơ sở lý luận đến khảo sát thực tiễn tại trang trại Vũ Ngọc Toàn:

Phần 1: Mở đầu

Tác giả trình bày tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ sự phát triển của ngành chăn nuôi lợn tập trung trên thế giới và tại Việt Nam, đặc biệt là sự gia tăng áp lực chất thải đối với môi trường nông thôn. Nội dung phần này xác định mục tiêu tổng quát, 4 mục tiêu cụ thể, ý nghĩa khoa học trong việc bổ sung cơ sở dữ liệu thực nghiệm và ý nghĩa thực tiễn trong công tác cải thiện cảnh quan, môi trường sống quanh trại lợn nái Vũ Ngọc Toàn.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Phần tổng quan tập hợp hệ thống văn bản pháp lý về bảo vệ môi trường chăn nuôi tại Việt Nam; phân tích xu thế chuyển dịch sản xuất thịt lợn toàn cầu (vai trò dẫn đầu của Trung Quốc, dự báo mô hình IMPACT của IFPRI đến năm 2020); khái quát hiện trạng ô nhiễm chăn nuôi trong nước với các số liệu của Tổng cục Thống kê (2012) và Viện Chăn nuôi (2006). Phần này đồng thời điểm lại diễn biến đàn lợn huyện Văn Bàn giai đoạn 2001–2012 (tổng đàn tăng 3,46%/năm, đạt 1.173,12 nghìn con năm 2012; sản lượng thịt hơi tăng 9,11%/năm, đạt 150,4 nghìn tấn) và tổng kết các công nghệ xử lý chất thải sinh học tiên tiến (SBR, VALPUREN, UASB, Biogas phủ bạt HDPE).

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

Nội dung chi tiết hóa đối tượng, phạm vi không gian (xã Hòa Mạc, huyện Văn Bàn, Lào Cai) và thời gian thực hiện (tháng 7/2018 – tháng 11/2018). Tác giả mô tả chi tiết 4 nội dung công việc và quy trình thực hiện các phương pháp: kế thừa, điều tra khảo sát sơ cấp, thu thập số liệu thứ cấp, quy trình lấy mẫu nước tại 3 vị trí (nước thải thô, sau biogas, tại ao sinh học), kỹ thuật bảo quản mẫu bằng hóa chất/nhiệt độ và các nguyên lý phân tích thông số hóa lý môi trường tại phòng thí nghiệm.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Đây là phần nội dung trọng tâm của khóa luận, bao gồm các kết quả điều tra và phân tích cụ thể:

