CHƯƠNG 3 : KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.6. Hiện trạng chất lượng nước thải chăn nuôi sau Biogas tại khu vực nghiên cứu
3.6.3. Hiện trạng chất lượng nước thải sau Biogas tại một số trang trại chăn nuô
tại thị xã Từ Sơn
Chất lượng nước thải chăn nuôi sau Biogas tại một số trang trại chăn nuôi ở thị xã Từ Sơn, tỉnh Bắc Ninh được thể hiện cụ thể trong bảng 3.8.
Bảng 3.8: Kết quả phân tích chất lượng nước thải chăn nuôi sau Biogas tại thị xã Từ Sơn STT Ký hiệu mẫu pH BOD5 (mg/l) COD (mg/l) Tổng Nito (theo N) (mg/l) TSS (mg/l) Tổng coliform (1000 MPN/100ml) 1 TS1 6,7 695,1 1257,13 288,17 702,53 23,71 2 TS2 7,02 699,75 1266,1 268,4 798,32 18,12 3 TS3 6,34 748,31 1157,81 318,66 755,31 37,61 4 TS4 5,48 754,92 1397,42 295,42 920,28 36,02 5 TS5 7,54 857,5 1285,31 288,32 897,55 49,63 6 TS6 7,12 765,93 1682,69 312,33 750,22 39,55 7 TS7 7,68 912,49 1702,31 293,18 719,33 37,42 8 TS8 7,53 908,67 1483,56 301,27 749,47 37,22 9 TS9 7,64 963,21 1284,91 296,55 670,43 39,91 10 TS10 5,98 927,86 1229,4 289,69 626,27 28,99 11 TS11 7,23 862,91 1128,36 299,3 709,39 28,83 12 TS12 6,11 874,39 1364,31 276,49 913,31 27,84 13 TS13 6,07 859,8 1502,21 233,41 880,39 27,44 14 TS14 6,98 853,97 1529,32 257,39 821,38 29,13 15 TS15 6,33 859,98 1406,67 179,87 829,1 36,22 16 TS16 6,76 853,61 1348,43 162,13 803,14 38,41 17 TS17 6,87 800,6 1273,18 210,22 800,27 36,21 18 TS18 6,11 773,15 1571,42 275,21 803,19 37,39 19 TS19 7,15 981,65 1189,52 220,31 821,12 42,12 20 TS20 7,33 813,11 1290,22 259,42 770,11 41,32 MIN 5,48 695,1 1128,36 162,13 626,27 18,12 MAX 7,68 981,65 1702,31 318,66 920,28 49,63 TRUNG BÌNH 6,79 838,35 1367,51 266,29 787,01 34,65 QCVN62- MT:2016/B TNMT A 6,0-9,0 40 100 50 50 3 B 5,5-9,0 100 300 150 150 5
Từ kết quả phân tích chất lượng nước thải tại bảng 3.8 cho thấy: các mẫu lấy đều có giá trị pH nằm trong quy chuẩn cho phép; còn lại thì tất cả các chỉ tiêu phân tích khác ở cả 20 điểm lấy mẫu đều vượt mức B theo QCVN 62-MT: 2016/ BTNMT cụ thể là: BOD5 vượt quy chuẩn cho phép trung bình từ 6,95-9,82 lần; COD vượt quy chuẩn cho phép từ 3,76-5,67 lần; tổng Nito vượt quy chuẩn cho phép từ 1,08-2,12 lần, TSS vượt quy chuẩn cho phép từ 4,18-6,14 lần và tổng coliform vượt quy chuẩn cho phép từ 3,62- 9,93 lần.
