1

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, tôi xin chân thành cảm ơn TS. Nghiêm Vân
Khanh đã luôn tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và tạo mọi điều kiện giúp tôi hoàn thành
công trình nghiên cứu này.
Tôi xin trân trọng cảm ơn tập thể các thầy cô thuộc khoa Kỹ thuật Hạ tầng và
Môi trường đô thị, khoa Sau Đại học đã giúp đỡ, đóng góp nhiều ý kiến quý báu và
tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu tại trường.
Tôi xin gửi đến gia đình và bạn bè, đã luôn bên cạnh, ủng hộ và động viên
tôi trong quá trình học tập cũng như nghiên cứu khoa học lời biết ơn chân thành và
sâu sắc nhất.
Tôi xin chân thành cảm ơn.
Hà Nội, ngày

tháng 5 năm 2016

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Nguyễn Toàn Trung


2

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ này là công trình nghiên cứu khoa học
độc lập của tôi. Các số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu của Luận văn là trung
thực và có nguồn gốc rõ ràng.
Hà Nội, ngày

tháng

2.1.1. Văn bản 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


4

2.2.1.5. Bãi lọc ngập trồng cây
2.2.1.6. Hồ sinh học
2.2.2. Những yêu cầu và quy định trong 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 trên thế giới;
2.3.2. Bài học kinh nghiệm xử lý nước thải chăn nuôi ở 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 1
3.2.1. Sơ đồ công nghệ
3.2.2. Thuyết minh công nghệ
3.3. Đề xuất dây chuyền công nghệ phương án 2
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 các hạng mục công trình và thiết bị trong dây chuyền công nghệ xử lý
nước thải phương án chọn

nước thải chăn nuôi nhằm tạo ra một môi trường sản xuất sạch là thực sự cần thiết
không chỉ góp phần giải quyết các vấn đề ô nhiễm môi trường mà còn mở ra các
hướng công nghệ xử lý, thu hồi các chất có giá trị trong nước thải chăn nuôi hiện
nay.
Tại các tỉnh khu vực Tây Nguyên nói chung và Lâm Đồng nói riêng là khu
vực có nhiều trang trại, các hộ chăn nuôi, các xí nghiệp chăn nuôi gia súc, gia cầm


6

với công suất và quy mô rất lớn. Hiện nay, các Trại chăn nuôi gia súc gia cầm này
tuy đã được đầu tư hệ thống xử lý môi trường nhưng do phương thức chăn nuôi
thay đổi ngày càng trở nên hiện đại và số lượng các đàn gia súc gia cầm gia tăng
mạnh mẽ, hệ thống xử lý nước thải đã xuống cấp và quá tải, không đáp ứng được
nhu cầu. Từ những lý do 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" là thực
sự cần thiết nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển của lĩnh vực chăn nuôi trong thời gian
tới.
2. Mục đích nghiên cứu
- Đánh giá tình hình xử lý nước thải ở trại chăn nuôi heo Du Sinh tại 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 về quy chuẩn QCVN
40:2011/BTNMT về nước thải công nghiệp xả thải ra môi trường;
3. Đối tượng và 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;
4. Phương pháp nghiên cứu.
- Phương pháp điều tra khảo sát, thu thập tài liệu;

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 và phát triển nông
thôn Việt Nam
Tiêu chuẩn Việt Nam
Axit béo dễ bay hơi
Vi sinh vật
Xử lý nước thải


