SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG TRUNG TÂM TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG VÀ TƯ VẤN
CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ BÁO CÁO TÓM TẮT
Đề tài: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC CHĂN NUÔI
SAU XỬ LÝ BIOGAS TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ
ĐÀ NẴNG
Chủ nhiệm đề tài: ThS. Nguyễn Thị Mỹ Linh
Đà Nẵng, tháng 12 năm 2018
TRUNG TÂM TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG VÀ TƯ VẤN
CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ
BÁO CÁO TÓM TẮT
Tên đề tài: Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi sau xử lý biogas trên địa bàn thành phố Đà Nẵng
Cơ quan chủ trì: Trung tâm Tiết kiệm năng lượng và Tư vấn chuyển giao công nghệ Đà Nẵng
Chủ nhiệm đề tài:ThS Nguyễn Thị Mỹ Linh
Phó chủ nhiệm đề tài:ThS Phạm Văn Thọ
Thư ký đề tài:KS. Lê Ngọc Vương
Thời gian thực hiện:14 tháng (từ tháng 8/2017-11/2018)
Kinh phí đầu tư: 97.966.600 đồng
Cá nhân phối hợp nghiên cứu:
Trần Quốc Vương
Huỳnh Hoài Nam
Hoàng Trung Hưng
Nguyễn Kinh Diễm Thuý
Đà Nẵng, tháng 12 năm 2018
1
MỞ ĐẦU
Thành phố Đà Nẵng là trung tâm kinh tế, văn hóa xã hội của khu vực miền Trung và Tây nguyên. Mặc dù hiện nay, tốc độ đô thị hóa đang diễn ra nhanh chóng, nhưng sản xuất nông nghiệp vẫn là ngành kinh tế quan trọng đóng góp không nhỏ vào cơ cấu phát triển kinh tế, xã hội của thành phố Đà Nẵng. Theo Quy hoạch tổng thể phát triển ngành Nông nghiệp và Phát triển nông thôn thành phố Đà Nẵng đến năm 2020 ban hành theo quyết định số 8919/QĐ-UBND ngày 18/11/2010 của UBND thành phố Đà Nẵng đã xác định “tập trung phát triển chăn nuôi chủ yếu tại huyện Hòa Vang, riêng đối với các quận khác như Cẩm Lệ, Liên Chiểu, Ngũ Hành Sơn không khuyến khích phát triển và đến 2015 chấm dứt hẳn chăn nuôi tại khu vực này” Qua đó, có thể nhận thấy rằng, chăn nuôi đang và sẽ là ngành kinh tế quan trọng của huyện Hòa Vang nói riêng và thành phố Đà Nẵng nói chung. Hiện nay, chăn nuôi gia súc gia cầm đang tăng trưởng mạnh mẽ theo hướng hộ gia đình và trang trại, góp phần phát triển kinh tế địa phương và xoá đói giảm nghèo. Song song với phát triển chăn nuôi, việc xử lý chất thải phát sinh từ quá trình chăn nuôi cũng được bà con và chính quyền địa phương các cấp rất quan tâm.
Theo số liệu thu thập hiện nay trên địa bàn Hoà Vang một số các trang trại đã đầu tư hệ thống hầm biogas (bằng bạt HDPE hoặc hầm gạch kiểu KT1 & KT2), một số chưa được đầu tư. Riêng đối với các hộ dân bằng nhiều nguồn hỗ trợ khác nhau đã xử lý chất thải chăn nuôi heo bằng biện pháp sử dụng các hầm biogas xây gạch theo kiểu KT hoặc bồn biogas bằng vật liệu composite để lên men kỵ khí chất thải chăn nuôi, thu hồi khí sinh học với số lượng hầm biogas khoảng 382 hầm/532 hộ chăn nuôi. Hiệu quả tích cực về mặt môi trường của các loại thiết bị khí sinh học này là không thể phủ nhận. Tuy nhiên, các thiết bị khí sinh học chưa phải là hệ thống xử lý cuối cùng để đảm bảo điều kiện thải ra môi trờng, dịch thải sau biogas vẫn còn mùi hôi, chứa nhiều chất ô nhiễm vượt ngưỡng cho phép nhiều lần và xả
2
thải trực tiếp ra môi trường xung quanh khu vực chăn nuôi, gây mất vệ sinh môi trường, suy giảm chất lượng đất, chất lượng nước và ảnh hưởng đến sức khỏe con người.
Từ thực tế đó, chúng tôi đề xuất thực hiện đề tài “Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi sau biogas quy mô hộ gia đình trên địa bàn thành phố Đà Nẵng”, nhằm góp phần giải quyết hiện trạng ô nhiễm do nước thải sau biogas, hướng đến phát triển chăn nuôi theo hướng bền vững.
