CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.4. Các nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi trên thế giới và ở Việt Nam
1.4.2. Các nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi ở Việt Nam
Ở Việt Nam hiện nay có 5 loại hình quy trình công nghệ điển hình đang được áp dụng phổ biến tại các trang trại chăn nuôi lợn: Thứ nhất, nước thải chăn nuôi được thải trực tiếp ra kênh mương; thứ hai, nước thải chăn nuôi (có thể lẫn phân hoặc đã được tách phân) được xử lý bằng hồ kỵ khí có phủ bạt sau đó qua ao sinh thái rồi thải ra môi trường; thứ ba, nước thải chăn nuôi được xử lý qua hầm biogas, sau đó được thải ra kênh mương; thứ tư, nước thải chăn nuôi (có thể
lẫn phân hoặc đã được tách phân) được xử lý bằng hầm biogas, sau đó được xử lý tiếp bằng ao/hồ sinh học; và thứ năm, nước thải chăn nuôi được xử lý bằng ổn định kỵ khí, sau đó được xử lý bằng phương pháp lọc sinh học kỵ khí hoặc aeroten, cuối cùng qua hồ thực vật thủy sinh rồi thải ra ngoài (Trần Văn Tựa, 2015).
Mặc dù hầu hết các trang trại được khảo sát đều đã áp dụng một hoặc một vài phương pháp kết hợp để XLNT. Tuy nhiên chất lượng nước thải sau xử lý chưa đạt tiêu chuẩn xả thải. Hiện nay có thể nói ở Việt Nam chưa có quy trình hoàn thiện nào được công bố để XLNT chăn nuôi đạt tiêu chuẩn xả thải loại B theo QCVN 01-79:2011/BNNPTNT. Mô hình XLNT chăn nuôi lợn tại xí nghiệp chăn nuôi Gò Sao, quận 12, thành phố Hồ Chí Minh được xem là đầy đủ và đại diện cho các nghiên cứu XLNT chăn nuôi ở Việt Nam. Hệ thống xử lý gồm bể chứa nước thải dung tích 22,4 m3, sàng tách chất rắn, bể chứa nước để bơm lên bồn cao vị, bồn cao vị dung tích 5 m3 đặt trên bể phân hủy yếm khí có dung tích làm việc 28 m3, bể lọc yếm khí dung tích làm việc 20 m3 và ao thực vật thủy sinh 720 m2. Kết quả thu được cho thấy hiệu suất xử lý COD, BOD5, N-NH4+ và SS của hệ thống đạt được rất cao, lần lượt là 96,7;, 97,4;, 99,4 và 97,9 %, tương ứng nước thải đầu ra có các giá trị 100;, 46,3 mgO2/L;, 2,3 và 46,8 mg/L (Nguyễn Đức Cảnh, 2000). Tuy nhiên, đây chỉ là mô hình thử nghiệm XLNT có công suất 30 m3/ngày, trong tổng số 935 m3/ngày từ 12.000 đầu lợn các loại của Xí nghiệp.
Với lưu lượng 30 m3/ngày cần thể tích ao thực vật thủy sinh 720 m2, nếu muốn xử lý hết tổng số nước thải của cả xí nghiệp sẽ phải cần tới diện tích 2,5 ha, điều này sẽ khó khả thi nếu không tính tới phương án sử dụng mặt nước hiệu quả hơn, ngoài ra còn vấn đề liên quan tới sinh khối bèo phát sinh.
Bên cạnh đó, nhiều công trình XLNT lợn bằng cỏ vetiver và lục bình đã được công bố. Hàm lượng TSS, COD, BOD5, TN và TP trong nước thải chăn nuôi, sau 15 xử lý bằng bèo lục bình tại xóm Đông Yên, xã Tích Lương, thành phố Thái Nguyên, giảm lần lượt tương ứng là 79,05; 68,3; 60,3; 82,7 và 73,2%
(Dương Thị Liên và ncs, 2012). Việc XLNT bằng công nghệ sinh học mà chủ
26
yếu là thực vật bậc cao cụ thể là cỏ vetiver và lục bình đạt được những kết quả tốt nhưng đòi hỏi diện tích đất lớn.
Tháp kỵ khí UASB và máng thực vật thủy sinh cũng đã được thử nghiệm XLNT chăn nuôi lợn. Mô hình UASB được xây dựng với lượng nước thải qua tháp duy trì ở 500 – 700 L/ngày, thời gian lưu nước khoảng 8 - 14 giờ. Máng thực vật thủy sinh được đào chìm dưới đất, lót tấm nhựa PE ở đáy. Bèo tây được thả làm thực vật thủy sinh. Nước thải chăn nuôi sau xử lý bằng tháp kỵ khí UASB và máng trồng bèo tây có pH dao động từ 6,8 - 7,1; COD giảm 80%; NH4+
giảm 70%, PO43- giảm 58 - 65%, TSS < 80 mg/L; NO3- < 15 mg/L; tháp UASB sau khi vận hành ổn định có thể chịu tải lớn (Đặng Xuyến Như và Phạm Hương Sơn, 2005).
