Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi sau biogas bằng thực vật thủy sinh

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THỊ HỒNG NGỌC Tên đề tài: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHĂN NUÔI SAU BIOGAS BẰNG THỰC VẬT THỦY SINH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học Môi trƣờng Khoa : Môi trƣờng Khóa học : 2011 - 2015 Thái Nguyên, năm 2015 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THỊ HỒNG NGỌC Tên đề tài: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHĂN NUÔI SAU BIOGAS BẰNG THỰC VẬT THỦY SINH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học Môi trƣờng Khoa : Môi trƣờng Lớp : K43 - KHMT - N01 Khóa học : 2011 - 2015 Giảng viên hƣớng dẫn : Th.S Dƣơng Thị Minh Hòa Thái Nguyên, năm 2015 i LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm khóa luận tốt nghiệp vừa qua, em nhận đƣợc nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo tận tình thầy cô, gia đình bạn bè Trƣớc tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến cô giáo Th.s Dƣơng Thị Minh Hòa - giảng viên môn Khoa Môi trƣờng Trƣờng Đại học Nông Lâm Thái Nguyên định hƣớng, bảo, giúp đỡ em suốt trình làm khóa luận tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa Môi trƣờng nói riêng thầy cô trƣờng Đại học Nông Lâm Thái Nguyên nói chung tận tình giảng dạy nhiều kiến thức giúp đỡ em suốt năm học tập thời gian làm tốt nghiệp vừa qua Cuối em xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em mặt suốt trình học tập Mặc dù có cố gắng nhƣng thời gian trình độ thân nhiều hạn chế nên khóa luận em thiếu sót Em mong nhận đƣợc bảo, đóng góp ý kiến thầy cô bạn bè Em xin chân thành cảm ơn ! Thái Nguyên, ngày tháng 05 năm 2015 Sinh viên Nguyễn Thị Hồng Ngọc ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Tổng số lợn qua năm 10 Bảng 2.2 Số lƣợng thịt lợn xuất chuồng phân theo huyện, thành phố, thị xã tỉnh Thái Nguyên 12 Bảng 2.3 Nhiệm vụ thuỷ sinh thực vật hệ thống xử lý 20 Bảng 4.1.Tổng lƣợng nƣớc thải chăn nuôi ƣớc tính Xã Quyết Thắng -TP Thái Nguyên (1 năm = 12 tháng) 33 Bảng 4.2 Các thành phần ô nhiễm có nƣớc thải chăn nuôi xã Quyết Thắng 34 Bảng 4.3 Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải chăn nuôi xã Quyết Thắng- TP Thái Nguyên 35 Bảng 4.4 Sinh trƣởng thực vật thủy sinh thí nghiệm 37 Bảng 4.5 Khả xử lý số tiêu ô nhiễm nƣớc thải chăn nuôi sau biogas Bèo Cái sau tuần 39 Bảng 4.6 Khả xử lý số tiêu ô nhiễm nƣớc thải chăn nuôi Bèo Cái sau tuần .44 Bảng 4.7 Khả xử lý số tiêu ô nhiễm nƣớc thải chăn nuôi Bèo Tây sau tuần 48 Bảng 4.8 Khả xử lý nƣớc thải chăn nuôi Bèo Tây sau tuần 52 Bảng 4.9 Kết xử lý nƣớc thải chăn nuôi sau biogas thực vật thủy sinh sau tuần 56 Bảng 4.10 Kết xử lý nƣớc thải chăn nuôi sau biogas loại thực vật thủy sinh sau tuần 60 iii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 4.1 Kết phân tích nƣớc thải chăn nuôi sau biogas xã Quyết Thắng 34 Hình 4.3 Kết xử lý số tiêu ô nhiễm nƣớc thải chăn nuôi Bèo Cái sau tuần 40 Hình 4.2 Biểu đồ phƣơng pháp xử lý nƣớc thải chăn nuôi xã Quyết Thắng- TP Thái Nguyên .36 Hình 4.4 Hiệu suất xử lý nƣớc thải sau biogas Bèo Cái tuần 42 Hình 4.5 Kết xử lý số tiêu ô nhiễm nƣớc thải chăn nuôi Bèo Cái sau tuần .44 Hình 4.6 Hiệu suất xử lý nƣớc thải sau biogas