Tài liệu Nghiên cứu đánh giá hiệu quả hoạt động của hệ thống thu gom và xử lý nước thải chăn nuôi lợn tập trung tại xã ngọc lũ, huyện bình lục, hà nam và đề xuất một số giải pháp cải thiện

LỜI CAM ĐOAN Tên tôi là : Diệp Thị Thu Thủy Mã số học viên : 138.440.301.027 Lớp : 21KHMT21 Chuyên ngành : Khoa học Môi trường Mã số : 60-85-02 Khóa học : K21 (2013 - 2015) Tôi xin cam đoan quyển luận văn được chính tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Đặng Thị Thanh Huyền và PGS.TS. Bùi Quốc Lập với đề tài nghiên cứu trong luận văn “Nghiên cứu đánh giá hiệu quả hoạt động của hệ thống thu gom và xử lý nước thải chăn nuôi lợn tập trung tại xã Ngọc Lũ, huyện Bình Lục, Hà Nam và đề xuất một số giải pháp cải thiện”. Đây là đề tài nghiên cứu mới, không trùng lặp với các đề tài luận văn nào trước đây, do đó không có sự sao chép của bất kì luận văn nào. Nội dung của luận văn được thể hiện theo đúng quy định, các nguồn tài liệu, tư liệu nghiên cứu và sử dụng trong luận văn đều được trích dẫn nguồn. Nếu xảy ra vấn đề gì với nôi dung luận văn này, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm theo quy định./. NGƯỜI VIẾT CAM ĐOAN Diệp Thị Thu Thủy LỜI CẢM ƠN Để có thể hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, ngoài những cố gắng của bản thân, tôi còn nhận được sự quan tâm giúp đỡ của các thầy cô, bạn bè, trong trường và các cá nhân, tập thể trên địa bàn nghiên cứu. Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới giáo viên TS. Đặng Thị Thanh Huyền và PGS.TS. Bùi Quốc Lập đã trực tiếp hướng dẫn tôi xây dựng luận văn, luôn giảng giải, chỉ dẫn, góp ý sâu sát một cách tận tình. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến các thầy, các cô thuộc Khoa Môi Trường trường Đại học Thủy Lợi, các thầy cô là những người đã truyền thụ cho tôi những kiến thức, ý tưởng trong suốt quá trình tôi được học tập tại trường, tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi có thể hoàn thành luận văn tốt nghiệp này. Trong thời gian khảo sát thực địa, tôi xin cảm ơn chị Nguyễn Thị Hường - Chi cục Bảo vệ môi trường Hà Nam, anh Nguyễn Thành Nam - Sở Tài nguyên và Môi trường Hà Nam, người dân thôn đội 1, xã Ngọc Lũ đã ủng hộ, tạo điều kiện cho việc thu thập tài liệu cũng như việc lấy phiếu điều tra được diễn ra thuận lợi. Một lần nữa tôi cảm ơn tất cả những thầy cô, bạn bè, tập thể, ban ngành vì những giúp đỡ quý báu trong suốt thời gian qua, tôi sẽ luôn ghi nhớ. Vì những kinh nghiệm và kiến thức của bản thân còn hạn chế, luận được hoàn thành trong thời gian có hạn nên không tránh khỏi những thiếu sót. Tôi mong sẽ nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy cô cùng toàn thể các bạn đọc để luận văn tốt nghiệp này được hoàn thiện hơn nữa. Hà Nội, ngày 20 tháng 04 năm 2015 Học viên Diệp Thị Thu Thủy MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1 1.Tính cấp thiết của đề tài ...........................................................................................1 2. Mục đích nghiên cứu của đề tài luận văn ................................................................2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...........................................................................3 3.1. Đối tượng nghiên cứu...........................................................................................3 3.2. Phạm vi nghiên cứu ..............................................................................................3 4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu .............................................................3 4.1. Cách tiếp cận ........................................................................................................3 4.2. Phương pháp nghiên cứu......................................................................................3 4.2.1. Phương pháp kế thừa.........................................................................................3 4.2.2. Phương pháp thu thập, tổng hợp và phân tích số liệu .......................................4 4.2.3. Phương pháp điều tra, khảo sát thu thập thông tin ............................................4 4.2.4. Phương pháp đánh giá nhanh có sự tham gia của cộng đồng ...........................4 4.2.5. Phương pháp chuyên gia ...................................................................................4 Chương 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ....................................5 1.1 . Tổng quan về ngành chăn nuôi lợn ở Việt Nam ..........................................5 1.1.1. Giới thiệu chung ............................................................................................5 1.1.2. Tình hình thu gom nước thải chăn nuôi lợn trên thế giới và Việt Nam ........7 1.1.3 Một số giải pháp xử lý nước thải chăn nuôi lợn trên thế giới và Việt Nam ......8 1.1.3.1. Trên thế giới ...................................................................................................8 1.1.3.2. Tại Việt Nam ................................................................................................12 1.1.3.3. Tại Hà Nam ..................................................................................................17 1.2 Tổng quan về xã Ngọc Lũ, huyện Bình Lục, tỉnh Hà Nam ................................18 1.2.1 Điều kiện tự nhiên ............................................................................................18 1.2.1.1 Vị trí địa lý ...................................................................................................18 1.2.1.2 Đặc điểm địa hình ........................................................................................19 1.2.1.3 Đặc điểm khí hậu .........................................................................................19 1.2.1.4. Chế độ thủy văn sông hồ .............................................................................20 1.2.2 Điều kiện kinh tế - xã hội .................................................................................21 1.2.2.1 Kinh tế - lao động .........................................................................................21 1.2.2.2 Xã hội ...........................................................................................................21 1.2.2.3 Hiện trạng sử dụng đất .................................................................................21 1.2.2.4 Sản xuất nông nghiệp ....................................................................................22 1.2.2.5 Cơ sở hạ tầng giao thông, thủy lợi ...............................................................22 1.2.3. Thực trạng ngành chăn nuôi lợn tỉnh Hà Nam và xã Ngọc Lũ .......................23 1.2.3.1. Thực trạng chăn nuôi lợn của tỉnh Hà Nam .................................................23 1.2.3.2. Thực trạng ngành chăn nuôi lợn của huyện Bình Lục .................................25 1.2.3.3. Thực trạng ngành chăn nuôi lợn của xã Ngọc Lũ ........................................26 1.2.4. Tác động của làng nghề chăn nuôi lợn tới hệ sinh thái cảnh quan môi trường ................................................................................................................................27 1.2.4.1. Tác động tới hệ sinh thái sông Châu Giang .................................................27 1.2.4.2. Tác động tới hệ sinh thái nông nghiệp .........................................................27 1.2.4.3. Tác động tới cảnh quan thiên nhiên, giá trị văn hóa thẩm mỹ .....................28 1.2.4.5.Tác động tới môi trường không khí và sức khỏe người dân .........................29 Chương 2: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG THU GOM VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN TẬP TRUNG TẠI XÃ NGỌC LŨ ................................................................................................................30 2.1. Hệ thống thu gom và xử lý nước thải chăn nuôi lợn tập trung tại xã Ngọc Lũ .30 2.1.1. Hệ thống thu gom ...........................................................................................30 2.1.2. Hệ thống xử lý .................................................................................................32 2.1.2.1. Đặc điểm hiện