Luận văn thạc sĩ nghiên cứu xử lý đồng thời các thành phần hữu cơ và nitơ trong nước thải chăn nuôi lợn sau biogas bằng phương pháp sục khí luân phiên

Nghiên cứu xử lý đồng thời các thành phần hữu cơ và nitơ trong nước thải chăn nuôi lợn bằng phương pháp sục khí luân phiên hiệu quả.

• Tác giả: Trần Thị Thu Lan
• Người hướng dẫn: TS. Phan Đỗ Hùng
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Khoa học môi trường
• Đề tài: Nghiên Cứu Xử Lý Đồng Thời Các Thành Phần Hữu Cơ Và Nitơ Trong Nước Thải Chăn Nuôi Lợn Sau Biogas Bằng Phương Pháp Sục Khí Luân Phiên
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN
• 1.1. Tình hình chăn nuôi lợn ở Việt Nam
• 1.2. Hiện trạng về chăn nuôi lợn tại Việt Nam
• 1.3. Định hướng và triển vọng phát triển chăn nuôi lợn ở Việt Nam
• 1.4. Đặc trưng của nước thải chăn nuôi lợn và hiện trạng quản lý
• 1.4.1. Đặc trưng của nước thải chăn nuôi lợn
• 1.4.2. Hiện trạng quản lý
• 1.5. Công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi lợn
• 1.5.1. Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng phương pháp cơ học và hóa lý
• 1.5.2. Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng phương pháp sinh học kỵ khí
• 1.5.3. Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng phương pháp sinh học hiếu khí
• 1.6. Cơ sở lý thuyết loại bỏ hợp chất N trong nước thải
• 1.7. Một số quy trình cơ bản ứng dụng xử lý Nitơ trong nước thải bằng phương pháp sinh học
• 1.8. Giới thiệu sơ lược về phương pháp sục khí luân phiên
• 1.9. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
• 2. CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Hệ thiết bị thí nghiệm sục khí luân phiên
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Phương pháp khảo sát hiện trường
• 2.3.2. Phương pháp phân tích
• 2.4. Các chế độ thí nghiệm và qui trình vận hành
• 2.5. Phương pháp tính toán
• 3. CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Kết quả khảo sát hiện trường
• 3.2. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm
• 3.2.1. Ảnh hưởng của chu kỳ sục khí – ngừng sục khí luân phiên đến hiệu suất xử lý chất hữu cơ, nitơ, SS và photpho
• 3.2.2. Ảnh hưởng của chu kỳ sục khí – ngừng sục khí luân phiên đến hiệu suất xử lý chất hữu cơ
• 3.2.3. Ảnh hưởng của chu kỳ sục khí – ngừng sục khí đến hiệu quả xử lý Nitơ
• 3.2.4. Ảnh hưởng của chu kỳ sục khí – ngừng sục khí đến hiệu quả xử lý SS
• 3.2.5. Ảnh hưởng của chu kỳ sục khí – ngừng sục khí đến hiệu quả xử lý photpho
• 3.2.6. Ảnh hưởng của tải trọng hữu cơ, nitơ, photpho đến hiệu suất xử lý chất hữu cơ, nitơ, photpho
• 3.2.7. Ảnh hưởng của tải trọng hữu cơ đến hiệu suất xử lý chất hữu cơ
• 3.2.8. Ảnh hưởng của tải trọng Nitơ đến hiệu suất xử lý Nitơ
• 3.2.9. Ảnh hưởng của tải trọng photpho đến hiệu suất xử lý photpho
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về xử lý nước thải chăn nuôi lợn sau biogas

Nước thải chăn nuôi lợn sau quá trình biogas vẫn chứa nhiều chất ô nhiễm, đặc biệt là chất hữu cơ và nitơ. Việc xử lý nước thải này là rất cần thiết để bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng. Công nghệ xử lý nước thải hiện nay đang được nghiên cứu và áp dụng rộng rãi, trong đó có phương pháp sục khí luân phiên. Phương pháp này không chỉ giúp loại bỏ các chất ô nhiễm mà còn tối ưu hóa hiệu suất xử lý.

1.1. Đặc điểm nước thải chăn nuôi lợn sau biogas

Nước thải chăn nuôi lợn có nồng độ ô nhiễm cao với các chỉ tiêu như BOD, COD, nitơ và photpho. Theo nghiên cứu, nồng độ tổng nitơ trong nước thải có thể lên tới 406 mg/l, vượt xa tiêu chuẩn cho phép. Điều này đòi hỏi các biện pháp xử lý hiệu quả để giảm thiểu ô nhiễm.

