Một số trang trại đã đảm bảo được vệ sinh môi trường, nhưng một số khác do đặc thù chăn nuôi tập trung quá lớn nên đầu tư chưa đủ để xây dựng hệ thống xử lý chất thải.. Trước vấn đề trên
Trang 1ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐỂ XỬ LÝ
CHẤT THẢI CHĂN NUÔI TẠI HTX CHĂN NUÔI DỊCH VỤ CỔ
ĐÔNG-THÀNH PHỐ SƠN TÂY
Đỗ Thị Hậu, guyễn Thị Yến, Lê Văn Tri
SUMMARY
Bio treatment of pig manure to reduce pollution
in Co Dong co-operative-Son Tay city
In the five years returnned to here, there has been a considerable increase in pig production in Co Dong breeding co-operative At present, the number of pig has reached nearly 100,000 The growth of this industry has caused a surplus of manure As a result, there is a greater problem of water, air and soil pollution So Biotech jsc was treated manure with bio-mix production to reduce pollution in the farm
Waste treatment processes with Bio-Mix1 and Bio-Mix2 has gained positive results Air enviroment has improved by reducing 30-50% H 3 and H 2 S in the farm, the bio-chemical index COD, BOD 5 of waste water had obtain vietnamese standared to eliminate outside Fertilizer produced from peat absorbed pig waste has good quality, lowcost Reduce prodution cost around 300.000 vietnamesedong/ton This paper is a part of the reseach results in project “Treatment waste of pig farm in Ha Tay for producing Microbe-organic fertilizer”
Keywords: Bio-mix, waste of pig, H 3 and H 2 S in the farm
I ĐẶT VẤN ĐỀ
Hợp tác xã (HTX) chăn nuôi dịch vụ
Cổ Đông-Thành phố Sơn Tây được thành
lập tháng 5-2006, với hơn 50 thành viên
Đây là HTX có qui mô lớn với tổng đàn
lợn lên đến gần 100.000 con, tổng đàn gà
trên 500.000 con Doanh thu mỗi năm của
HTX hàng chục tỷ đồng (trừ chi phí) Tuy
nhiên, tại HTX chăn nuôi dịch vụ Cổ Đông
vấn đề nan giải hiện nay là ô nhiễm môi
trường do phân thải gây ra Một số trang
trại đã đảm bảo được vệ sinh môi trường,
nhưng một số khác do đặc thù chăn nuôi tập trung quá lớn nên đầu tư chưa đủ để xây dựng hệ thống xử lý chất thải Mỗi tháng, trung bình một trang trại chăn nuôi thải ra hàng trăm tấn thải, ngoài một số ít được xử lý qua biogas còn lại chưa được
xử lý triệt để nên gây ô nhiễm môi trường [4] nhất là môi trường không khí Tại các trang trại chăn nuôi hàm lượng các chất khí NH3 và H2S dao động từ 1,0-7,1 ppm Đây chính là 2 chất khí gây nên mùi hôi thối trong trang trại [5]
Trang 2Trước vấn đề trên, nhằm hỗ trợ cho
HTX giải quyết được vấn đề ô nhiễm và
nâng cao hiệu quả chăn nuôi, Sở Khoa học
và Công nghệ tỉnh Hà Tây cũ (nay là Sở
KH&CN Hà Nội) đã giao Công ty cổ phần
công nghệ sinh học thực hiện Đề tài “Xử lý
môi trường phân thải của các trang trại
chăn nuôi tại Hà Tây để sản xuất phân bón
vi sinh”
II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
1 Vật liệu nghiên cứu
- Chế phNm BioMix-1 và BioMix-2
Hai loại chế phNm trên đã được Cục Sở
