HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM VŨ TRÀ MY HIỆU QUẢ XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI SAU BIOGAS BẰNG MỘT SỐ BIỆN PHÁP VẬT LÝ VÀ SINH HỌC Chuyên ngành: Chăn nuôi Mã số: 60.05 Người hướng dẫn khoa học: TS. Hán Quang Hạnh PGS. Vũ Đình Tôn NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Tác giả luận văn Vũ Trà My i LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình. Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc TS. Hán Quang Hạnh và PGS. Vũ Đình Tôn đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Chăn nuôi chuyên khoa, Khoa Chăn nuôi - Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn Phòng Thí nghiệm Trung tâm, Trung tâm Giống Vật nuôi chất lượng cao – Học viện Nông nghiệp Việt Nam và gia đình ông Đặng Đức Binh đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận văn. Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Tác giả luận văn Vũ Trà My ii MỤC LỤC Lời cam đoan.
ii Mục lục. iii Danh mục chữ viết tắt.v Danh mục bảng. vi Danh mục hình. vii Trích yếu luận văn.
viii Thesis abstract. Tính cấp thiết của đề tài. Mục tiêu nghiên cứu. Mục tiêu chung.
Mục tiêu cụ thể. Tổng quan tài liệu. Khái niệm về chất thảı chăn nuôı. Ảnh hưởng của chất thảı vớı con ngườı, vật nuôı và môı trường.
Xử lý chất thả bằng hệ thống Bıogas. Các phương pháp xử lý chất thảı sau Bıogas. Các phương pháp vật lý. Các phương pháp hóa lý.
Các phương pháp hóa học. Các phương pháp sinh học. Giới thiệu về cỏ Vetiver. Các chỉ tıêu thông dụng đánh gıá mức độ ô nhıễm nước thảı.
Các chỉ t êu về vật lý. Các chỉ t êu về hóa học. Các chỉ t êu về v s nh vật. Nghıên cứu trong và ngoàı nước về chất thảı chăn nuôı lợn.
Tình hình ngh ên cứu trong nước. Tình hình ngh ên cứu trên thế giới. Nộı dung và phương pháp nghıên cứu. Địa đıểm nghıên cứu.
Thờı gıan nghıên cứu. Vật liệu nghiên cứu. Nộı dung nghıên cứu. Phương pháp nghiên cứu.
Phương pháp đ ều tra tình hình chăn nuô và xử lý chất thả của các trang trạ tạ huyện Văn G ang. Phương pháp đánh giá hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi sau biogas bằng phương pháp kết hợp tạ mô hình thực ngh ệm. Phương pháp đánh giá hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi sau biogas bằng phương pháp sử dụng hệ thống bè cỏ Vet ver và rơm quy mô phòng thí ngh ệm. Phương pháp xác định các chỉ tiêu nghiên cứu.
Kết quả và thảo luận. Khảo sát tình hình chăn nuôi và xử lý chất thải tại một số trang trại chăn nuôi lợn huyện Văn Giang tỉnh Hưng Yên. Kết quả xử lý chất thải sau biogas tại trại thực nghiệm. Hàm lượng BOD5 và COD của các mẫu nước thải sau xử lý.
Hàm lượng sunfua hòa tan trong nước thải sau khi xử lý. Hàm lượng Nitơ và Phốt-pho trong nước thải và trong mẫu rơm sau khi xử lý. Kim loại nặng trong nước thải trước biogas và sau biogas .coli trong nước thải chăn nuôi. Khả năng xử lý nước thảı sau Bıogas của cỏ vetıver và rơm ở đıều kıện trong chậu thí nghıệm.
Khả năng xử lý nước thải sau biogas của cỏ vetiver. Hiệu quả xử lý nước thả bằng rơm khô. Kết luận và kıến nghị. ̣ 65 Tàı lıệu tham khảo.
66 iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt C Chuồng TNC Thí nghiệm cỏ TNC1 Thí nghiệm cỏ 1 TNC2 Thí nghiệm cỏ 2 TNC3 Thí nghiệm cỏ 3 TNR Thí nghiệm rơm TNR1 Thí nghiệm rơm 1 TNR2 Thí nghiệm rơm 2 TNR3 Thí nghiệm rơm 3 VAC Vườn - Ao - Chuồng VC Vườn - Chuồng v DANH MỤC BẢNG Bảng 4. Tình hình chăn nuôi và xử lý chất thải của các trang trại. Hàm lượng BOD5 (mg/l) của các mẫu nước thải sau xử lý. Hàm lượng COD (mg/l) của các mẫu nước thải sau xử lý.
So sánh sự thay đổi của hàm lượng BOD5 và COD nước thải sau lắng lọc và cây thủy sinh với nước thải sau biogas (%). Hiệu quả xử lý Sunfua hòa tan. Sự thay đổi hàm lượng nitơ và phốt- pho trong nước thải sau khi xử lý. Hàm lượng nitơ và phốt-pho trong rơm khô và rơm sau ngâm trong bể lắng.
Hàm lượng Zn và Cu trong nước thải sau khi xử lý. Số lượng vi sinh vật trong nước thải sau khi xử lý. Khả năng sinh trưởng của lá cỏ Vetiver. Khả năng sinh trưởng của rễ cỏ Vetiver.
