3.3.1. Lượng chất thải rắn, nước thải trong chăn nuôi lợn tại một số trang trại trên địa bàn TP. Thái Nguyên
Bảng 3.4. Khối lƣợng chất thải rắn và nƣớc thải bình quân hàng ngày của các trang trại chăn nuôi lợn ở Thái Nguyên
(Kết quả điều tra nông hộ - Số mẫu điều tra n = 35)
Loại thải Đơn vị tính Lƣợng thải Tổng số/cho 1 trang trại Lợn nái + đực Lợn thịt
Chất thải rắn kg/ngày 42 - 50 60 - 100 102 - 150 Nƣớc thải m3/ngày 1,4 – 4,5 2,2 – 14,0 3,6 – 18,5
(Nguồn: Kết quả điều tra nông hộ, 2011)
Chất thải rắn trong chăn nuôi lợn bao gồm chủ yếu là phân, chất độn chuồng, thức ăn thừa… hàng ngày. Kết quả kiểm tra khảo sát cho thấy một số các cơ sở chăn nuôi lợn đều có khu vực thu gom chất thải rắn bố trí ở cuối trại, tuy nhiên có một số cơ sở chƣa có mái che và tƣờng bao khu vực thu gom nên khi mƣa chất thải chảy tràn gây ô nhiễm khu vực xung quanh. Đối với phƣơng thức nuôi lợn trên sàn bê tông, phía dƣới là hầm đồng thời là kênh thoát nƣớc nên không thu đƣợc chất thải rắn, toàn bộ chất thải bao gồm phân, nƣớc tiểu, nƣớc rửa chuồng và tắm cho lợn bị hòa lẫn và đổ vào hầm biogas.
Chất thải lỏng trong chăn nuôi lợn bao gồm nƣớc tiểu, nƣớc rửa chuồng, máng ăn, máng uống và nƣớc tắm cho lợn hàng ngày. Hầu hết nƣớc sử dụng cho lợn là nƣớc giếng khoan.
Lƣợng nƣớc thải trong các trang trại biến động rất lớn thƣờng từ 3,6 – 18,5 m3/ngày. Sự biến động này là do sự biến động về số lƣợng lợn trong các trang trại
và phƣơng pháp làm vệ sinh của mỗi trại. Thƣờng những trại thu gom chất thải rắn hàng ngày thì giảm đáng kể lƣợng nƣớc thải do cần ít nƣớc rửa chuồng và tắm cho lợn. Bên cạnh đó thì yếu tố khí hậu cũng ảnh hƣởng đến lƣợng nƣớc thải, thƣờng thì mùa đông lƣợng nƣớc thải ít hơn.
3.3.2. Các biện pháp quản lý chất thải chăn nuôi lợn đang được áp dụng tại các trang trại TP. Thái Nguyên
Hiện nay, việc xử lý chất thải chăn nuôi ở các trang trại còn khá khó khăn. Theo quy định của Nhà nƣớc hiện nay, bất kì trang trại nào muốn đƣợc hoạt động đều phải xây dựng hệ thống xử lý chất thải hoàn chỉnh, trong đó chủ yếu là xây dựng hầm ủ biogas. Tuy nhiên, việc xây dựng hệ thống xử lý bằng hệ thống biogas là khá tốn kém, tuỳ vào quy mô của từng trang trại mà lƣợng thải ra từ hoạt động chăn nuôi là khác nhau mà xây dựng hệ thống biogas có kích cỡ khác nhau. Một số trang trại đã có những đầu tƣ thoả đáng vào việc xây dựng hầm ủ biogas, song họ lại coi đó là việc bắt buộc phải làm, khi đi vào hoạt động, các trại này chỉ cho một phần lƣợng chất thải qua hệ thống xử lý, phần còn lại đổ thẳng trực tiếp ra sông, hồ, ao gần các trang trại. Ngoài ra cũng có một số trang trại do số lƣợng lợn nuôi tăng lên, lƣợng thải vƣợt ngƣỡng cho phép đối với hệ thống biogas đã xây dựng nên những lƣợng chất thải này cũng đƣợc xả trực tiếp ra ngoài môi trƣờng.
3.3.2.1. Hiện trạng xử lý chất thải rắn
Chất thải rắn bao gồm chủ yếu là phân, chất độn chuồng, thức ăn thừa và đôi khi là xác gia súc chết.