3.6.4. So sánh giá trị trung bình của các thông số trong mẫu nước thải sau Biogas tại huyện Gia Bình, huyện Quế Võ và thị xã Từ Sơn
a. pH
Hình 3.3: Biểu đồ biểu diễn giá trị trung bình của thông số pH trong mẫu nước thải sau Biogas tại huyện Gia Bình, huyện Quế Võ và T.x Từ Sơn
Hình 3.4 cho thấy giá trị thông số pH trong mẫu nước thải sau Biogas đều giới hạn cho phép của QCVN 62 – MT: 2016/BTNMT; trong ba địa điểm nghiên cứu thì huyện Gia Bình có giá trị pH thấp nhất so huyện Quế Võ và thị xã Từ Sơn với giá trị pH = 6,62. Tiếp đó đến huyện Quế Võ đứng thứ hai với giá trị pH = 6,68. Cuối cùng là thị xã Từ Sơn với giá trị pH = 6,79
Giá trị pH trong mẫu nước thải chăn nuôi sau Biogas tại các trang trại chăn nuôi lợn ở 3 khu vực đều nằm trong mức trung hòa, đây là môi trường thuận lợi nhất để vi khuẩn phát triển, dẫn đến khả năng cao việc phát sinh và lây lan các dịch bệnh gây hại đến con người và sinh vật trong khu vực có nước thải.
b. BOD5
Hình 3.4: Biểu đồ biểu diễn giá trị trung bình của thông số BOD5 trong mẫu nước thải sau Biogas tại huyện Gia Bình, huyện Quế Võ và T.x Từ Sơn
Qua biểu đồ cho thấy giá trị thông số BOD5 trong mẫu nước thải sau Biogas tại 3 khu vực nghiên cứu đều vượt giới hạn cho phép của QCVN 62 – MT: 2016/BTNMT: Quy chuẩn về nước thải chăn nuôi rất nhiều, cụ thể: trong ba địa điểm nghiên cứu thì huyện Quế Võ có giá trị BOD5 thấp nhất so huyện Gia Bình và thị xã Từ Sơn với giá trị BOD5 = 775,01 mg/l vượt quy chuẩn cho phép 7,75 lần. Sau đó đến huyện Gia Bình đứng thứ hai với giá trị BOD5 = 832,68 mg/l vượt quy chuẩn cho phép 8,33 lần. Cuối cùng là thị xã Từ Sơn với giá trị BOD5 = 838,35 mg/l vượt quy chuẩn cho phép 8,38 lần.
Giá trị chỉ số BOD5 tại một số trang trại sau khi xử lý bằng hầm Biogas còn rất cao, qua đó cho thấy các hợp chất hữu cơ dễ phân huỷ bởi vi sinh vật trong nước thải chăn nuôi tại các trang trại ở 3 khu vực nghiên cứu là rất nhiều, dễ gây đến tình trạng ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí gây nên các mùi hôi thối, khó chịu cho khu vực xung quanh.
c. Thông số COD
Hình 3.5: Biểu đồ biểu diễn giá trị trung bình của thông số COD trong mẫu nước thải sau Biogas tại huyện Gia Bình, huyện Quế Võ và T.x Từ Sơn
Giá trị COD trong mẫu nước thải chăn nuôi sau khi xử lý bằng công nghệ Biogas tại cả 3 khu vực nghiên cứu vẫn cao hơn QCVN 62 – MT: 2016/BTNMT: Quy chuẩn về nước thải chăn nuôi rất nhiều, cụ thể:
Tại thị xã Từ Sơn giá trị COD ở mức cao nhất so với huyện Quế Võ và huyện Gia Bình với giá trị COD = 1367,51 mg/l vượt quy chuẩn cho phép 4,6 lần. Sau đó đến huyện Gia Bình đứng thứ hai với giá trị COD = 1359,31 mg/l vượt quy chuẩn cho phép 4,5 lần. Cuối cùng là huyện Quế Võ với giá trị COD thấp nhấp là 1265,4 mg/l vượt quy chuẩn cho phép 4,22 lần.
Nguyên nhân dẫn đến hiệu quả xử lý thấp như vậy do trong chất thải chăn nuôi, hàm lượng BOD, COD rất cao, các hộ mở rộng chăn nuôi lớn, thể tích hầm Biogas quá nhỏ, làm cho thời gian lưu của chất thải trong bể phân hủy không đảm bảo, chất thải chưa kịp phân hủy đã bị đẩy ra ngoài.
