1 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, xin chân thành cảm ơn TS Nghiêm Vân Khanh tận tình bảo, hướng dẫn tạo điều kiện giúp hoàn thành công trình nghiên cứu Tôi xin trân trọng cảm ơn tập thể thầy cô thuộc khoa Kỹ thuật Hạ tầng Môi trường đô thị, khoa Sau Đại học giúp đỡ, đóng góp nhiều ý kiến quý báu tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian học tập nghiên cứu trường Tôi xin gửi đến gia đình bạn bè, bên cạnh, ủng hộ động viên trình học tập nghiên cứu khoa học lời biết ơn chân thành sâu sắc Tôi xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày tháng năm 2016 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Toàn Trung LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ công trình nghiên cứu khoa học độc lập Các số liệu khoa học, kết nghiên cứu Luận văn trung thực có nguồn gốc rõ ràng Hà Nội, ngày tháng năm 2016 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Toàn Trung MỤC LỤC Lời cảm ơn Lời cam đoan DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH Mở đầu Chương 1: Tổng quan trạng xử lý nước thải trại chăn nuôi heo Du Sinh 1.1 Giới thiệu chung trại chăn nuôi heo Du Sinh; 1.1.1 Thông tin vị trí địa lý sở; 1.1.2 Quy mô công suất hoạt động sở; 1.2 Quy trình sản xuất chăn nuôi tình hình phát sinh nước thải trại chăn nuôi heo Du Sinh; 1.3 Đặc điểm, thành phần, tính chất khối lượng nước thải phát sinh từ trại chăn nuôi heo Du Sinh; 1.4 Hiện trạng xử lý nước thải trại chăn nuôi heo Du Sinh 1.5 Đánh giá hiệu quả, phương thức hình thức xử lý nước thải trại chăn nuôi Du Sinh Chương Cơ sở khoa học xử lý nước thải chăn nuôi 2.1 Cơ sở pháp lý; 2.1.1 Văn pháp lý; 2.2.2 Tiêu chuẩn, quy chuẩn; 2.2 Cơ sở lý thuyết để xử lý nước thải cho lĩnh vực chăn nuôi; 2.2.1 Phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi; 2.2.1.1 Bể biogas 2.2.1.2 Bể SBR 2.2.1.3 Mương oxi hóa 2.2.1.4 Đĩa lọc sinh học 2.2.1.5 Bãi lọc ngập trồng 2.2.1.6 Hồ sinh học 2.2.2 Những yêu cầu quy định lựa chọn công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi; 2.3 Bài học kinh nhiệm xử lý nước thải chăn nuôi; 2.3.1 Bài học kinh nhiệm xử lý nước thải chăn nuôi giới; 2.3.2 Bài học kinh nghiệm xử lý nước thải chăn nuôi Việt Nam Chương 3: Đề xuất dây chuyền xử lý nước thải trại chăn nuôi heo Du Sinh 3.1 Quy mô dây chuyền xử lý nước thải trại chăn nuôi heo Du Sinh 3.2 Đề xuất dây chuyền công nghệ phương án 3.2.1 Sơ đồ công nghệ 3.2.2 Thuyết minh công nghệ 3.3 Đề xuất dây chuyền công nghệ phương án 3.3.1 Sơ đồ công nghệ 3.3.2 Thuyết minh công nghệ 3.4 Lựa chọn phương án dây chuyền công nghệ 3.5 Mô tả hạng mục công trình thiết bị dây chuyền công nghệ xử lý nước thải phương án chọn 3.5.1 Phần xây dựng 3.5.2 Phần thiết bị Kết luận Tài liệu tham khảo MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Nước ta thuộc diện nước phát triển, phụ thuộc nhiều vào nông nghiệp Chăn nuôi lĩnh vực quan trọng nông nghiệp Chăn nuôi đem lại nguồn thu nhập làm thay đổi sống nhiều người nói riêng đất nước nói chung Nó cung cấp nguồn thực phẩm hàng ngày tương đối lớn để cung ứng cho người tiêu dùng, làm đa dạng hóa ăn xuất nước lân cận, đóng vai trò quan trọng việc phát triển kinh tế nước ta Trong vài năm gần đây, ngành chăn nuôi có bước tiến nhảy vọt Nhiều tiến khoa học kỹ thuật ứng dụng rộng rãi vào sản xuất đem lại hiệu kinh tế cao, việc ứng dụng đưa vào sản xuất giống gia súc, gia cầm suất tốt đạt chất lượng cao giá thành thấp cung ứng cho sản xuất đại trà Nhưng, công nghiệp hóa chăn nuôi cộng với gia tăng mạnh mẽ số lượng đàn gia súc chất thải từ hoạt động chăn nuôi trang trại, gia trại làm cho môi trường chăn nuôi đặc biệt môi trường thủy vực xung quanh bị ô nhiễm trầm trọng Theo báo cáo tổng kết viện chăn nuôi [1], hầu hết hộ chăn nuôi để nước thải chảy tự môi trường xung quanh gây mùi hôi thối nồng nặc, đặc biệt vào ngày oi Nồng độ khí H2S NH3 cao mức cho phép khoảng 30-40 lần [2] Tổng số VSV bào tử nấm cao mức cho phép nhiều lần Ngoài nước thải chăn nuôi có chứa coliform, e.coli, COD , trứng giun sán cao nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép Do đó, việc xử lý nước thải chăn nuôi nhằm tạo môi trường sản xuất thực cần thiết không góp phần giải