TIỂU LUẬN SINH THÁI ỨNG DỤNG ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ BẢO TỒN ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH  TIỂU LUẬN SINH THÁI ỨNG DỤNG ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ BẢO TỒN ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI GVHD PGS TS Lê Quốc Tuấn HVTH Lê Vũ Quốc Bảo Thành phố Hồ Chí Minh, Tháng 92017 TP Hồ Chí Minh, tháng 092017 ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI GVHD PGS TS Lê Quốc Tuấn ii HVTH Lê Vũ Quốc Bảo MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH iv DANH MỤC BẢNG BIỂU VÀ SƠ ĐỒ v MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1 Ô NH.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH  TIỂU LUẬN SINH THÁI ỨNG DỤNG ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ BẢO TỒN ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI GVHD: PGS TS Lê Quốc Tuấn HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo Thành phố Hồ Chí Minh, Tháng 9/2017 TP.Hồ Chí Minh, tháng 09/2017 ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NI MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH .iv DANH MỤC BẢNG BIỂU VÀ SƠ ĐỒ v MỞ ĐẦU CHƯƠNG Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC 1.1 Ơ nhiễm mơi trường ô nhiễm môi trường nước: 1.2 Ảnh hưởng ô nhiễm môi trường nước: 1.3 Nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nước: 1.4 Tình hình nhiễm nước 1.4.1 Ô nhiễm nước giới 1.4.2 Ô nhiễm nước Việt Nam CHƯƠNG ĐẤT NGẬP NƯỚC VÀ ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO 2.1 Đất ngập nước đất ngập nước nhân tạo: 2.2 Chức đất ngập nước 2.2.1 Chức sinh thái đất ngập nước: 2.2.2 Chức kinh tế 2.2.3 Giá trị đa dạng sinh học 2.3 Một số loại vùng đất ngập nước: 10 2.4 Lịch sử sử dụng đất ngập nước để làm nước 11 2.5 Các loại hình đất ngập nước nhân tạo 12 2.5.1 Bãi lọc trồng ngập nước(FWS) 13 2.5.2 Bãi lọc trồng dòng chảy ngầm hay bãi lọc ngầm trồng 13 2.6 Phân loại nhóm thực vật thuỷ sinh 15 2.6.1 Nhóm thực vật thuỷ sinh ngập nước 15 2.6.2 Nhóm thực vật trơi 15 2.6.3 Nhóm thực vật nửa ngập nước 16 2.7 Cơ chế trình xử lý 17 2.7.1 Loại bỏ chất hữu có khả phân hủy sinh học 18 2.7.2 Loại bỏ chất rắn 19 2.7.3 Loại bỏ Nitơ 20 2.7.4 Loại bỏ Phốtpho 21 2.7.5 Loại bỏ kim loại nặng 22 GVHD: PGS TS Lê Quốc Tuấn ii HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI 2.7.6 Loại bỏ hợp chất hữu 22 2.7.7 Loại bỏ vi khuẩn virut 23 2.8 Ưu điểm nhược điểm việc sử dụng đất ngập nước để xử lý nước thải 23 2.8.1 Ưu điểm 23 2.8.2 Nhược điểm 24 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI 25 3.1 Tổng quan ngành chăn nuôi 25 3.1.1 Sự phân bố đàn vật nuôi 25 3.1.2 Qui mô chăn nuôi 25 3.1.3 Cơ sở vật chất 25 3.1.4 Vai trị ngành chăn ni 26 3.2 Ô nhiễm môi trường ngành chăn nuôi 26 3.2.1 Nguồn phát thải ô nhiễm 26 3.2.2 Thành phần chất thải rắn 27 3.2.3 Thành phần chất thải lỏng 28 3.2.4 Ảnh hưởng số chất nhiễm đến môi trường nước 30 CHƯƠNG ÁP DỤNG MƠ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO CHO TRANG TRẠI CHĂN NUÔI 33 4.1 Thông tin nguồn ô nhiễm: 