Bèo Cái sau tuần 46 Hình 4.7 Kết xử lý số tiêu ô nhiễm nƣớc thải chăn nuôi sau biogas Bèo Tây sau tuần 49 Hình 4.8 Hiệu suất xử lý số tiêu ô nhiễm nƣớc thải chăn nuôi sau biogas Bèo Tây sau tuần 51 Hình 4.9 Kết xử lý số tiêu ô nhiễm nƣớc thải chăn nuôi sau biogas Bèo Tây sau tuần 53 Hình 4.10 Hiệu suất xử lý số tiêu ô nhiễm nƣớc thải chăn nuôi sau biogas Bèo Tây sau tuần 54 Hình 4.11 Kết xử lý số tiêu ô nhiễm nƣớc thải chăn nuôi thực vật thủy sinh sau tuần 56 Hình 4.12 Hiệu suất xử lý nƣớc thải sau biogas thực vật thủy sinh sau tuần .58 Hình 4.13 Kết xử lý nƣớc thải chăn nuôi sau biogas loài thực vật thủy sinh sau tuần 61 Hình 4.14 Hiệu suất xử lý nƣớc thải sau biogas thực vật thủy sinh sau tuần .63 iv DANH MỤC CÁC CỤM TỪ, CÁC TỪ VIẾT TẮT STT Viết tắt Viết đầy đủ BOD5 Nhu cầu ôxi sinh hóa BVMT Bảo vệ môi trƣờng COD Nhu cầu ô xi hóa học NN & PTNT Nông nghiệp phát triển nông thôn ÔNMT Ô nhiễm môi trƣờng TB Trung bình TCCP Tiêu chuẩn cho phép TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TN & MT Tài nguyên Môi trƣờng 10 TP Thành phố 11 TPTN Thành phố Thái Nguyên 12 TSS Tổng chất rắn lơ lửng 13 TT Trang trại 14 TVTS Thực vật thủy sinh 15 UBND Uỷ ban nhân dân 16 SD Độ lệch lần nhắc lại 17 VSV Vi sinh vật v MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Yêu cầu đề tài 1.4 Ý nghĩa đề tài PHẦN TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cơ sở khoa học chăn nuôi trang trại 2.1.1 Khái niệm ô nhiễm môi trƣờng chăn nuôi trang trại 2.1.2 Nguồn gốc phát sinh ô nhiễm môi trƣờng nƣớc hoạt động chăn nuôi 2.1.3 Thành phần, tính chất nƣớc thải chăn nuôi 2.1.4 Cơ sở pháp lý có liên quan 2.2 Hiện trạng ô nhiễm môi trƣờng chất thải công nghiệp 2.2.1 Tình hình ô nhiễm môi trƣờng chất thải chăn nuôi Việt Nam 2.2.2.Tình hình ô nhiễm môi trƣờng chất thải chăn nuôi Thái Nguyên 2.3 Các nghiên cứu giới nƣớc xử lý nƣớc thải chăn nuôi 13 2.3.1 Các nƣớc giới 13 2.4 Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải chăn nuôi lợn 14 2.4.2 Khả chế xử lý nƣớc thải chăn nuôi thực vật thủy sinh 19 PHẦN 28 ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 3.1 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 28 3.1.1 Đối tƣợng nghiên cứu .28 3.1.2 Phạm vi nghiên cứu 28 3.2 Địa điểm thời gian nghiên cứu 28 vi 3.3 Nội dung nghiên cứu .28 3.3.1 Tình hình chăn nuôi lợn xử lý chất thải chăn nuôi xã Quyết Thắng, TP Thái Nguyên 28 3.3.2 Nghiên cứu xử lý nƣớc thải chăn nuôi lợn sau biogas thực vật thủy sinh 28 3.4 Phƣơng pháp nghiên cứu .29 3.4.1 Phƣơng pháp điều tra, thu thập thông tin số liệu .29 3.4.2 Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm 29 3.4.3 Phƣơng pháp lấy mẫu phân tích phòng thí nghiệm .30 3.4.4 Phƣơng pháp xử lý số liệu 31 PHẦN 32 NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 32 4.1 Tình hình chăn nuôi lợn xử lý chất thải chăn nuôi xã Quyết Thắng TP Thái Nguyên 32 4.1.1.Tình hình chăn nuôi lợn xã Quyết Thắng 32 4.1.2 Hiện trạng phát sinh nƣớc thải chăn nuôi lợn xã Quyết Thắng 32 4.1.3 Hiện trạng xử lý nƣớc thải chăn nuôi lợn xã Quyết Thắng - TP Thái Nguyên 35 4.3 Nghiên cứu khả xử lý nuớc thải chăn nuôi thực vật thủy sinh 36 4.3.1 Khả sinh trƣởng thực vật thủy sinh nƣớc thải chăn nuôi 36 4.3.2 Khả xử lý nƣớc thải chăn nuôi thực vật thủy sinh .38 