Lưu lượng
nước thải (m3/ngày)
Thời gian lưu nước tối thiểu tn, ngày
Bể tự hoại xử lý nước đen + xám Bể tự hoại xử lý nước đen từ nhà vệ sinh < 6 1 2 7 - 8 0,9 1,8 9 0,8 1,6 10 – 11 0,7 1,4 12 0,6 1,3 13 0,6 1,2 > 14 0,5 1
(Nguồn: Tiêu chuẩn xây dựng, 2008)
Dung tích cần thiết của vùng phân hủy cặn tươi (Vb, m3), lấy nhiệt độ trung bình của nước thải là 25oC:
Vb= 0,5.N.tb/1000
Dung tích vùng cặn tích lũy và váng nổi, với bể xử lý nước xám, nước đen. Vt+v = 1,4.r.N.T/1000
r: Lượng cặn đã phân hủy tích lũy của một người trong 1 năm, r = 40 lít/người.năm;
T: Chu kỳ thu bùn, T = 3 ngày.
Dung tích phần lưu khơng trên mặt nước của bể tự hoại Vk được lấy bằng 20% dung tích ướt Vư.
Vk = 0,2Vư Tính hiệu quả kinh tế của dự án tại 1 thời điểm:
NPV = Tổng thu nhập – tổng chi phí đầu tư ban đầu – chi phí vận hành Quy đổi giá trị về cùng thời 1
(1+𝑟)𝑥 trong đó: r là lãi suất ngân hàng; x là số năm tính từ thời điểm đầu tư.
2.3.5. Phương pháp lấy mẫu, phân tích
Phương pháp được sử dụng để phân tích thành phần và nồng độ các chất ơ nhiễm trong nước thải tại hộ trên địa bàn tỉnh. Cần phải lấy mẫu, thu thập các thông số, chỉ tiêu về môi trường nước như: nhiệt độ, pH, chất rắn lơ lửng (SS), BOD5 (nhu cầu oxi sinh học), COD (nhu cầu oxi hóa học), tổng nitơ, tổng photpho, Coliform.
Lấy mẫu và bảo quản mẫu nước thải chăn nuôi:
- Các mẫu nước thải được lấy theo TCVN 5999:1995. Tiến hành lấy 3 mẫu nước thải đầu ra.
- Mẫu được chứa trong chai nhựa được bảo quản lạnh trong quá trình vận chuyển và lưu giữ trong tủ lạnh ở phịng thí nghiệm và được phân tích ngay sau khi đưa về phịng phân tích.
2.3.6. Phương pháp đề xuất mơ hình
Xác định tiêu chí của mơ hình dựa vào các chiến lược và quyết định tăng trưởng xanh của ngành nông nghiệp phù hợp với hiện trạng xử lý môi trường ở các hộ chăn ni trên địa bàn từ đó đề xuất mơ hình phù hợp với các tiêu chí đề ra. Mơ hình VACB đề xuất phối hợp nhiều biện pháp xử lý như:
- Xử lý nước thải: song chắn, biogas, lắng-lọc, ao sinh học,...Sử dụng biện pháp xử lý nước thải bằng các cơng nghệ có chi phí đầu tư, vận hành đơn giản, các hộ dân dễ dàng tiếp cận với mơ hình;
- Xử lý chất thải rắn: biogas, ủ phân,...nhằm xử lý chất thải thu hồi năng lượng phục vụ sinh hoạt và tận dụng chất thải bón cho vườn;
- Giảm thiểu KNK: áp dụng giải pháp quản lý phân: ủ phân, biogas; sử dụng khí sinh học thay thế gas, củi làm nhiên liệu sử dụng cho sinh hoạt gia đình .
