›

Khóa luận Đánh giá hiện trạng nước thải chăn nuôi sau xử lý biogas tại xã Cát Nê, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên

pdf 52 trang thiennha21 13/04/2022 5040
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Khóa luận Đánh giá hiện trạng nước thải chăn nuôi sau xử lý biogas tại xã Cát Nê, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfkhoa_luan_danh_gia_hien_trang_nuoc_thai_chan_nuoi_sau_xu_ly.pdf

Nội dung text: Khóa luận Đánh giá hiện trạng nước thải chăn nuôi sau xử lý biogas tại xã Cát Nê, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên

  1. ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN VĂN CHIẾN Tên đề tài: ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI SAU XỬ LÝ BIOGAS TẠI XÃ CÁT NÊ, HUYỆN ĐẠI TỪ, TỈNH THÁI NGUYÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành :Khoa học môi trường Khoa : Môi Trường Khóa học : 2013 – 2018 Thái Nguyên- năm 2018
  2. ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN VĂN CHIẾN Tên đề tài: ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI SAU XỬ LÝ BIOGAS TẠI XÃ CÁT NÊ, HUYỆN ĐẠI TỪ, TỈNH THÁI NGUYÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành :Khoa học môi trường Khoa : Môi Trường Khóa học : 2013 – 2018 Giảng viên hướng dẫn: Ths. Nguyễn Minh Cảnh Thái Nguyên- năm 2018
  3. DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Tính chất nước thải chăn nuôi heo 16 Bảng 2.2. Lượng phân thải ra ngoài của các loại vật nuôi 18 Bảng 2.2 . Tốc độ tăng trưởng nông nghiệp Việt Nam hàng năm 21 Bảng 2.4. Lượng chất thải hàng ngày của động vật theo% khối lượng cơ thể 23 Bảng 2.5. Lượng phân thải ra ở gia súc, gia cầm hàng ngày 23 Bảng 2.6. Thành phần hoá học của phân lợn từ 70 – 100 kg 24 Bảng 4.1. Số lượng trâu, bò, lợn của xã Cát Nê năm 2018 35 Bảng 4.2: Thống kê việc xử lý chất thải chăn nuôi tại xã Cát Nê 37 Bảng 4.3: Kết quả phân tích nước thải chăn nuôi trước khi qua xử lý biogas 39 Bảng 4.4: Kết quả phân tích mẫu nước thải đã qua xử lý biogas 41
  4. DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 4.1. Biểu đồ tỷ lệ hộ dân xử lý chất thải chăn nuôi 38 Hình 4.2. Biểu đồ thể hiện nước thải chưa qua xử lý biogas 40 Hình 4.3. Biểu đồ thể hiện nước thải qua xử lý biogas 42
  5. MỤC LỤC PHẦN 1 10 MỞ ĐẦU 10 1.1.Đặt vấn đề 10 1.2. Mục tiêu của đề tài 11 1.2.1. Mục tiêu tổng quát 11 1.2.2. Mục tiêu cụ thể 12 1.3. Ý nghĩa của đề tài 12 1.3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học 12 1.3.2. Ý nghĩa trong thực tiễn 12 PHẦN 2 13 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 13 2.1. Cơ sở khoa học 13 2.1.1. Một số khái niệm cơ bản 13 2.1.2. Tổng quan về chất thải chăn nuôi 14 2.1.3. Nguồn gốc phát sinh chất thải chăn nuôi 15 2.1.4. Thành phần chất thải chăn nuôi 15 2.1.5. Đặc tính của chất thải chăn nuôi 16 2.2. Cơ sở pháp lý 18 2.3. Tình hình chăn nuôi và xử dụng công nghệ biogas trên thế giới và Việt Nam 19 2.3.1. Tình hình chăn nuôi trên thế giới và ở Việt Nam 19 2.3.1.1 Tình hình chăn nuôi 19 2.3.1.2. Tình hình phế thải của ngành chăn nuôi ở Việt Nam 22 2.3.2. Lịch xử phát triển của công nghệ biogas 26
  6. 2.3.2.1. Trên thế giới 26 2.3.2.2. Tại Việt Nam 27 PHẦN 3 30 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu nghiên cứu 30 3.2. Địa điểm và thời gian tiến hành 30 3.3. Nội dung nghiên cứu 30 3.4. Phương pháp nghiên cứu 30 3.4.1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp 30 3.4.2. Phương pháp điều tra phỏng vấn 31 3.4.3. Phương pháp điều tra thực địa 31 3.4.4. Phương pháp lấy mẫu và phân tích 31 3.4.5. Phương pháp thống kê và trình bày số liệu 31 PHẦN 4 32 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 32 4.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của xã Cát Nê, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên 32 4.1.1. Điều kiện tự nhiên 32 4.1.1.1. Vị trí địa lý 32 4.1.1.2. Khí hậu 32 4.1.2. Điều kiện kinh tế xã hội 33 4.1.2.1. Sản xuất nông, lâm nghiệp 33 4.1.2.2. Công tác Y tế, dân số: 34 4.1.2.3. Công tác giáo dục: 34
  7. 4.2. Tình hình phát triển chăn nuôi và thực trạng môi trường khu vực chăn nuôi xã Cát Nê 35 4.2.1. Tình hình phát triển chăn nuôi của xã Cát Nê 35 4.2.2. Áp lực việc phát triển chăn nuôi đến môi trường tại xã Cát Nê 36 4.2.3. Công tác quản lý chất thải chăn nuôi tại các hộ gia đình trên địa bàn xã Cát Nê 37 4.3. Đánh giá hiện trạng nước thải chăn nuôi sau xử lý biogas 38 4.3.1. Hiện trạng nước thải chăn nuôi trước khi qua xử lý biogas 39 4.3.2. Hiện trạng nước thải chăn nuôi đã qua xử lý biogas 41 4.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến việc phát triển mô hình hầm biogas 43 4.4. Đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả xử dụng biogas nhằm bảo vệ môi trường trong chăn nuôi 43 PHẦN 5 45 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 45 5.1. Kết luận 45 5.2. Kiến nghị 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 I. Tài liệu in ấn 47 II. Tài liệu internet 47 PHỤ LỤC 48
  8. DANH MỤC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT STT Viết tắt Nghĩa cụm từ 1 BVMT Bảo vệ môi trường 2 BTNMT Bộ Tài nguyên và Môi trường 3 BOD 5 Lượng oxy cần thiết để oxy hóa hết các chất hữu cơ và sinh hóa do vi khuẩn gây ra, với thời gian xử lý nước là 5 ngày ở điều kiện nhiệt độ là 20°C. 4 BNNPTNT Bộ nông nghiệp phát triển nông thôn 5 COD Nhu cầu ôxi hóa học 6 NĐ – CP Nghị định Chính phủ 7 NN&PTNT Nông nghiệp và phát triển nông thôn 8 QCVN Quy chuẩn Việt Nam 9 TT Thông tư 10 U NESCO Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa của Liên hiệp quốc 11 TT Thông tư 12 TSS Tổng chất rắn lơ lửng
  9. LỜI CẢM ƠN Thực tập tốt nghiệp là một quá trình hoàn thiện kiến thức, kết hợp giữa lý thuyết và thực tiễn công việc, năng lực công tác thực tế của mỗi sinh viên sau khi ra trường nhằm đáp ứng yêu cầu thực tiễn và nghiên cứu khoa học. Được sự đồng ý của Ban giám hiệu, Ban chủ nhiệm Khoa Môi trường - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên em đã thực tập tốt nghiệp tại xã Cát Nê - huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên để hoàn thiện và nâng cao kiến thức của bản thân. Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban chủ nhiệm Khoa, cùng các thầy cô giáo khoa Môi Trường - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã truyền đạt cho em những kiến thức, cũng như tạo mọi điều kiện học tập và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập tại Trường. Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo ThS. Nguyễn Minh Cảnh người đã định hướng, hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất để em hoàn thành bản khóa luận này. Em xin chân thành cảm ơn các bác, các cô, chú, anh, chị cán bộ của UBND xã Cát Nê và toàn thể nhân dân trong địa bàn xã Cát Nê - huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên đã hết lòng tận tình, chỉ bảo hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt quá trình thực tập. Cuối cùng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè những người thân đã động viên và khuyến khích em trong suốt quá trình học tập để em có thể hoàn thành tốt chương trình học tập cũng như báo cáo tốt nghiệp của mình. Với điều kiện, thời gian, kinh nghiệm và kiến thức còn hạn chế nên khóa luận của em còn những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến và bổ sung của các thầy, cô giáo để bản khóa luận này được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 25 tháng 05năm 2018 Sinh viên Nguyễn Văn Chiến
  10. PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1.1.Đặt vấn đề Chăn nuôi là hình thức phổ biến ở các địa phương trong cả nước đặc biệt là khu vực nông thôn, trong đó có tỉnh Thái Nguyên. Chăn nuôi là một trong hai lĩnh vực quan trọng trong nền nông nghiệp (chăn nuôi, trồng trọt), nó không những đáp ứng nhu cầu thực phẩm cho tiêu dùng hàng ngày của mọi người dân trong xã hội mà còn là nguồn thu nhập quan trọng của hàng triệu người dân hiện nay. Cát Nê là xã thuộc huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên có dân số nông thôn chiếm tỉ lệ cao (chiếm tới hơn 90%). Chăn nuôi ngày càng chiếm vai trò chủ đạo trong cơ cấu nông nghiệp của tỉnh nói chung và của huyện nói riêng. Tuy nhiên, hiện nay trên địa bàn xã hình thức chăn nuôi phổ biến vẫn theo quy mô hộ gia đình. Việc chăn nuôi nhỏ lẻ trong nông hộ nhất là trong khu vực dân cư đã gây ra tình trạng ô nhiễm môi trường ngày càng trầm trọng. Bên cạnh những thành quả kinh tế đem lại không thể phủ nhận của chăn nuôi, vấn đề vệ sinh môi trường chăn nuôi và hệ luỵ của chúng tới môi trường, nguy cơ lây lan dịch bệnh và ảnh hưởng tới sức khoẻ của dân cư sống gần nguồn thải, làm giảm sức đề kháng vật nuôi, tăng tỷ lệ mắc bệnh, giảm năng suất và hiệu quả kinh tế Sức đề kháng của gia súc giảm sút sẽ là nguy cơ gây nên bùng phát dịch bệnh. Chất thải chăn nuôi khi thải ra bị tích tụ bốc mùi hôi thối, lắng đọng gây ách tắc dòng chảy, chất thải theo nguồn nước ngấm xuống nguồn nước ngầm làm ô nhiễm nguồn nước sinh hoạt của người dân.Vì vậy, phải có các giải pháp tăng cường việc làm trong sạch môi trường chăn nuôi, kiểm soát, xử lý chất thải, giữ vững được an toàn sinh học, tăng cường sức khỏe các đàn giống.