vấn đề ô nhiễm môi trường mà mở hướng công nghệ xử lý, thu hồi chất có giá trị nước thải chăn nuôi Tại tỉnh khu vực Tây Nguyên nói chung Lâm Đồng nói riêng khu vực có nhiều trang trại, hộ chăn nuôi, xí nghiệp chăn nuôi gia súc, gia cầm với công suất quy mô lớn Hiện nay, Trại chăn nuôi gia súc gia cầm đầu tư hệ thống xử lý môi trường phương thức chăn nuôi thay đổi ngày trở nên đại số lượng đàn gia súc gia cầm gia tăng mạnh mẽ, hệ thống xử lý nước thải xuống cấp tải, không đáp ứng nhu cầu Từ lý thực tế nêu trên, đề tài" Đề xuất dây chuyền xử lý nước thải cho Trại chăn nuôi heo Du Sinh, thành phố Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng" thực cần thiết nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển lĩnh vực chăn nuôi thời gian tới Mục đích nghiên cứu - Đánh giá tình hình xử lý nước thải trại chăn nuôi heo Du Sinh thành phố Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng; - Đề xuất dây chuyền công nghệ phù hợp để xử lý nước thải chăn nuôi cho Trại chăn nuôi heo Du Sinh đáp ứng yêu cầu quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT nước thải công nghiệp xả thải môi trường; Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: nước thải từ hoạt động chăn nuôi ; - Phạm vi nghiên cứu: Trại chăn nuôi heo Du Sinh thuộc địa bàn phường 4, thành phố Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng; Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp điều tra khảo sát, thu thập tài liệu; - Phương pháp vận dụng có tính kế thừa giá trị khoa học kết nghiên cứu; - Phương pháp so sánh phân tích tổng hợp thông tin nước quốc tế thu thập liên quan đến đối tượng nghiên cứu nhằm đề xuất dây chuyền xử lý nước thải chăn nuôi Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Ý nghĩa khoa học: Đưa giải pháp để xử lý nước thải chăn nuôi đáp ứng yêu cầu theo tiêu chuẩn, quy chuẩn bảo vê môi trường hành; - Ý nghĩa thực tiễn: Cải thiện điều kiện vệ sinh môi trường quản lý xử lý nước thải cho trại chăn nuôi heo Du Sinh Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận kiến nghị, luận văn có cấu trúc gồm chương: - Chương 1: Tổng quan trạng xử lý nước thải trại chăn nuôi heo Du Sinh; - Chương 2: Cơ sở khoa học xử lý nước thải chăn nuôi; - Chương 3: Nghiên cứu dây chuyền xử lý nước thải Trại chăn nuôi Du Sinh; Các thuật ngữ, khái niệm, từ ngữ viết tắt liên quan đến luận văn Ký hiệu ADP: ATP: BOD: COD: DO: F/M MARD: TCVN VFA VSV XLNT Tiếng Anh Adenozin Diphotphat Adenozin Triphotphat Biochemical Oxygen Demand Chemical Oxygen Demand Dissolved Oxygen Food / Microorganisms Volatile Faty acid Tiếng Việt Nhu cầu oxy hóa sinh hóa Nhu cầu oxy hóa hóa học Oxy hòa tan Tỷ lệ thức ăn / vi sinh vật Bộ nông nghiệp phát triển nông thôn Việt Nam Tiêu chuẩn Việt Nam Axit béo dễ bay Vi sinh vật Xử lý nước thải CHƯƠNG KHÁI QUÁT CHUNG VỀ TÌNH HÌNH XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI Ở VIỆT NAM VÀ TẠI TRẠI CHĂN NUÔI HEO DU SINH 1.1 Tình hình xử lý chất thải chăn nuôi Việt Nam 1.1.1 Hiện trạng sản xuất chăn nuôi năm 2016 chiến lược phát triển đến năm 2020 a) Hiện trạng sản xuất chăn nuôi tháng đầu năm 2016: [channuoivn] Theo Bộ NN&PTNT, chăn nuôi gia súc tháng 4/2016 chịu ảnh hưởng khô hạn miền Trung hạn mặn miền Nam thời gian vừa qua, đồng cỏ bị khô cháy dẫn đến thiếu hụt nguồn thức ăn cho đàn gia súc, ước tính tổng số trâu nước tháng năm 2016 giảm 1,5- 2%, tổng số bò tăng khoảng 0,5-1% so với kỳ năm 2015 Chăn nuôi gia cầm bị ảnh hưởng diễn biến thời tiết nắng nóng phức tạp, nồm ẩm miền Bắc môi trường thuận lợi để chủng vi rút phát sinh Vì vậy, người chăn nuôi gia cầm không tái đàn cách ạt, phát triển cầm chừng Ước tính tổng số gia cầm nước tháng tăng khoảng 3- 3,5% so với kỳ năm 2015 Trong tháng 4/2016, giá lợn tỉnh phía Nam nhìn chung tăng mạnh nhu cầu nhập lợn từ Trung Quốc tăng Giá gà lông màu bán trại tăng thời gian qua, giá đầu gà thịt bấp bênh khiến người chăn nuôi giảm đàn khiến nguồn cung tạm thời không nhiều Chăn nuôi trâu, bò: Theo số liệu TCTK, ước tính tổng số trâu nước tháng năm 2016 giảm 1,5-2%, tổng số bò tăng khoảng 0,5-1% so với kỳ năm 2015 Đàn trâu giảm chủ yếu ảnh hưởng yếu tố thời tiết bị hạn hán, lượng nước bị khan hiếm, đồng