PHẦN 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
4.3. Ước tính khối lượng chất thải và tình hình xử lý chất thải chăn nuôi tại 3
4.3.1. Ước tính khối lượng chất thải tại khu vực nghiên cứu
Để ước tính khối lượng chất thải rắn (phân thải) và nước thải phát sinh từ các trang trại chăn nuôi lợn tại khu vực nghiên cứu, đề tài sử dụng hệ số phát thải từ điều tra thực nghiệm và hệ số phát thải từ các công trình nghiên cứu khoa học trước đó đã được công bố được kết quả như sau:
4.3.1.1. Ước tính chất thải rắn từ hoạt động chăn nuôi của trang trại a) Ước tính khối lượng các loại bao bì đựng thức ăn phát sinh
Trung bình mỗi ngày lợn thịt ăn hết 1,92 kg/con, lợn nái ăn hết khoảng 2,4kg/con. Khối lượng trung bình mỗi bao bì là 0,2kg, mỗi bao đựng 50kg thứ ăn. Từ đó ta biết được lượng chất thải từ bao bì đựng thức ăn phát sinh được thể hiện ở bảng 4.7 như sau:
Bảng 4.7. Khối lượng chất thải rắn phát sinh từ bao bì đượng thức ăn
Trang trại Số lượng bao 50kg Đơn vị tính
Kg/bao Tổng chất thải phát sinh (kg/ngày)
Số 1 23 - 33 0,2 4,6 – 6,6
Số 2 7 - 9 0,2 1,4 – 1,8
Số 3 2 - 3 0,2 0,4 – 0,6
Nguồn: kết quả điều tra (2016) Từ bảng trên, có thể thấy lượng bao bì phát sinh theo quy mô chăn nuôi.
Khối lượng bao bì này được thu gom và định kỳ được đem bán phế liệu hoặc tận dụng để đựng phân sau khi ủ.
b) Ước tính lượng phân thải phát sinh từ các trang trại chăn nuôi lợn Lượng phân thải ra từ các trang trại chăn nuôi lợn tỷ lệ thuận với quy mô chăn nuôi. Khối lượng phân thải phát sinh bình quân từ các trang trại chăn nuôi lợn trên địa bàn nghiên cứu thay đổi theo từng hệ thống trang trại và từng mùa trong năm. Các trang trại theo hệ thống VAC có quy mô lợn lớn nên lượng phân thải phát sinh cao.
Theo kết quả điều tra, lợn nuôi tại 3 trang trại có giống chủ yếu nhập về nên trọng lượng trung bình của 1 con là 30-38kg/con. Vì vậy, phân thải phát sinh từ lợn thịt tại 3 trang trại 0,8-1kg/con/ngày. Còn lượng phân phát sinh từ lợn nái vào khoảng 1,2kg/con/ngày.
Vào mùa mưa, tổng lượng phân phát sinh của trang trại hệ thống VAC khoảng 768 kg/ngày và giảm vào mùa khô với tổng lượng phân phát sinh khoảng 537,6 kg/ngày. Do quy mô chăn nuôi lợn của trang trại theo hệ thống C nhỏ hơn nên lượng phân phát sinh cũng ít hơn so với hệ thống VAC (ít hơn khoảng 8,6).
Trong mùa mưa, tổng lượng phân phát sinh của trang trại hệ thống C khoảng 90,6 kg/ngày, và giảm vào mùa khô với tổng lượng phân phát sinh khoảng 60,9 kg/ngày. Đối với trang trại số 2 (hệ thống AC) tổng lượng phân phát sinh cũng không nhỏ. Mùa mưa phát sinh 208.5 kg/ngày và mùa khô có tổng lượng phân phát sinh giảm còn 158,1 kg/ngày.
