MỞ ĐẦU Nước thải từ hoạt động giết mổ lợn thường có chứa hàm lượng cao của các chất ô nhiễm như chất hữu cơ, chất dinh dưỡng hay các vi khuẩn gây bệnh, nếu thải trực tiếp ra môi trường có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường hệ sinh thái cũng như sức khỏe của con người. Vấn đề này cần được đặc biệt quan tâm ở Việt Nam, khi mà phần lớn hoạt động giết mổ gia súc nói chung và giết mổ lợn nói riêng đều sử dụng các quy trình giết mổ thủ công hoặc bán công nghiệp nên lượng nước thải và mức độ ô nhiễm là rất lớn. Mặc dù hiện nay, nhiều công nghệ xử lý nước thải giết mổ lợn đã được nghiên cứu và ứng dụng thành công trên thế giới tuy nhiên hiện vẫn chưa có công nghệ nào thực sự phù hợp với điều kiện kinh tế và kỹ thuật của các cơ sở giết mổ lợn tại Việt Nam. Do đó, việc lựa chọn, nghiên cứu và cải thiện các công nghệ mới phù hợp với đặc điểm của Việt Nam là vấn đề cần được quan tâm.
Tính cấp thiết của đề tài Một trong những vấn đề về được chú ý hiện nay đó chính là ô nhiễm môi trường từ các cơ sở giết mổ nói chung và các cơ sở giết mổ lợn nói riêng. Nước thải từ các cơ sở giết mổ lợn, đặc biệt là những cơ sở giết mổ nhỏ lẻ thường có thành phần phức tạp và tiềm ẩn nhiều nguy cơ gây ô nhiễm môi trường nếu không được xử lý đúng mức. Trong đó, các chất ô nhiễm chính phải kể đến đó là các hợp chất hữu cơ được đại diện qua chỉ tiêu COD, các chất rắn lơ lửng, các chất dinh dưỡng (N, P) và nhiều loại vi sinh vật gây bệnh. Các thành phần ô nhiễm này nếu không được xử lý đúng cách sẽ gây ô nhiễm ô môi trường nghiêm trọng đồng thời ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe con người.
Mặc dù, nguy cơ gây ô nhiễm từ các cơ sở giết mổ là không khó để nhận ra nhưng việc quản lý cũng như xử lý triệt để nguồn ô nhiễm này vẫn 2 còn gặp nhiều khó khăn do các cơ sở giết mổ chủ yếu vẫn sử dụng phương pháp giết mổ thủ công hoặc bán công nghiệp, lại nằm xen kẽ giữa các khu dân cư đông đúc. Khi đó, các loại chất thải không có sự phân loại rõ ràng, các loại chất thải như phân, nước, phụ phẩm xả tràn lan khi giết mổ hoặc thải trực tiếp xuống sông, suối, hồ, cống rãnh thoát nước, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Và để giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường do hoạt động giết mổ, Chính phủ đã ban hành nhiều chính sách, quyết định nhằm khuyến khích đầu tư xây dựng các cơ sở giết mổ tập trung có hạ tầng đồng bộ, không chỉ đảm bảo về vấn đề môi trường mà còn đảm bảo về vệ sinh an toàn thực phẩm. Theo Cục Thú y, tính đến tháng 6 năm 2018, cả nước có 52/63 (82,53%) tỉnh/thành phố đã được phê duyệt Đề án quy hoạch cơ sở giết mổ động vật tập trung.
Sau khi phê duyệt, Chính phủ và các tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương cũng tích cực ban hành các cơ chế, chính sách nhằm khuyến khích, thu hút và thúc đẩy đầu tư vào những cơ sở này. Trong đó hướng tới việc lựa chọn sử dụng các dây chuyền công nghệ tiên tiến, hiện đại và đảm bảo thân thiện với môi trường. Mặc dù vậy, mới chỉ có 365/983 (37,1%) cơ sở giết mổ lợn tập trung, 77/152 (50,6%) cơ sở giết mổ gia cầm, 24/95 (25,2%) cơ sở giết mổ trâu, bò được đưa vào sử dụng. Việc chủ trương đầu tư xây dựng các cơ sở giết mổ hiện đại hơn chưa thực sự hiệu quả cần phải được xem xét dựa trên mặt quản lý nhà nước và mặt công nghệ.
