Đánh giá hiện trạng và nghiên cứu sử dụng bèo tây xử lý nước thải chăn nuôi lợn tại thành phố Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THỊ MINH HUỆ ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BÈO TÂY XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN TẠI THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG Thái Nguyên - 2012 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN LỜI CAM ĐOAN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM -Tôi xin cam đoan rằng, số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực, đầy đủ, rõ nguồn gốc chưa sử dụng để bảo vệ học vị Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn NGUYỄN THỊ MINH HUỆ Tôi xin chịu trách nhiệm trước Hội đồng bảo vệ luận văn, trước khoa nhà trường thông tin, số liệu đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, VÀ ngày 19 tháng 09 năm CỨU 2012 ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG NGHIÊN Ngƣời viết cam đoan SỬ DỤNG BÈO TÂY XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN TẠI THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN Chuyên ngành: Khoa học môi trƣờng Mã số: 60.85.02 Nguyễn Thị Minh Huệ LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS PHAN THỊ THU HẰNG Thái Nguyên - 2012 i Lêi c¶m ¬n Trong trình học tập khoa Sau Đại học, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên thầy cô giáo truyền đạt kiến thức để đem kiến thức học trường góp phần công sức vào xây dựng đất nước Xuất phát từ nguyện vọng thân, trí Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Thái Nguyên, khoa Sau Đại học hướng dẫn TS Phan Thị Thu Hằng cho phép, tạo điều kiện, hướng dẫn thực hoàn thành khoá luận Trước tiên, xin chân thành cảm ơn chân thành đến cô giáo TS Phan Thị Thu Hằng tận tình hướng dẫn, bảo, truyền thụ kinh nghiệm quý báu, giúp đỡ suốt trình nghiên cứu viết luận văn Tôi xin cảm ơn thầy giáo, cô giáo Khoa Sau Đại học, Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Thái Nguyên, Viện Khoa học Sự sống tạo điều kiện thuận lợi, động viên khuyến khích giúp đỡ trình học tập hoàn thành luận văn Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp quan tâm động viên suốt trình nghiên cứu thực đề tài Tôi mong nhận ý kiến đóng góp quý thầy cô bạn học viên để đề tài hoàn thiện Tôi xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 19 tháng 09 năm 2012 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Minh Huệ ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU v DANH MỤC CÁC HÌNH vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết vấn đề nghiên cứu 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Phạm vi nghiên cứu 1.4 Đối tƣợng nghiên cứu 1.5 Ý nghĩa đề tài 1.5.1 Ý nghĩa khoa học 1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn .2 Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Khái quát tình hình chăn nuôi Việt Nam .3 1.1.1 Hiện trạng chăn nuôi 1.1.2 Định hƣớng phát triển chăn nuôi Việt Nam 1.2 Hiện trạng ô nhiễm môi trƣờng chăn nuôi 1.3 Ảnh hƣởng ô nhiễm môi trƣờng đến suất chăn nuôi 1.4 Tổng quan chất thải trạng quản lý chất thải chăn