trạng hệ thống xử lý tại thôn 1, xã Ngọc Lũ .......................32 2.1.2.2. Sơ đồ công nghệ xử lý..................................................................................32 2.1.2.3. Mô tả công nghệ ..........................................................................................33 2.1.2.4. Các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý hiện trạng ...............................35 2.1.2.5. Quy trình vận hành của trạm xử lý ..............................................................37 2.1.3. Hiện trạng hoạt động của hệ thống .................................................................38 2.2 Đánh giá hiệu quả hoạt động của hệ thống thu gom và xử lý nước thải chăn nuôi lợn tập trung tại xã Ngọc Lũ .....................................................................................41 2.2.1 Hiệu quả về kỹ thuật ........................................................................................41 2.2.1.1 Hiệu quả kỹ thuật của hệ thống thu gom ......................................................41 2.2.1.2 Hiệu quả kỹ thuật của trạm xử lý nước thải ..................................................43 2.2.2 Hiệu quả về môi trường ...................................................................................49 2.2.3 Hiệu quả về kinh tế ..........................................................................................50 2.2.4 Hiệu quả về xã hội............................................................................................54 2.3. Các vấn đề còn tồn tại của hệ thống thu gom và xử lý nước thải chăn nuôi lợn tập trung xã Ngọc Lũ.................................................................................................55 2.3.1. Về quản lý vận hành ........................................................................................55 2.3.2. Về công nghệ xử lý .........................................................................................57 2.3.3 Về cơ sở hạ tầng, trang thiết bị kỹ thuật ..........................................................58 Chương 3: ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ CỦA HỆ THỐNG THU GOM VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN TẠI XÃ NGỌC LŨ .................................................................................................60 3.1. Cơ sở/căn cứ đề xuất giải pháp ..........................................................................60 3.2. Giải pháp về cơ chế chính sách ..........................................................................61 3.3. Giải pháp về nâng cao năng lực quản lý ............................................................64 3.4. Giải pháp về nâng cao nhận thức cộng đồng .....................................................68 3.5. Giải pháp kỹ thuật ..............................................................................................69 3.5.1. Giải pháp về xử lý tại hộ gia đình ...................................................................69 3.5.2. Giải pháp xử lý tập trung ................................................................................73 3.5.2.1. Giải pháp ngắn hạn.......................................................................................73 3.5.2.2. Giải pháp dài hạn .........................................................................................74 3.5.2.3. Giải pháp về quy hoạch điểm xử lý tập trung ..............................................78 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................83 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................85 PHỤ LỤC .................................................................................................................89 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu Tiếng Việt 1 BASTAFAT-F Bể xử lý nước thải tại chỗ chế tạo sẵn kiểu môđun 2 BNNPTNT Bộ Nông nghiệp và phát triển Nông thôn 3 BOD Nhu cầu oxy sinh hóa 4 BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trường 5 BVMT Bảo vệ môi trường 6 COD Nhu cầu ooxy hóa học 7 CNMT Công nghệ môi trường 8 DO Nồng độ oxy hòa