intTypePromotion=1
ADSENSE

Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường: Đánh giá khả năng xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng thực vật tại huyện Chương Mỹ, thành phố Hà Nội

Chia sẻ: Mao A Mẫn | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:103

22
lượt xem
2
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn nhằm đánh giá thực trạng nước thải từ hoạt động chăn nuôi tại huyện Chương Mỹ, thành phố Hà Nội. Xác định và lựa chọn một số loài cây có khả năng xử lý hiệu quả nước thải từ hoạt động chăn nuôi trong điều kiện phòng thí nghiệm. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường: Đánh giá khả năng xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng thực vật tại huyện Chương Mỹ, thành phố Hà Nội

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN HUY CƯƠNG ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN BẰNG THỰC VẬT TẠI HUYỆN CHƯƠNG MỸ, THÀNH PHỐ HÀ NỘI CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ: 8440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS. NGUYỄN HẢI HÒA Hà Nội, 2020
  2. i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài “Đánh giá khả năng xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng thực vật tại huyện Chương Mỹ, thành phố Hà Nội” là của bản thân tôi. Các kết quả phân tích nêu trong luận văn là trung thực và chưa được công bố.Các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày 23 tháng 5 năm 2020 Người cam đoan Nguyễn Huy Cương
  3. ii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực hiện đề tài “Đánh giá khả năng xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng thực vật tại huyện Chương Mỹ, thành phố Hà Nội”, tôi đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình và sự đóng góp quý báu của nhiều cá nhân và tập thể đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành bản luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc PGS.TS. Nguyễn Hải Hòa là người trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn. Chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong Khoa Quản lý tài nguyên rừng và môi trường, phòng Đào tạo sau Đại học đã giúp đỡ tận tình trong quá trình thực hiện đề tài. Tôi trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của Lãnh đạo các Công ty chăn nuôi, các chủ trang trại chăn nuôi đã tạo điều kiện giúp đỡ về mặt thời gian, cung cấp các số liệu cần thiết để tôi thực hiện đề tài. Cảm ơn gia đình, các anh, chị, bạn bè đồng nghiệp đã cổ vũ và động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu học tập và thực hiện luận văn. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 23 tháng 5 năm 2020 Tác giả Nguyễn Huy Cương
  4. iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................ ii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT......................................................................... v DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ................................................................ vi DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ .......................................................... vii ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................... 1 Chương 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ......................... 3 1.1. Tổng quan về nước thải chăn nuôi ....................................................... 3 1.1.1. Đặc tính của nước thải chăn nuôi ................................................ 3 1.1.2. Ảnh hưởng của nước thải chăn nuôi đến môi trường ................... 4 1.1.3. Hiện trạng xử lý nước thải chăn nuôi .......................................... 5 1.2. Các công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi ............................................ 6 1.3. Biện pháp xử lý nước thải chăn nuôi bằng thực vật ............................. 8 1.3.1. Khả năng xử lý nước thải bằng thực vật thủy sinh ....................... 8 1.3.2. Vai trò của thực vật thủy sinh ....................................................... 10 1.4. Các đặc tính của một số loại thực vật thủy sinh thường được sử dụng..... 13 1.4.1. Cây bèo tây ................................................................................ 13 1.4.2. Cây rau Ngổ ............................................................................... 15 1.4.3. Cây rau Mác .............................................................................. 17 1.5. Các yêu cầu công nghệ khi thiết kế một hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi bằng thực vật .................................................................................... 19 1.5.1. Quy trình xử lý nước thải chăn nuôi bằng thực vật thủy sinh ...... 19 Chương 2. MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.25 2.1. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................. 25 2.1.1. Mục tiêu tổng quát .......................................................................... 25 2.1.2. Mục tiêu cụ thể ................................................................................ 25 2.2. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu ............................................................ 25