Về mặt quản lý, việc quản lý kiểm soát nguồn thải, giám sát chất lượng môi trường; tuyên truyền, hướng dẫn các biện pháp phòng ngừa, giảm thiểu nguy cơ ảnh hưởng đến sức khỏe người dân, cộng đồng; các biện pháp tăng cường thanh tra, kiểm tra về môi trường; nâng cao năng lực quản lý môi trường, thẩm định đánh giá tác động môi trường; chủ động trong công tác phòng ngừa và xử lý ô nhiễm môi trường, thay vì bị động ứng phó… vẫn còn 3 là những thách thức lớn đối với công tác quản lý môi trường nói riêng và quản lý tài nguyên và môi trường nói chung của Việt Nam hiện nay và trong tương lai. Về mặt công nghệ, trên thế giới hiện đã có nhiều công nghệ có thể được áp dụng để xử lý nước thải giết mổ lợn, các phương pháp đó bao gồm: các phương pháp hóa lý (keo tụ, tuyển nổi,.), các phương pháp sinh học (các công nghệ xử lý hiếu khí, thiếu khí, kỵ khí,,. Thông thường, để có thể xử lý triệt để các thành phần ô nhiễm khác nhau, hệ thống xử lý nước thải từ cơ sở giết mổ gia súc nói chung là sự kết hợp của hai hay nhiều phương pháp xử lý khác nhau. Tuy nhiên, vấn đề mấu chốt ở đây đó là chưa có nhiều công nghệ được nghiên cứu ứng dụng đề phù hợp với điều kiện kinh tế kỹ thuật của các cơ sở giết mổ tại Việt Nam.
Các công nghệ này thường yêu cầu diện tích mặt bằng lớn, yêu cầu trình độ vận hành cao, chi phí vận hành lớn,. Như vậy, với chủ trương phát triển các cơ sở giết mổ tập trung, là hướng đi tất yếu để nâng cao chất lượng sản phẩm và nâng cao chất lượng cuộc sống thì việc nghiên cứu và đề xuất các giải pháp công nghệ xử lý chất thải nói chung và nước thải nói riêng của các cơ sở giết mổ tập trung là một vấn đề rất cấp thiết, đặc biệt là các công nghệ có thể áp dụng xử lý tại nguồn thay vì cần đầu tư các hệ thống thu gom quy mô lớn và có thể khắc phục được những hạn chế kể trên. Trong thời gian gần đây, công nghệ màng lọc sinh học khí nâng (GL- MBR) đã dành được nhiều sự quan tâm. Công nghệ mới này vừa mang những ưu điểm của công nghệ màng lọc sinh học truyền thống (như khả năng tách pha rắn - lỏng tốt, giúp duy trì được lượng sinh khối tối ưu, đồng thời còn có khả năng loại bỏ các vi sinh vật gây bệnh, yêu cầu diện tích sử dụng ít hơn so với công nghệ sinh học truyền thống [63]), vừa có thể khắc phục được nhược điểm của MBR đó là hiện tượng tắc màng sau một thời gian vận hành nhất 4 định, đòi hỏi quá trình làm sạch màng bằng hóa chất hoặc thay màng, dẫn tới làm gia tăng chi phí bảo dưỡng và vận hành.
Bên cạnh đó, nước thải giết mổ lợn có chứa tỉ lệ cao các hợp chất hữu cơ trong đó chủ yếu là protein. Chính đặc điểm này khiến cho việc sử dụng phương pháp xử lý sinh học là hoàn toàn phù hợp. Về bản chất, các vi sinh vật xử lý hiếu khí và kỵ khí đều thực hiện các quá trình chuyển hóa các chất ô nhiễm (trong đó có các hợp chất hữu cơ) để phục vụ quá trình sinh trưởng và phát triển. Tuy nhiên, sản phẩm của quá trình xử lý kỵ khí thường là các hợp chất hữu cơ thứ cấp và cần tiếp tục được xử lý triệt để thông qua quá trình xử lý hiếu khí.
