Tài liệu Thiết kế trạm xử lý nước thải chăn nuôi trại heo nguyễn viết lương công suất 250m3 ngđ.

Thiết Kế Trạm Xử Lý Nước Thải Chăn Nuôi Trại Chăn Nuôi Heo MỤC LỤC CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1 Lý Do lựa chọn đề tài ................................................................................................................. 1 2 Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................................... 4 3 Nội dung nghiên cứu................................................................................................................... 4 4 Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................................. 4 5 Phạm vi nghiên cứu ..................................................................................................................... 4 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung về ngành chăn nuôi việt nam ..................................................................... 6 1.1.1 Hiện trạng chăn nuôi heo .................................................................................................... 6 1.1.2 Định hướng phát triển chăn nuôi heo tại việt nam ......................................................... 7 1.1.3 Trang trại chăn nuôi heo việt nam ..................................................................................... 8 1.2 Các vấn đề môi trường phát sinh trong quá trình chăn nuôi heo ...................................... 11 1.2.1 Môi trường đất ................................................................................................................... 12 1.2.2 Môi trường không khí ....................................................................................................... 12 1.2.3 Chất thải rắn ...................................................................................................................... 12 1.2.4 Nước thải ............................................................................................................................ 15 1.3 Các phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi hiện nay ....................................................... 17 1.3.1 Các phương pháp xử lý sinh học thường được áp dụng trong xử lý nước thải chăn nuôi ...................................................................................................................................... 18 1.3.2 Trên thế giới ....................................................................................................................... 24 1.3.3 Việt Nam............................................................................................................................. 26 1.3.4 Giới thiệu một số công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo trong và ngoài nước. .. 27 CHƯƠNG II: ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 2.1 Thành phần và tính chất nước thải của trang trại ................................................................ 30 2.2 Phân tích công nghệ và đề xuất công nghệ xử lý ................................................................ 32 2.2.1 Mục tiêu công nghệ ............................................................................................................ 32 2.2.2 Các công nghệ ...................................................................................................................... 33 2.2.3 Đề xuất công nghệ xử lý .................................................................................................... 35 CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CÁC PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ A. phương án 1 i Thiết Kế Trạm Xử Lý Nước Thải Chăn Nuôi Trại Chăn Nuôi Heo 3.1 Song chắn rác.......................................................................................................................... 41 3.2 Bể biogas ................................................................................................................................. 46 3.3 Hố thu gom ............................................................................................................................. 