PHẦN MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Những năm gần đây, nền kinh tế nước ta ngày càng có những chuyển biến tích cực, đời sống người dân đang từng bước được nâng cao. Nông nghiệp Việt Nam trong những năm qua đã đạt được những thành tựu to lớn, đóng góp cho sự phát triển chung của cả nước. Chăn nuôi là ngành mũi nhọn trong việc chuyển đổi cơ cấu sản xuất nông nghiệp theo hướng đa dạng vật nuôi.
Đóng góp của hoạt động trong nuôi đạt 5% GDP, trong đó chăn nuôi lợn chiếm 10% giá trị sản xuất ngành nông nghiệp. Lợn là gia súc được chăn nuôi phổ biến ở Việt Nam với số lượng khoảng 28.151,9 nghìn con trong tổng số 36.379,9 nghìn vật nuôi (Tổng cục Thống kê, 2018). Đồng bằng sông Hồng là nơi ngành chăn nuôi lợn phát triển vì đây là vùng trọng điểm lương thực nên nguồn phụ phẩm thức ăn cho chăn nuôi lợn (ngô, sắn, lúa,…) tương đối dồi dào. Địa hình đồng bằng, khí hậu phù hợp, nguồn nước ổn định là điều kiện để hình thành các trang trại chăn nuôi với quy mô lớn.
Bên cạnh đó, thị trường tiêu thụ rộng lớn nhờ có dân cư đông đúc, tập trung với mật độ cao nhất cả nước (đặc biệt là thị trường Hà Nội) là điều kiện thuận lợi cho việc phát triển ngành chăn nuôi. Hình thức chăn nuôi lợn theo quy mô trang trại đã mang lại hiệu quả kinh tế, làm tăng sản lượng nông sản hàng hóa, góp phần cải thiện sinh kế cho người dân. Số lượng trang trại chăn nuôi ở nước ta tăng từ 6.267 trang trại vào năm 2011 lên 19.639 trang trại chăn nuôi năm 2019. Tuy nhiên, sự phát triển ồ ạt của các trang trại chăn nuôi lợn dẫn đến nguy cơ gây ô nhiễm môi trường cao.
Các chủ trang trại là những người có kỹ năng về chăm sóc vật nuôi nhưng lại chưa có nhận thức và ý thức trách nhiệm về bảo vệ môi trường. Ngoài ra, một vấn đề đặt ra hiện nay là các hoạt động chăn nuôi phát thải khí là một trong những nguyên nhân gây biến đổi khí hậu. Chăn nuôi hiện gây ra khoảng 18% hiệu ứng nóng lên của trái đất. Cùng với sự phát triển của ngành chăn nuôi, chất thải khí này sẽ tiếp tục tăng trong thời gian tới.
Bên cạnh đó, một lượng lớn chất dinh dưỡng trong nước thải, chất thải chăn nuôi 2 lợn đang bị bỏ phí mà không có giải pháp tái sử dụng. 3 Hiện nay trên địa bàn các tỉnh khu vực đồng bằng sông Hồng, các trang trại chăn nuôi lợn thường sử dụng các giải pháp để xử lý chất thải chăn nuôi lợn như các công trình khí sinh học, sử dụng men sinh học, xử lý bằng công nghệ ép tách phân (Viện khoa học thủy lợi Việt Nam, 2017). Các giải pháp này, đặc biệt là các công trình khí sinh học, đã đóng góp tích cực vào giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong lĩnh vực chăn nuôi lợn vốn là nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm. Tuy nhiên thực tế cho thấy để xử lý triệt để nước thải, chất thải chăn nuôi lợn là một vấn đề rất khó và là thách thức lớn của ngành chăn nuôi.