  5. iv 2.2.1. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................... 25 2.2.2. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................ 25 2.3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 26 2.4. Phương pháp nghiên cứu....................................................................... 26 2.4.1. Phương pháp kế thừa tài liệu.......................................................... 26 2.4.2. Phương pháp khảo sát thực địa và đánh giá nhanh môi trường .. 26 2.4.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm .................................................... 27 2.4.4. Phương pháp phân tích số liệu .................................................... 32 Chương 3 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ, XÃ HỘI ........................... 37 KHU VỰC NGHIÊN CỨU ......................................................................... 37 3.1. Điều kiện tự nhiên- KTXH tại huyện Chương Mỹ ............................... 37 3.1.1. Điều kiện tự nhiên ........................................................................ 37 3.1.2. Điều kiện Kinh tế xã hội .............................................................. 44 Chương 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .......................... 48 4.1. Thực trạng nước thải chăn nuôi tại khu vực nghiên cứu .................... 48 4.1.1. Thực trạng nước thải chăn nuôi tại khu vực nghiên cứu ............. 48 4.1.2. Thực trạng chất lượng nước thải chăn nuôi qua ý kiến của người dân 52 4.2. Đánh giá sự thay đổi sinh trưởng của thực vật trong bể phản ứng ..... 56 4.3. Đánh giá khả năng xử lý nước thải chăn nuôi của thực vật .............. 58 4.3.1. Sự ảnh hưởng của mật độ tới khả năng xử lý ............................... 58 4.3.2. Đánh giá ảnh hưởng của thời gian tới khả năng xử lý nước thải chăn nuôi của thực vật ........................................................................... 67 4.4. So sánh khả năng xử lý của các loài cây ............................................ 78 4.5. Đề xuất giải pháp xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng thực vật ......... 80 4.5.1. Giải pháp về mặt công nghệ ........................................................ 80 4.5.2. Giải pháp về chính sách tuyên truyền .......................................... 84 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ .................................................... 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................... 87
  6. v DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ VSV Vi sinh vật TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam ĐH Đại học TPHCM Thành phố Hồ Chí Minh TSS Tổng chất rắn lơ lửng COD Nhu cầu oxi hóa học BOD5 Nhu cầu oxi sinh hóa QCVN Quy chuẩn Việt Nam KTXH Kinh tế xã hội UBND Ủy ban nhân dân
  7. vi DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU Bảng 2.1. Bảng bổ trí thí nghiệm ................................................................. 30 Bảng 4.1. Số liệu tính toán lượng phân và nước tiểu của lợn ...................... 48 Bảng 4.2. Số liệu về nước thải của các trang trại chăn nuôi lợn .................. 49 Bảng 4.3. Giá trị Cmax của các thông số phân tích ..................................... 49 Bảng 4.4. Kết quả mẫu phân tích hiện trạng nước thải của khu vực nghiên cứu 50 Bảng 4.5. Một số thông số phản ánh chất lượng nước thải tại huyện Chương Mỹ . 50 Bảng 4.6. Kết quả điều tra ý kiến người dân về thực trạng chất lượng nước thải chăn nuôi của huyện Chương Mỹ ......................................................... 52 Bảng 4.7. Tình hình sinh trưởng của các loài thực vật thủy sinh trước và sau thí nghiệm .................................................................................................... 57 Bảng 4.8. Kết quả đo giá trị pH qua các mẫu nghiên cứu ............................ 58 Bảng 4.9. Kết quả đo giá trị pH qua các mẫu nghiên cứu ............................ 61 Bảng 4.10. Kết quả đo giá trị pH qua các mẫu nghiên cứu .......................... 64 Bảng 4.11. Kết quả đo giá trị pH qua các mẫu nghiên cứu .......................... 67 Bảng 4.12. Kết quả đo giá trị pH qua các mẫu nghiên cứu .......................... 71 Bảng 4.13. Kết quả đo giá trị pH qua các mẫu nghiên cứu .......................... 75 Bảng 4.14. Hiệu suất xử lý của các loài thực vật thủy sinh đối với các thông số thí nghiệm ............................................................................................... 78 Bảng 4.15. Một số giá trị tham khảo để thiết kế ao Lục bình ...................... 82