tan 9 FAO Tổ chức Nông lương thế giới 10 GDP Tổng sản phẩm quốc nội 11 KH Khoa học 12 MLSS Nồng độ bùn hoạt tính 13 PAC Poly Aluminium Chloride 14 PAM Poly Acrylamide Cationic 15 PTBV Phát triển bền vững 16 PVC Poly Vinyl Chlorua 17 QCVN Quy chuẩn Việt Nam 18 SV Sinh vật 19 TCCP Tiêu chuẩn cho phép 20 TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam 21 TSS Tổng chất rắn lơ lửng 22 UASB Hệ thống xử lý yếm khí với dòng hướng lên qua một lớp bùn 23 UBND Ủy ban nhân dân 24 VAC Vườn - Ao - Chuồng 25 VACB Vườn - Ao - Chuồng - Biogas DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1. Mô hình quản lý chất thải rắn chăn nuôi trên thế giới ...............................7 Hình 1.2. Cỏ vetiver trồng ở cánh đồng lọc (wetland) ...............................................9 Hình 1.3. Hầm biogas nắp cố định ............................................................................10 Hình 1.4: Hệ thống Reed bed dòng chảy ngang .......................................................11 Hình 1.5. Hệ thống Reed bed dòng chảy dọc ...........................................................11 Hình 1.6. Bể lọc sinh học ..........................................................................................12 Hình 1.7. Bể biogas dạng vòm ..................................................................................14 Hình 1.8. Bể biogas dạng bể nhiều ngăn nắp kín ......................................................15 ...................................................................................................................................15 Hình 1.9. Cấu tạo hồ phủ bạt.....................................................................................15 Hình 1.10. Cấu tạo bể UASB ....................................................................................16 Hình 1.11. Mô hình xử lý chất thải kết hợp hầm biogas và hồ sinh học .................17 Hình 1.12. Sơ đồ vị trí và mối liên hệ vùng xã Ngọc Lũ .........................................19 Hình 1.13. Sản lượng thịt lợn hơi xuất chuồng qua các năm ....................................26 Hình 1.14. Nước thải chăn nuôi lợn chưa qua xử lý thải ra các rãnh trong làng ......28 Hình 2.1. Sơ đồ thu gom nước thải chăn nuôi tại thôn 1, xã Ngọc Lũ............. 31 Hình 2.2: Rãnh thu gom nước thải chăn nuôi lợn gần hệ thống xử lý nước thải tại thôn 1, Ngọc Lũ.........................................................................................................31 Hình 2.3: Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý nước thải ..............................................33 Hình 2.5. Nhà điều hành hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi lợn tại xã Ngọc Lũ ...39 Hình 2.6. Các công trình của trạm bị cây dại mọc kín ..............................................39 Hình 2.7. Đánh giá của người dân về hiện trạng hoạt động của hệ thống (%) .........41 Hình 2.8: Lượng thu gom nước thải chăn nuôi lợn tại xã Ngọc Lũ (%)...................42 Hình 2.9: Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải chăn nuôi lợn trước và sau xử lý ................................................................................................................................47 Hình 2.10. Đánh giá của người dân về hiệu quả hoạt động của trạm xử lý(%) ........48 Hình 2.11. Đánh giá của người dân về hiệu quả cải thiện môi trường của trạm xử lý nước thải ....................................................................................................................49 Hình 2.12. Các vấn đề tồn tại của hệ thống thu gom và xử lý nước thải tập trung tại thôn 1, xã Ngọc Lũ ....................................................................................................55 Hình 3.1. Các giải pháp cải thiện ..............................................................................61 Hình 3.2. Quy trình khép kín của mô hình VAC .....................................................70 Hình 3.3. Mô hình VACB ........................................................................................72 Hình 3.4. Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi cải tạo ...............74 Hình 3.5. Một số dây chuyền công nghệ đề xuất thay thế ........................................74 Hình 3.6. Sơ đồ công nghệ bể BASTAFAT kết hợp bãi lọc trồng cây ....................77 Hình 3.7. Bể xử lý nước thải chế tạo sẵn kiểu môđun BASTAFAT-F ....................77 Hình 3.2. Quy hoạch các điểm xử lý nước thải chăn nuôi lợn xã Ngọc Lũ ..............80 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Đặc trưng nước thải chăn nuôi lợn .............................................................6 Bảng 1.2: Tình hình chăn nuôi gia súc, gia cầm tỉnh Hà Nam .................................24 Bảng 1.3: Sản lượng ngành chăn nuôi qua các năm của tỉnh Hà Nam .....................25 Bảng 1.4. Tình hình chăn nuôi của huyện Bình Lục qua các năm ...........................25 Bảng 2.1. Vị trí lấy mẫu nước thải ............................................................................43 Bảng 2.2. Kết quả phân tích nước thải chăn nuôi lợn xã Ngọc Lũ trước xử lý và sau xử lý...........................................................................................................................43 Bảng 2.3. Phân bổ kinh phí theo các nội dung hoạt động .........................................50 Bảng 2.4. Mức thu phí đối với nước thải tính theo chất gây ô nhiễm ......................51 Bảng 2.6. Tiền phí nước thải sau khi có trạm xử lý ..................................................52 Bảng 2.7. Giá bán buôn điện cho khu vực nông thôn tỉnh Hà Nam .........................53 Bảng 2.8. Các sự cố xảy ra do quá trình vận hành ....................................................56 Bảng 3.1. So sánh dây chuyền công nghệ cũ (thôn 1) và dây chuyền công nghệ đề xuất ............................................................................................................................78 Bảng 3.2. Số lượng đàn lợn và lượng nước thải của từng thôn tại xã Ngọc Lũ .......79 1 MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết của đề tài Việt Nam là đất nước mà phần lớn dân số sống dựa vào sản xuất nông nghiệp (trồng trọt và chăn nuôi). Trong đó, chăn nuôi là ngành kinh tế quan trọng của Việt Nam, là nguồn cung cấp thực phẩm chủ yếu cho người dân. Đây cũng là ngành kinh tế giúp cho nông dân tăng thu nhập, giải quyết được nhiều công ăn việc làm cho người lao động. Hiện nay ngành chăn nuôi đã được quan tâm và đầu tư đúng mức đã đem lại hiệu quả kinh tế và góp phần giải quyết vấn đề công ăn việc làm, xóa đói giảm nghèo ở nhiều địa phương. Tỉnh Hà Nam cách Thủ đô Hà Nội 56 km trên tuyến đường giao thông xuyên Bắc Nam. Những năm qua, kinh tế - xã hội của Hà Nam đã có những bước tiến vượt bậc và đạt được những thành tựu quan trọng. Tốc độ tăng trưởng tổng sản phẩm GDP của tỉnh tăng bình quân 11,1%/năm, cao hơn so với tốc độ tăng trưởng của cả nước và một số tỉnh trong vùng. Theo báo cáo của Sở Kế hoạch và Đầu tư tỉnh Hà Nam thì trong 6 tháng đầu năm 2014, GDP bình quân đầu người đạt 16,2 triệu đồng, bằng 44% kế hoạch năm, tăng 15,6% so với cùng kỳ; cơ cấu kinh tế: Nông, lâm nghiệp, thủy sản 17,9%, Công nghiệp - xây dựng 53%, Dịch vụ 29,1%. Năm 2012, cơ cấu giá trị sản xuất ngành chăn nuôi đạt 34,5% cơ cấu giá trị sản xuất nông nghiệp với số lượng đàn lợn là 359.800 con. Xã Ngọc Lũ, huyện Bình Lục, tỉnh Hà Nam là địa phương làm ăn kinh tế giỏi đã từ nhiều năm nay. Kinh tế hộ gia đình trong xã đang ngày càng được cải thiện, chất lượng cuộc sống ngày càng được nâng cao. Có được sự thay đổi như ngày hôm nay chủ yếu là nhờ vào nghề chăn nuôi lợn. Tuy nhiên mặt trái của việc phát triển đó là một hệ quả tác động tiêu cực rất lớn tới chất lượng môi trường xung quanh. Nước thải, chất thải rắn và mùi hôi phát sinh trong chăn nuôi là một vấn đề cực kỳ nghiêm trọng, ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng môi trường của lưu vực các dòng sông. Theo một số tài liệu về chăn nuôi thì 2 trung bình một con lợn phát sinh khoảng 30 lít nước thải/ngày. Như vậy với số lượng đàn lợn thịt toàn xã dao động từ 50.000 - 60.000 con thì lượng nước thải từ chăn nuôi lợn tại xã Ngọc