MỞ ĐẦU Tại các nước phát triển, người dân có xu hướng sử dụng thịt đông lạnh do tính tiện lợi của nó. Tuy nhiên, tại Việt Nam người dân vẫn có truyền thống tiêu dùng chủ yếu các sản phẩm tự chế biến từ nguyên liệu tươi, đòi hỏi công suất các lò giết mổ phải lớn để cung ứng đủ thịt cho nhu cầu tiêu dùng của hơn 95 triệu dân. Hầu hết các địa phương trong cả nước, đặc biệt là các tỉnh thành phố ở phía Bắc, phần lớn gia súc lớn đều được giết mổ theo cách thức giản đơn và tại chỗ, trong đó có các lò giết mổ hình thành tự phát ngay trong cộng đồng dân cư, hay thậm chí ngay tại gia đình chăn nuôi [4]. Quy mô của các lò giết mổ tại Việt Nam được chia thành 3 loại: quy mô lớn (giết mổ > 300 con/ngày), quy mô trung bình (giết mổ từ 100-300 con/ngày), quy mô nhỏ (giết mổ < 100 con/ ngày) [3].
Nước thải ngành giết mổ có hàm lượng lớn chất hữu cơ, hàm lượng nitơ, vi khuẩn. không qua xử lý gây ra các tác động xấu tới môi trường xung quanh, đặc biệt là sức khỏe con người [1]. Các lò giết mổ tại nông thôn và các thị trấn thường có quy mô nhỏ và hầu như không có hệ thống xử lý nước thải tập trung. Bởi vậy, xử lý tại nguồn đang là một trong các giải pháp hợp lý trong bối cảnh hiện nay.
Tuy nhiên các giải pháp xử lý tại nguồn đang còn tồn tại nhiều bất cập trong việc áp dụng thực tế cho các lò giết mổ như đòi hỏi mặt bằng xử lý lớn, hệ thống xử lý vận hành phức tạp, chi phí vận hành cao…Đây là một trong những lý do khiến các lò giết mổ hiện nay phần lớn không có hệ thống xử lý hoặc có nhưng không hoạt động. Để khắc phục tình trạng này, việc nghiên cứu được một hệ thống tiên tiến giải quyết được các bất cập trên là rất cần thiết. Mô hình xử lý nước thải tích hợp sử dụng bể xử lý sinh học kết hợp với màng lọc cấp khí nâng: tiết kiệm được chi phí xây dựng, chi phí vận hành, đặc biệt tiết kiệm được diện tích đất. Với tính mới này sẽ giúp cho hệ thống vận hành đơn giản, hiệu quả, kinh tế và gọn gàng phù hợp với điều kiện của các lò mổ ở Việt Nam.
Trong bối cảnh đó, tôi đã thực hiện đề tài ―Nghiên cứu hi ệu quả xử lý chất ô nhiễm hữu cơ trong nước thải giết mổ lợn bằng công nghệ bể sinh học kết hợp màng lọc có khí nâng (Gaslift-MBR)‖ nhằm thực hiện mục tiêu: Xây dựng và thiết 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com kế được mô hình công nghệ hiệu quả để xử lý nguồn nước thải giết mổ lợn với quy mô 1m3/ngày. Kết quả của nghiên cứu được kỳ vọng sẽ tạo ra một mô hình xử lý hiệu quả thành phần gây ô nhiễm chính trong nước thải lò giết mổ lợn là chất hữu cơ. Đồng thời, đề tài cũng mở ra nhiều hướng nghiên cứu mới trên các loại nước thải khác nhau, đặc biệt là nguồn thải có hàm lượng chất hữu cơ cao, góp phần vào công cuộc bảo vệ môi trường và phát triển bền vững tại Việt Nam. 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1.
