Đề xuất dây chuyền xử lý nước thải cho trại chăn nuôi heo du sinh, thành phố đà lạt, tỉnh lâm đồng (tt)

NGUYỄN TOÀN TRUNG ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO TRẠI CHĂN NUÔI HEO DU SINH, THÀNH PHỐ ĐÀ LẠT, TỈNH LÂM ĐỒNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG Hà Nội - 2016 BỘ GIÁO DỤ

NGUYỄN TOÀN TRUNG

ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO TRẠI CHĂN NUÔI HEO DU SINH, THÀNH PHỐ ĐÀ LẠT,

TỈNH LÂM ĐỒNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG

Hà Nội - 2016

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

NGUYỄN TOÀN TRUNG KHÓA 2014-2016

ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO TRẠI CHĂN NUÔI HEO DU SINH, THÀNH PHỐ ĐÀ LẠT,

TỈNH LÂM ĐỒNG

Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ sở hạ tầng

Mã số: 60.58.02.10

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS NGHIÊM VÂN KHANH

Hà Nội - 2016

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

-

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, tôi xin chân thành cảm ơn TS Nghiêm Vân Khanh đã luôn tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và tạo mọi điều kiện giúp tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này

Tôi xin trân trọng cảm ơn tập thể các thầy cô thuộc khoa Kỹ thuật Hạ tầng và Môi trường đô thị, khoa Sau Đại học đã giúp đỡ, đóng góp nhiều ý kiến quý báu và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu tại trường

Tôi xin gửi đến gia đình và bạn bè, đã luôn bên cạnh, ủng hộ và động viên tôi trong quá trình học tập cũng như nghiên cứu khoa học lời biết ơn chân thành và sâu sắc nhất

Tôi xin chân thành cảm ơn

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Nguyễn Toàn Trung

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ này là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của tôi Các số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu của Luận văn là trung thực

và có nguồn gốc rõ ràng

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Nguyễn Toàn Trung

MỤC LỤC Lời cảm ơn

Lời cam đoan

Mục lục

Danh mục bảng

Danh mục hình vẽ

MỞ ĐẦU

* Lý do chọn đề tài 1

* Mục đích nghiên cứu 2

* Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

* Phương pháp nghiên cứu 2

* Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2

* Các thuật ngữ, khái niệm, từ ngữ viết tắt liên quan đến luận văn 3

* Cấu trúc luận văn 3

NỘI DUNG CHƯƠNG 1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ TÌNH HÌNH XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI Ở VIỆT NAM VÀ TẠI TRẠI CHĂN NUÔI HEO DU SINH 4

1.1 Tình hình xử lý chất thải chăn nuôi tại Việt Nam 4

1.1.1 Hiện trạng sản xuất chăn nuôi năm 2016 và chiến lược phát triển đến năm 2020 4

1.1.2 Tình hình xử lý chất thải chăn nuôi 5

1.2 Giới thiệu chung về trại chăn nuôi heo Du Sinh 8

1.2.1 Vị trí địa lý và quá trình phát triển của trại chăn nuôi heo Du Sinh 8

1.2.2 Quy mô và công suất hoạt động của cơ sở 12

1.3 Quy trình chăn nuôi heo và tình hình phát sinh nước thải của trại chăn nuôi heo Du sinh 14

1.4 Đặc điểm, thành phần, tính chất và khối lượng nước thải phát sinh từ trại chăn nuôi Du Sinh 18

1.5 Hiện trạng xử lý nước thải của trại chăn nuôi Du sinh 23

1.6 Đánh giá hiệu quả, phương thức và hình thức xử lý nước thải của trại chăn nuôi Du Sinh 24

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ KHOA HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI 31