hữu trí tuệ-Bộ Khoa học và Công nghệ cấp
bằng độc quyền sáng chế “Chế phPm
hương liệu men sinh học tổng hợp” số 7913
theo Quyết định số 17441/QĐ-SHTT ngày
14.08.2009 và đã đăng ký chất lượng theo
tiêu chuNn TCCS 02:2007/BIO và TCCS
03:2007/BIO
2 Phương pháp nghiên cứu
* Bố trí thí nghiệm:
Bố trí 3 thí nghiệm xử lý chất thải trên
các đống ủ và trong các bể chứa có thể tích
chất thải là 8 m vào 3 tháng: tháng 5; tháng
6 và tháng 7 năm 2008
+ Thí nghiệm 1: Xử lý phân thải rắn
bằng chế phNm Bio-Mix 1 với 4 liều lượng 0,1; 0,3; 0,5; 0,7 kg/5 m3 phân thải
+ Thí nghiệm 2: Xử lý phân thải lỏng
bằng chế phNm Bio-Mix 2 với 3 liều lượng 0,6; 0,8; 1,0 kg/8 m3 phân thải
+ Thí nghiệm 3: Xử lý phân nước thải
bằng chế phNm Bio-Mix 2 với 4 liều lượng 0,1; 0,2; 0,4; 0,6 kg/8 m3 nước thải
* Phương pháp phân tích:
+ Phân tích hàm lượng chất hữu cơ: 10 TCN 366-2004; N (%); P2O5 (%); K2O (%): TCVN 5815-2001
+ Phân tích vi sinh vật tại Khoa sinh học-Trường ĐHKHTN- Đại học Quốc gia
Hà Nội
+ Phân tích khí và các chỉ tiêu hóa sinh nước thải tại Trung tâm Giáo dục và Phát triển sắc ký-Trường ĐHBK Hà Nội
Trang 3Sơ đồ xử lý các nguồn phân thải chăn nuôi tại HTX chăn nuôi dịch vụ Cổ Đông
III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
1 Phân tích một số chủng vi sinh vật gây
bệnh trong chất thải trước khi xử lý chế
ph5m Bio-Mix
Trước khi đưa chế phNm sinh học
BioMix-1 và BioMix-2 vào xử lý phân
thải, nước thải chăn nuôi lợn, Đề tài đã lấy mẫu phân và nước thải để phân tích một số chỉ tiêu vi sinh vật gây bệnh Kết quả được trình bầy ở bảng 1
Bảng 1 Một số vi sinh vật gây bệnh đường ruột trong phân và nước thải chăn nuôi
Nước thải (CFU/ml) Phân thải (CFU/gam)
Salmonella spp 1,52 × 104 1,71 × 106
Trứng ký sinh trùng 101-102 103-104
Kết quả phân tích cho thấy trước khi
xử lý chế phNm Bio-Mix hàm lượng các vi
sinh vật gây bệnh đều rất cao Khi thải trực
tiếp nguồn nước thải này ra mương máng
sẽ làm ô nhiễm nguồn nước và là nơi có nguy cơ cao gây ra các bệnh tả, lỵ cho con người
Trang 42 Ảnh hưởng của liều lượng Bio-Mix 1
đến mức độ phân giải và hàm lượng các
chất khí thoát ra từ đống ủ phân thải rắn
(qui trình 1) (bảng 2)
Kết quả nghiên cứu của Gerardo
Buelna va Paul lessard, 1997 cho thấy,
97% NH3 và100% H2S trong phân thải đã
được xử lý khi sử dụng hệ thống lọc sinh
học (sử dụng tầng đệm hữu cơ và các vsv
phân giải hữu cơ) để xử lý phân thải lỏng
[5] Ying-Chien Chung et al đã ghi nhận
kết quả sử dụng 2 chủng VSV
Thiobacillus thioparus CH11 xử lý H2S
và itrosomonas europaea xử lý NH3
trong hỗn hợp phân thải và thấy rằng, trên
95% các chất khí trên đã được phân hủy
[6] Kết quả sử dụng chế phNm Bio-Mix
xử lý rác tại bãi rác Soi Nam-Thành phố
Hải Dương cho thấy hàm lượng khí NH3
giảm từ 53,0-60,0%; H2S giảm từ 55,0-67,4% [2] Trong nghiên cứu này kết quả
xử lý chế phNm thu được cũng tương tự như ở Hải Dương