PHẦN 2. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ PHÂN TÍCH
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài
Hiện nay đã có nhiều nghiên cứu về lĩnh vực xử lý chất thải từ hoạt động chăn nuôi,trong đó bao gồm các nghiên cứu về xử lý nước thải sau biogas, tuy nhiên các nghiên cứu này phần lớn mang tính tổng quát, chưa hướng đến các đối tượng, địa điểm cụ thể. Một số giải pháp đã được nghiên cứu, áp dụng trong việc xử lý chất thải chăn nuôi hiện nay.
- Xử lý chất thải chăn nuôi bằng hầm biogas
- Xử lý chất thải bằng chế phẩm sinh học
- Xử lý chất thải bằng ủ phân hữu cơ (Compost)
- Xử lý bằng công nghệ ép tách phân:
- Xử lý nước thải bằng ô xi hóa
Tại Hòa Vang, phần lớn các trang trại và hộ gia đình đều đã có biện pháp xử lý chất thải chăn nuôi. Tuy nhiên, đối với các trang trại do đã có chế tài về quản lý, đồng thời có nguồn vốn đủ mạnh nên một số hộ thể đầu tư xây dựng hệ thống xử lý chất thải chăn nuôi hoàn chỉnh. Ngược lại đối với các hộ chăn nuôi nhỏ, phần lớn chỉ áp dụng biện pháp xử lý bằng hầm biogas, sau đó thải trực tiếp ra môi trường nên nguy cơ gây tái ô nhiễm đối với nhóm đối tượng này là rất cao. Việc nghiên cứu các giải pháp
3
quản lý, xử lý chất thải chăn nuôi và nước thải sau biogas quy mô hộ gia đình, nhằm giải thiểu nguy cơ tái ô nhiễm, hướng đến phát triển chăn nuôi bền vững hầu như chưa có một đơn vị, tổ chức hay cá nhân nào thực hiện một cách triệt để.
1.2. Tổng quan về điều kiện kinh tế - xã hội thành phố Đà Nẵng và huyện Hoà Vang
1.2.1. Đặc điểm địa hình
1.2.2. Đặc điểm khí hậu
1.2.3. Điều kiện kinh tế xã hội
1.2.4. Định hướng phát triển tổng thể ngành nông nghiệp và
phát triển nông thôn
CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU
2.1. Nội dung nghiên cứu
2.1.1. Nội dung 1: Nghiên cứu hiện trạng các mô hình chăn nuôi và biện pháp xử lý nước thải chăn nuôi đang được áp dụng trên địa bàn thành phố Đà Nẵng (trang trại và hộ gia đình)
- Lập biểu mẫu khảo sát: 02 biểu mẫu cho 02 đối tượng là
hộ chăn nuôi và trang trại:
- Khảo sát đánh giá hiện trạng các mô hình chăn nuôi và biện pháp xử lý chất thải chăn nuôi tại các trang trại, hộ chăn nuôi trên địa bàn huyện Hòa Vang. Số hộ chăn nuôi quy mô gia đình được điều tra: 140 hộ; số trang trại được điều tra: 10 trang trại
- Lấy và phân tích mẫu nước thải tại một số trang trại, hộ
chăn nuôi:
- Cập nhật xử lý số liệu khảo sát, đo đạc.
- Lập báo cáo “Đánh giá hiện trạng các mô hình chăn nuôi, xử lý chất thải chăn nuôi và hiệu quả xử lý chất thải chăn nuôi
4
bằng các loại hầm biogas tại các hộ gia đình trên địa bàn thành phố Đà Nẵng”
2.1.2. Nội dung 2: Đề xuất giải pháp xử lý nước thải chăn nuôi nói chung phù hợp với các mô hình chăn nuôi thực tế tại địa bàn thành phố Đà Nẵng và nghiên cứu biện pháp xử lý nước thải sau biogas quy mô hộ gia đình.