33 4.2 Tính tốn trung bình lưu lượng phát thải nước thải cho trang trại chăn nuôi 1000 heo: 33 4.3 Diện tích đất ngập nước cần thiết: 34 4.4 Đặc tính lồi thực vật bố trí ao xử lý 38 4.4.1 Cây Sậy 38 4.4.2 Cây Lục Bình (Bèo Tây) 39 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 40 Kết luận 40 Kiến nghị 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO 41 GVHD: PGS TS Lê Quốc Tuấn iii HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NI DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1: Bãi lọc trồng dòng chảy mặt 13 Hình 2.2: Cấu tạo hệ thống đất ngập nước có dịng chảy ngầm theo chiều ngang (Cooper cộng sự, 1996) 14 Hình 2.3: Cấu tạo hệ thống đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm theo chiều đứng (Cooper cộng sự, 1996) 14 Hình 2.4: Đường BOD/Cacbon đất ngập nước 19 Hình 2.5: Đường hạt rắn đất ngập nước 20 Hình 2.6: Đường Nitơ đất ngập nước 21 Hình 2.7: Đường phốtpho đất ngập nước 22 Hình 2.8: Quá trình loại bỏ vi khuẩn đất ngập nước 23 Hình 4.1: Mơ hình thiết kế sơ đất ngập nước xử lý nước thải chăn nuôi 38 GVHD: PGS TS Lê Quốc Tuấn iv HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI DANH MỤC BẢNG BIỂU VÀ SƠ ĐỒ Bảng 2.1: Danh sách số thực vật thuỷ sinh tiêu biểu 16 Bảng 2.2: Nhiệm vụ loài thực vật thủy sinh hệ thống xử lý 17 Bảng 3.1:Lượng phân gia súc, gia cầm thải ngày tính phần trăm trọng lượng thể 26 Bảng 3.2:Thành phần hoá học phân heo 70-100kg 27 Bảng 3.3: Thành phần hóa học phân gia súc 27 Bảng 3.4: Thành phần hoá học nước tiểu heo có trọng lượng từ 70-100kg 28 Bảng 3.5: Tính chất nước thải chăn ni heo 29 Bảng 3.6: Kết phân tích mẫu khí số trại chăn ni gia đình 30 Bảng 3.7: Kết phân tích vi sinh mẫu nước giếng hộ gia đình 32 Bảng4.1: Lượng nước tiểu trung bình ngày tính cho lợn trang trại 33 GVHD: PGS TS Lê Quốc Tuấn v HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NI MỞ ĐẦU Trong q trình phát triển kinh tế đất nước, ngành chăn ni đóng vai trị quan trọng, đặc biệt ngành chăn ni Song song với nguồn lợi kinh tế mang lại, chăn nuôi thải môi trường lượng nước thải lớn làm ô nhiễm môi trường không xử lý Việc áp dụng cơng nghệ xử lý hóa lý cho nước thải chăn nuôi tốn không mang lại hiệu cao đặc tính nước thải Do đó, đặt vấn đề phải nghiên cứu mơ hình ứng dụng cơng nghệ mới, phù hợp với đặc trưng tính chất nước thải chăn ni, khơng tốn kinh tế việc áp dụng khả thi Trên giới, việc sử dụng hệ thống Đất ngập nước để xử lý nước thải áp dụng mang lại kết khả quan Ở Việt Nam có ứng dụng qui mô nhỏ lẻ mang lại hiệu định Chính tác giả chọn giải pháp áp dụng đất ngập nước nhân tạo xử lý nước thải Các hệ thống đất ngập nước nhân tạo sử dụng cho việc xử lý loại nước thải có chứa nhiều chất hữu nước nước thải nhà máy giấy, nhà máy chế biến thực phẩm, chế biến cà phê, sở giết mổ… đạt hiệu xử lý tương đương cơng nghệ khác Điều cho thấy việc nghiên cứu áp dụng mơ hình đất ngập nước nhân tạo xử lý nước thải chăn nuôi mang tính khả thi cao Hệ thống đất ngập nước nhân tạo xây dựng để xử lý nước thải theo q trình sinh học, hố lý học vùng