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 Lời cảm ơn Trong quỏ trỡnh hc 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 cơng sức vào xây dựng đất nước Xuất phát từ nguyện vọng thân, trí Trường Đại học Nơng Lâm, Đại học Thái Nguyên, khoa Sau Đại học hướng dẫn TS Phan Thị Thu Hằng cho phép, tạo điều kiện, hướng dẫn thực hồn thành khố luận Trước tiên, tơi 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 tơi suốt q 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 tơi q trình học tập hồn thành luận văn Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp quan tâm động viên tơi suốt q trình nghiên cứu thực đề tài Tôi mong nhận ý kiến đóng góp q thầy bạn học viên để đề tài tơi hồn 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 ni 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 tốn lƣợng thải xác định dung tích bể Biogas 59 v DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Mơ 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 Mơ hình xử lý hiếu khí (Aeroten) nƣớc thải chăn ni 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 ni 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 nơng nghiệp, khơng 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 nơng 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 mơi trƣờng ngày trầm trọng Ơ nhiễm mơi 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 ni, chất thải gây nhiễm mơi trƣờng có ảnh hƣởng trực tiếp tới sức khỏe ngƣời, làm giảm sức đề kháng vật nuôi, tăng tỷ lệ mắc bệnh, chi phí phịng 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 mơi trƣờng chăn ni, kiểm sốt, 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 tốn lƣợng chất thải rắn mà vật ni 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 khơng khí khoảng 0,24 CO2/ phân chuồng tƣơi, quy đổi với tổng khối chất thải nêu phát thải vào khơng khí 17,52 triệu CO2 Các chuyên gia môi trƣờng rằng, chất thải chăn ni 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 cơng nghiệp hóa chăn ni cộng với gia tăng mạnh mẽ số lƣợng đàn gia súc chất thải từ hoạt động chăn ni 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 ni 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, tơi 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 56 3.4.4 So sánh hiệu xử lý bèo tây với loại nước thải khác 3.4.4.1 Hiệu xử lý N tổng số P tổng số 400 mg/l mg/l 25 22.78 347.52 350 20 300 269 15.21 250 15 15 12 200 146 148.3 150 160.17 10 7.7 100 100 69.47 50 45 20 14 20.17 Ban đầu 10 ngày 20 ngày 10 ngày 20 ngày 30 ngày P tổng số N tổng số Nước thải chưa xử lý Ban đầu 30 ngày 4.2 40.5 14 9.95 Nước thải sau Biogas Nước thải chưa xử lý Nước thải sau bể lắng Nước thải sau Biogas Nước thải sau bể lắng Hình 3.4 Hiệu xử lý N tổng số, P tổng số bèo tây nuôi trồng nguồn nước thải chăn nuôi Qua biểu đồ cho thấy