Nước thải sau khi xử lý vẫn còn nồng độ ô nhiễm hữu cơ cao hơn quy chuẩn Việt Nam nhiều. Nguyên nhân chính là lượng nước sử dụng trong chăn nuôi lớn hơn công suất thiết kế của công trình khí sinh học dẫn đến thời gian lưu nước thải lẫn chất thải chăn nuôi trong công trình khí sinh học không đảm bảo. Trước thực trạng đó và dựa vào tính chất của nước thải, chất thải chăn nuôi lợn cùng với việc phân tích các ưu nhược điểm của các phương pháp xử lý nước thải, chất thải chăn nuôi thì việc sử dụng hệ thống xử lý nước thải phân tán cho chăn nuôi lợn ở quy mô trang trại là rất cần thiết để hạn chế được những vấn đề còn tồn tại trong việc xử lý nước thải chăn nuôi quy mô trang trại. Hệ thống xử lý nước thải phân tán (DEWATS) là giải pháp xử lý nước thải ô nhiễm hữu cơ bằng phương pháp sinh học, thân thiện với môi trường, có chi phí vận hành thấp.
Đây là giải pháp kết hợp phương pháp cơ học và quá trình kị khí và hiếu khí. Tính chất tổng hợp của giải pháp này giúp xử lý triệt để nước thải, chất thải chăn nuôi lợn. Bên cạnh đó, sự đơn giản trong vận hành và sự thân thiện với môi trường giúp hoạt động của giải pháp này có tính bền vững. Mặc dù, hệ thống này đã được đưa vào vận hành tại các tỉnh thuộc khu vực đồng bằng sông Hồng từ 3 – 4 năm trở lại đây, nhưng chưa được đánh giá một cách tổng thể hiệu quả về kinh tế, xã hội và môi trường.
Chính vì vậy, đề tài “Đánh giá hiệu quả hệ thống xử lý nước thải phân tán cho chăn nuôi lợn quy mô trang trại tại vùng đồng bằng sông Hồng” được học viên lựa chọn và nghiên cứu nhằm đánh giá hiệu quả của hệ thống xử lý nước thải phân tán về các mặt kinh tế, xã hội và môi trường đối với các trang trại chăn nuôi 4 lợn tại vùng đồng bằng sông Hồng. Tổng quan nghiên cứu Các nghiên cứu hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi khá đa dạng và phong phú tập trung chủ yếu vào các vấn đề sau: Nghiên cứu của Nguyễn Thị Hồng và Phạm Khắc Liệu (2012) về “Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng hầm biogas quy mô hộ gia đình ở Thừa Thiên Huế” được đăng trên tạp chí khoa học, Đại học Huế, tập 73, số 4, năm 2012 đánh giá hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi lợn của hầm biogas quy mô hộ gia đình tại Thừa Thiên Huế. Số liệu phân tích mẫu nước thải đầu vào và đầu ra ở 9 hầm biogas cho thấy, việc sử dụng hầm biogas để xử lý nước thải chăn nuôi lợn đã làm giảm đáng kể nồng độ các chất ô nhiễm. Trung bình, COD giảm 84,7%, BOD5 giảm 76,3%, SS giảm 86,1%, VSS giảm 85,4%, TKN giảm 11,8%, T-P giảm 7,0% và Fecal coliform giảm 51,2%.
Tuy nhiên, nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải đầu ra vẫn còn khá cao, vượt tiêu chuẩn cho phép (QCVN 24:2009/BTNMT, cột B, TCN 678 - 2006). Đặc biệt đáng quan tâm là nồng độ các chất dinh dưỡng ở các mẫu này rất cao, tiềm ẩn nguy cơ gây phú dưỡng khi xả thải vào các vực nước mặt. Tuy nhiên nghiên cứu mới chỉ dừng lại đánh giá hiệu quả kỹ thuật của hệ thống xử xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng hầm biogas quy mô hộ gia đình ở Thừa Thiên Huế mà chưa xem xét hiệu quả của hệ thống một cách tổng thể cả về mặt kinh tế, xã hội và môi trường. Hệ thống xử lý nước thải được xem xét ở đây là hầm biogas ở cấp độ quy mô hộ gia đình có đặc điểm, chức năng khác biệt so với hệ thống xử lý nước thải phân tán.