đất ngập nước tự nhiên Các vùng đất ngập nước loại bỏ chất nhiễm chuyển chúng thành dạng vật chất gây ảnh hưởng tới sức khoẻ người môi trường Với lý điều kiện trên, tác giả tiến hành nghiên cứu đề tài GVHD: PGS TS Lê Quốc Tuấn HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI “ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI” Đối tượng nghiên cứu:  Đất ngập nước nhân tạo xử lý nước thải áp dụng cho trang trại chăn nuôi Mục tiêu nghiên cứu:  Tóm tắt cơng nghệ, ngun lý mơ hình sử dụng cơng nghệ đất nghập nước nhân tạo cho trình xử lý nước thải giới áp dụng việt nam  Nghiên cứu tình hình nhiễm nước, thành phần nước thải chăn nuôi  Nghiên cứu, đánh giá đề xuất thiết kế mơ hình xử lý nước thải cho trang trại chăn nuôi đất ngập nước nhân tạo Phạm vi nghiên cứu  Đề tài nghiên cứu mô hình áp dụng đất ngập nước nhân tạo cho trình xử lý nước thải Đề tài tiến hành thời gian tháng: tháng 9/2017 Phương pháp nghiên cứu: Đề tài tiến hành chủ yếu dựa phương pháp phân tích tổng hợp tài liệu dự án, nghiên cứu có liên quan đến sử dụng đất ngập nước nhân tạo Ý nghĩa khoa học: Đề tài tạo sở lý thuyết, tiền đề cho nghiên cứu chuyên sâu áp dụng thực tiễn cho xử lý nước thải đất ngập nước nhân tạo Ý nghĩa thực tiễn: Áp dụng cho trang trại chăn ni chưa có hệ thống xử lý nước thải có hệ thống chưa đạt chuẩn xả thải Đem đến biện pháp xử lý khả thi mang tính kinh tế GVHD: PGS TS Lê Quốc Tuấn HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI CHƯƠNG Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC 1.1 Ô nhiễm môi trường nhiễm mơi trường nước: Ơ nhiễm mơi trường biến đổi thành phần môi trường không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trường tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng xấu đến người sinh vật (khoản Điều Luật Bảo vệ môi trường năm 2014) Hiến chương châu Âu nước định nghĩa: "Ô nhiễm nước biến đổi nói chung người chất lượng nước, làm nhiễm bẩn nước gây nguy hiểm cho người, cho công nghiệp, nông nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho động vật ni lồi hoang dã" Hiện tượng nhiễm nước xảy loại hoá chất độc hại, loại vi khuẩn gây bệnh, virut, kí sinh trùng phát sinh từ nguồn thải khác chất thải công nghiệp từ nhà máy sản xuất, loại rác thải bệnh viện, loại rác thải sinh hoạt bình thường người hay hố chất, thuốc trừ sâu, phân bón hữu sử dụng sản xuất nông nghiệp đẩy ao, hồ, sông, suối ngấm xuống nước đất mà không qua xử lí với khối lượng lớn vượt khả tự điều chỉnh tự làm loại ao, hồ, sông, suối 1.2 Ảnh hưởng ô nhiễm môi trường nước:  Nước ngầm: Các cặn lơ lửng nước mặt, chất thải nặng lắng xuống đáy sông, sau phân huỷ, phần lượng chất sinh vật tiêu thụ, phần thấm xuống mạch nước bên (nước ngầm) qua đất, làm biến đổi tính chất loại nước theo chiều hướng xấu (do chất chứa nhiều chất hữu cơ, kim loại nặng…)  Nước mặt: Do nhiều nguyên nhân khác nhau, gây cân lượng chất thải môi trường nước (rác thải sinh hoạt, chất hữu cơ,…) sinh vật tiêu GVHD: PGS TS Lê Quốc Tuấn HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI thụ lượng