Luận văn đánh giá hiện trạng chất lượng nước thải sau biogas tại trang trại chăn nuôi lợn Bắc Ninh

Chất thải là vật chất thải ra từ quá trình sản xuất, kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt hoặc các hoạt động khác. Môi trường là hệ thống các yếu tố vật chất tự nhiên và nhân tạo có tác động đến sự tồn tại và phát triển của con người và sinh vật. Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của các thành phần môi trường không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật.

Nước thải chăn nuôi lợn là hỗn hợp bao gồm nước tiểu, nước rửa chuồng, và có thể chứa phân. Thành phần của nước thải rất phức tạp, bao gồm các chất rắn lơ lửng, các chất hòa tan hữu cơ và vô cơ. Các chất ô nhiễm chính trong nước thải chăn nuôi lợn bao gồm các chất hữu cơ (protein, carbohydrate, chất béo), các chất vô cơ (cát, đất, muối, ure, ammonium), nitơ (N) và phospho (P), cùng với các vi sinh vật gây bệnh. Theo tài liệu, nước thải có độ ẩm 56-83% và chứa nhiều các hợp chất hữu cơ, vô cơ, và vi sinh vật gây bệnh

Đánh giá chất lượng nước thải sau biogas là rất quan trọng để đảm bảo rằng quá trình xử lý đã loại bỏ đủ các chất ô nhiễm, đáp ứng các quy chuẩn nước thải và tiêu chuẩn nước thải hiện hành. Việc đánh giá này cũng giúp xác định hiệu quả của hệ thống biogas, từ đó đề xuất các giải pháp cải thiện để nâng cao hiệu quả xử lý, giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước và tác động môi trường.

Nước thải chăn nuôi lợn chưa qua xử lý hoặc xử lý chưa triệt để là một trong những nguyên nhân chính gây ra ô nhiễm nguồn nước tại Bắc Ninh. Các chất ô nhiễm từ nước thải có thể xâm nhập vào các ao hồ, sông ngòi, gây ra tình trạng phú dưỡng, suy giảm chất lượng nước, ảnh hưởng đến hệ sinh thái thủy sinh và nguồn nước sinh hoạt của người dân.

Có nhiều nguyên nhân dẫn đến tình trạng chất lượng nước thải sau biogas chưa đạt chuẩn. Một số nguyên nhân chính bao gồm: hệ thống biogas không được thiết kế và xây dựng đúng kỹ thuật, vận hành hệ thống biogas không đúng quy trình, bảo trì hệ thống biogas không thường xuyên, và mật độ chăn nuôi quá cao vượt quá khả năng xử lý của hệ thống. Mặt khác, việc quản lý chất thải và xử lý chất thải ở một số địa phương chưa được triệt để, dẫn đến chất lượng nước thải không đảm bảo

Ô nhiễm nước thải chăn nuôi lợn gây ra nhiều tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe cộng đồng. Các tác động này bao gồm: ô nhiễm nguồn nước mặt và nước ngầm, suy giảm đa dạng sinh học, ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân (các bệnh về đường tiêu hóa, da liễu, hô hấp), và gây thiệt hại kinh tế cho ngành nông nghiệp và du lịch.

Việc lấy mẫu nước thải cần tuân thủ các quy trình kỹ thuật để đảm bảo tính đại diện và chính xác của mẫu. Các phương pháp phân tích nước thải trong phòng thí nghiệm bao gồm các phương pháp hóa học (đo COD, BOD, NH4-N, P), phương pháp vật lý (đo TSS, độ đục), và phương pháp sinh học (đếm vi sinh vật). Các phương pháp này giúp xác định chính xác nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải.

Nước thải chăn nuôi lợn phải đáp ứng các tiêu chuẩn nước thải và quy chuẩn nước thải do Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành. Ví dụ QCVN 62-MT:2016/BTNMT quy định về quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chăn nuôi . Các tiêu chuẩn này quy định giới hạn tối đa cho phép của các chất ô nhiễm trong nước thải khi xả ra môi trường.

Các thông số như BOD, COD, TSS, NH4-N, P, và số lượng vi sinh vật là những chỉ số quan trọng để đánh giá chất lượng nước thải. BOD và COD thể hiện mức độ ô nhiễm hữu cơ, TSS thể hiện hàm lượng chất rắn lơ lửng, NH4-N và P thể hiện hàm lượng các chất dinh dưỡng có thể gây phú dưỡng, và vi sinh vật thể hiện mức độ ô nhiễm vi sinh vật gây bệnh.

Khảo sát tại các huyện Gia Bình, Quế Võ và thị xã Từ Sơn cho thấy sự biến thiên của các thông số như pH, BOD5, COD, Tổng Nitơ và TSS trong mẫu nước thải sau Biogas. Cần có các đánh giá cụ thể hơn về kết quả so sánh các địa phương trên

Việc so sánh chất lượng nước thải giữa các khu vực khác nhau tại Bắc Ninh có thể giúp xác định những khu vực nào đang gặp vấn đề nghiêm trọng hơn, từ đó tập trung các nguồn lực để giải quyết. Sự khác biệt về chất lượng nước thải có thể do sự khác biệt về quy mô trang trại, công nghệ biogas sử dụng, và mật độ chăn nuôi.

Hiệu suất xử lý chất thải bằng công nghệ biogas có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm: nhiệt độ, pH, hàm lượng chất dinh dưỡng, tỷ lệ C/N, và sự có mặt của các chất ức chế. Việc kiểm soát chặt chẽ các yếu tố này có thể giúp tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống biogas.

Việc nâng cấp và cải tiến hệ thống biogas hiện có có thể giúp tăng hiệu suất xử lý chất thải, giảm thiểu nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải. Các cải tiến có thể bao gồm việc sử dụng các vật liệu xây dựng tốt hơn, tăng cường khả năng cách nhiệt, và bổ sung các thiết bị kiểm soát và điều khiển tự động.

Sau quá trình biogas, có thể sử dụng thêm các công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi khác để loại bỏ các chất ô nhiễm còn lại. Ví dụ công nghệ lọc sinh học nhỏ giọt, hoặc xử lý hóa lý bằng keo tụ tạo bông. Cần lựa chọn công nghệ phù hợp với quy mô trang trại và điều kiện địa phương.

Việc tăng cường kiểm soát và quản lý chất thải chăn nuôi có thể giúp giảm thiểu lượng nước thải phát sinh, giảm tải cho hệ thống biogas. Các biện pháp có thể bao gồm việc sử dụng các loại thức ăn dễ tiêu hóa, cải thiện hệ thống thoát nước, và phân loại chất thải trước khi đưa vào biogas.

Tóm tắt các kết quả phân tích mẫu, so sánh với QCVN để đưa ra kết luận về tình hình chất lượng nước thải sau biogas. Nhấn mạnh vào những vấn đề cần giải quyết và những cơ hội để cải thiện.

Đề xuất các chính sách hỗ trợ các trang trại đầu tư vào công nghệ xử lý nước thải tiên tiến, tăng cường kiểm tra và giám sát việc tuân thủ các quy định về bảo vệ môi trường, và nâng cao nhận thức của người dân về tác động của ô nhiễm nước thải.

Đề xuất các hướng nghiên cứu tiếp theo để tối ưu hóa hệ thống biogas, ví dụ như nghiên cứu các loại vi sinh vật có khả năng phân hủy chất thải hiệu quả hơn, nghiên cứu các công nghệ xử lý nước thải mới, và nghiên cứu các phương pháp sử dụng nước thải sau biogas cho các mục đích khác nhau.