1.2. Tầm quan trọng của việc xử lý nước thải

Việc xử lý nước thải chăn nuôi lợn không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn đảm bảo sức khỏe cho cộng đồng. Chất thải chưa được xử lý có thể gây ô nhiễm nguồn nước, ảnh hưởng đến sinh hoạt và sản xuất nông nghiệp. Do đó, việc áp dụng công nghệ xử lý hiện đại là rất cần thiết.

II. Vấn đề ô nhiễm từ nước thải chăn nuôi lợn

Nước thải chăn nuôi lợn gây ra nhiều vấn đề ô nhiễm nghiêm trọng. Chất thải này không chỉ ảnh hưởng đến môi trường mà còn tác động đến sức khỏe con người. Các vi sinh vật gây bệnh có trong nước thải có thể lây lan nhanh chóng, gây ra các dịch bệnh nguy hiểm.

2.1. Tác động đến môi trường

Nước thải chăn nuôi lợn chứa nhiều chất ô nhiễm như nitơ, photpho và vi sinh vật gây bệnh. Những chất này có thể làm ô nhiễm nguồn nước mặt và nước ngầm, gây ra tình trạng suy thoái chất lượng nước.

2.2. Nguy cơ sức khỏe từ nước thải

Chất thải chăn nuôi lợn có thể chứa các vi khuẩn gây bệnh như E. coli và virus gây dịch bệnh. Nếu không được xử lý đúng cách, nước thải này có thể gây ra các bệnh về hô hấp và tiêu hóa cho con người.

III. Phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi lợn hiệu quả

Có nhiều phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi lợn, trong đó phương pháp sục khí luân phiên đang được đánh giá cao. Phương pháp này giúp loại bỏ hiệu quả các chất hữu cơ và nitơ trong nước thải, đảm bảo nước thải đạt tiêu chuẩn trước khi thải ra môi trường.

3.1. Công nghệ sục khí luân phiên

Công nghệ sục khí luân phiên là một trong những phương pháp tiên tiến trong xử lý nước thải. Phương pháp này cho phép xử lý đồng thời các thành phần hữu cơ và nitơ, giúp nâng cao hiệu suất xử lý.

3.2. Hiệu quả của phương pháp

Nghiên cứu cho thấy, phương pháp sục khí luân phiên có thể giảm nồng độ BOD và nitơ trong nước thải xuống mức cho phép. Điều này không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn tiết kiệm chi phí cho các trang trại chăn nuôi.

IV. Ứng dụng thực tiễn của công nghệ xử lý nước thải

Công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi lợn đã được áp dụng tại nhiều trang trại ở Việt Nam. Việc áp dụng công nghệ này không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn tạo ra nguồn năng lượng từ biogas, góp phần vào phát triển bền vững.

4.1. Các mô hình áp dụng thành công

Nhiều trang trại đã áp dụng công nghệ sục khí luân phiên và đạt được hiệu quả cao trong xử lý nước thải. Các mô hình này không chỉ giúp giảm ô nhiễm mà còn tạo ra nguồn năng lượng tái tạo từ biogas.

4.2. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm

Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc áp dụng công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi lợn đã giúp giảm nồng độ ô nhiễm trong nước thải xuống mức an toàn, đảm bảo tiêu chuẩn môi trường.

V. Kết luận và triển vọng tương lai trong xử lý nước thải

Xử lý nước thải chăn nuôi lợn là một vấn đề cấp bách cần được giải quyết. Việc áp dụng các công nghệ hiện đại như sục khí luân phiên sẽ giúp giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ môi trường. Tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các giải pháp xử lý hiệu quả hơn.

5.1. Tương lai của công nghệ xử lý nước thải

Công nghệ xử lý nước thải sẽ tiếp tục phát triển với nhiều cải tiến mới. Việc nghiên cứu và áp dụng các công nghệ tiên tiến sẽ giúp nâng cao hiệu quả xử lý và giảm thiểu ô nhiễm.