chất thải (vi sinh vật, tảo,…) làm cho chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng,… khơng phân huỷ, cịn lưu lại nước với khối lượng lớn, dẫn đến việc nước dần tinh khiết ban đầu, làm chất lượng nguồn nước bị suy giảm nghiêm trọng  Ô nhiễm nước ảnh hưởng trực tiếp đến sinh vật nước, đặc biệt vùng sông, nước chịu tác động nhiễm nhiều Nhiều lồi thuỷ sinh hấp thụ chất độc nước, số trường hợp gây đột biến gen, tạo nhiều loài mới, số trường hợp làm cho nhiều loài thuỷ sinh chết  Ơ nhiễm đất: nước bị nhiễm mang nhiều chất vô hữu thấm vào đất gây ô nhiễm nghiêm trọng cho đất Nước ô nhiễm thấm vào đất làm liên kết hạt keo đất bị bẻ gãy, cấu trúc đất bị phá vỡ Làm thay đổi đặc tính lý học, hóa học đất vai trị đệm, tính oxy hóa, tính dẫn điện, dẫn nhiệt môi trường đất thay đổi mạnh Thành phần chất hữu giảm nhanh làm khả giữ nước thoát nước đất bị thay đổi Sự thay đổi thành phần Ion đất làm thay đổi tính chất đất  Gây nhiễm khơng khí: Ơ nhiễm mơi trường nước khơng ảnh hưởng đến người, đất, nước mà ảnh hưởng đến khơng khí Các hợp chất hữu cơ, vơ độc hại nước thải thơng qua vịng tuần hồn nước, theo nước vào khơng khí làm cho mật độ bụi bẩn khơng khí tăng lên Khơng vậy, nước giá bám cho vi sinh vật loại khí bẩn cơng nghiệp độc hại khác Một số chất khí hình thành trình phân hủy hợp chất hữu nước thải SO2, CO2, CO,… ảnh hưởng nghiêm trọng đến mơi trường khí người  Ơ nhiễm nước mơi trường phát sinh truyền nhiễm gây nên bệnh mãn tính cấp tính cho người tiêu chảy, viêm màng kết, ngộ độc, ung thư chất độc hại tồn nước 1.3 Nguyên nhân gây ô nhiễm mơi trường nước:  Ơ nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên: Là mưa,tuyết tan, lũ lụt, gió bão… sản phẩm hoạt sống sinh vật, kể xác chết chúng Cây cối, sinh vật chết GVHD: PGS TS Lê Quốc Tuấn HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI đi, chúng bị vi sinh vật phân hủy thành chất hữu Ô nhiễm nước yếu tố tự nhiên (núi lửa, xói mịn, bão, lụt, ) nghiêm trọng, không thường xuyên, nguyên nhân gây suy thối chất lượng nước tồn cầu  Ô nhiễm nước có nguồn gốc nhân tạo: Nước thải sinh hoạt nước thải phát sinh từ hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, quan trường học, chứa chất thải trình sinh hoạt, vệ sinh người Thành phần nước thải sinh hoạt chất hữu dễ bị phân hủy sinh học (cacbohydrat, protein, dầu mỡ), chất dinh dưỡng (photpho, nitơ), chất rắn vi trùng Tùy theo mức sống lối sống mà lượng nước thải tải lượng chất có nước thải người ngày khác Nhìn chung mức sống cao lượng nước thải tải lượng thải cao Nước thải công nghiệp từ sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, giao thơng vận tải khơng có thành phần giống nhau, mà phụ thuộc vào ngành sản xuất công nghiệp cụ thể Ví dụ: nước thải xí nghiệp chế biến thực phẩm thường chứa lượng lớn chất hữu cơ; nước thải xí nghiệp thuộc da ngồi chất hữu cịn có kim loại nặng, sulfua, Các tiêu ô nhiễm nước thường sử dụng để so sánh COD (nhu cầu oxy hóa học), BOD5 (nhu cầu oxy sinh hóa), SS (chất rắn lơ lửng) Ngồi nguồn gây nhiễm cịn có nguồn gây ô