1

Tên nhiệm vụ: Nghiên cứu công nghệ thu hồi nitơ và phôt pho trong nước thải trang trại chăn nuôi lợn bằng kỹ thuật tạo hạt struvite tầng sôi để sản xuất phân hữu cơ.

2

3

4

Mã số nhiệm vụ (nếu có): CT05/03-2023-3

5

Tên tổ chức chủ trì: Viện Tài nguyên và Môi trường

6

Cơ quan chủ quản: Đại học Quốc gia Hà Nội

7

Chủ nhiệm nhiệm vụ: TS Lê Văn Giang

8

Danh sách cá nhân tham gia nhiệm vụ: ThS. Nguyễn Đăng Thắng ThS. Phạm Việt Hùng TS. Vũ Văn Tâm TS. Võ Thanh Sơn PGS. TS. Lưu Thế Anh CN. Hoàng Thị Kim Yến ThS Ngô Ngọc Dũng ThS Vũ Xuân Tùng ThS Lê Trọng Toán ThS. Nguyễn Gia Cường CN. Nguyễn Minh Cường CN. Nguyễn Thị Xuân Hồng CN. Nguyễn Ái Quỳnh CN. Lê Hồng Hải ThS. Đặng Thị Hương Giang ThS. Đỗ Nhật Huỳnh ThS Phạm Thị Thùy CN Nghiêm Hoàng Anh

9

Mục tiêu nghiên cứu:

- Đánh giá được thực trạng chất thải của các trang trại chăn nuôi lợn và tiềm năng thu hồi nitơ và phốt pho làm nguyên liệu sản xuất phân bón trên địa bàn TP. Hà Nội.

- Xây dựng được quy trình công nghệ thu hồi nitơ và phốt pho trong nước thải của các trang trại chăn nuôi lợn trên địa bàn TP. Hà Nội.

10

Tóm tắt nội dung nghiên cứu chính:

Nội dung 1: Tổng quan về các lĩnh vực có liên quan

Nội dung 2: Nghiên cứu quy trình công nghệ tạo hạt struvite quy mô 0,5m³/ ngày đêm tại phòng thí nghiệm.

Nội dung 3: Nghiên cứu điều kiện vận hàng ảnh hưởng đến chất lượng hạt struvite.

Nội dung 4: Nghiên cứu hoàn thiện quy trình công nghệ tạo hạt struvite tầng sôi quy mô pilot 5m³/ngày đêm.

Nội dung 5: Nghiên cứu lắp đặt và vận hành mô hình thực nghiệm thu hồi struvite tại trại chăn nuôi lợn trên địa bàn Hà Nội.

11

Lĩnh vực nghiên cứu: Kỹ thuật môi trường và địa chất, địa kỹ thuật

12

Mục tiêu kinh tế xã hội của nhiệm vụ:

- Về kinh tế: Mô hình công nghệ FBHG xử lý nước thải chăn nuôi lợn góp phần mang lại lợi ích kinh tế thông qua tính ưu việt trong quá trình vận hành hệ thống và chất lượng xử lý và thu hồi N, P cao. Do vậy, công nghệ này được đánh giá có ưu thể cạnh tranh hấp dẫn về chi phí đầu tư và chi phí vận hành so với công nghệ nhập khẩu.

- Về xã hội: Việc áp dụng mô hình công nghệ FBHG góp phần quan trọng vào việc xử lý nước thải chăn nuôi lợn theo hướng thu hồi năng lượng (các chấ dinh dưỡng N,P), sẽ giúp cho người chăn nuôi lợn giải quyết được vấn đề bức xúc về ô nhiễm môi trường do chất thải và nước thải gây ra. Từ đó, góp phần tạo tâm lý yên tâm cho người chăn nuôi cũng như người dân sống xung quanh đối với hoạt động chăn nuôi. Bên cạnh đó, với lợi thế về giá cả và năng lực tự chủ hoàn toàn về thiết bị và công nghệ, sản phẩm của đề tài là một giải pháp hữu hiệu để có thể triển khai đầu tư xây dựng.

đại trà, góp phần giải quyết tổng thể và toàn diện vấn đề nước thải chăn nuôi hiện nay ở nước ta.

- Bên cạnh đó, với lợi thế về giá cả và năng lực tự chủ hoàn toàn v, các trang trại có thể xử lý và thu hồi nitơ và phốt pho làm phân bón vô cơ bằng việc áp dụng mô hình công nghệ xử lý tiên tiến xử lý nước thải chăn nuôi lợn. Nhờ vậy, sản phẩm của đề tài góp phần nâng cao chất lượng nguồn nước, tạo giá trị nâng cao biến chất thải thành tài nguyên tại địa phương. Bên cạnh đó, để có thể vận hành hệ thống theo hướng thân thiện với môi trường, qua đó góp phần giảm phát thải khí nhà kính gây ô nhiễm môi trường và bảo vệ tài nguyên thiên nhiên.