  11. Xuất phát từ yêu cầu đó, một số dự án, chương trình được triển khai tại xã nhằm giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi được tiến hành trong đó có các dự án hỗ trợ xây dựng hầm biogas xử lý chất thải chăn nuôi được triển khai. Tuy nhiên, việc quản lý, vận hành và xử dụng hầm biogas như thế nào để đạt hiệu quả cao nhất, vừa đem lại lợi ích về kinh tế vừa xử lý được chất thải, không gây ô nhiễm môi trường thứ cấp đang là vấn đề khó khăn đối với của người dân. Ở xã Cát Nê, vấn đề môi trường nói chung và trong chăn nuôi nói riêng thì môi trường mới chỉ được quan tâm trong vài năm trở lại đây khi mà sự phát triển chăn nuôi hàng hoá ngày càng gia tăng và dân số phát triển mạnh thu nhỏ khoảng cách giữa chuồng trại và khu dân cư. Môi trường và phát triển hiện nay là hai vấn đề không thể tách rời nhau. Sự phát triển nhanh chóng của ngành chăn nuôi gia súc đang đe doạ môi trường sống của chúng ta. Việc thải ra các loại chất thải đa dạng, độc hại đã và đang là mối đe doạ lớn cho hệ sinh thái và con người đồng thời làm cho nó trở nên bức bách và cần thiết phải có biện pháp khắc phục. Bất kỳ hộ chăn nuôi nào đều phải có trách nhiệm xử lý nguồn chất thải trước khi xả ra môi trường. Xuất phát từ những vấn đề thực tế trên, được sự phân công của ban chủ nhiệm Khoa Môi Trường tôi thực hiện đề tài: “Đánh giá hiện trạng nước thải chăn nuôi sau xử lý biogas tại xã Cát Nê, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên. Đề tài được thực hiện dưới sự hướng dẫn của Ths. Nguyễn Minh Cảnh. 1.2. Mục tiêu của đề tài 1.2.1. Mục tiêu tổng quát Đánh giá hiện trạng nước thải chăn nuôi sau xử lý biogas tại xã Cát Nê, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên.
  12. 1.2.2. Mục tiêu cụ thể - Đánh giá tổng quan tình hình ô nhiễm môi trường do nước thải chăn nuôi gia súc trên địa bàn xã hiện nay. Xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ công tác quản lý môi trường. - Đánh giá hiện trạng nước thải chăn nuôi sau xử lý biogas tại xã Cát Nê, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên. - Đề xuất các giải pháp cải thiện chất lượng môi trường chăn nuôi, xử dụng tiết kiệm năng lượng, phát triển hệ thống hầm biogas trong thời gian tới, nâng cao nhận thức cho người dân trong quản lý, vận hành và xử dụng hầm biogas. 1.3. Ý nghĩa của đề tài 1.3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học - Nâng cao kiến thức, kỹ năng và rút ra kinh nghiệm thực tế phục vụ cho quá trình làm việc sau này. - Vận dụng và phát huy kiến thức đã học tập và nghiên cứu. 1.3.2. Ý nghĩa trong thực tiễn - Đánh giá được tình hình hình ô nhiễm môi trường do nước thải chăn nuôi gia súc và hiệu quả của mô hình hầm biogas quy mô hộ gia đình từ đó biết được những thuận lợi và khó khăn của người dân khi xử dụng hầm biogas và đưa ra một số giải pháp nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường do chất thải thải chăn nuôi.
  13. PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Cơ sở khoa học 2.1.1. Một số khái niệm cơ bản * Môi trường là gì? Môi trường là tập hợp tất cả các thành phần của thế giới vật chất bao quanh, có khả năng tác động đến sự tồn tại và phát triển của mỗi sinh vật. Theo UNESCO, môi trường được hiểu là “Toàn bộ các hệ thống tự nhiên và các hệ thống do con người tạo ra xung quanh mình, trong đó con người sinh sống và bằng lao động của mình đã khai thác các tài nguyên thiên nhiên hoặc nhân tạo nhằm thoả mãn những nhu cầu của con người”. Trong “Luật bảo vệ môi trường của Việt Nam 2014”, chương 1, điều 3 xác định: “Môi trường là hệ thống các yếu tố vật chất tự nhiên và nhân tạo có tác động đối với sự tồn tại và phát triển của con người và sinh vật”. * Chất thải: là vật chất được thải ra từ sản xuất, kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt hoặc hoạt động khác. * Ô nhiễm môi trường: Là sự biến đổi của các thành phần môi trường không phù hợp với quy chuẩn kĩ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật (Theo khoản 8 điều 3 của luật BVMT Việt Nam năm 2014) [2]. * Ô nhiễm môi trường chăn nuôi: Là khái niệm để chỉ môi trường chăn nuôi và môi trường xung quanh bởi những sản phẩm thải của quá trình chăn nuôi. * Ô nhiễm môi trường nước là sự biến đổi về chất lượng và làm nhiễm bẩn nguồn nước gây nguy hiểm cho con người, cho công nghiệp, nông nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí và ảnh hưởng mạnh đến các sinh vật [1].
  14. * Nước bị ô nhiễm vi sinh vật Nguồn gây ô nhiễm sinh học cho môi trường nước chủ yếu là phân rác, nước thải sinh hoạt, xác chết sinh vật, nước thải bệnh viện Để đánh giá chất lượng nước dưới góc độ ô nhiễm sinh học thì người ta xử dụng chỉ số Coliform. Đây là chỉ số phản ánh số lượng vi khuẩn Coliform có trong nước, thường không gây bệnh cho người và sinh vật, nhưng để biểu hiện sự ô nhiễm nước bởi tác nhân sinh học. Ô nhiễm nước được xác định theo các giá trị tiêu chuẩn môi trường [4]. * Tiêu chuẩn môi trường: là mức giới hạn của các thông số về chất lượng môi trường xung quanh, hàm lượng của các chất gây ô nhiễm có trong chất thải, các yêu cầu kỹ thuật và quản lý được cơ quan nhà nước và các tổ chức công bố dưới dạng văn bản tự nguyện áp dụng để bảo vệ môi trường. * Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi xử dụng cho các mục đích sinh hoạt của cộng đồng: tắm, giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân, chúng thường được thải ra từ các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ, và các cộng đồng khác [3]. * Chất thải chăn nuôi là gì ? Chất thải trong chăn nuôi được phân ra làm 3 loại: chất thải rắn; chất thải khí bao gồm CO2, NH3, CH4, H2S đây đều là những loại khí chính gây hiệu ứng nhà kính; chất thải lỏng bao gồm nước tiểu, nước tắm, nước rửa chuồng [6]. 2.1.2. Tổng quan về chất thải chăn nuôi Khái niệm chất thải chăn nuôi + Chất thải chăn nuôi là những sản phẩm thải bỏ từ quá trình chăn nuôi và các hoạt động phục vụ quá trình chăn nuôi của con người. + Chất thải chăn nuôi bao gồm: Phân, nước tiểu, khí độc, chất độn chuồng
  15. 2.1.3. Nguồn gốc phát sinh chất thải chăn nuôi Chăn nuôi được xác định là một trong các ngành sản xuất tạo ra một lượng chất thải nhiều nhất ra môi trường bao gồm tất cả các loại chất thải rắn, lỏng, khí. - Chất thải của bản thân gia súc, gia cầm như: phân, nước tiểu, lông, vảy, da, - Nước thải từ quá trình tắm cho gia súc, rửa chuồng hay rửa thiết bị và dụng cụ chăn nuôi, nước làm mát cho gia súc, - Thức ăn thừa, nước thải sau quá trình xử lý của một số công trình như biogas, bùn lắng từ các mương dẫn, hồ chứa lưu trữ và xử lý chất thải. - Xác động vật chết. Các loại khí, mùi hôi thối của phân cũng như phân hủy các loại chất dư thừa thải ra trong quá trình chăn nuôi. Tất cả chất thải chăn nuôi ảnh hưởng ít nhiều đến sức khỏe vật nuôi và con người. Vì vậy cần hiểu rõ thành phần, tính chất của chất thải để có phương hướng giải quyết, quản lý phù hợp. 2.1.4. Thành phần chất thải chăn nuôi Nước thải chăn nuôi là một hỗn hợp bao gồm nước tiểu, phân, nước tắm cho gia súc, nước rửa chuồng. Nước thải có thể chứa một phần hoặc toàn bộ lượng phân của gia súc. Theo khảo sát trên 1000 trại chăn nuôi lợn quy mô vừa và nhỏ ở các tỉnh phía nam cho thấy cứ 1kg chất thải do lợn thải ra thì pha thêm với 20kg–49kg nước. Thành phần của nước thải cũng rất phong phú chúng bao gồm các chất rắn ở dạng lơ lửng, các chất hòa tan hữu cơ hay vô cơ và nhiều chất là các hợp chất của nito và photpho, nguy hiểm hơn chúng còn chứa các loại nấm, kí sinh trùng, vi khuẩn có khả năng gây bệnh. - Các chất hữu cơ và vô cơ: Trong nước thải chăn nuôi, hợp chất hữu cơ chiếm 70%- 80% gồm cellulose, protit, acid amin, chất béo, hidratcacbon và các dẫn xuất của chúng có trong phân, trong thức ăn thừa. Hầu hết các chất