2.1.3. Nội dung 3: Xây dựng thực nghiệm mô hình xử lý nước thải sau biogas quy mô hộ gia đình.
Thực hiện xây dựng 01 mô hình xử lý nước thải chăn nuôi sau biogas công suất 2m3 bằng bể lắng kết hợp với công trình đất ướt:
- Tính toán thiết kế bản vẽ hệ thống xử lý nước thải sau hầm biogas: Áp dụng công thức tính toán bãi lọc ngập nước bề mặt xử lý nước thải dựa trên TCVN 7957:2008- Thoát nước- Mạng lưới bên ngoài – Tiêu chuẩn thiết kế.[4]
- Vận hành, lấy mẫu phân tích và đánh giá hiệu quả xử lý
của mô hình:
2.2.Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp thu thập số liệu tổng hợp số liệu thứ cấp
2.2.2. Phương pháp khảo sát thu thập số liệu sơ cấp
2.2.3. Phương pháp lấy mẫu ngoài hiện trường và đo đạc phân tích trong phòng thử nghiệm
2.2.4. Phương pháp so sánh
2.2.5. Phương pháp mô hình thực nghiệm
2.2.6. Phương pháp thống kê và xử lý số liệu
2.2.7. Phương pháp chuyên gia
5
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHÊN CỨU
3.1. Đánh giá hiện trạng xử lý chất thải chăn nuôi và hiệu quả xử lý chất thải chăn nuôi bằng các hầm biogas tại các hộ gia đình trên địabàn thành phố Đà Nẵng
3.1.1. Hiện trạng chăn nuôi tại Đà Nẵng
Số liệu thống kế điều tra, khảo sát tại các quận, huyện của thành phố cho thấy, ngoài một số trang trại, hộ chăn nuôi phân bố rãi rác tại các quận như Cẩm Lệ, Ngũ Hành Sơn, Liên Chiểu, còn lại đều phân bố tại các xã thuộc huyện Hòa Vang.
Liên Chiểu 5%
Ngũ Hành Sơn 2%
Cẩm Lệ 20%
Hòa Vang 73%
Hình 3.1. Tỉ lệ hộ, trang trại chăn nuôi hiện có tại các quận,
huyện Đà Nẵng
3.1.2. Hiện trạng chăn nuôi hiện nay trên địa bàn huyện Hòa Vang
a) Hộ chăn nuôi gia đình:
- Loại vật nuôi phổ biến tại các hộ gia đình hiện nay là heo (chiếm 74,62%), bò, trâu (chiếm 23,80%) , gà (chiếm 1,57%)..Nguyên nhân do lợn là đối tượng vật nuôi truyền thống, cho giá trị kinh tế cao.
- Về phương pháp chăn nuôi: của các hộ gia đình hiện nay vẫn theo phương pháp truyền thống với kiểu chuồng trại hở. Trong tổng số 132 hộ chăn nuôi lợn, chỉ 95 hộ có chuồng trại
6
tương đối kiên cố, có mương thu gom chất thải lỏng (nước rửa chuồng + nước tiểu), còn lại là chuồng trại tạm, không có hệ thống thu gom nước thải (27 hộ), nước thải xả tràn ra khu vực phía sau chuồng trại nên làm mất cảnh quan và vệ sinh môi trường.
- Thức ăn chăn nuôi tại các hộ chủ yếu là thức ăn thừa, ngoài ra có bổ sung thêm cám tổng hợp. Nước phục vụ chăn nuôi hầu hết được lấy từ nước giếng khoan vì tại khu vực chưa có hệ thống cấp nước. Lượng nước sử dụng khoảng 25 – 40 lít/con.ngày.
- Khoảng cách từ chuồng trại của các hộ chăn nuôi đến dân cư xung quanh cũng tương đối nhỏ do điều kiện hạn chế về diện tích.
b) Đối với trang trại chăn nuôi
Các trang trại khảo sát hầu hết đều hoạt động với mục đích chăn nuôi để lấy thịt, không có trang trại nào hoạt động với mục đích bán con giống. Hầu hết các trang trại đều hoạt động nuôi gia công cho Công ty cổ phần chăn nuôi CP Việt Nam, nguồn con giống được cung cấp bởi Công ty cổ phần chăn nuôi CP Việt Nam.
- Kết cấu chuồng trại tại các trang trại gồm 02 dạng: chuồng trại kín, lạnh và chuồng trại hở. Hầu hết, các trang trại đều có kết cấu chuồng trại theo dạng hở chỉ có 02 trang trại có kết cấu chuồng trại kín lạnh.
3.1.3. Hiện trạng phát sinh chất thải chăn nuôi
a) Nước thải chăn nuôi
a1) Đối với hộ chăn nuôi nhỏ, lẻ:
Nước thải chăn nuôi là hỗn hợp bao gồm cả nước tiểu, nước tắm gia súc, rửa chuồng. Nước thải chăn nuôi còn có thể chứa một phần hay toàn bộ lượng phân được gia súc thải ra.
7
- Đối với nước thải chăn nuôi lợn: Lượng nước thải phát sinh trung bình khoảng 30 -40 lít/con.ngày.Tại hầu hết các hộ, lượng nước thải chăn nuôi thường chứa cả lượng phân lợn phát sinh trong ngày do quá trình xịt rửa, vệ sinh chuồng trại cuốn theo.