cỏ bị khô cháy dẫn đến thiếu hụt nguồn thức ăn Chăn nuôi lợn: Dịch lợn tai xanh không xảy ra, nên quy mô đàn lợn tiếp tục trì mức ổn định Theo ước tính TCTK, tổng số lợn nước tháng năm 2016 tăng khoảng 2-2,5% so với kỳ năm 2015 Chăn nuôi gia cầm: Chăn nuôi gia cầm phát triển ổn định trì đà phát triển tăng, ước tính tổng số gia cầm nước tháng tăng khoảng 3- 3,5% so với kỳ năm 2015 b) Chiến lược phát triển chăn nuôi đến năm 2020: [3] - Quan điểm phát triển: phát triển ngành chăn nuôi trở thành ngành sản xuất hàng hóa, bước đáp ứng nhu cầu thực phẩm tiêu dùng nước xuất khẩu; Tổ chức lại sản xuất chăn nuôi theo hướng gắn sản xuất với thị trường, bảo đảm an toàn dịch bệnh, vệ sinh thú y, bảo vệ môi trường cải thiện điều kiện an sinh xã hội, nhằm nâng cao suất, chất lượng, hiệu vệ sinh an toàn thực phẩm; Tập trung phát triển sản phẩm chăn nuôi có lợi khả cạnh tranh lợn, gia cầm, bò; đồng thời phát triển sản phẩm chăn nuôi đặc sản vùng, địa phương; Khuyến khích tổ chức cá nhân đầu tư phát triển chăn nuôi theo hướng trang trại, công nghiệp; đồng thời hỗ trợ, tạo điều kiện hộ chăn nuôi theo phương thức truyền thống dần sang phương thức chăn nuôi trang trại, công nghiệp; - Chỉ tiêu cụ thể: mức tăng trưởng bình quân: giai đoạn 2008-2010 đạt khoảng 8-9% năm; giai đoạn 2010-2015 đạt khoảng 6-7% giai đoạn 2015-2010 đạt khoảng 5-6% năm; - Định hướng phát triển chăn nuôi lợn đến năm 2020: phát triển nhanh quy mô đàn lợn ngoại theo hướng trang trại, công nghiệp nơi có điều kiện đất đai, kiểm soát dịch bệnh môi trường; trì quy mô định hình thức chăn nuôi lợn lai, lợn đặc sản phù hợp với điều kiện chăn nuôi nông hộ số vùng Tổng đàn lợn tăng bình quân 2% năm, đạt 35 triệu con, đàn lợn ngoại nuôi trang trại, công nghiệp 37% 1.1.2 Tình hình xử lý chất thải chăn nuôi [BTNMT] Theo ước tính nước có 8,5 triệu hộ chăn nuôi quy mô gia đình, 18.000 trang trại chăn nuôi tập trung, có 8,7% số hộ xây dựng công 10 trình khí sinh học (hầm biogas) Tỷ lệ hộ gia đình có chuồng trại chăn nuôi hợp vệ sinh chiếm 10% có 0,6% số hộ có cam kết bảo vệ môi trường Vẫn khoảng 23% số hộ chăn nuôi không xử lý chất thải phương pháp mà xả thẳng môi trường bên ngoài…gây sức ép đến môi trường Các tỉnh thuộc đồng sông Hồng, đồng sông Cửu Long địa phương có ngành chăn nuôi phát triển chiếm tới 55% trang trại nuôi lợn tập trung đồng Theo dự tính với tốc độ phát triển mạnh ngành chăn nuôi dự tính đến năm 2020, lượng chất thải rắn chăn nuôi phát sinh khoảng gần 1.212.000 tấn/năm, tăng 14,05% so với năm 2010 Lượng chất thải phát sinh lớn việc xử lý trọng doanh nghiệp chăn nuôi, hộ chăn nuôi nhỏ chưa quan tâm Trong khi, hộ chăn nuôi nhỏ chiếm tỷ lệ lớn, việc chăn nuôi hộ dân phần lớn theo tập quán, thói quen xả chất thải xuống kênh, rạch dẫn đến tình trạng ô nhiễm môi trường Thách thức với môi trường hữu việc xử lý tái chế đem lại nguồn lợi từ loại hình chất thải không nhỏ Bởi sử dụng chất thải lợn để sản xuất lượng phân hữu Nhận thức điều với mô hình chăn nuôi theo trang trại Việt Nam tỷ lệ sử dụng gas sinh học (biogas) khu vực Bắc, Trung, Nam hạn chế (khu vực miền Bắc mức 58,5%, miền Trung 41,9% miền Nam 53,5%) Nhận xét hạn chế phương thức xử lý chất thải chăn nuôi nước ta nay, Cục trưởng Cục Chăn nuôi, Bộ NNPTNT Hoàng Thanh Vân cho rằng: “Ở Việt Nam, phương thức chăn nuôi nông hộ chiếm tỷ lệ lớn, dẫn tới việc xử lý quản lý chất thải vật nuôi gặp nhiều khó khăn Nhiều địa phương thiếu quy hoạch chăn nuôi gây tình trạng ô nhiễm môi trường Vì vậy, việc nghiên cứu, sản xuất chế phẩm sinh học phù hợp với thị trường Việt Nam ứng dụng rộng rãi hộ chăn nuôi coi phần quan trọng để ngành chăn nuôi phát triển bền vững” Trong mô hình xử lý chất thải vật nuôi nông hộ chủ yếu thông qua biện pháp như: Ủ làm 72 vi khuẩn kỵ khí vi khuẩn tùy nghi Một phần BOD chất phục vụ cho trình nitrat hóa lắng đọng xuống đáy bị chất lơ lửng hấp phụ + Xử lý Nitơ nước thải: hàm lượng nitơ nước thải giảm Quá trình nitrat hóa: Trong môi trường hiếu khỉ, chủng vi sinh vật có chức chuyển hóa amoni (NH4+ hay NH3) thành nitrat hóa nitrosomonas nitrobacter Chúng loại vi sinh vật tự dưỡng, sử dụng nguồn bon vô nước, muối bicacbornat làm chất cho phản ứng Trong hai