Lũ rất lớn khoảng 1.500 m3 đến 1.800 m3 nước thải một ngày. Trong những năm qua tỉnh Hà Nam đã áp dụng nhiều chương trình ứng dụng tiến bộ Khoa học và Công nghệ để giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt để phát triển kinh tế theo hướng bền vững. Mô hình dạng hầm khí Biogas bằng túi ni lon và dạng vòm cố định xử lý chất thải cho chăn nuôi gia súc đã được áp dụng ở nhiều nơi trong tỉnh. Tuy nhiên, đa số các hầm biogas tại các hộ gia đình đều quá tải, hiệu quả xử lý không đạt. Điều đó làm cho chất lượng môi trường tại Ngọc Lũ đang bị ô nhiễm nặng nề, việc xử lý nhỏ lẻ, không tập trung bằng các phương pháp đơn giản không phát huy được tác dụng. Vì vậy, dự án “Xây dựng mô hình xử lý nước thải chăn nuôi lợn góp phần bảo vệ môi trường lưu vực sông Nhuệ - Đáy” do Trung tâm tư vấn và công nghệ môi trường thuộc Tổng cục Môi trường thực hiện đã được tiến hành và áp dụng tại thôn 1, xã Ngọc Lũ, huyện Bình Lục. Nước thải từ làng nghề chăn nuôi lợn được thu gom và xử lý tập trung trong một hệ thống với đầy đủ quy trình vận hành và bảo dưỡng. Song hệ thống thu gom và xử lý này vẫn chưa đem lại hiệu quả như mong đợi. Do đó, tôi lựa chọn vấn đề: “Nghiên cứu đánh giá hiệu quả hoạt động của hệ thống thu gom và xử lý nước thải chăn nuôi lợn tập trung tại xã Ngọc Lũ, huyện Bình Lục, Hà Nam và đề xuất một số giải pháp cải thiện” nhằm đánh giá được những hiệu quả và những vấn đề còn tồn tại của hệ thống xử lý này; từ đó đề xuất một số giải pháp để nâng cao hiệu quả của hệ thống thu gom và xử lý nước thải chăn nuôi lợn tại thôn 1, xã Ngọc Lũ, huyện Bình Lục, tỉnh Hà Nam. 2. Mục đích nghiên cứu của đề tài luận văn - Đánh giá được hiệu quả hoạt động của hệ thống thu gom và xử lý nước thải chăn nuôi lợn tập trung tại xã Ngọc Lũ, huyện Bình Lục, tỉnh Hà Nam dựa trên các chỉ tiêu: kỹ thuật, môi trường, kinh tế và xã hội. 3 - Xác định những vấn đề còn tồn tại của hệ thống thu gom và xử lý nước thải chăn nuôi lợn của xã Ngọc Lũ. - Đề xuất được một số giải pháp để nâng cao hiệu quả của hệ thống thu gom và xử lý nước thải chăn nuôi lơn tập trung tại xã Ngọc Lũ, huyện Bình Lục, tỉnh Hà Nam. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tượng nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu là hệ thống thu gom và xử lý nước thải chăn nuôi lợn tập trung của xã Ngọc Lũ. 3.2. Phạm vi nghiên cứu - Do giới hạn về thời gian nên chúng tôi chỉ tiến hành nghiên cứu trong phạm vi xã Ngọc Lũ, huyện Bình Lục, tỉnh Hà Nam. 4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 4.1. Cách tiếp cận - Tiếp cận từ tìm hiểu hiện trạng hoạt động và các vấn đề còn tồn tại của hệ thống thu gom và xử lý nước thải chăn nuôi lợn tập trung tại xã Ngọc Lũ, huyện Bình Lục, Hà Nam. - Tiếp cận hệ thống: các vấn đề liên quan đến môi trường, chất lượng cuộc sống và phát triển kinh tế tại xã Ngọc Lũ, huyện Bình Lục. - Tiếp cận tổng hợp: các giải pháp về thu gom và xử lý nước thải chăn nuôi lợn phải đồng bộ từ chính sách, tổ chức quản lý, công nghệ, kỹ thuật và sự tham gia của cộng đồng. 4.2. Phương pháp nghiên cứu 4.2.1. Phương pháp kế thừa Kế thừa các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước đã thực hiện có liên quan đến đề tài. 4 4.2.2. Phương pháp thu thập, tổng hợp và phân tích số liệu Thu thập tất cả các số liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của xã Ngọc Lũ; các số liệu về thực trạng ngành chăn nuôi lợn, số liệu về thực trạng thu gom và xử lý nước thải chăn nuôi lợn tại xã Ngọc Lũ. 4.2.3. Phương pháp điều tra, khảo sát thu thập thông tin Thu thập thông tin thông qua các phiếu hỏi và phỏng vấn phục vụ đánh giá hiện trạng hoạt động của hệ thống: công tác quản lý, vận hành và bảo dưỡng hệ thống; đánh giá hiệu quả của hệ thống. Thực hiện lấy phiếu điều tra tại 30 hộ gia đình tại xã Ngọc Lũ về quy mô chăn nuôi lợn, lượng chất thải và hiện trạng hoạt động của hệ thống xử lý nước thải tập trung tại thôn 1, xã Ngọc Lũ. 4.2.4. Phương pháp đánh giá nhanh có sự tham gia của cộng đồng Từ việc điều tra, phỏng vấn người dân tại địa phương sẽ đánh giá nhanh được hiện trạng và hiệu quả hoạt động của hệ thống thu