Qua điều tra thực tiễn, phƣơng pháp xử lý chất thải của các trang trại chăn nuôi lợn tại TP. Thái Nguyên nhƣ sau:
Bảng 3.5. Tình hình ứng dụng các phƣơng pháp xử lý chất thải tại các trang trại ở TP. Thái Nguyên năm 2011
Phƣơng pháp xử lí chất thải chăn nuôi Số trang trại Tỉ lệ (%)
Qua hầm ủ biogas 19 54,2 Thu gom phân riêng 3 8,6
Qua bể lắng 8 25,7
Xả trực tiếp 3 8,6
Xử lý bằng thực vật thủy sinh 2 2,9
Tổng 35 100
Theo kết quả điều tra tình hình ứng dụng các phƣơng pháp xử lý chất thải rắn tại các trang trại ở TP. Thái Nguyên ta thấy chỉ có 54,2% số trang trại sử dụng bể Biogas cho xử lý chất thải chăn nuôi; 25,7% trang trại ứng dụng phƣơng pháp qua bể lắng; 8,6% trang trại có biện pháp thu gom phân riêng và 2,9% trang trại xử lý chất thải chăn nuôi bằng thực vật thủy sinh; đặc biệt có đến 8,6% trang trại xả trực tiếp chất thải ra ngoài môi trƣờng. Nhƣ vậy nhìn chung các chủ trang trại đã có những nhận thức đúng đắn về khả năng xử lý nƣớc thải nhƣng các hệ thống xử lý hiện nay vẫn chƣa thực sự đáp ứng đƣợc.
Qua hầm ủ biogas 54.2 Xử lý bằng thực vật thủy sinh 2.9 Xả trực tiếp 8.6 Qua bể lắng 25.7
Thu gom phân riêng 8.6
Qua hầm ủ biogas Thu gom phân riêng Qua bể lắng Xả trực tiếp Xử lý bằng thực vật thủy sinh
Hình 3.2. Tỷ lệ ứng dụng các phương pháp xử lý chất thải tại các trang trại ở TP. Thái Nguyên năm 2011
Việc xử lý phân bằng hầm chứa Biogas chủ yếu dùng để tận dụng làm khí đốt và quản lý đƣợc chất thải. Đối với phƣơng thức nuôi lợn trên sàn bê tông, phía dƣới là hầm thu gom thì không thu đƣợc chất thải rắn. Toàn bộ chất thải bao gồm phân, nƣớc tiểu, nƣớc rửa chuồng đƣợc hòa lẫn và dẫn vào bể Biogas. Một số trang trại có sử dụng phƣơng pháp lắng tuần hoàn nƣớc cho việc rửa chuồng trại, sử dụng phân ủ compost nhờ chế phẩm EM tạo phân bón cho cây trồng hoặc thu gom phân riêng đóng bao để bán phân tƣơi hoặc xả trực tiếp ra môi trƣờng...
3.3.2.2. Xử lý chất thải lỏng Tƣới cây, 15% Thải ra ao cá, 20% Thải ra môi trƣờng, 40% Bioga, 25% Tƣới cây Thải ra ao cá Thải ra môi trƣờng Bioga
Hình 3.3. Mục đích sử dụng nước thải chăn nuôi lợn của các trang trại tại TP. Thái Nguyên
Nƣớc thải của các cơ sở chăn nuôi lợn bao gồm nƣớc tiểu, nƣớc rửa chuồng, máng ăn, máng uống và nƣớc tắm rửa cho lợn. Nói chung việc quản lý chất thải chăn nuôi lợn đang gặp nhiều khó khăn. Kết quả điều tra phỏng vấn tại các trang trại cho thấy: nƣớc thải chăn nuôi lợn chỉ có khoảng 25% vào hầm ủ bioga vì dung tích không đủ chứa, 20% số trang trại cho thải trực tiếp vào áo cá, 15% số hộ dùng nƣớc thải để tƣới cây và đặc biệt có đến 40% số hộ xả nƣớc thải trực tiếp ra ngoài môi trƣờng, điều này đã ảnh hƣởng rất lớn đến môi trƣờng khu vực xung quanh trang trại.