trình oxy hóa liên tiếp thành NO2-, NO3- phản ứng tạo thành NO2- có tốc độ nhanh nhiều so với trình sau, tức trình oxy hoá NO2- thành Nitrat Quá trình khử Nitrat: Quá trình vi sinh chuyển hoá NO3- dạng NO2-, NO, N2O, N2 gọi trình khử Nitơrat, trình ngược lại trình oxy hoá amoni thành nitrit nitrat môi trường trạng thái khử Cây trồng sử dụng để tăng sinh khối: Nitơ chất dinh dưỡng cần thiết cho thực vật sinh sống phát triển bình thường, mà phần lượng nitơ có nước thải trồng sử dụng để tăng sinh khối Quá trình làm giảm lượng nitơ nước thải Nitơ bị bay dạng NH3 đặc biệt môi trường kiềm NH4 chuyển thành NH3, điều dẫn tới giảm lượng Nitơ nước thải Một phần ni tơ chất dinh dưỡng cung cấp cho vi sinh vật tồn nước thải + Xử lý photpho: Trong nước thải photpho giảm nhờ trồng vi sinh vật hấp thụ để tồn phát triển photpho chất dinh dưỡng cần thiết + Hàm lượng chất rắn lơ lửng nước giảm nhiều qua lớp vật liệu lọc Cây trồng bãi lọc sậy Cây sậy loài thực vật họ lúa phổ biến Việt Nam.Vai trò sậy bãi lọc trồng cây: 73 + Lá sậy xảy trình quang hợp, oxy tạo phần truyền qua thân xuống vùng rễ vào lớp lọc giúp cho hợp chất ni tơ bị nitơrat hóa, đồng thời giúp vi sinh vật hiếu khí phát triển; thúc đẩy trình phân hủy hiếu khí chất hữu + Rễ sậy dài, mọc chằng chịt vùng vật liệu lọc, giúp vật liệu lọc không bị tắc nghẽn nước thải chảy qua, nước thải không bị chảy tắt hệ thống cung cấp bề mặt cho vi sinh vật bám dính, giảm xói mòn + Để phát triển, sậy hấp thụ chất dinh dưỡng, ni tơ, photpho phần kim loại nặng nước + Cây sậy giúp khử mùi hôi khí độc tạ phân hủy chất hữu + Cải tạo cảnh quan sinh thái, môi trường sống loài động vật ếch, nhái, cua, côn trùng … Nước sau thấm qua đất thu hệ thống tiêu nước ống ngầm đặt độ sâu 1,2 – 2m mương máng hở bao quanh công trình Theo nghiên cứu Hoàng Thị Thúy (2010), nước thải sau qua bãi lọc trồng cây, nồng độ TSS giảm 67%, nồng độ COD giảm 74,8%, BOD giảm 78,9%; tổng N giảm 50% P giảm 49,1%, vi khuẩn giảm 99,9%; - Ao ổn định xử lý bậc 3: Đây loại ao tùy tiện, nông sâu, rộng hẹp tùy điều kiện cho phép Trong ao, hệ vi sinh vật chủ yếu vi khuẩn, hoạt động ba vùng: kỵ khí đáy, tùy tiện vùng hiếu khí vùng gần mặt nước Vi sinh vật phân hủy nốt phần BOD lại phần COD chuyển sang để phân hủy Ở vùng hiếu khí, tảo phát triển sử dụng nguồn N P cho việc tăng sinh khối, đồng thời thải O phục vụ cho vi sinh vật hiếu khí Ngược lại, vi sinh vật hiếu khí hoạt động thải CO2, cung cấp nguồn cacbon phục vụ cho tảo loài thực vật thủy sinh khác trình quang hợp Thực vật thủy sinh ao hồ ổn định xử lý bậc thường bèo cái, bèo tây, rau muống … loại phát triển, cung cấp oxy cho vi sinh vật có 74 rễ cho vi khuẩn hiếu khí bám, che ánh sáng mặt trời để vi khuẩn không bị chết tia tử ngoại … thúc đẩy nhanh trình làm nước Các thực vật thủy sinh có khả hấp thụ kim loại nặng Nước ao ổn định xử lý bậc dùng để tưới trồng xả thải nguồn tiếp nhận thủy sinh ao hồ sử dụng làm thức ăn cho heo 3.3.2 Đề xuất dây chuyền công nghệ phương án Dây chuyền công nghệ số 2: nước thải trang trại – hố thu – hầm ủ Biogas – mương oxy hóa – bể lắng – bể khử trùng – nguồn tiếp nhận; a) Sơ đồ dây chuyền công nghệ số Sơ đồ dây chuyền công nghệ số xử lý nước thải chăn nuôi trại heo Du Sinh thể hình số 3.2 75 Hình 3.2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ số b) Giới thiệu công nghệ: Mương oxy hóa: năm 1950, lần Hà Lan, công trình đưa mương oxy hóa vào xử lý nước thải tiến sĩ Pasveer công tác Viện nghiên cứu Public Engineering chủ trì Đến mương oxy hóa có nhiều cải tiến áp dụng rộng rãi, đặt biệt trạm xử lý quy mô nhỏ Mương oxy hóa dạng cải tiến aeroten khuấy trộn hoàn chỉnh làm việc điều kiện hiếu khí kéo dài với bùn hoạt tính (sinh trưởng lơ lửng vi sinh vật nước thải) chuyển động tuần hoàn mương Nước thải có độ nhiễm bẩn cao BOD20=1000-5000mg/l đưa vào xử lý mương oxy hóa Tải 76 trọng mương tính theo bùn hoạt tính vào khoảng 200g BOD 5/kg.ngày Một phần bùn khoáng hóa mương Do đ, số lượng bùn giảm khoảng 2,8 lần Thời gian xử lý hiếu khí 1-3 ngày.