Sử dụng bèo tấm (Lemna Minor) trong phát triển bền vững mô hình vườn - ao - chuồng - biogas vùng Đồng bằng sông Cửu Long

Bèo tấm (Lemna minor) được sử dụng như một yếu tố sinh học trong việc xử lý nước thải đầu ra hệ thống biogas và sinh khối làm nguyên liệu nạp thay thế phân heo nhằm phát triển bền vững mô hình vườn - ao - chuồng - biogas (VACB) tại nông hộ.

Ô nhiễm môi trường chăn nuôi ngày càng nghiêm trọng

Chăn nuôi heo ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) luôn gắn liền với hệ thống nông nghiệp, vốn có từ lâu đời của người dân nơi đây. Tuy nhiên, ô nhiễm môi trường chăn nuôi tại các vùng nông thôn ngày càng trở nên nghiêm trọng, mặc dù có áp dụng các biện pháp xử lý môi trường. Khoảng 80% lượng chất thải chăn nuôi đã thải ra môi trường. Trong đó, biện pháp ủ biogas được ứng dụng để xử lý chất thải chăn nuôi tại ĐBSCL, nhưng nước thải đầu ra hệ thống biogas vẫn còn nhiều dưỡng chất vượt ngưỡng quy định.

Hệ thống biogas được áp dụng để xử lý chất thải chăn nuôi heo trong mô hình VACB tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long, nhưng nước thải đầu ra vẫn còn dư thừa nhiều dưỡng chất và hệ thống biogas chưa hoạt động bền vững trong trường hợp nguyên liệu nạp không đủ.

Bèo tấm (Lemna minor) đã được nghiên cứu để loại bỏ các chất gây ô nhiễm từ nước thải sinh hoạt, chăn nuôi tập trung hoặc từ sản xuất thâm canh cây trồng và phát triển ở những khu vực nước có mức độ ô nhiễm các dưỡng chất như N, P, K tương đối cao. Bèo tấm thích nghi với điều kiện khí hậu và môi trường khác nhau (nhiệt đới và ôn đới; nước ngọt và nước lợ).

Thí nghiệm thực tế sử dụng bèo tấm xử lý nước thải chăn nuôi

Bèo tấm được sử dụng xử lý nước thải ở Bắc Mỹ, khu vực Trung Đông, Ai Cập và Pakistan. Tại Ấn Độ đã nghiên cứu đánh giá tính hiệu quả kinh tế trong việc xử lý nước thải dựa trên bèo tấm. Tại Việt Nam, bèo tấm đã được nghiên cứu ứng dụng trong các hệ thống canh tác tổng hợp để sử dụng bền vững các nguồn tài nguyên thiên nhiên tái tạo. Đơn cử, Đại học Nông Lâm TP.HCM đã nghiên cứu tiềm năng sinh khối bèo tấm để chăn nuôi động vật. Sinh khối bèo tấm còn được nghiên cứu sử dụng làm nguyên liệu để ủ biogas. 

Bèo tấm đã được thí nghiệm xử lý nước thải biogas

Bèo tấm đã được nghiên cứu để xử lý nước thải đầu ra hệ thống biogas được thu ở nông hộ tại ấp Mỹ Phụng, xã Mỹ Khánh, huyện Phong Điền, TP Cần Thơ. Bèo tấm cũng được thu tại địa chỉ như trên được rửa sạch, lựa bỏ tạp chất (lá cây, rác, ốc bám vào…), để ráo nước và xới trộn để xử lý nước thải đầu ra hệ thống biogas nhằm giảm nồng độ chất ô nhiễm - giúp vệ sinh môi trường chăn nuôi và tái sử dụng nước để dội chuồng.

Bên cạnh đó, bèo tấm được phối trộn với phân heo làm nguyên liệu nạp cho hệ thống biogas - nhằm thay thế phân heo trong trường hợp số lượng heo nuôi bị biến động. Bèo tấm vừa là tác nhân sinh học hấp thụ dưỡng chất dư thừa trong nước thải biogas vừa là nguyên liệu nạp cho hệ thống biogas trong việc phát triển bền vững mô hình VACB tại nông hộ ở ĐBSCL. Bèo tấm có khả năng xử lý một số chỉ tiêu ô nhiễm trong nước thải như SS, N-NH4+, TKN, TP.