49 3.4 Bể điều hòa ............................................................................................................................. 55 3.5 Bể UASB.................................................................................................................................. 62 3.6 Bể Aerotank ............................................................................................................................ 75 3.7 Bể lắng II ................................................................................................................................. 83 3.8 Bể chứa bùn ............................................................................................................................ 86 3.9 Bể nén bùn .............................................................................................................................. 88 3.10 Bể chứa nước dư .................................................................................................................. 91 3.11 Hồ hoàn thiện ....................................................................................................................... 91 3.12 Bể khử trùng ......................................................................................................................... 92 B. Phương án 2 3.1 Song chắn rác ......................................................................................................................... 95 3.2 Bể biogas ................................................................................................................................. 95 3.3 Bể thu gom .............................................................................................................................. 95 3.4 Bể điều hòa ............................................................................................................................. 95 3.5 Bể UASB.................................................................................................................................. 95 3.6 Hồ thổi khí ............................................................................................................................... 95 3.7 Hồ hoàn thiện ....................................................................................................................... 102 3.8 Bể khử trùng ......................................................................................................................... 102 CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN CHI PHÍ VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 4.1 Dự trù kinh tế các hạng mục công trình ........................................................................... 103 4.2 Lựa chọn công nghệ xử lý .................................................................................................. 106 4.3 Chi phí xử lý 1m3 nước thải............................................................................................... 107 CHƯƠNG V: CÔNG TÁC VẬN HÀNH VÀ QUẢN LÝ TRẠM XỬ LÝ ii Thiết Kế Trạm Xử Lý Nước Thải Chăn Nuôi Trại Chăn Nuôi Heo 5.1 Kế hoạch thi công ............................................................................................................... 109 5.1.1 Lực lượng thi công............................................................................................................ 109 5.1.2 Biện pháp thi công ............................................................................................................ 109 5.1.3 Giải pháp và các chỉ tiêu kỹ thuật ................................................................................. 110 5.2 Vận hành hệ thống xử lý nước thải ................................................................................... 112 5.2.1 Giai đoạn khởi động......................................................................................................... 112 5.2.2 Bể biogas............................................................................................................................ 112 5.2.3 Bể UASB............................................................................................................................. 113 5.2.4 Giai đoạn vận hành .......................................................................................................... 