  • Khái quát và tổ chức sản xuất: Trang trại thành lập năm 2013 với vốn đầu tư 8 tỷ đồng, liên kết với Công ty Cổ phần Chăn nuôi C.P. Việt Nam chuyên nuôi lợn sinh sản. Giống nuôi là lợn con lai giữa cái Landrace - Yorkshire với đực Pietrain - Duroc hoặc Duroc. Đàn nái duy trì từ 624 con (năm 2014), 694 con (năm 2015), 685 con (năm 2016) và bình quân 600 con năm 2018, cung cấp ổn định từ 750 đến 1.200 lợn con cai sữa/tháng. Bộ máy quản lý gồm 3 cấp: Chủ trại điều hành chung, Kỹ sư chăn nuôi phụ trách kỹ thuật kiêm phân công lao động, và đội ngũ công nhân trực tiếp chăm sóc chuồng nuôi. Cơ sở áp dụng triết lý quản lý 5S của Nhật Bản (Sàng lọc, Sắp xếp, Sạch sẽ, Săn sóc, Sẵn sàng) nhằm giảm lãng phí và duy trì vệ sinh chuồng trại.
  • Quy mô mặt bằng và phân bố chuồng trại: Trang trại hoạt động theo mô hình V–A–C (Vườn – Ao – Chuồng) với tổng diện tích 23.700 m². Chuồng trại gồm 20 ô chuồng lợn đực, 375 ô chuồng nái mang thai, 180 ô chuồng nái đẻ và chuồng cách ly nuôi giữ 70 lợn hậu bị.
  • Quy trình dinh dưỡng và tiêu thụ nước: Trang trại sử dụng 100% thức ăn công nghiệp hỗn hợp của C.P. Khẩu phần ăn được điều chỉnh nghiêm ngặt theo chu kỳ sinh sản: nái mang thai ăn 1,8–2,5 kg/ngày, giảm dần trong 4 ngày trước khi đẻ (từ 2,5 kg xuống 1,0 kg) và tăng dần trong 4 ngày sau khi đẻ (từ 2,0 kg lên 5,0 kg; trung bình giai đoạn nuôi con đạt 4,5–5,0 kg/ngày). Nước uống và vệ sinh chuồng sử dụng nguồn giếng khơi, được khử trùng bằng Clorin và lọc qua màng nano, tiêu thụ trung bình 20–30 lít/con/ngày.
  • Phát sinh và quản lý chất thải: Tác giả ghi nhận khối lượng phân thải trung bình theo giai đoạn: nái chờ phối thải 1,29 kg/ngày; nái chửa kỳ I thải 0,774 kg/ngày; nái chửa kỳ II thải 0,946 kg/ngày; nái nuôi con thải 2,15 kg/ngày (trung bình 3 nhóm nái là 1,29 kg/nái/ngày). Lượng chất thải rắn theo lứa tuổi: lợn con thải 0,2 kg/con/ngày (đàn 1.230 con); lợn nái thải 1,29 kg/con/ngày (đàn 610 con); lợn hậu bị thải 1,16 kg/con/ngày (đàn 50 con); lợn đực giống thải 1,07 kg/con/ngày (đàn 20 con).
  • Thực trạng hệ thống xử lý chất thải: Trang trại áp dụng hệ thống Ao – Chuồng (AC). Về chất thải rắn, 82,6% được thu gom đóng bao bán làm phân bón hoặc nuôi cá (vận chuyển 1–2 lần/tuần bằng xe tải/công nông), 17,4% xả trực tiếp xuống ao cá; bao tải tái sử dụng chưa được khử trùng. Về chất thải lỏng, chỉ có 12,7% được thu gom xử lý qua hầm biogas phủ bạt HDPE dung tích 1.018 m³ và hồ sinh học, còn lại 87,3% thải ra môi trường qua hệ thống mương rãnh.
  • Chất lượng nước thải: Kết quả phân tích đối chứng mẫu trước và sau biogas cho thấy dù các chỉ số có giảm nhưng nồng độ ô nhiễm hữu cơ và cặn lơ lửng vẫn vượt ngưỡng quy định tại QCVN 62-MT:2016/BTNMT.
  • Đề xuất giải pháp: Tác giả đề xuất các nhóm giải pháp: quản lý kỹ thuật chuồng trại (thu gom phân khô triệt để trước khi xịt rửa chuồng, kiểm soát nguồn nước rửa); cải tạo công nghệ (vận hành hồ sinh học nhiều bậc thả thực vật thủy sinh để tiếp tục phân giải BOD, COD sau biogas); tuân thủ chính sách, quy chuẩn môi trường nhà nước.

Phần 5: Kết luận và khuyến nghị

Khóa luận đúc kết các phát hiện chính về quy mô đàn, khối lượng chất thải phát sinh và mức độ quá tải của hệ thống biogas phủ bạt HDPE hiện hữu. Đồng thời, tác giả đưa ra các khuyến nghị đối với chủ cơ sở chăn nuôi và cơ quan quản lý môi trường huyện Văn Bàn nhằm tăng cường giám sát nguồn thải và hoàn thiện công trình xử lý chất thải lỏng.

Kết quả và đóng góp nghiên cứu

Khóa luận đã cung cấp hệ thống số liệu định lượng chi tiết về mặt bằng, phát sinh chất thải và hiệu quả xử lý nước thải tại trang trại Vũ Ngọc Toàn.