nuôi lợn .10 1.4.1 Đặc điểm chất thải chăn nuôi lợn 10 1.4.2 Tổng quan quản lý chất thải chăn nuôi lợn giới 16 1.4.3 Tình hình quản lý chất thải chăn nuôi lợn Việt Nam 14 1.5 Các biện pháp xử lý nƣớc thải chăn nuôi 23 1.5.1 Các phƣơng pháp vật lý xử lý nƣớc thải chăn nuôi 23 1.5.2 Các phƣơng pháp hóa học xử lý nƣớc thải chăn nuôi .23 1.5.3 Các phƣơng pháp sinh học xử lý nƣớc thải chăn nuôi 23 1.5.4 Xử lý nƣớc thải chăn nuôi lợn thuỷ sinh thực vật 27 Chƣơng 2: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34 2.1 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 34 2.1.1 Đối tƣợng nghiên cứu 34 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 34 2.1.3 Địa điểm thực đề tài 34 iii 2.1.4 Thời gian tiến hành 34 2.2 Nội dung nghiên cứu 34 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 34 2.3.1 Phƣơng pháp thu thập số liệu thứ cấp .34 2.3.2 Phƣơng pháp thu thập số liệu từ trang trại chăn nuôi .34 2.3.3 Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm 36 2.3.4 Phƣơng pháp đánh giá mức độ xử lý nƣớc thải chăn nuôi Bèo tây 36 2.3.5 Phƣơng pháp thống kê xử lý số liệu 36 Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 37 3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội TP Thái Nguyên 37 3.1.1 Điều kiện tự nhiên 37 3.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 38 3.2 Đánh giá trạng chăn nuôi lợn khu vực TP Thái Nguyên .41 3.2.1 Tình hình phát triển trang trại chăn nuôi lợn Thái Nguyên .42 3.2.2 Hệ thống nông nghiệp trang trại Thái Nguyên 44 3.3 Đánh giá thực trạng việc xử lý chất thải chăn nuôi lợn TP Thái Nguyên 45 3.3.1 Lƣợng chất thải rắn, nƣớc thải chăn nuôi lợn số trang trại địa bàn TP Thái Nguyên 45 3.3.2 Các biện pháp quản lý chất thải chăn nuôi lợn đƣợc áp dụng trang trại TP Thái Nguyên 46 3.3.3 Thực trạng ô nhiễm nƣớc thải chăn nuôi lợn số trang trại TP Thái Nguyên 48 3.4 Nghiên cứu sử dụng Bèo tây xử lý nƣớc thải chăn nuôi lợn Thái Nguyên 50 3.4.1 Hiệu xử lý Bèo tây nuôi trồng nƣớc thải chăn nuôi 51 3.4.2 Biện pháp sử dụng Bèo tây xử lý chất thải chăn nuôi lợn sau xử lý Biogas 52 3.4.3 Biện pháp sử dụng bèo tây xử lý chất thải chăn nuôi lợn sau xử lý bể lắng 53 3.4.4 So sánh hiệu xử lý bèo tây với loại nƣớc thải khác 55 3.5 Đề xuất giải pháp xử lý nƣớc thải trang trại chăn nuôi lợn TP Thái Nguyên 58 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 62 Kết luận 62 Kiến nghị .62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 iv DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU Bảng 1.1 Các bệnh điển hình liên quan đến chất thải chăn nuôi .8 Bảng 1.2 Lƣợng phân nƣớc tiểu số gia súc, gia cầm thải 24h .10 Bảng 1.3 Thành phần (%) phân gia súc gia cầm .11 Bảng 1.4 Các loại vi khuẩn có phân .12 Bảng 1.5 Thành phần hóa học nƣớc tiểu lợn có khối lƣợng 70 – 100 kg 13 Bảng 1.6 Số trang trại phân theo địa phƣơng 17 Bảng 1.7 Một số thủy sinh thực vật tiêu biểu 30 Bảng 1.8 Nhiệm vụ thuỷ sinh thực vật hệ thống xử lý 32 Bảng 2.1 Phƣơng pháp phân tích tiêu hoá học nƣớc thải 35 Bảng 3.1 Số lƣợng đàn lợn TP Thái Nguyên qua năm 42 Bảng 3.2 Số trang trại số lƣợng lợn