BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

NGUYỄN TOÀN TRUNG

ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO
TRẠI CHĂN NUÔI HEO DU SINH, THÀNH PHỐ ĐÀ LẠT,
TỈNH LÂM ĐỒNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG

Hà Nội - 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
---------------------------------

NGUYỄN TOÀN TRUNG
KHÓA 2014-2016

ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO
TRẠI CHĂN NUÔI HEO DU SINH, THÀNH PHỐ ĐÀ LẠT,
TỈNH LÂM ĐỒNG



Nguyễn Toàn Trung


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

năm 2016

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Nguyễn Toàn Trung


MỤC LỤC
Lời cảm ơn
Lời cam đoan
Mục lục
Danh mục bảng
Danh mục hình vẽ
MỞ ĐẦU
* Lý do chọn đề tài ................................................................................................ 1
* Mục đích nghiên cứu .......................................................................................... 2
* Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...................................................................... 2

2.2.2. Các công trình xử lý nước thải chăn nuôi bằng phương pháp sinh học...... 34
2.2.3. Những tiêu chí lựa chọn công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi trong điều
kiện nông hộ ...................................................................................................... 49
2.3. Bài học kinh nhiệm xử lý nước thải chăn nuôi ........................................ 50
2.3.1. Bài học kinh nhiệm xử lý nước thải chăn nuôi trên thế giới ...................... 50
2.3.2. Bài học kinh nghiệm xử lý nước thải chăn nuôi ở Việt Nam ..................... 52
CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRẠI CHĂN
NUÔI DU SINH ................................................................................................... 60
3.1. Đề xuất giải pháp cho hệ thống xử lý nước thải của trại chăn nuôi Du
Sinh ................................................................................................................... 60
3.2. Tính toán quy mô công suất dây chuyền xử lý nước thải trại chăn nuôi
heo Du Sinh ...................................................................................................... 61
3.3. Đề xuất dây chuyền công nghệ ................................................................. 67
3.3.1. Đề xuất dây chuyền công nghệ phương án 1............................................. 67
3.3.2. Đề xuất dây chuyền công nghệ phương án 2............................................. 73
3.4. Lựa chọn phương án dây chuyền công nghệ............................................ 76
3.5. Mô tả các hạng mục công trình và thiết bị trong dây chuyền công nghệ
xử lý nước thải phương án chọn ...................................................................... 79
3.5.1. Phần xây dựng:......................................................................................... 79


3.5.2. Phần thiết bị công nghệ ............................................................................ 79
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận ............................................................................................................. 81
Kiến nghị ........................................................................................................... 81
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC


DANH MỤC BẢNG

Khối lượng và thành phần hóa học của phân, nước tiểu và
hỗn hợp nước thải heo có trọng lượng từ 70 – 100 kg
Kết quả đo đạc và phân tích chất lượng nước thải sau hầm
biogas
Phụ lục Bảng 2: Yêu cầu vệ sinh nước thải chăn nuôi lợn
[QCVN 10-14:2010/BNNPTNT]

Bảng 1.9.

Nồng độ ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt sau bể tự hoại

Bảng 2.

Ưu, nhược điểm của công nghệ mương oxy hóa

Bảng 3.1.

Bảng 3.2.
Bảng 3.3.
Bảng 3.4.

Bảng 3.5.
Bảng 3.6.

Nồng độ ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt sau khi qua
hầm Bastaf
nồng độ ô nhiễm trong nước thải chăn nuôi sau khi qua
hầm Biogas mới
Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải tại bể điều hòa.
Một số thông số chính của Giá trị C, Cột B quy chuẩn

Hình 1.4.

Trại heo thịt

Hình 1.5.

Quy trình chăn nuôi theo thịt tại cơ sở

Hình 1.6.

Quy trình chăn nuôi heo nái đẻ tại cơ sở

Hình 1.7.

Hình 1.8.

Hình 1.9.

