Nghiên cứu hoàn thiện và triển khai ứng dụng công nghệ sinh học cho quá trình xử lý chất thải chăn nuôi

PHẠM VI NỘI DUNG NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI ỨNG DỤNG Từ những khó khăn về quản lý của nhà nước, kỹ thuật xử lý chất thải chăn nuôi của các hộ gia đình và các trang trại, để làm giảm thiểu ô n

BÁO CÁO TỔNG HỢP

Đề tài: Nghiên cứu hoàn thiện và triển khai ứng dụng

công nghệ sinh học cho quá trình xử lý chất thải chăn nuôi

Tp.Hồ Chí Minh, tháng 9 năm 2012

1 HIỆN TRẠNG CHĂN NUÔI

1.1 Chăn nuôi hộ gia đình và trang trại nhỏ lẻ

1.2 Chăn nuôi trang trại

2 QUẢN LÝ NHÀ NƯỚC

3 TÍNH CHẤT THÀNH PHẦN CHẤT THẢI CHĂN NUÔI HEO

3.1 Số liệu chất thải nuôi heo thải ra

3.2 Đặc điểm chung của chất thải chăn nuôi heo

4 CÁC QUI TRÌNH XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI HEO

4.1 Một số qui trình xử lý nước thải chăn nuôi heo trên thế giới

4.2 Một số qui trình xử lý nước thải chăn nuôi ở Việt Nam

4.3 Một số qui trình chung cho xử lý chất thải chăn nuôi heo

5 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI

5.1 Phương pháp cơ học

5.2 Phương pháp hóa lý

5.3 Phương pháp sinh học

5.3.1 Phương pháp sinh học kỵ khí

5.3.2 Phương pháp sinh học hiếu khí

5.3.3 Phương pháp nitrat hóa - khử nitrat (thiếu khí)

5.3.4 Phương pháp hệ thực vật thủy sinh

112344556778101013141616161616171721

5.3.5 Phương pháp đồng hóa

6 PHƯƠNG PHÁP Ủ CHẤT THẢI RẮN PHÂN VI SINH HỮU CƠ

6.1 Khái niệm

6.2 Vi sinh vật tham gia quá trình ủ phân hữu cơ vi sinh

6.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ phân hữu cơ vi sinh

6.4 Một số ứng dụng của phân hữu cơ sinh học

CHƯƠNG II HIỆN TRẠNG VỀ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI HEO KHU

VỰC MIỀN ĐÔNG NAM BỘ

1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ

2 HIỆN TRẠNG CHẤT THẢI CHĂN NUÔI HEO TỈNH ĐỒNG NAI

3 HIỆN TRẠNG CHẤT THẢI CHĂN NUÔI HEO TỈNH BÌNH DƯƠNG

4 HIỆN TRẠNG CHẤT THẢI CHĂN NUÔI HEO TP HỒ CHÍ MINH

5 HIỆN TRẠNG CHẤT THẢI CHĂN NUÔI HEO BÀ RỊA VŨNG TÀU

CHƯƠNG III: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1 MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM 500 lít/ngày

1.1 Địa điểm đặt mô hình

1.2 Thiết bị và vật liệu

1.3 Thành phần nước thải đầu vào

1.4 Vi khuẩn Nitrosomonas - Anammox trong hệ thống xử lý

26262731343842424242434343444445464646

3.3 Vi khuẩn Nitrosomonas - Anammox

3.4 Thành phần nước thải đầu vào

3.5 Phương pháp vận hành

4 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Ủ PHÂN VI SINH

4.1 Các nguyên liệu ủ

4.2 Quy trình sản xuất phân hữu cơ vi sinh

4.3 Phương pháp nghiên cứu

4.3.1 Ủ phân tại Viện Sinh học Nhiệt đới

4.3.2 Triển khai trình diễn kỹ thuật làm phân ủ và tập huấn tại 3 xã ở

huyện Phú Giáo, Bình Dương

4.4 Phương pháp phân tích

4.5 Dụng cụ thiết bị

CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN

1 KẾT QUẢ PILOT 500 LÍT/NGÀY

1.1 Kết quả loại ammonium trong nước thải ở pilot

1.2 Kết quả sinh ra của nitrit và nitrat trong quá trình ở pilot

1.3 Kết quả loại COD trong quá trình ở pilot

1.5 Kết quả loại photpho trong quá trình ở pilot

1.6 Kết quả biến đổi của Bicacbonat trong quá trình ở pilot

1.7 Kết quả biến đổi của pH trong quá trình ở pilot

2 KẾT QUẢ MÔ HÌNH (Container)

2.1 Giai đoạn nuôi cấy thích nghi

4647474848495050

5151525353535556565758596060626567

2.5 Giai đoạn IV vận hành với lưu lượng 30-32 m3/ngày

2.7 Kết quả tổng hợp các giai đoạn vận hành

3 KẾT QUẢ TÁCH PHÂN VÀ SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ SINH HỌC

3.1 Kết quả khi vận hành máy tách phân

3.1.1 Kết quả tách phân cho chất thải nuôi heo

3.1.2 Kết quả thu được vận hành thiết bị tách phân cho chất thải trang

trại nuôi bò sữa ở Bình Định

3.2 Kết quả sản xuất phân hữu cơ sinh học

3.2.1 Nguồn chất thải chăn nuôi trên địa bàn huyện Phú Giáo

3.2.2 Sản xuất thử nghiệm phân hữu cơ vi sinh Viện Sinh học Nhiệt đới

3.3 Triển khai tập huấn, chuyển giao kỹ thuật sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh tại huyện Phú Giáo, Bình Dương