4.7 Những thuận lợi khó khăn xử lí nƣớc thải chăn nuôi thực vật thủy sinh .64 PHẦN 66 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66 5.1 Kết luận 66 5.2 Kiến nghị .67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Môi trƣờng thành phần quan trọng, thiếu sống ngƣời sinh vật trái đất Nó không gian sống, cung cấp tài nguyên sản xuất sống hàng ngày… Trong năm trở lại đây, môi trƣờng toàn cầu có biến đổi theo chiều hƣớng xấu sống ngƣời sinh vật trái đất Do đó, vấn đề phát triển bền vững bảo vệ môi trƣờng đƣợc quan tâm đặc biệt phần lớn quốc gia giới, nhƣ tổ chức phủ phi phủ Vì mục tiêu phấn đấu nhân loại phát triển bền vững nhằm đảm bảo cân phát triển bền vững bảo vệ môi trƣờng Hiện nay, Việt Nam tình trạng ô nhiễm môi trƣờng ngày trở nên nghiêm trọng, ngƣời dân đô thị phải đối mặt với tình trạng tồn ứ rác thải sinh hoạt, công nghiệp, ô nhiễm nƣớc thải, ô nhiễm không khí khói bụi,… ngƣời dân khu vực nông thôn lại phải sống chung với tình trạng ô nhiễm môi trƣờng thuốc trừ sâu, hoá chất bảo vệ thực vật, rác thải nông nghiệp… Ngành Nông nghiệp, có ngành chăn nuôi, chủ yếu gia súc, gia cầm thải môi trƣờng lƣợng lớn nƣớc thải Nguồn nƣớc thải chăn nuôi nguồn nƣớc thải có chứa nhiều hợp chất hữu cơ, virus, vi trùng, trứng giun sán… Nguồn nƣớc có nguy gây ô nhiễm tầng nƣớc mặt, nƣớc ngầm trở thành nguyên nhân trực tiếp phát sinh dịch bệnh cho đàn gia súc Đồng thời, lây lan số bệnh cho ngƣời ảnh hƣởng đến môi trƣờng xung quanh nƣớc thải chăn nuôi chứa nhiều mầm bệnh nhƣ: Samonella, Leptospira, Clostridium tetani,… không xử lý kịp thời Bên cạnh có nhiều loại khí đƣợc tạo hoạt động vi sinh vật nhƣ NH3, CO2, CH4, H2S,…Các loại khí gây nhiễm độc không khí Chất ô nhiễm nƣớc thải chủ yếu nitrat (NO3-) photphat (PO43-) chất nƣớc thải chăn nuôi thƣờng dạng hoà tan nên khó tách chúng khỏi nƣớc thải Các số đại diện chất hữu nhƣ BOD, COD, số Ecoli, Coliform nƣớc thải chăn nuôi đa số vƣợt tiêu chuẩn cho phép gấp nhiều lần làm ảnh hƣởng đến đời sống ngƣời hệ sinh thái Chính việc thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải cho trại chăn nuôi lợn hoạt động cần thiết Để hạn chế mức độ ô nhiễm môi trƣờng từ nƣớc thải chăn nuôi, số giải pháp đƣợc đƣa nhƣ xây dựng hầm khí sinh học biogas…Tuy nhiên phần lớn nƣớc thải sau biogas chƣa đƣơc xử lý đạt quy chuẩn môi trƣờng Một số tiêu nhƣ COD, BOD5, TSS, DO, Colifrom… Đều vƣợt tiêu chuẩn quy chuẩn môi trƣờng cho phép.Vì cần có biện pháp xử lý nƣớc thải sau biogas trƣớc thải môi trƣờng Ở số nƣớc phát triển, nhà khoa học nghiên cứu ứng dụng thành công phƣơng pháp hiếu khí, kị khí sử dụng thực vật thủy sinh Ƣu việc xử lý nƣớc thải biện pháp sinh học đơn giản, tiết kiệm, tận dụng đƣợc nguồn sinh vật sẵn có môi trƣờng hạn chế đến mức tối đa ảnh hƣởng tiêu cực tới môi trƣờng trình xử lý Đã từ lâu, thực vật thủy sinh quen thuộc với nhân dân ta chúng đƣợc sử dụng phổ biến chăn nuôi nhƣ làm phân bón.Từ năm 1970, điển hình Bèo Tây rau Ngổ đƣợc số nƣớc giới nghiên cứu sử dụng cho trình xử lý nƣớc thải sinh hoạt nhƣ nƣớc thải công nghiệp mang lại kết khả quan.Trong hệ thống này, vai trò thực vật thủy sinh không tham gia làm giảm thiểu ô nhiễm hữu mà giữ vai trò quan trọng việc giảm thiểu nitơ photpho nƣớc thải mà phƣơng pháp khác khó thực đƣợc