Tổng quan nghiên cứu

Ngành chăn nuôi và giết mổ gia súc, gia cầm tại Việt Nam nói chung và tỉnh Bắc Ninh nói riêng đã có sự phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây. Tỉnh Bắc Ninh hiện có tổng đàn gia súc khoảng 37.000 con, đàn gia cầm 4,7 triệu con, với sản lượng thịt xuất chuồng đạt khoảng 93 nghìn tấn, chiếm 42% giá trị sản xuất nông nghiệp toàn tỉnh. Tuy nhiên, hoạt động giết mổ chủ yếu diễn ra tại các cơ sở nhỏ lẻ, chưa được kiểm soát chặt chẽ, dẫn đến phát sinh lượng lớn chất thải chưa được xử lý triệt để, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Toàn tỉnh có khoảng 1.027 hộ giết mổ nhỏ lẻ, trong đó chỉ có 929 cơ sở được kiểm soát vệ sinh thú y, còn lại phần lớn hoạt động không được giám sát.

Trước thực trạng này, UBND tỉnh Bắc Ninh đã chỉ đạo giảm dần các cơ sở giết mổ nhỏ lẻ, chuyển sang các cơ sở giết mổ tập trung có hệ thống xử lý chất thải đạt chuẩn. Quy hoạch đến năm 2030 đặt mục tiêu trên 80% sản lượng vật nuôi được giết mổ tại các cơ sở tập trung. Luận văn tập trung nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý chất thải giết mổ gia súc tại xã Phú Lâm, huyện Tiên Du nhằm đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT). Nghiên cứu có phạm vi khảo sát thực tế tại xã Phú Lâm, nơi có điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội đặc trưng của vùng đồng bằng Bắc Bộ, với dân số khoảng 16.333 người và hoạt động chăn nuôi, giết mổ phát triển.

Mục tiêu chính của nghiên cứu là đánh giá thực trạng ngành giết mổ và môi trường vùng nghiên cứu, xác định thành phần chất thải, từ đó thiết kế hệ thống xử lý nước thải giết mổ hiệu quả, thân thiện môi trường, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình xử lý chất thải công nghiệp, đặc biệt là xử lý nước thải giết mổ bằng phương pháp sinh học và kết hợp các công nghệ cơ học, hóa lý. Hai khung lý thuyết chính được áp dụng gồm:

  1. Lý thuyết xử lý nước thải sinh học: Tập trung vào quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải bằng vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí. Các công nghệ như bể phản ứng kỵ khí có vách ngăn (ABR), bể lọc kỵ khí (AF), bể hiếu khí và ao hồ sinh học được nghiên cứu để tối ưu hiệu quả xử lý.

  2. Mô hình xử lý chất thải rắn và nước thải công nghiệp: Bao gồm các phương pháp cơ học như song chắn rác, bể lắng cát, tách dầu mỡ; phương pháp hóa lý như trung hòa pH, keo tụ, tuyển nổi; và khử khuẩn bằng clo hoặc các chất oxy hóa khác nhằm đảm bảo nước thải đạt tiêu chuẩn trước khi thải ra môi trường.

Các khái niệm chính trong nghiên cứu gồm: BOD (Nhu cầu oxy sinh học), COD (Nhu cầu oxy hóa học), TSS (Chất rắn lơ lửng), HRT (Thời gian lưu nước), và các chỉ tiêu kỹ thuật về nước thải công nghiệp theo QCVN 40:2011/BTNMT.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp tổng hợp, phân tích số liệu thực tế kết hợp khảo sát hiện trường tại xã Phú Lâm, huyện Tiên Du. Cỡ mẫu khảo sát gồm 597 cơ sở giết mổ nhỏ lẻ và 2 doanh nghiệp giết mổ tập trung trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh. Phương pháp chọn mẫu là chọn mẫu ngẫu nhiên có trọng số nhằm đảm bảo tính đại diện cho các loại hình cơ sở giết mổ.

Nguồn dữ liệu bao gồm số liệu thống kê của Chi cục Phát triển nông thôn tỉnh Bắc Ninh, báo cáo môi trường huyện Tiên Du, số liệu thu thập thực địa về thành phần và lưu lượng nước thải, chất thải rắn, khí thải tại các cơ sở giết mổ. Phân tích số liệu sử dụng các phần mềm chuyên dụng để tính toán thiết kế các công trình xử lý, đánh giá hiệu quả xử lý và chi phí đầu tư vận hành.