- Đối với trâu, bò: hầu hết các hộ chăn nuôi bò đều theo hình thức chăn thả, hàng ngày bò sử dụng nguồn nước tự nhiên tại khu vực chăn thả, buổi tối về chuồng hộ gia đình mới bổ sung thêm nước uống. Do chỉ là bổ sung thêm nên các hộ cũng không chú ý đến lượng nước sử dụng. Tuy nhiên, theo một số hộ thì mức tiêu hao khoảng 10 – 15 lít/con/ngày.
- Đối với gà: Theo các hộ có chăn nuôi gà lượng nước sử dụng thực tế cho gà là rất ít, quá trình khảo sát không thu thập được số liệu về nhu cầu sử dụng nước của gà.
a2) Đối với trang trại
Định mức phát sinh nước thải chăn nuôi tại các trang trại thường thấp hơn so với các hộ gia đình chăn nuôi nhỏ lẻ, trung bình 20-30lit/con. Nguyên nhân là do việc tắm rửa, vệ sinh chuồng trại tại các trang trại được thực hiện bài bản và có kiểm soát hơn.
b) Chất thải rắn chăn nuôi
Chất thải rắn chăn nuôi chủ yếu là phân và thức ăn thừa, rơi vãi,… trong đó phân chiếm khối lượng lớn. Nước: là thành phần chiếm tỷ trọng lớn nhất, chiếm 65 – 80% khối lượng của phân [6]
b1) Đối với hộ chăn nuôi nhỏ, lẻ
- Đối với bò: bò được người dân nuôi theo hình thức chăn thả nên chất thải rắn (lượng phân) phát sinh chủ yếu vào ban đêm khi bò ở trong chuồng, còn ban ngày lượng phát sinh chủ yếu ở khu vực chăn thả nên không thu thập được số liệu.
8
- Đối với gà: Số liệu về lượng phân gà phát sinh chỉ thu thập được tại 02 hộ gia đình, với lượng phát sinh khoảng 0,05kg/con/ngày.
- Đối với lợn: Lượng chất thải rắn phát sinh theo kết quả khảo sát khoảng 3 – 4 kg/con/ngày. Hầu hết các hộ được khảo sát đều chăn nuôi lợn thịt và tại thời điểm khảo sát, lợn đang chuẩn bị xuất chuồng nên trọng lượng đạt khoảng 50 – 70kg/con.
b2) Đối với trang trại chăn nuôi
Lượng chất thải rắn phát sinh tại các trang trại
được khảo sát 3 – 4 kg/con/ngày
3.1.4. Hiện trạng thu gom và xử lý chất thải chăn nuôi
a)Hộ chăn nuôi gia đình
Trong tổng số 140 hộ được khảo sát, có 95 hộ sử dụng hầm biogas để xử lý phân + nước thải chăn nuôi (gồm 90 hộ chăn nuôi lợn, 03 hộ chăn nuôi vừa gà, vừa lợn và 02 hộ chăn nuôi gà).
- Đối với 45 hộ còn lại, ngoài 06 hộ chăn nuôi bò hiện nay áp dụng biện pháp ủ phân bò với rơm rạ để bón cây thì 39 hộ còn lại là hộ chăn nuôi lợn, hiện tại chất thải chăn nuôi (gồm phân + nước thải) chưa có biện pháp xử lý, chỉ đưa vào hầm chứa (tự thấm) hoặc thải trực tiếp ra khu vực xung quanh chuồng trại.Ngoài ra có một số hộ chăn nuôi gà quy mô lớn có dùng đệm lót sinh học để xử lý chất thải.
- Loại hầm biogas đang sử dụng hiện nay tại các hộ chăn nuôi là hầm biogas xây gạch kiểu KT (chiếm 79%) và bồn biogas bằng vật liệu composite chế tạo sẳn (chiếm 21%).
9
Bảng 3.1. Kết quả phân tích mẫu nước thải chăn nuôi tại các hộ
gia đình
Coliform pH TSS BOD5 COD N- tổng STT Chỉ tiêu
- mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l
29.103 1 NT 1 6,2 2.130 1.265 1940 390
2 NT 2 6,4 1870 862 1.230 350 35.103
72.103 3 NT 3 6,1 2.690 1.919 2.720 460
23.103 4 NT 4 7,4 1.850 982 1.400 391
24.103 5 NT 5 7,7 1.770 902 1.275 260
75.103 6 NT 6 7,4 2.060 1.321 1.920 387
11.103 7 NT 7 7,5 1.790 947 1.350 370
16.103 8 NT 8 7,7 890 547 800 202
21.103 9 NT 9 7,7 1.080 743 950 190
46.103 10 NT 10 7,6 1.320 734 1.050 210
28.103 11 NT 11 7,6 1.450 756 1.100 224
5.103 150 100 300 150 5,5- 9 Cột B-QCVN 62-MT: 2016/BTNMT
Nhận xét: Từ kết quả phân tích chất lượng nước cho thấy trừ chỉ tiêu pH, tất cả các chỉ tiêu còn lại trong nước thải chăn nuôi đều vượt quá giới hạn cho phép theo QCVN 62- MT/2016/BTNMT nhiều lần.