2.1 Cơ sở pháp lý 31

2.1.1 Văn bản pháp lý 31

2.1.2 Tiêu chuẩn, quy chuẩn liên quan đến xử lý nước thải cho lĩnh vực chăn nuôi 33

2.2 Cơ sở lý thuyết để xử lý nước thải cho lĩnh vực chăn nuôi 34

2.2.1 Cơ sở lựa chọn phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi heo 34

2.2.2 Các công trình xử lý nước thải chăn nuôi bằng phương pháp sinh học 34

2.2.3 Những tiêu chí lựa chọn công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi trong điều kiện nông hộ 49

2.3 Bài học kinh nhiệm xử lý nước thải chăn nuôi 50

2.3.1 Bài học kinh nhiệm xử lý nước thải chăn nuôi trên thế giới 50

2.3.2 Bài học kinh nghiệm xử lý nước thải chăn nuôi ở Việt Nam 52

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRẠI CHĂN NUÔI DU SINH 60

3.1 Đề xuất giải pháp cho hệ thống xử lý nước thải của trại chăn nuôi Du Sinh 60

3.2 Tính toán quy mô công suất dây chuyền xử lý nước thải trại chăn nuôi heo Du Sinh 61

3.3 Đề xuất dây chuyền công nghệ 67

3.3.1 Đề xuất dây chuyền công nghệ phương án 1 67

3.3.2 Đề xuất dây chuyền công nghệ phương án 2 73

3.4 Lựa chọn phương án dây chuyền công nghệ 76

3.5 Mô tả các hạng mục công trình và thiết bị trong dây chuyền công nghệ xử lý nước thải phương án chọn 79

3.5.1 Phần xây dựng: 79

3.5.2 Phần thiết bị công nghệ 79 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Kết luận 81 Kiến nghị 81TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC BẢNG

Số hiệu bảng, biểu Tên bảng, biểu

Bảng 1.1 Diện tích khu trại chăn nuôi

Bảng 1.2 Quy mô nuôi và nguồn cấp giống của trang trại

Bảng 1.3 Tổng khối lượng nước xả thải tại trại chăn nuôi Du Sinh

Bảng 1.6 Khối lượng và thành phần hóa học của phân, nước tiểu và

hỗn hợp nước thải heo có trọng lượng từ 70 – 100 kg

Bảng 1.7 Kết quả đo đạc và phân tích chất lượng nước thải sau hầm

Bảng 3.4 Một số thông số chính của Giá trị C, Cột B quy chuẩn

QCVN 40-2011/BTNMT

Bảng 3.5 So sánh các sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải

chăn nuôi trại chăn nuôi heo Du Sinh Bảng 3.6 Các hạng mục công trình và kích thước hữu dụng

Bảng 3.7 Thiết bị đi kèm trong dây chuyền công nghệ xử lý nước

thải

DANH MỤC HÌNH VẼ

Số hiệu hình Tên hình

Hình 1.1 Sơ đồ vị trí trại chăn nuôi Du Sinh

Hình 1.2 Sơ đồ vị trí tiếp giáp của cơ sở và điểm xả thải Hình 1.3 Sơ đồ mạng lưới thuỷ văn khu vực trang trại Hình 1.4 Trại heo thịt

Hình 1.6 Quy trình chăn nuôi heo nái đẻ tại cơ sở

Hình 1.7 Sơ đồ quy trình sản xuất chăn nuôi và tình hình phát sinh

nước thải tại trang trại Du sinh

Hình 1.8 Sơ đồ hiện trạng xử lý nước thải của trại chăn nuôi Du

Sinh

Hình 1.9 Sơ đồ khoảng cách và vị trí 2 khu vực xử lý nước thải và

cống xả của trang trại chăn nuôi heo Du Sinh Hình 1.10 Lấy mẫu nước thải sau hầm phân hủy

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý kết cấu bể biogas

Hình 2.2 Nguyên lý hoạt động của bể SBR

Hình 2.3 Hình minh họa công trình mương ô xy hóa

Hình 2.4 Đĩa lọc sinh học

Hình 2.5 Sơ đồ đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm theo chiều đứng Hình 2.6 Hồ sinh vật tự nhiên

Hình 2.7 Quá trình phân giải sinh học trong hệ thống hồ sinh vật

Hình 2.8 Mô hình quản lý chất thải rắn chăn nuôi tại một số nước

trên thế giới

Hình 2.9 Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo

sau hầm biogas Hình 3.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ số 1

Hình 3.2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ số 2

và còn xuất khẩu ra các nước lân cận, đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển nền kinh tế của nước ta