phân theo phƣờng/xã TP Thái Nguyên năm 2011 43 Bảng 3.3 Các hệ thống đƣợc áp dụng trang trại Thái Nguyên 44 Bảng 3.4 Khối lƣợng chất thải rắn nƣớc thải bình quân hàng ngày trang trại chăn nuôi lợn Thái Nguyên .45 Bảng 3.5 Tình hình ứng dụng phƣơng pháp xử lý chất thải trang trại TP Thái Nguyên năm 2011 46 Bảng 3.6 Phƣơng pháp xử lý sử dụng chất thải lỏng trang trại TP Thái Nguyên 48 Bảng 3.7 Kết phân tích nƣớc thải theo hình thức xử lý chất thải chăn nuôi áp dụng trang trại TP Thái Nguyên 50 Bảng 3.8 Hiệu làm Bèo tây với nƣớc thải chăn nuôi chƣa đƣợc xử lý 51 Bảng 3.9 Hiệu làm Bèo tây với nƣớc thải chăn nuôi sau xử lý Biogas 53 Bảng 3.10 Hiệu làm bèo tây với nƣớc thải chăn nuôi sau xử lý bể lắng .54 Bảng 3.11 Tính toán lƣợng thải xác định dung tích bể Biogas 59 v DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Mô hình quản lý chất thải rắn chăn nuôi giới 15 Hình 1.2 Phân loại phƣơng pháp xử lý sinh học 25 Hình 1.3 Mô hình xử lý hiếu khí (Aeroten) nƣớc thải chăn nuôi 27 Hình 3.1 Số lƣợng trang trại lợn phân theo phƣờng/xã TP Thái Nguyên năm 2011 44 Hình 3.2 Tỷ lệ ứng dụng phƣơng pháp xử lý chất thải trang trại TP Thái Nguyên năm 2011 47 Hình 3.3 Mục đích sử dụng nƣớc thải chăn nuôi lợn trang trại TP Thái Nguyên 48 Hình 3.4 Hiệu xử lý N tổng số, P tổng số bèo tây nuôi trồng nguồn nƣớc thải chăn nuôi 56 Hình 3.5 Hiệu xử lý chất thải hữu bèo tây nuôi trồng nguồn nƣớc thải chăn nuôi 56 Hình 3.6 Hiệu xử lý Pb, Cd, As bèo tây nuôi trồng nguồn nƣớc thải chăn nuôi 57 vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BOD5 Nhu cầu oxy sinh hóa COD Nhu cầu oxy hóa học DO Hàm lƣợng oxy hòa tan nƣớc FAO Tổ chức Nông Lƣơng Thế giới NN&PTNT Nông nghiệp Phát triển nông thôn QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCCP Tiêu chuẩn cho phép TP Thành phố TT Trang trại 10 WHO Tổ chức Y tế Thế giới MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết vấn đề nghiên cứu Chăn nuôi với trồng trọt hai lĩnh vực quan trọng nông nghiệp, đáp ứng nhu cầu thực phẩm cho tiêu dùng hàng ngày ngƣời xã hội mà nguồn thu nhập quan trọng hàng triệu ngƣời nông dân Đặc biệt nông nghiệp lại có ý nghĩa quan trọng Việt Nam có tới 70% dân cƣ sống dựa vào nông nghiệp Sự gia tăng sản phẩm nông nghiệp kết hợp với nhu cầu thực phẩm ngày cao sống thúc đẩy ngành chăn nuôi phát triển mạnh mẽ Những năm qua, ngành chăn nuôi phát triển mạnh số lƣợng lẫn quy mô Tuy nhiên, việc chăn nuôi nhỏ lẻ nông hộ, thiếu quy hoạch, vùng dân cƣ đông đúc gây ô nhiễm môi trƣờng ngày trầm trọng Ô nhiễm môi trƣờng chăn nuôi gây nên chủ yếu từ nguồn chất thải rắn, chất thải lỏng, bụi, tiếng ồn, xác gia súc, gia cầm chết chôn lấp, tiêu hủy không kỹ thuật Đối với sở chăn nuôi, chất thải gây ô nhiễm môi trƣờng có ảnh hƣởng trực tiếp tới sức khỏe ngƣời, làm giảm sức đề kháng vật nuôi, tăng tỷ lệ mắc bệnh, chi phí phòng trị bệnh, giảm suất hiệu kinh tế, sức đề kháng gia súc, gia cầm giảm sút nguy gây nên bùng phát dịch bệnh Vì vậy, WHO khuyến cáo phải có giải pháp tăng cƣờng việc làm môi trƣờng chăn nuôi, kiểm soát, xử lý chất thải, giữ vững đƣợc an toàn sinh