Hàm lượng COD trong mẫu cao chứng tỏ còn một lượng các chất hữu cơ trong bể có nhiều trong phân, nước tiểu, nước tắm và rửa chuồng trại nên ảnh hưởng đến quá trình oxy hóa các hợp chất hữu cơ có trong nước thải, vi sinh vật chưa phân hủy được. Để hầm xử lý hiệu quả và sinh khí bình thường cần phải bổ sung hàng ngày với khối lượng đầy đủ, quá nhiều hoặc quá ít cũng ảnh hưởng tới hiệu xuất xử lý.
d. Tổng Nitơ và chất rắn lơ lửng trong mẫu nước thải sau Biogas
Hàm lượng tổng Nitơ và tổng chất rắn lơ lửng trong mẫu nước thải sau khi xử lý bằng công nghệ Biogas tại cả 3 khu vực nghiên cứu đều cao hơn nhiều lần so với giới hạn cho phép trong quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chăn nuôi được thể hiện trong hình 3.7
Hình 3.6: Biểu đồ biểu diễn giá trị trung bình của 2 thông số Tổng Nitơ và TSS trong mẫu nước thải sau Biogas tại huyện Gia Bình, huyện Quế Võ và T.x Từ Sơn
* Hàm lượng tổng Nitơ
Qua hình 3.7 cho thấy hàm lượng tổng Nitơ trong nước thải sau khi xử lý qua Biogas tại huyện Gia Bình cao hơn 2 khu vực còn lại với giá trị đo được là 275,02 mg/l cao hơn 1,83 lần so với quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chăn nuôi. Tiếp đó là T.X Từ Sơn cao hơn 1,78 lần và cuối cùng là huyện Quế Võ có giá trị tổng Nitơ cao hơn 1,77 lần so với quy chuẩn.
Hàm lượng tổng Nito trong nước thải chăn nuôi sau khi xử lý qua Biogas còn khá cao có thể do trong thức ăn công nghiệp giàu N, trong khi đó, khả năng hấp thụ của lợn kém nên chúng sẽ bị bài tiết ra ngoài theo phân và nước tiểu. Như vậy nếu không được xử lý hợp lý thì đây là nguồn gây ô nhiễm lớn nhất dẫn đến tình trạng nồng độ Nitơ tăng trong các lớp bề mặt, sinh vật phù du tăng lên, dẫn đến hiện tượng tảo nở hoa…
* Chất rắn lơ lửng (TSS)
Hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng trong mẫu nước thải sau Biogas tại 3 khu vực nghiên cứu đều cao hơn nhiều lần so với giới hạn cho phép trong quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chăn nuôi
Qua hình 3.7 cho thấy hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng trong nước thải sau khi xử lý qua Biogas tại huyện Gia Bình và thị xã Từ Sơn cao hơn gần 5,25 lần so với quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chăn nuôi và huyện Quế Võ có giá trị tổng chất rắn lơ lửng thấp hơn so với hai khu vực trên song vẫn cao hơn 4,81 lần so với quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chăn nuôi.
e. Tổng Coliforms trong mẫu nước thải sau xử lý qua Biogas
Hình 3.7: Biểu đồ biểu diễn giá trị trung bình của thông số Coliforms trong mẫu nước thải sau Biogas tại huyện Gia Bình, huyện Quế Võ và T.x Từ Sơn
Giá trị tổng Coliforms sau khi đã xử lý bằng công nghệ Biogas tại cả 3 khu vực nghiên cứu đều cao hơn QCVN 62 – MT: 2016/BTNMT: Quy chuẩn về nước thải chăn nuôi gần 6,92 lần.
