ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Phan Công Ngọc ÁP DỤNG VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI LỢN BẰNG HẦM BIOGAS KẾT HỢP HỒ SINH HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2013 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Phan Công Ngọc ÁP DỤNG VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI LỢN BẰNG HẦM BIOGAS KẾT HỢP HỒ SINH HỌC Chuyên ngành: Khoa học Môi trường Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỠNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS: Trịnh Thị Thanh Hà Nội - 2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng: số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa bảo vệ học vị Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thông trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2013 Người thực luận văn Phan Công Ngọc LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập thực luận văn tốt nghiệp nhận giúp đỡ vô tận tình sở đào tạo, gia đình bạn bè Trước hết xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Trịnh Thị Thanh, người tận tình hướng dẫn suốt trình học tập thực luận văn tốt nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô Khoa Môi trường nói chung, Bộ môn Công nghệ Môi trường nói riêng tạo điều kiện tốt cho hoàn thành khóa học Cuối xin cảm ơn gia đình bạn bè động viên, cổ vũ suốt trình học tập Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2013 Người thực luận văn Phan Công Ngọc MỤC LỤC MỞ ĐẦU - Mục tiêu nghiên cứu - Phạm vi nghiên cứu - Nội dung nghiên cứu .2 Chương TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chất thải chăn nuôi – nguồn gốc, thành phần, tính chất 1.1.1 Chất thải rắn lỏng .4 1.1.2 Khí thải 1.2 Ảnh hưởng chất thải chăn nuôi lợn đến môi trường 1.2.1 Ô nhiễm môi trường nước .9 1.2.2 Ô nhiễm môi trường không khí 10 1.2.3 Ô nhiễm môi trường đất 15 1.3 Công nghệ sinh học kị khí xử lý nước thải chăn nuôi 15 1.3.1 Cơ chế trình lên men kị khí .15 1.3.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến trình sinh khí mêtan 20 1.4 Tổng quan hồ sinh học xử lý nước thải 25 1.4.1 Khái quát chung hồ sinh học 25 1.4.2 Quan hệ giới thủy sinh hệ thống hồ sinh học vai trò chúng làm nước thải 25 1.4.3 Phân loại hồ sinh học 27 1.4.3.1 Hồ hiếu khí 27 1.4.3.2 Hồ kị khí 28 1.4.3.3 Hồ tùy nghi 28 1.5 Tổng quan công trình nghiên cứu liên quan 29 Chương ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu .32 2.2 Phương pháp nghiên cứu .32 - Phương pháp thừa kế .32 - Phương pháp điều tra khảo sát thực địa .33 - Phương pháp thống kê 33 - Phương pháp điều tra xã hội 33 - Phương pháp so sánh .33 - Phương pháp lấy mẫu, phân tích đánh giá 33 - Phương pháp thực nghiệm 34 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Thực trạng chăn nuôi phát sinh chất thải quy mô hộ gia đình xã Nam Anh, Nam Đàn, Nghệ An .36 3.1.1 Thực trạng chăn nuôi lợn 36 3.1.1.1 Một số đặc trưng quy trình chăn nuôi lợn hộ gia đình 36 3.1.1.2 Quy mô chăn nuôi lợn .37 3.1.1.3 Hiện trạng an toàn vệ sinh chăn nuôi lợn hộ gia đình .38 3.1.2 Thực trạng phát sinh chất thải chăn nuôi lợn quy mô hộ 40 3.1.2.1 Lượng phân .40 3.1.2.2 Nước thải 40 3.2 Phân tích đánh giá hoạt động hầm biogas composite, hồ sinh học.41 3.2.1 Hiện trạng hầm biogas composite hộ gia đình 41 3.2.2 Hiện trạng hồ sinh học hộ gia đình 44 3.3 Đánh giá hiệu xử lý hầm biogas hầm biogas kết hợp hồ sinh học 46 3.3.1 Đánh giá hiệu xử lý nước thải chăn nuôi lợn