Chương 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
4.2. Sự phát sinh, hoạt động thu gom, hiệu quả xử lý nước thải và ảnh hưởng của hoạt động chăn nuôi lợn đến môi trường
4.2.4. Đánh giá công nghệ xử lý nước thải từ của một số cơ sở chăn nuôi lợn trên địa bàn toàn tỉnh Hòa Bình
4.2.4.1. Hệ thống xử lý nước thải đối với quy mô nhỏ hộ nông trại (quy mô dưới 100 đầu lợn)
a. Quy trình xử lý nước thải
Quy trình xử lý nước thải cho các cơ sở chăn nuôi nhỏ lẻ hộ nông trại có quy mô dưới 100 con tại Hòa Bình được đề xuất xử lý bằng biogas kết hợp với xử lý chất thải lỏng sau biogas bằng thực vật thủy sinh.
Hình 4.24. Quy trình xử lý nước thải tại cơ sở chăn nuôi nhỏ lẻ b. Đánh giá hiệu quả xử lý
Để đánh giá hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi quy mô nhỏ theo phương pháp sử dụng hầm Biogas trên cơ sở mẫu phân tích so sánh hiệu quả trước xử lý và sau xử lý của 2 hộ chăn nuôi:
- Hộ chăn nuôi: Ông Nguyễn Văn Hòa tại thôn Suối Rè, xã Cư Yên, huyện Lương Sơn, tỉnh Hòa Bình với quy mô chăn nuôi 50 lợn nái;
- Hộ chăn nuôi: Ông Bùi Văn Niên tại TT Bo, xã Kim Bình, huyện Kim Bôi, tỉnh Hòa Bình với quy mô chăn nuôi 70 con lợn thịt.
Kết quả phân tích được trình bày dưới bảng sau:
Bảng 4.8. Kết quả phân tích nước thải tại các hộ chăn nuôi nhỏ lẻ
TT
Chỉ tiêu phân
tích
Đơn vị
Hộ Nguyễn Văn
Hòa
Hộ Bùi Văn
Niên
QCVN 62:MT:2016/
BTNMT (cột B)
M1 M2 M1 M2
1 pH - 8,43 7,32 8,34 7,45 5 - 9
2 BOD5 mg/l 212,9 97,8 223,5 89,2 100
3 COD mg/l 460 154 370 215,3 300
4 TSS mg/l 275 132 497 67,1 150
5 Tổng N mg/l 335 56,8 547 105,1 150
6 Coliform MPN/100 ml 7.500 6.100 8.100 5.300 5.000 Nước thải
chăn nuôi Hầm biogas
Ao sinh học
Môi trường
Ghi chú:
- Vị trí lấy mẫu:
M1: Mẫu nước thải trước xử lý (tại bể gom);
M2: Mẫu nước thải tại sau xử lý (sau ao sinh học).
- Quy chuẩn so sánh: QCVN 62-MT:2016/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chăn nuôi.
Cột B: quy định giá trị C của các thông số ô nhiễm trong nước thải chăn nuôi khi xả ra ngoài nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt.
Nhận xét:
Dựa trên kết quả phân tích chất lượng nước trước và sau xử lý của 2 hộ chăn nuôi được xử lý bằng bể Biogas kết hợp với ao sinh học thì nhận thấy mức độ ô nhiễm của nước thải đầu vào khá cao đều vượt mức quy chuẩn cho phép. Nước thải sau khi xử lý có nồng độ ô nhiễm nhìn chung là chưa đạt chuẩn do chưa có hệ thống khử trùng lên chỉ tiêu vi sinh vật khá cao nguồn nước này có thể tận dụng tưới cây, cũng như sử dụng trong nông nghiệp.
4.2.4.2. Hệ thống xử lý nước thải đối với quy mô nhỏ vừa (quy mô từ 100 - 500 đầu lợn)
a. Quy trình xử lý nước thải
Hiện nay, trên địa bàn tỉnh các trang trại vừa không nhiều, đa phần chỉ là hộ chăn nuôi gia công cho các công ty. Do quy mô không lớn hệ thống xử lý tại các trang trại chưa được quan tâm đúng mức. Các trang trại đầu tư vào hệ thống xử lý không cao, các quy trình xử lý nước thải trong chăn nuôi lợn quy mô vừa thường được áp dụng trên địa bàn tỉnh Hòa Bình như sau:
Mô hình 1: Biogas kết hợp với hồ sinh học
Quy trình này tương đương với quy trình xử lý nhỏ lẻ ở quy mô nông hộ nhưng được cải tiến hơn là hầm Biogas được làm lớn hơn dùng dạng túi bạt HDPE để thi công thuận lợi cho quá trình thi công và lưu trữ.