  8. vii DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ Hình 1.1. Hệ thống xử lý chất thải lỏng bằng công nghệ biogas ................... 6 Hình 1.2: Cây Bèo ....................................................................................... 13 Hình 1.3. Rau Ngổ ....................................................................................... 16 Hình 1.4. Cây rau Mác ................................................................................. 18 Hình 1.5. Sơ đồ xử lý nước thải chăn nuôi lợn ............................................ 19 Hình 1.6. Các mô hình sử dụng thực vật thủy sinh ...................................... 21 Hình 1.7. Cơ chế loại bỏ nito trong đất ngập nước ...................................... 22 Hình 2.1. Hình ảnh cắt ngang bể thí nghiệm ............................................... 29 Hình 2.2. Hình ảnh bể phản ứng sau khi cho nước thải ............................... 29 Hình 2.3. Bể thí nghiệm Bèo ....................................................................... 31 Hình 2.4. Bể thí nghiệm cây rau Ngổ .......................................................... 31 Hình 2.5. Bể thí nghiệm cây rau Mác .......................................................... 32 Hình 3.1. Sơ đồ vị trí huyện Chương Mỹ. ................................................... 38 Hình 3.2. Cơ cấu kinh tế huyện Chương Mỹ. .............................................. 44 Hình 4.1. Kết quả ý kiến người dân huyện Chương Mỹ về mức độ gây ô nhiễm của nước thải chăn nuôi .................................................................... 54 Hình 4.2. Kết quả ý kiến người dân huyện Chương Mỹ về mức độ ảnh hưởng tới sức khỏe của hoạt động chăn nuôi ............................................... 55 Hình 4.3. Biểu đồ ý kiến người dân huyện Chương Mỹ về mục đích sử dụng nước thải ...................................................................................................... 55 Hình 4.4. Cây bèo (Trước và sau khi lấy mẫu, 30 ngày). ............................ 56 Hình 4.5. Cây rau Ngổ (Trước và sau khi lấy mẫu phân tích, 30 ngày). ...... 57 Hình 4.6. Cây rau Mác (trước và sau khi lấy mẫu, 30 ngày). ...................... 57 Hình 4.7. Sự thay đồi độ pH trong các mẫu nước thải theo mật độ Bèo thí nghiệm.......................................................................................................... 58 Hình 4.8. Sự thay đồi COD trong các mẫu nước thải theo mật độ Bèo thí nghiệm ...59 Hình 4.10. Sự thay đồi Tổng Nito trong các mẫu nước thải ............................ 60
  9. viii Hình 4.9. Sự thay đồi BOD5 trong các mẫu nước thải .................................... 60 Hình 4.10. Sự thay đồi Tổng Nito trong các mẫu nước thải theo mật độ Bèo thí nghiệm………………………………………………..……………………….60 Hình 4.11. Sự thay đồi độ pH trong các mẫu nước thảitheo mật độ rau Ngổ thí nghiệm.......................................................................................................... 61 Hình 4.12. Sự thay đồi COD trong các mẫu nước thải theo mật độ rau Ngổ thí nghiệm.......................................................................................................... 62 Hình 4.13. Sự thay đồi BOD5 trong các mẫu nước thải theo mật độ rau Ngổ thí nghiệm.......................................................................................................... 63 Hình 4.14. Sự thay đồi Tổng N trong các mẫu nước thải theo mật độ rau Ngổ thí nghiệm.......................................................................................................... 63 Hình 4.15. Sự thay đồi độ pH trong các mẫu nước thải theo mật độ rau Mác thí nghiệm .64 Hình 4.16. Sự thay đồi COD trong các mẫu nước thải theo mật độ rau Mác thí nghiệm.......................................................................................................... 65 Hình 4.17. Sự thay đồi BOD5 trong các mẫu nước thải theo mật độ rau Mác thí nghiệm.......................................................................................................... 65 Hình 4.18. Sự thay đồi Tổng Nito trong các mẫu nước thải ............................ 66 Hình 4.19. Sự thay đồi độ pH trong các mẫu nước thải theo thời gian Bèo thí nghiệm.......................................................................................................... 68 Hình 4.20. Sự thay đồi COD trong các mẫu nước thải theo thời gian Bèo thí nghiệm.......................................................................................................... 68 Hình 4.21. Sự thay đồi COD trong các mẫu nước thải theo thời gian Bèo thí nghiệm.............................................................................................................69 Hình 4.22. Sự thay đồi Tổng Nito trong các mẫu nước thải theo thời gian Bèo thí nghiệm..................................................................................................... 70 Hình 4.23. Sự thay đồi độ pH trong các mẫu nước thải theo thời gian rau Ngổ thí nghiệm..................................................................................................... 72 Hình 4.24. Sự thay đồi COD trong các mẫu nước thải theo thời gian rau Ngổ thí