114 5.3 Nguyên nhân và biện phápkhắc phục sự cố trong vận hành hệ thống xử lý ............... 115 5.4 Quản lý trạm xử lý .............................................................................................................. 116 5.4.1 Tổ chức quản lý................................................................................................................. 116 5.4.2 Kỹ thuật an toàn ................................................................................................................ 117 5.4.3 Bảo trì................................................................................................................................. 117 Kết luận kiến nghị ...................................................................................................................... 119 Tài liệu tham khảo ...................................................................................................................... 121 Phụ lục iii Thiết Kế Trạm Xử Lý Nước Thải Chăn Nuôi Trại Chăn Nuôi Heo DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT  BOD_Biochemical Oxygen Demand: nhu cầu oxy sinh hóa  COD_Chemical Oxygen Demand: nhu cầu oxy hóa học  DO_Dissolved Oxygen: nồng độ oxy hòa tan  F/M_Food – Microganism ratio: tỉ lệ thức ăn cho vi sinh vật  MLSS_Mixed liquoz Suspended Solid: chất rắn lơ lửng trong bùn lỏng  RBC_Rotating Biological Contactors  SBR_Sequence Batch Reactors  SS_Suspended Solid: chất rắn lơ lửng  TCVN_Tiêu Chuẩn Việt Nam  TCXD_Tiêu chuẩn Xây Dựng  UASB_Upflow Anaerobic Slude Blanket  VSV_Vi sinh vật  XLNT_Xử lý nước thải DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: số lượng trang trại chăn nuôi tính tới 2006 ..............................................6 Bảng 1.2: tốc độ tăng trưởng nông nghiệp hàng năm .............................................6 Bảng 1.3: khối lượng phân và nước tiểu của gia súc thải ra trong một ngày đêm ....13 Bảng 1.4: lượng chất thải chăn nuôi ước tính năm 2008 ........................................14 Bảng 1.5: thành phần phần (%) của gia súc gia cầm..............................................14 Bảng 1.6: một số thành phần vi sinh vật trong chất thải chăn nuôi heo...................15 Bảng 1.7: lượng nước tiểu thải ra hàng ngày của một số loại gia súc .....................16 Bảng 1.8: thành phần trung bình của nước tiểu các loại gia súc .............................16 Bảng 2.1: lượng nước thải và chất thải ở mỗi khu chuồng nuôi .............................30 iv Thiết Kế Trạm Xử Lý Nước Thải Chăn Nuôi Trại Chăn Nuôi Heo Bảng 2.2: nồng độ các chỉ tiêu trong QCVN:40/BTNMT cột A.............................32 Bảng 3.1: bảng phân bố lưu lượng nước thải của trang trại....................................41 Bảng 3.2: lưu lượng nước thải và chất thải tại mỗi khu chuồng .............................42 Bảng 3.3: lượng phân đi vào bể biogas của từng khu chuồng trại ..........................47 Bảng 3.4: sản lượng khí CH4 sinh ra từ một số nguyên liệu ..................................59 Bảng 3.5: tính toán thể tích nước thải lưu trong bể điều hòa ..................................55 Bảng 3.6: công suất hòa tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối khí ..............81 DANH MỤC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ Hình 1.1: tốc độ tăng trường bình quân hàng năm về số đầu con .............................7 Sơ đồ 1.1: sơ đồ tổng quát xử lý nước thải giàu chất hữu cơ sinh học ....................26 Sơ đồ 1.2: sơ đồ công nghệ tham khảo 1 ..............................................................28 Sơ đồ 1.3: sơ đồ công nghệ tham khảo 2 ..............................................................28 Sơ đồ 1.4: sơ đồ công nghệ tham khảo 3 ..............................................................29 Sơ đồ 2.1: sơ đồ dây chuyền công nghệ phương án 1 ............................................32 Sơ đồ 2.2: sơ đồ dây chuyền công nghệ phương án 2 ............................................35 Hình 3.1:tấm chắn khí của bể UASB....................................................................67 Hình 3.2: tấm hướng dòng bể UASB ...................................................................68 