Thơng số hố lọc Kích thước Chiều sâu 1,3 m Đường kính 1,2 m Tổng thể tích 1,47 m3 3.3.1.2. Kết quả phân tích
Bằng cảm quan cho thấy nước thải sau hầm biogas có màu nhạt và ít mùi hơi thối hơn so với đầu vào (đen, đục, hôi thối).
Kết quả phân tích nước thải đầu vào đầu ra của từng đợt được trình bày trong các bảng sau:
Bảng 3.9: Kết quả phân tích nước thải đầu vào, đầu ra đợt 1
Chỉ tiêu Đơn vị Đợt 1 (20/3/2015) BTNMT (Cột B) QCVN40:2011/ Hiệu suất Đầu vào Đầu ra
Nhiệt độ oC 26,2 27,1 40 - pH - 6,3 7,9 5,5 - 9 - BOD5 mg/l 6.445 706 50 89% COD mg/l 11.494 1.756 150 85% SS mg/l 2.485 634 100 74% VCK % 3,26 0,42 - 87% Tổng Nitơ mg/l 507 396 40 22% Tổng phốt pho mg/l 347 285 6 18% Coliform MPN/100ml 12,2 x106 4,6 x106 5.000 62%
Bảng 3.10: Kết quả phân tích nước thải đầu vào, đầu ra đợt 2
Chỉ tiêu Đơn vị Đợt 2 (3/4/2015) BTNMT (Cột B) QCVN40:2011/ Hiệu suất Đầu vào Đầu ra
Nhiệt độ oC 26,1 27,1 40 - pH - 6,2 7,4 5,5 - 9 - BOD5 mg/l 6.284 815 50 87% COD mg/l 12.586 1.643 150 87% SS mg/l 2.024 742 100 63% VCK % 2,94 0,43 - 85% Tổng Nitơ mg/l 483 364 40 25% Tổng phốt pho mg/l 354 287 6 19% Coliform MPN/100ml 11,5 x106 4,7 x106 5.000 59%
Bảng 3.11: Kết quả phân tích nước thải đầu vào, đầu ra đợt 3
Chỉ tiêu Đơn vị Đợt 3 (17/4/2015) BTNMT (Cột B) Hiệu suất QCVN40:2011/
Đầu vào Đầu ra
Nhiệt độ oC 26,2 27,5 40 - pH - 6,6 7,5 5,5 - 9 - BOD5 mg/l 6.379 826 50 87% COD mg/l 12.971 1.782 150 86% SS mg/l 2.583 691 100 73% VCK % 2,96 0,38 - 87% Tổng Nitơ mg/l 532 385 40 28% Tổng phốt pho mg/l 362 302 6 17% Coliform MPN/100ml 11,7 x106 3,8 x106 5.000 67% Nhận xét:
- Kết quả cho thấy nhiệt độ đầu ra tăng cao so với đầu vào khoảng 0,9 - 1,3oC. - pH nước thải đầu ra dao động trong khoảng 7,4 - 7,9 đạt tiêu chuẩn nước dùng cho tưới tiêu.
- Số liệu cho thấy, nồng độ chất hữu cơ trong nước thải chăn nuôi lợn rất lớn, tỷ lệ BOD5/COD là 0,5. Qua hầm biogas, chất hữu cơ giảm đáng kể. Nồng độ SS giảm 63 – 74%. Nồng độ vật chất khô giảm 85 – 87%. Nồng độ BOD5 giảm 87 – 89%. Nồng độ COD giảm 85 – 87%. Nồng độ chất hữu cơ giảm do sự phân hủy của vi sinh vật, làm giảm đáng kể màu và mùi hôi của nước thải đầu ra. Nồng độ chất rắn lơ lửng và vật chất khô đầu vào cũng giảm đáng kể, có lẽ do thời tiết nóng, q trình phân hủy vi sinh vật diễn ra mạnh và một phần bùn thải lắng xuống đáy bể.
