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”.

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


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


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


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


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

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

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

- 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

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


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


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

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


10
thường sẽ có một trạm biogas. Chính phủ Thụy Điển đã đề ra các chính sách thuế để
đảm bảo giá biogas rẻ hơn 30% so với xăng [21].

Hình 1.3. Hầm biogas nắp cố định
c) Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng bèo lục bình
Cây bèo lục bình (bèo Nhật Bản) có nguồn gốc từ Nam Mỹ (Venezuala) và đã
lan rộng ra hơn 50 nước trên thế giới, sinh trưởng và phát triển nhanh, khỏe và nổi
trên mặt nước. Quy trình xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng bèo Nhật Bản như sau:
Nước thải từ các chuồng gia súc trước tiên cho chảy vào bể lắng, để chất thải rắn
lắng xuống đáy. Sau vài ngày cho nước thải trong chảy vào bể mở có bèo lục bình.
Mặt nước trong bể được cây che phủ. Bèo lục bình phù hợp với thời tiết ấm. Kích
cỡ của bể tuỳ thuộc vào lượng nước thải cần được xử lý. Trong một thí nghiệm xử
lý nước thải bằng bèo lục bình được thực hiện bởi Nofal Abdel Gabbar Al-Masry
(khoa kỹ thuật - Trường đại học Baghdad) cho kết quả như sau: hiệu quả loại bỏ
amoni từ (81-84%), nitrat (75-87%) và phosphate (71-77%); tỷ lệ loại bỏ BOD và
trầm tích là 60-80% và 73-79% [26].
d) Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng cây sậy
Hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi bằng sậy (hệ thống Reed bed) dựa trên
nguyên tắc sinh học. Nước thải được dẫn cho chảy vào hệ thống Reed bed. Tại đây,

hạt có kích thước nhỏ, khó lắng, khó tách ra bằng các phương pháp cơ học thông
thường. Để tách chúng người ta thường sử dụng phương pháp keo tụ - tạo bông.
Các chất keo tụ thường được sử dụng là phèn nhôm, phèn sắt, chất trợ keo tụ (PAC,
PAM), polymer hữu cơ... Phương pháp này có thể loại bỏ hầu hết các chất bẩn trong
nước thải chăn nuôi. Tuy nhiên chi phí xây dựng và vận hành cao nên không hiệu
quả về mặt kinh tế, thường chỉ áp dụng đối với khu vực có quy mô chăn nuôi nhỏ
và yêu cầu chất lượng nước thải ra nguồn cao.
c) Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng phương pháp sinh học
 Các công trình xử lý nước thải sinh học hiếu khí:
• Bể lọc sinh học

Hình 1.6. Bể lọc sinh học


13
Hệ thống lọc sinh học là một bể hình trụ gồm phần chứa các vật liệu lọc là
chất rắn (như sỏi, cát, vòng sứ, gốm, đá granit…). Nước thải được phun từ bên trên
và chảy nhỏ giọt qua bể hay tháp lọc chứa vật liệu lọc trên đó có các VSV bám vào.
Quá trình phân hủy chất thải xảy ra khi nước thải chảy qua lớp lọc [10].
• Sử dụng các loại hồ sinh học
Hồ sinh học là các hồ có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo, còn được gọi là hồ
oxy hóa hay hồ ổn định nước thải... Trong hồ sinh học diễn ra các quá trình oxy hóa
sinh hóa các chất hữu cơ nhờ các loại vi khuẩn, tảo và các thủy sinh vật khác. Tùy
theo bản chất quá trình xử lý nước thải và điều kiện cung cấp oxy cho nó người ta
chia hồ sinh học thành các loại [10]: hồ sinh học kỵ khí; hồ sinh học kỵ hiếu khí và
hồ sinh học hiếu khí.
• Sử dụng bãi lọc trồng cây hay bãi lọc ngập nước - Wetlands
Các hệ thống xử lý nước thải trên đất bão hòa nước, có thực vật sinh sống và các
chất thải được loại trừ bởi tổ hợp các quá trình vật lý, hóa học, sinh học. Có thể
phân biệt 2 loại: bãi lọc ngập nước tự nhiên (Natural wetlands) và bãi lọc ngập nước

• Bể biogas dạng bể nhiều ngăn nắp kín
Nguyên lý hoạt động của bể dựa trên nguyên tắc phân hủy dạng bể phốt. Nước
thải được dẫn vào ngăn đầu tiên của bể có tác dụng như là một bể điều hòa nồng độ
và lắng các cặn vô cơ. Tại đây bắt đầu xảy ra quá trình lên men yếm khí. Hỗn hợp
bùn và phân tiếp tục chảy sang các ngăn tiếp theo để thực hiện quá trình phân hủy,
cặn không có khả năng phân hủy được lắng dần xuống đáy các ngăn. Phần khí liên
tục được sinh ra từ các ngăn được thu gom qua ống dẫn từ nắp bể.