Ủ phối trộn bèo tấm với phân heo

Phân heo được thu gom tại nông hộ ở phường Thới An Đông, quận Bình Thuỷ, Thành phố Cần Thơ. Số lượng đàn heo 14 con, mỗi con khoảng 30kg. Bèo tấm được thu gom cùng địa chỉ như thí nghiệm xử lý nước thải. Các nguyên liệu được trộn đều trước. Kết quả thí nghiệm được bố trí tại Nhà Thí nghiệm Xử lý chất thải rắn, Khoa Môi trường và Tài nguyên Thiên nhiên, Đại học Cần Thơ.

Kết quả thực địa cho thấy, sinh khối bèo Tấm có thể thay thế được từ 25- 50% khối lượng nguyên liệu phân heo trong mẻ ủ.

Bèo tấm được xem như tác nhân sinh học vì vừa hấp thụ dưỡng chất dư thừa trong nước thải vừa là nguyên liệu nạp cho hệ thống biogas góp phần phát triển bền vững mô hình VACB tại nông hộ.

Từ đó, có thể tái sử dụng nước sau khi xử lý để dội lại chuồng heo nhằm quản lý khép kín nguồn nước hoặc có thể sử dụng sinh khối bèo tấm làm thức ăn cho heo vì sinh khối thu được khá lớn với thời gian nhân đôi nhanh.

Bèo tấm xử lý nước thải sinh hoạt phân tán ở nông thôn

Nước thải sinh hoạt được thải ra từ các hoạt động sinh hoạt của con người như ăn uống, tắm giặt, vệ sinh cá nhân. Hiện nay, tại nông thôn, nhiều ao, hồ, tầng nước mặt không thể dùng trực tiếp cho sinh hoạt tắm rửa hoặc giặt giũ. Tỷ lệ nước thải sinh hoạt thải trực tiếp ra các sông, hồ, hay kênh rạch dẫn ra sông khá cao, chiếm đến trên 30%.

Thí nghiệm thực tế sử dụng bèo tấm xử lý nước thải sinh hoạt phân tán ở nông thôn

Đặc trưng của nước thải sinh hoạt có chứa nhiều chất dinh dưỡng, hàm lượng chất rắn lơ lửng, BOD5, các hợp chất hữu cơ chứa nitơ, mật độ lớn Coliforms, dầu mỡ và các chất hoạt động bề mặt. Tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long lượng nước thải sinh hoạt phát sinh trên toàn vùng tương đối lớn, toàn bộ không được xử lý, xả thẳng vào các nguồn nước mặt. Bèo tấm đã được ứng dụng để xử lý nước thải ở Bắc Mỹ.

Thí nghiệm bèo tấm xử lý nước thải sinh hoạt phân tán ở nông thôn được thực hiện tại nông hộ ở ấp Phước Hoà, xã Đông Phước A, huyện Châu Thành, tỉnh Hậu Giang. Nước thải sinh hoạt của nông hộ từ nhà vệ sinh và nhà bếp được thải chung vào ao cố định chứa sau nhà. Đây là ao chứa nước thải cộng dồn theo ngày và được dẫn ra kênh rạch xung quanh mà không bị ảnh hưởng bởi thủy triều.

Kết quả cho thấy bèo tấm sinh trưởng trong nước thải sinh hoạt từ 7 - 16 ngày phụ thuộc vào nồng độ nitơ. Nồng độ nitơ càng lớn thì năng suất sinh khối bèo tấm thu được càng nhiều trên một đơn vị diện tích. Tỷ lệ pha loãng được chấp nhận đến 100% (không pha loãng), tuy nhiên, cần lưu ý đến khả năng sinh trưởng của bèo tấm bị ảnh hưởng bởi ammonia khi duy trì nồng độ nitơ cao.

Thời gian nhân đôi của bèo tấm khi nuôi bằng nước thải sinh hoạt từ 4-5 ngày, chậm hơn so với nuôi bằng nước thải biogas.

Hiệu suất xử lý các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt đạt giá trị cho phép xả thải ra môi trường.  Điều này có thể tái sử dụng lại nước sau xử lý cho các mục đích tưới tiêu các cây trồng của các nông hộ ở nông thôn.

Bèo tấm là một cơ sở để lựa chọn phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt phân tán ở nông thôn. Bởi vì, bèo tấm là nhân tố sinh học hấp thu chất ô nhiễm từ nước thải sinh hoạt tạo ra sinh khối và nước sau xử lý có thể cung cấp cho các mục đích tưới tiêu. Ngoài ra, sinh khối bèo tấm thu được có thể tận dụng làm nguồn thức ăn cho các gia súc, gia cầm ở nông thôn, góp phần bảo vệ môi trường và sinh kế bền vững ở nông thôn.