  16. hữu cơ dễ phân hủy. Các chất vô cơ chiếm 20%- 30% gồm cát, đất, muối, ure, 2- ammonium, muối clorua, SO4 - N và P: Khả năng hấp thụ N và P của các loại gia súc, gia cầm rất kém nên khi ăn thức ăn có chứa N và P thì chúng sẽ bài tiết ra ngoài theo phân và nước tiểu. Trong nước thải chăn nuôi lợn thường chứa lượng N và P rất cao. Hàm lượng N-tổng trong nước thải chăn nuôi là 571mg/l- 1026mg/l, photpho từ 39mg/l – 94mg/l. - Vi sinh vật gây bệnh: Nước thải chăn nuôi chứa nhiều loại vi khuẩn như Salmonella, Shigella, Proteys, Arizona. Trứng giun sán trong nước thải với những loại điển hình là Fasiola hepatica, Fasiolagigantiac, Fasiolosis buski, có thể gây bệnh cho người và gia súc. Bảng 2.1: Tính chất nước thải chăn nuôi heo Chỉ tiêu Đơn vị Nồng độ Độ màu Pt- Co 350-870 Độ đục Mg/l 420-550 BOD5 Mg/l 3500-8900 COD Mg/l 5000- 12000 TSS Mg/l 680-1200 Tổng P Mg/l 36-72 Tổng N Mg/l 220-460 Dầu mỡ Mg/l 5- 58 ( Nguồn: Trương Thanh Cảnh, 2010) 2.1.5. Đặc tính của chất thải chăn nuôi Chất thải chăn nuôi tác động đến môi trường và sức khỏe con người trên nhiều khía cạnh: Gây ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm, môi trường khí, môi trường đất và các sản phẩm nông nghiệp. Đây chính là nguyên nhân
  17. gây ra nhiều căn bệnh về hô hấp, tiêu hóa, do trong chất thải chứa nhiều vi sinh vật gây bệnh. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã cảnh báo, nếu không có biện pháp thu gom và xử lý chất thải chăn nuôi một cách thỏa đáng sẽ ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe con người, vật nuôi và gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Đặc biệt là các virus biến thể từ các dịch bệnh như: lở mồm long móng, dịch bệnh tai xanh ở lợn có thể lây lan nhanh chóng và có thể cướp đi sinh mạng của rất nhiều người. Theo Báo cáo tổng kết của Viện Chăn nuôi (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn), nồng độ khí H2S và NH3 trong chất thải chăn nuôi cao hơn mức cho phép khoảng 30-40 lần. Tổng số vi sinh vật và bào tử nấm cũng cao hơn mức cho phép rất nhiều lần. Ngoài ra, nước thải chăn nuôi còn chứa Coliform, E.coli, COD và trứng giun sán cao hơn rất nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép. Ở nước ta hiện nay, mỗi năm ngành chăn nuôi thải ra trên 73 triệu tấn chất thải rắn bao gồm phân khô, thức ăn thừa và 20 - 30 triệu khối chất thải lỏng (phân lỏng, nước tiểu, chất rửa chuồng trại). Trong đó, khoảng 50% lượng chất thải rắn (36,5 triệu tấn), 80% chất thải lỏng (20 - 24 triệu tấn) xả thẳng ra tự nhiên hoặc xử dụng không qua xử lý. Chất thải chăn nuôi đặc trưng nhất là phân. Phân gồm các thành phần là những dưỡng chất không tiêu hóa được hoặc những dưỡng chất thoát khỏi sự tiêu hóa vi sinh hay men tiêu hóa (chất xơ, protein không tiêu hóa được, axit amin thoát khỏi sự hấp thu ). Các khoáng chất dư thừa mà cơ thể không xử dụng được như P2O5, K2O, CaO, MgO phần lớn xuất hiện trong phân. Ngoài ra, còn có các chất cặn bã của dịch tiêu hóa (trypsin, pepsin ) các mô tróc ra từ niêm mạc của ống tiêu hóa và chất nhờn theo phân ra ngoài, các chất dính vào thức ăn (tro, bụi ) các vi sinh vật bị nhiễm trong thức ăn hay trong ruột bị tống ra ngoài Lượng phân mà vật nuôi thải ra thay đổi theo
  18. lượng thức ăn và thể trọng, dựa vào thức ăn và thể trọng mà ta tính được lượng phân. Bảng 2.2. Lượng phân thải ra ngoài của các loại vật nuôi STT Loại vật nuôi Lượng phân thải mỗi ngày (% thể trọng) 1 Lợn 6,00 - 7,00 2 Bò sữa 7,00 - 8,00 3 Bò thịt 5,00 - 8,00 4 Gà 5,00 (Nguồn: Nguyễn Quế Côi, 2006) Bảng 2.2 cho thấy lượng phân thải ra mỗi ngày chiếm tỷ lệ cao nhất là ở bò sữa 7,00-8,00% thể trọng; tiếp đến là bò thịt, lợn, gà theo thứ tự lần lượt là: 5,00-8,00%; 6,00-7,00%; 5,00% thể trọng. Qua đây, ta thấy số lượng vật nuôi càng lớn thì lượng chất thải thải ra ngoài môi trường càng nhiều. Đây cũng chính là vấn đề đáng lo ngại cho môi trường hiện nay. 2.2. Cơ sở pháp lý - Luật Bảo vệ môi trường năm 2014 số 55/2014/QH13 đã được Quốc hội nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam khóa XIII, kỳ họp thứ 7, thông qua ngày 23/6/2014. - Nghị định số 19/2015/NĐ-CP ngày 14/2/2015 của Chính phủ về việc quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật bảo vệ môi trường. - Nghị định số 155/2016/NĐ-CP ngày 18/11/2016 của Chính phủ quy định về xử phạt vi phạm hành chính trong lĩnh vực bảo vệ môi trường. - Nghị định 154/2016/NĐ-CP phí bảo vệ môi trường đối với nước thải. - Thông tư số 04/2016/TT-BTNMT về ban hành quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chăn nuôi QCVN 62 – MT:2016/BTNMT nước thải chăn nuôi.
  19. QCVN 40:2011/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải công nghiệp. QCVN 05:2013/BTNMT – Quy chuẩn về chất lượng không khí xung quanh. QCVN 06:2009/BTNMT – Quy chuẩn về một số chất độc hại trong không khí xung quanh. QCVN 01-15:2010/BNNPTNT - Quy chuẩn Quốc gia điều kiện trại chăn nuôi gia cầm an toàn sinh học. QCVN 08:2015/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng môi trường nước mặt. 2.3. Tình hình chăn nuôi và xử dụng công nghệ biogas trên thế giới và Việt Nam 2.3.1. Tình hình chăn nuôi trên thế giới và ở Việt Nam 2.3.1.1 Tình hình chăn nuôi Ngày nay, dân số tăng nhanh kéo theo nhu cầu về lương thực, thực phẩm ngày càng lớn. Theo số liệu thống kê năm 2010 dân số của toàn cầu hiện nay trên 6,7 tỷ người, dự báo mỗi năm dân số thế giới tăng 0,7 – 0,8 triệu người. Châu lục có cư dân lớn nhất đó là Châu Á với số lượng 4.166,0 triệu người tiếp đến là Châu Phi có 1.033,7 triệu người, Châu Âu 732,7 triệu người, Mỹ La Tinh 588,6 triệu người, Bắc Mỹ 351,6 triệu người và Châu Đại Dương 35,8 triệu người. Tính riêng Châu Á đã chiếm trên 60% dân số thế giới, nếu cả Châu Á và Châu Phi chiếm trên 70% dân số toàn cầu. Dự kiến đến năm 2050 dân số toàn cầu có số lượng trên 9,5 tỷ người . Theo Bộ NN&PTNT, tình hình chăn nuôi năm 2017 gặp nhiều biến động, đặc biệt là giá thịt lợn giảm sâu từ đầu năm khiến người chăn nuôi chịu thua lỗ. Sau nhiều tháng chạm đáy, giá lợn hơi những tháng cuối năm đang có dấu hiệu tăng trở lại nhưng vẫn không đủ để người chăn nuôi có lãi. Tình
  20. trạng giá thấp kéo dài, khó khăn trong khâu tiêu thụ khiến người chăn nuôi lợn giảm đàn, bỏ đàn, treo chuồng. Tuy nhiên, chăn nuôi gia cầm và bò vẫn đang phát triển khá tốt và ổn định. Theo kết quả điều tra chăn nuôi kỳ 01/10/2017, đàn lợn cả nước có 27,4 triệu con, giảm 5,7%, sản lượng thịt lợn hơi xuất chuồng đạt 3,7 triệu tấn, tăng 1,9%. Đàn gia cầm cả nước ước có 385,5 triệu con, tăng khoảng 6,6%, sản lượng thịt gia cầm hơi xuất chuồng đạt 1,03 triệu tấn, tăng 7,3%, sản lượng trứng gia cầm đạt 10,6 triệu quả, tăng 12,6% [7]. Về số lượng vật nuôi, theo số liệu thống kê của FAO năm 2009 số lượng đầu gia súc và gia cầm chính của thế giới như sau: tổng đàn trâu 182,2 triệu con phân bố chủ yếu ở các nước Châu Á, tổng đàn bò 1.164,8 triệu con, dê 591,7 triệu con, cừu 847,7 triệu con, lợn 887,5 triệu con, gà 14.191,1 triệu con và tổng đàn vịt là 1.008,3 triệu con. Tốc độ tăng về số lượng vật nuôi hàng năm của thế giới trong thời gian vừa qua thường chỉ đạt trên dưới 1% năm. Cũng theo đánh giá FAO, Châu Á sẽ trở thành khu vực sản xuất và tiêu dùng các sản phẩm chăn nuôi lớn nhất. Chăn nuôi ở Việt Nam, giống như các nước trong khu vực phải duy trì mức tăng trưởng cao nhằm đáp ứng đủ nhu cầu tiêu dùng trong nước và từng bước hướng tới xuất khẩu. Trong những năm gần đây, ngành chăn nuôi Việt Nam đã phát triển đáng kể. Hiện nay, ngành chăn nuôi nước ta có sản lượng thịt lợn đứng thứ nhất khu vực Đông Nam Á (chiếm 42,2%), thứ 2 châu Á (chiếm 5%), thứ 6 thế giới (chiếm 2,8%). Sản lượng thịt vịt đứng thứ 2 khu vực Đông Nam Á (chiếm 22,4%). Trong những năm qua, tốc độ tăng trưởng của nông nghiệp của nước ta đạt khá, giai đoạn 2006 – 2010 tốc độ chăn nuôi đạt 8,5%/năm, trồng trọt đạt 4,1%/năm.