8


9

cùng 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, từng bước đáp ứng nhu cầu thực phẩm tiêu dùng trong nước và 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 và cải thiện điều kiện an
sinh xã hội, nhằm nâng cao năng suất, chất lượng, hiệu quả vệ sinh an toàn thực
phẩm;
Tập trung phát triển sản phẩm chăn nuôi có lợi thế và khả năng cạnh tranh
như lợn, gia cầm, bò; đồng thời phát triển sản phẩm chăn nuôi đặc sản của vùng, địa
phương;
Khuyến khích các tổ chức và 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% và 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 về đất đai,
kiểm soát dịch bệnh và môi trường; duy trì ở quy mô nhất định hình thức chăn nuôi
lợn lai, lợn đặc sản phù hợp với điều kiện chăn nuôi của nông hộ và của một số
vùng.
Tổng đàn lợn tăng bình quân 2% năm, đạt 35 triệu con, trong đó đàn lợn
ngoại nuôi trang trại, công nghiệp 37%.
1.1.2. Tình hình xử lý chất thải chăn nuôi [BTNMT]
Theo ước tính hiện cả nước có 8,5 triệu hộ chăn nuôi quy mô gia đình,
18.000 trang trại chăn nuôi tập trung, nhưng mới chỉ có 8,7% số hộ xây dựng công

ngành chăn nuôi phát triển bền vững”. Trong khi đó hiện những mô hình xử lý chất
thải vật nuôi trong nông hộ vẫn được chủ yếu thông qua các biện pháp như: Ủ làm


11

phân chuồng theo phương pháp truyền thống; xứ lý bằng công nghệ khí sinh học
Biogas, các chế phẩm sinh học, ao sinh học… Tuy nhiên, các phương pháp này
chưa thể giải quyết được vấn đề về môi trường, bởi theo tính toán của các chuyên
gia, hằng năm, tổng đàn gia súc, gia cầm ở Việt Nam thải vào môi trường khoảng
80-85 triệu tấn chất thải rắn. Đây là một trong những nguồn chất thải lớn có nguy
cơ cao gây ô nhiễm môi trường vùng nông thôn và ảnh hưởng xấu tới sức khỏe
người dân.
Tiến sĩ Phạm Đức Phúc thuộc Trung tâm Nghiên cứu Y tế công cộng và hệ
sinh thái (CENPHER) - Đại học Y tế Công cộng (HSPH) cũng chia sẻ về điều này
khi cho rằng kinh phí đầu tư cho xử lý chất thải và công nghệ xử lý hiện còn thiếu
nên chưa đáp ứng được tiêu chuẩn trong xử lý dẫn tới tâm lý người dân còn thiếu
hào hứng với những mô hình đang được áp dụng. Điều này cũng là một trong
những trở ngại lớn cho việc nhân rộng hơn cách thức xử lý tới bà con nông dân. Mô
hình được xem là “kiểu mẫu” trong xử lý chất thải chăn nuôi là xây dựng bể xử lý
sinh học (biogas) cũng chưa thực sự mang lại hiệu quả như mong đợi. Trên thực tế,
nếu ở một xã, số hộ chăn nuôi lợn chỉ chiếm 20-30% tổng số hộ thì hầm biogas là
giải pháp hiệu quả cho việc xử lý chất thải chăn nuôi, nhưng nếu số hộ chăn nuôi
lợn chiếm tới 50-60% thì hầm biogas có những hạn chế. Lượng nước thải từ hầm
biogas của từng hộ dồn chung vào nguồn nước thải của xã, nguồn nước thải này
thường không được xử lý, vẫn nhiễm khuẩn và lại là nguồn gây bệnh cho gia súc,
gia cầm trong toàn xã và các vùng xung quanh.
Một phương pháp cũng được nhiều hộ nông dân sử dụng đó là dùng chất thải
làm ủ phân hữu cơ nhưng phương pháp này hiện cũng đang gây nên những mối
hiểm họa cho môi trường nông thôn. Trong thời gian qua, mô hình chăn nuôi sử

Tây Bắc – Đông Nam, qua các khu vực canh tác nông nghiệp (trồng rau, hoa) rồi đổ
vào hồ Tuyền Lâm. Chiều dài suối, tính từ khu vực trang trại đến hồ Tuyền Lâm
khoảng 2,1 km. Hồ Tuyền Lâm: cách trang trại khoảng 1,8 km về phía Đông Nam.