tốn Để đánh giá vai trò thực vật thủy sinh xử lý nƣớc thải chăn nuôi nhƣ khả sử dụng loài thực vật thủy sinh thực tiễn nhƣ giải pháp thân thiện với môi trƣờng, tiến hành nghiên cứu đề tài “ Nghiên cứu khả xử lý nƣớc thải sau biogas thực vật thủy sinh ” 56 Bảng 4.9 Kết xử lý nƣớc thải chăn nuôi sau biogas thực vật thủy sinh sau tuần Công Đầu thức vào Chỉ tiêu QCVN Đối chứng Bèo Tây Bèo Cái 40: 2011 (cột B) mg/l mg/l % mg/l % mg/l % mg/l pH 6,94 6,91 - 6,74 - 6,5 - 5,5 – TSS 206,8 197,3 4,5 102,5 50,4 119,8 42,1 100 BOD5 239,1 223,0 6,7 113,4 52,6 126,5 47,1 50 COD 418,5 402,3 3,9 202,7 51,6 227,6 45,6 150 Tổng P 62,23 58,01 6,7 31,25 49,8 36,15 41,9 Tổng N 82,79 82,64 1,8 40,36 51,3 44,97 45,7 40 (Nguồn: số liệu phân tích) 450 418.5 402.3 400 Đầu vào Đối chứng Bèo tây Bèo QCVN 40:2011 Cột B 350 300 250 206.8 197,3 200 150 100 239.1 223 119.8 100 102.5 227.6 202.7 150 126.5 113.4 82.79 82.64 58.01 62.23 44.97 36.15 31.25 40.36 40 50 50 TSS BOD5 COD Tổng P Tổng N Hình 4.11 Kết xử lý số tiêu ô nhiễm nƣớc thải chăn nuôi thực vật thủy sinh sau tuần Qua bảng phân tích tiêu bảng cho thấy: Sau xử lý tuần hàm lƣợng chất nƣớc giảm đáng kể so với trƣớc xử lý, 57 nhiên chất vƣợt ngƣỡng quy chuẩn cho phép (QCVN 40: 2011), cụ thể hàm lƣợng BOD5, COD, tổng P, tổng N, TSS vƣợt ngƣỡng cho phép, cụ thể:  Các tiêu:  TSS - Ở mẫu đối chứng sau tuần hàm lƣợng TSS giảm từ 206,8 mg/l xuống 197,3 mg/l, vƣợt ngƣỡng quy chuẩn cho phép lần - Ở mẫu nƣớc đƣợc xử lí Bèo Tây hàm lƣợng TSS giảm từ 206,8 mg/l xuống 102,5 mg/l, vƣợt ngƣỡng quy chuẩn lần - Ở mẫu xử lí Bèo Cái hàm lƣợng giảm từ 206,8 mg/l xuống 119,8 mg/l, vƣợt ngƣỡng quy chuẩn cho phép 1,2 lần  BOD5 - Ở mẫu đối chứng sau tuần hàm lƣợng BOD5 giảm từ 239,1mg/l xuống 223,0 mg/l, vƣợt ngƣỡng quy chuẩn cho phép 4,46 lần - Ở mẫu nƣớc đƣợc xử lý Bèo Tây hàm lƣợng BOD5 giảm từ 239,1 mg/l xuống 113,4 mg/l, vƣợt ngƣỡng quy chuẩn 2,27 lần - Ở mẫu xử lý Bèo Cái hàm lƣợng giảm từ 239,1 mg/l xuống 126,5 mg/l, vƣợt ngƣỡng quy chuẩn cho phép2,53 lần  COD - Ở mẫu đối chứng sau tuần hàm lƣợng COD giảm từ 418,5 mg/l xuống 402,3 mg/l, vƣợt ngƣỡng quy chuẩn cho phép 2,68 lần - Ở mẫu nƣớc đƣợc xử lý Bèo Tây hàm lƣợng COD giảm từ 418,5 mg/l xuống 202,7 mg/l, vƣợt ngƣỡng quy chuẩn 1,35 lần - Ở mẫu xử lý Bèo Cái hàm lƣợng giảm từ 418,5 mg/l xuống 227,6 mg/l, vƣợt ngƣỡng quy chuẩn cho phép 1,5 lần  Tổng P 58 - Ở mẫu đối chứng sau tuần hàm lƣợng P giảm từ 62,23 mg/l xuống 58,01 mg/l, vƣợt ngƣỡng quy chuẩn cho phép 9,7 lần - Ở mẫu nƣớc đƣợc xử lý Bèo Tây hàm lƣợng P giảm từ 62,23 mg/l xuống 31,25 mg/l, vƣợt ngƣỡng quy chuẩn 5,2 lần - Ở mẫu xử lí Bèo Cái hàm lƣợng giảm từ 62,23 mg/l xuống 36,15 mg/l, vƣợt ngƣỡng quy chuẩn cho phép lần  Tổng N - Ở mẫu đối chứng sau tuần hàm lƣợng N giảm từ 82,79 mg/l xuống 82,64 mg/l, vƣợt ngƣỡng quy chuẩn cho phép 2,1 lần - Ở mẫu nƣớc đƣợc xử lý Bèo Tây hàm lƣợng N giảm từ 82,79 mg/l xuống 40,36 mg/l, vƣợt ngƣỡng quy chuẩn 1,009 lần - Ở mẫu xử lý Bèo Cái hàm lƣợng giảm từ 82,79 mg/l xuống 44,97 mg/l, vƣợt ngƣỡng quy chuẩn cho phép 1,12 lần Hình 4.12 Hiệu suất xử lý nƣớc thải sau biogas thực vật thủy sinh sau tuần Sau tuần xử lý thực vật thủy sinh hàm lƣợng thông số giảm đáng kể 59 Ở công thức đối chứng sau tuần xử lý hàm lƣợng BOD5 giảm