Bảng 4.8. Ước tính khối lượng phân phát sinh từ các trang trại chăn nuôi (Tính tại thời điểm điều tra)
Trang trại
Mùa mưa Mùa khô
Quy mô
(con) Phân thải
(kg/ngày) Quy mô
(con) Phân thải (kg/ngày)
Trang trại số 1 850 768 594 537,60
Trang trại số 2 230 208,50 174 158,10
Trang trại số 3 100 90,60 67 60,90
Nguồn: Kết quả điều tra (2016) Qua kết quả trên cho thấy, với lượng phân thải ra hàng ngày cao như vậy, nếu các trang trại chăn nuôi lợn không có các biện pháp quản lý và xử lý chất thải rắn đúng cách và phù hợp thì sẽ thải một lượng chất thải lớn ra môi trường, gây ô nhiễm môi trường nói chung và môi trường nước nói riêng, đặc biệt là môi trường nước mặt. Bởi vì trong phân lợn có chứa nhiều có các hợp chất hữu cơ, chất dinh dưỡng và một số vi khuẩn gây bệnh; trong phân lợn chứa khoảng 0,3%
N; 0,2% P và 0,5% K2O5 (Pahl and Schaenborn, 2003).
4.3.1.2. Ước tính lượng nước thải phát sinh từ các trang trại chăn nuôi lợn Lượng nước thải ra từ các trang trại chăn nuôi lợn ngoài thay đổi theo quy mô chăn nuôi còn thay đổi theo mùa, kỹ thuật vệ sinh rửa chuồng trại, tắm rửa cho lợn của từng trang trại.
Theo kết quả điều tra, trung bình lượng nước thải phát sinh từ lợn thịt (từ 35-70kg) là 20 lít/ngày, còn lợn nái là 25 lít/ngày. Lượng nước thải phát sinh từ lợn nái nhiều hơn, do lượng thức ăn và nước tắm rửa chuồng trại cho một con nhiều hơn lợn thịt. Dưới đây là bảng ước tính nước thải chăn nuôi phát sinh từ các trang trại chăn nuôi đang được nghiên cứu.
Bảng 4.9. Ước tính lượng nước thải phát sinh từ các trang trại chăn nuôi (Tính tại thời điểm điều tra)
Trang trại
Mùa mưa Mùa khô
Quy mô Nước thải
(m3/ngày) Quy mô Nước thải (m3/ngày) Trang trại số 1
(VAC) 850 17,05 594 11,93
Trang trại số 2
(AC) 230 4,63 174 3,51
Trang trại số 3
(C) 100 2,01 67 1,35
Nguồn: Kết quả điều tra (2016)
Theo ước tính tại bảng 4.9 cho thấy, lượng nước thải phát sinh bình quân của các trang trại tại khu vực nghiên có sự chênh lệch rõ rệt. Trong hệ thống VAC, tổng lượng nước thải ra vào mùa mưa khoảng 17,05 m3/ngày và lượng thải giảm vào mùa khô với tổng lương nước thải ra khoảng 11,93 m3/ngày. Lượng nước thải bình quân trong hệ thống AC ít hơn so với hệ thống VAC khoảng 3,6 lần. Tổng lượng nước thải của trang trại số 2 (hệ thống AC) khoảng 4.07 m3/ngày. Trại trang trại số 3, lượng nước thải của cả trang trại trong 1 ngày trung bình khoảng 1,68m3.
Từ kết quả trên cho thấy có sự khác biệt về lượng nước thải ra theo mùa và từng hệ thống trang trại. Lượng nước thải ra vào mùa mưa nhiều hơn mùa khô, hệ thống VAC thải ra lượng nước nhiều hơn hệ thống AC và C.
Xét theo mùa, vào mùa mưa (mùa hè), nhu cầu tắm rửa cho lợn và rửa chuồng trại cao hơn mùa khô (mùa đông). Theo kết quả điều tra cho thấy tần suất tắm cho lợn và rửa chuồng vào mùa hè từ 2-3 lần/ngày tùy vào tình hình trang trại và thời tiết, còn vào mùa đông thì thường tắm rửa cho lợn và rửa chuồng trại 2 lần/ngày.