13

Phương pháp nghiên cứu:

a) Phương pháp kề thừa và tổng hợp tài liệu: Thu thập tài liệu, dữ liệu, số liệu thống kê về tình hình các trang trại chăn nuôi lợn trên địa bàn TP. Hà Nội; các báo cáo, số liệu về hiện trạng môi trường và hiện trạng ô nhiễm do chất thải của các trang trại chăn nuôi; các công trình nghiên cứu về công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi lợn và công nghệ thu hồi N và P trong nước thải chăn nuôi lợn để phục vụ cho các nội dung nghiên cứu của đề tài. Đây là các tư liệu thứ cấp quan trong cho việc phân tích, tổng hợp các kết quả nghiên cứu có liên quan đến các nội dung nghiên cứu của đề tài. Cụ thể:

b) Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: được sử dụng trong nghiên cứu tổng quan, cơ sở khoa học của việc tổng hợp các công nghệ xử lý, cơ chế tạo hạt struvite và ưu-nhược điểm của phương pháp FBHG.

c) Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa: được áp dụng để khảo sát, phân tích, đánh giá hiện trạng phát sinh nước thải tại các trang trại chăn nuôi lợn trên địa bàn

TP. Hà Nội. Thu thập thông tin, dữ liệu bằng cách lấy mẫu nước thải từ các trang trại chăn nuôi lợn được lựa chọn. Khảo sát hiện trạng các công trình xử lý nước thải, hiện trạng môi trường nước xung quanh các trang trại; khối lượng chất thải và nước thải phát sinh tại các địa phương được lựa chọn. Trên cơ sở khảo sát thực tế, tiến hành xác định các địa điểm và các trang trại thu mẫu nước thải và lựa chọn trang trại phù hợp để triển khai modul thu hồi nitơ và phốt pho từ nước thải.

d) Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu: Việc lấy và bảo quản mẫu nước thải trên hiện trường tuân thủ các quy định hiện hành của các Tiêu chuẩn/Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia hiện hành.

e) Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm: Các mẫu nước thải từ các trang trại chăn nuôi lợn và nước thải đầu vào, đầu ra của FBHG được phân tích tại Phòng Thí nghiệm và Phân tích môi trường của Viện Tài nguyên và Môi trường, Trung tâmQuan trắc Môi trường miền Bắc của Bộ TN&MT. Các phòng thí nghiệm này đảm bảo đầy đủ các trang thiết bị, máy móc hiện đại và được cấp Giấy chứng nhận VILAS 17025:2017 và VIMCERT. Tất cả mẫu khi lấy về đến phòng phân tích sẽ được xử lý và phân tích ngay, tuân theo các phương pháp phân tích từng chỉ tiêu theo các TCVNh hay tandard methods.

f) Phương pháp chuyên gia: được áp dụng để tham khảo ý kiến các nhà quản lý của các Bộ, ngành có liên quan; các chuyên gia nghiên cứu trong việc đề xuất cơ chế quản lý phù hợp cho các hoạt động thu gom, phân loại, lưu trữ và xử lý nước thải chăn nuôi lợn ở Việt Nam.. Hình thức tham vấn dưới dạng hội thảo khoa học hoặc trao đổi trực tiếp.

g) Phương pháp so sánh: được áp dụng để phân tích, so sánh các yếu tố kỹ thuật và kinh tế của các quy trình công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi; từ đó đề xuất quy trình công nghệ mới phù hợp với mục tiêu nghiên cứu của đề tài.

g) Phương pháp thiết kế và vận hành tại phòng thí nghiệm:

Sau khi nghiền cứu hoàn thiện quy trình công nghệ tạo hạt struvite để thu hồi N và P, tiến hành thiết kế hoàn thiện các mô hình công nghệ FBHG phù hợp với đặc trưng nguồn nước thải và điều kiện thực tế của trang trại chăn nuôi lợn tại các địa điểm khảo sát. Trước khi triển khai thực tế, tiến hành chạy thử mô hình FBHG tại phòng thí nghiệm với công suất 0,5 m'/ngày đêm, với nguồn nước đầu vào có tính chất tương tự nguồn nước thải chăn nuôi lợn tại nơi khảo sát.

d) Phương pháp vận hành thực nghiệm tại trang trại chăn nuôi lợn: Sau khi vận hành thành công hệ thống FBHG trong điều kiện phòng thí nghiệm, đề tài sẽ tiến hành lắp đặt và vận hành tại trang trại với công suất 5 mỉ/ngày đêm, dự kiến tại trang trại của hộ gia đình ông Phạm Quý Phương, thôn Yên Mỹ, xã Dương Quang, huyện Gia Lâm, Hà Nội (Hình 13). Việc vận hành hệ thống FBHG trong điều kiện thực tế, các

Thành viên của đề tài sẽ phối hợp trực tiếp với chủ trang trại địa phương và dơn vị phối hợp là Trung tâm Quan trắc Môi trường miền Bắc để vận hành, theo dõi và đánh giá hiệu quả. Trong quá trình vận hành thực tế, kết hợp tập huấn, đào tạo kỹ thuật quản lý và vận hành hệ thống cho các hộ dân, chủ trang trại.

h) Phương pháp xử lý số liệu: Các số liệu thu thập và thí nghiệm được phân tích và xử lý bằng các phần mềm chuyên dụng như: Phần mềm bản quyền Originlab

Originpro 8.6 Portable cho phân tích dữ liệu và vẽ đồ thị. Ngoài ra, kết hợp sử dụng

MDI Jade 6.5 để phân tích kết quả XRD.