Bảng 3.6. Phƣơng pháp xử lý và sử dụng chất thải lỏng tại các trang trại ở TP. Thái Nguyên
Hệ thống
Chất thải lỏng đƣợc xử lý Chất thải lỏng chƣa đƣợc xử lý Qua bể Biogas Qua ao lắng Vào ao cá Ra môi trƣờng
% m3/ngày % m3/ngày % m3/ngày % m3/ngày
VAC 42,5 3 - 6 11,2 5 - 8 63,75 5 – 6,5 11,25 2 – 4,5 AC 24,39 4 – 5 - - 75,60 6 – 10 12,19 5 – 7 VC 64,70 3 – 5 - - - - 57,14 4 – 8 C 73,68 4 – 6 - - - - 63,15 3,5 – 8
(Nguồn: Kết quả điều tra nông hộ, 2011)
Với các hệ thống khác nhau ở các trang trại thì việc áp dụng các biện pháp xử lý nƣớc thải rất khác nhau:
- Ở hệ thống VAC: Các trang trại có xử lý nƣớc thải thì cũng chỉ khoảng 42,5% nƣớc thải là đƣợc đƣa vào bể bioga, 11,2% qua ao lắng còn lại thì do dung tích của bể và ao nhỏ nên nƣớc thải thƣờng chảy tràn ra vƣờn hoặc xuống ao. Còn các hộ không có xử lý thì khoảng 64% lƣợng nƣớc thải đƣợc đƣa trực tiếp vào ao cá, khoảng 11% xả trực tiếp ra môi trƣờng, còn lại là dùng để tƣới cây (khoảng 25% lƣợng thải)
- Ở hệ thống AC: Nƣớc thải lỏng đƣợc đƣa vào hầm ủ bioga chỉ khoảng 24% (với các hộ có hệ thống xử lý). Với những trang trại không tiến hành xử lý nƣớc thải thì 75% lƣợng nƣớc thải thải ra ao cá và 11,29% xả trực tiếp ra ngoài môi trƣờng.
- Ở hệ thống VC và C: Với các hộ có hệ thống xử lý, lƣợng nƣớc thải qua hầm bioga rất cao khoảng 65 - 73%. Nhƣng với những hộ không có hệ thống xử lý thì có đến khoảng 60% nƣớc thải xả trực tiếp ra môi trƣờng.
Vấn đề nƣớc thải của các trang trại chăn nuôi trên đại bàn thành phố đang rất đáng lo ngại, chỉ có khoảng 25% nƣớc thải của các trang trại này đƣợc xử lý bằng hầm ủ Biogas, nhƣng chất lƣợng hầm ủ kém, công suất nhỏ nên nƣớc thải ra môi trƣởng vẫn có thể gây ô nhiễm. Có thể kể đến một số trang trại nhƣ: TT Hùng Chi (xã Lƣơng Sơn), TT của ông Ngô Văn Ban và bà Nguyễn Thị Sửu (xã Tân Cƣơng), TT của ông Chu Ngọc Hùng (xã Thịnh Đán)… là những trang trại quy mô với số đầu lợn lớn và điển hình nhất ở TP. Thái Nguyên. Các trang trại này đã có sử dụng một số biện pháp xử lý chất thải của hoạt động chăn nuôi (nhƣ ở TT Hùng Chi có hệ thống xử lý nƣớc thải gồm bể lắng, bể lọc, hầm Biogas;... ), tuy nhiên do lƣợng chất thải là khá lớn nên các chất ô nhiễm chỉ xử lý đƣợc một phần nhỏ. Điều đó gây ảnh hƣởng đến môi trƣờng sống, về mặt thời gian thì sự ảnh hƣởng này ngày càng lớn và trở nên nghiêm trọng. Nhu cầu sử dụng chất thải chăn nuôi lợn trong nông nghiệp còn rất thấp. Vì vậy cần có nhiều biện pháp tích cực kết hợp để giải quyết vấn đề quản lý và khắc phục sự ô nhiễm môi trƣờng do một lƣợng lớn chất thải chăn nuôi gây ra.