nhiếm nước khác từ y tế hay từ hoạt động sản xuất nông, lâm, ngư nghiệp người… 1.4 Tình hình nhiễm nước 1.4.1 Ô nhiễm nước giới Ô nhiễm nước vấn đề đáng báo động giới Đặc biệt nước phát triển xả thải môi trường lượng chất độc hại làm cho nguồn nước bị ô nhiễm nặng nề Ví dụ Sukinda, Ấn Độ nữ cơng nhân phải tiếp GVHD: PGS TS Lê Quốc Tuấn HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI N Tro Chất xơ Carbonates Các axit béo mạch ngắn 7,99 – 9,32 32,5 – 93,3 151 – 261 0,23 – 2,11 3,83 – 4,47 g/kg g/kg g/kg g/kg g/kg (Nguồn: Trương Thanh Cảnh 1997-1998) Ngoài phân gia súc chứa nhiều virus, vi trùng, ấu trùng, trứng giun sán … có hại cho sức khỏe người gia súc 3.2.3 Thành phần chất thải lỏng  Nước tiểu Thành phần nước tiểu chủ yếu nước (chiếm 90% tổng khối lượng nước tiểu) Ngoài ra, nước tiểu chứa lượng lớn nitơ (phần lớn dạng urê) phốtpho Urê nước tiểu dễ phân huỷ điều kiện có oxy tạo thành khí ammoniac Do đó, động vật tiết bên chúng dễ dàng phân huỷ tạo thành amoniac gây mùi Nhưng sử dụng bón cho trồng nguồn phân bón giàu nitơ, phốt kali Thành phần nước tiểu thay đổi tuỳ thuộc loại gia súc, gia cầm, tuổi, chế độ dinh dưỡng điều kiện khí hậu Bảng 3.4: Thành phần hố học nước tiểu heo có trọng lượng từ 70-100kg Chỉ tiêu pH Vật chất khô NH4+ Ntổng Tro Urê Cacbonat Đơn vị g/kg g/kg g/kg g/kg g/kg g/kg Nồng độ 6.77-8.19 30.35-35.9 0.13-0.40 4.90-6.63 8.5-16.3 123-196 0.11-0.19 (Nguồn: Trương Thanh Cảnh cộng sự, 1997, 1998) GVHD: PGS TS Lê Quốc Tuấn 28 HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI  Nước thải Nước thải chăn nuôi hỗn hợp bao gồm nước tiểu, nước tắm gia súc, rửa chuồng phân (có thể phần hay tồn bộ) Thành phần nước thải có chứa chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ, nitơ, phốt thành phần khác, đặc biệt vi sinh vật gây bệnh Nồng độ chất ô nhiễm nước thải phụ thuộc vào lượng thức ăn rơi vãi, mức độ thu gom, phương thức thu gom chất thải chuồng trại lượng nước dùng tắm rửa gia súc vệ sinh chuồng trại Thành phần hoá học nước thải thay đổi cách nhanh chóng q trình dự trữ Trong q trình đó, lượng lớn chất khí tạo hoạt động vi sinh vật SO2, NH3, CO2, H2S, CH4 … vi sinh vật có hại Enterobacteriacea, Ecoli, Salmonella, Shigella, Proteus, Klebsiella,…có thể làm nhiễm độc khơng khí nguồn nước ngầm Bảng 3.5: Tính chất nước thải chăn nuôi heo Chỉ tiêu Độ màu Độ đục BOD5 COD TSS Ptổng Ntổng Dầu mỡ Đơn vị Nồng độ Pt-Co mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l 350-870 420-550 784-2975 1600-2800 680-1200 36-72 220-460 5-58 QCVN 62-MT:2016/BTNMT Cột A Cột B 40 100 100 300 50 150 50 150 (Nguồn: Trương Thanh Cảnh, 2010) GVHD: PGS TS Lê Quốc Tuấn 29 HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NI 2.2.1 Thành phần chất thải khí Trong hoạt động chăn ni, khí thải sinh bao gồm bụi lơ lửng hợp chất hữu gây mùi Các hợp chất hữu sản phẩm trình phân giải chất thải gia súc đạm, hydrocacbon khoáng vi lượng khác có tác hại kích thích mạnh lên thể vật ni người Bảng 3.6: Kết phân tích mẫu khí số trại chăn ni gia đình Loại chất ô nhiễm Bụi NH3 H2S