xuống 223 mg/l tƣơng đƣơng với hiệu suất xử lý 6,7%, loài thực vật thủy sinh hàm lƣợng BOD5 giảm xuống 113,4 mg/l (cây Bèo Tây) - 126,5 mg/l (cây Bèo Cái) tƣơng đƣơng với hiệu suất xử lý 52,5% 47,1% Ban đầu chƣa xử lý tiêu COD cao sau tuần xử lý công thức đối chứng tiêu giảm xuống 402,3 mg/l tƣơng đƣơng với hiệu suất xử lý đạt 3,9%, loài thực vật thủy sinh tiêu COD giảm xuống 202,7 mg/l (cây Bèo Tây) - 227,6 mg/l (cây Bèo Cái) tƣơng đƣơng với hiệu suất xử lý 51,6% - 45,6 % Sau tuần xử lý công thức đối chứng tổng P giảm xuống 58,1 mg/l tƣơng đƣơng với hiệu suất xử lý 6,7%, loài thực vật thủy sinh tổng photpho giảm xuống 31,25 mg/l (cây Bèo Tây) 36,15 mg/l (cây Bèo Cái) tƣơng đƣơng với hiệu suất xử lý đạt 50% - 42% Tƣơng tự công thức đối chứng sau tuần xử lý tổng N giảm xuống 82,64 mg/l tƣơng đƣơng với hiệu suất xử lý 2,1%, giảm xuống 62,17 mg/l loài thực vật thủy sinh tổng N giảm xuống 40,36 mg/l (cây Bèo Tây) - 44,97 mg/l (cây Bèo Cái) tƣơng đƣơng với hiệu suất xử lý 51,3% - 45,7% Sau tuần xử lý công thức đối chứng tổng chất rắn TSS giảm xuống 197,3 mg/l tƣơng đƣơng hiệu suất xử lý 4,6%, loài thực vật thủy sinh tổng chất TSS giảm xuống 102 mg/l (cây Bèo Tây) -119,8 mg/l (cây Bèo Cái) tƣơng đƣơng hiệu suất xử lý đạt 50,4% - 42,1% Từ kết phân tích ta thấy nƣớc thải sau xử lý loài thực vật thủy sinh hàm lƣợng tiêu giảm nhƣng chƣa đạt ngƣỡng cho phép so với QCVN 40:2011 cần phải tiếp tục xử lý để đạt đƣợc hiệu suất xử lý tối ƣu 60 4.3.2.3.2 Kết xử lý nước thải chăn nuôi sau biogas loại thực vật thủy sinh sau tuần Từ kết phân tích mẫu nƣớc xử lý loài thực vật thủy sinh sau tuần, ta có đƣợc kết nhƣ bảng sau: Bảng 4.10 Kết xử lý nƣớc thải chăn nuôi sau biogas loại thực vật thủy sinh sau tuần Công thức Đầu vào Đối chứng Chỉ tiêu mg/l mg/l % pH 6,94 6,5 TSS 206,8 183,6 11,2 BOD5 239,1 201,3 18,5 COD 418,5 397,5 5,0 Tổng P 62,23 51,0 Tổng N 82,79 Bèo tây mg/l 6,7 50,1 53,7 106,8 16,73 Bèo % mg/l % 6,5 75,8 57,6 72,1 77,5 58,2 75,6 74,5 119,7 71,4 73,1 21,54 65,4 80,16 3,2 26,2 68,4 31,8 (Nguồn: số liệu phân tích) 61,6 QCVN 40:2011 mg/l 100 50 150 40 61 Hình 4.13 Kết xử lý nƣớc thải chăn nuôi sau biogas loài thực vật thủy sinh sau tuần Qua kết phân tích tiêu chất bảng cho thấy: Sau xử lý tuần hàm lƣợng chất nƣớc thải giảm đáng kể so với trƣớc xử lý, xử lý sau tuần Các tiêu giảm, số tiêu dƣới ngƣỡng cho phép, số tiêu khác vƣợt ngƣỡng qui chuẩn chuẩn cho phép (QCVN 40:2011) song khoảng cách vƣợt ngƣỡng thấp, cụ thể:  TSS - Ở mẫu đối chứng sau tuần hàm lƣợng TSS giảm từ 206,8 mg/l xuống 183,6 mg/l, vƣợt ngƣỡng quy chuẩn cho phép 1,8 lần - Ở mẫu nƣớc đƣợc xử lý Bèo Tây hàm lƣợng TSS giảm từ 239,1 mg/l xuống 50,1 mg/l, đạt dƣới ngƣỡng quy chuẩn - Ở mẫu xử lý Bèo Cái hàm lƣợng giảm từ 206,8 mg/l xuống 57,6 mg/l, đạt dƣới ngƣỡng quy chuẩn cho phép  BOD5 - Ở mẫu đối chứng sau tuần hàm lƣợng BOD5 giảm từ 239,1 mg/l xuống 201,3 mg/l, vƣợt ngƣỡng quy chuẩn cho phép lần - Ở mẫu nƣớc đƣợc xử lý Bèo Tây hàm lƣợng BOD5 giảm từ 239,1 mg/l xuống 53,7 mg/l, vƣợt ngƣỡng quy chuẩn 1,1 lần - Ở mẫu xử lý Bèo Cái hàm lƣợng giảm từ 239,1mg/l xuống 58,2 mg/l, vƣợt ngƣỡng quy chuẩn cho phép 1,2 lần  COD - Ở mẫu đối chứng sau tuần hàm lƣợng COD giảm từ 418,5 mg/l xuống 397,5 mg/l, vƣợt ngƣỡng quy chuẩn cho phép 