  21. Bảng 2.2 . Tốc độ tăng trưởng nông nghiệp Việt Nam hàng năm ĐVT: %/năm Giai đoạn Ngành 1986-1990 1990-1996 1997-2005 1996-2005 2006-2010 Nông nghiệp khác 3,4 6,0 5,5 5,2 4,1 Trồng trọt 3,4 6,1 5,4 5,2 5,5 Chăn nuôi 3,4 5,8 6,7 5,6 8,5 Dịch vụ 4,1 4,6 2,3 3,6 4,2 (Nguồn: Tổng cục Thống kê, Viện kinh tế nông nghiệp Việt Nam -2009) Từ khi chuyển dịch nền kinh tế từ tập trung bao cấp sang nền kinh tế thị trường, ngành chăn nuôi không ngừng phát triển cả về tổng đàn gia súc và chất lượng gia súc. Từ năm 1990 đến nay, đàn lợn có tốc độ phát triển rất nhanh so với trước đó. Năm 1980 tổng đàn lợn cả nước mới có 10,0 triệu con, năm 1990 có 12,26 triệu con (tăng 1,2 lần) thì năm 2000 nước ta đã có 20,2 triệu con (tăng 1,7 lần so với năm 1990), năm 2010 nước ta có 27,4 triệu con (tăng 2,2 lần so với năm 1990). Bình quân tốc độ tăng đàn từ năm 1990 – 2002 là 5%. Từ năm 2000 – 2010 số lượng gia súc, gia cầm biến đổi nhiều, các năm từ 2006 – 2010 thì số lượng gia súc, gia cầm tăng đáng kể so với năm 2000, tuy nhiên các năm có xu hướng giảm. Số lượng lợn tăng mạnh nhất giai đoạn 2003 – 2006. Các năm tiếp theo do dịch bệnh bùng phát mạnh, giá cả không ổn định nên nhiều hộ đã chăn nuôi ít đi. Năm 2010 dịch bệnh tai xanh ở lợn và cúm H5N1 ở gia cầm đã lây lan rộng và xuất hiện ở nhiều tỉnh thành trên cả nước. Tổng số lợn mắc bệnh ở miền Bắc là 36.899 con, trong đó đã có 14.860 lợn chết và tiêu hủy. Riêng ở miền Nam, số lợn bị bệnh phải tiêu huỷ trên 150 nghìn con, tiêu thụ thịt đình trệ.
  22. 2.3.1.2. Tình hình phế thải của ngành chăn nuôi ở Việt Nam Ngày nay vấn đề ô nhiễm môi trường trong nông nghiệp ngày càng được quan tâm nhiều, nhất là ngành chăn nuôi. Chất thải chăn nuôi có mùi hôi thối đặc trưng, chứa nhiều chất hữu cơ, vi sinh vật gây bệnh. Bên cạnh đó, ở nước ta hiện nay, phương thức chăn nuôi nông hộ vẫn chiếm tỷ lệ lớn, vì vậy việc xử lý và quản lý chất thải chăn nuôi ngày càng khó khăn. Hiện nước ta có gần 9 triệu hộ chăn nuôi quy mô gia đình và khoảng 18 nghìn trang trại chăn nuôi tập trung nhưng chỉ có 8,7% số hộ xây dựng hầm biogas và chỉ có 0,6% số hộ gia đình cam kết bảo vệ môi trường. Nhiều báo cáo nghiên cứu đều đã khẳng định là hầu hết các chất thải trong chăn nuôi đều chưa được xử lý trước khi thải ra môi trường. Số phân không được xử lý và tái xử dụng lại là nguồn cung cấp phần lớn các khí nhà kính (chủ yếu là CH4, CO2, N2O) làm trái đất nóng lên, ngoài ra còn làm rối loạn độ phì của đất, gây phì dưỡng, ô nhiễm đất và ô nhiễm nguồn nước. Khối lượng chất thải rắn trong chăn nuôi ước tính khoảng hơn 85 triệu tấn mỗi năm nhưng chỉ khoảng 40% số này được xử lý, còn lại là xả thẳng trực tiếp ra môi trường. Phương pháp xử lý chất thải rắn còn đơn giản, phân gia súc chủ được xử dụng để ủ phân bón ruộng, một phần xử dụng cho hầm biogas. Chất thải chăn nuôi chia ra thành 3 nhóm: chất thải rắn, chất thải lỏng, tiếng ồn và khí thải. a, Chất thải rắn Là những thành phần từ thức ăn nước uống mà cơ thể gia súc không hấp thụ được và thải ra ngoài cơ thể. Chất thải rắn chăn nuôi lợn có độ ẩm từ 56 - 83%. * Lượng phân:
  23. Số lượng chất thải trên một đầu động vật phụ thuộc vào khối lượng cơ thể và chế độ dinh dưỡng. Lượng chất thải tính theo % khối lượng vật nuôi như sau: Bảng 2.4. Lượng chất thải hàng ngày của động vật theo% khối lượng cơ thể Lượng chất thải theo % khối lượng cơ Lượng phân tươi Động vật thể (kg/ngày) Phân Nước tiểu Bò 5 4 – 5 15 – 20 Trâu 5 4 – 5 18 – 25 Lợn 2 3 1,2 – 4,0 Dê/ cừu 3 1 – 1,5 0,9 – 3,0 Gà 4,5 - 0,02 – 0,05 Người 1 2 0,18 – 0,34 (Nguồn: Công nghệ khí sinh học quy mô hộ gia đình) Lượng phân thải ra trong một ngày đêm tùy thuộc vào giống, loài, tuổi và khẩu phần ăn. Đối với gia súc ở các lứa tuổi khác nhau thì lượng phân thải ra khác nhau. Theo Hill và Tollner (1982), lượng phân thải ra trong một ngày đêm của lợn có khối lượng dưới 10 kg là 0,5 – 1 kg, từ 15 – 40 kg là 1 – 3 kg phân, từ 45 – 100 kg là 3 – 5 kg. Như vậy lượng chất thải rắn biến động rất lớn và còn phụ thuộc vào cả mùa vụ trong năm. Bảng 2.5. Lượng phân thải ra ở gia súc, gia cầm hàng ngày Loại gia súc, gia cầm Phân tươi (kg/ngày) Tổng chất rắn (% tươi) Bò sữa (500kg) 35 13 Bò thịt (400kg) 25 13 Lợn nái (200kg) 16 9
  24. Lợn thịt (50kg) 3,3 9 Cừu 3,9 32 Gà tây 0,4 25 Gà đẻ 0,12 25 Gà thịt 0,1 21 (Nguồn: Giáo trình quản lý chất thải chăn nuôi, ĐHNN) Theo Bộ NN&PTNT (2013), nếu với mức thải trung bình 1,5 kg phân lợn/con/ngày; 15kg phân trâu, bò/con/ngày; 0,5kg phân dê/con/ngày và 0,2 kg phân gia cầm/con/ngày thì hàng năm với tổng đàn vật nuôi trong cả nước thì riêng lượng phân phát thải trung bình đã hơn 85 triệu tấn mỗi năm. Lượng phân này phân hủy tự nhiên nếu không được xử lý sẽ gây ô nhiễm nặng nề đất, nước và không khí do phát thải nhiều khí độc như CO2, CH4 (còn gây hiệu ứng nhà kính) Thành phần các chất trong phân gia súc, gia cầm phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như: Thành phần dưỡng chất của thức ăn và nước uống; độ tuổi; tình trạng sức khỏe vật nuôi Bảng 2.6. Thành phần hoá học của phân lợn từ 70 – 100 kg Đặc tính Đơn vị Giá trị pH - 6,47 – 6,95 Vật chất khô g/kg 213 – 342 NH4-N g/kg 0,66 – 0,76 N tổng g/kg 7,99 – 9,32 Tro g/kg 32,5 – 93,3 Chất xơ g/kg 151 – 261 Carbonat g/kg 0,23 – 0,41 Các axit mạch ngắn g/kg 3,83 – 4,47 (Nguồn: Giáo trình quản lý chất thải chăn nuôi, ĐHNN)
  25. Trong phân lợn hàm lượng nitơ khá cao (7,99 – 9,32 g/kg). Ngoài ra, trong phân còn có chứa nhiều loại vi khuẩn, virus và trứng ký sinh trùng, trong đó vi khuẩn thuộc họ Enterobacteriacea chiếm đa số với các giống điển hình như Escherichia, Salmonella, Shigella, Proteus, Klebsiella. Trong 1 kg phân có chứa 2.000 – 5.000 trứng giun sán gồm chủ yếu các loại: Ascaris suum, Oesophagostomum, Trichocephalus b) Nước thải Nước thải chăn nuôi là một loại nước thải rất đặc trưng và có khả năng gây ô nhiễm môi trường cao. Lượng nước thải ra lớn, lượng nước xử dụng cho nhu cầu uống, rửa chuồng và tắm cho lợn là 30-50 lít nước/con/ngày đêm. Nước thải có mùi hôi thối, khó vận chuyển đi xa để xử dụng cho các mục đích nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản; Lượng nước thải quá lớn, không thể xử dụng hết cho diện tích đất canh tác xung quanh, do đó thường được thải trực tiếp ra môi trường. Nước thải chăn nuôi gồm hỗn hợp phân, nước tiểu và nước rửa chuồng. Vì vậy, nước phân chuồng rất giàu chất dinh dưỡng và có giá trị lớn về mặt phân bón. Nước phân chuồng nghèo lân, giàu đạm và rất giàu Kali. Đạm trong nước phân chuồng tồn tại theo 3 dạng chủ yếu là: urê, axit uric và axit hippuric, khi để tiếp xúc với không khí một thời gian hay bón vào đất thì bị VSV phân giải axit uric và axit hippuric thành urê và sau đó chuyển thành amoni carbonat. Trong nước thải chăn nuôi, hàm lượng BOD rất cao khoảng trên 3.000 mg/l, hàm lượng nitơ trên 200, hàm lượng chất lơ lửng và số lượng vi sinh vật cũng rất cao. Theo Bộ NN&PTNT (2013) hàng năm đã có tới khoảng 36 triệu tấn nước tiểu vật nuôi được thải ra, chưa kể hàng chục triệu tấn nước thải sau tắm và rửa chuồng trại nữa. c) Khí thải và tiếng ồn