Xét theo hệ thống trang trại, các trang trại theo hệ thống (trang trại số 1) VAC có tần suất tắm cho lợn và rửa chuồng trại ít hơn các trang trại (số 1 và số 2) theo hệ thống AC và C, tuy nhiên quy mô nuôi lợn của hệ thống VAC lớn hơn nhiều lần so với hệ thống AC và C kéo theo lượng nước thải phát sinh nhiều hơn.
Ngoài ra, lượng nước thải ra còn phụ thuộc vào kỹ thuật vệ sinh rửa chuồng trại của từng kiểu chuồng trại. Đối với những trang trại thiết kế theo kiểu chuồng kín sẽ có lượng nước thải ra ít hơn do những trại này không không tắm cho lợn và rửa chuồng trại mà để chuồng trại khô ráo, chỉ dọn khô phân, rác trong chuồng trại. Còn những trang trại thiết kế theo kiểu chuồng hở được rửa chuồng và tắm cho lợn hàng ngày nên xả thải lượng nước thải lớn hơn.
Nước thải từ các chuồng trại nuôi lợn chứa một lượng lớn phân thải, rác, bùn đất, thức ăn thừa, các hợp chất của nitơ và photpho thoát ra từ chất thải rắn khi gặp nước. Nồng độ các tạp chất trong nước thải các chuồng trại cao hơn từ 50 – 150 lần so với nước thải đô thị, nồng độ nitơ (tổng Nitơ Kjendhal) nằm trong khoảng 1.500 – 15.200 mgN/l, của photpho là từ 70 – 1.750 mgP/l (Mulder, 2003). Do vậy, nếu nước thải ra từ các trang trại chăn nuôi lợn không được xử lý sẽ gây ra ô nhiễm môi trường, đặc biệt là môi trường nước.
4.3.2. Tình hình xử lý chất thải tại các trang trại chăn nuôi lợn trong khu vực nghiên cứu
4.3.2.1. Tình hình xử lý chất thải tại trang trại 1
Lượng phân thải và nước thải ra từ hoạt động chăn nuôi lợn được các trang trại xử lý theo nhiều cách khác nhau tùy theo kiểu hệ thống trang trại và mục đích sử dụng. Từ kết quả điều tra, khảo sát cho thấy trang trại số 1 chăn nuôi lợn theo hệ thống VAC ao nuôi cá là nguồn tiếp nhận nước thải, chất thải chăn nuôi chính của trang trại.
Nguồn: Kết quả điều tra (2016) Hình 4.7. Sơ đồ xử lý chất thải trang trại số 1
Từ hình 4.7 trên, có thể thấy các biện pháp xử lý chất thải tại trang trại số 1.
Trước khi xử lý chất thải phân thải đã được tách riêng một phần. Phân thải được xử lý bằng cách thu gom vào thùng chứa để bán và bón cho vườn cây ăn quả.
Phần còn lại là trộn lẫn giữa một phần phân thải và nước thải, chúng được xử lý bằng biogas sau đó thải vào ao cá, một phần cũng thải trực tiếp vào ao cá. Ngoài ra, một phần cũng được sử dụng để bón cho cây trồng. Một số đặc điểm áp dụng từng biện pháp xử lý chất thải tại khu vực nghiên cứu như sau:
a. Xử lý bằng bể biogas
Đây là biện pháp xử lý chất thải chăn nuôi chủ yếu được áp dụng ở hầu hết các trang trại chăn nuôi trên cả nước nói chung và xã Chi Lăng nói riêng.