[Công nghệ XLNT, Lương Đức Phẩm] c) Thuyết minh công nghệ - Bể chứa: sơ đồ dây chuyền công nghệ số - Hầm Biogas: sơ đồ dây chuyền công nghệ số - Mương oxy hóa: Mương oxy hóa dạng khác trình xử lý sinh học bùn hoạt tính sử dụng thời gian lưu thủy lực kéo dài (SRTs) để loại bỏ chất hữu bị phân hủy nước thải Công nghệ dựa phát triển sinh học dạng lơ lửng gọi bùn hoạt tính trì môi trường giàu oxy Sự phát triển sinh học nhanh giúp phá hủy chất hữu có nước thải đầu vào Sự phá hủy chất hữu bùn hoạt tính gây khối lượng tế bào chết lớn, làm tăng khối lượng chất rắn bùn hoạt tính Nước thải sau lưu lại mương oxy hóa khoảng 24h-36h, hỗn hợp nước thải bùn hoạt tính chuyển tới bể lắng bậc để phân tách nước thải đầu qua xử lý bùn kết Một phần bùn thải tuần hoàn đến đầu dẫn nước thải vào mương oxy hóa trở thành bùn hoạt tính, phá hủy thêm tải lượng BOD hữu Phần bùn lại đưa xử lý Thời gian lưu nước 24 – 36 giờ, thời gian lưu bùn 15 – 33 ngày, hệ số tuần hoàn bùn 0,75 – 1,5 Mương oxy hóa có dạng hình chữ nhật, hình tròn hay elip Đáy bờ làm bê tông cốt thép đào (đắp) đất có gia cố Chiều sâu công tác từ 0,7 đến 1m Tốc độ chuyển động mương ≥ 0,3m/s, làm thoáng (khuấy đảo) thiết bị học với trục nằm ngang Sau qua mương oxy hóa, nồng độ BOD giảm 85%; tổng N giảm 50%; - Bể lắng: Nước sau mương oxy hóa chảy vào bể lắng; hỗn hợp bùn dẫn vào ống trung tâm bể lắng, chảy từ xuống đáy bể Trong trình 77 di chuyển, bùn va chạm vào chắn ống trung tâm rơi xuống đáy bể, phần nước dâng lên thành bể thu vào hệ thống máng tràn bể Bùn từ bể lắng tuần hoàn phần lại mương oxy hóa để bổ sung thêm hàm lượng vi sinh cho bể Nước qua lắng dẫn sang bể khử trùng - Bể khử trùng: Tại bể khử trùng, bổ sung hóa chất nhằm loại bỏ chất độc hại, vi trùng gây hại nước thải Nước sau bể khử trùng xả nguồn tiếp nhận 3.4 Lựa chọn phương án dây chuyền công nghệ a) So sánh lựa chọn công nghệ tối ưu cho xử lý nước thải chăn nuôi thể 3.3 Thực so sánh đánh giá ưu nhược điểm sơ đồ dây chuyền từ đề xuất dây chuyền công nghệ phù hợp với điều kiện trại chăn nuôi heo Du Sinh: Bảng 3.3 So sánh sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi trại chăn nuôi heo Du Sinh Giai đoạn Dây chuyền Xử lý sơ Bể chứa: Dây chuyền Bể chứa: Có tác dụng hòa trộn ổn định Như dây chuyền nước thải Khi có dịch bệnh cần vệ sinh tiêu độc sát trùng cho trại chăn nuôi bể chứa nơi xử lý sơ nước thải trước chảy vào bể biogas Xử lý kỵ Biogas: khí Biogas: Hầu hết trang trại có Như dây chuyền xây dựng sử dụng Biogas, nhiệm vụ xử lý sơ nước thải phát sinh 78 lượng khí biogas tương đối lớn (0,45m3khí/1m3nước thải) Xử lý hiếu Bãi lọc trồng cây: Mương oxy hóa: khí - Ưu điểm: - Ưu điểm: + Chi phí xây dựng chi phí + Kết hợp xử lý C, N P vận hành thấp + Công tác quản lý vận hành + Dễ vận hành đồng thời mức đơn giản, phù hợp với xử lý độ xử lý ô nhiễm cao nước thải chăn nuôi + Công nghệ xử lý tự nhiên, + Thời gian lưu bùn dài thân thiện với môi trường; làm bùn sinh từ trình xử lý có tăng giá trị đa dạng sinh học, tính ổn định cao cải tạo cảnh quan môi trường, + Năng lượng cần cung cấp hệ sinh thái khu vực công trình hiếu khí khác + Việt Nam nước nhiệt đới, - Nhược điểm: khí hậu nóng ẩm thích hợp + Ngăn lọc dễ tắc, khó kiểm cho phát triển loại soát thực vật thủy sinh + Xử lý vi khuẩn Xử lý ổn Ao sinh học: định Bể lắng: - Là loại hồ tùy tiện, nông sâu, - Ưu điểm : Sau mương oxy rộng hẹp tùy điều kiện cho hóa, bùn dễ lắng nên dễ kiểm phép soát khối tích công trình - Các loài thực vật thủy sinh nhỏ Bể khử trùng: tảo có khả hấp thụ - Nhược điểm: Chi phí mua hóa kim loại nặng chất để khử trùng tốn - Cung cấp sinh khối thực vật so với ao sinh học dùng làm thức ăn chăn nuôi phân bón 79 - Có thể nuôi số loại cá So sánh - Chi phí xây dựng chi phí - Chi phí xây dựng chi phí phương án vận hành công trình thấp vận hành công trình cao - Công tác quản lý, vận hành so với phương án công trình đơn giản - Công tác quản lý, vận hành - Thu nhiều lượng công trình phức tạp hơn so với phương án (sinh - Năng lượng thu so khối thực vật …) với phương án b) Lựa chọn dây chuyền công nghệ: khuôn khổ luận văn, đề xuất lựa chọn sơ đồ dây chuyền công nghệ số để xử lý nước thải chăn nuôi trại chăn nuôi heo Du Sinh Dây chuyền công nghệ lựa chọn đáp ứng đầy đủ yếu tố: chi phí đầu tư xây dựng không cao, công tác quản lý vận hành đơn giản, chi phí vận hành