b) Hiện trạng thu gom và xử lý chất thải chăn nuôi tại
các trang trại
Đối với các trang trại chăn nuôi được khảo sát, mặc dù theo thông tin thu thập ban đầu thì 100% trang trại trên địa bàn huyện Hòa Vang đều đã có hầm biogas, tuy nhiên, thực tế khảo
10
sát cho thấy, trong tổng số 10 trang trại được khảo sát có 05 trang trại chưa có hầm biogas, chất thải chăn nuôi được xử lý sơ bộ bằng hầm lắng trước khi thải ra môi trường. Phân từ các hầm lắng định kỳ được lấy ra bón cho cây trồng trong khu vực.
Bảng 3.2. Kết quả phân tích mẫu nước thải sau hầm lắng của
trang trại
Kết quả QCVN 62-MT: Đơn vị TT Chỉ tiêu 2016/BTNMT NT12 NT13 tính (Cột B)
- 7,7 6,8 pH 1 5,5-9
mg/l 2.730 1575 TSS 2 150
mg/l 938 690 3 100 BOD5
mg/l 1.410 1030 COD 4 300
mg/l 345 310 N tổng 5 150
mg/l 6 Tổng coliform 65 x 103 53x103 5.103
Nhận xét: Từ kết quả phân tích nước thải tại các trang trại, có thể nhận thấy rằng nước thải chăn nuôi tại các trang trại hiện nay vẫn chưa đáp ứng được tiêu chuẩn xả thải theo QCVN 62-MT/2016/BTNMT, đặc biệt là nước thải sau hầm lắng và sau biogas. Theo nhận định là do các nguyên nhân sau:
- Đối với mẫu NT12, lấy sau hầm lắng của trang trại Lê Tiền: Hiện nay, trang trại này có quy mô số lượng heo nuôi tại thời điểm khảo sát là 700 con, lượng nước thải phát sinh 11m3/ngày đêm. Quy trình xử lý nước thải là:
(nước thải + phân)
ra nguồn
hầm chứa
tiếp nhận là ruộng. Với quy trình như vậy chưa đạt yêu cầu về công nghệ xử lý để nước thải đạt quy chuẩn, do đó chất lượng nước đầu ra cao hơn rất nhiều so với QCVN 62-MT/2016/BTNMT.
- NT13: Mẫu nước thải lấy sau hệ thống XLNT có hầm biogas của trang trại Lê Thị Tịch: Hiện nay, trang trại này có quy
11
mô số lượng heo nuôi tại thời điểm khảo sát là 350 con , lượng nước thải phát sinh 6m3/ngày đêm. Quy trình xử lý nước thải là:
hầm biogas hầm tách cặn
hố ga
tưới cho cây
(nước thải + phân) hầm chứa nước sau xử lý trồng
So với quy trình của trang trại Lê Tiền thì trang trại Lê Thị Tịch có đầu tư quy trình xử lý tốt hơn là có hầm biogas và có hầm tách cặn, dó đó chất lượng nước đầu ra có nồng độ chất ô nhiễm thấp hơn trang trại Lê Tiền. Tuy nhiên, quy trình này vẫn chưa đạt yêu cầu về công nghệ xử lý chất thải đạt QCVN 62- MT/2016/BTNMT. Do đó, nước thải sau xử lý vẫn vượt quy chuẩn cho phép.
3.1.5. Tình trạng hoạt động và hiệu quả xử lý của các loại hầm biogas tại các hộ chăn nuôi nhỏ lẻ
+ Đối với hầm biogas xây gạch kiểu KT, các sự cố
thường gặp là hầm không sinh khí, tràn phân sống và bị rạn nứt.
+ Đối với bồn biogas bằng vật liệu composite chế tạo sẳn, sự cố thường gặp nhất là tràn phân sống, nguyên nhân chủ yếu là do hộ gia đình thường nuôi số lượng lợn vượt quá khả năng đáp ứng của bồn hoặc do sử dụng quá nhiều nước trong quá trình vệ sinh chuồng trại, tắm rửa cho lợn
3.1.6. Hiện trạng hạ tầng khu vực
Theo kết quả khảo sát thực tế và thu thập thông tin đối với hiện trạng hạ tầng khu vực bao gồm; giao thông, điện, cấp nước, thu gom, xử lý nước thải, vấn đề còn tồn tại là tại khu vực Hoà Vang đó là chưa có hệ thống thu gom và xử lý nước thải.