Bể biogas thường gắn liền với thời gian xây dựng trang trại. Tuy nhiên, theo
Phân thải (537-768kg/ngày)
Nước thải ( 11-17 m3/ngày)
Thùng chứa phân (300-600kg/ngày)
Chuồng lợn
Vườn cây
Ao nuôi cá
(100-225 kg/ngày + nước thải) Biogas
V=115 m3
Đóng bao
Bán ra ngoài
kết quả điều tra, trang trại này hoạt động từ năm 2005 nhưng đến năm 2009 mới bắt đầu sử dụng biogas để xử lý chất thải chăn nuôi. Nên thời gian hoạt động của bể biogas tại trang trại này là 8 năm. Tuy bể biogas vận hành trong khoảng thời gian dài nhưng bể vẫn hoạt động bình thường.
Ngoài tác dụng chính là xử lý các chất thải chăn nuôi, các sản phẩm đầu ra của bể biogas (gồm khí gas, nước thải và phụ phẩm khí sinh học) rất hữu ích và được trang trại tận dụng với nhiều mục đích khác nhau:
- Đối với khí gas: Do khối lượng chất thải từ chăn nuôi được xử lý bằng bể biogas tương đối lớn, nên khí gas sinh ra nhiền trang trại đã sử dụng để phục vụ đun nấu, sưởi ấm cho lợn vào mùa đông, phát điện thắp sáng giúp các trang trại tiết kiệm được chi phí điện và nhiên liệu đun nấu. Mặc dù, lượng khí gas sinh đã được tận dụng để phục vụ cho sinh hoạt và hoạt động chăn nuôi nhưng lượng khí sinh ra quá nhiều nên không tận dụng hết dẫn đến một phần không nhỏ lượng khí gas bị đốt bỏ và thải ra môi trường.
- Đối với nước thải sau biogas: Các chất hữu cơ, dinh dưỡng và vi sinh vật gây bệnh trong phân và nước thải của lợn được loại bỏ qua quá trình xử lý yếm khí trong bể biogas. Mặc dù, đã được xử lý nhưng chưa triệt để, hàm lượng các chất ô nhiễm này ở trong nước thải đầu ra còn khá cao, vượt ngưỡng giới hạn cho phép. Điều này được thể hiện qua kết quả phân tích mẫu nước thải sau bể biogas của trang trại và được so sánh với QCVN 62-MT:2016/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất thải chăn nuôi cột B (quy định giá trị của các thông số ô nhiễm trong nước thải chăn nuôi khi xả ra nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt) tại bảng 4.10 như sau:
Bảng 4.10. Kết quả phân tích chất lượng nước thải sau bể biogas tại trang trại 1
STT Thông số Đơn vị QCVN 62-
MT:2016/BTNMT (B) NT1-1 NT1-2
1 pH - 5,5-9 7,4 7,3
2 BOD5 (20oC) mg/l 100 609 691
3 COD mg/l 300 801 928
4 TSS mg/l 150 780 817
5 Tổng Nito mg/l 150 285 354
6 Coliform VK/100ml 5000 7500 7620
Nguồn: Kết quả phân tích (2016-2017) Chú giải: NT1-1: Mẫu nước thải lấy vào mùa mưa (8/2016) tại trang trại 1
NT1-2: Mẫu nước thải lấy vào mùa khô (2/2017) tại trang trại 1
Từ kết quả phân tích tại bảng 4.10 so sánh với QCVN 62- MT:2016/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất thải chăn nuôi cột B (quy định giá trị của các thông số ô nhiễm trong nước thải chăn nuôi khi xả ra nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt) cho thấy, tất cả các thông số được quan trắc đều vượt ngưỡng quy chuẩn cho phép trừ giá trị pH nằm trong ngưỡng cho phép. Trong mùa mưa, giá trị của các thông số BOD5; COD;
TSS; tổng nito; coliform đều vượt quá quy chuẩn cho phép lần lượt là 6,09 lần;
2,67 lần; 5,2 lần, 1,9 lần; 1,5 lần. Mùa khô, giá trị của các thông số BOD5; COD;
TSS; tổng nito; coliform đều vượt quá quy chuẩn cho phép lần lượt là 6,91 lần;
3,09 lần; 5,45 lần; 2,36 lần; 1,52 lần. Do đó, nguồn nước thải này không được tiếp tục xử lý mà thải bỏ trực tiếp ra môi trường sẽ có khả năng gây ô nhiễm cao cho các nguồn tiếp nhận. Theo kết quả điều tra, trang trại đã tận dụng nước thải này tưới cho cây và đưa xuống ao cá.