số hầm biogas nghiên cứu .46 3.3.1.1 Tính chất nước thải đầu vào hầm biogas .46 3.3.1.2 Tính chất nước thải đầu hầm biogas 47 3.3.1.3 Đánh giá hiệu xử lý hầm biogas nghiên cứu .49 3.3.2 Đánh giá hiệu xử lý nước thải hầm Biogas kết hợp hồ sinh học 53 3.3.2.1 Tính chất nước thải hồ sinh học 53 3.3.2.2 Đánh giá hiệu xử lý hệ thống hầm biogas kết hợp hồ sinh học 54 3.4 Xây dựng mô hình thực nghiệm sử dụng chất thải sau hầm biogas nước hồ sinh học 59 3.4.1 Mô hình thực nghiệm sử dụng nước xả sau hầm biogas 59 3.4.1.1 Mô hình thực nghiệm sử dụng nước xả sau hầm biogas tưới .59 3.4.1.2 Năng suất ớt bình nghiên cứu 61 3.4.2 Mô hình thực nghiệm sử dụng nước hồ sinh học tưới 62 3.4.2.1 Quá trình sinh trưởng, phát triển ớt 62 3.4.2.2 Năng suất ớt 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận 65 Kiến nghị 67 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Lượng phân trung bình gia súc ngày đêm Bảng 1.2 Thành phần hóa học loại phân gia súc, gia cầm Bảng 1.3 Thành phần hóa học phân lợn (Trọng lượng lợn từ 70 - 100 kg) Bảng 1.4 Các loại vi khuẩn, ký sinh trùng có phân gia súc điều kiện tiêu diệt Bảng 1.5 Thành phần nước thải số trại lợn khu vực phía bắc Bảng 1.6 Chất lượng không khí chuồng nuôi xí nghiệp quốc doanh .11 Bảng 1.7 Đặc điểm khí sinh phân hủy kị khí 11 Bảng 1.8 Tác hại amoniac lên người, gia súc, gia cầm 12 Bảng 1.9 Tác hại H2S lên người gia súc 13 Bảng 1.10 Thành phần khí biogas theo tài liệu khác 19 Bảng 1.11 Tỷ lệ C/N số chất thải hữu có nguồn gốc động vật 21 Bảng 1.12 Tỷ lệ C/N chất thải hữu có nguồn gốc thực vật 22 Bảng 1.13 Khả gây độc hại số chất 22 Bảng 1.14 Các điều kiện thích hợp trình sản xuất biogas 23 Bảng 2.1 Vị trí hầm nghiên cứu 31 Bảng 3.1 Đặc điểm quy trình chăn nuôi lợn hộ gia đình 37 Bảng 3.2 Một số đặc điểm quy mô chăn nuôi hộ nghiên cứu 38 Bảng 3.3 Một số đặc điểm trạng vệ sinh chăn nuôi hộ gia đình nghiên cứu 40 Bảng 3.4 Khối lượng phân nước thải lợn thải ngày đêm hộ gia đình nghiên cứu 41 Bảng 3.5 Một số thông tin hầm biogas composite, hồ sinh học hộ gia đình nghiên cứu 42 Bảng 3.6 Hoạt động hầm biogas composite hộ gia đình nghiên cứu 43 Bảng 3.7 Một số thông tin hồ sinh học hộ gia đình nghiên cứu 45 Bảng 3.8 Hiệu suất xử lý chất thải hồ sinh học hộ gia đình nghiên cứu 45 Bảng 3.9 Hiệu xử lý nước thải chăn nuôi lợn hầm biogas nghiên cứu Nam Anh, Nam Đàn, Nghệ An 47 Bảng 3.10 Hiệu xử lý nước thải chăn nuôi lợn hệ thống hầm biogas kết hợp hồ sinh học nghiên cứu Nam Anh, Nam Đàn, Nghệ An 53 Bảng 3.11 Quá trình phát triển ớt bình sử dụng hỗn hợp nước xả với tỷ lệ khác qua tuần quan sát 54 Bảng 3.12 Năng suất thu bình thực nghiệm .59 Bảng 3.13 Quá trình sinh trưởng ớt sử dụng nước hồ sinh học tưới (B11) so với sử dụng 100% nước kênh mương (B0) 61 Bảng 3.14 Năng suất thu bình thực nghiệm tưới bón nước hồ sinh học so với bình đối chứng 62 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Biểu đồ phát triển nhóm VSV lên men mêtan 15 Hình 1.2 Sơ đồ chế tạo mêtan từ chất hữu 17 Hình 1.3 Sơ đồ ba giai đoạn trình phân hủy kị khí 18 Hình 1.4 Sơ đồ phân bố vùng hồ sinh hoc 26 Hình 3.1 Biểu đồ hiệu xử lý BOD5 nước thải chăn nuôi lợn hầm biogas nghiên cứu 50 Hình 3.2 Biểu đồ hiệu xử lý COD nước thải chăn nuôi lợn hầm biogas nghiên cứu 50 Hình 3.3 Biểu đồ hiệu xử lý SS nước thải chăn nuôi lợn hầm biogas nghiên cứu 51 Hình 3.4 Biểu đồ hiệu xử lý T-N nước thải chăn nuôi lợn hầm biogas nghiên cứu 52 Hình 3.5 Biểu đồ hiệu xử