Trong vài năm gần đây, ngành chăn nuôi đã có những bước tiến nhảy vọt Nhiều tiến bộ khoa học kỹ thuật mới được ứng dụng rộng rãi vào sản xuất đem lại hiệu quả kinh tế cao, nhất là việc ứng dụng đưa vào sản xuất các giống gia súc, gia cầm năng suất tốt đạt chất lượng cao giá thành thấp cung ứng cho sản xuất đại trà Nhưng, khi công nghiệp hóa chăn nuôi cộng với sự gia tăng mạnh mẽ về số lượng đàn gia súc thì chất thải từ hoạt động chăn nuôi của các trang trại, gia trại đã làm cho môi trường chăn nuôi đặc biệt là môi trường thủy vực xung quanh bị ô nhiễm trầm trọng Theo báo cáo tổng kết của viện chăn nuôi [18], hầu hết các hộ chăn nuôi đều để nước thải chảy tự do ra môi trường xung quanh gây mùi hôi thối nồng nặc, đặc biệt là vào những ngày oi bức Nồng độ khí H2S và NH3 cao hơn mức cho phép khoảng 30-40 lần [1] Tổng số VSV và bào tử nấm cũng cao hơn mức cho phép rất nhiều lần Ngoài ra nước thải chăn nuôi còn có chứa coliform, e.coli, COD , và trứng giun sán cao hơn rất nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép Do đó, việc xử lý nước thải chăn nuôi nhằm tạo ra một môi trường sản xuất sạch là thực sự cần thiết không chỉ góp phần giải quyết các vấn đề ô nhiễm môi trường mà còn mở ra các hướng công nghệ xử lý, thu hồi các chất có giá trị trong nước thải chăn nuôi hiện nay

Tại các tỉnh khu vực Tây Nguyên nói chung và Lâm Đồng nói riêng là khu vực có nhiều trang trại, các hộ chăn nuôi, các xí nghiệp chăn nuôi gia súc, gia cầm với công suất và quy mô rất lớn Hiện nay, các Trại chăn nuôi gia súc gia cầm này

2

tuy đã được đầu tư hệ thống xử lý môi trường nhưng do phương thức chăn nuôi thay đổi ngày càng trở nên hiện đại và số lượng các đàn gia súc gia cầm gia tăng mạnh

mẽ, hệ thống xử lý nước thải đã xuống cấp và quá tải, không đáp ứng được nhu cầu

Từ những lý do thực tế nêu trên, đề tài" Đề xuất dây chuyền xử lý nước thải cho

Trại chăn nuôi heo Du Sinh, thành phố Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng" là thực sự cần

thiết nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển của lĩnh vực chăn nuôi trong thời gian tới

* Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: nước thải từ hoạt động chăn nuôi ;

- Phạm vi nghiên cứu: Trại chăn nuôi heo Du Sinh thuộc địa bàn phường 4, thành phố Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng

* Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp điều tra khảo sát, thu thập tài liệu;

- Phương pháp vận dụng có tính kế thừa các giá trị khoa học và kết quả nghiên cứu;

- Phương pháp so sánh phân tích và tổng hợp các thông tin trong nước và quốc tế thu thập được liên quan đến đối tượng nghiên cứu nhằm đề xuất dây chuyền

xử lý nước thải chăn nuôi

* Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Ý nghĩa khoa học: Đưa ra các giải pháp để xử lý nước thải chăn nuôi đáp ứng các yêu cầu theo tiêu chuẩn, quy chuẩn bảo vê môi trường hiện hành;

- Ý nghĩa thực tiễn: Cải thiện điều kiện vệ sinh môi trường trong quản lý và

xử lý nước thải cho trại chăn nuôi heo Du Sinh

3

* Các thuật ngữ, khái niệm, từ ngữ viết tắt liên quan đến luận văn

Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt

ADP: Adenozin Diphotphat

ATP: Adenozin Triphotphat

BOD: Biochemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hóa sinh hóa

COD: Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hóa hóa học

DO: Dissolved Oxygen Oxy hòa tan

F/M Food / Microorganisms Tỷ lệ thức ăn / vi sinh vật

VFA Volatile Faty acid Axit béo dễ bay hơi

* Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, luận văn có cấu trúc gồm 3 chương:

- Chương 1: Tổng quan hiện trạng xử lý nước thải của trại chăn nuôi heo Du Sinh;

- Chương 2: Cơ sở khoa học trong xử lý nước thải chăn nuôi;

- Chương 3: Nghiên cứu dây chuyền xử lý nước thải Trại chăn nuôi Du Sinh;

THÔNG BÁO

Để xem được phần chính văn của tài liệu này, vui

lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện

– Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội

Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội

TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN

81

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận

Qua thời gian thực hiện luận văn, tôi đã nghiên cứu và rút ra những kết luận sau:

a) Trại chăn nuôi Du Sinh tại thành phố Đà Lạt tỉnh Lâm Đồng có dây chuyền xử lý nước thải chăn nuôi hiện đã xuống cấp và hư hỏng Chất lượng nước thải sau xử lý không đạt tiêu chuẩn xả thải theo quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT giá trị C cột B Một số chỉ tiêu như TSS vượt gấp đôi quy chuẩn cho phép, COD vượt 4,5 lần, BOD520 vượt 6 lần, tổng N vượt 1,5 lần; tổng P vượt 1,5 lần, tổng coliform vượt 5 lần Chính vì vậy trang trại cần xây dựng mới

b) Hiện nay nước thải chăn nuôi với thành phần chất hữu cơ và dinh dưỡng cao cùng với đặc thù là ở dạng lỏng hoặc bán lỏng thường xử lý bằng phương pháp sinh học để đáp ứng các yêu cầu của Nhà nước

c) Với đặc điểm nước thải chăn nuôi heo trước khi xử lý là BOD5 = 1.664 mg/l; COD = 2.561 mg/l; TSS = 1.700 mg/l; tổng N = 512 mg/l; tổng P = 62 mg/l; coliform = 22000 MNP/100ml Nước thải chăn nuôi của Trại chăn nuôi Du Sinh được đề xuất công nghệ xử lý chủ đạo là xử lý bằng bể biogas kết hợp bãi lọc ngập,

hồ sinh học nhằm đáp ứng chất lượng môi trường sản xuất được an toàn và bền vững trong tương lai, cụ thể sau xử lý, các giá trị nồng độ đạt được là BOD5 = 100 mg/l; COD = 150 mg/l; TSS = 100 mg/l; tổng N = 40 mg/l; tổng P = 10 mg/l; coliform = 5000 MNP/100ml

Kiến nghị

Tôi kính đề nghị chủ cơ sở, các cấp có thẩm quyền của tỉnh Lâm Đồng sớm quan tâm và ứng dụng dây chuyền công nghệ xử lý nước thải được đề xuất trong luận văn vào thực tế để giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường của trại chăn nuôi heo

Du Sinh nói riêng và các trại chăn nuôi heo trong khu vực tỉnh Lâm Đồng nói chung

TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt

1 Bùi Xuân An (2007), Nguy cơ tác động đến môi trường và hiện trạng

quản lý chất thải trong chăn nuôi vùng Đông Nam Bộ, Đại học Nông Lâm T.P Hồ

Chí Minh; tr 1

2 Trương Thanh Cảnh (2010), Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi bằng

công nghệ sinh học kết hợp lọc dòng bùn ngược, Tạp chí phát triển KH&CN, tập

13, số M1-2010; tr 53-54

3 Công ty Cổ phần đầu tư và phát triển môi trường bền vững (SENID JSC)

(2016), Đề án bảo vệ môi trường chi tiết trại chăn nuôi Du Sinh, Lâm Đồng; tr 8-9;

11-27; 28

4 Cục chăn nuôi (4/2008), Báo cáo ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi gia

súc, gia cầm tập trung và các giải pháp khắc phục, Hà Nội;

5 Bùi Hữu Đoàn -Nguyễn Xuân Trạch-Vũ Đình Tôn (2011), Bài giảng quản

lý chất thải chăn nuôi, NXB Nông nghiệp;

6 Đặng Thị Phương Hà (2015), Nghiên cứu khả năng áp dụng công nghệ

mương oxy hóa trong việc xử lý nước thải sinh hoạt ở TP Đà Nẵng, Đà Nẵng; tr

39-43

7 Trần Mạnh Hải (2006), Giải pháp công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi

lợn bằng phương pháp sinh học phù hợp với điều kiện Việt Nam, Luận văn Thạc sĩ;

tr 50-52

8 Vũ Văn Hiểu, Nguyễn Minh Ngọc (11/2013), Nâng cao hiệu quả hầm

biogas và sử dụng sản phẩm sau biogas để xử lý môi trường nông thôn, Trường Đại

học Kiến Trúc Hà Nội; tr 34-37

9 Hoàng Văn Huệ-Trần Đức Hạ (2002), Thoát nước, Tập II, Xử lý nước

thải, NXB KH&KT, Hà Nội;

10 Trịnh Xuân Lai (2008), Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải,

NXB Xây Dựng, Hà Nội;

11 Trần Văn Nhân-Ngô Thị Nga (2006), Giáo trình Công nghệ xử lý nước

thải, NXB KH&KT, Hà Nội;

12 Trần Hiếu Nhuệ (2001), Thoát nước và xử lý nước thải công nghiệp,

NXB KH&KT, Hà Nội;

13 Lương Đức Phẩm (2007), Công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp

sinh học, NXB Giáo dục, Hà Nội; tr 43-48; 74-75

14 Thủ tướng Chính phủ (16/1/2008), Quyết định số 10/2008/QĐ-TTg về

việc phê duyệt chiến lược phát triển chăn nuôi đến năm 2020, Hà Nội; tr 5

15 Trung tâm nghiên cứu liên ngành PTNT và Khoa Nông học (Học viện nông nghiệp Việt Nam), Nhóm sinh viên tham gia nghiên cứu (Khoa chăn nuôi và

NTTS) (2015), Hiệu quả sử dụng chế phẩm IM trong xử lý chất thải rắn và lỏng ở

trang trại chăn nuôi lợn, Tạp chí Khoa học kỹ thuật chăn nuôi số 10; tr 52

16 Viện kinh tế Nông nghiệp (8/2005), Báo cáo tổng quan các nghiên cứu

về ngành chăn nuôi Việt Nam, Hà Nội;

17 Viện ứng dụng công nghệ (3/2005), Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng

tháp UASB và máng thực vật thủy sinh, Tạp chí sinh học, Hà Nội; tr 54-55

Tài liệu tiếng nước ngoài

18 Antoine Pouilieute, Bùi Bá Bổng, Cao Đức Phát (2010), Báo cáo chăn

nuôi Việt Nam và triển vọng 2010, Ấn phẩm của tổ chức PRISE của Pháp; tr 1

Tài liệu Internet

19 http://channuoivietnam.com/tinh-hinh-san-xuat-chan-nuoi-4/; tr 4-5; 20.http://khoahocmoi.com.vn/he-thong-xu-ly-nuoc-thai/cong-nghe-xu-ly-nuoc-thai-sbr-230.html; tr 37-39

21 http://moitruongsach.vn/; tr 55-58

22.http://www.monre.gov.vn/wps/portal/tintuc/!ut/p/c5/RclLDoIwFADAs3CC90AsskTEUmhiCkWxG9JglF-AqKByet2ZWQ4o-On1XN_0sx563UEOihQ-9ULb4YjIAhOZ2CerkHILqQVnUM7_NyQhyEL3KCPTtxBNkJCjXaQNDhNPx3hJ57cs8e7mMmkWgSjKuOvEafS4YlR9rp0dZVv7oSw1aOpXDRmisc7WbAlmvmShbvVUyYAdBPMu2c4_vgwDxlZ7X4Pui3Q!/; tr 7-8