thường xuyên thấp, thỏa mãn yêu cầu môi trường ngành chăn nuôi 3.5 Mô tả hạng mục công trình thiết bị dây chuyền công nghệ xử lý nước thải phương án chọn 3.5.1 Phần xây dựng: Bảng 3.4 Các hạng mục công trình kích thước hữu dụng STT HẠNG MỤC Bể chứa Hầm Biogas Bãi lọc trồng Ao sinh học MÔ TẢ, KÍCH THƯỚC HỮU DỤNG, ĐẶC TÍNH B x L x H = 1,5 x 1,5 x 1,8 (m) Vật liệu: BTCT, nắp đậy, láng chống thấm B x L x H = 10 x 12 x 2,5 (m) Vật liệu: gạch, vữa xi măng, ống nhựa uPVC B x L x H = 3,5 x x 1,5 (m) Vật liệu: cát, sỏi, van khóa, ống thu nước … B x L x H = x x 1,5 (m) Vật liệu: đào ao, rải bạt hdpe chống thấm, thả thực vật thủy sinh … SL 1 1 80 3.5.2 Phần thiết bị công nghệ: Bảng 3.5 thiết bị kèm dây chuyền công nghệ xử lý nước thải I Hạng mục đặc tính kỹ thuật BỂ CHỨA Song chắn rác, phụ kiện STT - Model Cửa chắn II Hầm BIOGAS Bơm bùn DWO400 - Bơm trục ngang - Công suất 3kW - Điện áp pha/380V/50Hz, 2900v/p, cực - Lưu lượng Q = 20m3/h - Cột áp : 15m + Cánh bơm: thép không rỉ 304 + Vỏ bơm: thép không rỉ 304 + Trục bơm: thép không rỉ 304 Thiết bị khuấy phá váng Bếp gas cải tiến Bãi lọc trồng Van khóa nước Ống phân phối thu nước - Vật liệu: HDPE Ao sinh học Van khóa nước Ống phân phối thu nước - Vật liệu: HDPE IV Xuất xứ SL HNHB Việt Nam Việt Nam Italy Vật liệu: Inox 2 III Hãng sản xuất EBARA 1 81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Qua thời gian thực luận văn, nghiên cứu rút kết luận sau: a) Trại chăn nuôi Du Sinh thành phố Đà Lạt tỉnh Lâm Đồng có dây chuyền xử lý nước thải chăn nuôi xuống cấp hư hỏng Chất lượng nước thải sau xử lý không đạt tiêu chuẩn xả thải theo quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT giá trị C cột B Một số tiêu TSS vượt gấp đôi quy chuẩn cho phép, COD vượt 4,5 lần, BOD520 vượt lần, tổng N vượt 1,5 lần; tổng P vượt 1,5 lần, tổng coliform vượt lần Chính trang trại cần xây dựng b) Hiện nước thải chăn nuôi với thành phần chất hữu dinh dưỡng cao với đặc thù dạng lỏng bán lỏng thường xử lý phương pháp sinh học để đáp ứng yêu cầu Nhà nước c) Với đặc điểm nước thải chăn nuôi heo trước xử lý BOD5 = 1.664 mg/l; COD = 2.561 mg/l; TSS = 1.700 mg/l; tổng N = 512 mg/l; tổng P = 62 mg/l; coliform = 22000 MNP/100ml Nước thải chăn nuôi Trại chăn nuôi Du Sinh đề xuất công nghệ xử lý chủ đạo xử lý bể biogas kết hợp bãi lọc ngập, hồ sinh học nhằm đáp ứng chất lượng môi trường sản xuất an toàn bền vững tương lai, cụ thể sau xử lý, giá trị nồng độ đạt BOD5 = 100 mg/l; COD = 150 mg/l; TSS = 100 mg/l; tổng N = 40 mg/l; tổng P = 10 mg/l; coliform = 5000 MNP/100ml Kiến nghị Tôi kính đề nghị chủ sở, cấp có thẩm quyền tỉnh Lâm Đồng sớm quan tâm ứng dụng dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đề xuất luận văn vào thực tế để giải vấn đề ô nhiễm môi trường trại chăn nuôi heo Du Sinh nói riêng trại chăn nuôi heo khu vực tỉnh Lâm Đồng nói chung 82 PHỤ LỤC Tính toán sơ thể tích công trình dây chuyền xử lý nước thải trại chăn nuôi heo Du Sinh: Bể chứa: tham khảo dây chuyền thực tế với chức đưa nước vào hầm biogas (B01) Chọn kích thước sau: Kích thước bể: B x L x H = 1,5 x 1,5 x 1,8 (m) (đã có 0,3m an toàn) Hầm biogas Để đưa nước từ hầm Biogas sang bể tiếp theo, cần phải tạo độ chênh để nước tự chảy vào hố trung gian sau dùng bơm, bơm vào công trình có chênh lệch cao độ Công thức tính toán: Tổng thể tích hữu ích hầm biogas VBio = Q x t Trong đó: VBio: Thể tích hầm Biogas (m3) Q: Lưu lượng xử lý (m3/ngày) t : Thời gian lưu nước (ngày) VBio = 20 × 15 = 300 m3 Chọn kích thước bể: B x L x H = 10 x 12 x 2,5 (m) Bãi lọc trồng cây: Cấu tạo bể: đào hố, tạo lớp chống thấm (đất sét rải bạt HDPE) Phần đáy tạo độ dốc 1% để đảm bảo thu nước đầu nhanh chóng dễ dàng Phía cuối bãi lọc có đường ống lấy nước khỏi hệ thống xử lý Cấu tạo lớp vật liệu bên bãi lọc: - Đá kích thước 40mm, rửa sạch, xếp vào hai đầu bể - Đá to (đá thô): Chọn loại đá có đường kính khoảng 15 – 25 mm Dùng nước rửa đá sau dải đá xuống đáy bể - Đá trung bình: chọn loại có đường kính khoảng 10- 15 mm 83 - Cát vàng: chọn loại cát vàng sạch, tạp chất Dùng sàng để loại bỏ tạp chất chất bẩn, đồng thời để loại bỏ hạt to cát - Trên ta rải lớp đất màu lớp đất pha cát - Tiến hành trồng sậy vào bãi lọc