Hình 3.9: Biểu đồ thể hiện giá trị SS đầu vào, đầu ra của hệ thống xử lý biogas
- Kết quả này thấp hơn khi so sánh với kết quả nghiên cứu nước thải chăn nuôi lợn sau xử lý bằng túi ủ biogas của một số tác giả. Theo Nguyễn Thị Hồng, Phạm Khắc Liệu (2012), nồng độ SS giảm 86%, nồng độ BOD5 và COD giảm 76,3% và 84,7%. Theo Đỗ Thành Nam (2008), nồng độ SS giảm 86,5%, nồng độ vật chất khô cũng giảm 90%, nồng độ COD giảm 95,4% so với giá trị đầu vào.
Hình 3.12: Biểu đồ thể hiện giá trị tổng Nitơ đầu vào, đầu ra của hệ thống xử lý biogas
Hình 3.13: Biểu đồ thể hiện giá trị tổng Phốt pho đầu vào, đầu ra của hệ thống xử lý biogas
- Tuy nhiên, tổng Nitơ và tổng Phốt pho giảm ít, chỉ từ 17 – 28%. Cao hơn so với kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Hồng, Phạm Khắc Liệu (2012), nồng độ tổng Nitơ giảm 12% và tổng Phốt pho giảm 7%.
- Mật độ Coliform rất cao và sau khi qua hầm xử lý đã giảm nhiều, giảm 59 - 67%, xong vẫn vượt tiêu chuẩn cho phép. Kết quả đạt được cũng cao hơn so với kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Hồng, Phạm Khắc Liệu (2012), nồng độ Coliform chỉ giảm 51%.
Hình 3.14: Biểu đồ thể hiện giá trị Coliform đầu vào, đầu ra của hệ thống xử lý biogas
- So với QCVN 40:2011/BTNMT: quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải cơng nghiệp thì khơng đạt chuẩn để thải ra mơi trường, khơng những thế, cịn vượt rất nhiều:
+ Nồng độ chất rắn vượt 7 lần.
+ Nồng độ chất hữu cơ vượt khoảng 16 lần (đối với BOD5), vượt 11 lần (đối với COD).
+ Nồng độc chất dinh dưỡng vượt 9 lần (đối với tổng Nitơ) và 50 lần (đối với tổng Phốt pho).
+ Nồng độ Coliform vượt 760 lần.
Tuy nhiên, nước thải này dùng để nuôi cá và trồng rau, khơng thải ra mơi trường. Khí gas
Lượng khí gas sinh ra thực tế đo được: chiều dài túi dự trữ khi căng trong 24h:
Ngày 1 Ngày 2 Ngày 3
Vgastt = *R2*l/n = 3,14 * 0,42 * (2,3 + 2,2 + 2,3)/3 = 1,12 m3/ngày
So sánh hiệu suất sinh gas thực tế so với lý thuyết được tính theo Bảng 3.4 Vgaslt = Hiệu suất sinh khí x lượng thải hàng ngày
= 36 x 50 = 2160 lít/ngày= 1,8 m3/ngày
Như vậy, gas thực tế thu được chỉ đạt 62,2% so với gas lí thuyết. Cao hơn so với kết quả nghiên cứu của Đỗ Thành Nam (2008) là 59,8%.
Hộ gia đình nấu cơm trên 120 phút/ngày là vừa đủ để dùng, bếp được xây thơng thống nên có mùi khí metan cháy nhưng khơng q khó chịu. Bã thải biogas được sử dụng làm phân bón cây trồng và để ni bèo tấm, ni cá.
Hộ gia đình đã sử dụng biogas được hơn 4 năm và rất hài lòng. Cây lúa tăng năng suất 10% so với khi khơng bón bã thải biogas. Năng suất các cây ăn quả và rau cũng tăng do ít sâu bệnh, giảm thiểu số thuốc bảo vệ thực vật và thuốc tăng trưởng. Bã thải bón ao cá, trung bình 3 ngày/lần, cá lớn nhanh và sản lượng cao. Lợn ni khỏe mạnh, ít bệnh, xuất chuồng sớm tầm 10 ngày so với trước khi sử dụng mơ hình biogas.