học, tăng cƣờng sức khỏe đàn giống Các chất thải chăn nuôi gây ô nhiễm môi trƣờng vi sinh vật (các mầm bệnh truyền nhiễm) đặc biệt nguy hiểm, làm phát sinh loại dịch bệnh nhƣ ỉa chảy, lở mồm long móng, tai xanh, cúm gia cầm H5N1 Theo tính toán lƣợng chất thải rắn mà vật nuôi thải (kg/con/ngày) với bò 10, trâu 15, lợn 2, gia cầm 0,2 [6] Do vậy, hàng năm đàn vật nuôi Việt Nam thải vào môi trƣờng khoảng 73 triệu chất thải rắn 25 30 triệu khối chất thải lỏng Trong đó, khoảng 50% lƣợng chất thải rắn (36,5 triệu tấn), 80% chất thải lỏng (20 – 24 triệu m3) xả thẳng môi trƣờng, sử dụng không qua xử lý gây ô nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng Ƣớc tính với cách quản lý, sử dụng nhƣ phát thải vào không khí khoảng 0,24 CO2/ phân chuồng tƣơi, quy đổi với tổng khối chất thải nêu phát thải vào không khí 17,52 triệu CO2 Các chuyên gia môi trƣờng rằng, chất thải chăn nuôi gây 18% khí gây hiệu ứng nhà kính làm cho nhiệt độ trái đất tăng lên, lớn phần giao thông vận tải gây [13] Khi công nghiệp hóa chăn nuôi cộng với gia tăng mạnh mẽ số lƣợng đàn gia súc chất thải từ hoạt động chăn nuôi trang trại làm cho môi trƣờng chăn nuôi đặc biệt môi trƣờng xung quanh bị ô nhiễm trầm trọng, điều tạo nên sóng phản đối trang trại chăn nuôi từ phía ngƣời dân gần trang trại Hầu hết với trang trại quy mô nhỏ, nƣớc thải chăn nuôi không đƣợc xử lý xử lý sơ mà đƣợc thải trực tiếp vào môi trƣờng, gây ô nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng nguồn nƣớc mặt, nƣớc ngầm, tác động xấu đến điều kiện vệ sinh ảnh hƣởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng Xuất phát từ thực tế đó, tiến hành đề tài: “Đánh giá trạng nghiên cứu sử dụng Bèo tây xử lý nước thải chăn nuôi lợn thành phố Thái Nguyên” 1.2 Mục tiêu nghiên cứu - Điều tra, đánh giá thực trạng biện pháp xử lý chất thải trang trại chăn nuôi lợn TP Thái Nguyên - Nghiên cứu biện pháp xử lý chất thải lỏng phù hợp với điều kiện trang trại chăn nuôi lợn Thái Nguyên 1.3 Phạm vi nghiên cứu Đề tài đƣợc thực địa bàn thành phố Thái Nguyên 1.4 Đối tƣợng nghiên cứu - Nƣớc thải chăn nuôi lợn từ trang trại - Thực vật thuỷ sinh: Bèo tây có tên khoa học Echihornia crassipes 1.5 Ý nghĩa đề tài 1.5.1 Ý nghĩa khoa học Cung cấp sở lý luận áp dụng biện pháp sinh học xử lý nƣớc thải giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng 1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn Ứng dụng biện pháp xử lý chất thải lỏng từ chăn nuôi lợn đạt hiệu data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read ... Đánh giá trạng nghiên cứu sử dụng Bèo tây xử lý nước thải chăn nuôi lợn thành phố Thái Nguyên 1.2 Mục tiêu nghiên cứu - Điều tra, đánh giá thực trạng biện pháp xử lý chất thải trang trại chăn. .. nƣớc thải chăn nuôi lợn số trang trại TP Thái Nguyên 48 3.4 Nghiên cứu sử dụng Bèo tây xử lý nƣớc thải chăn nuôi lợn Thái Nguyên 50 3.4.1 Hiệu xử lý Bèo tây nuôi trồng nƣớc thải chăn. .. thải chăn nuôi 51 3.4.2 Biện pháp sử dụng Bèo tây xử lý chất thải chăn nuôi lợn sau xử lý Biogas 52 3.4.3 Biện pháp sử dụng bèo tây xử lý chất thải chăn nuôi lợn sau xử lý bể lắng