Hình 3.3: cách bố trí hệ thống phân phối nước .....................................................70 Hình 3.4: máng răng cưa .....................................................................................71 v Thiết Kế Trạm Xử Lý Nước Thải Chăn Nuôi Trại Chăn Nuôi Heo Chương MỞ ĐẦU 1. Lý do lựa chọn đề tài 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. Đặc biệt nông nghiệp lại có ý nghĩa quan trọng đối với nước ta khi có tới hơn 70% dân cư sống dựa vào nông nghiệp.Theo tổng cục thống kê: Tổng sản phẩm khu vực nông, lâm nghiệp và thuỷ sản năm 2012tăng 3,4% so với năm 2011 (sản xuất nông tăng2,8%; lâm nghiệp 6,6% và thuỷ sản đạt 4,5%), xuất khẩu nông, lâm, thuỷ sản năm 2012 tăng mạnh so với năm 2006. Tổng kim ngạch xuất khẩu cả năm ước tính đạt 27,5 tỷ USD (nông, lâm sản 21 tỷ USD, thuỷ sản 6,5 tỷ USD). Các hoạt động của ngành đã góp phần nâng cao thu nhập và đời sống cho nông dân, xóa đói giảm nghèo tại nhiều địa phương. Cùng với sự phát triển, hoạt động sản xuất nông nghiệp và phát triển nông thôn đã gây ra nhiều tác động đến môi trường. Việc sử dụng phân bón và hóa chất bảo vệ thực vật chưa đúng kỹ thuật đã gây tồn dư nhiều hóa chất độc hại trong môi trường đất và môi trường nước; nhiều vùng chăn nuôi tập trung, nhiều làng nghề sản xuất chưa có hệ thống thu gom và xử lý chất thải; việc khai thác nguồn lợi thủy sản không hợp lý đã ngày càng làm cạn kiệt nguồn lợi; phát triển nuôi trồng thủy sản không theo quy hoạch dẫn đến ô nhiễm môi trường... Mặt khác, các vấn đề môi trường cũng tác động không nhỏ đến sản xuất của ngành. Thời tiết diễn biến phức tạp, vụ Đông xuân ở miền Bắc ấm bất thường, hạn hán, bão lũ lụt, dịch bệnh trên gia súc, gia cầm, sâu bệnh cây trồng phát sinh trên diện rộng; nhiều vùng nuôi trồng thủy sản bị thiệt hại do ô nhiễm môi trường ... Trong chăn nuôi: Theo thống kê, hiện nay tổng đàn heo cả nước đạt 27,2 triệu con, ngành chăn nuôi heo phát triển với tốc độ rất nhanh nhưng chủ yếu là tự phát và chưa đáp ứng 1 Thiết Kế Trạm Xử Lý Nước Thải Chăn Nuôi Trại Chăn Nuôi Heo được các tiêu chuẩn kỹ thuật về chuồng trại và kỹ thuật chăn nuôi. Do đó năng suất chăn nuôi thấp và gây ô nhiễm môi trường một cách trầm trọng. Mỗi năm ngành chăn nuôi gia súc gia cầm thải ra khoảng 75-85 triệu tấn chất thải, với phương thức sử dụng phân chuồng không qua xử lý ổn định và nước thải không qua xử lý xả trực tiếp ra môi trường gây ô nhiễm nghiêm trọng.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 gây ra nhiều căn bệnh về hô hấp, tiêu hóa, do trong chất thải chứa nhiều VSV gây bệnh, trứng giun. Tổ chức Y tế Thế giới 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, nồng độ khí H 2 S và NH 3 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 có chứa Coliform, E.coli, COD… và trứng giun sán cao hơn rất nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép. Ô nhiễm môi trường khu vực trại chăn nuôi do sự phân hủy các chất hữu cơ có mặt trong phân và nước thải của heo. Sau khi chất thải ra khỏi cơ thể của heo thì các chất khí đã lập tức bay lên, khí thải chăn nuôi bao gồm hỗn hợp nhiều loại khí trong đó có trên 40 loại gây mùi, chủ yếu là H 2 S và NH 3 . Trong điều kiện kỵ khí cộng với sự có mặt của vi khuẩn trong phân và nước thải xảy ra quá trình khử các ion sunphát (SO 4 ) thành sunphua(S2-). Trong điều kiện bình thường thì H 2 S là một trong những nguyên nhân gây ra các vấn đề về màu và mùi. Nồng độ S2- tại hố thu nước thải chăn nuôi lợn có thể lên đến 330 mg/l cao hơn rất nhiều so với tiêu chuẩn (theo QCVN 40:2011/BTNMTcột C nồng độ sunfua là 0,2 mg/l). 