Kết phân tích (mg/l) 0.45-0.58 1.3-1.55 0.045-0.06 TCVN5937-5938/1995 0.3 0.2 0.008 (Nguồn:Viện khoa học Nông Nghiệp Miền nam ) Các sản phẩm khí NH3, H2S, Indol, Phenol, Schatole,…sinh gây kích thích mạnh hệ hơ hấp nhiễm môi trường 3.2.4 Ảnh hưởng số chất ô nhiễm đến mơi trường nước Đặc thù ngành chăn nuôi hàm lượng chất thải sinh nhiều, tùy vật với thành phần chất hữu cao dễ phân huỷ sinh học, khả lan truyền ô nhiễm cao Việc kiểm soát chất thải vật khó khăn Chất thải chăn ni ảnh hưởng lớn đến thành phần môi trường đất, nước, khơng khí Chất hữu cơ: Trong thức ăn, số chất chưa đồng hóa hấp thụ tiết theo phân, nước tiểu sản phẩm trao đổi chất Ngoài ra, chất hữu từ nguồn khác thức ăn thừa, ổ lót, xác chết gia súc không xử lý Sự phân huỷ trải qua nhiều giai đoạn, tạo hợp chất axitamin, axit béo, khí gây mùi khó chịu độc hại GVHD: PGS TS Lê Quốc Tuấn 30 HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NI Ngồi ra, phân huỷ chất béo nước làm thay đổi pH nước, gây điều kiện bất lợi cho hoạt động phân huỷ chất ô nhiễm Một số hợp chất cacbohydrat, chất béo nước thải có phân tử lớn nên khơng thể thấm qua màng vi sinh vật Để chuyển hóa phân tử này, trước tiên phải có q trình thuỷ phân chất phức tạp thành chất đơn giản (đường đơn, axit amin, axit béo mạch ngắn) Quá trình tạo sản phẩm trung gian gây độc cho thuỷ sinh vật Nitơ, Phospho Khả hấp thụ nitơ, phospho gia súc tương đối thấp nên phần lớn tiết ngồi Do đó, hàm lượng nitơ, phosphor chất thải chăn nuôi tương đối cao, không xử lý gây tượng phú dưỡng hóa nguồn nước, ảnh hưởng đến hệ sinh thái nước, tuỳ theo thời gian có mặt oxy mà nitơ nước tồn dạng khác : NH4+, NO2-, NO3-.NH3 sản phẩm chuyển hoá urê nước tiểu gia súc, gây mùi khó chịu Hàm lượng nitrat cao nước gây độc hại cho người Do hệ tiêu hoá, điều kiện thích hợp, nitrat chuyển thành nitrit, hấp thụ vào máu kết hợp với hồng cầu, ức chế khả vận chuyển oxi hồng cầu Vi sinh vật Trong phân chứa nhiều loại vi trùng, virus, trứng giun sán gây bệnh Chúng lan truyền qua nguồn nước mặt, nước ngầm, đất hay rau sử dụng nước ô nhiễm vi sinh vật để tưới tiêu Vi sinh vật từ chăn ni thấm vào đất ảnh hưởng đến mạch nước ngầm nơng Ơ nhiễm nước ngầm Khảo sát mức độ ô nhiễm nước ngầm Tp Hồ Chí Minh cho kết đáng lo ngại Tất mẫu có pH thấp, khơng thích hợp để sử dụng ăn uống, cần xử lý nâng cao pH lên Kết phân tích mẫu nước giếng hộ chăn nuôi với độ sâu khoảng cách tới chuồng trại khác cho thấy độ nhiễm vi sinh giếng cao, sử dụng trực tiếp để ăn uống GVHD: PGS TS Lê Quốc Tuấn 31 HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI Như nguồn nước ngầm dùng cho chăn nuôi không đảm bảo vệ sinh Tuỳ theo độ sâu khai thác, nước ngầm bị ô nhiễm mức độ khác Nguyên nhân quan trọng thiếu hệ thống xử lý chất thải hoàn chỉnh, chất thải không quản lý, xử lý mức Bảng 3.7: Kết phân tích vi sinh mẫu nước giếng hộ gia đình Giếng lấy mẫu E.Coli (Mpn/100ml) Sâu 13m, cách chuồng trại 5m Sâu 3m, cách chuồng trại 4m Sâu 20m, cách chuồng trại 6m TCVN 5944-1995 1200 43000 1300 Kích thước dài rộng khu vực tương