2,7 lần - Ở mẫu nƣớc đƣợc xử lý Bèo Tây hàm lƣợng COD giảm từ 418,5 mg/l xuống 106,8 mg/l, đạt dƣới ngƣỡng quy chuẩn 62 - Ở mẫu xử lý Bèo Cái hàm lƣợng giảm từ 418,5 mg/l xuống 119,7 mg/l, đạt dƣới ngƣỡng quy chuẩn cho phép  Tổng P - Ở mẫu đối chứng sau tuần hàm lƣợng P giảm từ 62,23 mg/l xuống 51,0 mg/l, vƣợt ngƣỡng quy chuẩn cho phép 8,5 lần - Ở mẫu nƣớc đƣợc xử lý Bèo Tây hàm lƣợng P giảm từ 62,23 mg/l xuống 16,73 mg/l, vƣợt ngƣỡng quy chuẩncho phép 2,8 lần - Ở mẫu xử lý Bèo Cái hàm lƣợng giảm từ 62,23 mg/l xuống 21,54 mg/l, vƣợt ngƣỡng quy chuẩn cho phép 3,6 lần  Tổng N - Ở mẫu đối chứng sau tuần hàm lƣợng N giảm từ 82,79 mg/l xuống 80,16 mg/l, vƣợt ngƣỡng quy chuẩn cho phép lần - Ở mẫu nƣớc đƣợc xử lý Bèo Tây hàm lƣợng N giảm từ 82,79 mg/l xuống 26,2 mg/l, đạt dƣới ngƣỡng quy chuẩn - Ở mẫu xử lý Bèo Cái hàm lƣợng giảm từ 82,79 mg/l xuống 31,8 mg/l, đạt dƣới ngƣỡng quy chuẩn cho phép 63 Hình 4.14 Hiệu suất xử lý nƣớc thải sau biogas thực vật thủy sinh sau tuần Kết sau tuần xử lý nƣớc thải sau biogas loài thực vật thủy sinh hàm lƣợng thông số giảm nhiều so với kết xử lý sau tuần Ở công thức đối chứng sau tuần xử lý hàm lƣợng BOD5 giảm xuống 201,3 mg/l tƣơng đƣơng với hiệu suất xử lý 18,5%, loại thực vật thỷ sinh hàm lƣợng BOD5 giảm xuống 53,7 mg/l (cây Bèo Tây) - 58,2 mg/l (cây Bèo Cái) tƣơng đƣơng với hiệu suất xử lý 77,5% - 75,6% Chỉ tiêu COD sau tuần xử lý công thức đối chứng giảm xuống 397,5 mg/l tƣơng đƣơng với hiệu suất xử lý đạt 5%, loại thực vật thủy sinh tiêu COD giảm xuống 106,8mg/l (cây Bèo Tây) - 119,7 mg/l (cây Bèo Cái) tƣơng đƣơng với hiệu suất xử lý 74,5 % - 71,4 % Sau tuần xử lý công thức đối chứng thành phần Photpho tổng số giảm xuống 61mg/l tƣơng đƣơng với hiệu suất xử lý 2%, loại thực vật thủy sinh thành phần photpho tổng số giảm xuống 16,73 mg/l (cây Bèo Tây) - 21,54mg/l (cây Bèo Cái) tƣơng đƣơng với hiệu suất xử lý đạt 73,1% - 65,4% Tƣơng tự công thức đối sau tuần xử lý thành phần tổng N giảm xuống 80,16 mg/l tƣơng đƣơng với hiệu suất xử lý 3,2%, loại thực vật thủy sinh thành phần tổng N giảm xuống 26,2 mg/l (cây Bèo Tây) - 31,8 mg/l (cây Bèo Cái) tƣơng đƣơng với hiệu suất xử lý 68,4% - 61,6% Sau tuần xử lý công thức đối chứng tổng chất rắn TSS giảm xuống 183,6mg/l tƣơng đƣơng hiệu suất xử lý 11,2%, loại thực vật thủy sinh tổng chất TSS giảm xuống 50,1 mg/l (cây Bèo 64 Tây) - 57,6 mg/l (cây Bèo Cái) tƣơng đƣơng hiệu suất xử lý đạt 75,8% 72,1% Từ kết phân tích ta thấy nƣớc thải sau xử lý bãi lọc ngầm trồng hàm lƣợng tiêu giảm rõ rệt sau tuần xử lý, hầu hết đạt ngƣỡng cho phép so với QCVN 40:2011, có hàm lƣợng BOD5 chƣa đạt tiêu chuẩn tiêu tổng P cao cần phải tiếp tục xử lý để đạt đƣợc hiệu suất xử lý tối ƣu 4.7 Những thuận lợi khó khăn xử lí nƣớc thải chăn nuôi thực vật thủy sinh * Thuận lợi - Xử lí thực vật thủy sinh đơn giản, dễ làm, dễ kiếm, dễ sinh sống phát triển mạnh môi trƣờng nƣớc, đặc biệt môi trƣờng nƣớc chứa nhiều hàm lƣợng chất dinh dƣỡng - Xử lý ô nhiễm ao, hồ chứa nƣớc thải thực vật thủy sinh có chi phí thấp, dễ áp dụng - Phƣơng pháp xử lý không độc hại, an toàn cho sức khoẻ ngƣời - Thực vật thủy sinh có khả làm giảm hàm lƣợng BOD5, COD, N tổng số, P tổng số đặc biệt khả xử lý vi khuẩn E.Coli coliform - Tận dụng đƣợc nguyên liệu thực