CHƯƠNG 3:
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. Hiện trạng chăn nuôi trên địa bàn
3.1.1. Tình hình chăn ni
Xã Hiếu Liêm gồm: ấp Cây Dâu, ấp Chánh Hưng và ấp Cây Dừng là xã có ngành chăn ni phát triển và là một trong những xã trọng điểm của huyện Bắc Tân Uyên về phát triển chăn ni tập trung với diện tích chăn ni 2671,5 m2. Qua điều tra chăn ni trên địa bàn tồn xã đến thời điểm tháng 5/2020, cơ cấu vật ni trên địa bàn tồn xã là:
Bảng 3.1. Số lượng vật nuôi
STT Loại vật nuôi Lượng vật nuôi (con)
1 Heo 32.959
2 Gà 3.165
3 Vịt 720
(Nguồn: Ủy ban nhân dân xã Hiếu Liêm, 2020)
Đàn heo của xã gia tăng bình quân cao nhất, với mức tăng trung bình lên tới 4,3%/năm. Tổng số lượng đàn heo tăng nhanh, quy mô ngày càng lớn hơn và trở thành một trong những ngành kinh tế quan trọng của xã.
Hình 3.1. Biểu đồ tổng đàn heo trên địa bàn xã
Quy mô đàn heo là 32.959 con trong đó gồm heo nái gồm 1.260 con và heo thịt là 31.699 con. Đàn heo của xã phân bố khơng đồng đều có sự chênh lệch khá lớn về tổng đàn giữa các ấp. Đứng đầu là ấp cây Dừng với 20.489 con cao gấp hơn 8 lần so với ấp có đàn thấp nhất. Do đây là khu vực có nhiều trang trại, đất rộng và trồng cây cao su lâu năm. Tiếp sau đó là ấp Cây Dâu 10.082 con và ấp Chánh Hưng 2.388 con. Mật độ chăn
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
ni càng lớn, thì khả năng ơ nhiễm do chất thải chăn nuôi càng cao, cần biết chính xác hiện trạng để có biện pháp xử lý phù hợp.
Về chăn nuôi gia cầm đa số là chăn nuôi tập trung và các trang trại chủ yếu ở ấp Chánh Hưng với 8 trang trại.
3.1.2. Hiện trạng phân bố
Theo số liệu khảo sát thực tế, trên địa bàn xã có 106 cơ sở hoạt động chăn ni trong đó 24 trang trại (chiếm 22,64%), 82 hộ chăn nuôi (chiếm 77,36%). Sự phân bố các cơ sở chăn ni trên địa bàn như sau:
Hình 3.2. Phân bố các cơ sở chăn nuôi trên địa bàn
Trong đó, 98 cơ sở chăn ni heo với quy mơ chăn ni như sau:
Hình 3.3. Tỷ trọng quy mô chăn nuôi heo trong tổng cơ sở chăn nuôi
42% 33% 25% Cây Dừng Cây Dâu Chánh Hưng 7% 8% 22% 29% 8% 5%3% 18%
1-9 con 10-19 con 20-49 con 50-99 con 100-149 con 150-249 con 250-499 con >=500 con
Nhận xét:
Qua biểu đồ có thể thấy rằng, hầu hết chăn ni trên địa bàn là nhỏ lẻ, quy mô nhiều nhất từ 20-49 con (22 hộ), sau đó 50-99 con (28 hộ). Số lượng trang trại quy mơ lớn từ trên 500 con vẫn ít chỉ có 16 trang trại
3.2. Hiện trạng quản lý chất thải của các cơ sở chăn nuôi
3.2.1. Hiện trạng thu gom, xử lý nước thải
3.2.1.1. Tình hình phát sinh nước thải
Nước thải là nhân tố chính gây ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng mơi trường do có chứa hàm lượng cao thành phần các chất hữu cơ, cặn lơ lửng và vi sinh vật gây bệnh. Thành phần các chất gây ô nhiễm thay đổi tùy thuộc vào nhiều yếu tố như quy mô chăn nuôi, chế độ dinh dưỡng, chăm sóc vật ni và biện pháp thu gom. Do đó, nước thải chăn nuôi nếu không được xử lý trước khi thải ra môi trường sẽ gây sức ép rất lớn đến môi trường nước mặt, nước ngầm và gây ơ nhiễm khơng khí. Đối với nước thải sinh hoạt: theo kết quả khảo sát cho thấy nước thải sinh hoạt không được thu gom xử lý, chỉ qua bể tự hoại và cho tự thấm.