2 Thiết Kế Trạm Xử Lý Nước Thải Chăn Nuôi Trại Chăn Nuôi Heo Nguồn nước thải chăn nuôi heo là một nguồn nước thải có chứa nhiều hợp chất hữu cơ, virus, vi trùng, trứng giun sán… Nguồn nước này có nguy cơ gây ô nhiễm các tầng nước mặt, nước ngầm và trở thành nguyên nhân trực tiếp phát sinh dịch bệnh cho đàn gia súc. Đồng thời nó có thể lây lan một số bệnh cho con người và ảnh hưởng đến môi trường xung quanh vì nước thải chăn nuôi còn chứa nhiều mầm bệnh như: Samonella, Leptospira, Clostridium tetani,…nếu không xử lý kịp thời. Bên cạnh đó còn có nhiều loại khí được tạo ra bởi hoạt động của vi sinh vật như NH 3 , CO 2 , CH 4 , H 2 S, . . .Các loại khí này có thể gây nhiễm độc không khí và nguồn nước ngầm ảnh hưởg đến đời sống con người và hệ sinh thái. Chính vì vậy mà việc thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho các trại chăn nuôi heo là một hoạt động hết sức cần thiết. Ô nhiễm môi trường còn làm phát sinh dịch bệnh, ảnh hưởng lớn đến hiệu quả chăn nuôi. Trong mười năm qua, từ 2002 đến nay, dịch lở mồm, long móng trên gia súc đã hoành hành.Mặc dù chăn nuôi trong trong sáu tháng đầu năm phát triển khá nhưng quý III có xu hướng giảm do giá thức ăn và các chi phí khác ở mức cao. Mặt khác, dịch bệnh trên vật nuôi tuy không bùng phát thành dịch nhưng thường xuyên xảy ra, nhất là dịch cúm gia cầm và dịch bệnh tai xanh trên lợn gây ảnh hưởng đến phát triển đàn. Tính đến giữa tháng Chín, đàn trâu cả nước giảm 5% so với cùng kỳ năm 2011; đàn bò giảm 6,5%; đàn heo, đàn gia cầm xấp xỉ cùng kỳ. Sản lượng thịt trâu hơi xuất chuồng chín tháng đạt bằng cùng kỳ năm trước; thịt bò hơi xuất chuồng ước tính tăng 1,5%; thịt heo hơi tăng 2,6%; thịt gia cầm tăng 7%. Tính đến 25/9/2012, dịch bệnh chưa qua 21 ngày còn ở các tỉnh là: Dịch cúm gia cầm ở Tuyên Quang, Thái Bình, Hòa Bình, Hà Tĩnh, Quảng Ngãi; dịch bệnh tai xanh ở 4 tỉnh: Bắc Kạn, Quảng Nam, Đắk Lắk và Cần Thơ. Bệnh đã có nhiễm sang người, đến nay đã có 100 người mắc và đã tử vong 46 người. Từ đầu năm 20012 đến nay đã bùng phát hội chứng rối loạn hô hấp và sinh sản (bệnh tai xanh-PRRS) trên lợn đã gây thiệt hại nặng nề cho ngành chăn nuôi lợn tại nhiều địa phương. Tuy đến nay đã được khống chế nhưng diễn biến của bệnh khá phức tạp, khả năng gây dịch còn rất lớn. Dịch bệnh đã gây tổn thất lớn cho ngành chăn nuôi, gây mất an toàn thực 3 Thiết Kế Trạm Xử Lý Nước Thải Chăn Nuôi Trại Chăn Nuôi Heo phẩm và còn có nguy cơ lây nhiễm sang người nguy hiểm như bệnh cúm gia cầm, …vì vậy, xây dựng trạm xử lý nước thải chăn nuôi heo là một vấn đề cấp thiết. Trong bài đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành môi trường người thực hiện chọn đề tài: “ Thiết Kế Trạm Xử Lý Nước Thải Chăn Nuôi Trại Heo nguyễn Viết Lương – Tân Lập – Phước Tân – TP Biên Hòa – Đồng Nai với Công suất 250m3/ ngày đêm” 2. Mục tiêu nghiên cứu Xác định các chỉ tiêu hóa lý của nước thải chăn nuôi heo rồi từ đó đưa ra phương pháp xử lý khả thi để thực hiện. Thiết kế trạm xử lý nước thải chăn nuôi heo phù hợp với điều kiện kinh tế, kỹ thuật để giảm thiểu những tác động tiêu cực do nước thải chăn nuôi heo gây ra đối với môi trường. 3. Nội dung nghiên cứu Thu thập các thông tin về các phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi heo từ các tài liệu Thu thập số liệu, tài liệu, đánh giá về trang trại Khảo sát hiện trạng về môi trường, vị trí địa lý của trang trại Xác định thành phần, tính chất của nước thải chăn nuôi Lựa chọn thiết kế công nghệ và xây dựng kế hoạch quản lý vận hành trạm xử lý nước thải 4. Phương pháp nghiên cứu Thống kê, tổng hợp, phân tích các số liệu thu thập được Tìm hiểu các công nghệ xử lý hiện nay áp dụng cho xử lý nước thải chăn nuôi heo Lựa chọn, tính toán các công nghệ được áp dụng Phân tích tính khả thi của công nghệ 4 Thiết Kế Trạm Xử Lý Nước Thải Chăn Nuôi Trại Chăn Nuôi Heo Tính toán các công trình đơn vị 5. Phạm vi nghiên cứu Chỉ áp dụng cho xử lý nước thải chăn nuôi heo vừa và nhỏ công suất 250m3/ ngày đêm. Không áp dụng xử lý nươc thải cho các nghành khác. Chất thải rắn và khid không tính đến trong đồ án này. 5 Thiết Kế Trạm Xử Lý Nước Thải Chăn Nuôi Trại Chăn Nuôi Heo Chương I: TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu chung về ngành chăn nuôi Việt Nam 1.1.1. Hiện trạng chăn nuôi heo Theo đánh giá của tổ chức Nông Lương Thế Giới (FAO):Châu Á sẽ trở thành khu vực sản xuất và tiêu dùng cácsản phẩm chăn nuôi lớn nhất.Chăn nuôi Việt Nam, giống như các nước trong khu vựcphải duy trì mức tăng trưởng cao nhằm đáp ứng đủ nhucầu tiêu dùng trong nước và từng bước hướng tới xuấtkhẩu.Trong thời gian qua, ngành chăn nuôi của nước ta pháttriển với tốc độ nhanh (Bình quân giai đoạn 2001-2006đạt 8,9%). Sau đây là bảng số liệu trang trại chăn nuôi tính tới năm 2006: Bảng 1.1: Số lượng trang trại chăn nuôi tính tới năm 2006 Miền Số trang Số trang Số trang Số trang Số trang trại heo trại gia trại bò trại trâu trại dê Tổng số cầm Cả 7.475 2.837 6.405 247 757 17.721 3.069 1.274 1.547 222 201 6.313 4.406 1.563 4.858 25 556 11.408 nước Miền Bắc Miền Nam (Nguồn tống cục thống kê (tck)– viện kinh tế nông nghiệp Việt Nam 2009) Bảng 1.2: Tốc độ tăng trưởng nông nghiệp hàng năm.