tự là: Chiều dài L = 100m, chiều rộng B = 21m Ao Oxy hóa Ao trồng sậy Ao lục bình Hình 4.1: Mơ hình thiết kế sơ đất ngập nước xử lý nước thải chăn nuôi 4.4 Đặc tính lồi thực vật bố trí ao xử lý 4.4.1 Cây Sậy Sậy lồi sống đất bùn, chúng tiếp nhận oxy từ khơng khí khơng khác qua khe hở đất rễ, mà có cấu chuyển oxy khơng khí bên thân tận rễ Quá trình hoạt động giai đoạn tạm ngừng sinh trưởng Oxy rễ thải vào khu vực quanh vi sinh vật sử dụng cho trình phân hủy hố học Việc tích lũy oxy quanh rễ tạo nên khu vực yếm khí hiếu khí Vi sinh vật đất phân hủy chất thải vùng hiếu khí yếm khí Số lượng vi khuẩn đất nhiều số lượng vi khuẩn có bể hiếu khí kỹ thuật, khoảng từ 10 đến 100 triệu vi khuẩn 1g đất, đồng GVHD: PGS TS Lê Quốc Tuấn 38 HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI thời phong phú chủng loại vi khuẩn lớn 10 đến 100 lần bể hiếu khí kỹ thuật + Đối với nước thải sinh hoạt: theo thống kê việc áp dụng hệ thống việc xử lý nước thải gia đình làng xã Canada Thụy Sĩ, Hunggari số Nitơ Amoni, Nitrat, Phosphate, BOD nơi áp dụng hệ thống cho tỉ lệ phân hủy từ 92-96% + Đối với nước thải cơng nghiệp : có chứa lưu huỳnh asen hay nước thải nơng nghiệp có chứa nhiều phân gia súc sử dụng chúng có chứa nhiều phosphor lọc Một thí nghiệm Pháp cho thấy nước thải có chứa kim loại nặng phân huỷ chất : COD, BOD5, Crơm, Đồng, Nhơm, Sắt, Chì, Kẽm với hiệu suất 90-100% Thời gian hoạt động hệ thống từ 30-50 năm, vùng nhiệt đới cận nhiệt đới lên đến 75 năm 4.4.2 Cây Lục Bình (Bèo Tây) Lục bình có thân xốp phát triển, mọc thẳng mặt nước trôi dạt theo nước Lục bình sinh sản mạnh, tháng đẻ cháu đến 1000 cá thể Hiệu xử lý chất ô nhiễm Lục Bình: Thí nghiệm chứng tỏ ta trồng Lục Bình, 24h hút 34kg Na, 22kg Ca, 17kg P, 4kg Mn, 2.1kg Phenol, 89g Hg, 104g Al, 297g Kẽm, 321g Stronti Khả hút tích Kẽm mạnh khả giảm tải lượng BOD từ 80-90% Ngồi Lục Bình cịn có khả phân giải Phenol Xyanua GVHD: PGS TS Lê Quốc Tuấn 39 HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Trên giới Việt Nam ứng dụng đất ngập nước nghiên cứu ứng dụng thành công lĩnh vực xử lý nước thải tạo tiền đề cho việc áp dụng công nghệ đất ngập nước xử lý nước thải chăn nuôi Đề tài nêu khái qt tình hình nhiễm nguồn nước, tổng quan công nghệ đất ngập nước, kỹ thuật áp dụng cho đất ngập nước nhân tạo, tổng quan nước thải chăn ni Qua ứng dụng đề xuất mơ hình xử lý nước thải chăn ni mơ hình đất ngập nước nhân tạo Tiến hành tính tốn thơng số thiết kế cho hệ thống đất ngập nước nhân tạo áp dụng cho số lồi thực vật có khả xử lý nước thải Việc áp dụng mơ hình đất ngập nước nhân tạo giúp giảm thiểu ô nhiễm từ nước thải chăn ni với ưu điểm có chi phí xử lý thực vật thủy sinh thấp, q trình cơng nghệ khơng địi hỏi kỹ thuật phức tạp, hiệu ổn định Đồng thời sinh khối lục bình tận dụng làm thủ cơng mỹ nghệ tăng thu nhập cho người dân Mơ hình đất ngập nước nhân tạo đề xuất trình bày xây dựng lý thuyết dựa vào thông tin từ kết nghiên cứu liên quan đến nước thải chăn nuôi, ứng dụng đất ngập nước kiến tạo Chưa kiểm chứng tính hiệu áp dụng vào thực tiễn