Nguồn phát sinh và các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải lò mổ 1. Nguồn phát sinh Trên thế giới hiện nay, để cung ứng đủ lượng thịt cho nhu cầu tiêu dùng ngày một gia tăng của con người, đòi hỏi các cơ sở giết mổ gia súc, gia cầm tại các địa phương và các thành phố lớn trên thế giới phải hoạt động với công suất lớn. Theo báo cáo hàng năm của OECD-FAO (2011), giá gia súc trong giai đoạn 2011 – 2020 trung bình sẽ cao hơn 30% so với thập kỷ trước. Giá cao và nhu cầu tăng lên đối với tất cả các loại thịt làm gia tăng nguồn cung trong nước (OECD-FAO, 2012).
Sản xuất thịt hàng năm dự kiến sẽ tăng trưởng 22% từ năm 2006 đến năm 2016 trên toàn thế giới [6]. Kết quả là lượng chất thải từ các cơ sở giết mổ này thải ra môi trường đang là một mối lo và cần phải được các cơ quan, nhà chức trách có thẩm quyền quản lý nghiêm ngặt hơn nữa và quan trọng nhất là tìm ra hướng xử lý nguồn thải này để giảm những tác động tiêu cực lên môi trường và sức khỏe con người. Ở Việt Nam, phần lớn gia súc đều được giết mổ theo cách thức giản đơn và tại chỗ, trong các lò giết mổ hình thành tự phát ngay trong cộng đồng dân cư, hay thậm chí ngay tại gia đình chăn nuôi. Theo thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn năm 2014, hiện nay trong 53/64 tỉnh thành trên toàn quốc mới có khoảng 851 cơ sở giết mổ đã được kiểm tra đánh giá, trên tổng số 28285 cơ sở giết mổ nhỏ lẻ.
Trong đó ở 12 tỉnh trọng điểm phía Bắc có khoảng 11485 cơ sở và chỉ có khoảng 59 cơ sở giết mổ tập trung (chưa đến 1%) [6]. Với một lượng lớn chất thải phát sinh trong quá trình giết mổ cần được thu gom, xử lý thì chỉ có một số ít các nhà máy chế biến thịt công nghiệp được quy hoạch tổ chức với hệ thống xử lý nước thải và chất thải theo tiêu chuẩn. Chủ yếu tại các thành phố lớn Hà Nội và Hồ Chí Minh. Chất rắn phát sinh trong quá trình giết mổ là phân, lòng, mề, ruột, xương.Ngoài việc gây ra những ô nhiêm môi trường hiện hữu thì đây là nguồn chứa rất lớn các loại vi khuẩn, vi rút, nấm.
gây hại cho sức khỏe con người cần được xử lý. Trước thực trạng đó, một số cơ sở giết mổ tập trung ở Tây Ninh, Trà Vinh, Quảng Nam được xây dựng theo nhu cầu nhưng không còn phù hợp với quy hoạch 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com sử dụng đất, từ đó dẫn tới đầu tư không hợp lý, sử dụng, khai thác không hiệu quả, hơn nữa công tác quản lý quy hoạch thiếu chặt chẽ gây nhiều bất cập. Ở các thành phố, những cơ sở giết mổ tập trung quy mô nhỏ, hoặc giết mổ thủ công cá nhân, nước phục vụ hoạt động giết mổ lấy từ giếng khoan, nước ao, sau đó lại thải xuống cống, ao, sông mà không qua xử lý, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng [4]. Trâu, bò Lợn Làm choáng Vận chuyển đễn chuồng nhốt Mổ thịt và lấy tiết Mổ trâu, bò Máu, nước rửa Máu, nước rửa Dội nước sôi, cạo lông Xẻ các bộ phận của trâu, bò Nước rửa, lông, da Tách da, phân lọc nội tạng Loại bỏ mỡ, xẻ, lọc thịt Máu, thịt, da thừa, nước rửa, Máu, mỡ, bầy bạc nhạc, phân nhầy, da và … lông thừa, thịt, nước rửa Phân loại, cân, vận chuyển Cắt bỏ chân đến nơi tiêu thụ Thui cạo và chải rửa Pha thịt Rút bỏ nội tạng Phân loại và vận chuyển Hệ thống xử lý nước thải Hệ thống xử lý nước thải Hình 1.