Sự thay đổ hàm lượng BOD5 trong nước ở các lô thí ngh ệm (mg/l). Sự thay đổ hàm lượng COD trong nước ở các lô thí ngh ệm (mg/l). Sự thay đổ hàm lượng N tơ tổng số trong nước ở các lô thí ngh ệm (mg/l). Sự thay đổ hàm lượng N-NH4+ trong nước ở các lô thí ngh ệm (mg/l).
Sự thay đổi hàm lượng BOD5 trong nước ở các lô thí nghiệm (mg/l). Sự thay đổi hàm lượng COD trong nước ở các lô thí nghiệm (mg/l). Sự thay đổi hàm lượng N tổng số trong nước ở các lô thí nghiệm (mg/l). Sự thay đổ hàm lượng N-NH4+ trong nước ở các lô thí ngh ệm (mg/l).
Sự thay đổ hàm lượng N tổng số trong mẫu rơm sau kh xử lý qua các tuần (g/kg VCK). 62 vi DANH MỤC HÌNH Hình 4. Hàm lượng BOD5. Hàm lượng COD.
Sự thay đổi hàm lượng Nitơ và Phốt pho nước thải sau xử lý. Sự thay đổi hàm lượng Cu và Zn qua các công đoạn xử lý. Tốc độ sinh trưởng chiều dài lá cỏ qua các tuần trồng thí nghiệm. Tốc độ sinh trưởng chiều dài rễ cỏ qua các tuần trồng thí nghiệm.
Sự thay đổi hàm lượng BOD5 trong nước qua các tuần trồng cỏ thí nghiệm. Sự thay đổi hàm lượng COD trong nước qua các tuần trồng cỏ thí ngh ệm. Sự thay đổi hàm lượng Nitơ tổng số qua các tuần trồng cỏ thí nghiệm. Sự thay đổi hàm lượng N-NH4+ qua các tuần trồng cỏ thí nghiệm.
Sự thay đổi hàm lượng BOD5 trong nước qua các tuần xử lý bằng rơm. Sự thay đổi hàm lượng COD trong nước qua các tuần xử lý bằng rơm. Sự thay đổi hàm lượng N tổng số trong nước qua các tuần xử lý bằng rơm. Sự thay đổi hàm lượng N-NH4+ trong nước qua các tuần xử lý bằng rơm.
Sự thay đổi hàm lượng N tổng số trong rơm qua các tuần xử lý .63 vii TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Tên tác giả: Vũ Trà My Tên Luận văn: Hiệu quả xử lý chất thải chăn nuôi sau biogas bằng một số biện pháp vật lý và sinh học Ngành: Chăn nuôi Mã số: 60.05 Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam Mục đích nghiên cứu Mục đích ngh ên cứu của đề tà nhằm đánh g á được h ệu quả xử lý nước thả chăn nuô sau b ogas kh áp dụng kết hợp các b ện pháp vật lý (lắng lọc có bổ sung rơm) và s nh học (chế phẩm EM và cây thủy s nh vet ver) để từ đó đưa ra khuyến cáo về b ện pháp hiệu quả, đơn giản, dễ áp dụng trong v ệc xử lý chất thả chăn nuô lợn sau b ogas. Phương pháp nghiên cứu Đề tài được thực hiện với 3 nội dung chính bao gồm: 1) Đ ều tra tình hình chăn nuô và xử lý chất thả của các trang trạ được thực h ện bằng phương pháp phỏng vấn 60 chủ trang trạ bằng bộ câu hỏ bán cấu trúc đã chuẩn bị sẵn. Các trang trạ được lựa chọn ngẫu nh ên theo các mô hình sản xuất khác nhau để đ ều tra. 2) Thiết kế một mô hình thực nghiệm xử lý chất thải bằng biện pháp kết hợp bể biogas (20m3), 2 bể lắng (8m3/bể) và ao thủy sinh (200m2) tại trang trại thực nghiệm.
Bể lắng thứ nhất có bổ sung rơm và bể lắng thứ 2 được bổ sung chế phẩm vi sinh EM. Ao thủy sinh có trồng bè cỏ vetiver. Nước thải sau biogas sẽ được chảy ra bể lắng thứ nhất rồi sang bể lắng thứ 2 trước khi đổ xuống ao thủy sinh. Mẫu nước thải được lấy định kì hàng tuần để đánh giá chất lượng nước với một số chỉ tiêu như: BOD5, COD, sunfua hòa tan, N tổng số, P tổng số, N-NH3, N-NO3, Cu, Zn, Coliform tổng số, E.
Mẫu rơm sau khi nhúng cũng được lấy mẫu để xác định hàm lượng N tổng số, P tổng số, N- NH3 có trong rơm. 3) Để đánh giá hiệu quả xử lý nước thải sau biogas của cỏ vetiver và rơm, tiến hành bố trí thí nghiệm trồng cỏ và nhúng rơm trong xô (thể tích 40 lít) ở quy mô phòng thí nghiệm. Thí nghiệm trồng cỏ được tiến hành theo phương pháp phân lô so sánh với 3 lô thí nghiệm (tương ứng với 3 mức trồng cỏ là 2,5g/l, 5g/l và 10g/l) và 1 lô đối chứng. Thí nghiệm sử dụng rơm để xử lý chất thải được tiến hành theo phương pháp phân lô so sánh với 3 lô thí nghiệm (tương ứng với 3 mức sử dụng rơm là 1g/l, 2g/l và 4g/l) và 1 lô đối chứng.