khả xử lý bèo tây với hàm lƣợng N tổng số P tổng số tƣơng đƣơng Hàm lƣợng tiêu giảm mạnh sau 20 ngày xử lý bèo tây Nhƣng đến ngày 30 hàm lƣợng N tổng số, P tổng số tăng so với 20 ngày Nguyên nhân số bèo dùng xử lý bị chết làm cho hàm lƣợng tăng Nƣớc thải chƣa qua xử lý có hàm lƣợng N tổng số, P tổng số cao nhất; sau nƣớc thải sau bể lắng; nƣớc thải Biogas có hàm lƣợng thấp Sau 10, 20, 30 ngày xử lý hàm lƣợng N tổng số P tổng số nƣớc thải chƣa xử lý cao nhất; hàm lƣợng nƣớc thải sau bể lắng thấp 3.4.4.2 Hiệu xử lý chất hữu mg/l 3000 1200 2674 2500 1000 2000 800 1500 600 mg/l 1059 341.4 400 1000 271.5 201.1 519 364.4 500 213.4 359 338.3 228 70.48 85.8 Ban đầu 10 ngày 20 ngày 487.2 200 59.2 87 50.23 30 ngày Ban đầu 108 44.27 55 40.77 20 ngày 10 ngày 33.56 23 30 ngày BOD COD Nước thải chưa xử lý 208.2 Nước thải sau Biogas Nước thải sau bể lắng Nước thải chưa xử lý Nước thải sau Biogas Nước thải sau bể lắng Hình 3.5 Hiệu xử lý chất thải hữu bèo tây nuôi trồng nguồn nước thải chăn nuôi 57 Qua biểu đồ ta thấy rõ hiệu xử lý bèo tây Khả xử lý BOD, COD nƣớc thải chƣa qua xử lý bèo tây lớn nhất, đặc biệt 10 ngày đầu Tiếp theo khả giảm hàm lƣợng BOD, COD nƣớc thải sau bể lắng Hàm lƣợng nƣớc thải sau Biogas giảm từ từ Hàm lƣợng COD, BOD loại nƣớc thải giảm dần sau 10, 20, 30 ngày đƣợc xử lý bèo tây 3.4.4.3 Hiệu xử lý kim loại nặng mg/l 0.9 0.09 0.801 0.8 0.7 0.08 0.08 0.07 0.689 0.6 0.06 0.542 0.5 mg/l 0.437 0.05 0.374 0.4 0.04 0.3 0.217 0.2 0.112 0.1 0.03 0.176 0.128 0.107 0.012 0.076 Ban đầu 10 ngày 20 ngày 0.02 0.01 30 ngày Pb 0.014 0.01 0.009 0.01 Ban đầu 10 ngày 0.008 0.003 0.003 0.002 20 ngày 0.009 0.001 30 ngày Cd Nước thải chưa xử lý 0.12 0.1 Nước thải sau Biogas Nước thải sau bể lắng Nước thải chưa xử lý Nước thải sau Biogas Nước thải sau bể lắng mg/l 0.104 0.102 0.08 0.06 0.04 0.022 0.022 0.015 0.02 0.014 0.012 0.009 0.001 Ban đầu 10 ngày 20 ngày 0.012 0.001 30 ngày As Nước thải chưa xử lý Nước thải sau Biogas Nước thải sau bể lắng Hình 3.6 Hiệu xử lý Pb, Cd, As bèo tây nuôi trồng nguồn nước thải chăn nuôi Biểu đồ thể khả xử lý kim loại nặng Pb, Cd, As bèo tây nƣớc thải chăn nuôi Với tiêu Pb, hàm lƣợng Pb sau bể lắng cao nhất, tiếp đến nƣớc thải chƣa xử lý, thấp nƣớc thải qua Biogas Bèo tây xử lý Pb nƣớc thải 58 sau Biogas tốt Với tiêu Cd, sau 30 ngày bèo tây xử lý Cd nƣớc thải qua bể lắng tốt (Cd: mg/l) Sau 10 ngày, hàm lƣợng Cd nƣớc thải qua bể lắng tăng cao số lƣợng bèo bị chết làm hàm lƣợng Cd tăng Với tiêu As, khả xử lý bèo tây nƣớc thải sau bể lắng tốt 3.5 Đề xuất giải pháp xử lý nƣớc thải trang trại chăn nuôi lợn TP Thái Nguyên Trên sở kết nghiên cứu sử dụng bèo tây làm nƣớc thải chăn nuôi lợn từ hình thức xử lý khác cho thấy để đảm bảo việc nƣớc thải đạt tiêu chuẩn thải mơi trƣờng sử dụng cho mục đích nhƣ ao ni cá nƣớc tƣới cần kết hợp biện pháp