Nghiên cứu về khả năng xử lý chất ô nhiễm trong chất thải chăn nuôi bằng hệ thống biogas cho thấy nồng độ chất ô nhiễm trong chất thải chăn nuôi giảm đáng kể sau khi qua hệ thống biogas, đặc biệt là các chỉ tiêu BOD5 và COD trong nước thải, cụ thể: BOD5 trong nước thải ở chuồng lợn nái giảm 75,0 - 80,8%, nước thải ở chuồng lợn thịt giảm 75,89 - 80,36%; COD ở chuồng lợn nái giảm 66,85%, ở chuồng lợn thịt giảm 64,94 - 69,73%. Tuy nhiên, COD sau khi xử lý qua hầm biogas vẫn còn cao hơn nhiều lần so với chỉ tiêu vệ sinh cho phép (Vũ Đình Tôn và ncs, 2008).
Một nghiên cứu khác đã ứng dụng phương pháp sinh học kết hợp lọc dòng bùn ngược để XLNT chăn nuôi. Nghiên cứu này sử dụng công nghệ cải tiến của quá trình BHT trong đó kết hợp 3 quá trình thiếu khí, hiếu khí và lọc sinh học trong một đơn vị XLNT (gọi là Upflow Sludge Blanket filteration- USBF). Mô hình kết hợp 3 giai đoạn trong một quá trình xử lý tạo ra ưu điểm lớn trong việc nâng cao hiệu quả xử lý. Hiệu suất xử lý COD, BOD5, SS, N và P tương ứng đạt khoảng 97;, 80;, 94;, 90 và 85% (Trương Thanh Cảnh, 2010). Đối với XLNT chăn nuôi, các kết quả đạt được như thế là rất cao. Tuy nhiên, điểm hạn chế của phương pháp này là chất lượng nước đầu ra phụ thuộc nhiều vào khả năng lắng của BHT và thời gian lưu trong bể lọc ngược USBF.
Nghiên cứu XLNT chăn nuôi lợn tăng cường sau giai đoạn xử lý biogas bằng phương pháp lọc sinh học nhỏ giọt đã được thực hiện với nguồn nước thải sau biogas tại trang trại chăn nuôi của ông Nguyễn Văn Thanh, xã Đông Hưng, Vĩnh Yên, Vĩnh Phúc bằng công nghệ thiếu khí - lọc sinh học nhỏ giọt - hồ sinh học. Nghiên cứu được thực hiện với lưu lượng 0,2 m3/giờ, thời gian lưu nước tại bể thiếu khí là 4 giờ, tại hồ sinh học là 10 ngày, diện tích bể lọc sinh học nhỏ giọt 1m2. Chất lượng nước thải chứa TSS, COD, BOD5, NH4+, TN và TP tương ứng đầu vào và đầu ra lần lượt là 1228;, 1195;, 534;, 405;, 518 và 67 mg/L và 123;
239; 117; 117; 186 và 22 mg/L, tương ứng với hiệu suất xử lý lần lượt là 90; 80;
78; 71; 64 và 66 % (Nguyễn Hoài Châu và Trần Mạnh Hải, 2010). Kết quả thu được chưa đáp ứng tiêu chuẩn xả thải đối với nguồn nước thải này.
Một nghiên cứu khác ứng dụng công nghệ SBR để XLNT chăn nuôi lợn cũng đã đạt được hiệu suất xử lý COD khá cao. Khi tỷ lệ C:N thấp trong khoảng 1 – 2, tương ứng tải lượng bùn trong khoảng 0,3 – 0,6 kg N/kg MLSS/ngày, hiệu suất xử lý TN rất thấp 20 – 40% vì không đủ cơ chất cho quá trình khử nitrat. Tỷ lệ C:N trong khoảng 3 – 5, tải lượng bùn trong khoảng 0,55 – 1 kg N/kg MLSS/ngày, hiệu suất xử lý TN đạt tương đối cao và ổn định trong khoảng 75 – 85% (Đặng Thị Hồng Phương và ncs, 2012).
Nhìn chung, trong những năm qua, ở Việt Nam đã có một số nghiên cứu và một số mô hình xử lý chất thải chăn nuôi được triển khai. Tuy mức độ thành công của mỗi mô hình là khác nhau nhưng đã góp phần giảm thiểu ô nhiễm. Mặc dù, các phương pháp xử lý chất thải chăn nuôi được áp dụng hiện nay đều dựa trên các công nghệ đã được áp dụng thành công trên thế giới nhưng để phù hợp với thực tiễn Việt Nam vẫn còn gặp không ít khó khăn do quy mô chăn nuôi đa dạng, vốn đầu tư và chi phí vận hành thấp, trình độ và hiểu biết của người chăn nuôi chưa đáp ứng nhu cầu.
Chính vì vậy có thể thấy rằng ở nước ta, một thực trạng là vấn đề xử lý nguồn nước thải ô nhiễm này thường bị bỏ qua hoặc bằng các biện pháp đơn lẻ, không hiệu quả. Nhìn chung, mô hình XLNT chăn nuôi hiện nay tại nước ta mới
28
chỉ làm giảm tải trọng ô nhiễm chứ chưa đạt được các tiêu chuẩn thải theo quy chuẩn xả thải của ngành chăn nuôi.