13

Hình ảnh vị trí trại chăn nuôi Du Sinh và các đối tượng tự nhiên, kinh tế xã
hội tiếp giáp với trại chăn nuôi được thể hiện trong hình 1.1 và 1.2; sơ đồ mạng lưới
thủy văn gần trại chăn nuôi heo Du Sinh được thể hiện trong hình 1.3 dưới đây.
b) Quá trình phát triển của trại chăn nuôi heo Du Sinh
Phát triển cùng xu thế của ngành chăn nuôi, hộ cơ sở Lê Thị Thanh đã bắt
đầu tiến hành xây dựng trang trại chăn nuôi từ tháng 06/2001, rồi chăn nuôi heo với
quy mô nhỏ (quy mô hộ gia đình) và phát triển lớn dần cho đến ngày hôm nay. Quá
trình phát triển của trang trại được tóm tắt như sau:
+ Tháng 06/2001: mua đất và tiến hành xây dựng bờ kè, xây dựng trại
+ Năm 2004: trang trại bắt đầu xây thêm trại để nuôi heo nái, với quy mô
nuôi heo ban đầu là 30 con; heo con do heo nái đẻ từ trang trại được giữ lại để nuôi
thành heo thịt;
+ Năm 2006: các dãy chuồng heo thịt được xây dựng để nuôi lượng heo con
sau cai sữa từ các chuồng heo đẻ, đến cuối năm này thì quy mô nuôi tại trang trại là:
30 con heo nái đẻ và 200 con heo thịt. Cũng trong giai đoạn này, trang trại tiến hành
đầu tư xây dựng hầm ủ Biogas để thu nước thải từ các dãy chuồng heo về xử lý;
+ Năm 2007: trang trại nâng quy mô nuôi, trong đó xây thêm dãy chuồng
nuôi heo ở phía Tây trang trại;
+ Năm 2008, Trang trại đã được UBND tỉnh Lâm Đồng chứng nhận “Đạt
tiêu chuẩn kinh tế trang trại”.
+ Năm 2009 – nay: trang trại phát triển ổn định và đạt quy mô nuôi tối đa là
100 con heo nái và 800 con heo thịt. [4].


thức ăn. Khu xưởng cơ khí: dùng để gia công thanh chắn, máng ăn của heo. Hệ
thống khử trùng: khử trùng ở cổng vào và khử trùng chuồng trại. Hình ảnh trại heo
thịt được thể hiện trong hình 1.4.
- Nhóm các hạng mục về bảo vệ môi trường: Hệ thống thu gom nước thải:
nước thải từ các dãy trại ở phía Đông và phía Nam trang trại được thu về hầm
Biogas, riêng dãy trại nuôi heo thịt ở phía Tây chưa tách riêng nước mưa và nước
thải. Hệ thống xử lý nước thải: nước thải được phân luồng và xử lý theo khu vực
riêng, hầm Biogas: xử lý nước thải chăn nuôi heo; bể tự hoại xử lý nước thải sinh
hoạt. Hệ thống PCCC: chủ cơ sở đã trang bị hệ thống PCCC.
+ Khu lưu giữ chất thải rắn sinh hoạt, lưu trữ tạm thời chất thải nguy hại: chủ
cơ sở đã bố trí khu lưu trữ chất thải rắn và chất thải nguy hại (có mái che, tường
bao) để lưu trữ tạm thời chất thải.
+ Khu chôn lấp an toàn bệnh phẩm, heo chết riêng lẻ: chủ cơ sở đã bố trí khu
chôn lấp an toàn tuân thủ quy định về chôn lấp hợp vệ sinh xác heo và bệnh phẩm
trong trường hợp xảy ra chết do bệnh riêng lẻ tại trang trại.


17

Thống kê số lượng và diện tích cụ thể các hạng mục công trình theo bảng
sau:
Bảng 1.1. Diện tích khu trại chăn nuôi [4]
STT Nội dung
1
Trại heo (04 khu)
2
Kho thức ăn (02 kho)
3
Khu xay xát, phối trộn thức ăn (02 khu)
4

54
279
24
252
9
1.830
54
9
15
-

Quy mô chăn nuôi và công suất sản phẩm chăn nuôi tại Trại chăn nuôi heo
Du Sinh như sau:
Bảng 1.2. Quy mô nuôi và nguồn cấp giống của trang trại [4]
TT Loại vật nuôi Quy mô/đợt Thời gian /đợt
1 Heo thịt