3.3.3. Thực trạng ô nhiễm nước thải chăn nuôi lợn của một số trang trại tại TP. Thái Nguyên
hành lấy mẫu nƣớc thải ở một số trang trại với các hình thức xử lý khác nhau. Kết quả cho thấy:
Bảng 3.7. Kết quả phân tích nƣớc thải theo các hình thức xử lý chất thải chăn nuôi đang áp dụng tại các trang trại ở TP. Thái Nguyên
Chỉ tiêu theo dõi Đơn vị tính QCVN 01- 79:2011/BNN - PTNT
Hàm lƣợng trong nƣớc thải của các hình thức xử lý
Biogas Thu gom phân riêng Xử lý bằng thực vật Qua bể lắng Xả trực tiếp cùng với phân pH 5,5 - 9 8,16 7,55 7,64 7,17 8,21 Nitơ tổng số mg/l 15 – 30 69,47 256,17 88,41 148,3 347,52 P tổng số mg/l 4 - 6 9,95 17,42 8,67 15,21 22,78 COD mg/l 50 - 100 213,40 731 165 519,0 2674,0 DO mg/l 4 - 8 3,17 3,41 3,16 4,08 3,78 BOD5 mg/l 30 – 50 59,20 293,41 218,63 201,1 1059,0 Pb mg/l 0,1 – 0,5 0,437 0,786 0,035 0,801 0,689 Cd mg/l 0,005 - 0,01 0,009 0 0,008 0,01 0,014 As mg/l 0,05 – 0,1 0,102 0,254 0,073 0,022 0,104
Kết quả trên cho thấy nƣớc thải chứa hàm lƣợng cao các chất ô nhiễm đặc trƣng của nƣớc thải chăn nuôi (COD, BOD5, N tổng số, P tổng số) so với tiêu chuẩn cho phép của ngành QCVN 01-79:2011/BNN-PTNT. Hàm lƣợng các chất trong nƣớc thải rất khác nhau.
- Nƣớc thải chăn nuôi đƣợc xả trực tiếp cùng với phân ra ngoài môi trƣờng có hàm lƣợng các chất ô nhiễm nhiều nhất (N tổng số, P tổng số, COD, BOD5, Pb, Cd, As) so với các hình thức xử lý khác
Hàm lƣợng COD vƣợt tiêu chuẩn cho phép của ngành QCVN 01- 79:2011/BNN-PTNT cao nhất là 26,7 – 53,5 lần; N tổng số cao hơn TCCP 11,6 – 23,2 lần; P tổng số cao hơn TCCP 3,8 – 5,7 lần; BOD5 cao hơn TCCP 21,18 – 35,3 lần; Pb cao hơn TCCP 1,4 – 6,9 lần; Cd cao hơn TCCP 1,4 – 2,8 lần; As cao hơn TCCP 1,04 – 2,08 lần.
một số chỉ tiêu, tuy vậy hàm lƣợng các chất ô nhiễm vẫn cao hơn QCVN.
- Nƣớc thải đƣợc trữ qua bể lắng cũng có hàm lƣợng các chất ô nhiễm thấp nhƣng vẫn chƣa đạt tiêu chuẩn quy định.
- Hình thức xử lý nƣớc thải chăn nuôi bằng thực vật có hàm lƣợng các chất bị ô nhiễm thấp nhất (N tổng số, P tổng số, COD, BOD). Hàm lƣợng N tổng số cao hơn TCCP QCVN 01-79:2011/BNN-PTNT là 2,9 – 5,9 lần; P tổng số cao hơn TCCP 1,4 – 2,2 lần; COD cao hơn TCCP 1,65 – 3,3 lần; BOD5 cao hơn TCCP 4,4 – 7,3 lần.
3.4. Nghiên cứu sử dụng Bèo tây xử lý nƣớc thải chăn nuôi lợn tại Thái Nguyên
Từ việc đánh giá hiện trạng và kiểm tra hàm lƣợng các thông số ô nhiễm trong nƣớc thải từ các trang trại, chúng tôi tiến hành bố trí thí nghiệm trên cơ sở sử dụng kết hợp phƣơng pháp hiện đang đƣợc áp dụng tại các trang trại ở Thái Nguyên, đó là kết hợp giữa xử lý biogas hoặc bể lắng với thực vật thủy sinh (bèo lục bình). Sau khi tiến hành đã thu đƣợc kết quả khả quan.