3.3.2. Đánh giá hiệu quả và khả năng áp dụng mơ hình xử lý phế phụ phẩm trồng nấm trồng nấm
Theo kết quả phân tích của Viện Mơi trường Nơng nghiệp [11] áp dụng cho mơ hình 1: xử lý 1 tấn rơm rạ bằng chế phẩm Bio-ADB, có bổ sung thêm NPK và mơ hình 2: xử lý 1 tấn rơm rạ bằng chế phẩm AT, không bổ sung thêm NPK cho thấy:
+ Giá trị pH của 2 mơ hình đều giảm trong 5 ngày đầu, do trong 5 ngày đầu, vi sinh vật trong đống ủ phát triển mạnh, tiết ra các axit hữu cơ và làm pH đống ủ giảm mạnh. Tuy nhiên, sau 5 ngày, giá trị pH ở 2 mơ hình đều tăng lên, và ổn định sau 15 ngày ở pH = 7 đối với mơ hình 2 và ổn định sau 30 ngày ở pH = 7 đối với mơ hình 1. Giá trị pH phân compost của Dự án thu được đạt tiêu chuẩn phân hữu cơ theo Thông tư 36/2010/TT-BNNPTNT của Bộ Nông nghiệp và PTNT (pH = 5-7).
vi sinh vật. Nhiệt độ trong hệ thống ủ khơng hồn tồn đồng nhất trong suốt quá trình ủ, phụ thuộc vào lượng nhiệt tạo ra bởi các vi sinh vật và thiết kế của hệ thống. Nhìn biểu đồ 3.7 ta thấy nhiệt độ tại 2 mơ hình tăng đều trong giai đoạn đầu, nhiệt độ mơ hình 1 tại 10 ngày là cao nhất (65oC), mơ hình 2 tại 15 ngày là cao nhất (70oC). Sau đó nhiệt độ giảm dần và cuối cùng dao động theo nhiệt độ ngoài trời. Trong đống ủ của 2 mơ hình, nhiệt độ 55 – 65oC được duy trì trong khoảng 8 ngày, tại nhiệt độ này, quá trình sản xuất phân vẫn hiệu quả và mầm bệnh bị tiêu diệt. Do vây, phân compost của Dự án đạt tiêu chuẩn khơng có mầm bệnh.
Hình 3.15: Sự thay đổi pH và nhiệt độ trong quá trình ủ bã thải sau trồng nấm [11]
Phân hữu cơ tạo ra bằng cách ủ compost rất tơi xốp, không mùi, màu đen xám. Loại phân này dùng để bón lót và bón thúc sớm cho cây lúa. Bón lót để cải tạo đất từ 3 - 5 tấn/ha. Bón thúc lúc gieo mạ từ 0,5 – 1 tấn/ha. [11]
Một số chỉ số của phân compost tại 2 mơ hình sau 45 ngày được trình bày như Bảng 3.7:
Bảng 3.12: Kết quả phân tích phân compost tại 2 mơ hình [11]
Chỉ số Đơn vị Mơ hình 1 Mơ hình 2 Thông tư 36/2010/TT- BNNPTNT
pH - 7 7 5-7
Nhiệt độ oC 31 31 -
Nitơ % 1,2 0,8 Không thấp hơn 2,5%
Phốt pho % 0,1 0,1 Tổng hàm lượng N +
P2O5hh + K2Ohh không thấp hơn 8%
Kali % 1,8 1,2
Hữu cơ tổng số % 35 40 Không thấp hơn 22%
Axit humic % 1,0 0,8 Không thấp hơn 2,5%
C/N - 43 50 -
Do Dự án chỉ tiến hành xử lý phế phụ phẩm nông nghiệp, không kết hợp ủ cùng với phân chuồng, nên hàm lượng N, P, K thấp hơn so với tiêu chuẩn cho phép theo Thông tư 36/2010/TT-BNNPTNT của Bộ Nông nghiệp và PTNT. Như vậy, chỉ tiêu NPK có thể chấp nhận được.