Cơ cấu diện tích đất đai của trang trại được tổng hợp tại bảng sau:

Mục đích sử dụng Diện tích (m²) Tỷ lệ cơ cấu (%)
Vườn cây 20.000 84,39
Chuồng nuôi 2.000 8,44
Khu xử lý chất thải 1.000 4,22
Ao nuôi cá / hồ sinh học 500 2,11
Nhà ở và điều hành 200 0,84
Tổng diện tích 23.700 100,00

Về phát sinh chất thải rắn chăn nuôi, số liệu khảo sát theo từng nhóm vật nuôi tại trang trại ghi nhận:

Phân loại lợn theo lứa tuổi Số lượng đàn (con) Lượng CTR trung bình (kg/con/ngày) Tổng lượng CTR phát sinh (kg/ngày)
Lợn con theo mẹ / sau cai sữa 1.230 0,20 246,00
Lợn nái 610 1,29 786,90
Lợn hậu bị 50 1,16 58,00
Lợn đực giống 20 1,07 21,40
Tổng cộng 1.910 — 1.112,30

Về chất lượng nước thải và hiệu quả xử lý của hệ thống hầm biogas phủ bạt HDPE, kết quả kiểm nghiệm tại phòng thí nghiệm được so sánh đối chiếu với QCVN 62-MT:2016/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chăn nuôi):

Chỉ tiêu phân tích Đơn vị tính Nước thải trước xử lý (thô) Nước thải sau xử lý (sau biogas) QCVN 62-MT:2016/BTNMT Đánh giá sau xử lý
pH — 9,89 8,09 5,5 – 9,0 Đạt quy chuẩn
BOD5 mg/l 526,47 336,82 100 Vượt 3,36 lần
COD mg/l 742,24 479,45 300 Vượt 1,60 lần
TSS mg/l 658,70 346,83 150 Vượt 2,31 lần
DO mg/l 2,67 3,99 — Tăng hàm lượng oxy hòa tan
NO3- mg/l 0,07 0,05 — Giảm nhẹ

Đánh giá hiệu quả xử lý từ số liệu thực nghiệm:

  • Nước thải trước xử lý mang tính kiềm nhẹ (pH = 9,89, vượt quy chuẩn từ 0,8 đến 1,0 đơn vị), hàm lượng chất hữu cơ và cặn lơ lửng ở mức rất cao: BOD5 vượt quy chuẩn 5,26 lần, COD vượt 2,47 lần, TSS vượt 4,39 lần.
  • Sau khi qua hầm biogas phủ bạt HDPE dung tích 1.018 m³, chỉ số pH giảm về mức 8,09 (nằm trong giới hạn cho phép 5,5–9,0); DO tăng từ 2,67 mg/l lên 3,99 mg/l; NO3- giảm từ 0,07 mg/l xuống 0,05 mg/l.
  • Tuy nhiên, hầm biogas đơn lẻ không thể xử lý triệt để các hợp chất hữu cơ và cặn lơ lửng: BOD5 sau xử lý còn 336,82 mg/l (vẫn vượt 3,36 lần ngưỡng cho phép); COD còn 479,45 mg/l (vượt 1,60 lần); TSS còn 346,83 mg/l (vượt 2,31 lần).

Giải pháp và đóng góp của khóa luận:

  • Tác giả chỉ rõ mặt hạn chế của việc chỉ dựa vào hầm biogas phủ bạt HDPE: công trình này chỉ giải quyết được một phần tải lượng ô nhiễm hữu cơ và có ưu điểm tận thu khí đốt sinh học, nhưng nước thải đầu ra chưa thể đạt quy chuẩn môi trường xả thải.
  • Đề xuất các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm có tính khả thi đối với trang trại:
    • Biện pháp quản lý: Thu gom phân khô triệt để (phân gom khô đạt 82,6% cần tiếp tục nâng cao), hạn chế tối đa việc dùng nước xịt rửa cuốn trôi phân tươi vào hệ thống mương; kiểm soát chặt chẽ lượng nước tắm và rửa chuồng (hiện tiêu tốn 20–30 lít/con/ngày); khử trùng các bao tải chứa phân trước khi vận chuyển ra khỏi cơ sở.
    • Biện pháp công nghệ: Thiết kế và vận hành bổ sung các công trình xử lý sau biogas, cụ thể là cải tạo hồ sinh học 500 m² thành chuỗi hồ sinh học nhiều bậc kỵ khí – hiếu khí, thả bèo lục bình hoặc thực vật thủy sinh nhằm tận dụng khả năng tự làm sạch, hấp thụ triệt để nitơ, phốt pho, giảm thiểu BOD5, COD và lắng lọc TSS trước khi xả ra sông suối.
    • Biện pháp pháp lý: Thực hiện đánh giá tác động môi trường hoặc đăng ký kế hoạch bảo vệ môi trường, kiểm trắc định kỳ chất lượng nước thải theo quy định của Luật Bảo vệ môi trường 2014.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận đã thẳng thắn ghi nhận những hạn chế trong quá trình triển khai:

  • Thời gian khảo sát và thực tập tốt nghiệp tương đối ngắn (kéo dài trong 5 tháng, từ tháng 7/2018 đến tháng 11/2018), do đó dữ liệu quan trắc mới phản ánh chất lượng nước thải ở một thời điểm nhất định, chưa theo dõi được sự biến động chất lượng nước thải giữa các mùa khô và mùa mưa trong năm.
  • Số lượng mẫu phân tích phòng thí nghiệm còn hạn chế (3 mẫu đại diện cho 3 điểm xả), chưa khảo sát chi tiết nồng độ ô nhiễm theo các khung giờ vệ sinh chuồng trại khác nhau trong ngày.
  • Đánh giá ô nhiễm không khí và môi trường đất xung quanh trang trại mới chỉ dừng lại ở mức độ khảo sát định tính qua quan sát hiện trường và phỏng vấn các triệu chứng cảm quan của công nhân nuôi lợn, chưa có điều kiện đo đạc bằng máy quan trắc chuyên dụng các chỉ tiêu khí H2S, NH3, CH4 hay dư lượng kim loại nặng trong đất.

Hướng nghiên cứu tiếp theo được đề xuất:

  • Tiếp tục mở rộng chu kỳ quan trắc, tăng tần suất lấy mẫu nước thải theo mùa và theo chu kỳ sản xuất của đàn lợn nái.
  • Thực hiện các nghiên cứu thực nghiệm ứng dụng các mô hình xử lý bổ sung sau biogas (như bãi lọc thực vật ngập nước, mô hình bùn hoạt tính SBR hoặc hồ sinh học bậc cao) để tìm ra phương án kỹ thuật tối ưu về mặt kinh phí cho các trang trại chăn nuôi lợn quy mô vừa và lớn tại khu vực miền núi phía Bắc.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là tài liệu tham khảo chuyên ngành hữu ích đối với:

  • Sinh viên, học viên chuyên ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Môi trường, Kỹ thuật Môi trường và Chăn nuôi Thú y đang thực hiện đồ án, khóa luận tốt nghiệp về xử lý chất thải chăn nuôi công nghiệp.
  • Cán bộ quản lý môi trường tại địa phương, chủ các trang trại chăn nuôi lợn tập trung tại các tỉnh trung du, miền núi phía Bắc có điều kiện tự nhiên và mô hình liên kết tương đồng với trang trại Vũ Ngọc Toàn.

Các nội dung có giá trị sử dụng và trích dẫn trực tiếp:

  • Phương pháp luận lấy mẫu, bảo quản và quy trình phân tích các thông số hóa lý nước thải chăn nuôi (pH, DO, BOD5, COD, TSS, NO3-) theo QCVN 62-MT:2016/BTNMT.
  • Bảng số liệu thực nghiệm về định mức thức ăn công nghiệp C.P, định mức tiêu thụ nước và lượng phân thải thực tế theo từng nhóm lợn nái (chờ phối, mang thai kỳ I, kỳ II và nuôi con).
  • Bộ số liệu đối chứng về hiệu quả xử lý thực tế của hầm biogas phủ bạt HDPE dung tích 1.018 m³, cung cấp minh chứng thực tế về việc nước thải sau biogas vẫn vượt chuẩn cho phép và bắt buộc phải có các công trình xử lý bậc hai hỗ trợ.

Câu hỏi thường gặp

1. Trang trại Vũ Ngọc Toàn có quy mô chăn nuôi, tổng diện tích đất và vốn đầu tư ban đầu như thế nào?

Trang trại được thành lập năm 2013 với tổng vốn đầu tư ban đầu 8 tỷ đồng, liên kết gia công với Công ty Cổ phần Chăn nuôi C.P. Việt Nam chuyên nuôi lợn sinh sản. Tổng diện tích đất của trang trại là 23.700 m² (trong đó vườn chiếm 20.000 m², chuồng nuôi 2.000 m², khu xử lý chất thải 1.000 m², ao 500 m² và nhà ở 200 m²). Đàn nái của trang trại duy trì khoảng 600–694 con, xuất bán bình quân từ 750 đến 1.200 lợn con sau cai sữa mỗi tháng.