  10. ix nghiệm.......................................................................................................... 72 Hình 4.25. Sự thay đồi BOD5 trong các mẫu nước thải theo thời gian rau Ngổ thí nghiệm ..................................................................................................... 73 Hình 4.26. Sự thay đồi Tổng Nito trong các mẫu nước thải theo thời gian rau Ngổ thí nghiệm ............................................................................................. 74 Hình 4.27. Sự thay đồi độ pH trong các mẫu nước thải theo thời gian rau Mác thí nghiệm ..................................................................................................... 75 Hình 4.28. Sự thay đồi BOD5 trong các mẫu nước thải theo thời gian rau Mác thí nghiệm ..................................................................................................... 76 Hình 4.29. Sự thay đồi BOD5 trong các mẫu nước thải theo thời gian rau Mác thí nghiệm ..................................................................................................... 77 Hình 4.30. Sự thay đồi Tổng Nito trong các mẫu nước thải ............................ 77 Hình 4.31. So sánh khả năng xử lý của các loài thực vật thủy sinh theo thời gian rau Mác thí nghiệm ....................................................................................... 77 Hình 4.32. Mô hình của phương pháp ......................................................... 81
  11. 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Những năm gần đây, sự tăng trưởng nhanh của ngành chăn nuôi tại Việt Nam, đã góp phần quan trọng vào sự phát triển kinh tế đất nước. Tuy nhiên, bên cạnh lợi ích kinh tế mang lại, ngành chăn nuôi đã và đang làm cho môi trường ngày càng bị ô nhiễm nghiêm trọng, gây ảnh hưởng đến sức khỏe của cộng đồng dân cư và hệ sinh thái tự nhiên do nước thải từ các trang trại đưa vào nguồn tiếp nhận chưa qua xử lý hoặc chỉ xử lý bằng các biện pháp đơn lẻ, không hiệu quả, không đạt tiêu chuẩn xả thải. Trong số đó, phải kể đến nguồn nước thải từ các trang trại chăn nuôi lợn với hàm lượng của các chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, chất dinh dưỡng nitơ, phốtpho và vi sinh vật gây bệnh cao hơn rất nhiều lần so với tiêu chuẩn xả thải cho phép. Huyện Chương Mỹ nằm sát nội thành Hà Nội, chỉ cách trung tâm Thủ đô khoảng 20 km. Huyện có tổng diện tích tự nhiên hơn 237 km2, là địa phương có diện tích lớn thứ ba của thành phố. Địa hình chia thành ba vùng: vùng đồng bằng, vùng đồi gò và vùng núi, với ba con sông: sông Bùi, sông Tích và sông Đáy bao bọc, rất thuận lợi cho phát triển nông nghiệp. Cơ cấu kinh tế nông nghiệp chuyển dịch theo hướng tích cực, tốc độ tăng bình quân năm năm đạt 5,2%. Năm 2015, giá trị sản xuất ngành nông nghiệp, lâm nghiệp và thủy sản đạt hơn 3.320 tỷ đồng, trong đó giá trị sản xuất ngành chăn nuôi đạt hơn 1.920 tỷ đồng, chiếm gần 70% tỷ trọng trong ngành nông nghiệp. Chương mỹ là huyện có quy mô chăn nuôidẫn đầu thành phố Hà Nội với rất nhiều cơ sở chăn nuôi lớn nhỏ và trang trại chăn nuôi quy mô lớn. Vậy nên lượng nước thải chăn nuôi được thải ra trên địa bàn huyện là vô cùng lớn. Tuy nhiên, nếu không được xử lý phù hợp, nguồn nước này sẽ gây ra tình trạng ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Xử lý nước thải bằng các loài thực vật đã và đang được áp dụng tại nhiều nơi trên thế giới với ưu điểm rẻ tiền, dễ vận hành đồng thời mức độ xử
  12. 2 lý ô nhiễm cao. Đây là công nghệ xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên, thân thiện với môi trường, cho phép đạt hiệu suất cao, chi phí thấp và ổn định, đồng thời làm tăng giá trị đa dạng sinh học, cải tạo cảnh quan môi trường, hệ thống sinh thái của địa phương. Trên thực tế, ở nước ta cho đến nay vấn đề xử lý nguồn nước thải ô nhiễm này thường bị bỏ qua. Do đó, việc xử lý một khối lượng lớn nước thải phát sinh từ ngành chăn nuôi gia súc là nhu cầu cấp thiết của ngành công nghiệp môi trường. Xuất phát từ những vấn đề trên, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Đánh giá khả năng xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng thực vật tại huyện Chương Mỹ, thành phố Hà Nội.”