Như vậy, nếu áp dụng việc xử lý bã thải sau trồng nấm để tạo thành phân bón hữu cơ và sử dụng cho chính đồng ruộng sẽ góp phần bảo vệ mơi trường sống, giảm tính độc hại do hóa chất, đồng thời dễ dàng sản xuất tại địa phương, tạo ra nguồn phân bón giá rẻ và hiệu quả cho cây trồng.
Kết luận:
Với 400 ha lúa, cung cấp 2.000 tấn rơm khô/năm để trồng nấm. Sau khi trồng nấm sẽ tạo ra 2.000 tấn bã thải. Nếu bón lót cho 400 ha lúa thì cần 1.200 – 2.000 tấn bã thải/vụ, và bón thúc lúc gieo mạ cần 200 – 400 tấn bã thải/vụ. Như vậy, lượng chất thải rơm rạ phát sinh sau mỗi vụ thu hoạch lúa khoảng 1.000 tấn rơm khô không chỉ cung cấp nguyên liệu làm nấm, tăng thu nhập cho người dân, mà còn tạo thành phân sinh học cung cấp lại cho đồng ruộng. Không những thế, với số lượng cần như trên, thì lượng rơm rạ này sẽ được sử dụng hết, đáp ứng mục tiêu của mơ hình nơng nghiệp khơng chất thải mà Luận văn nghiên cứu đề xuất áp dụng tại xã Giao Lạc.
3.4. Đề xuất các biện pháp nâng cao khả năng áp dụng mơ hình nơng nghiệp khơng chất thải tại xã Giao Lạc
Thực tế tại hộ gia đình anh Phan Văn Tiên và kết quả phân tích cho thấy, cơng trình đã đem lại hiệu quả thiết thực, góp phần bảo vệ môi trường sinh thái
nông thôn. Anh Tiên cho hay: “Nhờ sử dụng hầm ủ biogas, gia đình anh đã khắc phục được mùi hôi của phân lợn, chuồng trại sạch sẽ, đàn lợn của gia đình cũng ít nhiễm bệnh, chăn ni thực sự an tồn, hiệu quả, phát thải ra môi trường giảm 80% so với trước kia”. Như vậy, nếu có sự hỗ trợ của dự án, cùng với sự tuyên truyền của các đơn vị có chuyên ngành, phổ biến bằng truyền hình, đài, báo... với các mơ hình điểm đã được xây dựng thì hầu hết các hộ gia đình chăn ni sẽ làm theo.
Tuy nhiên mơ hình này chỉ áp dụng được cho hộ gia đình với quy mơ khơng lớn. Đối với các hộ nuôi theo kiểu trang trại thì khơng áp dụng được biogas composite. Với các công nghệ tiên tiến như hiện nay, nếu chế tạo ra được các bể biogas composite với thể tích lớn hơn thì sẽ thuận lợi cho người dân. Bên cạnh đó, đầu tư nghiên cứu về thiết kế, ứng dụng mơ hình biogas thích hợp và hiệu quả hơn để có thể dễ dàng mở rộng mơ hình hầm composite cho tồn dân.
Vốn đầu tư ban đầu cho một hầm ủ composite là khá lớn so với thu nhập của người dân, mặc dù chăn ni nhiều nhưng chưa đủ kinh phí xây dựng. Do vậy, cần có nguồn vốn hỗ trỡ một phần để động viên, khuyến khích bà con và thành lập quỹ cho vay không lấy lãi đối với các hộ gia đình vay vốn xây hầm biogas. Giảm bớt các thủ tục cho vay vốn rườm rà, quan tâm đến quyền lợi của người dân.