Hình 4.25. Quy trình xử lý nước thải tại cơ sở chăn nuôi quy mô vừa (MH1)
Mô hình 2: Biogas - bể hiếu khí - hồ sinh học
So với mô hình xử lý 1, đây là một bước cải tiến khi xây dựng thêm bể hiếu khí cung cấp khí cưỡng bức nhằm cung cấp thêm không khí cho các chủng các vi sinh vật hiếu khí phát triển để xử lý triệt để các chất hữu cơ còn tồn đọng trong nước thải:
Hình 4.26. Quy trình xử lý nước thải tại cơ sở chăn nuôi quy mô vừa (MH2) Nước thải
chăn nuôi
Hầm biogas
Ao sinh học
Môi trường
Nước thải chăn nuôi
Hầm biogas
Bể aeroten
Ao sinh học
Môi trường
b. Đánh giá hiệu quả của hệ thống xử lý
Dựa trên thực tế sử dụng, đánh giá chất lượng nước thải chăn nuôi tại các trang trại vừa (quy mô từ 100 - 500 con) tại hai trại có áp dụng quy trình xử lý nước thải:
1- Sử dụng hầm Biogas dạng bạt HDPE và ao sinh học đơn thuần (trang trại hộ bà Nguyễn Thị Huyền tại xóm Quốc xã Hợp Thịnh, huyện Kỳ Sơn, tỉnh Hòa Bình quy mô trại 400 lợn nái);
2- Sử dụng hầm Biogas bằng bạt HDPE kết hợp với bể hiếu khí và ao sinh học (trang trại hộ ông Nguyễn Văn Hà tại xã Hợp Châu, huyện Lương Sơn, tỉnh Hòa Bình quy mô 500 nái).
Kết quả được trình bày dưới bảng sau:
Bảng 4.9. Kết quả phân tích nước thải tại các hộ chăn nuôi quy mô vừa
TT
Chỉ tiêu phân
tích
Đơn vị
Hộ Nguyễn Thị
Huyền
Hộ Nguyễn Văn
Hà
QCVN 62:MT:2016/
BTNMT (cột B)
M1 M2 M1 M2
1 pH - 8,45 7,32 8,27 7,78 5-9
2 BOD5 mg/l 437,6 137 623,5 66,5 100
3 COD mg/l 560 213 580 264,6 300
4 TSS mg/l 423 173 785 169,9 150
5 Tổng N mg/l 567 178 764 56,6 150
6 Coliform MPN/100 ml 9.500 5.700 11.000 4.300 5.000 Ghi chú:
- Vị trí lấy mẫu:
M1: Mẫu nước thải trước xử lý (tại bể gom);
M2: Mẫu nước thải tại sau xử lý (sau ao sinh học).
- Quy chuẩn so sánh: QCVN 62-MT:2016/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chăn nuôi.
Cột B: quy định giá trị C của các thông số ô nhiễm trong nước thải chăn nuôi khi xả ra ngoài nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt.
Nhận xét:
Dựa trên kết quả phân tích nước thải trước và sau xử lý của 2 trang trại quy mô vừa, nhận thấy rằng chất lượng nước sau hệ thống xử lý chỉ có Biogas và hồ sinh học đơn thuần không đảm bảo được chất lượng nước sau xử lý, các chỉ tiêu COD, BOD5 vẫn còn cao hơn so với quy chuẩn cho phép.
Việc ứng dụng thêm bể vi sinh hiếu khí đã phần nào giải quyết vấn đề trên, với tính chất nước thải đặc thù của ngành chăn nuôi là ô nhiễm chất hữu cơ cao, quá trình xử lý bằng vi sinh hiếu khí sẽ đảm bảo hơn. Kết quả chứng minh tại mẫu phân tích nước thải hộ ông Nguyễn Văn Hà.