  26. Đối với ô nhiễm khí và tiếng ồn thì ngành chăn nuôi đóng góp khá tích cực. Chăn nuôi là một ngành sản xuất tạo ra nhiều loại khí thải nhất, có tới trên 170 chất khí có thể sinh ra từ chăn nuôi, điển hình là các khí CO2, CH4, NH3, NO2, N2O, NO, H2S, indol, schatol mecaptan và hàng loạt các khí gây mùi khác. Ở điều kiện bình thường, các chất bài tiết từ gia súc, gia cầm như phân và nước tiểu nhanh chóng bị phân giải tạo ra nhiều chất khí có khả năng gây độc cho người và vật nuôi. Tiếng ồn trong chăn nuôi thường gây nên bởi hoạt động của gia súc, gia cầm hay tiếng ồn sinh ra từ hoạt động của các máy công cụ xử dụng trong chăn nuôi. Tiếng ồn từ gia súc, gia cầm là những âm thanh chói tai, rất khó chịu, đặc biệt là trong những khu chuồng kín. 2.3.2. Lịch xử phát triển của công nghệ biogas 2.3.2.1. Trên thế giới Cuối những năm 1890, đánh dấu sự xuất hiện của một loại bể chứa phân được đậy kín bởi việc đăng ký bản quyền của Louis Mouras (Pháp). Đến năm 1930, phân huỷ hiếm khí các phế thải nông nghiệp để tạo ra khí gas bắt đầu xuất hiện. Phong trào này phát triển mạnh ở Pháp và Đức vào những năm 1940. Những năm 1960, quá trình ủ lên men tạo khí gas chỉ được chú trọng áp dụng để xử lý phân động vật. Nhưng đến năm 1970 khi cuộc khủng hoảng năng lượng xảy ra đã tạo tiền đề cho việc phát triển phân huỷ yếm khí phân thải để sản xuất ra khí đốt. Tuy nhiên, những năm sau đó mối quan tâm dành cho công nghệ biogas bị suy giảm do giá thành của nhiên liệu tạo ra thấp và do gặp phải một số vấn đề kỹ thuật với bể ủ biogas. Mối quan tâm này chỉ thực sự được phục hồi vào những năm 1990, được đánh dấu bởi một số công trình:
  27. + Chương trình AgSTAR của Mỹ về xử lý chất thải và sản xuất năng lượng: kết quả là 75 hệ thống ủ cho các trại nuôi lợn và trại sản xuất bơ sữa. + Dự án NCSU Smithfield, năm 2001 ở trang trại Barham về khôi phục tài nguyên sinh học - Xử lý chất thải chăn nuôi lợn bằng biogas ở nhiệt độ thường. + Cuốn sách Smithfield Belt System - Ủ biogas cho chất thải khô, ở nhiệt độ cao của Humenik và cộng sự năm 2004. Riêng Trung Quốc, tính tới cuối năm 1988 đã có 2.719 công trình khí sinh học cỡ lớn và trung bình đã được xây dựng tại các trại chăn nuôi, nhà máy chế biến thực phẩm, khu dân cư (trung bình tăng 300 công trình/năm). Hàng năm sản xuất 20 triệu m3 khí sinh học, cung cấp cho 5,59 triệu gia đình xử dụng và phát điện với công suất 866kW, sản xuất thương mại 24.900 tấn phân bón và 7.000 tấn thức ăn gia súc. Ở Cộng hoà Liên bang Đức việc xây dựng các công trình khí sinh học tăng từ 100 thiết bị/năm trong những năm 1990 lên tới 200 thiết bị/năm vào năm 2000. Hầu hết các công trình có thể tích phân huỷ từ 1000 – 1500 m3, công suất khí từ 100 – 500m3. Năm 1996 – 1997, nhà thầu đã xây dựng một nhà máy khí vi sinh tại Pastitz, công suất 2.880 tấn/ngày. Thiết kế kỹ thuật và xây dựng hệ thống điều khiển bằng máy tính và điện cho nhà máy khí vi sinh. Năm 1999 – 2000, ở Mering đã đấu thầu cho việc thiết kế kỹ thuật và xây dựng hệ thống kiểm soát điện tại một nhà máy khí vi sinh, đây là nhà máy chế biến thịt và xương. Từ năm 1999 – 2001 tư vấn hợp tác cùng với nhà máy khí vi sinh Aảhú Nord, Đan Mạch, liên hệ công trình mở rộng nhà máy tiếp nhận nguồn rác hộ gia đình đã được phân loại [5]. 2.3.2.2. Tại Việt Nam Công nghệ biogas đã được nghiên cứu và triển khai ở Việt Nam từ những năm 1960. Tuy nhiên giai đoạn 1960 – 1980, chỉ có một vài nghiên
  28. cứu nhỏ lẻ diễn ra tại một số Viện nghiên cứu và Trường đại học. Các nghiên cứu thử nghiệm với hầm ủ biogas có thể tích khoảng 15 – 20 m3 đã được tiến hành nhưng gặp phải một số hạn chế như không đủ nguyên liệu đầu vào và cấu trúc hầm không hợp lý. Chỉ thực sự đến những năm 1990, cuộc vận động phát triển công nghệ hầm ủ biogas mới trỗi dậy ở Việt Nam với sự trợ giúp kỹ thuật của các Viện nghiên cứu và các trường đại học chuyên ngành. Từ những năm 1994, Hội VAC Việt Nam dưới sự giúp đỡ của Oxfam – Quebec (Canada) đã khởi động dự án thử nghiệm lắp đặt 10 thiết bị biogas túi nhựa. Sau đó, với sự giúp đỡ của tổ chức FAO, UNICEF, JIVC, TOYOTA (Nhật Bản), hội VAC Việt Nam tiếp tục mở rộng hoạt động này trên phạm vi cả nước. Tổng cộng hội VAC đã lắp đặt 5.000 thiết bị ủ Biogas trên phạm vi 40 tỉnh thành. Thời kỳ 1995 – 1998, trên địa bàn 16 tỉnh miền Bắc và miền Trung, VACVINA đã triển khai chương trình phát triển biogas, thông qua các hoạt động: Xây dựng mô hình trình diễn, tập huấn đào tạo cán bộ kỹ thuật cho địa phương, hỗ trợ kỹ thuật cho các gia đình nông dân xây dựng hầm biogas. Năm 1996, chương trình vệ sinh môi trường và nước sạch quốc gia đã phát động phong trào biogas, hàng trăm bể biogas bằng các loại vật liệu khác nhau như gạch, xi măng, composite đã được lắp đặt ở một số tỉnh như Hà Tây, Nam Định. Loại bể composite có nhiều ưu điểm, tuy nhiên giá thành đắt nên không khả thi với đại đa số nông dân. Từ những năm 1998, phong trào chăn nuôi phát triển mạnh trên cả nước cùng với nhu cầu nâng cao chất lượng cuộc sống và nhận thức về cải thiện điều kiện vệ sinh môi trường ở nông thôn, công nghệ biogas trở nên nổi tiếng và được đón nhận ở mọi nơi. Cho đến thời điểm này đã có khoảng 20.000 bể biogas trên phạm vi cả nước, trong đó có 12.000 bể nhựa. Tuy
  29. nhiên, so với tỷ lệ nông thôn chiếm tới 75% dân số Việt Nam (80 triệu người) thì số lượng bể Biogas này vẫn còn khiêm tốn. Từ năm 1993 đến 2003 công nghệ bắt đầu được phát triển mạnh mẽ với nhiều kiểu biogas mới. Thiết bị dạng túi dẻo P.E theo mẫu của Colombia được phát triển nhờ dự án SAREC-S2-VIE22 do Viện chăn nuôi, Hội làm vườn (VACVINA), Cục Khuyến nông và Khuyến lâm, Đại học nông lâm TP. HCM triển khai. - Từ những năm 2003 - 2005, dự án hợp tác Hà Lan - Việt Nam với số vốn hơn 2,5 triệu Euro tài trợ cho xây dựng bể biogas quy mô hộ gia đình ở 12 tỉnh, thành phố ở Việt Nam. Đến năm 2006 dự án mở rộng triển khai ở thêm 8 tỉnh nữa. Tiếp theo đó Chính phủ Hà Lan sẽ viện trợ không hoàn lại cho Việt Nam 3,1 triệu euro để xây dựng thêm 140.000 công trình biogas ở 50 tỉnh, thành phố trên cả nước trong giai đoạn 2007 – 2012. Cho đến nay, ở Việt Nam có khoảng 222.000 hầm khí sinh học quy mô nhỏ và đã và đang được triển khai trên toàn quốc.
  30. PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: nước thải chăn nuôi sau xử lý biogas. - Phạm vi nghiên cứu: Xã Cát Nê, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên 3.2. Địa điểm và thời gian tiến hành - Địa điểm nghiên cứu: UBND xã Cát Nê, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên - Thời gian nghiên cứu: từ tháng 1/2018- 5/2018 3.3. Nội dung nghiên cứu - Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội xã Cát Nê - Tình hình phát triển chăn nuôi và thực trạng môi trường khu vực chăn nuôi xã Cát Nê - Đánh giá hiện trạng nước thải chăn nuôi sau xử lý biogas - Đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả xử dụng biogas nhằm bảo vệ môi trường trong chăn nuôi 3.4. Phương pháp nghiên cứu 3.4.1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp - Thông tin thứ cấp có thể thu thập từ những tài liệu có sẵn: + Các tài liệu trên thư viện. + Tham khảo những bài luận văn, đề tài tốt nghiệp cùng chuyên đề trên những trang thông tin điện tử, thư viện. + Điều kiện tự nhiên, tài nguyên và nhân lực của xã, thực trạng kinh tế văn hoá - xã hội của xã Cát Nê, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên.