Bảng 3.2. Lượng phát sinh nước thải chăn ni trên địa bàn tỉnh Bình Dương
STT Loại vật nuôi Lượng vật nuôi (con) Hệ số phát thải nước thải (m3/con.năm)
Thời gian ni trung bình (tháng) Lưu lượng nước thải (m3/năm) 1 Heo 32.959 14,6 12 240.601 2 Gà 3.165 3,2 12 2.532 3 Vịt 720 3,2 6 576 Tổng 243.709
Vậy ước tính tổng lượng nước thải phát sinh tại cơ sở chăn ni trên tồn địa bàn là khoảng 243.709 m3/năm. Hiện tại, hầu như các cơ sở chăn ni chưa có hệ thống thu gom và xử lý nước thải tập trung. Toàn bộ lượng nước thải chưa qua xử lý triệt để được xả thải trực tiếp ra kênh, rạch hoặc mơi trường đất.
3.2.1.2. Thành phần và tính chất nước thải
Việc sử dụng nước tắm cho vật nuôi hay rửa chuồng làm tăng lượng nước thải đáng kể. Vì vậy nước thải chăn ni có nồng độ ơ nhiễm cao các chất BOD5, COD, N, P, vi sinh vật gây bệnh,...khi xả vào nguồn nước sẽ làm suy giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước gây lan truyền dịch bệnh. Nếu khơng có biện pháp xử lý phù hợp sẽ ngấm vào gây ô nhiễm nguồn nước ngầm làm phát sinh hàm lượng lớn các chất ô nhiễm, vượt
xa nhiều lần quy chuẩn cho phép đồng thời làm tăng đáng kể lượng nước thải. Ngoài ra, ở các hộ chăn ni cịn có nước thải sinh hoạt là nước thải sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt của cộng đồng như: tắm, giặt giũ, tẩy rữa, vệ sinh cá nhân,…từ các khu dân cư, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ, các cơ sở dịch vụ và từ các cơng trình cơng cộng khác. Đặc trưng của nước thải sinh hoạt là hàm lượng hữu cơ và cặn lơ lửng lớn (hàm lượng chất hữu cơ chiếm 55% - 65% tổng lượng chất ô nhiễm), giàu Nitơ và Photpho, chứa nhiều vi sinh vật có hại cho con người.
3.2.1.3. Hệ thống thu gom nước thải
Theo kết quả khảo sát thực tế cho thấy các cơ sở chăn nuôi heo đều xây dựng hệ thống thu gom nước thải từ chuồng nuôi, không để nước thải chảy tràn lan ra ngoài, mương dẫn được xây dựng bằng gạch và tráng xi măng, có độ dốc phù hợp với từng khu vực để đưa nước thải về bể thu gom hoặc biogas.
Hình 3.4. Nước thải chăn ni được thu gom trước khi vào hầm biogas
Các cơ sở chăn ni quy mơ nhỏ có hệ thống mương dẫn nước thải chiếm khoảng 30%. Trang trại có quy mơ lớn (>500 con) có hệ thống mương dẫn chiếm trên 60%. Điều này cho thấy tại các cơ sở chăn ni quy mơ lớn có đầu tư về kỹ thuật chăn ni, con giống, chuồng trại, vấn đề môi trường đang ngày càng được quan tâm và cải thiện.
Hình 3.5. Nước thải chăn ni chảy ra mương dẫn 3.2.1.4. Phương thức vệ sinh chuồng nuôi
Phương thức vệ sinh chuồng trại hàng ngày của các cơ sở gồm 2 hình thức: + Thu gom phân rồi mới tiến hành rửa chuồng
+ Rửa chuồng luôn phân về hố thu gom hoặc biogas
Hiện nay các cơ sở chăn nuôi trên địa bàn phần lớn áp dụng Biogas để xử lý chất thải nên việc thu gom chung phân và nước thải sẽ làm tăng việc thu khí biogas để sản xuất khí sinh học.