2 Heo nái

800 con

100 con

5 – 6 tháng

5 – 6 tháng

Nguồn cấp giống
Công ty CP Japfa
Comfeed Việt Nam và

19

Hình 1.5. Quy trình chăn nuôi theo thịt tại cơ sở
- Thuyết minh mô tả quy trình nuôi heo thịt:
Heo con được nuôi riêng bằng dày chuồng phía Tây trang trại, có lót đệm trấu
để ủ ấm và cho ăn theo chế độ riêng nhằm đảm bảo sức khỏe và độ tăng trưởng cho
heo con trong thời kỳ đầu. Thời kỳ nuôi riêng này kéo dài khoảng 2 tháng. Trong
quá trình này, heo con được nuôi bằng cám hỗn hợp trong 1 thời gian (khoảng 20
ngày đầu).
Sau đó heo con được đưa về dãy chuồng nuôi heo thịt vào nuôi trong lồng.
Thức ăn cho heo thịt là thức ăn phối trộn từ nguyên liệu thô. Định kỳ tiêm phòng
bệnh và thường xuyên bổ sung men vi sinh để tăng cường sức đề kháng cho heo.
Công nhân vệ sinh thu dọn phân tươi hàng ngày nhằm giữ chuồng trại khô
thoáng, sạch sẽ.
Heo thịt đạt trọng lượng 110 – 115 kg thì xuất bán. Toàn bộ thời gian 1 chu
trình nuôi heo thịt khoảng gần 6 tháng (khoảng 165 – 170 ngày).
- Sơ đồ quy trình chăn nuôi heo nái của trại chăn nuôi heo Du Sinh được
trình bày ở hình 1.6.


20

Hình 1.6. Quy trình chăn nuôi heo nái đẻ tại cơ sở
- Mô tả quy trình nuôi heo nái tại trang trại:
Heo nái được nuôi ở chuồng nái hậu bị cho đến khi mang thai. Trong thời
gian này, heo đượng tiêm phòng bệnh, cho ăn thức ăn phối trộn, thường xuyên tẩy
giun và được phối giống.
Khi heo nái mang thai, việc theo dõi quá trình phát triển của heo được tăng
cường, chủng ngừa vaccine, phòng bệnh ghẻ cho heo nái mang thai, đồng thời, bổ
sung vitamin và khoáng chất trong khẩu phần ăn cho heo.

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 phần, tính chất và khối lượng nước thải sinh hoạt phát sinh:
STT
2

- Đặc điểm, thành phần: Các thành phần ô nhiễm chính đặc trưng thường
thấy ở nước thải sinh hoạt là BOD5, COD, Nitơ và phốt pho, chất hữu cơ ... Một yếu
tố gây ô nhiễm quan trọng trong nước thải sinh hoạt đó là các loại mầm bệnh được
lây truyền bởi các vi sinh vật; gồm các nhóm chính là virus, vi khuẩn, nguyên sinh
bào và giun sán...
- Khối lượng phát sinh: khoảng 3 m3/ngày.
- Tính chất và đặc trưng về nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh

- Đặc điểm, thành phần: bao gồm hỗn hợp nước tiểu, nước rửa chuồng, nước
tắm, nước vệ sinh máng ăn, máng uống, vệ sinh tấm lót heo con. Do đó, nước thải
chăn nuôi heo chứa các thành phần ô nhiễm khá phức tạp; thường cuốn theo các
chất thải khác như lông, phân, thức ăn thừa…
- Đặc trưng của nước thải chăn nuôi heo là ô nhiễm hữu cơ, N, P cao và chứa
nhiều vi sinh gây bệnh. Nồng độ ô nhiễm trong nước thải phụ thuộc vào lượng thức
ăn rơi vãi, mức độ thu gom phân, phương thức thu gom chất thải trong chuồng hay
lượng nước sử dụng khi vệ sinh chuồng trại hoặc tắm heo.