3.4.1. Hiệu quả xử lý của Bèo tây khi nuôi trồng trong nước thải chăn nuôi
Bảng 3.8. Hiệu quả làm sạch của Bèo tây với nƣớc thải chăn nuôi chƣa đƣợc xử lý
Thí nghiệm: Bèo tây + Chất thải Lỏng (Chất thải rắn + Nước thải)
Chỉ tiêu theo dõi
QCVN 01- 79:2011/BNN -
PTNT
Kết quả phân tích nƣớc thải Chƣa xử lý
Nƣớc thải + Bèo tây Sau 10 ngày Sau 20 ngày Sau 30 ngày pH 5,5 - 9 8,21 7,54 7,58 7,08 N tổng số (mg/l) 15 – 30 347,52 269,0 146,0 160,17 P tổng số (mg/l) 4 - 6 22,78 15,0 12,0 14,0 COD (mg/l) 50 - 100 2674,0 364,4 338,3 487,2 DO (mg/l) 4 - 8 3,78 4,46 3,99 3,12 BOD5 (mg/l) 30 – 50 1059,0 341,4 271,5 208,2 Pb (mg/l) 0,1 – 0,5 0,689 0,217 0,176 0,128 Cd (mg/l) 0,005 - 0,01 0,014 0,01 0,008 0,009 As (mg/l) 0,05 – 0,1 0,104 0,022 0,015 0,012
Kết quả phân tích trên, nƣớc thải khi chƣa xử lý có hàm lƣợng N tổng số, P tổng số, COD, BOD5, Pb, Cd, As cao hơn tiêu chuẩn cho phép. Sau khi sử dụng bèo tây để xử lý thì hàm lƣợng các chỉ tiêu này đều giảm. Song hàm lƣợng N tổng số, P tổng số, COD, BOD5 vẫn vƣợt tiêu chuẩn cho phép của ngành QCVN 01- 79:2011/BNN – PTNT.
* N tổng số, P tổng số:
- Khi chƣa xử lý:
+ Hàm lƣợng N tổng số vƣợt TCCP 11,6 – 23,2 lần. + P tổng số vƣợt TCCP 3,8 – 5,7 lần.
- Sau 30 ngày sử dụng bèo tây để xử lý:
+ N tổng số giảm xuống nhƣng vẫn cao hơn TCCP 5,4 – 10,7 lần. + P tổng số đã giảm nhƣng cao hơn TCCP 2,3 – 3,5 lần
Sau 30 ngày xử lý hàm lƣợng N tổng số, P tổng số tăng lên so với sau 20 ngày xử lý. Nguyên nhân do 1 số cá thể bèo bị chết nên làm tăng hàm lƣợng N tổng số, P tổng số trong nƣớc thải nhƣng hàm lƣợng này vẫn giảm đi rất nhiều so với khi không dùng bèo tây xử lý.
* COD:
Sau 30 ngày dùng bèo tây xử lý, hàm lƣợng COD giảm rất nhiều song vẫn cao hơn TCCP là 4,9 – 9,7 lần. Sau 30 ngày hàm lƣợng COD tăng hơn so với 20 ngày do trong nƣớc thải khi này có nhiều chất hữu cơ khiến cho COD tăng hơn có với 20 ngày.
* BOD5:
Sau khi dùng bèo tây xử lý nƣớc thải, hàm lƣợng này giảm dần. Ban đầu hàm lƣợng BOD5 trong nƣớc thải cao hơn TCCP 21,2 – 35,3 lần. Sau 30 ngày xử lý bằng bèo tây, hàm lƣợng này giảm xuống, cao hơn TCCP 4,2 – 6,9 lần.
* Kim loại Pb, Cd, As:
Trƣớc khi xử lý, hàm lƣợng các kim loại này trong nƣớc thải đều cao hơn tiêu chuẩn ngành QCVN 01-79:2011/BNN – PTNT. Nhƣng sau 30 ngày dùng bèo tây, hàm lƣợng Cd giảm và nằm trong giới hạn cho phép, hàm lƣợng Pb, As vẫn ở mức ô nhiễm.
Nhƣ vậy, dùng bèo tây xử lý nƣớc thải chăn nuôi đã có hiệu quả nhất định nhƣng do mức độ ô nhiễm của nƣớc thải khá cao nên sau 30 ngày xử lý bằng bèo tây hầu nhƣ các chỉ tiêu vẫn chƣa đạt mức an toàn, bên cạnh đó tỷ lệ Bèo tây chết khá cao do chất thải chứa cả phân và nƣớc thải nên nồng độ chất ô nhiễm nhất là ô nhiễm hữu cơ lớn làm hạn chế khả năng hô hấp của rễ bèo ảnh hƣởng đến sinh trƣởng.