xử lý biogas bể lắng với thực vật thủy sinh Từ khảo sát trang trại, chúng tơi đề xuất 02 mơ hình xử lý nƣớc thải phù hợp với trang trại Thái Ngun: Mơ hình 1: Nƣớc thải từ bể Biogas cần đƣa vào hồ cách ly xử lý bèo tây thời gian 20 ngày CHUỒNG NUÔI CHUỒNG NUÔI HẦM BIOGA HẦM BIOGA HẦM BIOGA 1 Bể trồng Bèo tây XẢ RA MÔI TRƢỜNG HOẶC SỬ DỤNG TƢỚI TIÊU 59 Hầm Biogas: Để thiết kế hầm Biogas có nắp vịm cố định đƣợc chơn dƣới đất gồm có phần nối tiếp nhau: - Ngăn trộn: nơi phân đƣợc trộn với nƣớc trƣớc đổ vào hầm phân hủy - Hầm phân hủy: nơi phân nƣớc bị phân hủy lên men Khí CH4 loại khí khác sinh hầm - Bể áp lực: dùng để thu nhận phân bùn cặn Bảng 3.11 Tính tốn lƣợng thải xác định dung tích bể Biogas Nội dung thông số ĐVT Số lƣợng Con N1 Nhu cầu thức ăn kg/con/ngày Nhu cầu nƣớc uống, nƣớc tắm, nƣớc rửa chuồng lít/con/ngày 40 Lƣợng phân tạo (30% lƣợng thức ăn) kg/con/ngày 1,5 Lƣợng nƣớc thải tạo (70% lƣợng nƣớc sử dụng) lít/con/ngày 28 Số lợn nái: Tổng lƣợng phân tạo tấn/ngày 1,5*N1 Tổng lƣợng nƣớc thải tạo m3/ ngày 0,028*N1 Tổng lƣợng chất thải (phân + nƣớc thải) m3/ ngày 1,528*N1 Con N2 Nhu cầu thức ăn kg/con/ngày 2,5 Nhu cầu nƣớc uống, nƣớc tắm, nƣớc rửa chuồng lít/con/ngày 40 Lƣợng phân tạo (30% lƣợng thức ăn) kg/con/ngày 0,75 Số lợn giống, lợn thịt: Lƣợng nƣớc thải tạo (70% lƣợng nƣớc sử dụng) lít/con/ngày 28 Tổng lƣợng phân tạo tấn/ngày 0,75* N2 Tổng lƣợng nƣớc thải tạo m3/ ngày 0,028* N2 Tổng lƣợng chất thải (phân + nƣớc thải) m3/ ngày 0,778* N2 Tổng lƣợng chất thải m3/ ngày Q=1,528*N1+0,778*N2 Ngày 15 M3 V=15*Q Thời gian lƣu trữ bể Tổng thể tích hữu ích bể chứa (Nguồn: Trần Mạnh Hải, 2009) [9] Vậy dung tích phần chứa nƣớc ngăn phân hủy bể Biogas: 60 Vnƣớc = 15*(1,528 N1 + 0,778 N2) = 22,92 N1 + 11,67.N2 (m3) Trong đó: N1: số lƣợng lợn nái N2: số lƣợng lợn giống, lợn thịt Nƣớc bể chiếm chỗ khoảng 2/3 chiều cao bể lại dung tích để chứa khí Dung tích ngăn phân hủy bể Biogas: Vphân hủy = 3/2*(22,92 N1+11,67 N2) = 34,38 N1 + 17,505 N2 Bể nuôi bèo: Để đảm bảo nuôi bèo 20 ngày nên dung tích bể tƣơng đƣơng với dung tích phần nƣớc ngăn phân hủy bể Biogas Nhƣng theo khuyến cáo, độ sâu bể khoảng 50 – 60 cm để ánh sáng xuyên tới đạt khả xử lý cao [3] Mơ hình 2: Nƣớc thải từ bể lắng cần đƣa vào hồ cách ly xử lý bèo tây 30 ngày CHUỒNG NUÔI CHUỒNG NUÔI BỂ LẮNG Bể Trồng Bèo tây XẢ RA MÔI TRƢỜNG HOẶC SỬ DỤNG TƢỚI TIÊU Trƣớc tiên, nƣớc thải từ nguồn gia súc cho chảy vào hồ lắng, để chất thải lắng xuống đáy Dung tích bể lắng đƣợc tính tốn thiết kế tƣơng tự nhƣ dung tích phần chứa nƣớc ngăn phân hủy bể Biogas 61 Sau vài ngày nƣớc thải trong, cho chảy vào hồ mở có lục bình Mặt nƣớc hồ đƣợc che phủ (mật độ khoảng 400 cây/hồ) Nếu chất thải 10 gia súc khoảng 450 lít thải cần bể xử lý nuôi bèo cạnh m, sâu 0,5 cm Hồ phải có tổng khối lƣợng 18 m3 diện tích mặt hồ 36 m2 Hồ chứa