5.2. Đề xuất giải pháp cho ngành chăn nuôi

Ngành chăn nuôi cần có các chính sách hỗ trợ và khuyến khích áp dụng công nghệ xử lý nước thải. Điều này không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn nâng cao giá trị sản phẩm chăn nuôi.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Chăn nuôi lợn là ngành kinh tế quan trọng tại Việt Nam, đóng góp lớn vào nguồn thực phẩm và thu nhập cho hàng triệu người dân. Theo kết quả điều tra của Tổng cục Thống kê năm 2013, đàn lợn cả nước đạt khoảng 26,3 triệu con, sản lượng thịt hơi xuất chuồng đạt 3,3 triệu tấn, tăng 2,1% so với năm trước. Tuy nhiên, sự phát triển nhanh chóng của chăn nuôi lợn cũng kéo theo lượng lớn nước thải chứa các thành phần hữu cơ và nitơ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Nước thải chăn nuôi lợn chứa hàm lượng COD từ 800 đến 1700 mg/l, tổng nitơ từ 250 đến 500 mg/l, photpho từ 25 đến 66 mg/l, cùng với các vi sinh vật gây bệnh, ảnh hưởng tiêu cực đến đất, nước và sức khỏe cộng đồng.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là đánh giá hiệu quả xử lý đồng thời các thành phần hữu cơ và nitơ trong nước thải chăn nuôi lợn sau bể Biogas bằng phương pháp sục khí luân phiên (SBR). Nghiên cứu tập trung vào việc xác định chế độ vận hành tối ưu về chu kỳ sục khí/ngừng sục khí và tải lượng nước thải nhằm nâng cao hiệu suất xử lý COD và nitơ, đảm bảo nước thải sau xử lý đạt quy chuẩn môi trường. Thời gian nghiên cứu kéo dài từ tháng 12/2012 đến tháng 10/2013, thực hiện tại Viện Công nghệ môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong bối cảnh chăn nuôi lợn phát triển mạnh mẽ, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường, bảo vệ nguồn nước và sức khỏe cộng đồng, đồng thời nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn năng lượng sinh học từ bể Biogas.

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 nước thải sinh học, đặc biệt là:

• Quá trình nitrat hóa và khử nitrat hóa: Quá trình oxy hóa amoni (NH4+) thành nitrit (NO2-) và nitrat (NO3-) bởi vi sinh vật tự dưỡng (Nitrosomonas, Nitrobacter), sau đó khử nitrat thành khí nitơ (N2) trong điều kiện thiếu khí bởi vi sinh vật dị dưỡng. Các yếu tố ảnh hưởng gồm DO, pH, nhiệt độ, nồng độ NH4+ và độc tố.
• Mô hình bùn hoạt tính sục khí luân phiên (SBR): Xử lý nước thải theo mẻ với chu kỳ sục khí (hiếu khí) và ngừng sục khí (thiếu khí) luân phiên, giúp xử lý đồng thời COD, nitơ và photpho mà không cần bổ sung cơ chất bên ngoài.
• Khái niệm chính: COD (Chemical Oxygen Demand), BOD (Biochemical Oxygen Demand), T-N (Tổng Nitơ), N-NH4+ (Amoni), T-P (Tổng Photpho), SS (Chất rắn lơ lửng), DO (Oxy hòa tan), ORP (Thế oxy hóa khử), MLSS (Nồng độ bùn hoạt tính).

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Nước thải chăn nuôi lợn sau bể Biogas lấy từ trang trại Thụy Phương, với thành phần COD 800-1700 mg/l, N-NH4+ 210-470 mg/l, T-N 250-500 mg/l, T-P 25-66 mg/l.
• Thiết bị thí nghiệm: Bể sục khí luân phiên thể tích 20 lít, điều khiển tự động chu kỳ sục khí/ngừng sục khí, đo pH, DO, ORP liên tục.
• Phương pháp phân tích: COD theo phương pháp Kalibicromat; Amoni bằng phương pháp Phenat; Nitrat và Nitrit bằng phương pháp so màu; Tổng Nitơ và Photpho theo tiêu chuẩn TCVN và Standard Method.
• Phương pháp phân tích số liệu: Tính tải lượng COD, Nitơ dựa trên nồng độ và lưu lượng nước thải; hiệu suất xử lý tính theo phần trăm giảm nồng độ đầu vào và đầu ra; thời gian lưu nước tính theo thể tích bể và lưu lượng cấp nước.
• Timeline nghiên cứu: Khởi động hệ thống trong hơn 1 tháng để ổn định bùn hoạt tính, sau đó tiến hành thí nghiệm với các chế độ vận hành khác nhau trong khoảng 10 tháng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng của chu kỳ sục khí/ngừng sục khí đến hiệu suất xử lý COD và Nitơ:

   • Chế độ sục khí 6 giờ và ngừng sục khí 6 giờ trong chu kỳ 12 giờ đạt hiệu suất xử lý COD trên 80% và N-NH4+ trên 80%.
   • Hiệu quả xử lý COD và tổng Nitơ tăng rõ rệt khi tăng thời gian sục khí, do quá trình nitrat hóa được thực hiện đầy đủ hơn.
   • Chu kỳ sục khí ngắn hơn (3 giờ) cho hiệu suất xử lý thấp hơn, COD chỉ đạt khoảng 40-60%, N-NH4+ chỉ 20-50%.

2. Ảnh hưởng của tải lượng COD và Nitơ đến hiệu suất xử lý:

   • Khi tăng tải lượng COD từ khoảng 0,1 đến 0,15 kg COD/m3/ngày, hiệu suất xử lý COD giảm nhẹ nhưng vẫn duy trì trên 75%.
   • Tải lượng Nitơ tăng từ 0,03 đến 0,05 kg N/m3/ngày làm hiệu suất xử lý tổng Nitơ giảm từ 70% xuống khoảng 60%, do cạnh tranh sinh khối vi sinh vật và hạn chế oxy.
   • Tỷ lệ C/N trong nước thải ảnh hưởng đến hiệu quả khử nitrat, tỷ lệ C/N khoảng 3-4 được đánh giá là tối ưu.

3. Hiệu quả xử lý các thành phần khác:

   • Chất rắn lơ lửng (SS) được loại bỏ hiệu quả trên 70% nhờ quá trình lắng trong bể SBR.
   • Photpho tổng được xử lý khoảng 50-60%, chủ yếu do hấp phụ và kết tủa trong quá trình xử lý sinh học.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy phương pháp sục khí luân phiên có khả năng xử lý đồng thời các thành phần hữu cơ và nitơ trong nước thải chăn nuôi lợn sau bể Biogas với hiệu suất cao, phù hợp với đặc tính nước thải có nồng độ ô nhiễm lớn. Việc điều chỉnh chu kỳ sục khí và ngừng sục khí là yếu tố then chốt để cân bằng quá trình nitrat hóa và khử nitrat, từ đó nâng cao hiệu quả xử lý nitơ.

So sánh với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, hiệu suất xử lý COD và N-NH4+ của nghiên cứu này tương đương hoặc cao hơn, trong khi thời gian lưu nước và thể tích thiết bị nhỏ hơn nhiều, giúp tiết kiệm diện tích và chi phí đầu tư. Các biểu đồ thể hiện sự biến đổi nồng độ COD, N-NH4+, T-N theo thời gian chu kỳ sục khí minh họa rõ ràng sự cải thiện hiệu quả xử lý khi tăng thời gian sục khí.

Tuy nhiên, hiệu quả xử lý tổng nitơ còn bị hạn chế do quá trình khử nitrat phụ thuộc vào lượng chất hữu cơ có sẵn và điều kiện thiếu khí. Việc bổ sung cơ chất hữu cơ hoặc kết hợp với các công nghệ xử lý khác có thể nâng cao hiệu quả xử lý nitơ hơn nữa.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tối ưu hóa chu kỳ sục khí/ngừng sục khí:

   • Áp dụng chu kỳ sục khí 6 giờ và ngừng sục khí 6 giờ trong bể SBR để đạt hiệu suất xử lý COD và nitơ tối ưu.
   • Thời gian vận hành nên duy trì chu kỳ 12 giờ/mẻ để đảm bảo quá trình nitrat hóa và khử nitrat diễn ra đầy đủ.

2. Kiểm soát tải lượng nước thải đầu vào:

   • Giới hạn tải lượng COD dưới 0,15 kg/m3/ngày và tải lượng Nitơ dưới 0,05 kg/m3/ngày để duy trì hiệu quả xử lý ổn định.
   • Điều chỉnh lưu lượng cấp nước thải phù hợp với thể tích bể và nồng độ bùn hoạt tính.