gom và xử lý nước thải chăn nuôi lợn tại xã Ngọc Lũ. 4.2.5. Phương pháp chuyên gia Tham thảo ý kiến các chuyên gia thông qua việc trao đổi, thảo luận với giáo viên hướng dẫn. 5 Chương 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 . Tổng quan về ngành chăn nuôi lợn ở Việt Nam 1.1.1. Giới thiệu chung Chăn nuôi lợn đóng vai trò quan trọng trong phát triển ngành chăn nuôi của Việt Nam. Hầu hết các vùng của Việt Nam đều phát triển chăn nuôi lợn. Thịt lợn vẫn là loại hình được ưa chuộng nhất so với các loại thịt gia súc, gia cầm khác như trâu, bò, gà... Giai đoạn 1991 - 2002, tỷ trọng thịt lợn luôn tăng trong khi tỷ trọng thịt gia cầm, trâu, bò đều giảm đi. Đến năm 2002, thịt lợn chiếm 77% trong cơ cấu tiêu dùng thịt của Việt Nam, gia cầm 15,8%, trâu 2,4%, bò 4,8%. Giá trị sản xuất của ngành chăn nuôi năm 2010 là 135.137,1 tỷ đồng; năm 2011 là 199.171,8 tỷ đồng; năm 2012 là 200.849,8 tỷ đồng; năm 2013 là 196.955,1 tỷ đồng [19]. Tổng đàn lợn của cả nước hiện có gần 30 triệu con, với tốc độ tăng trưởng bình quân 1,8%/năm [32]. Bên cạnh chăn nuôi hộ gia đình với quy mô nhỏ, chăn nuôi lợn theo hình thức trang trại, công nghiệp đang phát triển ở hầu khắp các địa phương. Tuy nhiên, theo ông Nguyễn Văn Trọng, Phó Cục trưởng Cục Chăn nuôi, chăn nuôi lợn ở nước ta phổ biến là quy mô nhỏ, chiếm 70% về đầu con và 60% về sản lượng, phân tán trong nông hộ với trên 4 triệu hộ; trong đó chỉ có 1% số hộ nuôi từ 50 con trở lên, 12,7% số hộ nuôi 10-50 con. Số hộ nuôi 1-2 con chiếm tới 51,8%… dẫn tới năng suất chăn nuôi thấp, giá thành đầu vào cao. Trong khi trọng lượng bình quân xuất chuồng ở các nước phát triển là 110-120 kg/con, Thái Lan khoảng 100 kg/con thì trọng lượng lợn bình quân xuất chuồng của Việt Nam mới đạt 67 kg/con [32]. Theo kết quả điều tra sơ bộ tại thời điểm 1/4/2014 của Tổng cục Thống kê, cả nước có 26,39 triệu con lợn, tăng nhẹ (0,3%) so với cùng kỳ. Hiện tại chăn nuôi lợn khá thuận lợi do giá lợn hơi tăng và dịch lợn tai xanh không xảy ra đã kích thích người chăn nuôi đầu tư tái đàn. Sản lượng thịt lợn hơi xuất chuồng 6 tháng đầu năm ước tính đạt 1963,3 nghìn tấn, tăng 1,65% so với cùng kỳ năm trước [20]. 6 Cùng với sự phát triển của ngành chăn nuôi nói chung và chăn nuôi lợn nói riêng thì vấn đề xử lý chất thải chăn nuôi cũng là một điều đáng quan tâm. Chất thải chăn nuôi được phát sinh chủ yếu từ: chất thải từ bản thân gia súc như phân, nước tiểu, lông...; nước thải từ quá trình tắm gia súc, rửa chuồng hay rửa dụng cụ và thiết bị chăn nuôi, nước làm mát hay từ các hệ thống dịch vụ chăn nuôi...; thức ăn thừa...[8]. Theo khảo sát trên 1000 trại nuôi lợn quy mô vừa và nhỏ ở một số tỉnh phía Nam do Trương Thanh Cảnh và cộng sự thực hiện năm 2006 cho thấy cứ 1kg chất thải chăn nuôi do lợn thải ra được pha thêm với từ 20 đến 49 kg nước. Lượng nước này có nguồn gốc từ các hoạt động tắm cho gia súc hay để rửa chuồng hàng ngày [3]. Nếu tính trung bình lợn thải ra 0,8 kg chất thải/ngày thì trung bình trang trại chăn nuôi sử dụng 16 - 39,2 lít/đầu lợn/ngày. Trung bình 27,6 lít/đầu lợn/ngày [13]. Như vậy trung bình lượng nước thải từ chăn nuôi lợn là hơn 7,2 triệu m3/ngày. Chất thải chăn nuôi lợn chứa nhiều thành phần có khả năng gây ô nhiễm môi trường như: các chất hòa tan hữu cơ hay vô cơ, trong đó nhiều nhất là các hợp chất chứa Nitơ và Photpho, vi sinh vật, ký sinh trùng, nấm, nấm men và các yếu tố gây bệnh khác [8]. Bảng 1.1. Đặc trưng nước thải chăn nuôi lợn Chỉ tiêu Đơn vị Nồng độ pH - 6,9 ÷7,8 QCVN 01 - 79/ 2011/BNNPTNT 5,5 - 9 1 DO mg/l 0,3 ÷ 1,7 - 3 BOD 5 mg/l 1.100 ÷ 8.350 50 4 COD mg/l 2.500 ÷ 12.120 100 5 SS mg/l 190 ÷ 5.830 100 6 P tổng mg/l 28 ÷ 831 6 7 N tổng mg/l 185 ÷ 4.539 30 8 NH 4 + mg/l 85 ÷ 865 10 9 Coliform MPN/100ml 4.104 ÷ 108 5000 TT (Nguồn: Viện KHCN&MT - Đại học Bách Khoa, 2009 [6]) 7 Do đó với khối lượng chất thải nhiều như vậy nếu không được xử lý tốt sẽ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. 