Hình 3.7. Nước thải chăn ni về hố thu gom
Trong đó: tỷ lệ rửa chuồng ln phân chiếm tỷ lệ cao hơn 80% , tỷ lệ hốt phân trước khi rửa chuồng thấp khoảng 10%. Xét về cách thức quản lý chất thải chăn nuôi, việc rửa chuồng ln phân là một cách thức khơng tốt vì sẽ gia tăng mùi hơi và nồng độ ô nhiễm trong nước thải. Ở quy mơ trang trại thì việc tách riêng phân và nước thải lại càng cần thiết gia tăng hiệu quả xử lý của hệ thống xử lý nước thải và tận dụng phân để sản xuất phân bón.
3.2.1.5. Cơng trình xử lý nước thải
Hình 3.8. Hình thức xử lý nước thải hộ chăn ni
Theo kết quả điều tra cho thấy, 57% hộ chăn nuôi xử lý nước thải phát sinh chỉ bằng Biogas và qua ao sau đó tự thấm, 43% khơng xử lý chỉ qua ao và tự thấm
43% 57%
Hình 3.9. Nước thải chăn ni được thải ra trực tiếp ra ao
Các cơ sở chăn nuôi quy mô nhỏ dưới 100 con heo đã xây dựng hầm biogas xây bằng gạch chiếm tỉ lệ 57% và tỷ lệ không xử lý bằng biogas chiếm tỷ lệ cao 43% . Các cơ sở chăn nuôi tập trung quy mô vừa (100 – 500 con) thì 79,65% có hầm biogas dạng túi ủ. Các cơ sở chăn nuôi tập trung quy mô lớn (trên 500 con) thì tỉ lệ sử dụng biogas phủ bạt HDPE cao chiếm 96% và tỷ lệ có cơng trình xử lý sau biogas là 3,2%. Trên thực tế, công nghệ xử lý biogas không xử lý triệt để được nguồn gây ô nhiễm từ chất thải chăn ni, sau q trình này các thành phần gây ơ nhiễm mơi trường vẫn cịn ở mức rất cao do đó rất cần có các biện pháp xử lý sau biogas. Chi phí đầu tư và vận hành để xử lý triệt để các chất gây ô nhiễm rất tốn kém; các biện pháp hỗ trợ sau biogas lại cần có diện tích đất để xây dựng các ao hồ sinh học, vườn cây nhằm tận dụng nước thải làm nước tưới…
Việc áp dụng hầm biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi mang lại kinh tế cho hộ chăn ni thơng qua việc tận dụng lượng khí sinh ra cho mục đích nấu ăn hoặc phát điện và mang lại hiệu quả tốt trong việc xử lý chất thải chăn nuôi heo, tuy nhiên tỷ lệ tận dụng khí biogas rất thấp khoảng 18 hộ sử dụng khí sinh học cho nấu ăn (chiếm 22%).
3.2.2. Hiện trạng chất lượng khơng khí
3.2.2.1. Thành phần và tính chất khí thải
Chăn ni là ngành sản xuất ra nhiều loại khí thải nhất, điển hình là các khí CO2, CH4, NH3, H2S, N2O. Đa số khí thải chăn nuôi gây độc cho con người và môi trường.
Thành phần các khí thải phát sinh phụ thuộc vào từng giai đoạn phân hủy các chất hữu cơ, tình trạng sức khỏe vật ni. Mùi hơi từ chăn ni là kết quả của q trình trao
đổi chất và lên men kị khí chất thải rắn do hoat dộng của vi sinh vật. Dựa vào khả năng ảnh hưởng của các khí, có thể phân thành các nhóm:
Các khí kích thích: NH3, H2S gây tổn thương đến phổi và đường hô hấp, đặc biệt
NH3 gây giảm thị lực, kích thích nghiêm trọng đến thị giác. Các khí gây ngạt: là những khí như CH4, CO2 gây giảm khả năng tiếp nhận oxy, ngạt thở. Nồng độ và sự phát tán các khí vào mơi trường khơng khí phụ thuộc vào điều kiện hệ thống chuồng trại, thu gom, lưu giữ và xử lý chất thải chăn nuôi.
Ngồi ra, trong mơi trường chuồng trại có bụi nguồn gốc từ bản thân vật ni, chất lót chuồng, thức ăn,... thường gây bệnh mãn tính về hơ hấp.