Kiến nghị Dựa nghiên cứu để tài, sở chăn ni, viện nghiên cứu, phịng thí nghiệm tiến hành triển khai vào thực tiễn, xây xựng mô hình thí nghiệm để nghiên cứu chun sâu hiệu xử lý ảnh hưởng thành phần đến hiệu suất Việc áp dụng mơ hình cần ý sinh trưởng thực vật thủy sinh, tránh tượng trơi lồi vi sinh vật gây nhiễm mầm bệnh GVHD: PGS TS Lê Quốc Tuấn 40 HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI TÀI LIỆU THAM KHẢO Brown, D S., 2000 Constructed Wetlands Treatment Of Municipal Wasteqaters USEPA-NRMRL Cooper, P., G.D., J., M.B, G., & R.B.E., S., 1996 Reed beds and constructed wetland for watewater treatment WRc Swindon, UK Cowardin, C G., 1979 Classification of Wetlands and Deepwater Habitats of the United States EPA, U., 1999 ree Water Surface Wetlands for Wastewater Treatment: A Technology Assessmen US EPA, OWM, Washington, DC Hans Brix, N T., 2012 Hiệu suất xử lý nước thải sinh hoạt hệ thống đất ngập nước kiến tạo cát vận hành với mức tải nạp thủy lực cao J L Andersson, S K., 2005 Free water surface wetlands for wastewater treatment in Sweden – nitrogen and phosphorus removal Kadlec RH, W S., 2008 Treatment Wetlands Lê Hồng Mận, 2001 Chăn nuôi lợn nái sinh sản nông hộ Nông Nghiệp Lê, V K (2005) Đất ngập nước NXB Giáo Dục, Hà Nội 10 Moshiri, G A., 1993 Constructed Wetlands for Water Quality Improvement CRC Press 11 Nguyễn Thị Như Ly, 2007 Khảo sát khả tự xử lý nước thải chăn nuôi heo đất ngập nước tự nhiên 12 Nguyễn Việt Anh, 2005 Xử lý nước thải sinh hoạt bãi lọc ngầm trồng dòng chảy thẳng đứng điều kiện Việt Nam 13 Peter D Jenssen, T M., 2005 Performance of Constructed Wetlands Treating Domestic Wastewater in Norway Over a Quarter of a Century – Options for Nutrient Removal and Recycling GVHD: PGS TS Lê Quốc Tuấn 41 HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI 14 Phạm Khánh Huy, Nguyễn Phạm Hồng Liên, Đỗ Cao Cường, Nguyễn Mai Hoa, 2012 Nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt mô hinh hồ thủy sinh ni bèo lục bình 15 Reed, S C., & Brown, D S., 1992 Constructed wetland design-The first generation Water Environ Res.pp 64 16 Trương Thanh Cảnh, 2010 Kiểm sốt nhiễm mơi trường sử dụng kinh tế chất thải NXB KHKT 17 Lê Anh Tuấn (2007) Xử lý nước thải ao nuôi cá nước đất ngập nước kiến tạo 18 Vymazal, J (2008) Constructed Wetlands for Wastewater Treatment: A Review The 12th World Lake Conference, 965-980 GVHD: PGS TS Lê Quốc Tuấn 42 HVTH: Lê Vũ Quốc Bảo ... Quốc Bảo ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI CHƯƠNG ĐẤT NGẬP NƯỚC VÀ ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO 2.1 Đất ngập nước đất ngập nước nhân tạo: Theo công ước Ramsar (1971) đất ngập. .. NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI ? ?ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI” Đối tượng nghiên cứu:  Đất ngập nước nhân tạo xử lý nước thải áp dụng cho trang trại chăn. .. Quốc Bảo ỨNG DỤNG ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Trên giới Việt Nam ứng dụng đất ngập nước nghiên cứu ứng dụng thành công lĩnh vực xử lý nước