  13. 3 Chương 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Tổng quan về nước thải chăn nuôi 1.1.1. Đặc tính của nước thải chăn nuôi Nước thải chăn nuôi bao gồm nước tiểu, nước rửa chuồng, nước tắm vật nuôi với khối lượng nước thải rất lớn. Nước thải chăn nuôi là một loại nước thải rất đặc trưng và có khả năng gây ô nhiễm môi trường cao do có chứa hàm lượng cao các chất hữu cơ, cặn lơ lửng, nito, photpho và vi sinh vật gây bệnh. Cụ thể: - Chất hữu cơ: Trong thành phần chất rắn của nước thải thì thành phần hữu cơ chiếm 70 - 80% gồm các hợp chất hydrocacbon, proxit, axit amin, chất béo và các dẫn xuất của chúng có trong phân và thức ăn thừa. Chất vô cơ chiếm 20 - 30% gồm cát, đất, muối clorua, SO42-…[1] - Nito và photpho: Hàm lượng nito, photpho trong nước thải tương đối cao do khả năng hấp thụ kém của vật nuôi. Khi ăn thức ăn có chứa N và P thì chúng sẽ bài tiết ra ngoài theo phân và nước tiểu. Theo thời gian và sự có mặt của oxy mà lượng nito trong nước tồn tại ở các dạng khác nhau NH4+, NO2-, NO3-. Photpho được sinh ra trong quá trình tiêu thụ thức ăn của vật nuôi, lượng photpho chiếm 0,25 – 1,4%, và một ít trong nước tiểu, xác chết của vật nuôi. Trong nước thải chăn nuôi photpho chiếm tỉ lệ cao, tồn tại ở các dạng orthophotphat (HPO42-, H2PO4, PO43-), metaphotphat (hay polyphotphat PO43) và photphat hữu cơ. [1] - Vi sinh vật: Vi khuẩn điển hình như: E.coli, Streptococcus sp, Salmonella sp, Shigenla sp, Proteus, Clostridium sp…đây là các vi khuẩn gây bệnh tả,
  14. 4 lỵ, thương hàn, kiết lỵ. Các loại virus có thể tìm thấy trong nước thải như: corona virus, poio virus, aphtovirus…và ký sinh trùng trong nước gồm các loại trứng và ấu trùng, ký sinh trùng đều được thải qua phân, nước tiểu và dễ dàng hòa nhập vào nguồn nước. [1] 1.1.2. Ảnh hưởng của nước thải chăn nuôi đến môi trường Trong những năm gần đây, ngành chăn nuôi phát triển với tốc độ rất nhanh, đặc biệt là chăn nuôi lợn do nhu cầu về thịt lợn của người tiêu dùng tăng mạnh. Bên cạnh đấy là việc phát sinh ra các vấn đề ô nhiễm môi trường ngày càng trầm trọng. Nước thải từ các cơ sở chăn nuôi thường được thải trực tiếp vào nguồn tiếp nhận không qua xử lý hay xử lý không đầy đủ gây ô nhiễm môi trường nước, không khí và đất trầm trọng. Nước thải chăn nuôi có khả năng gây ô nhiễm môi trường cao do có chứa hàm lượng cao các chất hữu cơ, cặn lơ lửng, N, P và VSV gây bệnh. Nito, photpho trong nước thải chăn nuôi cao chưa qua xử lý chảy vào sông, hồ sẽ làm tăng hàm lượng chất dinh dưỡng, gây phú dưỡng nguồn nước. [1] Khi xử lý nito trong nước thải không tốt, để hợp chất nitơ đi vào trong chuỗi thức ăn hay trong nước cấp có thể gây nên một số bệnh nguy hiểm. Nitrat tạo chứng thiếu Vitamin và có thể kết hợp với các amin để tạo thành các nitrosamin là nguyên nhân gây ung thư ở người cao tuổi. Trẻ sơ sinh đặc biệt nhạy cảm với nitrat lọt vào sữa mẹ, hoặc qua nước dùng để pha sữa. Khi lọt vào cơ thể, nitrat chuyển hóa thành nitrit nhờ vi khuẩn đường ruột. Ion nitrit còn nguy hiểm hơn nitrat đối với sức khỏe con người. Khi tác dụng với các amin hay alkyl cacbonat trong cơ thể người chúng có thể tạo thành các hợp chất chứa nitơ gây ung thư. Trong cơ thể Nitrit có thể ôxy hoá sắt II ngăn cản quá trình hình thành Hb làm giảm lượng ôxy trong máu có thể gây ngạt, nôn, khi nồng độ cao có thể dẫn đến tử vong. [1] Kháng sinh, hoóc môn tăng trọng mặc dù được trộn vào thức ăn gia súc ở liều lượng thấp nhưng có thể gây ô nhiễm. Kháng sinh trong nước có