Bảng 3.3. Khí thải phát sinh trong chăn ni
Khí Mùi Nguồn phát sinh
NH3 Khai Trong phân và nước tiểu chứa lượng ure lớn, thải ra môi trường nhờ vi sinh vật chuyển thành NH3.
CO2 Không mùi Từ hoạt động hô hấp vật ni, q trình oxy hóa kỵ khí các chất hữu cơ trong chất thải.
H2S Trứng thối Từ quá trình lưu trữ phân, ủ phân trong các hầm kỵ khí, khí độc dễ gây cháy
CH4 Khơng mùi Từ q trình oxy hóa kỵ khí các chất hữu cơ trong chất thải, lên men đường ruột của chính vật ni
(Nguồn: Nguyễn Thanh Cảnh và cộng tác viên, 1998) 3.2.2.2. Lượng phát thải khí nhà kính
- Tính phát thải khí metan được trình bày trong Bảng 3.5 và Bảng 3.6.
Bảng 3.4. Hệ số phát thải metan
STT Loại vật nuôi
Hệ số phát thải lên men đường ruột
(kg CH4/năm) Hệ số phát thải từ quản lý phân (kg CH4/năm) 1 Trâu 55 2 2 Bò 47 1 3 Heo 1 7 4 Gia cầm 0 0,02
Bảng 3.5. Lượng phát thải CH4 từ quá trình lên men đường ruột
STT Loại vật nuôi Hệ số phát thải (kg CH4/năm) Lượng vật nuôi (con) Lượng phát thải CH4 (kg CH4/năm) 1 Heo 1 32.959 32.959
Bảng 3.6. Lượng phát thải CH4 từ quá trình quản lý phân
STT Loại vật nuôi Hệ số phát thải (kg CH4/năm) Lượng vật nuôi (con) Lượng phát thải CH4 (kg CH4/năm) 1 Heo 7 32.959 230.713 2 Gà 0,02 3.165 63,3 3 Vịt 0,02 720 14,4 Tổng 230,791
Tổng lượng phát thải CH4 trong chăn nuôi lên đến hơn 263.750 kg CH4/năm. - Tính N2O phát thải trực tiếp từ q trình quản lý phân được trình bày trong Bảng 3.8
Bảng 3.7. Thơng số tính phát thải N2O trực tiếp từ quản lý phân
STT Loại vật nuôi Hệ số MS (T,S) Hệ số phát thải EF3(S) (kgN2O- N/kgN) Nrate (kg N/tấn/ngày) TAM (kg/con) 1 Trâu 0,5 0,02 0,32 450 2 Bò 0,5 0,02 0,34 275 3 Heo - 0 0,42 60 4 Gà 0,54 0,001 0,82 1,8 5 Vịt 0,54 0,001 0,83 2,7
(Nguồn: Ngăn ngừa và giảm thiểu phát thải khí nhà kính, 2016)
Bảng 3.8. Lượng phát thải N2O trực tiếp từ quá trình quản lý phân
STT Loại vật nuôi Lượng phát thải N trung bình 𝐍𝐞𝐱𝐓 (kg N/con/năm) Lượng vật ni NT (con)
Lượng phát thải N2O (kg N2O/năm)
2 Gà 0,53 3.165 0,14 3 Vịt 0,82 720 0,047
Tổng 0,187
- Tính N2O phát thải gián tiếp dựa vào lượng N bay hơi từ quá trình quản lý phân được trình bày trong Bảng 3.10.
Bảng 3.9. Thơng số tính phát thải N2O gián tiếp từ quản lý phân
STT Loại vật nuôi Hệ số MS (T,S) Hệ số phát thải EF4 (kgN2O- N) Lượng phát thải N trung bình 𝐍𝐞𝐱𝐓 (kg N/con/năm) Phần trăm nitrogen thất thoát FracGasMS 1 Trâu 0,5 0,01 44,38 45 2 Bò 0,5 0,01 34,1 45 3 Heo 0,54 0,01 9,198 40 4 Gà 0,54 0,01 0,53 40