1.1.2. Tình hình thu gom nước thải chăn nuôi lợn trên thế giới và Việt Nam Tại các nước phát triển, việc thu gom nước thải chăn nuôi lợn đã được nghiên cứu và thực hiện từ cách đây hàng chục năm. Ở các nước phát triển, quy mô trang trại hàng trăm hecta, trong trang trại chăn nuôi lợn quy mô lớn (trên 10.000 con lợn), phân lợn và chất thải của lợn được thu gom và chủ yếu làm phân vi sinh và năng lượng Biogas cho máy phát điện, nước thải chăn nuôi được sử dụng cho các mục đích nông nghiệp [13]. Hình 1.1. Mô hình quản lý chất thải rắn chăn nuôi trên thế giới [13] Từ mô hình quản lý chất thải chăn nuôi được thể hiện trên hình (1.1) cho thấy, tại các nước phát triển, hệ thống thu gom chất thải chăn nuôi lợn được tách riêng dòng nước thải và dòng chất thải rắn. Việc tách riêng nước thải và chất thải rắn để 8 thu gom giúp cho việc xử lý về sau dễ dàng và đạt hiệu quả cao hơn, đồng thời tái sử dụng chất thải đạt hiệu quả hơn. Tại Việt Nam, theo báo cáo tổng kết của Viện chăn nuôi, hầu hết các hộ chăn nuôi đều để nước thải chảy tự do ra môi trường xung quanh gây mùi hôi thối nồng nặc, đặc biệt là vào ngày oi bức [1]. Ở Việt Nam hình thức chăn nuôi nhỏ, hộ gia đình và chăn nuôi tự phát vẫn chiếm tỷ lệ cao, do đó chưa có hệ thống thu gom chất thải chăn nuôi. Chất thải (bao gồm cả nước thải và phân thải) vẫn thải ra ngoài môi trường qua các rãnh hở, không có nắp đậy kín, gây mùi hôi thối. Vì vậy, một vấn đề cấp thiết cần phải làm hiện nay là nghiên cứu và xây dựng hệ thống thu gom chất thải chăn nuôi cho các vùng chăn nuôi để xử lý và cải thiện chất lượng môi trường. 1.1.3 Một số giải pháp xử lý nước thải chăn nuôi lợn trên thế giới và Việt Nam 1.1.3.1. Trên thế giới a) Sử dụng cỏ vetiver Trung Quốc là nước nuôi nhiều lợn nhất trên thế giới. Xử lý nước thải ở các trại lợn là một trong những vấn đề bức xúc nhất ở những khu vực đông dân cư. Năm 1998, tỉnh Quảng Đông có tới 1.600 trại nuôi lợn, trong đó hơn 130 trại sản xuất hơn 10.000 con lợn thịt mỗi năm. Mỗi trại lợn này xả ra 100 - 150 tấn nước thải mỗi ngày, kể cả phân lợn tập trung từ các lò mổ, chứa rất nhiều dưỡng chất. Tạo ra các vùng đất ngập nước được coi là biện pháp hiệu quả nhất nhằm tiêu giảm cả về lượng nước thải cũng như về các dưỡng chất thải ra từ các trại lợn. Người ta đã tiến hành thử nghiệm cỏ vetiver cùng với 11 giống cỏ khác để xem giống nào thích hợp nhất cho vùng đất ngập nước. Kết quả cho thấy, những giống cỏ có hiệu quả nhất là vetiver, Cyperus alternifolius và Cyperus exaltatus. Tuy nhiên, tiếp tục thử nghiệm cho thấy giống Cyperus exaltatus tới mùa thu thì bị tàn lụi, chuyển sang trạng thái ngủ đông cho tới mùa xuân năm sau mới mọc lại, trong khi vấn đề xử lý nước thải đòi hỏi phải thực hiện quanh năm. Do vậy, chỉ có cỏ vetiver và Cyperus alternifolius là thích hợp trồng ở đất ngập nước để xử lý nước thải từ các trại nuôi lợn [16]. 9 Hình 1.2. Cỏ vetiver trồng ở cánh đồng lọc (wetland) [27] Cũng ở Trung Quốc, chất dinh dưỡng và kim loại nặng thải ra từ các trại lợn là những chất chủ yếu nhất gây ô nhiễm nguồn nước, với nồng độ N, P và cả Cu, Zn vốn rất cao trong thức ăn tăng trọng. Kết quả thử nghiệm cho thấy, cỏ vetiver có khả năng làm sạch nước thải rất cao. Nó có thể hấp thụ và lọc Cu và Zn tới trên 90%; As và N tới trên 75%; Pb trong khoảng 30 - 71% và P trong khoảng 15 - 58%. Có thể sắp xếp thứ tự hiệu quả thanh lọc kim loại nặng và các chất N, P của cỏ Vetiver đối với nước thải từ trại lợn như sau: Zn>Cu>As>N>Pb>Hg>P [28]. b) Xử lý nước thải chăn nuôi bằng công nghệ biogas Biogas là một loại khí đốt sinh học được tạo ra khi phân hủy yếm khí phân thải ra của gia súc. Các chất thải của gia súc được cho vào hầm kín (hay túi ủ), ở đó các vi sinh vật sẽ phân hủy chúng thành các chất mùn và khí, khí này được thu lại qua một hệ thống đường dẫn tới lò để đốt, phục vụ sinh hoạt của gia đình. Các chất thải ra sau quá trình phân hủy trong hầm kín (hay túi ủ) gần như sạch và có thể thải ra môi trường, đặc biệt nước thải của hệ thống biogas có thể dùng tưới cho cây trồng [21]. Thụy Điển là quốc gia đầu tiên ở Châu Âu triển khai dự án thí điểm “Thành phố biogas”. Từ năm 2008, tất cả các phương tiện công cộng như xe bus, taxi hoạt động trong thành phố sử dụng biogas. Tại đây, cứ 10 trạm bơm nhiên liệu thông