23

+ Các chất hữu cơ và vô cơ:
Những chất hữu cơ chưa được gia súc đồng hóa, hấp thụ sẽ bài tiết ra ngoài
theo phân, nước tiểu cùng các sản phẩm trao đổi chất khác. Thức ăn dư thừa cũng là
1 nguồn gây ô nhiễm hữu cơ.
Trong nước thải chăn nuôi, hợp chất hữu cơ chiếm 70-80% gồm protit, acid
amin, chất béo, hydratcarbon và các dẫn xuất của chúng. Hầu hết các chất hữu cơ dễ
phân hủy, giàu ni tơ và phốt pho.
Các chất vô cơ chiếm 20-30% gồm cát, đất, muối, ure, amonium, muối
chlorua, sunfate...
Các hợp chất hóa học trong phân và nước thải dễ dàng bị phân hủy. Tùy điều
kiện hiếm khí hay kỵ khí mà quá trình phân hủy tạo thành các sản phẩm khác nhau
như acid amin, acid béo, aldehide, CO2, H2O, NH3, H2S. Nếu quá trình phân hủy
diễn ra trong điều kiện thiếu khí thì tạo thành sản phẩm CH4, N2, NH3, H2S, indol,
scatol ... các chất khí sinh ra do quá trình phân hủy kỵ khí và thiếu khí như NH3,
H2S ... gây ra mùi trứng thối trong khu vực nuôi ảnh hướng xấu đến môi trường
không khí.
+ Ni tơ và Phốt pho:
Khả năng hấp thụ ni tơ và phốt pho của gia súc rất kém nên khi ăn thức ăn có

thể thấm sau xuống lớp đất bề mặt 30-40cm, ở những nơi thường xuyên tiếp nhận
nước thải. Trứng giun sán, vi trùng có thể lan truyền đi rất xa và nhanh khi nhiễm
vào nguồn nước gây dịch bệnh cho người và gia súc.
Nghiên cứu của Bonde (1967) cho thấy: đa số các vi sinh vật gây bệnh không
phát triển lâu dài trong nước thải, số lượng của chúng giảm nhanh trong những ngày
đầu sau đó chậm dần. Các loại vi trùng tồn tại lâu trong nước ở vùng nhiệt đới
Samonella typhi và Samonella paratyphi, E.Coli, Shigella, Vibro comma gây dịch
tả.
Ngoài ra, G.Rheinhinmer còn phân lập được nhiều loại nấm bệnh.
Đối với vi khuẩn và virus đường ruột, thì thời gian sống sót trong nước thải
càng lâu thì số lượng cá thể của chúng càng nhỏ và ngược lại.


25

Hệ vi sinh vật trong nước thải chăn nuôi rất phức tạp trong đó chủ yếu là vi
khuẩn gây thối có 3-16 triệu/ml, vi khuẩn phân hủy đường mỡ, E.coli 10x10 410x107 tế bào/ml, vi khuẩn lưu huỳnh, vi khuẩn nitrat hóa. Hệ vi sinh vật này có ảnh
hưởng đến tính chất và khả năng tự làm sạch của nguồn nước.
- Khối lượng phát sinh thực tế: khoảng 17 m3/ngày.[4]
- Thành phần và tính chất nước thải chăn nuôi heo được trình bày ở bảng 1.5;
và khối lượng và thành phần hóa học của phân, nước tiểu và hỗn hợp nước thải heo
có trọng lượng từ 70 – 100 kg được trình bày ở bảng 1.6.
Bảng 1.5. Thành phần và tính chất nước thải chăn nuôi heo trước xử lý [4]
STT Chất ô nhiễm
Đơn vị
Nồng độ
1
pH
7,23
2

1
2
3
4
5
6
7
8
9

Thành phần

Phân

Hỗn

hợp

Nước tiểu

nước

thải

Vật chất khô (g/kg)
NH4-N (g/kg)
N tổng số (g/kg)
Ash (g/kg)
Crude fibre (g/kg)
Urea (mmol/L)


ngắn (g/kg)
pH

6,47 – 6,95

6,77 – 8,19

6,67 – 7,80