Trong khi đó, với đặc tính của nước thải giết mổ thì việc xử lý trực tiếp các hợp chất hữu cơ bằng quá trình xử lý sinh học hiếu khí thông qua khả năng chuyển hóa trực tiếp của các vi sinh vật hiếu khí là hoàn toàn khả thi. Đặc biệt, trong nghiên cứu này các vi sinh vật được bổ sung được tuyển chọn từ chính nguồn nước thải giết mổ, và có những đặc tính sinh học có lợi cho quá trình xử lý nước thải bao gồm (1) là các chủng vi sinh vật hiếu khí và tích tụ nhiều sinh khối, (2) khả năng đồng hóa nhanh các chất ô nhiễm (đặc biệt là các hợp chất hữu cơ) và sinh trưởng nhanh, (3) có năng lực sử dụng cơ chất đa dạng và (4) có đặc tính tạo bông bùn kết lắng nhanh. Chính nhờ những ưu điểm này, việc bổ sung các vi sinh vật tại chỗ sẽ giúp quá trình xử lý nhanh hơn, nâng cao hiệu quả, tính ổn định của các công trình xử lý sinh học so với việc sử dụng bùn hoạt tính thông thường, rút ngắn thời gian khởi động hệ thống. Đồng thời còn mở ra nhiều hướng đi mới liên quan tới việc thu hồi nhiều dinh dưỡng trong nước thải từ chính sinh khối vi sinh vật nhở khả năng sinh trưởng nhanh của chúng.
Chính vì vậy, Luận án: “Nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật tại chỗ trong hệ thống bể sinh học kết hợp màng lọc khí nâng trong xử lý nước thải giết mổ lợn” do nghiên cứu sinh thực hiện kỳ vọng sẽ đưa ra giải pháp ứng dụng mới, mang tính sáng tạo, thân thiện với môi trường trong xử lý 5 nước thải giết mổ lợn, giảm chi phí vận hành đối với loại hình giết mổ lợn có diện tích mặt bằng hạn chế, nằm gần các khu đô thị, góp phần giảm thiểu ô nhiễm và cải thiện môi trường, giảm thiểu ảnh hưởng đến sức khỏe của nhân dân. Và góp phần định hướng cho doanh nghiệp sử dụng tiết kiệm và tái sử dụng nước thải sau xử lý đạt quy chuẩn vào mục đích rửa chuồng trại, tưới cây trồng nhằm tiết kiệm tài nguyên nước và giảm tiền phí nước thải phải chi trả theo quy định của Nghị định số 53/2020/NĐ-CP, ngày 05 tháng 5 năm 2020 của Chính phủ quy định phí bảo vệ môi trường đối với nước thải có hiệu lực từ ngày 01 tháng 7 năm 2020 đang nhận được sự quan tâm của cộng đồng doanh nghiệp và toàn xã hội. Mục tiêu của Luận án - Nghiên cứu ứng dụng được các vi sinh vật tại chỗ trong xử lý nước thải giết mổ lợn bằng phương pháp hiếu khí. - Nghiên cứu xác định được điều kiện vận hành tối ưu cho hệ thống MBR khí nâng sử dụng vi sinh vật tại chỗ để xử lý nước thải cho cơ sở giết mổ lợn.
- Đề xuất được các giải pháp kỹ thuật giúp quản lý và giám sát xử lý nước thải lò giết mổ tập trung đạt tiêu chuẩn xả thải ra môi trường theo QCVN 40:2011/BTNMT cột B. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của Luận án đó là quá trình ứng dụng các vi sinh vật tại chỗ được phân lập từ chính nước thải giết mổ lợn vào trong quá trình xử lý sinh học hiếu khí của hệ thống MBR khí nâng.