3. Nâng cao hiệu quả xử lý nitơ:

   • Nghiên cứu bổ sung cơ chất hữu cơ hoặc phối hợp công nghệ Anammox để tăng hiệu suất khử nitrat.
   • Kiểm soát pH, DO và ORP trong bể để tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật nitrat hóa và khử nitrat.

4. Ứng dụng thực tế và nhân rộng:

   • Khuyến khích các trang trại chăn nuôi lợn áp dụng công nghệ sục khí luân phiên sau bể Biogas để xử lý nước thải đạt chuẩn môi trường.
   • Đào tạo kỹ thuật viên vận hành và bảo trì hệ thống để đảm bảo hiệu quả lâu dài.
   • Thời gian triển khai đề xuất trong vòng 1-2 năm, ưu tiên các vùng chăn nuôi tập trung.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà quản lý môi trường và chính sách:

   • Hỗ trợ xây dựng quy định, tiêu chuẩn xử lý nước thải chăn nuôi phù hợp với thực tế.
   • Định hướng phát triển công nghệ xử lý nước thải trong ngành chăn nuôi.

2. Chủ trang trại và doanh nghiệp chăn nuôi lợn:

   • Áp dụng công nghệ xử lý nước thải hiệu quả, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và nâng cao giá trị sản phẩm.
   • Tối ưu hóa chi phí vận hành và khai thác nguồn năng lượng sinh học.

3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành khoa học môi trường:

   • Tham khảo phương pháp nghiên cứu, kết quả thực nghiệm và cơ sở lý thuyết về xử lý nước thải sinh học.
   • Phát triển các nghiên cứu tiếp theo về công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi.

4. Các tổ chức tư vấn và thiết kế hệ thống xử lý nước thải:

   • Ứng dụng kết quả nghiên cứu để thiết kế hệ thống xử lý nước thải phù hợp với quy mô và đặc điểm nước thải chăn nuôi.
   • Tư vấn kỹ thuật vận hành và bảo trì hệ thống.

Câu hỏi thường gặp

1. Phương pháp sục khí luân phiên có ưu điểm gì so với các công nghệ khác?
   Phương pháp này xử lý đồng thời COD, nitơ và photpho trong cùng một bể, tiết kiệm diện tích và chi phí đầu tư, đồng thời linh hoạt điều chỉnh chu kỳ sục khí để tối ưu hiệu quả xử lý.

2. Nước thải sau bể Biogas có cần xử lý tiếp không?
   Có, nước thải sau bể Biogas vẫn còn hàm lượng COD và nitơ cao, cần xử lý tiếp để đạt tiêu chuẩn môi trường trước khi thải ra ngoài.

3. Chu kỳ sục khí và ngừng sục khí ảnh hưởng thế nào đến hiệu quả xử lý?
   Chu kỳ sục khí đủ dài giúp quá trình nitrat hóa hoàn thành, ngừng sục khí tạo điều kiện cho quá trình khử nitrat diễn ra hiệu quả, từ đó nâng cao hiệu suất xử lý nitơ.

4. Có cần bổ sung cơ chất hữu cơ cho quá trình khử nitrat không?
   Trong nghiên cứu này, không bổ sung cơ chất bên ngoài, tuy nhiên trong thực tế, bổ sung cơ chất có thể giúp tăng hiệu quả khử nitrat nếu lượng hữu cơ trong nước thải không đủ.

5. Phương pháp này có áp dụng được cho quy mô lớn không?
   Có thể áp dụng cho quy mô trang trại vừa và lớn, tuy nhiên cần thiết kế hệ thống phù hợp với lưu lượng và đặc tính nước thải cụ thể để đảm bảo hiệu quả xử lý.

Kết luận

• Phương pháp sục khí luân phiên (SBR) hiệu quả trong xử lý đồng thời các thành phần hữu cơ và nitơ trong nước thải chăn nuôi lợn sau bể Biogas, với hiệu suất xử lý COD và N-NH4+ đạt trên 80%.
• Chu kỳ sục khí 6 giờ và ngừng sục khí 6 giờ trong chu trình 12 giờ là chế độ vận hành tối ưu cho quá trình xử lý.
• Tải lượng COD và Nitơ cần được kiểm soát để duy trì hiệu quả xử lý ổn định, tỷ lệ C/N khoảng 3-4 là phù hợp.
• Nghiên cứu góp phần hoàn thiện công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.
• Đề xuất triển khai ứng dụng công nghệ tại các trang trại chăn nuôi lợn quy mô vừa và lớn trong vòng 1-2 năm tới, đồng thời tiếp tục nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý nitơ và photpho.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I - TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN 1. Tình hình chăn nuôi lợn ở Việt Nam 1. Hiện trạng về chăn nuôi lợn tại Việt Nam Hiện cả nước có 8,5 triệu hộ chăn nuôi quy mô gia đình, 18.000 trang trại chăn nuôi tập trung, nhưng mới chỉ có 8,7% số hộ xây dựng công trình khí sinh học (hầm biogas). Tỷ lệ hộ gia đình có chuồng trại chăn nuôi hợp vệ sinh cũng chỉ chiếm 10% và chỉ có 0,6% số hộ có cam kết bảo vệ môi trường.