  15. 5 thể tạo ra các chủng vi khuẩn nhờn thuốc. Hooc môn có thể gây biến thể, thay đổi giới tính trong các loài động vật hoang dã, các loài cá. [1] Kim loại nặng như đồng, kẽm, coban, sắt, mangan có trong thức ăn gia súc. Các động vật chỉ hấp thụ chúng rất ít, từ 5 - 15%, còn lại thải ra ngoài. Các kim loại ấy đều có hại cho sức khỏe con người khi uống phải nước ô nhiễm hay ăn thịt động vật. 1.1.3. Hiện trạng xử lý nước thải chăn nuôi Ở nước ta việc xử lý chất thải chăn nuôi còn nhỏ lẻ theo phương pháp truyền thống đơn giản như: phân được ủ hoặc dùng tươi làm thức ăn nuôi cá hoặc làm phân bón cho cây trồng, chất thải lỏng được xử lý qua biogas và chảy thẳng ra ngoài môi trường hoặc dùng để tưới cây. Tuy nhiên, quy mô chăn nuôi ngày một mở rộng, chất thải chăn nuôi ngày một nhiều nên phương pháp xử lý truyền thống không còn thích hợp đã gây ra ô nhiễm làm ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường sống của nhiều vùng. Theo kết quả điều tra đánh giá hiện trạng môi trường của Viện chăn nuôi tại các cơ sở chăn nuôi lợn có quy mô tập trung thuộc Hà Nội, Ninh Bình, Nam Định, Quảng Nam, Bình Dương, Đồng Nai cho thấy: nước thải của các cơ sở chăn nuôi lợn bao gồm nước tiểu, rửa chuồng, máng ăn, máng uống và nước tắm rửa cho lợn. Tất cả các cơ sở chăn nuôi lợn được điều tra đều chỉ có hệ thống xử lý chất thải lỏng bằng công nghệ biogas và theo quy trình: Nước thải  Bể Biogas  Hồ sinh học  thải ra môi trường (Hình 1.1) . Hầu hết các trang trại chăn nuôi lợn khác trên toàn quốc hiện nay cũng có sơ đồ xử lý chất thải như trên. Quy trình này có ưu điểm là sản xuất được năng lượng sinh học (khí Biogas) từ chất thải phục vụ các mục đích sinh hoạt, tuy nhiên chất lượng nước thải sau khi xử lý đều không đạt các tiêu chuẩn thải đặc biệt đối với các chỉ tiêu COD, BOD, T-N, T-P và các chỉ tiêu vi sinh khác. Ngoài ra đối với các trang trại tập trung chăn nuôi quy mô lớn, mô hình này không đáp ứng được công suất xử lý do đòi hỏi thời gian lưu dài của nước
  16. 6 thải (khoảng 30 - 40 ngày) trong thiết bị xử lý dẫn tới việc phải xây dựng hệ thống xử lý trên một diện tích lớn, mà điều này chắc chắn là không mong muốn đối với các chủ trang trại, thậm chí là bất khả thi trong tình hình áp lực về đất đai hiện nay. [6] Hình 1.1. Hệ thống xử lý chất thải lỏng bằng công nghệ biogas 1.2. Các công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi 1.2.1. Phương pháp vật lý Các phương pháp áp dụng như: sàng lọc; tách cơ học; trộn, khuấy; lắng; lọc hay hóa lỏng khí…nhằm loại bỏ một phần cặn ra khỏi nước thải chăn nuôi, tạo điều kiện cho quá trình xử lý hóa học và sinh học tiếp theo được thực hiện tốt hơn.[8] Mục đích là tách chất rắn, cặn, phân ra khỏi hỗn hợp nước thải bằng cách thu gom, phân riêng. Có thể dùng song ch ắn rác, bể lắng sơ bộ để loại bỏ cặn thô, dễ lắng tạo điều kiện thuận lợi và giảm khối tích của các công trình xử lý tiếp theo. Ngoài ra có thể dùng phương pháp ly tâm hoặc lọc. Hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải chăn nuôi khá lớn (khoảng vài ngàn mg/L) và dễ lắng nên có thể lắng sơ bộ trước rồi đưa sang các công trình xử lý phía sau. Sau khi tách, nước thải được đưa sang các công trình phía sau, còn phần chất rắn được đem đi ủ để làm phân bón.