4.2.4.3. Hệ thống xử lý nước thải đối với quy mô lớn (quy mô trên 1.000 đầu lợn)
a. Quy trình xử lý nước thải
Dựa trên đánh giá chung, nuôi càng nhiều lợn mức độ ô nhiễm của nước thải đầu ra càng lớn. Vì vậy, việc đưa các phương án xử lý nước thải vào áp dụng ở các trang trại sao cho phù hợp, đạt được hiệu quả cao là một bài toán khó. Trên địa bàn tỉnh Hòa Bình, các trang trại chăn nuôi lợn tập trung có quy mô trên 1.000 lợn khá lớn, các phương pháp xử lý áp dụng cũng rất đa dạng, dưới đây là 3 phương án chính:
Mô hình 1: Biogas kết hợp với xử lý hiếu khí và chuỗi ao sinh học Việc áp dụng phương án Biogas kết hợp Bể hiếu khí với chuỗi ao sinh học chỉ áp dụng với các trang trại nhỏ, với các trang trại chăn nuôi tập trung lớn không đảm bảo, dựa trên kinh nghiệm thực tế quy trình chỉ áp dụng với trại dưới 500 lợn. Việc bổ sung bể hiếu khí đã đem lại hiệu quả khi xử lý các
chất ô nhiễm hữu cơ, nhưng khi càng tăng số lượng lợn lượng tổng Nitơ và Phốt pho khá lớn, các chỉ tiêu này hầu như không đảm bảo tại các trang trại áp dụng phương án này.
Hình 4.267. Quy trình xử lý nước thải tại cơ sở chăn nuôi quy mô lớn (MH 1)
Mô hình 2: Biogas kết hợp công nghệ anoxic - aeroten và ao sinh học
Mô hình xử lý kết hợp công nghệ anoxic - earoten được phát triển dựa trên nền tảng của hệ thống trước, việc bố trí thêm bể anoxic để đưa hệ vi sinh thiếu khí vào trong hệ thống giải quyết vấn để của tổng Nito, Phốt pho trong nước thải. Quy trình xử lý được áp dụng như sau:
NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI
HẦM BIOGAS
MÔI TRƯỜNG
Khí BỂ AEROTANK
HỒ SINH HỌC SỐ 1
HỒ SINH HỌC SỐ 2
HỒ SINH HỌC SỐ 3
Hình 4.28. Quy trình xử lý nước thải tại cơ sở chăn nuôi quy mô lớn (MH 2) Mô hình 3: Biogas kết hợp công nghệ anoxic - aeroten liên tiếp và ao sinh học
Sau quá trình áp dụng mô hình 2, các trại có quy mô từ 500 - 1.000 con, đạt hiệu quả khá cao nhưng khi áp dụng sang các trang trại có quy mô lớn hơn thì quá tải do lượng chất ô nhiễm đầu vào quá lớn. Vì vậy, các trang trại đã bố trí thêm cụm bể lắng sau bể hiếu khí, và quy trình được lặp lại 2 lần để đảm bảo giảm tải ô nhiễm ngay trên quy trình xử lý. Quy trình được trình
NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI
HẦM BIOGAS
BỂ ĐIỀU HÒA
MÔI TRƯỜNG
Khí BỂ AEROTANK
BỂ ANOXIC
HỒ SINH HỌC SỐ 1
HỒ SINH HỌC SỐ 2
HỒ SINH HỌC SỐ 3
Khí
bày dưới hình:
Hình 4.29. Quy trình xử lý nước thải tại cơ sở chăn nuôi quy mô lớn (MH 3) b. Đánh giá hiệu quả của hệ thống xử lý
Một số mẫu nước thải từ các trang trại chăn nuôi lợn kiểu mẫu đã được lấy và phân tích để đánh giá hiệu quả xử lý của các công trình xử lý với trang trại quy mô tập trung (từ 500 lợn trở lên).
- Trang trại áp dụng Biogas - aeroten - hồ sinh học: Trại ông Chu Văn Khí
BỂ LẮNG
HẦM BIOGAS BÁN LÀM PHÂN
HỮU CƠ
BỂ LẮNG THU PHÂN NHÀ CHỨA PHÂN
NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI
MÔI TRƯỜNG HỒ SINH HỌC
NaClO BỂ KHỬ TRÙNG
BỂ LẮNG THỨ CẤP
Liên tiếp 2 lần
BỂ ANOXIC
BỂ AEROTEN BỂ ĐIỀU HÒA
Khí
Ninh tại Lương Sơn, tỉnh Hòa Bình (quy mô trại 600 nái).