2. Định mức thức ăn và khối lượng phân phát sinh hàng ngày của các nhóm lợn nái tại trang trại là bao nhiêu?

Theo số liệu điều tra năm 2018 tại trang trại:

  • Nhóm nái chờ phối: Khẩu phần ăn 3,0 kg/ngày, lượng phân thu được 1,29 kg/nái/ngày.
  • Nhóm nái chửa kỳ I: Khẩu phần ăn 1,8 kg/ngày, lượng phân thu được 0,774 kg/nái/ngày.
  • Nhóm nái chửa kỳ II: Khẩu phần ăn 2,2 kg/ngày, lượng phân thu được 0,946 kg/nái/ngày.
  • Nhóm nái nuôi con: Khẩu phần ăn 5,0 kg/ngày, lượng phân thu được 2,15 kg/nái/ngày.
  • Trung bình 3 nhóm nái ăn 3,0 kg cám/ngày và thải 1,29 kg phân/nái/ngày.

3. Trang trại áp dụng mô hình xử lý chất thải nào và tỷ lệ chất thải được xử lý thực tế đạt bao nhiêu?

Trang trại áp dụng mô hình Ao – Chuồng (AC). Về chất thải rắn, 82,6% được thu gom đóng bao bán làm phân bón hoặc nuôi cá, 17,4% xả thẳng làm thức ăn cho cá ao. Về chất thải lỏng, chỉ có 12,7% được dẫn qua hầm biogas phủ bạt HDPE và hồ sinh học, còn lại 87,3% không qua xử lý mà xả trực tiếp ra môi trường qua hệ thống mương thoát.

4. Hiệu quả xử lý nước thải của hầm biogas phủ bạt HDPE tại trang trại thể hiện qua các chỉ số phân tích nào?

Kết quả kiểm nghiệm cho thấy hầm biogas đưa pH từ 9,89 về 8,09 (đạt quy chuẩn QCVN 62-MT:2016/BTNMT), tăng nồng độ DO từ 2,67 lên 3,99 mg/l và giảm nhẹ NO3- từ 0,07 xuống 0,05 mg/l. Tuy nhiên, các chỉ tiêu ô nhiễm chính sau xử lý vẫn vượt xa giới hạn cho phép: BOD5 đạt 336,82 mg/l (vượt 3,36 lần), COD đạt 479,45 mg/l (vượt 1,60 lần) và TSS đạt 346,83 mg/l (vượt 2,31 lần).

5. Tác giả đưa ra những kiến nghị công nghệ nào để xử lý triệt để nước thải sau biogas?

Tác giả kiến nghị trang trại cần xây dựng hệ thống xử lý bổ sung sau biogas, trọng tâm là cải tạo hồ sinh học hiện có thành hệ thống chuỗi hồ sinh học nhiều bậc kỵ khí – hiếu khí kết hợp thả bèo lục bình hoặc các loại thực vật thủy sinh để hấp thụ triệt để đạm, lân, tăng cường lắng lọc cặn lơ lửng (TSS) và oxy hóa các chất hữu cơ hòa tan (BOD5, COD) trước khi xả thải ra nguồn tiếp nhận bên ngoài.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Vũ Thanh Lâm đã phản ánh toàn diện thực trạng công tác quản lý chất thải và chất lượng nước thải tại trang trại chăn nuôi heo nái Vũ Ngọc Toàn (Văn Bàn, Lào Cai). Kết quả phân tích thực nghiệm chứng minh rằng mô hình hầm biogas phủ bạt HDPE đơn lẻ kết hợp ao cá truyền thống chưa thể xử lý triệt để nước thải chăn nuôi, với các thông số BOD5, COD và TSS sau xử lý đều vượt quy chuẩn QCVN 62-MT:2016/BTNMT. Các nhóm giải pháp về thu gom phân khô triệt để, cải tạo chuỗi hồ sinh học sau biogas và tuân thủ quy định pháp luật môi trường mà tác giả đề xuất mang tính khả thi cao, góp phần định hướng phát triển bền vững cho mô hình kinh tế trang trại chăn nuôi tại địa phương.