Nguyên nhân dẫn tới số lượng coliform trong mẫu nước thải sau khi qua xử lý bằng bề Biogas và hàm lượng vẫn cao so với quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chăn nuôi
là do chất thải khi vật nuôi thải ra môi trường đã có chứa số lượng vi sinh vật rất lớn, trong quá trình thu gom chất thải các loại vi sinh vật này tiếp tục phân hủy chất hữu cơ có trong chất thải và không ngừng tăng lên nhất là khi gặp điều kiện môi trường thuận lợi, nguồn chất hữu cơ dồi dào cho vi sinh vật phát triển. Do đó, khi nạp quá nhiều chất thải vào hầm Biogas, thời gian lưu chất thải không đủ chất thải mới nạp vào chưa phân hủy đã bị đẩy ra khỏi bể phân hủy, khi hệ thống tiêu thoát bị ứ đọng tạo điều kiện thuận lợi để vi sinhvật tiếp tục phát triển, do đó số lượng vi sinh vật không ngừng tăng lên và có thể còn cao hơn số lượng vi sinh vật trước khi qua hầm Biogas.
Nhận xét chung
Qua số liệu tính toán và nhận xét đối với từng thông số trong nước thải chăn nuôi sau Biogas ta thấy rằng:
- Trong các thông số đã phân tích có trong nước thải chăn nuôi sau khỉ xử lý bằng công nghệ Biogas chỉ có thông số pH đạt tiêu chuẩn (theo QCVN 62 – MT: 2016/BTNMT). Còn lại 5 thông số đều không đáp ứng được theo yêu cầu của quy chuẩn này. Thông số BOD5 và COD còn lớn gấp khoảng từ 7-8 lần so với quy chuẩn cho phép.
- Trong số 3 huyện nghiên cứu thì các mẫu nước tại huyện Gia Bình có hàm lượng các chất ô nhiễm chất hữu cơ và coliform cao hơn các huyện còn lại.
3.6.5. Yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý chất thải chăn nuôi bằng công nghệ Biogas
Có rất nhiều nguyên nhân dẫn đến hiệu xuất xử lý chất thải chăn nuôi bằng công nghệ Biogas không đạt hiệu xuất cao nguyên nhân có thể vì:
- Do thể tích hầm Biogas không phù hợp với lượng chất thải chăn nuôi phát sinh mỗi ngày, chất thải chăn nuôi quá nhiều nên khi chất thải được đưa vào hầm chưa kịp xử lý thì đã có lượng chất thải khác được đưa xuống, đây chính là một nguyên nhân dẫn đến hiệu xuất xử lý bằng công nghệ Biogas không cao…
- Do một số loại thuốc sử dụng trong quá trình chăn nuôi tại các trang trại
Hiện nay, tại các trang trại sử dụng rất nhiều các loại thuốc kháng sinh, thuốc bổ, thuốc trị bệnh… cho đàn lợn. Đây cũng chính là một trong những nguyên nhân làm cho chất thải chăn nuôi khó phân hủy từ đó làm giảm hiệu xuất xử lý bằng công nghệ Biogas.
- Việc thi công xây dựng chưa đảm bảo đúng và đầy đủ quy trình kỹ thuật cần thiết, có thể còn bị cắt bớt các công đoạn trong hệ thống xử lý. Chất lượng hầm Biogas
ảnh hưởng tương đôi nhiều đến hiệu xuất xử lý chất thải chăn nuôi. Hầm Biogas thường được xây bằng 4 loại nguyên liệu chính là bê tông, gạch, nhựa, bạt. Đối với bể Biogas được xây bằng bạt và bằng nhựa thường tạo ra áp lực nhỏ hơn so với bể được xây dựng bằng bê tổng hoặc gạch. Đây cũng là một yếu tố làm giảm hiệu xuất quá trình xử lý chất thải chăn nuôi.
- Việc vận hành hệ thống xử lý nước thải không đúng cách, không được duy tu, bảo dưỡng đúng thời gian, với bể Biogas được xây bằng chất liệu nhựa cứng hoặc bạt sẽ bị ảnh hưởng rất nhiều bởi môi trường. Các yếu tố như mưa, nắng, bão có thể gây nứt, vỡ, hỏng hầm.