  31. 3.4.2. Phương pháp điều tra phỏng vấn Phương pháp điều tra, phỏng vấn người dân địa phương. + Lập bộ câu hỏi phỏng vấn và tiến hành phỏng vấn theo bộ câu hỏi đã chuẩn bị sẵn, các thông tin thu thập tập trung vào hiện trạng môi trường của khu vực và tình hiệu quả hoạt động của các bể biogas. + Hình thức phỏng vấn: Phỏng vấn trực tiếp ngẫu nhiên 60 hộ trong 17 xóm của xã Cát Nê, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên. 3.4.3. Phương pháp điều tra thực địa Điều tra thực địa là hình thức điều tra mà tác giả sẽ trực tiếp tới các nông hộ, nơi có các hầm biogas để xem xét, xác minh tính trung thực, chính xác của thông tin do các bên cung cấp. Từ đó có được những kết luận chính xác với tình hình thực tế. 3.4.4. Phương pháp lấy mẫu và phân tích Đề tài tiến hành lấy 02 mẫu nước thải chăn nuôi lợn gồm: 01 mẫu trước khi xử lý biogas và 01 mẫu nước thải sau khi xử lý biogas. - Dụng cụ lấy mẫu: Dùng chai đựng mẫu bằng nhựa có nút đậy, được rửa sạch và tráng bằng nước cất. - Mẫu được bảo quản và phân tích tại phòng thí nghiệm, khoa Môi trường, trường Đại học Nông Lâm. 3.4.5. Phương pháp thống kê và trình bày số liệu - Các số liệu được xử lý, thống kê trên máy tính bằng Word và Excel: + Các số liệu thu thập từ quan sát thực tế, kế thừa, điều tra phỏng vấn được tổng kết dưới dạng bảng biểu, đồ thị. + Dựa trên cơ sở các số liệu đã thống kê đánh giá cụ thể từng đề mục. - So sánh với QCVN 62 – MT:2016/BTNMT nước thải chăn nuôi.
  32. PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của xã Cát Nê, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên 4.1.1. Điều kiện tự nhiên 4.1.1.1. Vị trí địa lý Xã Cát Nê là một xã miền núi của huyện Đại Từ phía đông giáp xã Quân Chu, phía tây, và tây bắc giáp với xã Kí Phú, Phía nam và tây Nam giáp với dãy Tam Đảo tỉnh Vĩnh Phúc, Phía bắc giáp với xã Vạn Thọ huyện Đại Từ. Xã Cát Nê thuộc vùng núi tỷ lệ chiếm 60% diện tích đất tự nhiên, nhìn chung xã có địa hình khá phức tạp nhấp nhô không bằng phẳng, cách trung tâm huyện 13km về phía nam. 4.1.1.2. Khí hậu Địa bàn xã có khí hậu nhiệt đới thuộc tiểu vùng tây nam của Tỉnh Thái Nguyên, mùa đông lạnh, ít mưa, mùa hè nóng ẩm nhiều và chịu ảnh hưởng gió mùa đông bắc nhiệt độ trung bình năm 23,80C, nhiệt độ cao trung bình 350C – 370C (tháng 6-tháng 8). Nhiệt độ cao nhất 400C vào tháng 7 thường kèm theo mưa to. Nhiệt độ thấp trung bình là 100C từ tháng 12- tháng 2. Hướng gió chủ đạo: Gió đông nam vào mùa hè, đông bắc vào mùa đông. Độ ẩm không khí 80%-90% (độ ẩm cao nhất 90%, thấp nhất 60%). Số nắng trong năm trung bình từ 1600 giờ đến 1800 giờ, mùa hè 6-7h, mùa đông từ 3-7h. Lượng mưa trung bình năm 1600mm - 1800mm. Mưa theo mùa. Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau. Tháng 1 và tháng 2 hay mưa phùn do ảnh hưởng gió mùa đông bắc.
  33. 4.1.2. Điều kiện kinh tế xã hội Cát Nê được xác định là một trong những xã có vai trò quan trọng trong việc tạo động lực thúc đẩy sự phát triển kinh tế của huyện Đại Từ. Trong những năm qua, thực hiện chiến lược ổn định và phát triển kinh tế – xã hội, xã đã đạt được nhiều thành tựu quan trọng. Tốc độ phát triển kinh tế năm sau cao hơn năm trước. 4.1.2.1. Sản xuất nông, lâm nghiệp - Về trồng trọt: Sản xuất nông nghiệp năm 2015 gặp nhiều khó khăn do diễn biến thời tiết bất thuận. Đầu năm điều kiện thời tiết thuận lợi cho thu hoạch cây màu vụ đông năm 2014 và gieo cấy vụ xuân, tuy nhiên giai đoạn lúa đẻ nhánh đến làm đòng thời tiết liên tục nắng và không có mưa gây khô hạn cho một số diện tích lúa. Đầu vụ mùa thời tiết liên tục nắng nóng không có mưa, gây thiếu nước cho sản xuất, vụ đông mưa liên tục kéo dài, dẫn đến một số diện tích cây rau màu bị ngập úng ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển. Song được sự tập trung chỉ đạo kịp thời của Đảng uỷ, TT HĐND, UBND, BCĐ sản xuất nông nghiệp xã, các xóm, nên cơ bản đã khắc phục được những khó khăn, phấn đấu hoàn thành các chỉ tiêu kế hoạch. + Cây lúa: Tổng diện tích gieo cấy 420,5ha (Vụ xuân 195 ha, vụ mùa 225,5ha), bằng 104,9% kế hoạch, trong đó: Diện tích thâm canh cao sản: 250 ha, diện tích lúa đại trà: 170,5 ha. Diện tích gieo cấy Lúa lai 27,92ha (vụ xuân 10 ha, vụ mùa 17,92 ha) bằng 39,9% kế hoạch, tăng 3,42 ha so với năm trước; ngô lai 77 ha (Vụ xuân 15 ha, vụ mùa 7 ha, vụ đông 55 ha) bằng 285,2% kế hoạch, tăng 22,9 ha so với cùng kỳ.
  34. Tổ chức nghiệm thu và chi trả hỗ trợ gieo cấy lúa lai, ngô lai, lúa thuần chất lượng cao và các loại cây mầu cho các hộ nông dân đúng theo quy định. Triển khai lập hồ sơ đề nghị hỗ trợ bảo vệ và phát triển diện tích trồng lúa trên địa bàn xã năm 2015 theo quy định, với tổng diện tích đề nghị hỗ trợ: 219,0031 ha (Trong đó: Diện tích đất 2 lúa là: 201,4149 ha; diện tích đất 1 lúa là: 17,5882 ha. Số tiền đề nghị hỗ trợ là: 102.466.000 đồng). + Cây màu: Tổng diện tích gieo trồng là: 211 ha, đạt 100,9 % kế hoạch (Khoai lang 23ha, sắn 18ha, mía 2ha, lạc 11ha, đậu tương 6ha, đậu đỗ 4ha, dưa chuột nhật 10 ha, ớt 6 ha, rau mầu khác 131ha.). - Chương trình lâm nghiệp: Thực hiện tuyên truyền, chỉ đạo công tác phòng, chống cháy rừng; tăng cường công tác kiểm tra, giám sát việc khai thác, chế biến lâm sản trên địa bàn được thực hiện theo đúng quy định. Tổ chức triển khai kế hoạch trồng rừng sản xuất năm 2015 với tổng diện tích rừng trồng 69,1ha, bằng 125,6% kế hoạch. Phối hợp triển khai thực hiện tổng kiểm kê rừng trên địa bàn xã năm 2015 4.1.2.2. Công tác Y tế, dân số: Công tác khám chữa bệnh cho nhân dân được được duy trì tốt, các chương trình y tế được triển khai đúng tiến độ, thực hiện tốt các nội dung chăm sóc sức khoẻ ban đầu, thực hiện tốt công tác tuyên truyền giáo dục sức khỏe, ngăn ngừa dịch bệnh và ngộ độc xảy ra trên địa bàn. Tổng số hộ: 1.180 hộ, dân số trung bình 4.195 người; tổng số sinh: 64 trẻ, sinh con thứ ba 11 trường hợp. Hoàn chỉnh hồ sơ xây dựng xã đạt bộ tiêu chí Quốc gia về y tế đề nghị cấp có thẩm quyền thẩm định và công nhận theo quy định. 4.1.2.3. Công tác giáo dục: - Trường Mầm non: Tổng số trẻ đến lớp là 192 trẻ, tăng 28 trẻ so với năm trước. Năm học 2014-2015 trường tiếp tục được công nhận phổ cập giáo dục mầm non cho trẻ 5 tuổi.