nƣớc thải chuồng nuôi khoảng thời gian 30 ngày để xử lý bèo tây 62 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Qua q trình nghiên cứu tơi rút số kết luận sau: - TP Thái Nguyên thị trƣờng quan trọng để tiêu thụ sản phẩm nơng nghiệp, có sản phẩm chăn nuôi Chăn nuôi Thái Nguyên phát triển theo hƣớng trang trại, với 35 trang trại (năm 2011) nuôi tổng số gần 34.000 đầu lợn với hệ thống áp dụng trang trại: VAC (Vƣờn – Ao – Chuồng), AC (Ao – Chuồng) , CV (Chuồng – Vƣờn) C (Chuồng), hệ thống VAC chiếm ƣu (42,86%) - Biện pháp xử lý chất thải nƣớc thải chăn nuôi đƣợc áp dụng trang trại TP Thái Nguyên là: + Chất thải đƣợc xử lý hầm ủ bioga chiếm 54,2%; 25,7% qua bể lắng; 8,6% thu gom phân riêng; đặc biệt có đến 8,6% trang trại xả trực tiếp chất thải ngồi mơi trƣờng, + Nƣớc thải lỏng: khoảng 25% số hộ xử lý qua bể bioga, lại 20% số trang trại cho thải trực tiếp vào áo cá, 15% số hộ dùng nƣớc thải để tƣới đặc biệt có đến 40% số hộ xả nƣớc thải trực tiếp ngồi mơi trƣờng - Các trang trại áp dụng biện pháp xử lý nƣớc thải nhƣ bioga, ao lắng, sử dụng thực vật thủy sinh nhƣng chất lƣợng nƣớc thải dù có hàm lƣợng chất nhiễm thấp nƣớc thải không xử lý chƣa đạt tiêu chuẩn - Hiệu xử lý nƣớc thải bèo tây làm giảm đáng kể hàm lƣợng chất gây ô nhiễm môi trƣờng nƣớc + Nƣớc thải chƣa qua xử lý: Sau 10 ngày xử lý, hàm lƣợng Pb, Cd, As đạt tiêu chuẩn QCVN 01-79:2011/BNN-PTNT Hàm lƣợng N tổng số, P tổng số, COD, BOD5 sau 30 ngày xử lý vƣợt tiêu chuẩn song giảm nhiều so với kết phân tích ban đầu + Nƣớc thải qua Biogas: Sau 20 ngày xử lý, hàm lƣợng N tổng số, P tổng số, COD, BOD5, As đạt tiêu chuẩn cho phép QCVN 01-79:2011/BNN-PTNT + Nƣớc thải qua bể lắng: Sau 20 ngày xử lý, hàm lƣợng P tổng số, Pb đƣợc xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép QCVN 01-79:2011/BNN-PTNT Sau 30 ngày hàm 63 lƣợng COD, BOD5 đạt đƣợc tiêu chuẩn ngành - Với điều kiện có trang trại nay, để có chất lƣợng an tồn thải mơi trƣờng nƣớc thải sau qua bể bioga ao lắng nên dẫn qua bể nuôi trồng bèo tây khoảng 20 - 30 ngày thải ngồi mơi trƣờng Kiến nghị - Cần có biện pháp tuyên truyền, kiểm tra việc thực đảm bảo vệ sinh môi trƣờng trang trại chăn nuôi cách thƣờng xuyên - Việc xử lý chất gây ô nhiễm nƣớc thải trang trại chăn ni bèo tây góp phần làm giảm đáng kể lƣợng chất gây ô nhiễm Đề nghị tiếp tục nghiên cứu khả xử lý nƣớc thải bèo tây, phƣơng pháp thu gom xử lý thân bèo, mật độ thả bèo nhƣ kích thƣớc bể xử lý phù hợp cho đạt hiệu cao xử lý 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO I TIẾNG VIỆT Bùi Xuân An (2007), Nguy tác động đến môi trƣờng trạng quản lý chất thải chăn nuôi vùng Đông Nam Bộ, Đại học Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh Báo Điện tử - Đảng Cộng sản Việt Nam, 2011, Chăn nuôi tháng đầu năm 2011: Phát triển ổn định, http://hainguyenjsc.com/view_news.aspx?nid=260 