3.7 Một số giải pháp thích hợp nhằm pháp nâng cao hiệu quả sử dụng mô hình Biogas và cải thiện chất lượng nước thải sau Biogas Biogas và cải thiện chất lượng nước thải sau Biogas
3.7.1. Đối với các cơ sở chăn nuôi
Nguồn gây ô nhiễm môi trường chính từ các trang trại chăn nuôi là nước thải phát sinh từ quá trình vệ sinh chuồng trại với hàm lượng các chất hữu cơ lớn và ô nhiễm mùi phát sinh từ quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ; Để khắc phục vấn đề này, một số trang trại chăn nuôi đã áp dụng công nghệ xử lý nước thải qua bể Biogas. Tuy nhiên, chất lượng nước sau khi xử lý vẫn chưa đạt quy chuẩn cho phép và nguyên nhân có thể do công suất của hệ thống xử lý tại các trang trại này chưa đáp ứng được yêu cầu xử lý.
Do vậy, các trang trại này cần cải tạo lại hệ thống xử lý, xây thêm bể lắng nhằm nâng cao công suất xử lý của hệ thống. Bên cạnh đó, cần thiết mở rộng ao chứa nước thải cho toàn bộ nước thải sau bể xử lý chảy vào ao trước khi chảy ra môi trường. Trong ao nên trồng các loài thực vật thuỷ sinh nhằm biến ao chứa thành một khu lọc thực vật. Nguyên tắc xử lý như sau: nước thải với nồng độ ô nhiễm hữu cơ rất lớn sau khi qua bể thu gom điều hoà được đưa sang bể xử lý vi sinh yếm khí nhằm làm giảm thiểu mức độ ô nhiễm hữu cơ, sau đó đưa sang bể xử lý vi sinh để xử lý triệt để các chất ô nhiễm hữu cơ, sau đó qua bể lắng và khử trùng nước thải. Với công nghệ xử lý vi sinh, để đảm bảo hiệu quả của công trình khi đi vào vận hành phải hoạt động liên tục nhằm ổn định hệ vi sinh vật.
Cần theo dõi, phát hiện, khắc phục sự cố và bảo dưỡng, thông hút bể theo định kỳ. Trong quá trình vận hành, cần theo dõi hoạt động của hầm ủ để nhanh chóng phát hiện các sự cố của hầm nhằm duy trì và đảm bảo chất lượng gas ổn định với áp lực và lượng gas đủ để phục vụ cho mục đích sinh hoạt của gia đình.
Có thể áp dụng quy trình chăn nuôi mới theo hướng chất lượng, an toàn và bền vững như quy trình VietGap… Chăn nuôi lợn theo quy trình VietGap hiện đang được một số địa phương thực hiện từ cuối năm 2017 với lợi ích kiểm soát tốt dịch bệnh, tạo ra các sản phẩm thịt sạch và an toàn… Để thực hiện theo quy trình này, người chăn nuôi phải đảm bảo được các tiêu chí theo đúng quy định của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn như không dùng chất tăng trưởng, ghi chép sổ sách chuồng trại, không bán lợn mới tiêm kháng sinh…
3.7.2. Đối với các cơ quan quản lý, cơ quan chuyên môn
Hoàn thiện hệ thống tổ chức quản lý nhà nước về môi trường trong lĩnh vực chăn nuôi. Để đáp ứng yêu cầu quản lý nhà nước về bảo vệ môi trường trong lĩnh vực chăn nuôi, cần có sự phân công, phân cấp rõ ràng chức năng, nhiệm vụ giữa các ngành có liên quan và các huyện/thành phố trong quản lý nhà nước về bảo vệ môi trường.
Tăng cường nhân lực cho các cơ quan quản lý nhà nước về môi trường cấp huyện/thành phố, cán bộ chuyên trách về bảo vệ môi trường tại các xã.
Tăng cường công tác quản lý nhà nước về môi trường, đặc biệt đẩy mạnh việc thanh tra, kiểm tra, giám sát công tác thực hiện các biện pháp bảo vệ môi trường tại các cơ sở chăn nuôi. Xử phạt nghiêm khắc đối với các cơ sở vi phạm pháp luật về bảo