14

Sản phẩm khoa học và công nghệ dự kiến:

Dạng I: Mẫu (model, maket); Sản phẩm (là hàng hoá, có thể được tiêu thụ trên thị trường); Vật liệu, Thiết bị, máy móc; Dây chuyền công nghệ; Giống cây trồng; Giống vật nuôi và các loại khác,

Hệ thiết bị tạo hạt struvite tầng sôi thu photpho trong nước thải chăn nuôi lợn

Hạt struvite  chứa nitơ và photpho

Bản vẽ thiết kế chế tạo và lắp đặt hệ FBR quy mô 5m³/ trên ngày đêm.

Dạng II: Nguyên lý ứng dụng; Phương pháp; Tiêu chuẩn; Quy phạm; Phần mềm máy tính; Bản vẽ thiết kế; Quy trình công nghệ; Sơ đồ, bản đồ; Số liệu, cơ sở dữ liệu; Báo cáo phân tích; Tài liệu dự báo

Báo cáo đánh giá thực trạng ô nhiễm nitơ và phốt pho trong nước thải của các trang trại chăn nuôi lợn trên địa bàn thành phố Hà Nội.

Quy trình công nghệ tạo hạt struvite tầng sôi dạng mô hình thu hồi nitơ và phốt pho trong nước thải trang trại chăn nuôi lợn.

Báo cáo đánh giá hiệu quả kinh tế kĩ thuật của mô hình tạo hạt struvite tầng sôi để thu hồi nitơ và phốt pho trong nước thải chăn nuôi lợn.

Báo cáo tổng hợp kết quả thực hiện

Báo cáo tóm tắt đề tài

Các báo cáo nội dung công việc

Hỗ trợ đào tạo nghiên cứu sinh

Hồ sơ hội thảo

Phụ lục

Dạng III: Bài báo; sách chuyên khảo và các sản phẩm khác

01 bài báo quốc tế.

01 bài báo trong nước.

15

Địa chỉ và quy mô ứng dụng dự kiến: Dạng I: Mẫu (model, maket); Sản phẩm (là hàng hoá, có thể được tiêu thụ trên thị trường); Vật liệu, Thiết bị, máy móc; Dây chuyền công nghệ; Giống cây trồng; Giống vật nuôi và các loại khác, Hệ thiết bị tạo hạt struvite tầng sôi thu photpho trong nước thải chăn nuôi lợn Hạt struvite chứa nitơ và photpho Bản vẽ thiết kế chế tạo và lắp đặt hệ FBR quy mô 5m³/ trên ngày đêm. Dạng II: Nguyên lý ứng dụng; Phương pháp; Tiêu chuẩn; Quy phạm; Phần mềm máy tính; Bản vẽ thiết kế; Quy trình công nghệ; Sơ đồ, bản đồ; Số liệu, cơ sở dữ liệu; Báo cáo phân tích; Tài liệu dự báo Báo cáo đánh giá thực trạng ô nhiễm nitơ và phốt pho trong nước thải của các trang trại chăn nuôi lợn trên địa bàn thành phố Hà Nội. Quy trình công nghệ tạo hạt struvite tầng sôi dạng mô hình thu hồi nitơ và phốt pho trong nước thải trang trại chăn nuôi lợn. Báo cáo đánh giá hiệu quả kinh tế kĩ thuật của mô hình tạo hạt struvite tầng sôi để thu hồi nitơ và phốt pho trong nước thải chăn nuôi lợn. Báo cáo tổng hợp kết quả thực hiện Báo cáo tóm tắt đề tài Các báo cáo nội dung công việc Hỗ trợ đào tạo nghiên cứu sinh Hồ sơ hội thảo Phụ lục Dạng III: Bài báo; sách chuyên khảo và các sản phẩm khác 01 bài báo quốc tế. 01 bài báo trong nước.

16

Thời gian thực hiện: 26 tháng (từ 11/2023 đến 12/2025)

17

Kinh phí được phê duyệt: 2.750 triệu đồng
trong đó:

18

Quyết định phê duyệt: số ngày 01 tháng Tháng 1 năm 1970

19

Hợp đồng thực hiện: số ngày 01 tháng Tháng 1 năm 1970