(chỉ số tăng trưởng: %) Năm Nghành Nông nghiệp khác 1986- 1990- 1997- 1990 1996 2005 3,4 6,0 5,5 6 1986-2005 2006-2010 5,2 4,1 Thiết Kế Trạm Xử Lý Nước Thải Chăn Nuôi Trại Chăn Nuôi Heo 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 tctk – viện kinh tế nông nghiệp Việt Nam 2009) Hiện nay, với xu hướng chuyên môn hóa sản xuất, hình thức chăn nuôi tập trung ngày càng phổ biến ở Việt Nam. Hiện nay số lượng trang trại quy mô vừa và lớn ngày càng tăng. Các trại chăn nuôi heo tập trung có trên 400 - 500 đầu heo có mặt thường xuyên trong chuồng nuôi. Tính đến năm 2006 cả nước có: 17.721 trang trại, chưa kể các trang trại chăn nuôi các loại vật nuôi khác như thỏ, heo rừng, nhím và các loại động vật sống trong nước (cá sấu,... ). Trong đó: có 7.475 trang trại chăn nuôi heo, (miền Bắc: 3.069, miền Nam: 4.406); với 2.990 trang trại nuôi heo nái. Số trang trại chăn nuôi gia cầm là 2.837, miền Bắc: 1.274, miền Nam: 1.564); Số trang trại chăn nuôi bò là 6.405, trong đó có 2.011 trang trại chăn nuôi bò sữa (miền Bắc: 3.069. miền Nam: 4.406); Số trang trại chăn nuôi trâu là: 247 miền Bắc: 222, miền Nam: 27); Số trang trại chăn nuôi dê là: 757 miền Bắc: 201, miền Nam: 556). Hình 1.1: Tốc độ tăng trưởng bình quân hàng năm về số đầu con 10 9.10 9.30 9 8 6.70 7 6.005.90 6 5 4 4.60 3.80 3.50 3.20 3 2 1 7.60 7.20 2.60 2.30 2.40 1996-2000 2000-2003 2003-2005 0.80 0 1986-1990 Gia súc 1991-1995 Heo Gia cầm 7 Thiết Kế Trạm Xử Lý Nước Thải Chăn Nuôi Trại Chăn Nuôi Heo (Nguồn viện chăn nuôi Việt Nam) 1.1.2. Định hướng phát triển chăn nuôi heo tại Việt Nam Theo quyết định số 10/2008/QĐ-TTg ngày 16 tháng 1 năm 2008 của Thủ tướng chính phủ về việc phê duyệt chiến lược phát triển chăn nuôi đến năm 2020 thì: + Đến năm 2020 ngành chăn nuôi cơ bản chuyển sang sản xuất phương thức trang trại, công nghiệp, đáp ứng phần lớn nhu cầu thực phẩm đảm bảo chất lượng cho tiêu dùng và xuất khẩu. + Tỷ trọng chăn nuôi trong nông nghiệp đến năm 2020 đạt trên 42%, trong đó năm 2010 đạt khoảng 32% và năm 2015 đạt 38%. + Đảm bảo an toàn dịch bệnh và vệ sinh an toàn thực phẩm, khống chế có hiệu quả các bệnh nguy hiểm trong chăn nuôi. + Các cơ sở chăn nuôi, nhất là chăn nuôi theo phương thức trang trại, công nghiệp và cơ sở giết mổ, chế biến gia súc, gia cầm phải có hệ thống xử lý chất thải, bảo vệ và giảm ô nhiễm môi trường. + Mức tăng trưởng bình quân: giai đoạn 2008-2010 đạt khoảng 8-9% năm; giai đoạn 2010-2015 đạt khoảng 6-7% năm và giai đoạn 2015-2020 đạt khoảng 5-6% năm 1.1.3. Trang trại chăn nuôi heo Nguyễn Viết Lương a. Giới thiệu chung về trang trại. Trại heo Nguyễn Viết Lương được thành lập theo giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh hộ kinh doanh cá thể số 47H8003500 do Ủy Ban Nhân Dân Huyện Long Thành cấp lần đầ 9 tháng 6 năm 2005. 8 Thiết Kế Trạm Xử Lý Nước Thải Chăn Nuôi Trại Chăn Nuôi Heo Loại hình kinh doanh Trại chăn nuôi heo quy mô dưới khoảng 3000 con ( heo đực và heo nái khoảng 425 con, heo thịt 1175 con, heo con 1000 con). Bắt đầu đi vào hoạt động năm 2004. Tên cơ sở: Trại chăn nuôi heo Nguyễn Viết Lương ( hay còn gọi là trại heo Phước Tân). Địa chỉ: ấp Tân Lập, xã Phước Tân, TP Biên Hòa, Đồng Nai. Vị trí trại chăn nuôi: trại chăn nuôi heo Nguyễn Viết Lương nằm trong khuôn viên 10.735m2, khu đất hiện tại đang dùng làm chăn nuôi cách nhà dân gần nhất 200m. Phía Đông: giáp xã Tam Phước ( thành phố Biên Hòa). Phía Nam: Giáp xã Tam Phước. Phía tây:giáp An Hòa, xã Long Hưng, phường Long Bình Phía Bắc: giáp xã Bắc Sơn, huyện Trảng Bom. Trang trại nằm trong khu có trục giao thông thuận lợi, giáp với trung tâm thành phố Biên Hòa, Nguồn cung cấp nước: chủ yếu sử dụng nước ngầm chất lượng nước khá tốt đảm bảo cho chăn nuôi và sinh hoạt. Nước thải của trang trại chủ yếu là nước thải chăn nuôi heo khoảng 250m3/ ngày đêm Nguồn tiếp nhận nước thải của trang trại: suối nhỏ dẫn ra sông Buông. b. Đặc điểm khí tượng