Kiện Bình, “Xử lý nƣớc thải lục bình, muỗi nƣớc”, Khoa học phổ thông số 5/12 (1481) ngày 17/2/2012, trang 13 Đặng Xuân Bình (2006), Bài giảng Dịch tễ học vệ sinh môi trƣờng chăn nuôi, Đại học Nơng Lâm Thái Ngun Lê Văn Bình (2007), “Nghiên cứu sử dụng thực vật thủy sinh nông nghiệp tác động với môi trƣờng Thừa Thiên Huế”, Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển Nơng thơn số Minh Cƣờng (2011), Chất thải chăn nuôi chứa 100 loại khí độc, Đất Việt Khoa học, http://khoahoc.baodatviet.vn/Home/KHCN/Chat-thai-chan-nuoi- chua-100-loai-khi-doc/20117/152723.datviet Bùi Hữu Đoàn cs (2011), Bài giảng Quản lý chất thải chăn nuôi, Đại học Nông Nghiệp I Hà Nội Vu Duy Giảng (2006), Đặc san KHKT thức ăn chăn nuôi – số 5/2006 về: Thức ăn chăn nuôi bổ sung vấn đề vệ sinh an tồn thực phẩm, Đại học Nơng nghiệp I Hà Nội Trần Mạnh Hải (2009), Giải pháp công nghệ xử lý nƣớc thải chăn nuôi lợn phƣơng pháp sinh học phù hợp với điều kiện Việt Nam, http://www.hce.edu.vn/hsv/showthread.php?50675 10 Đào Lệ Hằng (2009), Thực trạng định hƣớng bảo vệ mơi trƣờng chăn ni, Phịng Mơi trƣờng chăn nuôi, Cục Chăn nuôi 11 Đào Lệ Hằng (2007), Vịng luẩn quẩn:”chăn ni gây nhiễm – nhiễm hại chăn ni”, http://nongnghiep.vn/nongnghiepvn/72/13/45/1245/Vong-luan- quan-chan-nuoi-gay-o-nhiemo-nhiem-hai-chan-nuoi.aspx 65 12 Hữu Hồi (2012), Thu gom, xử lý chất thải chăn nuôi: Vẫn ngồi tầm kiểm sốt, Hà Nội Mới Online, http://hanoimoi.com.vn/newsdetail/Moi- truong/555694/thu-gom-xu-ly-chat-thai-chan-nuoi-van-ngoai-tam-kiemsoat.htm 13 Xuân Hợp (2012), Xử lý ô nhiễm môi trƣờng chăn nuôi: Vẫn loay hoay, Bộ Tài nguyên Môi trƣờng Việt Nam, http://www.monre.gov.vn/v35/default.aspx?tabid=428&CateID=24&ID=116766 &Code=V3C0116766 14 Phạm Thị Phƣơng Lan (2007), Bài giảng dịch tễ vệ sinh môi trƣờng chăn nuôi, Đại học Nông Lâm Thái Nguyên 15 Nguyễn Khoa Lý (2008), Ơ nhiễm mơi trƣờng hoạt động chăn nuôi thú y giải pháp khắc phục, Cục Thú y 16 Vƣơng Quốc Nghĩa (2007), Bài giảng công nghệ môi trƣờng, Đại học Nông Lâm Thái Nguyên 17 Niên giám thống kê Thái Nguyên (2009) 18 Nguyễn Thị Hồng Nhung (2011), Thực trạng ô nhiễm nƣớc thải chăn nuôi thành phố Thái Nguyên biện pháp xử lý thực vật thủy sinh, Đại học Nông Lâm Thái Nguyên 19 Lƣơng Đức Phẩm (2003), Công nghệ xử lí nƣớc thải biện pháp sinh học, Nhà xuất Giáo Dục, Hà Nội 20 Đào Phƣơng (2012), Giải pháp giảm ô nhiễm môi trƣờng nông thôn, Báo Nhân dân Điện tử, http://www.nhandan.org.vn/cmlink/nhandandientu/thoisu/kinh-te/kinh-t-tinchung/gi-i-phap-m-i-gi-m-o-nhi-m-moi-tr-ng-nong-thon-1.344448?mode=print 21 Trần Thị Anh Phương (2007), Nghiên cứu tình hình nhiễm mơi trƣờng ngành chăn nuôi tỉnh Phú Yên xây dựng giải pháp tổng hợp nhằm hạn chế ô nhiễm môi trƣờng, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh 22 Quyết định Thủ tƣớng Chính phủ số 