- Phụ phẩm khí sinh học (cặn bã, váng…trong bể biogas): Phụ phẩm khí sinh học có hàm lượng hữu cơ và dinh dưỡng cao, có thể được sử dụng như một loại phân hữu cơ sạch và giàu dinh dưỡng. Tại trang trại VAC nghiên cứu này, đã sử dụng phụ phẩm khí sinh học làm nguồn phân bón cho cây trồng và cải tạo đất.
b. Thu gom phân để bán
Lượng phân thải của lợn được thu gom khi dọn chuồng trại của trang trại sẽ sử dụng để bán cho nhà máy sản xuất phân bón Hà Gianh hoặc các hộ trồng trọt nhu cầu sử dụng phân lợn bón cho cây.
Theo kết quả điều tra tại trang trại, lượng phân được thu gom hàng ngày khoảng 600 kg phân/ngày, mỗi bao đựng phân trung bình khoảng 50 kg/bao. Mỗi ngày trang trại thu gom khoảng 12 bao phân. Lượng phân sau khi được thu gom sẽ bảo quản trong nhà chứa và vận chuyển theo tháng (1 lần/tháng). Giá bán phân dao động 20 nghìn đồng/bao. Do đó, trang trại sẽ có thêm nguồn thu từ việc bán phân khoảng 7,2 triệu đồng/tháng. Như vậy, việc thu gom phân để bán mang lại hiệu quả cao về mặt kinh tế, đồng thời góp phần bảo vệ môi trường xung quanh.
c. Bón/tưới cho cây trồng
Đây là biện pháp xử lý truyền thống được áp dụng từ rất lâu đời. Phân chuồng và nước thải được sử dụng để bón/tưới cho cây trồng. Có thể sử dụng trực tiếp hoặc xử lý trước khi bón/tưới cho cây (ủ phân compost, xử lý qua bể biogas). Trang trại đã sử dụng chất thải để bón/tưới phần các cây trồng trong hệ thống trang trại.
Biện pháp này nhanh, thuận tiện, giảm chi phí mua phân bón cho cây trồng, cung cấp chất dinh dưỡng cho đất và giúp cho cây phát triển. Tuy nhiên, bón/tưới trực tiếp cho cây trồng gây mất vệ sinh do trong chất thải có chứa rất nhiều mầm bệnh, chúng bám vào đất và cây tiềm ẩn khả năng gây bệnh cho người và vật nuôi;
đồng thời, cây trồng khó hấp thụ được hết các chất dinh dưỡng, hữu cơ của phân, nếu để lâu ngày mà không phân hủy được sẽ gây ô nhiễm đất, nước và ô nhiễm mùi.
d. Sử dụng làm thức ăn cho cá
Phân thải và nước thải từ chuồng trại được đưa xuống các ao cá làm nguồn thức ăn cho cá là biện pháp xử lý chất thải khá đơn giản và được trang trại áp dụng.
Theo kết quả điều tra, lượng chất thải được đưa trực tiếp xuống ao cá trung bình 2 lần/ngày chủ yếu khi tắm, rửa chuồng cho lợn. Nước thải được vận chuyển qua đường ống dẫn xuống ao, lượng phân thải được thu gom lại và vận chuyển xuống ao với tần suất dao động khoảng 2-3 lần/ngày. Khối lượng phân vì đã được thu gom riêng nên được đưa xuống ao trung bình khoảng 50 - 90 kg/lần đủ để cá ăn.
Đây là biện pháp xử lý đơn giản, hiệu quả, tiết kiệm chi phí thức ăn cho cá, đồng thời giải quyết được vấn đề môi trường nếu lượng chất thải đưa xuống phù hợp khả năng tự làm sạch của ao.