- Trại áp dụng Biogas - anoxic - aeroten - hồ sinh học: Trại Hoàng Quang Dũng tại Lương sơn, tỉnh Hòa Bình (quy mô 1.800 nái).
- Trại áp dụng Biogas - anoxic - aerten - lắng sinh học liên tiếp và ao sinh học: Trại Nguyễn Ngọc Sáng tại huyện Lạc Sơn, tỉnh Hòa Bình (quy mô 2.400 lợn nái).
Bảng 4.10. Kết quả phân tích nước thải tại các hộ chăn nuôi quy mô lớn
TT
Chỉ tiêu phân
tích
Đơn vị
Hộ Chu Văn
Ninh
Hộ Hoàng Quang Dũng
Hộ Nguyễn ngọc Sáng
QCVN 62:MT BTNMT
(cột B)
M1 M2 M1 M2 M1 M2
1 pH - 9,34 8,34 8,23 7,78 9,21 7,21 5-9
2 BOD5 mg/l 456 153 623,5 87,4 858 63,5 100
3 COD mg/l 635 231 580 221 760 152 300
4 TSS mg/l 535 132 785 134 895 87,6 150
5 Tổng N mg/l 635 185 764 165 636 76,5 150 6 Coliform MPN/100 ml 104 4.500 105 4.800 105 4.200 5.000
Ghi chú:
- Vị trí lấy mẫu:
M1: Mẫu nước thải trước xử lý (tại bể gom);
M2: Mẫu nước thải tại sau xử lý (sau ao sinh học).
- Quy chuẩn so sánh: QCVN 62-MT:2016/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chăn nuôi.
Cột B: quy định giá trị C của các thông số ô nhiễm trong nước thải chăn nuôi khi xả ra ngoài nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt.
Nhận xét:
Dựa trên kết quả phân tích nước thải của các trang trại mẫu, nhận thấy
rằng chất lượng nước thải tại các trang trại chăn nuôi lợn tập trung quy mô lớn có nồng độ ô nhiễm rất cao, các chỉ tiêu ô nhiễm cần chú ý là BOD, TSS, tổng N. Hiệu quả xử lý của các chỉ tiêu cơ bản được thể hiện dưới hình.
Hình 4.30. Kết quả phân tích nước thải tại các hộ chăn nuôi quy mô lớn Dựa trên kết quả khi áp dụng các mô hình xử lý nước thải tại các trang trại mẫu nhận thấy rằng mô hình xử lý Biogas (anoxic - aeroten - lắng sinh học liên tiếp) và ao sinh học đạt được hiệu quả khá cao. Phù hợp cho với những trang trại chăn nuôi tập trung có quy mô lớn.
4.2.4.4. So sánh công nghệ
Bảng 4.11. So sánh công nghệ
Đặc điểm Công nghệ Aeroten
truyền thống
Công nghệ anoxic - aeroten
Công nghệ liên tiếp anoxic - aeroten Phương
án xây dựng
Xây dựng hợp khối có có có
Vận hành Dễ Khó khó
Diện tích sử dụng đất Nhỏ Trung bình Lớn
Chi phí đầu tư
Chi phí đầu tư xây dựng bể Trung bình Trung bình Lớn
Chi phí lắp đặt thiết bị Trung bình Lớn Trung bình
Chế độ vận hành
Vận hành tự động/bán tự động Bán tự động Bán tự động Tự động
Hệ thống dễ vận hành và kiểm soát Dễ Khó Dễ
Công nhân được đào tạo Phức tạp Đơn giản Đơn giản
Khả năng xử lý chất ô nhiễm
BOD Tốt Tốt Tốt
Nito/Phot pho Kém Kém Tốt
Kiểm soát chất lượng nước đầu vào Yêu cầu không không
Xử lý tốt đầu ra Không đảm bảo Tùy thuộc vào thức ăn Tốt
Chi phí vận hành
Hóa chất dinh dưỡng cho hệ vi sinh và chorine Nhiều ít ít
Chi phí điện năng Lớn Thấp ít
Chi phí bảo trì/bảo dưỡng Ít Lớn ít
Khả năng ứng dụng cho trang trại tập trung Quy mô dưới 500 con Quy mô từ 500 - 1.000 Quy mô trên 1.000