  17. 7 1.2.2. Các phương pháp hóa lý Các quá trình thường áp dụng là: trung hòa;sử dụng các chất oxy hóa khử; kết tủa hay tuyển nổi; hấp phụ; tách bằng màng và khử trùng;…. Trong đó, xử lý hóa học thường gắn với phương pháp xử lý vật lý hay xử lý sinh học. Nước thải chăn nuôi còn chứa nhiều chất hữu cơ, chất vô cơ dạng hạt có kích thước nhỏ, khó lắng, khó có thể tách ra bằng các phương pháp cơ học thông thường vì tốn nhiều thời gian và hiệu quả không cao. Ta có thể áp dụng phương pháp keo tụ để loại bỏ chúng. Các chất keo tụ thường sử dụng là phèn nhôm, phèn sắt, phèn bùn,… kết hợp với polymer trợ keo tụ để tăng quá trình keo tụ. [8] Nguyên tắc của phương pháp này là : cho vào trong nước thải các hạt keo mang điện tích trái dấu với các hạt lơ lửng có trong nước thải (các hạt có nguồn gốc silic và chất hữu cơ có trong nư ớc thải mang điện tích âm, còn các h ạt nhôm h idroxid và sắt hidroxi được đưa vào mang điện tích dương). Khi thế điện động của nước bị phá vỡ, các hạt mang điện trái dấu này sẽ liên kết lại thành các bông cặn có kích thước lớn hơn và dễ lắng hơn. Theo nghiên cứu của Trương Thanh Cảnh (2001) tại trại chăn nuôi heo 2/9: phương pháp keo tụ có thể tách được 80 -90% hàm lượng chất lơ lửng có trong nước th ải chăn nuôi heo. Ngoài keo tụ còn loại bỏ được P tồn tại ở dạng PO4 do tạo thành kết tủa AlPO4 và FePO4. Phương pháp này loại bỏ được hầu hết các chất bẩn có trong nước thải chăn nuôi. Tuy nhiên chi phí xử lý cao. Áp dụng phương pháp này để xử lý nước thải chăn nuôi là không hiệu quả về mặt kinh tế. Ngoài ra, tuyển nổi cũng là một phương pháp để tách các hạt có khả năng lắng kém nhưng có thể kết dính vào các bọt khí nổi lên. Tuy nhiên chi phí đầu tư, vận hành cho phương pháp này cao, cũng không hiệu quả về mặt kinh tế đối với các trại chăn nuôi.
  18. 8 1.2.3. Công nghệ xử lý bằng phương pháp vi sinh Phương pháp này dựa trên cơ sở sử dụng hoạt động của VSV để phân hủy các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn trong nước thải. Các VSV sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng tạo năng lượng. Trong quá trình dinh dưỡng, chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản nên sinh khối của chúng tăng lên. Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ VSV gọi là quá trình oxy hóa sinh hóa. [8] Tùy theo nhóm vi khuẩn sử dụng là hiếu khí hay kỵ khí m à người ta thiết kế các công trình khác nhau. Và tùy theo khả năng về tài chính, diện tích đất mà người ta có thể dùng hồ sinh học hoặc xây dựng các bể nhân tạo để xử lý. 1.2.4. Các hệ thống xử lý tự nhiên bằng phương pháp sinh học (hồ sinh học) + Hồ hiếu khí + Hồ làm thoáng tự nhiên + Hồ hiếu khí làm thoáng nhân tạo: Hồ tùy nghi, hồ kỵ khí, hồ xử lý bổ sung + Cánh đồng tưới + Vùng đất ngập nước (bãi lọc trồng cây). [8] 1.3. Biện pháp xử lý nước thải chăn nuôi bằng thực vật 1.3.1. Khả năng xử lý nước thải bằng thực vật thủy sinh Hiện nay có rất nhiều biện pháp xử lý nước thải được áp dụng rất hiệu quả. Trong đó có biện pháp xử lý nước thải bằng thực vật. Công nghệ này đã được áp dụng nhiều nơi trên thế giới cũng như việt nam và đã thu được thành công trong công tác xử lý nước thải. Tuy nhiên, vẫn chưa có khái niệm cụ thể nào về công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi bằng thực vật. Xử lý nước thải bằng thực vật thủy sinh là một hướng xử lý xanh xử lý nước thải. Cơ sở của phương pháp này là dùng thực vật để xử lý nước thải. Thực vật thủy sinh sử dụng các chất bẩn trong nước thải làm dinh dưỡng và tạo năng lượng để sinh trưởng và phát triển. Đã có rất nhiều công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về các loại thực vật có khả năng xử lý nước thải và nhiều mô hình đã áp dụng thành công [7]. Trong xử lý nước thải, thực vật thủy sinh có vai trò quan trọng. Thực