Timeline nghiên cứu kéo dài từ năm 2017 đến 2019, bao gồm các giai đoạn: khảo sát thực trạng, thu thập số liệu, phân tích lựa chọn công nghệ, thiết kế hệ thống xử lý, đánh giá hiệu quả và đề xuất giải pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Thực trạng giết mổ và phát sinh chất thải: Toàn tỉnh Bắc Ninh có 1.027 hộ giết mổ nhỏ lẻ, trong đó chỉ 8,05% cơ sở được kiểm soát vệ sinh thú y. Lượng nước thải phát sinh có nồng độ BOD dao động 1500-2000 mg/l, COD 2000-2800 mg/l, TSS 350-700 mg/l. Chất thải rắn chủ yếu là phân, lông, da, mỡ với khối lượng trung bình 0,3-0,8 kg/con.

  2. Ô nhiễm môi trường nghiêm trọng: Nước thải chưa qua xử lý được thải trực tiếp ra môi trường, gây giảm oxy hòa tan dưới 50%, ảnh hưởng đến hệ sinh thái thủy sinh. Khí thải chứa NH3, H2S, SO2, CO, NOx gây mùi hôi và ảnh hưởng sức khỏe người dân. Tỷ lệ các cơ sở giết mổ không có hệ thống xử lý chất thải đạt chuẩn chiếm trên 90%.

  3. Hiệu quả các phương án xử lý: Công nghệ xử lý sinh học kết hợp bể phản ứng kỵ khí có vách ngăn (ABR) và bể lọc kỵ khí (AF) đạt hiệu quả loại bỏ BOD và COD trên 85-90%. Phương pháp xử lý cơ học như song chắn rác, bể lắng cát, tách dầu mỡ giúp giảm tải lượng chất rắn và dầu mỡ trước khi xử lý sinh học. Chi phí đầu tư và vận hành được tối ưu khi lựa chọn công nghệ phù hợp với quy mô và đặc điểm nước thải địa phương.

  4. So sánh với các nghiên cứu khác: Kết quả phù hợp với các báo cáo ngành và nghiên cứu tương tự tại các tỉnh có hoạt động giết mổ tập trung. Việc áp dụng công nghệ sinh học kỵ khí giúp giảm tiêu thụ điện năng và hóa chất, thân thiện môi trường hơn so với các phương pháp hóa lý truyền thống.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến ô nhiễm môi trường là do phần lớn các cơ sở giết mổ nhỏ lẻ chưa có hệ thống xử lý chất thải đạt chuẩn, hoạt động phân tán, khó kiểm soát. Việc lựa chọn công nghệ xử lý sinh học kỵ khí ABR và AF là phù hợp với đặc điểm nước thải có hàm lượng hữu cơ cao, giúp giảm chi phí vận hành và bảo trì.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ thể hiện hiệu quả loại bỏ BOD, COD theo thời gian lưu nước (HRT) trong bể ABR và AF, bảng so sánh chi phí đầu tư và vận hành giữa các phương án công nghệ. Kết quả nghiên cứu góp phần cung cấp cơ sở khoa học cho việc quy hoạch và đầu tư xây dựng các cơ sở giết mổ tập trung tại Bắc Ninh, đồng thời nâng cao nhận thức về quản lý chất thải trong ngành.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng hệ thống xử lý nước thải tập trung: Áp dụng công nghệ sinh học kỵ khí ABR kết hợp bể lọc kỵ khí AF tại các cơ sở giết mổ tập trung, nhằm đạt tiêu chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT. Thời gian thực hiện trong vòng 2 năm, chủ thể thực hiện là UBND tỉnh phối hợp với các doanh nghiệp.

  2. Tăng cường kiểm soát và quản lý cơ sở giết mổ nhỏ lẻ: Đẩy mạnh công tác kiểm tra, xử phạt các cơ sở không đảm bảo vệ sinh thú y và môi trường, khuyến khích chuyển đổi sang mô hình giết mổ tập trung. Thời gian thực hiện liên tục, chủ thể là Chi cục Chăn nuôi và Thú y tỉnh.