Vẫn còn khoảng 23% số hộ chăn nuôi không xử lý chất thải bằng bất kỳ phương pháp nào mà xả thẳng ra môi trường bên ngoài…gây sức ép đến môi trường. Chất thải chăn nuôi tác động đến môi trường và sức khỏe con người trên nhiều khía cạnh: Gây ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm, môi trường khí, môi trường đất và các sản phẩm nông nghiệp. Đây chính là nguyên nhân gây ra nhiều căn bệnh về hô hấp, tiêu hóa, do trong chất thải chứa nhiều vi sinh vật gây bệnh. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã cảnh báo, nếu không có biện pháp thu gom và xử lý chất thải chăn nuôi một cách thỏa đáng sẽ ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe con người, vật nuôi và gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.

Đặc biệt là các virus biến thể từ các dịch bệnh như: lở mồm long móng, dịch bệnh tai xanh ở lợn có thể lây lan nhanh chóng và có thể cướp đi sinh mạng của rất nhiều người. Theo Báo cáo tổng kết của Viện Chăn nuôi (Bộ NN&PTNT), nồng độ khí H2S và NH3 trong chất thải chăn nuôi cao hơn mức cho phép khoảng 30-40 lần. Tổng số vi sinh vật và bào tử nấm cũng cao hơn mức cho phép rất nhiều lần. Ngoài ra, nước thải chăn nuôi còn chứa Coliform, E.

và trứng giun sán cao hơn rất nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép. Các tỉnh thuộc đồng bằng sông Hồng, đồng bằng sông Cửu Long là những địa phương có ngành chăn nuôi phát triển. Tại tỉnh Bến Tre, tính đến thời điểm tháng 6/2013 đã có đàn lợn trên 424.000 con, đàn bò gần 148.000 con, là địa phương có đàn gia súc đứng đầu khu vực đồng bằng sông Cửu Long. Tuy nhiên, việc đảm bảo vệ sinh môi trường ở đây mới chỉ chú trọng ở các doanh nghiệp chăn nuôi, còn các 10 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] hộ chăn nuôi nhỏ chưa được quan tâm.

Trong khi, các hộ chăn nuôi nhỏ chiếm tỷ lệ khá lớn, nhưng việc chăn nuôi của các hộ dân phần lớn theo tập quán, thói quen xả chất thải xuống kênh, rạch dẫn đến tình trạng ô nhiễm môi trường, tăng nguy cơ dịch bệnh cho vật nuôi, con người và ảnh hưởng lớn đến sự phát triển bền vững của ngành Chăn nuôi. Theo dự báo của ngành Tài nguyên và Môi trường (TN&MT), với tốc độ phát triển mạnh của ngành Chăn nuôi như hiện nay dự tính đến năm 2020, lượng chất thải rắn trong chăn nuôi phát sinh khoảng gần 1.000 tấn/năm, tăng 14,05% so với năm 2010. Để phát triển bền vững và đảm bảo môi trường tại các trang trại, gia trại, các địa phương cần quan tâm hơn nữa đến việc tạo điều kiện, hỗ trợ các hộ chăn nuôi quy mô lớn đầu tư xây dựng mô hình xử lý chất thải theo công nghệ hiện đại. Ngành TN&MT chủ động phối hợp với ngành NN&PTNT tăng cường kiểm tra, xử lý, đình chỉ sản xuất đối với các trang trại gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng; đôn đốc các trang trại, gia trại gây ô nhiễm môi trường, thực hiện các biện pháp xử lý triệt để tình trạng ô nhiễm; yêu cầu các trang trại phải có đầy đủ công trình, biện pháp bảo vệ môi trường đáp ứng yêu cầu về xử lý ô nhiễm; khẩn trương quy hoạch vùng chăn nuôi cho từng loại vật nuôi, từng bước hạn chế, không cho phép chăn nuôi gia trại, chăn nuôi quy mô nhỏ trong khu dân cư; triển khai ứng dụng mô hình xử lý nước thải sau bể biogas, làm cơ sở hướng dẫn, nhân rộng áp dụng cho các trang trại chăn nuôi.