  19. 9 vật thủy sinh tham gia loại bỏ các chất bẩn hữu cơ, chất rắn lơ lửng, nito, photpho, kim loại nặng và vi sinh vật gây bệnh. Trong quá trình xử lý nước thải thì sự phối hợp chặt chẽ giữa thực vật thủy sinh và các sinh vật khác (động vật phù du, tảo, vi khuẩn, vi nấm, động vật nguyên sinh, nhuyễn thể, ấu trùng, côn trùng...) có ý nghĩa quan trọng. Vi sinh vật tham gia trực tiếp vào quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ và tạo nguyên liệu dinh dưỡng (N, P và các khoáng chất khác...) cho thực vật sử dụng. Đây chính là cơ chế quan trọng đề thực vật thủy sinh loại bỏ các hợp chất vô cơ N, P [6], Theo Salt và cộng sự, công nghệ xử lý nước thải bằng thực vật được hiểu là việc sử dụng các loài thực vật để loại bỏ chất ô nhiễm trong môi trường hoặc làm giảm các chất ô nhiễm đó ít độc hơn. Có quan điểm cho rằng xử lý ô nhiễm bằng thực vật là việc tận dụng quá trình sinh trưởng của thực vật để làm giảm hoặc loại bỏ chất ô nhiễm có trong đất, nước, trầm tích và không khí bị ô nhiễm [6]. Theo từ điển bách khoa toàn thư, xử lý ô nhiễm bằng thực vật là biện pháp xử lý các vấn đề môi trường thông qua việc sử dụng các loài cây thực vật. Mặc dù các diễn đạt quan điểm này là khác nhau nhưng chúng ta hiểu rằng công nghệ xử lý ô nhiễm bằng thực vật là việc sử dụng các loài cây có khả năng xử lý ô nhiễm không khí, nước và đất. Phương pháp xử lý nước thải bằng thực vật thủy sinh hay bằng tác dụng đồng thời của đất cây đã được GS.TS Kathe Seidel nghiên cứu vào những năm 60. Từ đó đến nay, có rất nhiều công trình nghiên cứu về vấn đề này như hệ thống xử lý nước thải bệnh viện bằng bãi sậy, xử lý kim loại nặng bằng cỏ vetiver hay lau sậy, xử lý nước thải chăn nuôi bằng bèo tây, lục bình... Theo những nghiên cứu gần đây nhất thì đã có trên 30 loài thực vật được phát hiện là có khả năng xử lý nước thải. Vậy nên việc tìm hiểu và phát hiện them nhiều loại cây mới có ý nghĩa thực tiễn rất lớn [6].
  20. 10 1.3.2. Vai trò của thực vật thủy sinh 1.3.2.1. Đặc tính sinh học và khả năng hấp thụ N, P của một số thực vật thủy sinh Dựa vào đặc tính thủy sinh, chia ra làm 4 loại sau: - Thực vật chìm trong nước. - Thực vật mọc nhô lên khỏi mặt nước. - Thực vật nổi - Thực vật trôi nổi + Các thực vật nổi. Đây là loại thực vật có rễ chìm trong nước, còn lá và thân vươn lên trong không khí. Nó bao gồm những cây họ sung, họ sen... Cũng như các loài thực vật nhô lên khỏi mặt nước chúng có bộ rễ rộng ăn nông. Cuống lá của chủng có khả năng phát triển khi bị chìm trong nước. Lá có bản rộng làm tăng diện tích tiếp xúc qua bề mặt của lá với không khí đồng thời làm giảm tác động của việc đọng nước, giúp cho lá nổi lên mặt nước. Mặt trên của lá có số lượng lỗ khí nhiều hơn lá trên cạn.Thực vật ở cạn thường có số lượng khí 100-300 lỗ khí/mm2, trong khi ở mặt trên ở lá nổi có 400-600 lỗ khí/ mm2. Mặt dưới của lá chìm trong nước không có lỗ khí nhưng trong biểu bì có các tế bào tròn đặc biệt có khả năng hấp thụ mạnh chất dinh dưỡng và các tế bào tròn đặc biệt có khả năng hấp thụ mạnh chất dinh dưỡng. Các thực vật này thường sống ở những vùng nước sâu hơn thực vật nhô lên khỏi mặt nước, chúng vừa có khả năng hấp thu dinh dưỡng từ dòng nước sát lớp bề mặt, vừa có khả năng hấp thụ dinh dưỡng từ lớp bùn. Tuy nhiên, việc sử dụng thực vật này trong xử lý nước thải không được phổ biến vì hầu hết các vùng đất ngập nước dung để xử lý nước thải đều nông. Chỉ thích hợp với thực vật mọc nhô lên khỏi mặt nước [6]. + Thực vật trôi nổi: Bao gồm những loài cây như bèo tây, bèo cái, bèo tấm. Rễ của loại thực vật này không bám vào đất mà lơ lửng trên mặt nước, thân và lá của nó
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2