3.1.7. Công tác quản lý chất thải môi trường trong chăn nuôi
- Ý thức chấp hành xử lý chất thải bảo vệ môi trường chăn nuôi của một số hộ dân chưa cao, nhất là ở các hộ chăn nuôi nhỏ lẻ.
12
- Do điều kiện thực tế (điều kiện kinh tế, điều kiện mặt bằng) không đảm bảo để đầu tư xây dựng các công trình xử lý hoặc do ý thức của hộ chăn nuôi.
- Các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chăn nuôi theo QCVN 40:2011/BTNMT trước kia và QCVN 62- MT:2016/BTNMT hiện nay đều quá cao so với khả năng thực tế ứng dụng công nghệ xử lý môi trường hiện tại
3.2. Đề xuất giải pháp xử lý chất thải chăn nuôi địa bàn thành phố Đà Nẵng và nghiên cứu biện pháp xử lý nước thải sau biogas quy mô hộ gia đình.
3.2.1. Đề xuất các giải pháp xử lý chất thải chăn nuôi
a) Giải pháp về mặt tổ chức, quản lý
- Cần có chính sách hỗ trợ người dân xây dựng các công
trình, mô hình xử lý chất thải chăn nuôi
- Phổ biến các kỹ thuật xử lý chất thải, hướng dẫn xây dựng quản lý vận hành, khắc phục các sự cố để phát huy hiệu quả hoạt động của các hầm biogas
- Tuyên truyền nâng cao trách nhiệm của người chăn nuôi
trong quản lý môi trường trong chăn nuôi.
b) Giải pháp về kỹ thuật
13
b1) Xây dựng hệ thống thu, gom xử lý nước thải
Nước thải/phân thải
(1)
Xử lý tại từng hộ/trang trại
chăn nuôi
Hệ thống thu gom nước thải từ
các khu vực
(2)
Hệ thống xử lý nước thải tập
trung của khu vực
Nguồn tiếp nhận
Hình 3.2. Sơ đồ hệ thống thu gom nước thải
(1): Hộ chăn nuôi/trang trại đầu tư
(2): Chính quyền đầu tư
b2) Xử lý chất thải chăn nuôi tại các hộ gia đình và trang
trại
* Đối với hộ gia đình: Theo kết quả khảo sát, hiện nay chất thải chăn nuôi phát sinh tại các hộ gia đình gồm phân và nước thải chăn nuôi. Hai loại chất thải này hiện nay hầu hết được thu gom chung thông qua việc quét dọn, vệ sinh chuồng trại. Hiện nay, các hộ chăn nuôi heo tại Hoà Vang nói chung và Đà Nẵng nói riêng cơ bản đã được xử lý sơ bộ bằng các hầm lắng và
14
xử lý biogas, nên giải pháp đề xuất sẽ đi theo hướng đề xuất phù hợp với hiện trạng thực tế tại các chăn nuôi và đảm bảo về mặt môi trường. Các giải pháp đề xuất áp dụng như sau:
Phân bò, heo/phân gà
Đun nấu
Đệm lót sinh học
Hầm biogas
Khí biogas
ủ phân compost
Nước thải sau biogas
Bón cho cây
Sau thời gian sử
dụng 6-tháng
trồng
Bón cho cây trồng
Tiếp tục xử lý (*)
Hình 3.3. Sơ đồ các biện đề xuất xử lý chất thải chăn nuôi tại các hộ gia đình
b3) Đề xuất giải pháp xử lý chất thải chăn nuôi quy mô trang trại: Dưới đây là một số giải pháp xử lý nước thải chung để xử lý nước thải cho các trang trại:
15
Nước thải/ vệ sinh chuồng trại
Bán/bón cây
Nước thải
Máy ép tách phân
Phân thải Biogas Khí thải Sử dụng đun nấu
Quy trình
Quy trình 3
Quy trình 1
2
Bể lắng cặn Bể lắng cặn Bể lắng cặn
Hồ sinh học Bể Aerotank Bể UASB
Bãi lọc đất Bể lắng bùn
Bể Aerotank
Ao nuôi cá
ướt
Ao nuôi cá
Bể lắng bùn Bãi lọc đất ướt
Ao nuôi cá Tưới cây trồng Nguồn tiếp nhận
Hồ sinh học Tưới cây trồng Nguồn tiếp nhận
Tưới cây trồng Nguồn tiếp nhận
Hình 3.4. Sơ đồ các quy trình đề xuất xử lý chất thải chăn nuôi
tại các trang trại
16
3.2.2. Đề xuất các giải pháp xử lý nước thải sau biogas quy mô hộ gia đình
a) Cơ sở tính toán
Công nghệ được lựa chọn phải thỏa mãn được các yếu tố sau: Lưu lượng nước thải nhỏ, khoảng 1 – 3m3/ngđ; Chi phí xây dựng, lắp đặt, vận hành thấp, vận hành đơn giản; Có khả năng nhân rộng qui mô hộ gia đình. Giảm thiểu nồng độ các chất ô nhiễm đặc trưng trong nước thải sau biogas ≥50%. Nước thải sau cùng được sử dụng cho trồng trọt trong nông nghiệp.