lý T-P nước thải chăn nuôi lợn hầm biogas nghiên cứu 52 Hình 3.6 Biểu đồ hiệu xử lý Coliform nước thải chăn nuôi lợn hầm biogas nghiên cứu 53 Hình 3.7 Biểu đồ hiệu xử lý BOD nước thải chăn nuôi lợn hệ thống biogas kết hợp hồ sinh học nghiên cứu 55 Hình 3.8 Biểu đồ hiệu xử lý COD nước thải chăn nuôi lợn hệ thống biogas kết hợp hồ sinh học nghiên cứu 56 Hình 3.9 Biểu đồ hiệu xử lý SS nước thải chăn nuôi lợn hệ thống biogas kết hợp hồ sinh học nghiên cứu 56 Hình 3.10 Biểu đồ hiệu xử lý T-N nước thải chăn nuôi lợn hệ thống biogas kết hợp hồ sinh học nghiên cứu 57 Hình 3.11 Biểu đồ Hiệu xử lý T-P nước thải chăn nuôi lợn hệ thống biogas kết hợp hồ sinh học nghiên cứu 57 10 Nước thải sau xử lý hồ sinh học có hàm lượng chất hữu thấp nhiều so với đầu vào, hiệu xử lý chất hữu hệ thống biogas kết hợp hồ sinh học cao 96% BOD5 97% với COD Cụ thể hiệu xử lý chất hữu hệ thống trình bày hình 3.7 hình 3.8 Hiệu xử lý chất hữu hệ thống có chênh lệch với khả hoạt động hồ sinh học hệ thống khác Phụ thuộc vào kích thước hồ hoạt động sinh vật hồ Hình 3.7 Biểu đồ hiệu xử lý BOD5 nước thải chăn nuôi lợn hệ thống biogas kết hợp hồ sinh học Hình 3.8 Biểu đồ hiệu xử lý COD nước thải chăn nuôi lợn hệ thống biogas kết hợp hồ sinh học * Hiệu xử lý chất rắn lơ lửng Hiệu suất xử lý chất rắn lơ lửng hệ thống hầm biogas kết hợp hồ sinh học lên đến 97% cao nhiều so với hệ thống có hầm biogas (79%) Hiệu suất xử lý 65 SS riêng hệ thống nghiên cứu trình bày hình 3.9 Có chênh lệch hiệu suất xử lý SS hệ thống trạng hầm biogas hoạt động hệ sinh vật hồ khác Hình 3.9 Biểu đồ hiệu xử lý SS nước thải chăn nuôi lợn hệ thống biogas kết hợp hồ sinh học Nam Anh, Nam Đàn, Nghệ An * Hiệu xử lý chất dinh dưỡng Khác với trình xử lý hầm biogas, chất dinh dưỡng (N,P) hồ sinh học xử lý tốt chất dinh dưỡng sử dụng hệ động thực vật hồ Trong hiệu xử lý N, P sau hầm biogas 15,8% T-N, 13,8% T-P sau xử lý hồ sinh học hiệu suất tăng lên 52,3% với T-N 48,5% với T-P Hiệu suất xử lý chất dinh dưỡng hệ thống thể hình 3.10 3.11 sau 66 Hình 3.10 Biểu đồ hiệu xử lý T-N nước thải chăn nuôi lợn hệ thống biogas kết hợp hồ sinh học Hình 3.11 Biểu đồ Hiệu xử lý T-P nước thải chăn nuôi lợn hệ thống biogas kết hợp hồ sinh học Hiệu suất xử lý chất dinh dưỡng hệ thống có chênh lệch khả hấp thu N, P hồ khác Khả phụ thuộc nhiều vào đặc điểm chế độ vệ sinh hồ Hồ có hệ sinh vật phong phú khả tiêu thụ dinh dưỡng cao hồ nghèo sinh vật * Hiệu xử lý vi sinh vật Giai đoạn xử lý hồ sinh học xử lý phần lớn coliform nước thải Do đó, hiệu xử lý coliform hệ thống hầm biogas kết hợp hồ sinh học đạt 67 99% cao nhiều so với hệ thống có hầm biogas Nguyên nhân dẫn đến kết trình hoạt động quang hợp tảo hồ, ion carbonat bicarbonat thực phản ứng cung cấp nhiều dioxit cácbon cho tảo nhiều ion hydroxyl giải phóng, pH nước tăng lên làm cho nước trở nên kiềm mạnh Quá trình quang hợp làm pH tăng đôi với cường độ xạ hồ lớn Đây yếu tố kìm hãm phát triển vi khuẩn gây bệnh Hiệu suất xử lý coliform hệ thống trình bày hình 3.12 Sự chênh lệch hiệu suất xử lý hệ thống mức độ hoạt động khác hệ sinh vật hồ diện tích khác hồ Hình 3.12 Biểu đồ hiệu xử lý Coliform nước thải chăn nuôi lợn hệ thống biogas kết hợp hồ sinh học Kết luận: Hệ thống biogas kết hợp hồ sinh học cho thấy hiệu xử lý nước thải chăn nuôi lợn cao, hiệu xử lý đạt 95% BOD 5, COD, SS, số Coliform đạt đến 99% Hệ thống biogas kết hợp hồ sinh học khắc phục phần hạn chế hệ thống có hầm biogas, xử