thủy văn (Nguồn: Đài khí tượng thủy văn khu vực Nam Bộ và Niên giám thống kê 2009 của Cục Thống kê Đồng Nai, tháng 6/2010) 9 Thiết Kế Trạm Xử Lý Nước Thải Chăn Nuôi Trại Chăn Nuôi Heo  Khí tượng Trang trại nằm trong vùng khí hậu có 2 mùa mưa nắng rõ rệt. Nhiệt độ dao động từ 170C – 38 0C, trung bình 26,4 0C. Biên độ nhiệt trong mùa mưa: 5,5-8 oC, trong mùa khô đạt 5-12oC Chế độ mưa: mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10 còn mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Lượng mưa trung bình từ năm 2006-2009 khoảng 2.079,15 mm/năm. Mùa mưa: tháng 5-10, chiếm 90% lượng mưa hàng năm. Tháng 8, 9 là tháng có lượng mưa cao nhất có thể lên đến gần 500mm. Mùa khô: tháng 11- 4 năm sau, chiếm 10%. Độ ẩm không khí trung bình năm: 81,5%. Các tháng mùa mưa có độ ẩm tương đối cao: 85-89%. Các tháng mùa khô có độ ẩm tương đối thấp: 68-85%. Độ ẩm cao nhất là tháng 9: 89%. Độ ẩm thấp nhất là tháng 2: 68%  Thủy văn Sông Buông được hình thành từ 5 nhánh suối chính là suối Gia Rách, suối Râm, suối Cái Hao, suối Sấu và suối Tre. Trước khi hợp nhau tại vị trí cách thượng lưu cầu sông Buông 2 (trên đường TL 763 đi từ khu công nghiệp Bàu Xéo, Trảng Bom đến sông Buông đi QL 51) không xa, các sông nhánh này chảy qua vùng đồi. Dòng chính sông Buông khá rộng, sâu, hai bên bờ phần lớn là tre và bụi rậm. Từ điểm hợp lưu này trở lên được xem như là phần thượng lưu sông. Mật độ sông suối ở vùng này khá dày. Sau khi hợp nhau sông chảy qua vùng tương đối bằng phẳng và đổ vào dòng chính sông Buông tại điểm hạ lưu cầu Đồng Nai (trên QL1A) khoảng 10 km. Đặc điểm chung của sông Buông là sông ngoằn ngoèo trên toàn lưu vực. Các nhánh sông ở phía thượng lưu có lòng sông nhỏ, hẹp và sâu, đặc biệt là đoạn trung lưu. Các nhánh sông ở phía hạ lưu có độ dốc khá nhỏ và chịu tác động 10 Thiết Kế Trạm Xử Lý Nước Thải Chăn Nuôi Trại Chăn Nuôi Heo của chế độ triều ở hạ lưu Đồng Nai cũng như chế độ dòng chảy của sông này. Tổng 2 2 diện tích lưu vực sông là 473,86 km . Mật độ lưới sông 0,67 km/km . Độ dốc lưu vực 4,0‰, mô đun dòng chảy hàng năm là 27,3 lít/s/km2, lưu lượng bình quân hàng năm 11,31 m3/s. c. Hiện trạng môi trường Theo kết quả đo đạc của trung tâm quan trắc Sở Tài Nguyên Và Môi Trường tỉnh Đồng Nai:  Môi trường không khí: nồng độ các chất khí ô nhiễm (NO 2 , SO 2 , CO) trong không khí tại khu vực đều nhỏ hơn tiêu chuẩn quy chuẩn chất lượng không khí xung quanh (QCVN 05: 2009/ BTNMT) qui định.  Môi trường nước mặt: Kết quả phân tích chất lượng nước sông Buông một số chỉ tiêu nằm trong giới hạn cho phép của quy chuẩn chất lượng nước mặt(QCVN 08:2008/BTNMT, cột A2, có một số chỉ tiêu vượt tiêu chuẩn cho phép như chỉ tiêu TSS vượt 2,5 lần, chỉ tiêu BOD 5 vượt 2,5 lần, chỉ tiêu COD vượt 2,7 lần, chỉ tiêu amoni (NH 4 +) vượt 5,1 lần, chỉ tiêu nitrit vượt 1,5 lần, chỉ tiêu phốt phát vượt 5,1 lần, chỉ tiêu Fe vượt 1,05 lần, chỉ tiêu E.coli vượt 3 và chỉ tiêu coliform vượt 1,5 lần. 1.2. Các vấn đề môi trường phát sinh trong quá trình chăn nuôi heo Chất thải chăn nuôi chia ra thành 3 nhóm: + Chất thải rắn:Phân, chất độn, lông, chất hữucơ tại các lò mổ... + Chất thải lỏng: nước tiểu, nước rửachuồng, tắm rửa gia súc, vệ sinh lò mổ, cácdụng cụ… + Chất thải khí: CO 2 , NH 3 , CH 4 … Chất thải rắn và nước thải. Chất thải rắn chủ yếu là phân, rác, thức ăn thừa của vật nuôi.... Chất thải rắn chăn nuôi lợn có độ ẩm từ 56-83%, tỷ lệ N, P, K cao, chứa 11 Thiết Kế Trạm Xử Lý Nước Thải Chăn Nuôi Trại Chăn Nuôi Heo nhiều hợp chất hữa cơ, vô cơ và một lượng lớn các vi sinh vật, trứng các ký sinh trùng có thể gây bệnh cho người và vật nuôi. Tùy theo đặc điểm chuồng nuôi và hình thức thu gom chất thải, chất thải chăn nuôi lợn bao gồm: chất thải rắn, nước tiểu, nước thải chăn nuôi (hỗn hợp phân, nước tiểu, nước rửa chuồng..). 