“Nghiên cứu phân tích tính khả thi của giải pháp thoát nước và xử lý nước thải phân tán huyện bình chánh, TP. Hồ Chí Minh bằng phương pháp phân tích lợi ích chi phí của Phạm Thị Hoa (2014) đăng tải trên tạp chí khoa học và công nghệ thủy lợi số 25 – 2015 được thực hiện trên địa bàn huyện Bình Chánh và sử dụng phương pháp phân tích lợi ích – chi phí (CBA). Kết quả nghiên cứu cho thấy, tính khả thi của giải pháp thoát nước và xử lý nước thải phân tán cho huyện cũng đã được chứng minh khi nghiên cứu, tính toán trên một khu vực điển hình, đó là khu dân cư, 5 tái định cư và nhà ở công nhân Lê Minh Xuân. Qua phân tích, tính toán, thu được giá trị lợi ích cao hơn giá trị chi phí cho cả trường hợp nghiên cứu thông thường và trường hợp nghiên cứu có rủi ro.
Như vậy, phân tích chi phí – lợi ích cho giải pháp thoát nước và xử lý nước thải phân tán tại khu vực nghiên cứu điển hình đã cho thấy giá trị lợi ích lớn hơn giá trị chi phí. Theo đó, với các tính chất tương tự, những dự án xây dựng hệ thống thoát nước thải khác của huyện Bình Chánh cũng sẽ thu được tỷ lệ B/C tương đương khi đưa vào phân tích, đánh giá. Vì vậy, có thể kết luận rằng, áp dụng giải pháp thoát nước và xử lý nước thải phân tán cho huyện Bình Chánh là phù hợp và khả thi. Nghiên cứu chỉ tập trung phân tích được hiệu quả về mặt kinh tế đối với hệ thống thoát nước và xử lý phân tán đối với nước thải sinh hoạt mà chưa đi phân tích một cách tổng thể hiệu quả về mặt môi trường và xã hội.
Bên cạnh đó cần lưu ý rằng đối tượng nghiên cứu của bài viết là hệ thống xử lý nước thải phân tán đối với nước thải sinh hoạt có quy mô và đặc điểm khác so với nước thải chăn nuôi lợn. Nghiên cứu của Hồ Bích Liên (2017) về Đánh giá chất lượng nước thải chăn nuôi heo sau biogas tại thị xã Tân Uyên, huyện Bắc Tân Uyên, tỉnh Bình Dương” được đăng trên tạp chí Khoa học Đại học Thủ Dầu Một Số 1(32)-2017 đã tiến hành khảo sát chất lượng nước thải trên phạm vi rộng hơn, tập trung vào những địa phương có số lượng hộ chăn nuôi nhiều nên mang tính đại diện hơn và phản ánh tổng quan hơn. Kết quả cho thấy rằng chất lượng nước thải chăn nuôi heo sau hệ thống biogas vượt khá xa so với giới hạn cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT. 93,33% hộ khảo sát có chỉ tiêu SS không đạt chuẩn (cột B).
93,33% hộ khảo sát có chỉ tiêu pH đạt chuẩn (cột A) và có một trong 15 hộ chăn nuôi khảo sát đạt chuẩn (cột B) (chiếm 6,67%). Chỉ có chỉ tiêu nhiệt độ có 15 trong 15 hộ chăn nuôi đạt chuẩn (cột A) (chiếm 100%). Cũng như các công trình nghiên cứu khác, bài viết mới chỉ tập trung phân tích hiệu quả của hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo theo hệ thống biogas ở cấp độ hộ gia đình mà chưa đề cập 6 đến hiệu quả kinh tế, xã hội và môi trường. Lê Sỹ Chính và cộng sự (2019) trong “Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi lớn của hệ thống lọc sinh học sục khi phân luân phiên tại xã Định Long, huyện Yên Định, tỉnh Thanh Hóa” đã đánh giá hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng hệ thống lọc sinh học sục khí luân phiên.
Nhóm tác giả đã đánh giá hiệu quả xử lý hữu cơ, hiệu quả xử lý Ni tơ, hiệu quả xử lý phopho, hiệu quả xử lý SS.