Chọn loại sậy già để trồng già có khả sống chống chịu với môi trường cao non Sau ta chặt phần phần thân, để lại phần gốc rễ dài khoảng 20 – 30 cm Tiếp theo ta tiến hành trồng sậy Sậy trồng theo khóm, khóm khoảng – Cây trồng sâu xuống lớp đất Mật độ trồng khoảng 30 khóm / m2 Trong thời kỳ đầu trồng, sậy trồng bể nuôi sống nguồn dinh dưỡng có nước ao tự nhiên đưa vào bể lúc sậy chưa phát triển nên dùng nước thải tưới cho gây sốc Sau – 15 ngày rễ bắt đầu phát triển Rễ bắt đầu mọc sau ngày, từ ngày thứ trở sậy nuôi nguồn dinh dưỡng có nước thải đưa vào bể Các chồi bắt đầu nảy lên phát triển thành chồi non sau 10 – 15 ngày Sau 15 ngày trở sậy đâm chồi, đẻ nhánh phát triển nhanh chóng bể xử lý Chọn kích thước bãi lọc B x L x H = 3,5 x x 1,5 (m) Ao sinh học: (Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội,2002) Trong tính toán ao, cần xác định kích thước chúng cho đảm bảo thời gian lưu cần thiết nước thải Diện tích bề mặt ao tính theo công thức sau: F = ,m2 (1) Trong Q – lưu lượng nước thải, m3/ngày τ – thời gian lưu thủy học, ngày H – chiều sâu hồ, m 84 Thời gian lưu thủy học tính dựa vào sở trình khử BOD5 Để đơn giản ta giả thiết hồ khuấy trộn hoàn toàn trình khử BOD5 theo động học bậc 1: Trong đó: Sr – BOD dòng ra, mg/l Sv – BOD dòng vào, mg/l K1 – số tốc độ phản ứng bậc 1, l/ngày Do thời gian lưu thủy học bằng: τ = ( (2) Thay biểu thức (2) vào (1) ta có: F = (3) Trong đó: K1 = f(toC) = 0,3 x (1,05)(t-20) (4) Kết nghiên cứu Mara (1975), Marais G.V.R (1966) Nam Phi đề xuất, để trì trội điều kiện hiếu khí hồ, Sτ cần nằm khoảng 50 – 70mg/l hồ có độ sâu từ đến 1,5m Đặt biểu thức (4) vào (3) chọn Sτ = 50mg/l (cột B, giá trị C, QCVN 402011/BTNMT), nhiệt độ trung bình Đà Lạt 20oC, ta có: F= Trong đó: Sv = 61,1 mg/l (nồng độ BOD sau bãi lọc trồng cây) Q = 20m3/ngày H = 1,5 m F = = 7,8 m2 Lấy F = 8m2, thể tích ao sinh học B x L x H = × × 1,5 TÀI LIỆU THAM KHẢO 85 Antoine Pouilieute, Bùi Bá Bổng, Cao Đức Phát, Báo cáo “Chăn nuôi Việt Nam triển vọng 2010”, ấn phẩm tổ chức PRISE Pháp; Bùi Xuân An, Nguy tác động đến môi trường trạng quản lý chất thải chăn nuôi vùng Đông Nam Bộ, Đại học Nông Lâm T.P Hồ Chí Minh, 2007; Thủ tướng Chính phủ, Quyết định số 10/2008/QĐ-TTg việc phê duyệt chiến lược phát triển chăn nuôi đến năm 2020, ngày 16/1/2008; Công ty Cổ phần đầu tư phát triển môi trường bền vững (SENID JSC), Đề án bảo vệ môi trường chi tiết trại chăn nuôi Du Sinh, 2016; Lê Văn Cát, Xử lý nước thải giàu hợp chất nitơ phốt pho, NXB Khoa học tự nhiên công nghệ Hà Nội, 11/2007; Trịnh Xuân Lai, Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải, NXB Xây Dựng, 2008; Lương Đức Phẩm, Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học, NXB Giáo dục, 2007 Bùi Hữu Đoàn-Nguyễn Xuân Trạch-Vũ Đình Tôn, Bài giảng quản lý chất thải chăn nuôi, NXB Nông nghiệp, 2011 Trần Công Xuân, Phát triển chăn nuôi gia cầm bền vững chiến lược phát triển chăn nuôi đến năm 2020 Cục chăn nuôi, Báo cáo ô nhiễm môi trường chăn nuôi gia súc, gia cầm tập trung giải pháp khắc phục, 4/2008 10 Viện kinh tế Nông nghiệp, Báo cáo tổng quan nghiên cứu ngành chăn nuôi Việt Nam, 8/2005 11 Trần Văn Nhân-Ngô Thị Nga, Giáo trình Công nghệ xử lý nước thải, NXB KH&KT, 2006 12 Hoàng Văn Huệ-Trần Đức Hạ, Thoát nước, Tập II, Xử lý nước thải, NXB KH&KT, Hà Nội, 2002 86 13 Trần Hiếu Nhuệ, Thoát nước xử lý nước thải công nghiệp, NXB KH&KT, 2001 14 Trịnh Xuân Lai, Tính toán công trình xử lý phân phối nước cấp, NXB Xây Dựng, 2008 15 Trương Thanh Cảnh, Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi công nghệ sinh học kết hợp lọc dòng bùn ngược, Tạp chí phát triển KH&CN, tập 13, số M1-2010 16 Vũ Văn Hiểu, Nguyễn Minh Ngọc, Nâng cao hiệu hầm biogas sử dụng sản phẩm sau biogas để xử lý môi trường nông thôn, Trường Đại học Kiến Trúc Hà Nội, 11/2013 Trang web: http://channuoivietnam.com/tinh-hinh-san-xuat-chan-nuoi-4/ http://www.monre.gov.vn/wps/portal/tintuc/! ut/p/c5/RclLDoIwFADAs3CC90AsskTEUmhiCkWxG9JglF-AqKByet2ZWQ4oOn1XN_0sx563UEOihQ9ULb4YjIAhOZ2CerkHILqQVnUM7_NyQhyEL3KCPTtxBNkJCjXaQNDhNPx3h J57cs8e7mMmkWgSjKuOvEafS4YlR9rp0dZVv7oSw1aOpXDRmisc7WbAlmvmS hbvVUyYAdBPMu2c4_vgwDxlZ7X4Pui3Q!/ [...]... 