Luận văn thạc sĩ về hiệu quả xử lý chất thải chăn nuôi sau biogas

Tài liệu Hiệu quả xử lý chất thải chăn nuôi sau biogas bằng biện pháp vật lý và tổng hợp lý thuyết và thực hành, phục vụ học tập ngành

• Tác giả: Vũ Trà My
• Người hướng dẫn: TS. Hán Quang Hạnh
• Trường học: Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Chăn nuôi
• Đề tài: Hiệu Quả Xử Lý Chất Thải Chăn Nuôi Sau Biogas Bằng Một Số Biện Pháp Vật Lý Và Sinh Học
• Loại tài liệu: Luận văn
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỤC LỤC
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.2.1. Mục tiêu chung
• 1.2.2. Mục tiêu cụ thể
• 1.3. Tổng quan tài liệu
• 1.3.1. Khái niệm về chất thải chăn nuôi
• 1.3.2. Ảnh hưởng của chất thải với con người, vật nuôi và môi trường
• 1.3.3. Xử lý chất thải bằng hệ thống Biogas
• 1.3.4. Các phương pháp xử lý chất thải sau Biogas
• 1.3.4.1. Các phương pháp vật lý
• 1.3.4.2. Các phương pháp hóa lý
• 1.3.4.3. Các phương pháp hóa học
• 1.3.4.4. Các phương pháp sinh học
• 1.3.5. Giới thiệu về cỏ Vetiver
• 1.3.6. Các chỉ tiêu thông dụng đánh giá mức độ ô nhiễm nước thải
• 1.3.6.1. Các chỉ tiêu về vật lý
• 1.3.6.2. Các chỉ tiêu về hóa học
• 1.3.6.3. Các chỉ tiêu về vi sinh vật
• 1.3.7. Nghiên cứu trong và ngoài nước về chất thải chăn nuôi lợn
• 1.3.7.1. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 1.3.7.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
• 1.4. Nội dung và phương pháp nghiên cứu
• 1.4.1. Địa điểm nghiên cứu
• 1.4.2. Thời gian nghiên cứu
• 1.4.3. Vật liệu nghiên cứu
• 1.4.4. Nội dung nghiên cứu
• 1.4.5. Phương pháp nghiên cứu
• 1.4.5.1. Phương pháp điều tra tình hình chăn nuôi và xử lý chất thải của các trang trại huyện Văn Giang
• 1.4.5.2. Phương pháp đánh giá hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi sau biogas bằng phương pháp kết hợp tại mô hình thực nghiệm
• 1.4.5.3. Phương pháp đánh giá hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi sau biogas bằng phương pháp sử dụng hệ thống bè cỏ Vetiver và rơm quy mô phòng thí nghiệm
• 1.4.5.4. Phương pháp xác định các chỉ tiêu nghiên cứu
• 1.5. Kết quả và thảo luận
• 1.5.1. 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
• 1.5.2. Kết quả xử lý chất thải sau biogas tại trại thực nghiệm
• 1.5.2.1. Hàm lượng BOD5 và COD của các mẫu nước thải sau xử lý
• 1.5.2.2. Hàm lượng sunfua hòa tan trong nước thải sau khi xử lý
• 1.5.2.3. Hàm lượng Nitơ và Phốt-pho trong nước thải và trong mẫu rơm sau khi xử lý
• 1.5.2.4. Kim loại nặng trong nước thải trước biogas và sau biogas
• 1.5.2.5. Coli trong nước thải chăn nuôi
• 1.5.2.6. Khả năng xử lý nước thải sau Biogas của cỏ vetiver và rơm ở điều kiện trong chậu thí nghiệm
• 1.5.2.7. Khả năng xử lý nước thải sau biogas của cỏ vetiver
• 1.5.2.8. Hiệu quả xử lý nước thải bằng rơm khô
• 1.6. Kết luận và kiến nghị
• Tài liệu tham khảo

Tóm tắt

I. Tổng quan về hiệu quả xử lý chất thải chăn nuôi sau biogas

Chất thải chăn nuôi, đặc biệt là từ lợn, là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Việc xử lý chất thải này không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn mang lại lợi ích kinh tế cho người chăn nuôi. Hệ thống biogas đã được áp dụng rộng rãi, nhưng việc xử lý nước thải sau biogas vẫn còn nhiều thách thức. Nghiên cứu này sẽ phân tích hiệu quả của các biện pháp vật lý và sinh học trong việc xử lý chất thải chăn nuôi.