vật thủy sinh, làm thức ăn cho gia súc, gia cầm, ủ phân bón, sản phẩm thủ công - mỹ nghệ, * Khó khăn - Thực vật thủy sinh phát triển với tốc độ nhanh chóng làm ảnh hƣởng đến nhu cầu sử dụng ôxy loài sinh vật sống dƣới nƣớc - Xác thực vật thủy sinh sau xử lý gây tái ô nhiễm môi trƣờng, cần có nghiên cứu để sử dụng đƣợc lại thân loài thủy sinh 65 - Quá trình xử lý nƣớc thải cách tự nhiên dài chậm - Xử lý với hộ chăn nuôi nhỏ lẻ với trang trại tập trung qui mô lớn sử dụng thực vật thủy sinh cho xử lý nƣớc rửa chuồng trại hay nói cách khác việc sửdụng thực vật thủy sinh cho hiệu cao với lƣợng thải nhỏ vừa phải 66 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Chăn nuôi lợn địa bàn xã năm qua có bƣớc phát triển mạnh mẽ Theo số liệu điều tra toàn xã có khoảng 3000 đầu lợn, toàn xã có trang trạng lớn xóm Trung Thành với số lƣợng khoảng 1000 Còn lại chăn nuôi hộ gia đình, hầu hết hộ gia đình có xử dụng biện pháp xử lý nhƣ biogas biện pháp khác Tuy nhiên lƣợng phát thải lớn, hệ thống biogas chƣa đủ công suất để đáp ứng yêu cầu chất lƣợng hầm biogas thấp đƣợc xây dựng lâu năm nên lƣợng chất thải chƣa đƣợc xử lý triệt để gây ô nhiễm môi trƣờng xung quanh ảnh hƣởng đến sức khỏe ngƣời dân xung quanh Qua điều tra lấy mẫu phân tích nƣớc thải chăn nuôi sau biogas xã Quyết Thắng cho thấy tiêu quan trắc vƣợt mức cho phép nhiều lần nhƣ hàm lƣợng BOD5, COD, Tổng N, Tổng P nƣớc thải sau biogas xã Quyết Thắng vƣợt ngƣỡng cho phép so với QCVN 40: 2011 (cột B) nhiều lần Hàm lƣợng BOD5 239.1 mg/l vƣợt lần so với QCVN 40: 2011, hàm lƣợng COD 418.5 mg/l vƣợt ngƣỡng gần lần, đặc biệt tổng P 62.23 mg/l vƣợt ngƣỡng 10 lần, tổng N tổng TSS vƣợt ngƣỡng lần so với QCVN 40: 2011 Kết xử lý nƣớc thải chăn nuôi sau biogas thực vật thủy sinh đạt hiệu cao hàm lƣợng chất ô nhiễm giảm đáng kể, cụ thể là: -Chỉ tiêu BOD5 từ 113,4mg/l (xử lý Bèo Tây, sau tuần) xuống 53,7 mg/l (xử lý Bèo Tây, sau tuần); COD từ 202,7 mg/l (xử lý Bèo Tây, sau tuần) xuống 106,8 mg/l đạt dƣới ngƣỡng cho phép (xử lý Bèo Tây, sau tuần); tổng P từ 31,25 mg/l (xử lý Bèo Tây, sau tuần) xuống 16,73 mg/l (xử lý Bèo Tây, sau tuần); tổng N 67 từ 40,36 mg/l (xử lý Bèo Tây, sau tuần) xuống 26,2 mg/l đạt dƣới ngƣỡng cho phép(xử lý Bèo Tây, sau tuần); TSS từ 102,5 mg/l (xử lý Bèo Tây, sau tuần) xuống 50,1 mg/l đạt dƣới ngƣỡng cho phép (xử lý Bèo Tây, sau tuần) - Còn Bèo Cái thì: Chỉ tiêu BOD5 từ 126,5mg/l xuống 58,2 mg/l; COD từ 227,6 mg/l xuống 119,7 mg/l đạt dƣới ngƣỡng cho phép; tổng P từ 36,15 mg/l xuống 21,54 mg/l ; tổng N từ 44,96 mg/l xuống 31,8 mg/l đạt dƣới ngƣỡng cho phép; TSS từ 119,8 mg/l xuống 57,6 mg/l đạt dƣới ngƣỡng cho phép Nhƣ xử lý Bèo Tây làm giảm hàm lƣợng BOD5, COD, tổng P, tổng N TSS tốt Bèo Cái 5.2 Kiến nghị - Việc xử lí chất gây ô nhiễm nƣớc thải trang trại chăn nuôi thực vật thủy sinh góp phần làm giảm lƣợng chất gây ô nhiễm Đề nghị tiếp tục nghiên cứu khả xử lí nƣớc thải loài thực vật thủy sinh, phƣơng pháp thu gom xử lí thân bèo, mật độ thả bèo nhƣ kích thƣớc bể xử lí phù hợp cho đạt hiệu cao xử lí - Nƣớc thải trang trại chăn nuôi trƣớc thải môi trƣờng cần cho qua hệ thống ao sinh học số loài thực vật thủy sinh nhằm giảm thiểu mức độ ô nhiễm - Mỗi trang trại chăn nuôi trƣớc vào hoạt động có qui trình xử lí nƣớc thải