Kết quả phân tích hàm lượng các chất khí thoát ra tại 5 đống ủ trong cả 3 đợt cho thấy: Sau 8, 12 ngày xử lý lượng khí NH3
và H2S trong các đống ủ thí nghiệm thấp hơn đống đối chứng Thời gian ủ càng lâu thì mùi càng giảm, sau 12 ngày ủ chế phNm lượng khí NH3thoát ra giảm 26-30%, H2S giảm 50% đạt TCVN 5938-2005 Ở lượng chế phNm 0,5 lít và 0,7 lít Bio-Mix1/5 m3 phân thải rắn cho hiệu quả xử lý cao Xét về hiệu quả kinh tế cho chi phí mua chế phNm thì với lượng chế phNm Bio-Mix1 là 0,5 lít/5 m3 xử lý là tốt nhất
Bảng 2 Ảnh hưởng của chế phPm Bio-Mix1 đến hàm lượng các chất khí thoát ra từ đống ủ
Chỉ tiêu
3
Đợt 1 tháng 5/2008 Trước khi xử lý 336,5 87,0
Sau khi xử lý (ngày) 3 8 12 15 3 8 12 15
Liều lượng
chế phẩm
(kg/5 m3)
Đ/C 295,0 283,0 259,0 253,5 87,0 83,5 66,0 65,0 0,1 296,5 226,6 207,5 193,4 84,5 68,5 44,0 41,0 0,3 307,5 219,5 207,0 188,2 82,0 62,0 41,5 33,6 0,5 307,5 213,8 194,6 178,5 82,0 58,0 40,0 35,6 0,7 312,0 215,5 191,0 178,6 79,0 59,0 41,0 33,2
Đợt 2 tháng 6/2008 Trước khi xử lý 357,5 95,0
Sau khi xử lý (ngày) 3 8 12 15 3 8 12 15
Liều lượng
chế phẩm
(kg/5 m3)
Đ/C 324,0 296,0 265,0 243,5 91,0 83,0 72,0 56,5 0,1 322,5 216,5 197,0 188,5 88,5 67,0 38,6 36,0 0,3 325,5 212,7 202,0 195,0 84,0 66,5 40,0 35,5
Trang 50,5 329,5 215,5 188,6 181,5 85,0 64,0 35,0 33,0 0,7 343,5 214,6 182,3 181,0 81,5 57,5 32,0 32,0
Đợt 3 tháng 7/2008 Trước khi xử lý 365,0 98,0
Sau khi xử lý (ngày) 3 8 12 15 3 8 12 15
Liều lượng
chế phẩm
(kg/5 m3)
Đ/C 325,0 292,5 274,5 260,5 91,0 81,5 73,5 61,5 0,1 326,5 257,3 198,3 188,5 84,5 67,0 39,5 36,5 0,3 334,5 223,2 186,5 180,0 85,0 63,0 38,7 32,7 0,5 338,0 226,0 180,1 175,5 83,0 66,0 33,2 30,8 0,7 339,0 219,5 180,6 171,0 79,0 58,5 32,0 30,0 TCVN 5938:2005 NH 3 : 200 mg/m3 H 2 S: 42 mg/m3
3 Ảnh hưởng của liều lượng Bio-Mix 2
đến mức độ tách nước trong phân thải
lỏng (qui trình 2) (bảng 3)
Sau 18 giờ xử lý lượng nước trong thu
được cao nhất ở lượng chế phNm 0,6 kg/8 m3
là 4,37 m3 (tương ứng là 54,6%); ở lượng
chế phNm 0,8 kg và 1,0 kg lượng nước
trong thu được tương đương nhau lần lượt
là 4,90 m3 (tương ứng là 61,2%) và 4,97 m3 (tương ứng là 62,2%) Vì vậy trong xử lý hỗn hợp phân thải ở quy mô lớn nên dùng lượng chế phNm 0,8 kg/8 m3 (tương ứng với 2,0 kg cho 20 m3 phân thải lỏng) chế phNm
là tốt nhất đồng thời làm giảm chi phí trong quá trình xử lý
Bảng 3 Ảnh hưởng của liều lượng Bio-Mix2 đến khả năng tách nước trong phân thải lỏng
Lần thử
nghiệm
(lần)
V phân lỏng (m 3 )
Lượng Bio-Mix 2 (kg)
Thời gian kết lắng (giờ)
Lượng nước sạch sau lắng
TN1
Bể 1 8 0,6 6 3,12 39,0 3,22 40,3 3,18 39,8
Bể 2 8 0,6 12 3,75 46,9 3,66 45,8 3,76 47,0
Bể 3 8 0,6 18 4,33 54,0 4,40 55,0 4,38 54,8
TN2
Bể 1 8 0,8 6 3,35 41,9 3,40 42,5 3,43 42,9
Bể 2 8 0,8 12 4,06 50,8 4,17 52,1 4,12 51,5
Bể 3 8 0,8 18 4,92 61,5 4,87 60,9 4,90 61,3
TN3
Bể 1 8 1,0 6 3,54 44,3 3,49 43,6 3,51 43,9
Bể 2 8 1,0 12 4,42 55,3 4,48 56,0 4,39 54,9