10/2008/QĐ-TTg ngày 16 tháng năm 2008 việc phê duyệt Chiến lƣợc phát triển chăn nuôi đến năm 2020 66 23 Thông tin gia cầm – Hiệp hội chăn nuôi gia cầm Việt Nam số – 2007, http://www.trungtamqlkdg.com.vn/Index.aspx?urlid=newsdetail&itemid=409 24 Văn Thƣơng (2012), Hội làm vƣờn Thái Nguyên: Hiệu lớn từ mơ hình kinh tế trang trại, Báo điện tử Báo Kinh tế nông thôn, http://www.kinhtenongthon.com.vn/Story/VACVINA/2012/9/36100.html 25 Ngọc Tiến (2003), Ảnh hƣởng môi trƣờng tới suất chăn nuôi lợn, Báo Nông Nghiệp số 123, http://www.vcn.vnn.vn/PrintPreview.aspx?ID=4621 26 Trung tâm Nghiên cứu khoa học Nơng vận, 2011, Kiểm sốt nhiễm chăn nuôi, http://www.khoahocchonhanong.com.vn/modules.php?name=News&file=article &sid=9217 II TIẾNG ANH 27 (EPA) United States Environmental Protection Agency (2002), Managing Manure with Biogas Recovery Systems Improved Performance at Competitive Costs 28 Sebastià PUIG BROCH (2008), Operation and Control of SBR Processes for Enhenced Biological Nutriel Remove from wastewater 29 Y, Harada (1993), Treatment and utilization of Animal Waster in Japan PHỤ LỤC MỘT SỐ HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM XỬ LÝ NƢỚC THẢI BẰNG BÈO TÂY NƢỚC THẢI CHĂN NUÔI DÙNG BÈO TÂY XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHĂN NUÔI LẤY MẪU NƢỚC THẢI ĐỂ PHÂN TÍCH PHIẾU ĐIỀU TRA Ngày……tháng…….năm……… Họ tên: Địa chỉ: Khoảng cách từ hộ gia đình đến khu vực trang trại lợn Trang trại có đầu lợn: gồm loại nào? Trang trại nhà bác áp dụng theo mơ hình nào?  Vƣờn – Ao – Chuồng  Ao – Chuồng  Vƣờn – Chuồng  Chuồng Phƣơng pháp xử lí nƣớc thải chăn ni?  Qua xử lí  Khơng qua xử lí 4.Nƣớc thải chăn ni qua xử lý xử lý theo cách nào?  Qua bể biogas  Qua ao lắng  Cách khác Nƣớc thải không qua xử lý đƣợc thải đâu?  Vào ao cá  Ra môi trƣờng  Cách khác Nƣớc thải đƣợc dùng vào mục đích  Sử dụng cho hệ thống Biogas  Tƣới  Thải ao cá  Thải môi trƣờng Lƣợng nƣớc thải qua bể bioga: m3/ngày % Lƣợng nƣớc thải qua ao lắng: .m3/ngày % Lƣợng nƣớc thải ao: m3/ngày % 10 Lƣợng nƣớc thải môi trƣờng: m3/ngày % 11 Lƣợng nƣớc thải để tƣới cây: .m3/ngày % 12 Phƣơng pháp xử lí chất thải chăn ni  Sử dụng hệ thống Biogas  Thu gom phân  Xử lí thực vật thuỷ sinh  Qua bể lắng  Xả trực tiếp  Kết hợp phƣơng pháp  Một số phƣơng pháp khác 13 Hàng ngày trang trại thải khoảng kg chất thải rắn? m3 nƣớc thải? ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… 14 Ý kiến đóng góp ………………………………………………………………………………… …… ………………………………………………………………………………… …… ………………………………………………………………………………… …… ………………………………………………………………………………… …… ... TP Thái Nguyên - Đánh giá trạng chăn nuôi lợn khu vực TP Thái Nguyên - Đánh giá thực trạng việc xử lý chất thải chăn nuôi lợn TP Thái Nguyên - Nghiên cứu sử dụng bèo tây xử lý nƣớc thải chăn nuôi. .. ? ?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