trƣớc thải môi trƣờng, nhiên lại không thực đầy đủ qui trình Đề nghị trang trại cần có biện pháp xử lí nƣớc thải trƣớc đổ môi trƣờng góp phần làm giảm ô nhiễm môi trƣờng 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO I Tài liệu tiếng Việt Nguyễn Việt Anh, Phạm Thuý Nga, 2005, Xử lý nƣớc thải bãi lọc ngầm trồng dòng chảy thẳng đứng áp dụng điều kiện Việt Nam Tuyển tập báo cáo khoa học, Hội nghị môi trƣờng toàn quốc 2005 Lê Văn Bình (2007), “Nghiên cứu sử dụng thực vật thủy sinh nông nghiệp tác động với môi trường Thừa Thiên Huế”, Tạp chí Nông nghiệp Phát triển nông thôn (số 7), trang 3- Cục thống kê tỉnh Thái Nguyên, 2013 Lê Hằng (2007), Nuôi lợn đứng đầu bảng ô nhiễm, Báo Kinh tế hợp tác Việt Nam ngày 10/10/2007 http://www.nea.gov.vn/nIndex.asp?ID=28655 Đỗ Ngọc Hoè, Nguyễn Minh Tâm (2005), Giáo trình vệ sinh vật nuôi, NXB Hà Nội, Hà Nội Phạm Thị Phƣơng Lan (2007), Bài giảng dịch tễ vệ sinh môi trƣờng chăn nuôi, Trƣờng Đại học Nông Lâm Thái Nguyên Phƣơng Liễu (2008), Vòng luẩn quẩn “Chăn nuôi gây ô nhiễm- ô nhiễm hại chăn nuôi” http://nongnghiepvn/viVN/61/1245/Default.aspx Trƣơng Thị Nga, Võ Thị Kim Hằng (2009) Đề tài nghiên cứu “Hiệu xử lí nước thải chăn nuôi rau ngổ lục bình” Lƣơng Đức Phẩm (2003), Công nghệ xử lí nƣớc thải biện pháp sinh học, Nxb Giáo Dục, Hà Nội 10 Lê Hiền Thảo, (1999), Nghiên cứu trình xử lý sinh học ô nhiễm nƣớc số hồ Hà Nội (Luận án tiến sĩ chuyên ngành sinh thái học) 11 Nguyễn Thiện, Trần Đình Miện (2001), Bảo vệ môi trƣờng sinh thái phát triển chăn nuôi, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội 69 12 Nguyễn Quốc Thông cs (2003).Heavy metal removal and organic matters reduction by some aquatic plants.Hội nghị ASEM xử lí ô nhiễm phƣơng pháp sinh học Hà Nội 13 Lê Quốc Tuấn cộng (2006), “Đưa thực vật thủy sinh vào hệ thống nuôi trồng thủy sản để làm môi trường nước”, Tạp chí Khoa học Trƣờng Đại học Nông Nghiệp I (số 5), trang 10 14 Trần Văn Tựa cộng (2011), “Nghiên cứu đánh giá trạng ô nhiễm môi trường nước tảo độc Hồ Núi Cốc (Thái Nguyên); Đề xuất giải pháp quản lý tổng hợp nước hồ”, Tuyển tập báo cáo khoa học, Hội nghi môi trƣờng toàn quốc 2011 15 Dƣơng Đức Tiến cộng (2006), Hấp thụ chất gây ô nhiễm môi trƣờng nƣớc thực vật - hƣớng phát triển công nghệ sinh học xử lý nƣớc thải Tuyển tập báo cáo khoa học, Hội nghị môi trƣờng toàn quốc 2005 16 Phùng Đức Tiến cộng (2007), Tuyển tập công trình nghiên cứu Khoa họccông nghệ chăn nuôi gia cầm an toàn thực phẩm môi trƣờng 17 Lâm Minh Triết, 1990 Nghiên cứu áp dụng hệ thống hồ sinh vật ba bậc với thực vật nƣớc để xử lý bổ sung nƣớc thải nhiễm dầu điều kiện Việt Nam Tuyển tập báo cáo khoa học: Nƣớc thải môi trƣờng, Trung tâm nƣớc môi trƣờng, Đại học Bách khoa TP HCM 18 Lê Hoàng Việt (1998), Quản lí tái sử dụng chất thải hữu cơ, Trƣờng Đại học Cần Thơ 19 http://www.cucchannuoi.gov.vn/Statistical.aspx 70 II Tài liệu tiếng nƣớc 20 Li, Biswas, (2008) Potential of constructed wetlands in treating theutrophic water: evidence from Taihu Lake of China, Bioresource Technol 99:1656 - 1663 21 Greeway, (2003) Sustainability of macrophytes for nutrient removal fromsurface flow constructed wetlands receiving secondary treated sewage effluent in Queesland, Australia.Water Science and Technology 48:121-128