lý phần chất dinh dưỡng (N,P) mà hầm biogas chưa xử lý Hiệu xử lý T-N đạt 52,3%, T-P đạt 48,5% Tuy nhiên, nồng độ chất dinh dưỡng hồ sinh học cao Theo thời gian chất dinh dưỡng tích tụ đáy hồ nguy cao gây tượng phú dưỡng Vì cần có biện pháp nạo vét hồ hàng năm để đối phó trước với nguy Nước thải sau xử lý hồ sinh học phù hợp với mục 68 đích phục vụ nước tưới tiêu, thuỷ lợi (Không dùng tưới cho loại rau thực vật ăn sống) 3.4 Xây dựng mô hình thực nghiệm sử dụng nước thải sau hầm biogas nước hồ sinh học 3.4.1 Mô hình thực nghiệm sử dụng nước thải sau hầm biogas 3.4.1.1 Mô hình thực nghiệm sử dụng nước thải sau hầm biogas tưới bón Mô hình thực nghiệm xây dựng bao gồm 11 bình trồng ớt cay giống địa phương Nước xả sau biogas trộn với nước kênh mương với tỷ lệ khác dùng để tưới vào giai đoạn sinh trưởng ớt: Giai đoạn mầm, giai đoạn đẻ nhánh giai đoạn hoa Quá trình sinh trưởng phát triển ớt đo đạc, ghi chép lại hàng tuần trình bày bảng 3.14 Bảng 3.11 Quá trình phát triển ớt bình sử dụng hỗn hợp nước xả/nước kênh mương với tỷ lệ khác qua tuần quan sát (Đơn vị: cm) Bình B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần 10 2,7 3,5 11,5 13 17,5 20 23 23 2,2 3,7 3,7 3,5 2,8 2,7 3,1 5,25 3,6 5,5 4,7 5,5 5,5 4,5 4,2 4 9,1 7,2 8,4 9,5 10,2 6,7 13,5 10,5 10,1 11,8 13 13,5 8,7 9,7 9,1 11 17 15,2 13,2 15,7 17 18,5 11,5 12,7 11,2 13 69 19 18,5 15 17,7 19,5 20,5 14,3 16,7 13 14,7 25,5 26,5 20,7 22 29 27,5 23,5 22,2 16,2 15,7 29,5 31,5 25,5 27 34 31 24 25 17,5 16 33,5 34,5 29,5 29,5 38 37 28 28 20,5 18 33,6 34,5 29,5 30 38 37 31 28 21,5 18 Hình 3.13 Biểu đồ tăng trưởng kích thước ớt bình sử dụng hỗn hợp nước xả với tỷ lệ khác qua tuần quan sát Từ biểu đồ thấy, bình bình ớt đạt kích thước cao Ngược lại bình bình 10 kích thước ớt thấp Chiều cao thân có xu hướng cao dần từ bình (B0) đến bình (B5), bình (B6) thấp dần từ bình đến bình 10 (B10) Điều chứng tỏ ớt cần lượng phân bón phù hợp cho trình sinh trưởng, trồng phát triển tốt thiếu chất thừa chất 3.4.1.2 Năng suất ớt bình nghiên cứu Năng suất bình tính dựa số ớt bình tổng khối lượng ớt bình trình bày bảng 3.15 Số bình tưới hỗn hợp nước xả từ 15-45 quả, tổng khối lượng từ 0,24-0,706 kg, khối lượng trung bình từ 11,7-16,5 g So với bình đối chứng (B0) suất thu bình: - Năng suất B1 cao gấp 1,5 lần B0 - Năng suất B2 cao gấp 1,3 lần B0 - Năng suất B3 cao gấp 2,1 lần B0 - Năng suất B4 cao gấp 2,7 lần B0 70 - Năng suất B5 cao gấp 4,3 lần B0 - Năng suất B6 cao gấp 4,0 lần B0 - Năng suất B7 cao gấp 3,2 lần B0 - Năng suất B8 cao gấp 2,4 lần B0 - Năng suất B9 cao gấp 1,8 lần B0 - Năng suất B10 cao gấp lần B0 Kết cho thấy tỷ lệ đậu bình bình cao Số lượng bình cao gấp 1,5 – lần so với bình khác Kích thước ớt lớn hơn, trọng lượng trung bình từ 15,7 – 16,5 g Năng suất thu bình lớn So sánh suất bình với bình khác: - Cao gấp 2,9 lần so với B1 - Cao gấp 3,3 lần so với B2 - Cao gấp 2,0 lần so với B3 - Cao gấp 1,6 lần so với B4 - Cao gấp 1,3 lần so với B7 - Cao gấp 1,8 lần so với B8 - Cao gấp 2,4 lần so với B9 - Cao gấp 2,2 lần so với B10 Bảng 3.12 Năng suất thu bình thực nghiệm Bình B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 Số (quả) 11 18 15 30 31 45 40 34 26 20 21 Tổng khối lượng (kg) 0,165 0,24 0,215 0,35 0,445 0,706 0,66 0,53 0,395 0,30 0,325 71 Khối lượng trung bình (g) 15 13,3 14,3 11,7 14,4 15,7 16,5 15,6 15,2 15 15,5 3.4.2 Mô hình thực nghiệm sử dụng nước hồ sinh học tưới 3.4.2.1 Quá trình sinh trưởng, phát