  35. - Trường Tiểu học: Tổng số học sinh là 222 em, tăng 8 em so với năm học trước. + Tỷ lệ học sinh hoàn thành chương trình lớp học (đối với lớp 1,2,3,4), bằng 100% (190/190 em); + Tỷ lệ học sinh hoàn thành chương trình tiểu học (Đối với lớp 5) bằng 96,8% (31/32 em). - Trường Trung học cơ sở: Tổng số học sinh là 146 em, giảm 2 em so với năm học trước. + Tỷ lệ học sinh có học lực khá, giỏi bằng 45,9% + Học sinh lên thẳng ở các lớp 6, 7, 8: bằng 96,4% (106/110 em). + Kết quả xét tốt nghiệp THCS bằng 100% (36/36 em). 4.2. Tình hình phát triển chăn nuôi và thực trạng môi trường khu vực chăn nuôi xã Cát Nê 4.2.1. Tình hình phát triển chăn nuôi của xã Cát Nê Trong những năm gần đây, sản xuất chăn nuôi trên địa bàn xã Cát Nê đã có những phát triển rõ rệt. Hiện nay tổng số vật nuôi trên địa bàn xã Cát Nê có: 570 con trâu, 1375 con lợn, 290 con bò. Số lượng trâu, bò, lợn của từng xóm được thể hiện qua bảng sau: Bảng 4.1. Số lượng trâu, bò, lợn của xã Cát Nê năm 2018 STT Xóm Đơn Vị Trâu Bò Lợn 1 Trung nhang Con 30 15 85 2 Đồng Nghè Con 50 39 150 3 Nương Cao Con 28 18 85 4 La Lang Con 20 13 125 5 Đầu Cầu Con 30 12 75
  36. 6 Lò Mật Con 45 12 89 7 Nông Trường Con 25 12 101 8 Tâm Lập Con 22 21 76 9 Nương Dâu Con 57 17 55 10 Đồng Gốc Con 35 11 90 11 Gò Trẩu Con 50 10 55 12 Đình Con 40 9 119 13 La Vĩnh Con 23 13 45 14 Tân Phú Con 20 30 99 15 Thậm Thình Con 35 27 76 16 Đồng Mương Con 60 31 50 Tổng Con 570 290 1375 (Nguồn: Báo cáo một số chỉ tiêu của UBND xã cát Nê) 4.2.2. Áp lực việc phát triển chăn nuôi đến môi trường tại xã Cát Nê Hiện nay trên địa bàn xã Cát Nê mô hình chăn nuôi càng ngày càng phát triển mạnh nên ảnh hưởng rất lớn đến môi trường nguyên nhân là do: Nước thải trong chăn nuôi lợn bao gồm nước tắm rửa, vệ sinh chuồng trại gia súc, máng ăn uống Là loại nước gây ô nhiễm nặng nhất vì nó có chứa các chất vô cơ, hữu cơ, khoáng chất Hàm lượng chất hữu cơ trong nước thải chăn nuôi heo chiếm khoảng 70 - 80 %, bao gồm: Protein, lipid, hydrocacbon và các dẫn xuất như cellulose, acid amin. Hàm lượng các chất vô cơ chiếm từ 20 - 30%, bao gồm: Đất, cát, bụi muối phosphate, muối nitrat, - 2- 3 ion Cl , SO4 , PO4 , Ngoài ra, nước thải trong chăn nuôi còn chứa rất nhiều vi sinh vật. Các vi sinh vật này là những tác nhân gây ô nhiễm nguồn nước,
  37. chúng bao gồm các nhóm: Vi khuẩn điển hình như: E.coli, Proteus, Streptococcussp, Salmonellasp, Shigenla sp, Clostridium sp, Đây là các vi khuẩn gây bệnh tả, lỵ, thương hàn, kiết lỵ. Các loại virus có thể tìm thấy trong nước thải như: corona virus, poio virus, aphtovirurrus, 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. Ngoài ra trên địa bàn xã có rất nhiều ra đình chăn nuôi với quy mô nhỏ lẻ. Tuy nhiên nếu không có biện pháp xử lý nước thải chăn nuôi sẽ gây ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và động thực vật. Vì vậy cần phải có biện pháp để xử lý chất thải do chăn nuôi để hạn chế những tác động xấu đến môi trường. 4.2.3. Công tác quản lý chất thải chăn nuôi tại các hộ gia đình trên địa bàn xã Cát Nê Mặc dù việc phát triển loại hình chăn nuôi mang lại giá trị kinh tế cao, tạo việc làm cho nhiều lao động, song việc phát triển chăn nuôi, đặc biệt là phát triển các mô hình trang trại vẫn còn khá nhiều hạn chế. Bởi, hiện nay hầu hết các hộ dân chăn nuôi theo hướng tự phát, phân tán, quy mô chăn nuôi nhỏ, hiệu quả và hệ số quay vòng chăn nuôi thấp. Vì vậy việc xử lý chất thải chăn nuôi gặp nhiều khó khăn. Qua quá trình điều tra và trực tiếp phỏng vấn trên địa bàn xã Cát Nê, chất thải chăn nuôi được người dân xử lý bằng cách: Xử dụng bể biogas, thait tự nhiên. Kết quả của quá trình điều tra được thể hiện ở bảng sau: Bảng 4.2: Thống kê việc xử lý chất thải chăn nuôi tại xã Cát Nê STT Cách xử lý Số hộ Tỷ lệ (%) 1 Bể biogas 40 66,67 2 Thải trục tiếp ra môi trường 20 33,3 Tổng 60 100
  38. (Nguồn: Kết quả phỏng vấn bằng phiếu điều tra) Chú giải: Sử dụng biogas Thải trực tiếp ra môi trường 33% 67% Hình 4.1. Biểu đồ tỷ lệ hộ dân xử lý chất thải chăn nuôi Nhận xét: Qua bảng 4.2 và hình 4.1 ta thấy số hộ dân xử dụng bể biogas để xử lý chất thải chăn nuôi là 40 hộ chiếm 66,7%. Số hộ dân không xử lý mà thải trực tiếp ra môi trường là 20 hộ chiếm 33,3% là do việc chăn nuôi trên địa bàn xã còn nhỏ lẻ không tập trung, số hộ thải trực tiếp ra môi trường chủ yếu là những hộ gia đình chỉ nuôi 1-> 2 con nên lượng chất thải thải ra không đủ cung cấp cho quá trình hoạt động của bể biogas. 4.3. Đánh giá hiện trạng nước thải chăn nuôi sau xử lý biogas Việc thực hiện hầm biogas sẽ góp phần rất lớn trong việc giữ gìn và bảo vệ môi trường. Vì nguyên liệu chủ yếu cung cấp cho việc hoạt động của bể biogas là các chất thải trong chăn nuôi có chưa hàm lượng hữu cơ cao như phân động vật, các phụ phẩm nông nghiệp, nước thải sinh hoạt. Trong quá trình hoạt động cuae bể phân hủy do không có những điều kiện thuận lợi cho
  39. các vi sinh vật hại, ký sinh trùng gây bệnh như giun, sán nên hầu hết chúng sẽ bị hạn chế phát triển và gần như bị tiêu hủy hoàn toàn. 4.3.1. Hiện trạng nước thải chăn nuôi trước khi qua xử lý biogas Nước thải phát sinh từ chăn nuôi lợn chủ yếu là do việc vệ sinh chuồng trại có chưa phân, nước tiểu và thức ăn thừa Đặc trưng của nước thải chăn nuôi là có chứa hàm lượng N, P, vi sinh vật gây bệnh, rất cao. Để đánh giá được mước độ ô nhiễm của nước thải chăn nuôi em đã tiến hành phân tích mẫu nước thải chăn nuôi trước khi qua xử lý và được thể hiện qua bảng sau: Bảng 4.3: Kết quả phân tích nước thải chăn nuôi trước khi qua xử lý biogas STT Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả QCVN 62: 2016 ( cột B) (M1) 1 pH - 8,340 5,5 – 9 2 Độ màu - Đen xanh - 3 Độ đục NTU 33,340 - 4 TSS mg/l 400,021 150 - 5 NO3 mg/l 10,200 - 6 COD mg/l 880,460 300 7 BOD5 mg/l 616,322 100 8 Tổng P mg/l 7,073 - ( Nguồn: kết quả phân tích) Trong đó: M1: mẫu nước thải chưa qua xử lý biogas QCVN 62:2016 (cột B): Quy chẩn việt nam về nước thải chăn nuôi thải ra môi trường không xử dụng cho nước sinh hoạt.
  40. Nồng 1000 độ 880.46 900 800 700 616.322 600 500 400.021 400 300 300 200 150 100 100 8.34 9 0 pH TSS COD BOD5 Chỉ M1 QCVN 62:2016 tiêu Hình 4.2. Biểu đồ thể hiện nước thải chưa qua xử lý biogas Nhận xét: Qua bảng 4.3 và hình 4.2 ta thấy nước thải chăn nuôi chưa qua xử lý có - màu xanh đen. Độ đục là 33,34NTU, NO3 là 10,2mg/l, tổng P là 7,037mg/l. pH có giá trị nằm trong khoảng 5,5 – 9 đạt mức cho phép của QCVN 62 – MT:2016/BTNMT nước thải chăn nuôi. TSS có giá trị 400,021 vượt quá mức cho phép của QCVN 62 – MT:2016/BTNMT nước thải chăn nuôi. COD có giá trị 880,46 vượt gấp 2,9 lần so với mước cho phép của QCVN 62 – MT:2016/BTNMT nước thải chăn nuôi. BOD5 có giá trị 616,322 vượt gấp 6,2 lần mức cho phép của QCVN 62 – MT:2016/BTNMT nước thải chăn nuôi.
  41. 4.3.2. Hiện trạng nước thải chăn nuôi đã qua xử lý biogas Để đánh giá được chất lượng của nước thải sau khi qua xử lý bằng bể biogas em đã tiến hành lấy mẫu thí nghiệm và thu được kết quả thể hiện ở bảng sau: Bảng 4.4: Kết quả phân tích mẫu nước thải đã qua xử lý biogas STT Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả QCVN 62: 2016 ( cột B) (M2) 1 pH - 6,500 5,5 – 9 2 Độ màu - Đen xanh - 3 Độ đục NTU 16,178 - 4 TSS mg/l 174,660 150 - 5 NO3 mg/l 5,310 - 6 COD mg/l 316,200 300 7 BOD5 mg/l 221,340 100 8 Tổng P mg/l 3,144 - ( Nguồn: Kết quả phân tích mẫu) Trong đó: M2: Mẫu nước thải đã qua xử lý biogas QCVN 62:2016 (cột B): Quy chẩn việt nam về nước thải chăn nuôi thải ra môi trường không xử dụng cho nước sinh hoạt.
  42. Nồng độ350 316.2 300 300 250 221.34 200 174.66 150 150 100 100 50 6.5 9 0 pH TSS COD BOD5 Chỉ M2 QCVN 62:2016 tiêu Hình 4.3. Biểu đồ thể hiện nước thải qua xử lý biogas Nhận xét: Qua bảng 4.4 và hình 4.3 ta thấy nước thải chăn nuôi đã qua xử lý có - màu xanh đen. Độ đục là 16,178NTU, NO3 là 5,310mg/l, tổng P là 3,144 mg/l. pH có giá trị 6,5 nằm trong khoảng 5,5 – 9 đạt mức cho phép của QCVN 62 – MT:2016/BTNMT nước thải chăn nuôi. TSS có giá trị 174,66 vượt quá mức cho phép của QCVN 62 – MT:2016/BTNMT nước thải chăn nuôi. COD có giá trị 316,2 vượt quá mức cho phép của QCVN 62 – MT:2016/BTNMT nước thải chăn nuôi.