Vậy chất lượng nước mặt trong ao nuôi cá tại trang trại số 1 trong tháng 8/2016 và tháng 2/2017 như sau:
Bảng 4.11. Kết quả phân tích chất lượng nước mặt trong ao nuôi cá tại trang trại 1
STT Thông số Đơn vị QCVN 08-MT:2015/BTNMT
(B1) NM1-1 NM1-2
1 pH - 5,5-9 6,7 6,62
2 DO mg/l ≥ 4 5,69 1,44
3 BOD5 mg/l 15 13 27
4 COD mg/l 30 94 142
5 NH4+ mg/l 0,9 0,5 0,8
6 NO3- mg/l 10 1,24 1,01
7 PO43- mg/l 0,3 0,37 0,18
8 TSS mg/l 50 23 19
9 Coliform VK/100ml 7500 1300 1100
Nguồn: Kết quả phân tích (2016-2017) Chú giải:
- NT1-1: Mẫu nước mặt trong ao nuôi cá lấy vào mùa mưa (8/2016) tại trang trại 1 - NT1-2: Mẫu nước mặt trong ao nuôi cá lấy vào mùa khô (2/2017) tại trang trại 1
So sánh với QCVN 08:2015/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước mặt cột B1 (chất lượng nước mặt bảo đảm mục đích tưới tiêu, thủy lợi) cho ta thấy, một số thông số đã vượt ngưỡng quy chuẩn cho phép.
Trong đó thông số COD tại ao nuôi cá của trang trại này đã vượt quy chuẩn cho phép vào cả mùa mưa và mùa khô lần lượt là 3,13 lần và 4,73 lần. Hàm lượng PO43- vào mùa mưa đã bắt đầu vượt quá ngưỡng cho phép. Ngoài ra, vào mùa khô hàm lượng BOD5 và DO cũng đã vượt ngưỡng quy chuẩn cho phép lần lượt là 1,8 lần và 3,5 lần. Hàm lượng DO thấp ảnh hưởng đến quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong ao chuyển từ hiếu khí sang yếm khí, có thể gây ra hiện tượng phú dưỡng nguồn nước dẫn ảnh hưởng đến hoạt động nuôi cá trong ao.
4.3.2.2. Tình hình xử lý chất thải tại trang trại 2
Từ kết quả điều tra, khảo sát cho thấy trang trại số 2 chăn nuôi lợn theo hệ thống AC (Ao- Chuồng). Vì đây là hệ thống được sử dụng tương đối nhiều trên địa bàn huyện Quế Võ nói chung và xã Chi Lăng nói riêng nên có thể khái quát quá trình xử lý chất thải của trang trại chăn nuôi lợn như sau:
Nguồn: Kết quả điều tra (2016) Hình 4.8. Sơ đồ xử lý chất thải của trang trại số 2
Giống với trang trại 1, trang trại chăn nuôi lợn theo hệ thống AC này cũng sử dụng ao nuôi cá là nguồn tiếp nhận chính của chất thải chăn nuôi từ trang trại.
Trước khi xử lý chất thải phân thải đã được tách riêng một phần. Phân thải được xử lý bằng cách thu gom vào nhà chứa để ủ phân đem đi bón ruộng và bán ra ngoài. Phần còn lại là trộn lẫn giữa một phần phân thải và nước thải, chúng được xử lý bằng biogas sau đó thải vào ao cá, một phần cũng thải trực tiếp vào ao cá.
Ngoài ra, một phần cũng được sử dụng để bón cho cây trồng.
Phân thải (158-209kg/ngày)
Nước thải ( 3-5 m3/ngày)
Nhà ủ phân
(140-190kg/ngày)
Chuồng lợn
Ao nuôi cá (40-70 kg/ngày + nước thải)
Biogas V= 28 m3
Bón ruộng
Bán ra ngoài (100-150 kg/ngày)