triển ớt Mô hình thực nghiệm xây dựng có bình trồng ớt Bình thứ (B11) tưới bón nước lấy hồ sinh học Bình thứ (B0) tưới nước kênh mương lấy mương dẫn nước Chế độ tưới bón thực vào giai đoạn sinh trưởng ớt: Giai đoạn mầm, giai đoạn đẻ nhánh giai đoạn hoa Kết quan sát sinh trưởng ớt qua tuần theo dõi trình bày bảng 3.16 Bảng 3.13 Quá trình sinh trưởng ớt sử dụng nước hồ sinh học tưới (B11) so với sử dụng 100% nước kênh mương (B0) (Đơn vị: cm) Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần 10 B0 2,7 3,5 11,5 13 17,5 20 23 23 B11 5,2 10,2 14,5 18,5 22,5 28 31 33 33 Hình 3.14 Biểu đồ so sánh trình sinh trưởng ớt sử dụng nước hồ sinh học tưới (B11) nước kênh mương (B0) 72 Quá trình sử dụng nước hồ sinh học tưới cho kết tốt, ớt tưới nước hồ sinh học sinh trưởng nhanh, chiều cao thân tuần thứ 10 33cm cao hẳn so với việc dùng nước kênh mương tưới cao 23cm 3.4.2.2 Năng suất ớt Năng suất ớt thu sau trình thử nghiệm cho thấy tỷ lệ đậu tưới nước hồ sinh học cao nhiều so với tưới nước kênh mương lần Trọng lượng trung bình cao 0,3 g suất thu cao 3,2 lần Kết suất trình bày bảng 3.17 Bảng 3.14 Năng suất thu bình thực nghiệm tưới bón nước hồ sinh học so với bình đối chứng Bình Số (quả) Tổng khối lượng (kg) Trọng lượng trung bình (g) B0 11 0,165 15 B11 34 0,520 15,3 Kết luận: Qua thực nghiệm cho thấy, việc sử dụng nước xả sau biogas làm nước tưới đem lại hiệu tốt, tăng suất trồng, thay đáng kể lượng phân bón vô Để đạt suất trồng cao cần pha trộn nước xả với nước kênh mương với tỷ lệ 1:1 1,5:1 Kết tương đương với kết thí nghiệm Viên Thổ nhưỡng nông hoá bắp cải thí nghiệm Sở Nông nghiệp Bình Định mướp đắng [6] Việc sử dụng nước hồ sinh học để tưới bón cho kết tốt, suất trồng cao so với đối chứng Tuy nhiên, so với khả tăng trưởng suất tưới hỗn hợp nước xả/nước kênh mương tỉ lệ 1:1 1,5:1 tưới nước hồ sinh học thấp (Năng suất thấp 1,4 lần, số bình thấp 1,3 lần) 73 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Lượng phân thải nước thải ngày đêm tùy thuộc vào giống, loài, tuổi, phần ăn thời tiết ngày Bình quân hộ gia đình ngày thải từ 21 – 52,5 kg phân 210 - 650 lít nước thải Kết khác hộ gia đình tuỳ thuộc vào số lợn nuôi chế độ chăm sóc Hệ thống biogas kết hợp hồ sinh học cho thấy hiệu xử lý nước thải chăn nuôi lợn cao, hiệu xử lý đạt 95% phần lớn tiêu chất hữu cơ, coliform đạt 99% Hệ thống biogas kết hợp hồ sinh học khắc phục số hạn chế hệ thống cố hầm biogas, xử lý phần chất dinh dưỡng (N,P) mà hầm biogas chưa xử lý Tuy nhiên, hàm lượng chất dinh dưỡng nước hồ cao, vượt tiêu chuẩn cho phép Nước thải sau xử lý hồ sinh học phù hợp với mục đích phục vụ nước tưới tiêu, thuỷ lợi (Không tưới cho loại rau thực vật ăn tươi sống) Nước xả trộn với nước kênh mương lấy mương dẫn nước sử dụng tưới cho ớt trồng bình thực nghiệm với hàm lượng 200ml/bình thời gian tưới bón vào giai đoạn, mầm, đẻ nhánh giai đoạn hoa Kết cho thấy với tỷ lệ pha trộn nước xả/nước kênh mương 1/1 1,5/1 cho hiệu tốt nhất, trồng phát triển nhanh cho suất cao Kiến nghị: Để giảm ảnh hưởng chất thải chăn nuôi lợn đến sức khoẻ người chăn nuôi cần ý đến vấn đề quy hoạch xây dựng chuồng nuôi lợn hộ gia đình Chuồng nuôi lợn nên tách biệt, không liền khối với công trình sinh hoạt người, khoảng cách từ chuồng nuôi lợn đến giếng nước, bếp ăn, nhà nên quy hoạch xa khuân viên hộ gia đình Để tránh xảy cố trình vận hành hầm biogas, cần ý đến nguồn phân nạp vào hầm phải phù hợp với thiết kế ban đầu hầm, không