Nhà nước cần bình ổn giá nguyên vật liệu đầu vào, kìm chế lạm phát để tạo động lực cho bà con trong việc bỏ vốn ra xây hầm, hướng đến nền nông nghiệp phát triển bền vững.
Mơ hình trồng nấm đã được triển khai tại rất nhiều địa phương trong nước và việc thực hiện kỹ thuật xử lý bã thải sau trồng nấm đã được Viện Môi trường Nông nghiệp triển khai trên địa bàn một số tỉnh tại vùng đồng bằng sông Hồng như tỉnh Thái Bình, Hưng Yên, Hải Dương và cho kết quả khá tốt. Vì vậy, để người dân xã Giao Lạc cũng có thể thực hiện kỹ thuật này triệt để, đề nghị các đơn vị có chuyên ngành, chức năng cũng nên tuyên truyền mở rộng hơn đến người dân nơi đây. Giới thiệu nguồn cung cấp nhiên liệu và thu mua để đầu vào và đầu ra tại xã không bị bế tắc và phát huy triệt để được nghề trồng nấm này.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
KẾT LUẬN
Trên cơ sở đánh giá sơ bộ hiện trạng cũng như công tác quản lý chất thải nông nghiệp tại xã Giao Lạc, luận văn đã đề xuất mơ hình nơng nghiệp khơng chất thải kết hợp VAC và mơ hình Biogas xử lý chất thải chăn nuôi và trồng trọt trong gia đình, đưa ra mơ hình trồng nấm từ rơm rạ và xử lý bã thải sau trồng nấm thành phân hữu cơ có những lợi ích thiết thực về mặt kinh tế, kỹ thuật và môi trường cho địa phương như:
- Tận dụng và xử lý triệt để chất thải trong trồng trọt và chăn nuôi, đảm bảo an tồn vệ sinh mơi trường cho người dân trong xã.
- Tạo ra nhiên liệu từ nguồn khí gas để sử dụng cho việc đun nấu trong mỗi gia đình. Vì vậy cơng việc nội trợ, sinh hoạt của các gia đình trở nên nhẹ nhàng, sạch sẽ, giảm bớt vất vả, đặc biệt là đối với phụ nữ, người già.
- Điểm nổi bật của mơ hình biogas được đề xuất trong luận văn là so với lợi ích về mặt kinh tế - xã hội thì tuy chi phí lắp đặt cao nhưng bền và tiện lợi, ít bảo quản, nên dễ dàng được người nông dân ứng dụng và có thể phát triển trên diện rộng. Lợi ích cơng nghệ khí sinh học rất đa dạng và phong phú, nếu người nông dân mạnh dạn tiếp cận công nghệ mới và ứng dụng vào cuộc sống thì sẽ giúp chăn nuôi phát triển tốt hơn.
- Với việc kết hợp chất thải từ nông nghiệp để sản xuất nấm, tăng thu nhập cho người dân và bã thải nấm ủ phân compost đã sản xuất được một lượng phân bón hữu cơ vi sinh, hạn chế việc lạm dụng sử dụng phân hố học trong sản xuất nơng nghiệp, qua đó giảm bớt sự thối hố đất nơng nghiệp, góp phần nâng cao hiệu quả trong sản xuất nơng nghiệp, giảm thiểu khí nhà kính, góp phần bảo vệ mơi trường.
Ngồi ra, luận văn còn đưa ra một số đề xuất, giải pháp mang tính khuyến nghị nhằm hoàn thiện hơn nữa việc quản lý chất thải nông nghiệp trong từng hộ gia đình, góp phần cải thiện mơi trường sống xung quanh.
KIẾN NGHỊ
Thực tế khảo sát cho thấy được hiệu quả của cơng trình là rất khả quan, mang lại hiệu quả kinh tế thiết thực về gas, cây trồng, vật nuôi và bảo vệ môi trường. Tuy nhiên không phải tất cả mọi thành phần dân cư đều hiểu hết những lợi