b) Các quy trình công nghệ được đề xuất để xử lý nước
thải sau biogas
NƯỚC THẢI SAU
Quy trình 3
Quy trình 4
Quy trình 2
Quy trình 1
BIOGAS
Cấp khí
Mương oxy Hồ sinh học Bể lắng sơ bộ 1 hóa 1
Cấp khí
Cấp khí
Hồ sinh học Cấp khí
Công trình đất Aeroten Aeroten Hồ sinh
ướt SBR SBR học
Mương chứa đầu Hồ sinh học Hồ sinh học Đất ướt
- Nước tưới cây - Nguồn tiếp nhận
- Nước tưới cây - Nguồn tiếp nhận
- Nước tưới cây - Nguồn tiếp nhận
- Nước tưới cây - Nguồn tiếp nhận
ra 2 2
Hình 3.5. Quy trình đề xuất để xử lý nước thải sau biogas hộ
Trên cơ sở phân tích công nghệ xử lý, quy trình vân hành, chi phí đầu tư, yêu cầu chất lượng nước sau xử lý cho thấy quy trình 1 thoả mãn được các tiêu chí đặt ra như:chi phí xây dựng thấp, vận hành đơn giản, ít tốn kém, phù hợp với khả năng
17
của hộ gia đình mặc dù hiệu quả xử lý không cao như các phương án khác.
d) Một số các giải pháp khác để xử lý nước thải sau
biogas quy mô hộ gia đình
3.2.3. Giải pháp vận hành, quản lý để công trình xử lý bằng các loại hầm biogas hoạt động hiệu quả, hạn chế sự cố môi trường và con người.
3.3.Thực hiện thực nghiệm xây dựng mô hình xử lý nước thải sau biogas bằng công nghệ đất ướt
3.3.1.Giới thiệu về công nghệ xử lý thải bằng đất ngập nước
3.3.2. Triển khai thực hiện mô hình
Thực hiện xây dựng 01 mô hình xử lý nước thải chăn nuôi sau biogas composite với công suất 2m3 bằng bể lắng kết hợp với công trình đất ướt tại hộ ông Lò Văn Hiếu, xã Hòa Sơn, huyện Hòa Vang, TP. Đà Nẵng
Bảng 3.3. Kết quả phân tích chất lượng nước thải chăn sau hầm biogas composit
pH Coliform TSS BOD5 COD N- tổng STT Chỉ tiêu
- mg/l mg/l mg/l mg/l MNP/100ml
21.103 NT 9 7,7 1.080 743 950 190 1
46.103 NT 10 7,6 1.320 734 1.050 210 2
1.450 756 1.100 224 NT 11 7,6 3
1.050 789 1.100 154 28.103 46.103 7,5 NV 4
7,6 1.225 756 1.050 194,5 35,25.103 Trung bình
Với yêu cầu giảm thiểu nồng độ các chất ô nhiễm đặc trưng trong nước thải sau biogas ≥50%. Từ đó xác định nồng độ
18
các chỉ tiêu yêu cầu đầu ra của mô hình: TSS=600 mg/l; BOD5 = 370 mg/l; COD=520 mg/l; N-tổng = 90 mg/l; Coliform =18.103 MPN/100ml.
Quy trình xử lý được đề xuất như sau:
Nước thải sau
biogasBIOGAS
Bể lắng sơ bộ
Công trình đất
ướtCông trình đất
Mương chứa đầu ướt
raMương chứa đầu
ra - Dùng để tưới cây - Thải ra nguồn tiếp nhận - Nước tưới cây - Nguồn tiếp nhận
- Thuyết minh dây chuyền công nghệ: Nước thải sau Biogas được đưa qua ngăn lắng sơ bộ và cho đi qua công trình đất ướt với hệ thực vật là họ cây thân bấc như chuối hoa (Canna Indica Balis) và cỏ Vetiver có chức năng hấp thụ để loại bỏ các chất lơ lửng, chất hữu cơ phân tán nhỏ, các chất dinh dưỡng Nitơ, photpho... có trong nước trước khi xả ra môi trường.