nên nạp 74 vào nhiều hay Phân nạp vào hầm biogas cần phối trộn với nước với tỷ lệ thích hợp phân/nước 1/2 1/3 1/4 Đối với hệ thống hầm biogas kết hợp với hồ sinh hoc, để nâng cao hiệu xử lý chất thải hệ thống cần thiết phải nâng cao hiệu xử lý hồ cách: - Chăm sóc, thu don bèo hồ để diện tích bao phủ bèo khoảng 30% so với mặt hồ - Cần có phương án nạo vét bùn cho hồ tối thiểu năm/lần - Cần chia nguồn thải sau hầm biogas làm nhiều nhánh để đổ vào hồ Đối với hộ gia đình chăn nuôi lợn có sử dụng hầm biogas để xử lý chất thải tận dụng nguồn nước xả sau hầm biogas để tưới cho trồng vườn nhà ruộng, cách pha loãng với nước kênh mương với tỷ lệ 1:1 đến 1,5:1 Như vậy, tiết kiệm tiền phân bón góp phần xử lý nguồn nước thải 75 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Bùi Xuân An (2007), Nguy tác động đến môi trường trạng quản lý chất thải chăn nuôi vùng Đông Nam Bộ, Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh [2] Trương Thanh Cảnh (2002), Mùi ô nhiễm không khí từ hoạt động chăn nuôi, ĐH Khoa học Tự nhiên – ĐHQG TP Hồ Chí Minh [3] Trương Thanh Cảnh (2002), Xử lý nước thải chăn nuôi heo keo tụ điện hóa, ĐH Khoa học Tự nhiên – ĐHQG TP Hồ Chí Minh [4] Trương Thanh Cảnh (2009), Sinh hóa mô trường, NXB Khoa học kỹ thuật, TP Hồ Chí Minh [5] Lê Văn Cát (2007), Xử lý nước thải giàu hợp chất nitơ phốt pho, NXB Khoa học Công nghệ, Hà Nội [6] Cục chăn nuôi, Ban quản lý hợp phần phát triển chương trình khí sinh học (BPMU) thuộc dự án QSEAP-BD (2010), Tài liệu hướng dẫn lắp đặt, nghiệm thu, vận hành, bảo dưỡng công trình khí sinh học Composite, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [7] Phạm Ngọc Đăng (2003), Môi trường không khí, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [8] Tăng Văn Đoàn, Trần Đức Hạ (2004), Giáo trình sở kỹ thuật môi trường NXB Giáo dục (Tái lần thứ 3-2013) [9] Hoàng Kim Giao (2011), Công nghệ khí sinh học quy mô hộ gia đình, Tài liệu dùng để tập huấn cho Kỹ thuật viên khí sinh học [10] Đinh Hải Hà (2008), Giáo trình thực hành Hóa Môi trường, NXB ĐH Kỹ thuật Công nghệ Tp Hồ Chí Minh [11] Dương Thúy Hoa (2004), Hiệu xử lý nước thải sau hầm ủ biogas lò giết mổ lục bình, Luận văn Cao học, ĐH Cần Thơ 76 [12] Nguyễn Thị Hồng, Phạm Khắc Liệu (2012), “Đánh giá hiệu xử lý nước thải chăn nuôi lợn hầm Biogas quy mô hộ gia đình Thừa Thiên Huế”, Tạp chí khoa học, Đại học Huế, tập 73, số [13] Nguyễn Quang Khải (2001), Công nghệ khí sinh học, NXB Xây Dựng, Hà Nội [14] Dương Nguyên Khang (2004), Hiện trạng xu hướng phát triển công nghệ biogas Việt Nam, Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh [15] Phạm Thị Ngọc Lan (2001), “Một số điều kiện nuôi cấy tối ưu nhóm vi khuẩn kị khí phân giải cellulose” Tạp chí khoa học Đại học Huế, số 8, tr 43-50 [16] Nguyễn Đức Lượng Nguyễn Thị Thùy Dương (2003), Công nghệ sinh học môi trường tập II, NXB Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh [17] Nguyễn Thị Hoa Lý (2005), “Một số vấn đề liên quan đến việc xử lý nước thải chăn nuôi, lò mổ”, Tạp chí khoa học nông nghiệp, số 5, tr 67-73 [18] Trần Viết Mỹ (2008), Cẩm chăn nuôi Heo, Sở Nông nghiệp Phát triển Nông thôn TP Hồ Chí Minh [19] Đỗ Thành Nam (2009), Khảo sát khả sinh gas xử lý nước thải heo hệ thống biogas phủ nhựa HDPE, Đại học Nông nghiệp Hà Nội [20] Trần Hiếu Nhuệ (1992), Thoát nước xử lý nước thải công nghiệp tập II, NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật, Hà Nội [21] Lương Đức Phẩm (2002), Công nghệ xử lý chất thải biện pháp sinh học, NXB Giáo Dục, Hà Nội [22] Nguyễn Hữu Phú (2006), Hoá lý hoá keo NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [23] Sở Nông nghiệp Phát triển nông thôn Nghệ An (2010), Thống kê số lượng gia súc, gia cầm 2010, Nghệ An [24] Lâm Vĩnh Sơn (2007), Giáo trình Kỹ thuật xử lý nước thải, NXB ĐH Kỹ thuật Công nghệ Tp Hồ Chí Minh [25] Lâm Vĩnh Sơn, Nguyễn Trần Ngọc Phương (2011), “Nghiên cứu nâng cao hiệu xử lý nước thải chăn nuôi mô hình Biogas có bổ sung bã mía”, Kỷ yếu Hội nghị Khoa học Môi trường Công nghệ sinh học năm 2011, tr 89 – 105 77 [26] Nguyễn Hồng Sơn (2012), Báo cáo trạng Biogas Nghệ An năm 2012, Nghệ An [27] Trịnh Thị Thanh (2003), Độc học môi trường sức khoẻ người, NXB ĐHQG Hà Nội [28] Trịnh Thị Thanh, Trần Yêm, Đồng Kim Loan (2003), Giáo trình công nghệ môi trường, NXB ĐHQG Hà Nội [29] Nguyễn Duy Thiện (2001), Công trình lượng khí sinh học Biogas, NXB Xây Dựng, Hà Nội [30] Nguyễn Văn Thu (2010), “Kết bước đầu khảo sát sử dụng loại thực vật để sản xuất khí sinh học (Biogas)”, Kỷ yếu khoa học: Khép kín trình tuần hoàn dinh dưỡng chất vô hại đến vệ sinh từ hệ thống thủy lợi phi tập trung đồng sông Mê Kông (Sansed II), NXB ĐH Cần Thơ, tr 88 – 92 [31] Vũ Đình Tôn, Lại Thị Cúc, Nguyễn Văn Duy (2008), “Đánh giá hiệu xử lý chất thải bể Biogas số trang trại chăn nuôi lợn vùng đồng sông Hồng”, Tạp chí Khoa học phát triển, (6), 6, (2008), tr 556-561 [32] Lê Trình (1997), Quan trắc Kiểm soát Ô nhiễm Môi trường nước NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [33] Trung tâm đào tạo ngành nước & môi trường (1999), Sổ tay xử lý nước thải NXB Xây Dựng, Hà Nội [34] Viện Công nghệ Môi trường (2012), Báo cáo trạng chăn nuôi số trang trại lơn phía bắc năm 2012, Hà Nội [35] Viện Khoa Học Nông Nghiệp Miền Nam (1999), Báo cáo kết phân tích chất lượng môi trường không khí số xí nghiệp chăn nuôi quốc doanh năm 1999, TP Hồ Chí Minh [36] Lê Hoàng Việt (2003), Giáo trình phương pháp xử lý nước thải, Đại học Cần Thơ [37] Lê Hoàng Việt (2003), Giáo trình xử lý chất thải rắn, Đại học Cần Thơ 78 [38] Vũ Hải Yến (2009), Tài nguyên Nông nghiệp Môi trường nông thôn, ĐH Kỹ thuật Công nghệ TP Hồ Chí Minh Tiếng Anh [39] APHA, AWWA, WEF, Standard methods for the examination of water and wastewater, 20th edition, Washington DC, USA, 1999 [40] Chongrak Polprasert (1989), Organic Waste Recycling, John Wiley & Son Ltd [41] Dieter Deublein and Angelika Steinhauser (2008), Biogas from waste and renewable waste, Germany [42] Kanda J., (1995), “Determination of ammonium in seawater based on indophenol raction with o-phenylphenol (OPP)”, Water Research, 29 (12), 2746-2750 [43] SwedishCentec, (2012), Summary Market Brief on Biogas in Vietnam, Netherland 79 [...]... động hệ thống hầm biogas kết hợp hồ sinh học  Hâm biogas composite tại các hộ gia đình nghiên cứu  Hồ sinh học tại các hộ gia đình nghiên cứu 3 Hiệu quả xử lý chất thải hầm biogas, hầm biogas kết hợp hồ sinh học  Hiệu quả xử lý chất thải hầm biogas  Hiệu quả xử lý chất thải hầm biogas kết hợp hồ sinh học 4 Xây dựng mô hình thực nghiệm sử dụng nước thải sau hầm biogas và sau hồ sinh học 14 Chương... nghiên cứu - Đánh giá hiệu quả xử lý chất thải chăn nuôi lợn bằng hầm biogas kết hợp hồ sinh học - Tìm cách sử dụng có hiệu quả nước thải sau xử lý hầm biogas - Đề xuất các biện pháp nhằm nâng cao hiệu quả xử lý chất thải của hệ thống hầm biogas kết hợp hồ sinh học nhằm góp phần bảo vệ môi trường, phát triển bền vững trong chăn nuôi * Phạm vi nghiên cứu Tại 9 gia đình chăn nuôi lợn quy mô hộ đại diện... trước và ngày càng phát triển thêm nhiều hầm biogas tại khắp các địa phương trong tỉnh Tuy nhiên, thực tế vận hành các hầm biogas còn có nhiều vấn đề phát sinh, nước thải, chất thải, khí thải sau xử lý chưa được tối ưu hoá và việc nghiên cứu khắc phục vấn đề này chưa được chú trọng, chính vì vậy đề tài: Áp dụng và nâng cao hiệu quả xử lý chất thải chăn nuôi lợn bằng hầm biogas kết hợp hồ sinh học ... dung dịch vào buồng thu khí 34 1.4 Tổng quan về hồ sinh học trong xử lý nước thải 1.4.1 Khái quát chung về hồ sinh học Xử lý nước thải trong các ao hồ là phương pháp xử lý đơn giản nhất và đã được áp dụng từ thời xa xưa Phương pháp này không yêu cầu kỹ thuật cao, vốn đầu tư ít, chi phí vận hành rẻ tiền, quản lý hệ thống đơn giản Quy trình xử lý nước thải theo phương pháp hồ sinh học khá đơn giản và được... nhân là do người chăn nuôi chưa hiểu rõ tầm quan trọng của việc xử lý nguồn chất thải Kinh phí phục vụ cho việc xử lý chất thải còn thấp, luật xử lý chất thải còn chưa đồng bộ và khó áp dụng, chăn nuôi nhỏ lẻ cũng là một trong những nguyên nhân làm việc quản lý và xử lý chất thải còn gặp nhiều khó khăn Để giảm thiểu ô nhiễm môi trường nông thôn có một giải pháp rất hiệu quả: Làm hầm biogas trong các... Thực trạng chăn nuôi và phát sinh chất thải quy mô hộ - Thực trạng chăn nuôi: Quy trình chăn nuôi, quy mô chăn nuôi, các quy định và an toàn vệ sinh chăn nuôi, … - Thực trạng phát sinh chất thải quy mô hộ • Lượng phân lợn thải/ ngày (Đối với lợn nái, lợn thương phẩm, lợn con các cỡ…) 13 • Nước thải: Nguồn nước vệ sinh chuồng, lượng nước thải vệ sinh chuồng, phương cách rửa chuồng… 2 Phân tích và đánh... đây đã và đang phát triển nhanh chóng về cả chất lượng và quy mô Tuy nhiên, chăn nuôi hộ gia đình nhỏ lẻ cũng như trang trại chăn nuôi lớn việc quản lý và sử dụng các nguồn chất thải từ chăn nuôi còn nhiều bất cập Một số trang trại lớn đã có những biện pháp xử lý nguồn chất thải chăn nuôi Song còn một số trang trại chưa được quan tâm, đặc biệt là chăn nuôi nhỏ lẻ hộ gia đình việc xử lý chất thải hầu... chuồng và các vật chất khác Loại chất này có thành phần đa dạng gồm: Cám, bột ngũ cốc, bột tôm, bột cá, các khoáng chất bổ sung, rau xanh, các loại kháng sinh, rơm rạ,… * Nước thải chăn nuôi 17 Nước thải chăn nuôi là hỗn hợp bao gồm nước thải của gia súc, nước vệ sinh gia súc, chuồng trại Đây là một nguồn chất thải ô nhiễm nặng Mức độ ô nhiễm chất thải chăn nuôi khác nhau tùy theo cách thức làm vệ sinh. .. rất hiệu quả: Làm hầm biogas trong các hộ gia đình Sử dụng biogas phục vụ cho đun nấu, thắp sáng trong gia đình, đồng thời chất thải của động vật nuôi còn chất hữu cơ được xử lý trong hầm kín, tránh được mùi hôi thối, xử lý ô nhiễm và chất cặn bã có thể sử dụng làm phân bón Giải pháp sử dụng hầm biogas ở nông thôn thực sự là một giải pháp hiệu quả Nghệ An là một tỉnh nông nghiệp có nhiều điểm đặc trưng... chăn nuôi 0,300 3,420 3,470 Xí nghiệp chăn nuôi lợn 3/2 Khu vực văn phòng 0,320 0,040 0,072 Khu vực chăn nuôi 0,350 1,360 1,450 QCVN 06:2009 0,2 0,42 (Viện Khoa học Miền Nam, 1999) Có rất nhiều loại khí sinh ra trong quá trình phân hủy hiếu khí hay kị khí chất Vị trí lấy mẫu thải chăn nuôi Thành phần chất thải chăn nuôi có thể chia làm 3 nhóm: Protein, carbohydrate và mỡ Quá trình phân hủy kị khí sinh