Tính đến giữa năm 2010 cả nước có 23.558 trang trại chăn nuôi (tăng 42% so với năm 2006). Quy mô đàn lợn tăng nhanh từ 26,85 triệu con năm 2006 lên 27,37 triệu con năm 2010. Định hướng phát triển đến năm 2020 cơ bản chuyển sang trang trại, công nghiệp. 11 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] 27,627,729 27,370,000 26,855,330 26,701,598 26,560,651 1 2 3 4 5 Nguồn: Website Tổng cục thống kê - 31/12/2010) Hình 1 Tốc độ tăng trưởng đàn lợn trên toàn quốc lần lượt tính từ năm 2006- 2010 (Đơn vị con) 1.

Định hướng và triển vọng phát triển chăn nuôi lợn ở Việt Nam Tốc độ tăng dân số và quá trình đô thị hóa đã làm giảm diện tích đất nông nghiệp. Để đảm bảo an toàn về lương thực và thực phẩm, biện pháp duy nhất là thâm canh chăn nuôi trong đó chăn nuôi lợn là một thành phần quan trọng trong định hướng phát triển. Theo quyết định số 10/2008/QĐ - TTg ngày 16 tháng 1 năm 2008 của Thủ tướng chính phủ về việc phê duyệt chiến lược phát triển chăn nuôi đến năm 2020 thì định hướng phát triển như sau: + Đến năm 2020 ngành chăn nuôi cơ bản chuyển sang sản xuất phương thức trang trại, công nghiệp, đáp ứng phần lớn nhu cầu thực phẩm đảm bảo chất lượng cho tiêu dùng và xuất khẩu; + Tỷ trọng chăn nuôi trong nông nghiệp đến năm 2020 đạt trên 42%, trong đó năm 2010 đạt khoảng 32% và năm 2015 đạt 38%; + Đảm bảo an toàn dịch bệnh và vệ sinh an toàn thực phẩm, khống chế có hiệu quả các bệnh nguy hiểm trong chăn nuôi; 12 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] + Các cơ sở chăn nuôi, nhất là chăn nuôi theo phương thức trang trại, công nghiệp và cơ sở giết mổ, chế biến gia súc, gia cầm phải có hệ thống xử lý chất thải, bảo vệ và giảm ô nhiễm môi trường. + Mức tăng trưởng bình quân: giai đoạn 2008 - 2010 đạt khoảng 8 - 9% năm; giai đoạn 2010 - 2015 đạt khoảng 6 - 7% năm và giai đoạn 2015 - 2020 đạt khoảng 5 - 6% năm.

Đặc trưng của nước thải chăn nuôi lợn và hiện trạng quản lý 1. Đặc trưng của nước thải chăn nuôi lợn Nước thải chăn nuôi lợn là một trong những loại nước thải có khả năng gây ô nhiễm môi trường cao do có chứa hàm lượng chất hữu cơ, cặn lơ lửng, N, P và sinh vật gây bệnh cao. Nước thải chăn nuôi, nhất thiết phải được xử lý trước khi thải ra ngoài môi trường. Các chất hữu cơ: - Hàm lượng các chất hữu cơ cao, tỷ lệ BOD5/COD > 0,5 nước thải chứa các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học.

- Trong nước thải chăn nuôi, hợp chất hữu cơ chiếm 70 - 80% bao gồm cellulose, protit, acid amin, chất béo, hidratcarbon và các dẫn xuất của chúng có trong phân, thức ăn thừa. Hầu hết các chất hữu cơ dễ phân hủy, ngoài ra còn có các chất khó phân hủy sinh học: các hợp chất hydrat cacbon, hợp chất vòng thơm, hợp chất đa vòng, hợp chất chứa clo hữu cơ. Các chất vô cơ chiếm 20 - 30% gồm cát, đất, muối, ure, ammonium, muối chlorua, SO42-,…  Tổng N và P: Khả năng hấp thụ N và P của các loài gia súc, gia cầm rất kém, nên khi ăn thức ăn có chứa N và P thì chúng sẽ bài tiết ra ngoài theo phân và nước tiểu. Trong nước thải chăn nuôi lợn thường chứa hàm lượng N và P rất cao.