Quy trình giết mổ gia súc và các chất thải phát sinh Một số quy trình giết mổ trâu, bò, lợn được thể hiện như Hình 1.1, phần lớn các điểm giết mổ gia súc đều không quan tâm đến công tác vệ sinh, khử trùng dụng 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com cụ giết mổ, tiêu độc trước và sau giết mổ, tiêu độc định kỳ khu giết mổ chưa được thực hiện. Bởi vậy nếu các vi khuẩn vi rút lan truyền qua nước thải và chất thải rắn giết mổ ra môi trường sẽ gây hại lớn tới sức khỏe người dân và môi trường sống ở khu vực lân cận [7]. Các thành phần chính của nước thải lò giết mổ Thành phần vật lý: Thành phần vật lý được xác định dựa trên các chỉ tiêu: màu sắc, mùi, nhiệt độ và lưu lượng: nước thải mới có màu nâu hơi sáng, tuy nhiên thường là có màu xám có vẩn đục. Nếu nước thải bị nhiễm khuẩn thì màu sắc sẽ thay đổi đáng kể; Mùi do các khí sinh ra trong quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ hay do một số chất được đưa thêm vào; Nhiệt độ nước thải thường cao hơn so với nguồn nước sạch ban đầu do có sự gia nhiệt vào nước.
Thành phần hóa học: Nước thải chứa các hợp chất hoá học dạng vô cơ, nhiều chất hữu cơ như phân, nước tiểu và các chất thải khác như dầu, mỡ. Nước thải vừa xả ra thường có tính kiềm, nhưng dần trở nên có tính axit vì thối rữa từ các chất hữu cơ từ động thực vật. - Các chất rắn Tổng các chất rắn có thể chia làm hai thành phần: chất rắn lơ lửng (có thể lọc được) và chất rắn hòa tan (không lọc được). Các chất rắn lơ lửng bao gồm các chất không hòa tan ở dạng lơ lửng, kích thước lớn hơn 10-4mm, có thể ở dạng huyền phù.
Các tạp chất bẩn dạng keo với kích thước dạng hạt trong khoảng 10– 4 mm đến 10–6 mm. Các tạp chất nổi có trọng lượng riêng nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước. Ngoài ra, nước thải còn bao gồm các chất ô nhiễm dạng hòa tan có kích thước nhỏ hơn 10-6mm, có thể ở dạng phân tử hoặc phân ly thành ion. - Các chất vô cơ Nước thải lò mổ và từ các xí nghiệp giết mổ sản phẩm động vật luôn có một lượng chất thải vô cơ như: ion SO4, NO3, NH4, Cl, PO4, Na, K….( SO42-, NO32-, NH4+, Cl-, PO43-, Na+, K+) - Các chất hữu cơ 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Những chất hữu cơ trong nước thải có thể chia thành các chất các-bon và các chất nitơ.
Các hợp chất chứa cacbon như xà phòng, hydro cacbon trong đó có cả xenlulo…Các hợp chất chứa nitơ chủ yếu như ure, protein, amin, axit amin… Chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học bao gồm các chất như hydro các-bon, protein, chất béo…Đây là những chất gây ô nhiễm nước thải khu đô thị, từ ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, các nhà máy chế biến sữa, lò giết mổ. Chất hữu cơ tiêu thụ ôxy rất mạnh dẫn đến nguồn tiếp nhận bị suy thoái tài nguyên thủy sản và giảm chất lượng nguồn cấp nước cho sinh hoạt. Để đánh giá lượng chất hữu cơ trong chất thải thường sử dụng các thông số: nhu cầu oxy trong quá trình sinh hóa (BOD) và nhu cầu oxy hóa học (COD) - Các chất khác Các chất dầu mỡ có trọng lượng riêng thấp nên nổi trên bề mặt nước.