Bể 3 8 1,0 18 4,99 61,8 4,94 62,0 4,97 62,1
Sau khi tách nước phần phân đặc
được than bùn hấp thụ làm nguyên liệu
sản xuất phân bón hữu cơ Trong phạm vi
đề tài đã cho than bùn hấp thụ phân thải
Trang 6lỏng 8 lần Bảng 4 là kết quả phân tích
hàm lượng các chất dinh dưỡng trong hỗn
hợp phân thải-than bùn
Bảng 4 Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong than bùn đã được hấp thụ cặn thải lỏng
Lần hấp thụ Các chỉ tiêu phân tích
pH OC (%) N TS (%) P 2 O 5 hh (mg/100g) K 2 O (%)
Lần 1 6,8 22,1 0,76 40,1 0,40 Lần 2 7,1 22,2 0,79 40,4 0,41 Lần 3 6,8 22,4 0,81 41,3 0.41 Lần 4 6,8 22,7 0,83 41,9 0.42 Lần 5 7,0 23,2 0,84 42,3 0.43 Lần 6 6,9 23,9 0,84 42,3 0,43 Lần 7 7,0 24,4 0,85 42,4 0,44 Lần 8 7,2 24,8 0,86 42,6 0,45
Sau 8 lần hấp thụ hàm lượng các chất
dinh dưỡng tăng lên đáng kể, cụ thể trong 1
tấn than bùn đã hấp thụ phân lợn có 8,6 kg N
tương đương với 19 kg phân urê; 4,26 kg
P2O5 tương đương 25 kg lân supe; 4,5 kg K2O
tương đương 7,5 kg kaliclorua Sử dụng
nguyên liệu này để sản xuất phân bón tiết
kiệm được trên dưới 300.000 đ/tấn phân bón
4 Ảnh hưởng của chế ph5m Bio-Mix2
đến chất lượng nước thải (qui trình 3)
* Trước khi xử lý:
Trước khi xử lý chế phNm các chỉ tiêu
như chất rắn lơ lửng, COD, BOD5, S2- phân
tích được đều vượt quá tiêu chuNn Việt
N am quy định thải ra môi trường loại C [1]
Chất rắn lơ lửng gấp 3 lần, COD gấp 4 lần,
BOD5 gấp 5 lần nên đã gây ô nhiễm môi
trường nước xung quanh các trang trại chăn
nuôi
* Sau khi xử lý:
Kết quả nghiên cứu của Gerardo
Buelna va Paul lessard, 1997 cho thấy, sau
khi cho phân thải lỏng được xử lý qua hệ thống lọc sinh học có tầng đệm là các chất hữu cơ các chỉ tiêu hóa sinh như BOD5
giảm 34%; SS giảm 94%; TKN giảm 26% [5] Theo Trung tâm Ứng dụng KH&CN thuộc Sở KH&CN tỉnh Vĩnh Phúc khi cho nước thải chảy qua hệ thống bể lọc các chỉ tiêu COD giảm 3-5 lần còn 298 mg/l, SS còn 113 mg/lít (giảm 6 lần) [3] Trong nghiên cứu này, chế phNm Bio-Mix được
sử dụng để xử lý nước thải trong bể chứa thứ 2 và bể thứ 3 Kết quả được trình bày tại bảng 5
Bảng 5 Một số chỉ tiêu hóa sinh nước thải chăn nuôi trước
và sau khi xử lý chế phPm sinh học Bio-Mix2
Thời gian theo dõi Các chỉ tiêu phân tích (mg/lít)
Trang 7pH SS COD BOD 5 N ts P ts S
Đợt 1
(tháng 5/2008)
Trước xử lý 8,2 668,3 1648,5 565,7 242,4 36,8 3,6 Sau xử lý 6,9 122,6 350,2 97,1 90,6 11,3 0,74
Đợt 2
(tháng 6/2008)
Trước xử lý 8,0 701,2 1602,2 521,5 191,8 33,2 3,9 Sau xử lý 7,0 105,7 382,1 101,2 96,8 12,8 0,95
Đợt 3
(tháng 7/2008)
Trước xử lý 8,4 689,8 1597,3 591,8 202,4 29,3 2,9 Sau xử lý 6,8 103,8 334,5 93,2 89,7 14,7 0,86 TCVN 5945-2005 loại C 5-9 200 400 100 60 8 1
Trang 8T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam
8