Sơ đồ quy trình sản xuất chăn nuôi và tình hình phát sinh
nước thải tại trang trại Du sinh
Sơ đồ hiện trạng xử lý nước thải của trại chăn nuôi Du
Sinh
Sơ đồ khoảng cách và vị trí 2 khu vực xử lý nước thải và
cống xả của trang trại chăn nuôi heo Du Sinh

Hình 1.10.

Lấy mẫu nước thải sau hầm phân hủy

Hình 2.1.

Hình 3.1.

Mô hình quản lý chất thải rắn chăn nuôi tại một số nước
trên thế giới
Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo
sau hầm biogas
Sơ đồ dây chuyền công nghệ số 1


Hình 3.2.

Sơ đồ dây chuyền công nghệ số 2


1

MỞ ĐẦU
* Lý do chọn đề tài
Nước ta thuộc diện nước đang phát triển, còn phụ thuộc nhiều vào nền nông
nghiệp. Chăn nuôi là một trong những lĩnh vực quan trọng của nền nông nghiệp.
Chăn nuôi đem lại nguồn thu nhập và làm thay đổi cuộc sống của rất nhiều người
nói riêng và của đất nước nói chung. Nó cũng cung cấp một nguồn thực phẩm hàng
ngày tương đối lớn để cung ứng cho người tiêu dùng, làm đa dạng hóa các món ăn
và còn xuất khẩu ra các nước lân cận, đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển
nền kinh tế của nước ta.
Trong vài năm gần đây, ngành chăn nuôi đã có những bước tiến nhảy vọt.
Nhiều tiến bộ khoa học kỹ thuật mới được ứng dụng rộng rãi vào sản xuất đem lại
hiệu quả kinh tế cao, nhất là việc ứng dụng đưa vào sản xuất các giống gia súc, gia
cầm năng suất tốt đạt chất lượng cao giá thành thấp cung ứng cho sản xuất đại trà.
Nhưng, khi công nghiệp hóa chăn nuôi cộng với sự gia tăng mạnh mẽ về số lượng

40:2011/BTNMT về nước thải công nghiệp xả thải ra môi trường.
* 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.
* Phương pháp nghiên cứu.
- Phương pháp điều tra khảo sát, thu thập tài liệu;
- Phương pháp vận dụng có tính kế thừa các giá trị khoa học và kết quả
nghiên cứu;
- Phương pháp so sánh phân tích và tổng hợp các thông tin trong nước và
quốc tế thu thập được liên quan đến đối tượng nghiên cứu nhằm đề xuất dây chuyền
xử lý nước thải chăn nuôi.
* Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.
- Ý nghĩa khoa học: Đưa ra các giải pháp để xử lý nước thải chăn nuôi đáp
ứng các yêu cầu theo tiêu chuẩn, quy chuẩn bảo vê môi trường hiện hành;
- Ý nghĩa thực tiễn: Cải thiện điều kiện vệ sinh môi trường trong quản lý và
xử lý nước thải cho trại chăn nuôi heo Du Sinh.


3

* Các thuật ngữ, khái niệm, từ ngữ viết tắt liên quan đến luận văn
Ký hiệu

Tiếng Anh

Tiếng Việt

ADP:


Bộ

Bộ nông nghiệp và phát triển nông

NN&PTNT

thôn Việt Nam

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TCTK

Tổng cục thống kê

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

VFA

Volatile Faty acid

Axit béo dễ bay hơi

VSV

Vi sinh vật


a) Trại chăn nuôi Du Sinh tại thành phố Đà Lạt tỉnh Lâm Đồng có dây
chuyền xử lý nước thải chăn nuôi hiện đã xuống cấp và 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 chỉ tiêu như TSS vượt gấp đôi quy chuẩn cho phép, COD
vượt 4,5 lần, BOD520 vượt 6 lần, tổng N vượt 1,5 lần; tổng P vượt 1,5 lần, tổng
coliform vượt 5 lần. Chính vì vậy trang trại cần xây dựng mới
b) Hiện nay nước thải chăn nuôi với thành phần chất hữu cơ và dinh dưỡng
cao cùng với đặc thù là ở dạng lỏng hoặc bán lỏng thường xử lý bằng phương pháp
sinh học để đáp ứng các yêu cầu của Nhà nước.
c) Với đặc điểm nước thải chăn nuôi heo trước khi xử lý là 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 của Trại chăn nuôi Du Sinh
được đề xuất công nghệ xử lý chủ đạo là xử lý bằng bể biogas kết hợp bãi lọc ngập,
hồ sinh học nhằm đáp ứng chất lượng môi trường sản xuất được an toàn và bền
vững trong tương lai, cụ thể sau xử lý, các giá trị nồng độ đạt được là 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 cơ sở, các cấp có thẩm quyền của tỉnh Lâm Đồng sớm
quan tâm và ứng dụng dây chuyền công nghệ xử lý nước thải được đề xuất trong
luận văn vào thực tế để giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường của trại chăn nuôi heo
Du Sinh nói riêng và các trại chăn nuôi heo trong khu vực tỉnh Lâm Đồng nói
chung.


TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng Việt
1. Bùi Xuân An (2007), Nguy cơ tác động đến môi trường và hiện trạng
quản lý chất thải trong chăn nuôi vùng Đông Nam Bộ, Đại học Nông Lâm T.P Hồ
Chí Minh; tr 1.

14. Thủ tướng Chính phủ (16/1/2008), Quyết định số 10/2008/QĐ-TTg về
việc phê duyệt chiến lược phát triển chăn nuôi đến năm 2020, Hà Nội; tr 5.
15. Trung tâm nghiên cứu liên ngành PTNT và Khoa Nông học (Học viện
nông nghiệp Việt Nam), Nhóm sinh viên tham gia nghiên cứu (Khoa chăn nuôi và
NTTS) (2015), Hiệu quả sử dụng chế phẩm IM trong xử lý chất thải rắn và lỏng ở
trang trại chăn nuôi lợn, Tạp chí Khoa học kỹ thuật chăn nuôi số 10; tr 52.
16. Viện kinh tế Nông nghiệp (8/2005), Báo cáo tổng quan các nghiên cứu
về ngành chăn nuôi Việt Nam, Hà Nội;
17. Viện ứng dụng công nghệ (3/2005), Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng
tháp UASB và máng thực vật thủy sinh, Tạp chí sinh học, Hà Nội; tr 54-55.
Tài liệu tiếng nước ngoài
18. Antoine Pouilieute, Bùi Bá Bổng, Cao Đức Phát (2010), Báo cáo chăn
nuôi Việt Nam và triển vọng 2010, Ấn phẩm của tổ chức PRISE của Pháp; tr 1.
Tài liệu Internet
19. tr 4-5;
20. tr 37-39.
21. tr 55-58.
22. />C90AsskTEUmhiCkWxG9JglF-AqKByet2ZWQ4o-On1XN_0sx563UEOihQ9ULb4YjIAhOZ2CerkHILqQVnUM7_NyQhyEL3KCPTtxBNkJCjXaQNDhNPx3h
J57cs8e7mMmkWgSjKuOvEafS4YlR9rp0dZVv7oSw1aOpXDRmisc7WbAlmvmS
hbvVUyYAdBPMu2c4_vgwDxlZ7X4Pui3Q!/; tr 7-8.


23. tr 10.


PHỤ LỤC
Tính toán sơ bộ thể tích các công trình trong dây chuyền xử lý nước thải trại
chăn nuôi heo Du Sinh: [9, 10, 11, 12, 13]
1. Bể chứa: tham khảo các dây chuyền trong thực tế với chức năng đưa nước
vào hầm biogas. Chọn các kích thước như sau:

- Tiến hành trồng cây sậy vào bãi lọc. Chọn loại cây sậy già để trồng vì cây
già thì có khả năng sống và chống chịu với môi trường cao hơn cây non. Sau đó ta
chặt đi phần ngọn và phần thân, để lại phần gốc và rễ dài khoảng 20 – 30 cm. Tiếp
theo ta tiến hành trồng cây sậy. Sậy được trồng theo khóm, mỗi khóm khoảng 1 – 2
cây. Cây được trồng sâu xuống dưới lớp đất. Mật độ trồng cây là khoảng 30 khóm /
m2. Trong thời kỳ đầu mới trồng, sậy trồng trong bể được nuôi sống bằng nguồn
dinh dưỡng có trong nước ao tự nhiên được đưa vào bể 1 vì lúc này cây sậy chưa
phát triển nên nếu dùng nước thải tưới cho cây sẽ gây sốc. Sau 7 – 15 ngày bộ rễ
của cây bắt đầu phát triển. Rễ của cây bắt đầu mọc sau 7 ngày, từ ngày thứ 7 trở đi
sậy được nuôi bằng nguồn dinh dưỡng có trong nước thải đưa vào bể 1. Các chồi
cây bắt đầu nảy lên và phát triển thành chồi non sau 10 – 15 ngày. Sau 15 ngày trở
đi cây sậy đâm chồi, đẻ nhánh và phát triển nhanh chóng trong bể xử lý.
- Tính toán bãi lọc trồng cây:
+ Hằng số theo nhiệt độ:
KT = K20 × (1,06)(T-20)
Trong đó:

Hằng số K20 = 1.1(d-1)
Nhiệt độ của dòng nước thải 25oC
KT = K20 × (1,06)(T-20) = 1,1 × (1,06)(25-20) = 1,47

+ Diện tích bãi lọc trồng cây:
As =
Trong đó:

nồng độ BOD5 trong nước thải đầu vào: Co = 366mg/l
Nồng độ BOD5 trong nước thải đầu ra: Ce = 50
Lưu lượng nước thải: Q = 35m3/ngày
Hằng số nhiệt độ Kt = 1,47
Độ sâu thiết kế ƴ = 1m

=1x

= 1,5 m

+ Chiều dài bãi lọc trồng cây:
L = As/W
Trong đó:

diện tích bãi lọc trồng cây As = 160 (m2)
Chiều rộng bãi lọc trồng cây W = 1,5 m

L = As/W = 106 m
Nhận xét:
Thông số kích thước bãi lọc trồng cây là BxLxH = 1,5x106x1. Chiều dài bãi
lọc trồng cây khá dài, tôi đề xuất xây dựng bãi lọc trồng cây thành 6 đơn nguyên để
giảm chiều dài của bãi. Vậy kích thước xây dựng của bãi lọc trồng cây sẽ là BxLxH
= 10x16x1(m).
Nước thải sau khi qua bãi lọc trồng cây, nồng độ TSS giảm 67%, nồng độ
COD giảm 74,8%, BOD giảm 78,9%; tổng N giảm 50% và P giảm 49,1%, vi
khuẩn giảm 99,9%;
Nồng độ ô nhiễm trong nước thải sau bãi lọc trồng cây được thể hiện trong bảng
PL1


Bảng PL1 Nồng độ ô nhiễm trong nước thải sau bãi lọc trồng cây
STT

Chất ô nhiễm

Đơn vị


mg/L

290

5

Tổng nitơ (N)

mg/L

200

6

Tổng photpho (P)

mg/L

24

7

Coliform

MNP/100ml

4

5. Ao sinh học: [11]


Trong đó:
K1 = f(toC) = 0,3 x (1,05)(t-20) (4)
Kết quả nghiên cứu của Mara (1975), Marais G.V.R (1966) ở Nam Phi đã đề
xuất, để duy trì sự trội của điều kiện hiếu khí trong hồ, Sτ cần nằm trong khoảng 50
– 70mg/l đối với các hồ có độ sâu từ 1 đến 1,5m.
Đặt biểu thức (4) vào (3) và chọn Sτ = 50mg/l (cột B, giá trị C, QCVN 402011/BTNMT), nhiệt độ trung bình của Đà Lạt là 20oC, ta có:
F=
Trong đó:
Sv = 80 mg/l (nồng độ BOD sau bãi lọc trồng cây)
Q = 35m3/ngày
H = 1,5 m
F=

= 37 m2

Lấy F = 37m2, vậy thể tích của ao sinh học bằng B x L x H = 4 × 9,5 × 1,5.