BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
VŨ THỊ NGUYỆT
NGHIÊN CU NG DỤNG THỰC VẬT THỦY SINH
TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN
LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
HÀ NỘI – 2018
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
……..….***………
VŨ THỊ NGUYỆT
NGHIÊN CU NG DỤNG THỰC VẬT THỦY SINH
TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN
LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường
Mã số: 62.52.03.20
Người hướng dẫn khoa học:
1. TS. Trần Văn Tựa
2. GS,TS. Đặng Đình Kim
HÀ NỘI – 2018
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS, NCVCC. Trần Văn Tựa GS,TS.
Đặng Đình Kim vì đã những chỉ dẫn quý báu về phương pháp luận, định hướng cho
tôi những hướng nghiên cứu khoa học quan trọng trong quá trình thực hiện luận án này
và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp tôi hoàn thành bản luận án này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Bộ Khoa học & Công nghệ, Văn phòng các Chương
trình Khoa học Công nghệ trọng điểm cấp Nớc, Chương trình KC.08/11-15, chủ
nhiệm đề tài KC08.05/11-15 đã hỗ trợ kinh phí thực hiện nghiên cứu này.
Tôi xin cảm ơn Lãnh đạo Viện Công nghệ môi trường các bạn đồng nghiệp
phòng Thủy sinh học môi trường, Viện Công nghệ môi trường đã tạo điều kiện về mọi
mặt đóng góp các ý kiến quý báu về chuyên môn trong suốt quá trình tôi thực hiện
và bảo vệ Luận án.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Lãnh đạo và bộ phận Đào tạo của Học viện khoa
học và Công nghệ đã giúp tôi hoàn thành các học phần của Luận án và mọi thủ tục cần
thiết.
Cuối cùng tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc nhất đến gia đình, người thân đã
luôn chia sẻ, động viên tinh thần và là nguồn cổ vũ, giúp đỡ tôi vượt qua mọi khó khăn
trong suốt quá trình thực hiện Luận án.
NGHIÊN CỨU SINH
Vũ Thị Nguyệt
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ......................................................................... 4
1.1. Tổng quan về nước thải chăn nuôi lợn ..................................................................... 4
1.1.1. Vài nét về tình hình chăn nuôi lợn trang trại ........................................................ 4
1.1.2. Ô nhiễm môi trường do chăn nuôi lợn gây ra tại Việt Nam .................................. 5
1.1.3. Hiện trạng công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi lợn ............................................ 9
1.2. Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi lợn ............................. 11
1.3. Công nghệ sinh thái trong xử lý nước thải chăn nuôi ............................................ 13
1.3.1. Khái niệm công nghệ sinh thái ............................................................................ 13
1.3.2. Các nhóm thực vật thủy sinh trong công nghệ sinh thái ..................................... 13
1.3.3. Vai trò của thực vật thuỷ sinh trong xử lý nước thải ........................................... 14
1.3.4. Các loại hình công nghệ sử dụng thực vật thủy sinh trong xử lý nước thải ....... 15
1.3.5. So sánh hệ thống công nghệ dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm ....................... 25
1.3.6.
Sơ lược về một số loài thực vật thủy sinh nghiên cứu ......................................... 27
1.4. Ứng dụng thực vật thủy sinh trong xử lý nước thải và nước thải chăn nuôi lợn
........ 32
1.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ...................................................................... 32
1.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ........................................................................ 36
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................ 45
2.1. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................................. 45
2.2. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................ 46
2.2.1. Đánh giá khả năng chống chịu và xử lý các tác nhân ô nhiễm ........................... 46
2.2.2. Đánh giá khả năng xử lý nước thải chăn nuôi lợn của các loại hình công nghệ
... 48
2.2.3. Đánh giá hiệu qu x lý nưc thải chăn nuôi lợn của mô hình sinh thái ........... 53
2.2.4. Phương pháp phân tích ....................................................................................... 53
2.2.5. Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................... 54
2.2.6. Thiết bị sử dụng trong nghiên cứu ...................................................................... 55
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................ 56
3.1. Khả năng chống chịu và xử lý ô nhiễm nước thải chăn nuôi lợn sau giai đọan xử lý
vi sinh vật qui mô phòng thí nghiệm ............................................................................. 56
3.1.1.
Khả năng chống chịu một số yếu tố môi trường của thực vật thủy sinh
............... 56
3.1.2. Hiệu quả xử lý ô nhiễm của các loài TVTS được lựa chọn ................................. 62
3.2. Hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi lợn sau xử lý vi sinh vật của một số loại công
nghệ sử dụng thực vật thủy sinh với lưu lượng nước thải khác nhau .......................... 81
3.2.1. Công nghệ sử dụng thực vật nổi Bèo tây ......................................................... 81
3.2.2. Công nghệ dòng chảy trên bề mặt ....................................................................... 85
3.2.3. Công nghệ dòng chảy ngầm ................................................................................ 91
3.2.4. Hệ thống phối hợp các thực vật thủy sinh ......................................................... 100
3.2.5. So sánh hiệu quả xử lý TN, TP và COD của các loại hình công nghệ .............. 108
3.3. Xây dựng, vận hành và đánh giá hiệu quả giảm thiểu COD, N và P trong mô hình
sinh thái ........................................................................................................................ 110
3.3.1. Xây dựng mô hình sinh thái ............................................................................... 110
3.3.2. Đánh giá hiệu quả xử lý của mô hình sinh thái ................................................. 113
3.3.2.1. Hiệu quả xử lý COD
........................................................................................ 113
3.3.2.2. Hiệu quả xử lý nitơ ......................................................................................... 116
3.3.2.3. Hiệu quả xử lý photpho .................................................................................. 120
3.3.2.4. Sự biến đổi các yếu tố thủy lý của mô hình sinh thái ..................................... 122
3.3.2.5. Bước đầu tính toán hiệu quả kinh tế .............................................................. 123
3.4. Đánh giá hiệu quả xử lý của mô hình sinh thái tích hợp trong mô hình tổng thể xử
lý nước thải chăn nuôi lợn tại Lương Sơn, Hòa Bình ................................................. 126
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 130
KẾT LUẬN ................................................................................................................. 130
KIẾN NGHỊ ................................................................................................................. 131
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ .......................................................... 132
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 133