  3. Đào tạo và nâng cao nhận thức cho người lao động: Tổ chức các khóa đào tạo về kỹ thuật xử lý chất thải, vận hành hệ thống xử lý nước thải cho công nhân và cán bộ quản lý. Thời gian thực hiện trong 1 năm, chủ thể là các trường đại học, viện nghiên cứu và doanh nghiệp.

  4. Hỗ trợ tài chính và chính sách ưu đãi: Cung cấp các gói vay ưu đãi, hỗ trợ mặt bằng và kỹ thuật cho các doanh nghiệp đầu tư xây dựng cơ sở giết mổ tập trung có hệ thống xử lý chất thải đạt chuẩn. Chủ thể thực hiện là các cơ quan quản lý nhà nước và ngân hàng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà quản lý ngành nông nghiệp và môi trường: Sử dụng luận văn để xây dựng chính sách, quy hoạch phát triển ngành giết mổ tập trung, quản lý chất thải và bảo vệ môi trường.

  2. Doanh nghiệp và nhà đầu tư trong lĩnh vực chăn nuôi, giết mổ: Áp dụng các giải pháp công nghệ xử lý chất thải hiệu quả, giảm chi phí vận hành và nâng cao chất lượng sản phẩm.

  3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành môi trường, kỹ thuật môi trường: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, thiết kế hệ thống xử lý nước thải công nghiệp, đặc biệt trong lĩnh vực giết mổ.

  4. Cơ quan quản lý thú y và an toàn thực phẩm: Nâng cao hiệu quả kiểm soát vệ sinh thú y, đảm bảo an toàn thực phẩm và giảm thiểu tác động môi trường từ hoạt động giết mổ.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao cần xây dựng hệ thống xử lý chất thải giết mổ tập trung?
    Hoạt động giết mổ nhỏ lẻ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng do chất thải không được xử lý đúng cách. Hệ thống tập trung giúp kiểm soát chất lượng nước thải, giảm thiểu ô nhiễm và đảm bảo an toàn thực phẩm.

  2. Công nghệ xử lý nước thải nào phù hợp với nước thải giết mổ?
    Công nghệ sinh học kỵ khí như bể ABR và bể lọc kỵ khí AF phù hợp do hiệu quả cao trong xử lý chất hữu cơ, chi phí vận hành thấp và thân thiện môi trường.

  3. Làm thế nào để kiểm soát các cơ sở giết mổ nhỏ lẻ?
    Cần tăng cường kiểm tra, xử phạt vi phạm, đồng thời hỗ trợ chuyển đổi sang mô hình giết mổ tập trung và nâng cao nhận thức người dân về vệ sinh thú y và môi trường.

  4. Chi phí đầu tư hệ thống xử lý chất thải có cao không?
    Chi phí đầu tư ban đầu có thể cao nhưng được bù đắp bằng hiệu quả xử lý, giảm thiểu rủi ro môi trường và chi phí vận hành thấp nhờ sử dụng công nghệ sinh học kỵ khí.

  5. Luận văn có thể áp dụng cho các địa phương khác không?
    Có thể áp dụng cho các vùng có đặc điểm tương tự về quy mô giết mổ và thành phần nước thải, tuy nhiên cần điều chỉnh thiết kế phù hợp với điều kiện địa phương.

Kết luận

  • Đánh giá thực trạng ngành giết mổ tại Bắc Ninh cho thấy phần lớn cơ sở nhỏ lẻ chưa kiểm soát chất thải, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
  • Nước thải giết mổ có hàm lượng BOD, COD, TSS cao, cần xử lý hiệu quả để bảo vệ nguồn nước và sức khỏe cộng đồng.
  • Công nghệ sinh học kỵ khí ABR kết hợp bể lọc kỵ khí AF được lựa chọn thiết kế hệ thống xử lý phù hợp với điều kiện địa phương.
  • Đề xuất các giải pháp quản lý, đào tạo và hỗ trợ tài chính nhằm thúc đẩy phát triển cơ sở giết mổ tập trung, nâng cao hiệu quả xử lý chất thải.
  • Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc quy hoạch và đầu tư hệ thống xử lý chất thải giết mổ tại Bắc Ninh, góp phần phát triển bền vững ngành chăn nuôi và bảo vệ môi trường.

Hành động tiếp theo: Các cơ quan quản lý và doanh nghiệp cần phối hợp triển khai xây dựng hệ thống xử lý theo đề xuất, đồng thời tăng cường kiểm soát và nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ môi trường trong hoạt động giết mổ.