6,67 – 7,80 26 TT 10 Thành phần Khối Phân lượng 838 – 1650 Hỗn hợp Nước tiểu nước thải 3.435 – 4530 tươi 4.877 – 5.656 (g/ngày .heo) 1.5 Hiện trạng xử lý nước thải của trại chăn nuôi Du sinh Sơ đồ hiện trạng xử lý nước thải của trại chăn nuôi Du Sinh được thể hiện trên hình 1.8 - Hiện nay, quy trình xử lý nước thải của trại chăn nuôi Du Sinh như sau: + Đối với nước thải sinh hoạt: nước thải sinh hoạt từ... kỳ và bán lại cho các đơn vị hoặc hộ nông dân có nhu cầu ủ phân để bón cho cây trồng Trại chăn nuôi Du Sinh Nước thải sinh hoạt Nước thải chăn nuôi heo Bể tự hoại Hầm biogas 27 Tự thấm Xả ra suối Hình 1.8 Sơ đồ hiện trạng xử lý nước thải của trại chăn nuôi Du Sinh[4] 1.6 Đánh giá hiệu quả, phương thức và hình thức xử lý nước thải của trại chăn nuôi Du Sinh a) Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của các... Sinh a) Vị trí địa lý Tên cơ sở: Trại chăn nuôi heo Du Sinh; Chủ cơ sở: Bà Lê Thị Thanh; Địa chỉ liên hệ: khu Du Sinh, Phường 4, thành phố Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng; Vị trí địa lý: Trại chăn nuôi heo Du Sinh thuộc khu Du Sinh (khu vực đường Huyền Trân Công Chúa), nằm trên địa bàn phường 4, thành phố Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng Tọa độ của trang trại: Tọa độ (theo hệ VN2000) tại cổng trang trại: x = 1318918; y... thai để chờ phối giống và lặp lại chu kỳ nuôi tiếp theo b) Thuyết minh tình hình phát sinh nước thải của trại chăn nuôi Du Sinh: Sơ đổ phát sinh nước thải chăn nuôi của trại chăn nuôi heo Du Sinh được thể hiện trong hình 1.7 Các nguồn nước thải đã phát sinh tại Trại chăn nuôi Du Sinh chủ yếu do các hoạt động chăn nuôi sản xuất heo và quá trình sinh hoạt, sản xuất của con người bao gồm: - Nước thải sinh... trình hiện có: Trại chăn nuôi heo Du Sinh đã có công trình xử lý nước thải trong quá trình hoạt động Bể tự hoại đối với nước thải sinh hoạt và hầm biogas đối với nước thải chăn nuôi heo Các chất thải lỏng phát sinh trong quá trình chăn nuôi heo được dẫn trực tiếp từ các chuồng nuôi đến khu xử lý bằng đường thoát riêng Rãnh thu gom nước thải chăn nuôi có nắp đậy kín Nước thải được xử lý bằng phương... lượng nước thải phát sinh từ trại chăn nuôi Du Sinh Tổng khối lượng nước thải phát sinh từ trại chăn nuôi Du Sinh được thể hiện trong bảng sau: Bảng 1.3 Tổng khối lượng nước xả thải tại trại chăn nuôi Du Sinh năm 2016[4] STT 1 Nguồn phát sinh Nước sinh hoạt của công nhân Lượng xả (m3/ngày) 3 22 Nguồn phát sinh Lượng xả (m3/ngày) Nước thải chăn nuôi heo 17 Tổng lượng nước xả thải 20 a) Đặc điểm, thành. .. thống xử lý nước thải chăn nuôi heo của trại Du Sinh hoạt động không hiệu quả Nguyên nhân là do việc xử lý nước thải chăn nuôi bằng hầm biogas là chưa triệt để; hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo đã lạc hậu (chỉ bao 31 gồm cống thu gom và hầm biogas xây dựng từ năm 2006) cùng với quá trình mở rộng, phát triển của trang trại hiện đã xuống cấp, hư hỏng và quá tải Dẫn đến hiệu quả xử lý nước thải thấp,... với nước thải chăn nuôi phát sinh từ trang trại Việc xử lý nước thải không triệt để của trại chăn nuôi heo Du Sinh gây ảnh hưởng không tốt đến chất lượng nước mặt, đất, nước ngầm khu vực trang trại và xung quanh Các công trình xử lý nước thải hiện đã xuống cấp và hư hỏng không đáp ứng được yêu cầu Ngoài ra, nước từ con suối nhỏ tiếp nhận nước thải của trang trại sẽ chảy vào hồ Tuyền Lâm Do đó, nếu nước. .. nối vào hệ thống xử lý - Xây dựng mới bể Bastaf (bể tự hoạt cải tiến), hầm biogas và bổ sung các công trình xử lý nước thải nhằm mục đích đảm bảo xử lý toàn bộ nước thải chăn nuôi heo, nước thải sinh hoạt; nước thải sau khi xử lý đáp ứng yêu cầu xả thải ra môi trường theo QCVN 40:2011/BTNMT, giá trị C cột B c) Yêu cầu về mặt kinh tế khi xây dựng mới hệ thống xử lý nước thải cho trang trại 33 - Kinh... quy trình thực hành chăn nuôi tốt cho chăn nuôi lợn an toàn nông hộ: Cần có hệ thống thoát nước thải, nước rửa chuồng riêng, không cho chảy qua các khu vực chăn nuôi và không thải trực tiếp nước thải ra môi trường Cần sử dụng hệ thống biogas hoặc công nghệ tương đương để xử lý nước thải chăn nuôi lợn Chất thải lỏng phải được dẫn trực tiếp từ chuồng nuôi tới hệ thống xử lý nước thải (biogas, bể lắng