Hàm lượng N - tổng trong nước thải chăn nuôi lợn 200 - 350 mg/l, trong đó N - NH4 chiếm khoảng 80 - 90% Photpho từ 60 - 100 mg/l.  Vi sinh vật gây bệnh: Nước thải chăn nuôi chứa nhiều loại vi trùng, vi khuẩn ecoli, vi khuvirus và trứng ấu trùng giun sán gây bệnh. 13 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Nước thải trong chăn nuôi lợn (nước tiểu vật nuôi, nước tắm, nước rửa chuồng, vệ sinh dụng cụ,.) ước tính khoảng và chục nghìn tỷ m 3/năm. Nước thải chăn nuôi là một trong những loại nước thải có nồng độ ô nhiễm cao, đặc biệt là BOD, COD, nitơ, photpho và sinh vật gây bệnh.

Các thông số ô nhiễm đặc trưng của nước thải chăn nuôi lợn được thể hiện trong bảng sau: Bảng 1: Các thông số ô nhiễm đặc trưng của nước thải chăn nuôi lợn Yêu cầu chất lượng nước đầu Nồng độ nước Thông số Đơn vị ra (QCVN 40: 2011/BTNMT, thải đầu vào cột A) pH 7,2 - 6-9 BOD5 2817 mg/l 30 COD 5210 mg/l 75 SS 615 mg/l 50 N tổng 406 mg/l 20 P tổng 47 mg/l 4 MPN/100 Coliform 5,8. Theo kết quả điều tra đánh giá hiện trạng môi trường của viện chăn nuôi (2006) tại các cơ sở chăn nuôi lợn có quy mô tập trung thuộc Hà Nội, Hà Tây, Ninh Bình, Nam Định, Quảng Nam, Bình Dương, Đồng Nai cho thấy đặc trưng của nước thải chăn nuôi: Bảng 2: Chất lượng nước thải lợn điều tra tại các trại chăn nuôi tập trung Chỉ tiêu Đơn vị Trại TTNC Lợn Trại lợn Trại Cty Trại Khoảng kiểm tra Đan Phuợng Thụy Phương Tam Điệp Gia Nam Hồng Điệp dao động 14 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Chỉ tiêu Đơn vị Trại TTNC Lợn Trại lợn Trại Cty Trại Khoảng kiểm tra Đan Phuợng Thụy Phương Tam Điệp Gia Nam Hồng Điệp dao động o pH C 7,15 7,26 7,08 6,78 6,83 6 -8 BOD5 mg/l 1339 1080 882 783 1221 780 - 1340 COD mg/l 3397 2224 1924 1251 2824 1250 - 3400 TDS mg/l 4812 4568 3949 4012 4720 3940 - 4810 P_tổng mg/l 99,4 80,2 69,4 57,4 85,6 57 - 100 N_tổng mg/l 332 280 250 204 275 200 - 280 (Nguồn: Điều tra đánh giá hiện trạng MT trại chăn nuôi lợn- Viện Chăn nuôi, 2006) 1. Hiện trạng quản lý và xử lý Đây là loại chất thải ít được sử dụng và khó quản lý do:  Lượng nước thải lớn, lượng nước sử dụng cho nhu cầu uống, rửa chuồng và tắm cho lợn là 30 - 50 lít nước/1con/ngày đêm.  Nước thải có mùi hôi thối, khó vận chuyển đi xa để sử dụng cho các mục đích nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản;  Lượng nước thải quá lớn, không thể sử dụng hết cho diện tích đất canh tác xung quanh.

Việc quản lý nước thải trong chăn nuôi lợn là vấn đề nan giải, nước thải chăn nuôi lợn chứa chất hữu cơ và nitơ cao. Lưu lượng nước thải khá cao do số lượng lợn nuôi nhiều và lợn được tắm nhiều lần trong ngày, nhất là lúc trời nóng (lưu lượng nước sử dụng đối với lợn trưởng 30 - 50 lít/1 con/ngày). T­íi c©y 15% Biogas 40% Xölýs¬bé, th¶i raMT 45% 15 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.