1.2.1. Môi trường đất Chất thải chăn nuôi có thể dùng làm phân bón để tăng độ màu mỡ của đất, tăng năng xuất cây trồng. Tuy nhiên, khi đưa vào trong đất với nồng độ quá nhiều, nếu cây sử dụng không hết, sẽ tích tụ lại có thể làm chết cây, ô nhiễm đất, ô nhiễm nước mặt và nước ngầm. Đất bón nhiều phân gia súc có chứa nhiều Nitơ và photpho, khi có mưa nitơ ngấm qua đất vào nước ngầm dưới dạng nitrat. Nitơ và photpho còn có thể hòa vào nước chảy tràn trên mặt đất để ra hồ, sông gây nên hiện tượng phú dưỡng hóa làm ô nhiễm nước mặt. Ngoài ra, đất bón phân heo trong nhiều năm ở lượng cao có thể bị nhiễm những kim loại nặng như Cu, Zn vì những chất này thường được trộn vào thức ăn gia súc để kích thích tiêu hóa và phòng ngừa dịch bệnh. Về lâu dài, các chất này có thể có hại cho cây trồng, vật nuôi và cả con người. Trong chất thải chăn nuôi còn có nhiều loại vi trùng, ấu trùng, trứng giun sán. Khi dùng phân tươi để bón cây, nhất là các loại rau, nguy cơ nhiễm bệnh cho người và gia súc cũng tăng lên. 1.2.2. Không khí Mùi hôi là do sự phân hủy kị khí các chất thải chăn nuôi (chủ yếu là phân và nước tiểu) giải phóng ra các chất khí NH 3 , H 2 S,... Trong điều kiện tự nhiên từ 3-5 ngày đầu, VSV chưa kịp phân hủy các chất thải nên mùi hôi ít sinh ra, sau một thời gian dài tạo thành một mùi rất khó chịu. Chất H 2 S có mùi trứng thối đặc trưng, 12 Thiết Kế Trạm Xử Lý Nước Thải Chăn Nuôi Trại Chăn Nuôi Heo khiến cho người ngửi vào buồn nôn, choáng, nhức đầu. NH 3 kích thích mắt và đường hô hấp trên, gây ngạt ở nồng độ cao và có thể dẫn đến tử vong. Khí CH 4 có tác dụng giữ lại năng lượng mặt trời, góp phần làm thay đổi thời tiết toàn cầu. Theo Delgado (1999), 16% lượng CH 4 sản xuất hàng năm trên thế giới từ chăn nuôi. 1.2.3. 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. Phân gồm những thành phần: - Những dưỡng chất không tiêu hóa được của quá trình tiêu hóa vi sinh. - Các chất cặn bã của dịch tiêu hóa (trypsin, pepsin …), các mô tróc ra từ các niêm mạc của ống tiêu hóa và chất nhờn theo phân ra ngoài. - Các loại vi sinh vật trong thức ăn, ruột bị thải ra ngoài theo phân.  Lượng phân: Lượng phân thải ra trong một ngày đêm tùy thuộc vào giống, loài, tuổi và khẩu phần ăn. Lượng phân lợn thải ra mỗi ngày có thể ước tính 6-8% trọng lượng của vật nuôi [9]. Lượng phân thải trung bình của lợn trong 24 giờ được thể hiện dưới bảng sau: Bảng 1.3. Khối lượng phân và nước tiểu của gia súc thải ra trong 1 ngày đêm Lượng phân (kg/ngày) Nước tiểu (kg/ngày) Trâu bò lớn 20-25 10-15 Heo (<10kg) 0,5-1 0,3-0,7 Heo (15-45kg) 1-3 0,7-2,0 Heo (45-100kg) 3-5 2-4 Loại gia súc (Bùi Xuân An:Nguy cơ tác động đến môi trường và hiện trạng quản lý chất thải trong chăn nuôi vùng Đông Nam Bộ, Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh, 2007.) 13 Thiết Kế Trạm Xử Lý Nước Thải Chăn Nuôi Trại Chăn Nuôi Heo Bảng 1.4. Lượng chất thải chăn nuôi ước tính năm 2008 TT Loại vật Tổng số đầu con Chất thải rắn Tổng chất thải nuôi năm 2008 bình quân rắn/ năm (tr tấn) (1.000.000 con) (kg/con/ngày) 1 Bò 6.33 10 23.13 2 Trâu 2.89 15 15.86 3 Heo 26.70 2 19.49 4 Gia cầm 247.32 0.2 18.05 5 Dê 1.34 1.5 0.73 6 Cừu 0.08 1.5 0.04 7 Ngựa 0.12 4 0.17 8 Hươu, nai 0.04 2.5 0.03 9 Chó 8.07 1 2.95 Tổng cộng 80.45 (Bùi Xuân An: Đại Học Nông Lâm TP.HCM 2007)  Thành phần trong phân lợn Thành phần các chất trong phân lợn phụ thuộc vào nhiều yếu tố: - Thành phần dưỡng chất của thức ăn và nước uống; - Độ tuổi của heo (mỗi độ tuổi sẽ có khả năng tiêu hóa khác nhau); - Tình trạng sức khỏe vật nuôi và nhu cầu cá thể: nếu nhu cầu cá thể cao thì sử dụng dưỡng chất nhiều thì lượng phân thải sẽ ít và ngược lại. Bảng 1.5. Thành phần (%) của phân gia súc gia cầm Loại Nước Nitơ P 2 O5 K2 O CaO MgO 82.0 0.60 0.41 0.26 0.09 0.10 phân Heo 14 Thiết Kế Trạm Xử Lý Nước Thải Chăn Nuôi Trại Chăn Nuôi Heo Trâu, bò 83.14 0.29 0.17 1.00 0.35 0.13 Gà 56.0 1.63 0.54 0.85 2.40 0.74 (Nguyễn Thị Hoa Lý, 2004) 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 2000-5000 trứng giun sán gồm chủ yếu các loại: Ascaris suum, Oesophagostomum, Trichocephalus (Nguyễn Thị Hoa Lý, 2004). Bảng 1.6. Một số thành phần vi sinh vật trong chất thải rắn chăn nuôi heo Đơn vị Số lượng Coliform MNP/100g 4.106-108 E. Coli MPN/100g 105-107 Streptococus MPN/100g 3.102-104 Vk/25ml 10-104 Vk/ml 10-102 MNP/10g 0-103 Chỉ tiêu Salmonella Cl. Perfringens Đơn bào (Nguyễn Thị Hoa Lý , 2004) 1.2.4. Nước thải Nước phân chuồng là 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. Trong 1m3 nước phân có khoảng: 5-6kg N nguyên chất; 0,1kg P 2 O 5 ; 12kg K 2 O (Bergmann, 1965). Nước phân chuồng là 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 15