- Từ dây chuyền công nghệ quy hoạch, tính toán, thiết kế công trình phù hợp với Điều 8.11 QCVN 7957-2008 và địa hình thực tế tại hộ chăn nuôi. Thuyết minh thiết kế:
+ Ngăn lắng sơ bộ: Dược thiết kế với phương án lắng tĩnh, thời gian lưu nước khoảng 1/2 ngày. Kích thước L x B x H = 3,3m x 1m x 1,5 m
19
+ Công trình đất ướt: được thiết kế với 1 đơn nguyên dòng
chảy đứng.
Thông số tính toán: + Lưu lượng nước thải: Q=2 m3/ ngày đêm
+ Thông số chất lượng nước: Nồng độ đầu vàoBOD5 = 756 mg/l(lấymẫu có giá trị BOD cao nhất); nồng độ đầu ra dự kiến BOD5 = 250 mg/l
+ Áp dụng công thức tính toán bãi lọc ngập nước bề mặt xử lý nước thải dựa trên TCVN 7957:2008- Thoát nước- Mạng lưới bên ngoài – Tiêu chuẩn thiết kế.
m2
Trong đó: Q: lưu lượng nước thải cần xử lý (m3/ngày)
La: Nồng độ BOD đầu vào, 756(mg/l)
Lt: Nồng độ BOD đầu ra (mg/l)
f: Phần BOD chưa chuyển hóa đọng ở đầu bãi lọc. Đối với nước thải có nồng độ BOD cao lấy f = 2 lần f của nước thải sinh hoạt (fsh =0,52-0,62) (mg/l), f= 1,04.
Av: Diện tích bề mặt hữu hiệu cho hoạt động của vi sinh
vật (m2/m3), Av thường được chọn 15 m2/m3.
Kt: Hệ số phụ thuộc vào nhiệt độ nước thải, t =150C Kt =K20. θT- 20 = 0,0057 x 1,1-5 = 0,0035 Ở điều kiện t=20 0C, K20= 0,0057 ngày-1, θ = 1,1 dm: Độ sâu lớp đất lọc , dm = 0,5(m)
dw: Chiều cao lớp đất bề mặt, dw= 0,2(m)
n: Thành phần cơ giới đất lọc, n thường lấy bằng 0,75 Vậy F = 10 m2. Để đảm bảo an toàn trong vận hành , Fxd
= 1,4 x F=14 m2. (1,4 là hệ số tăng thêm)
20
Theo thuyết minh Công trình đất ướt có kích thước: DxRxC =7mx2mx1m. Tuy nhiên, qua khảo sát địa hình thực tế tại hộ thực hiện mô hình không bố trí được theo kích thước như vậy, nên lựa chọn kích thước 1 đơn nguyên LxBxH= 4,3m x 3,3m x 1m (Hbv =0,2m) (đảm bảo đúng diện tích theo thuyết minh đề cương và theo tính toán.
+ Độ rỗng lớp vật liệu lọc: 45-50 % tương ứng với thể tích công tác là 4,4-4,9 m3/ đơn nguyên. Tương đương thời gian lưu nước 2 ngày.
+ Chi tiết 1 mô hình được trình bày trong hình vẽ 3.7
Các bản vẽ quy hoạch: mặt bằng và mặt cắt;
21
Hình 3.6. Bản vẽ định vị công trình đất ướt
Hình 3.7. Bản vẽ chi tiết công trình đất ướt
Bảng 3.5. Số liệu phân tích chất lượng nước thải trước và sau
công trình xử lý
Chỉ tiêu phân tích Sau t Ký
pH Coliform (ngày) vận hiệu TSS BOD5 COD N-tổng
hành mẫu mg/l mg/l mg/l mg/l MNP/100ml -
7,5 1050 789 1.100 154 46.103 NV Đợt 1
(sau 20 6,9 270 781 1020 46.103 85 NL1
ngày) 35.103 7,1 210 654 790 71 NB1
6,9 190 746 980 105 36.103 NL2 Đợt 2
(sau 30 2800 78 NB2 6,8 73 580 640 ngày
24.103 71 7,2 170 734 958 NL3 Đợt 3
(sau 40 1500 38 7,1 23 302 467 NB3
22
ngày)
NL4 7,1 170 706 975 72 36.103 Đợt 4
(sau 50 NB4 6,9 29 224 360 37 1.500 ngày)
NL5 6,8 175 710 985 70 28.103 Đợt 5
(sau 60 NB5 6,9 30 220 310 35 1.500 ngày)
Yêu cầu đầu ra 600 370 520 90 18.103 đạt≥50