1.1. Khái niệm về chất thải chăn nuôi và biogas

Chất thải chăn nuôi bao gồm phân và nước tiểu của động vật. Hệ thống biogas là một giải pháp hiệu quả để xử lý chất thải này, giúp giảm thiểu ô nhiễm và tạo ra năng lượng tái tạo.

1.2. Tình hình xử lý chất thải chăn nuôi hiện nay

Theo thống kê, chỉ có khoảng 31,79% trang trại sử dụng hệ thống biogas. Việc xử lý nước thải sau biogas vẫn chưa được chú trọng, dẫn đến ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.

II. Vấn đề và thách thức trong xử lý chất thải chăn nuôi

Mặc dù hệ thống biogas đã giúp giảm thiểu ô nhiễm, nhưng vẫn còn nhiều vấn đề cần giải quyết. Nước thải sau biogas thường chứa nhiều chất ô nhiễm như BOD, COD, và các kim loại nặng. Việc tìm kiếm các biện pháp xử lý hiệu quả là rất cần thiết.

2.1. Các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước thải chăn nuôi

Nước thải chăn nuôi thường chứa các chỉ tiêu ô nhiễm như BOD5, COD, nitơ và phốt-pho. Những chất này có thể gây hại cho môi trường và sức khỏe con người.

2.2. Tác động của ô nhiễm đến môi trường

Ô nhiễm từ chất thải chăn nuôi có thể ảnh hưởng đến nguồn nước, không khí và đất đai, gây ra các vấn đề sức khỏe cho cộng đồng và động vật.

III. Phương pháp vật lý trong xử lý chất thải chăn nuôi

Phương pháp vật lý như lắng lọc và sử dụng vật liệu lọc là những giải pháp hiệu quả trong việc xử lý nước thải chăn nuôi. Việc bổ sung rơm vào bể lắng có thể tăng cường khả năng loại bỏ các chất ô nhiễm.

3.1. Lắng lọc và vai trò của rơm

Lắng lọc là phương pháp đơn giản nhưng hiệu quả. Việc bổ sung rơm vào bể lắng giúp tăng cường khả năng loại bỏ nitơ và phốt-pho trong nước thải.

3.2. Hiệu quả của phương pháp vật lý

Nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng phương pháp vật lý có thể giảm đáng kể hàm lượng BOD và COD trong nước thải chăn nuôi.

IV. Phương pháp sinh học trong xử lý chất thải chăn nuôi

Phương pháp sinh học, bao gồm việc sử dụng chế phẩm vi sinh và cây thủy sinh, đã chứng minh được hiệu quả trong việc xử lý nước thải chăn nuôi. Cỏ vetiver là một trong những loại cây được nghiên cứu và áp dụng.

4.1. Cỏ vetiver và khả năng xử lý nước thải

Cỏ vetiver có khả năng hấp thụ các chất ô nhiễm trong nước thải, giúp cải thiện chất lượng nước sau xử lý.

4.2. Chế phẩm vi sinh và hiệu quả xử lý

Việc sử dụng chế phẩm vi sinh EM trong bể lắng đã cho thấy hiệu quả cao trong việc giảm thiểu ô nhiễm nước thải chăn nuôi.

V. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc kết hợp các phương pháp vật lý và sinh học có thể mang lại hiệu quả cao trong xử lý nước thải chăn nuôi. Các chỉ tiêu ô nhiễm giảm đáng kể sau khi áp dụng các biện pháp này.

5.1. Kết quả xử lý nước thải tại trang trại thực nghiệm

Kết quả cho thấy hàm lượng BOD5 và COD giảm đáng kể sau khi áp dụng các biện pháp xử lý, đáp ứng tiêu chuẩn quy định.

5.2. Khả năng áp dụng trong thực tiễn

Các biện pháp xử lý chất thải chăn nuôi có thể được áp dụng rộng rãi tại các trang trại, giúp bảo vệ môi trường và nâng cao hiệu quả kinh tế.

VI. Kết luận và tương lai của xử lý chất thải chăn nuôi

Việc xử lý chất thải chăn nuôi sau biogas là một vấn đề cấp thiết. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng các biện pháp vật lý và sinh học có thể kết hợp hiệu quả để giảm thiểu ô nhiễm. Tương lai cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các giải pháp mới.

6.1. Tầm quan trọng của việc xử lý chất thải

Xử lý chất thải chăn nuôi không chỉ bảo vệ môi trường mà còn góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành chăn nuôi.

6.2. Định hướng nghiên cứu trong tương lai

Cần tiếp tục nghiên cứu để phát triển các công nghệ mới, cải thiện hiệu quả xử lý chất thải chăn nuôi, hướng tới một nền nông nghiệp bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 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. 23 iii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. 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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 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.