Kết quả phân tích các chỉ tiêu hóa sinh trong nước thải sau khi xử lý chế phNm Bio-Mix 2 cho thấy, chế phNm Bio-Bio-Mix 2 có tác dụng làm kết lắng chất hữu cơ lơ lửng trong nước xuống đáy bể chứa nên đã làm cho nước trở nên trong hơn, hàm lượng COD, BOD5, S2- đều thấp ở mức cho phép như: COD giảm từ 1616,0 mg/lít xuống còn 355,6 mg/lít; BOD5 giảm từ 560,6 mg/lít xuống còn 97,2 mg/lít; SS giảm từ 686,4 mg/lít xuống 110,7 mg/lít và đạt TCVN 5945-2005 loại C
5 Hàm lượng một số vi sinh vật gây bệnh trong nước thải sau khi xử lý chế ph5m
Kết quả nghiên cứu của Gerardo Buelna, Paulessard và cộng sự cho thấy, trong bùn thải phân lợn sau khi xử lý bằng hệ thống BIOSORTM không có vi khuNn hình que và giảm
đáng kể vi khuNn E.coli [5]
Sau khi xử lý chế phNm Bio-Mix 1 và Bio-Mix 2 trong phân và nước thải chăn nuôi lợn với khoảng thời gian nhất định Các mẫu phân và nước thải được lấy để phân tích một
số chỉ tiêu vi sinh vật gây hại Kết quả phân tích được trình bày trong bảng 6
Bảng 6 Một số vi sinh vật gây bệnh đường ruột trong phân và nước thải chăn nuôi sau
khi xử lý chế phPm Bio-Mix 1 và Bio-Mix 2
Kết quả cho thấy, sau khi xử lý chế phNm Bio-Mix 1 và Bio-Mix 2 các vi sinh vật
có hại bị tiêu diệt gần như toàn bộ, sau 3 tuần xử lý gần như không xuất hiện trong
mẫu phân thải và nước thải chăn nuôi E.coli và trứng ký sinh trùng chỉ còn rất ít
IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN N GHN
1 Kết luận
+ Đã xây dựng được 03 quy trình xử lý chế phN m Bio-Mix 1 và Bio-Mix 2 cho phân thải rắn, hỗn hợp phân thải lỏng và nước thải chuồng trại
+ Sau khi xử lý chế phN m hàm lượng các chất khí N H3 và H2S giảm từ 30-50%, các chỉ tiêu hóa sinh trong nước thải giảm từ 3-5 lần và đạt TCVN loại C về nước thải Các vi sinh vật gây bệnh đường ruột gần như không xuất hiện
+ Sau khi than bùn hấp thụ với cặn phân thải lỏng, được dùng làm nguyên liệu sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh chất lượng cao Sử dụng nguyên liệu này đã giúp tiết kiệm chi phí sản xuất trên dưới 300.000đ/1 tấn phân bón
Trang 9T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam
9
2 Kiến nghị
Đề nghị các cơ quan quản lý có chính sách đưa chế phN m vào áp dụng tại các trang trại của các địa phương
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Tiêu chuNn Việt Nam về nước thải loại C: TCVN 5945-2005
2 Ủy ban nhân dân thành phố Hải Dương Báo cáo kết quả Dự án: Ứng dụng công
nghệ sinh học (Bio-Mix1 và Bio-Mix2) xử lý rác và nước thải tại bãi rác Soi Nam-Thành phố Hải Dương, tháng 12-2008
3 http//www.gogreen.com.vn Công nghệ lọc nước thải
4 http//www.vcn.vnn.vn Thấy gì ở một HTX chăn nuôi mạnh nhất nhì miền Bắc
5 Gerardo Buelna, Paulessard et al Centre de Recherche Industrielle du Québec,
Canada 2000 comprehensive pig manure treatment using the BIOSORTM biofiltration process
6 Ying-Chien Chung; Chihpin Huang, Ching-Ping Tseng; and Jill Rushing Pan
Biotreatment of H2S- and NH3-containing waste gases by co-immobilized cells
biofilter
Kgười phản biện: PGS TS Kguyễn Văn Viết