  43. BOD5 có giá trị 221,34 vượt quá mức cho phép của QCVN 62 – MT:2016/BTNMT nước thải chăn nuôi. Qua đây ta có thể thấy nước thải đã qua xử lý mặc dù không nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 62 – MT:2016/BTNMT nước thải chăn nuôi nhưng nó đã giảm được phần nào mức ô nhiễm so với nươc thải chăn nuôi chưa qua xử lý biogas 4.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến việc phát triển mô hình hầm biogas Hiện nay trên địa bàn xã Cát Nê vẫn còn một phần lớn các hộ gia đình không áp dụng mô hình hầm biogas nguyên nhân là do: - Việc chăn nuôi trên địa bàn xã còn nhỏ lẻ, không tập chung nên khó cho việc quy hoạch áp dụng mô hình. - Các hộ gia đình chủ yếu chỉ nuôi 1, 2 con nên không đáp ứng đủ nhu cầu cho việc hoạt động của bể biogas. - Chi phí cho việc xây dựng bể biogas khá cao nên một số hộ gia đình không có đủ điều kiện để xây dựng thực hiện. - Nhận thức của người dân về việc áp dụng hầm biogas trong chăn nuôi còn hạn chế. Người dân chưa biết được những lợi ích nhờ việc áp dụng hầm biogas trong chăn nuôi đối với gia đình và đối với môi trường. - Ý thức bảo vệ môi trường chưa cao. 4.4. Đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả xử dụng biogas nhằm bảo vệ môi trường trong chăn nuôi - Nâng cao ý thức của người dân về bảo vệ môi trường: để người dân biết vai trò của môi trường đối với đời sống của con người như thế nào để họ có ý thức cao hơn trong việc bảo vệ môi trường sống. - Tuyên truyền nhằm nâng cao hiểu biết của người dân về công dụng của việc áp dụng biogas trong chăn nuôi đối với môi trường và trong cuộc sống hằng ngày.
  44. - Trợ cấp về kinh tế vì kinh tế vùng nông thôn còn thấp, mà để xây dựng hầm biogas cần một nguồn vốn nhất định nên việc xây dựng biogas cần được hỗ trợ một khoản tiền để xây dựng cơ sở ban đầu. - Hỗ trợ kỹ thuật vì bên cạnh việc cung cấp kinh phí cho hoạt động nghiên cứu, thử nghiệm cho các hộ dân xử dụng biogas các nhà đầu tư cần phải quan tâm đến qua trình chuyển giao công nghệ nhằm nâng cao hơn nữa chất lượng của biogas - Hợp tác quốc tế: vì riêng trong lĩnh vực công nghệ năng lượng mới và tái tạo, Việt nam cần phải học hỏi rất nhiều từ các nước khác. Các hầm biogas đã thực hiện trước đây đã nhận được sự giúp đỡ rất nhiều từ các nước khác như: Hà Lan, Đức sự hỗ trợ cả về công nghệ và tài chính. Trong thời gian tới chứng ta cần tham khảo công nghệ của các nước tiên tiến nhứng để chúng áp dụng cụ thẻ vào nước ta thì cần phải có sự học hỏi về công nghệ đó để chúng ta có thể hiểu rõ hơn trước khi đưa vào xử dụng chúng. Chinh vì vậy việ hợp tác quốc tế cũng là một giải pháp quan trọng cần được quan tâm
  45. PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1. Kết luận Qua quá trình thực hiện đề tài: “ Đánh giá hiện trạng nước thải chăn nuôi sau xử lý biogas tại xã Cát Nê, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên” ta có kết quả như sau: - Số hộ dân xử dụng bể biogas để xử lý chất thải chăn nuôi là 40 hộ chiếm 66,7%. Số hộ dân không xử lý mà thải trực tiếp ra môi trường là 20 hộ chiếm 33,3%. Phần lớn các hộ gia đình đã biết xử dụng bể biogas trong chăn nuôi góp phần bảo vệ môi trường. - Kết quả phân tích nước thải chưa qua xử lý biogas: + Chỉ tiêu pH: 8,34 nằm trong giới hạn cho phép theo QCVN 62 – MT:2016/BTNMT nước thải chăn nuôi. + Các chỉ tiêu như: độ đục: 33,34(NTU); TSS: 400,021(mg/l); - NO3 : 10,2 (mg/l); COD: 880,46 (mg/l); BOD5: 616,322 (mg/l); tổng P: 7,073 (mg/l) đều vượt mức cho phép theo QCVN 62 – MT:2016/BTNMT nước thải chăn nuôi. + Chỉ tiêu pH: 6,5 nằm trong giới hạn cho phép theo QCVN 62 – MT:2016/BTNMT nước thải chăn nuôi. + Các chỉ tiêu như: độ đục: 16,178 (NTU); TSS: 174,66 (mg/l); - NO3 : 5,31 (mg/l); COD: 316,2 (mg/l); BOD5: 221,34 (mg/l); tổng P: 3,144 (mg/l) đều vượt mức cho phép theo QCVN 62 – MT:2016/BTNMT nước thải chăn nuôi. 5.2. Kiến nghị Dựa vào kết quả nghiên cứu đạt được như trên, ta thấy rõ được tình hình xử dụng và tiếp nhận việc áp dụng biogas tại địa phương tôi mạnh dạn có một số kiến nghị sau:
  46. * Đối với cơ quan địa phương, các đoàn thể cần: - Cung cấp, giới thiệu, tiếp cận các nguồn vốn vay nhằm áp dụng vào việc xây dựng các công trình biogas cho nhân dân tại địa phương đẻ đẩy nhanh tiến độ thức hiện. - Đối với các hộ gia đình đã xử dụng biogas nên góp ý, trao đổi kinh nghiệm về việc xử dụng biogas. - Cần mở lớp tập huấn, nâng cao hiểu biết, tăng cường phổ biến kiến thức về biogas cho người dân trên địa bàn. - Xây dựng các mô hình thí điểm về xử dụng và ứng dụng của mô hình biogas. - Tuyên truyền, nâng cao nhận thức người dân về bảo vệ môi trường nói chung và xử dụng mô hình biogas trong bảo vệ môi trường nói riêng. * Đối với gia đình và cá nhân: - Chủ động tìm hiểu các thông tin về việc xử dụng biogas trong chăn nuôi. - Cần nắm rõ được vai trò của việc áp dụng biogas trong chăn nuôi đối với cuộc sông và môi trường xung quoanh. - Nâng cáo ý thưc trách nhiệm trong việc bảo vệ môi trường chung. - Tham gia đóng góp ý kiến với chính quyền xã về việc nâng cao hiệu quả xử dụng biogas.
  47. TÀI LIỆU THAM KHẢO I. Tài liệu in ấn 1) Trần Hồng Hà và cộng sự (2005), “Giáo trình ô nhiễm môi trường, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội. 2) Luật Bảo vệ môi trường năm 2014 số 55/2014/QH13 đã được Quốc hội nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam khóa XIII, kỳ họp thứ 7, thông qua ngày 23/6/2014. 3) Dư Ngọc Thành (2016), “Bài giảng kỹ thật xử lý nước thải và chất thải rắn”, Khoa Môi Trường, trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. 4) Dư Ngọc Thành (2009), “Bài giảng môn quản lý tài nguyên nước”, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. 5) Lê Thị Thủy (2009), “Đánh giá tổng quan tình hình thực hiện hầm biogas trong quy mô hộ gia đình”, báo cáo tốt nghiệp đại học. II. Tài liệu internet 6) Tình hình ô nhiễm môi trường và xử lý chất thải trong lĩnh vực chăn nuôi Heo hiện nay, đề xuất giải pháp xử lý, 7) Chăn nuôi Việt Nam, thông tin chuyên ngành chăn nuôi,
  48. PHỤ LỤC Phụ lục 1 PHIẾU ĐIỀU TRA PHỎNG VẤN, THU THẬP THÔNG TIN VỀ HIỆN TRẠNG XỬ DỤNG BIOGAS TRÊN ĐỊA BÀN XÃ CÁT NÊ, HUYỆN ĐẠI TỪ,TỈNH THÁI NGUYÊN. Xin Ông/bà vui lòng cho biết các thông tin về những vấn đề dưới đây. Cảm ơn ông bà ! (hãy trả lời hoặc đánh dấu  vào câu trả lời phù hợp với ý kiến của Ông/bà) Thời gian phỏng vấn: Địa bàn phỏng vấn: Phần 1: THÔNG TIN CHUNG VỀ NGƯỜI ĐƯỢC PHỎNG VẤN Họ và tên người được phỏng vấn: Địa chỉ: Dân tộc: Tuổi: Giới tính: Nam Nữ Trình độ học vấn: Nghề nghiệp: Số nhân khẩu: người Phần 2: NỘI DUNG PHỎNG VẤN Câu 1: Anh (chị) có theo dõi các vấn đề có liên quan đến môi trường và BVMT hay không? Có Không
  49. Câu 2: Các thông tin môi trường mà Anh (chị) biết được thông qua nguồn nào sau đây? Tivi, đài Sách, báo Nguồn khác Ý kiến khác: Câu 3: Anh (chị) biết đến hầm biogas thông qua nguồn nào sau đây? Tivi, đài Sách, báo Nguồn khác Ý kiến khác: Câu 4: Lý do anh (chị) xử dụng hầm biogas là gì? Cải thiện môi trường Xử dụng gas Hỗ trợ về vốn Ý kiến khác: Câu 5: Gia đình anh (chị) nuôi bao nhiêu gia súc? 10 con Câu 6: Nguồn nguyên liệu anh (chị) cung cấp cho hầm biogas là gì? Lợn con Trâu, bò . Con Vật nuôi khác Khác: Câu 7: Nguồn kinh phí xây dựn hầm biogas anh (chị) lấy chủ yếu từ đâu? Nguồn thu nhập gia đình Hỗ trợ từ dự án Hỗ trợ từ chính quyền Khác: Câu 8: Anh (chị) có bảo dưỡng hầm biogas không? Nếu có thì chi phí bảo dưỡng là bao nhiêu? Câu 9: Khi xử dụng biogas anh (chị) xử dụng khí ga vào mục đích gì? Thắp sáng Máy phát điện Đun nấu Khác:
  50. Câu 10: Trước khi xử dụng biogas anh (chị) đun nấu bằg gì? củi Rơm, rạ gas Khác: Câu 11: Anh (chị) thấy hầm biogas gia đình đang xử dụng như thế nào đối với môi trường sống? Rất tốt Tốt Bình thường không tốt Câu 12: Anh (chị) có tiếp tục xử dụng biogas trong tương lai không? Có Không Chưa biết được Câu 13: Anh (chị) hãy cho biết một số giải pháp để nâng cao hiệu quả việc xử dụng hầm biogas? Xin chân thành cảm ơn! Người phỏng vấn
  51. Phụ lục 2: MỘT SÓ HÌNH ẢNH Ảnh 1: Đương dẫn khí biogas được người dân dẫn về xử dụng Ảnh 2: Người dân xử dụng khí biogas để đun nấu
  52. Ảnh 3: Mẫu thí nghiệm tại phòng thí nghiệm khoa môi trường