3.3.1 Địa điểm triển khai trình diễn kỹ thuật làm phân ủ và tập huấn

3.3.2 Đánh giá sơ bộ đặc tính lý hóa của nguyên liệu ủ tại địa phương

3.3.3 Diễn biến của quá trình ủ tại các mô hình PV, PH, AL1 VÀ AL2

3.3.4 Đánh giá chất lượng phân ủ của các mô hình ủ tại Phú Giáo

3.4 Ý nghĩa kinh tế - xã hội, khoa học

4 ĐÁNH GIÁ CHUNG

4.1 Đánh giá kết quả thu được công nghệ xử lý chất thải chăn nuôi

4.2 Đề xuất qui trình xử lý chất thải chăn nuôi

4.3 Xác định chi phí đầu tư - kỹ thuật chủ yếu của hệ thống

4.3 Đề xuất phương hướng

CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

LỜI CẢM ƠN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

697173777777

77787878

8585858690929393939598

PHỤ LỤC 1 HÌNH ẢNH PHẦN TỔNG QUAN

PHU LỤC 2 HÌNH ẢNH NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI

PHU LỤC 3 HÌNH ẢNH HỘI THẢO TRIÊN KHAI VÀ TẬP HUẤN

PHỤ LỤC 4 BẢN VẼ CHI TIẾT MÁY ÉP TRỤC VÍT

PHỤ LỤC 5 BẢN VẼ CHI TIẾT BỂ LOẠI AMMONIUM (SNAP)

Qui chuẩn Việt Nam Chất rắn lơ lửng

Bể kỵ khí có dòng chảy ngược

Ủy ban nhân dân

Vệ sinh an toàn thực phẩm Chất rắn bay hơi

Vi sinh vật

Tổ chức y tế thế giới

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang Bảng 1.1 Khối lượng phân và nước tiểu thải ra hàng ngày của số loại heo

Bảng 1.2 Hàm lượng các chất trong phân và nước tiểu của heo từ 70-100 kg

Bảng 1.3 Vi sinh gây bệnh có trong nước thải chăn nuôi heo

Bảng 2.1 Số lượng heo, thịt heo khu Đông Nam Bộ năm 2007

Bảng 2.2 Kết quả khảo sát phân tích mẫu nước thải một số trang trại nhỏ lẻ ở

xã Cây Gáo, huyện Trảng Bom, Đồng Nai

Bảng 2.3 Kết quả khảo sát phân tích mẫu nước thải một số trang trại nhỏ lẻ ở

xã Sông Trầu, huyện Trảng Bom, Đồng Nai

Bảng 2.4 Kết quả khảo sát phân tích mẫu nước thải một số trang trại nhỏ lẻ ở

Xã Thanh Bình, huyện Trảng Bom, Đồng Nai

Bảng 2.5 Kết quả khảo sát và phân tích mẫu nước thải một số trang tại chăn

nuôi heo ở huyện Phú giáo, Bình Dương

Bảng 2.6 Kết quả khảo sát phân tích mẫu nước thải một số trang tại chăn

Bảng 2.7 Kết quả khảo sát phân tích mẫu nước thải một số Hộ chăn nuôi heo

ấp 1, xã Xuân Thới Thượng, Hóc Môn, Thành phố Hồ Chí Minh

Bảng 3.1 Thành phần các chỉ tiêu hoá lý (nước thải vào mô hình)

Bảng 3.2 Thành phần các chỉ tiêu hoá lý

Bảng 3.3 Đặc tính lý hóa của nguyên liệu ủ các loại chất thải chăn nuôi và

mạt cưa sau thu hoạch nấm cho 8 thí nghiệm tại Viện Sinh học

Nhiệt đới

Bảng 3.4 Đặc tính lý hóa của một số loại nguyên liệu ủ chất thải chăn nuôi

(phân heo, gà và bò tươi) Ủ mẻ 4 tấn, tại 4 địa điểm ở huyện Phú

Giáo, Bình Dương

888272930303437

374347

48

48

Bảng 3.5 Các địa điểm sản xuất thử nghiệm phân hữu cơ vi sinh tại huyện

Phú Giáo, Bình Dương

Bảng 4.1 Đặc tính lý hóa của các sản phẩm phân hữu cơ vi sinh sau 6 tuần ủ Bảng 4.2 Tổng hợp kết quả đánh giá cảm quan các loại phân ủ ở 04 mô hình

Bảng 4.3 Đặc tính lý và hóa của các sản phẩm phân ủ sau 6 tuần ủ

Bảng 4.4 Dự toán chi phí đầu tư cho hệ thống xử lý chất thải chăn nuôi

Bảng 4.5 Dự toán chi phí đầu tư cho hệ thống xử lý chất thải chăn nuôi

Bảng 4.6 Dự toán chi phí đầu tư cho hệ thống xử lý chất thải chăn nuôi

Bảng 4.7 Dự toán chi phí đầu tư cho hệ thống xử lý chất thải chăn nuôi

Bảng 4.8 So sánh phân tích chi phí đầu tư và lợi ích của công nghệ cho các

quá trình xử lý chất thải chăn nuôi

518490919696969797

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Trang

Hình 1.1 Qui trình xử lý chất thải chăn nuôi heo ở Thái Lan

Hình 1.2 Qui trình xử lý chất thải chăn nuôi heo (Tilche)

Hình 1.3 Qui trình xử lý chất thải chăn nuôi heo (Karakashev)

Hình 1.4 Quy trình xử lý nước thải nuôi bò sữa Canada

Hình 1.5 Quy trình xử lý nước thải chăn nuôi heo ở Brazil

Hình 1.6 Quy trình xử lý nước thải chăn nuôi heo ở Nhật

Hình 1.7 Quy trình 1 xử lý chất thải chăn nuôi heo ở Trung Quốc

Hình 1.8 Quy trình 2 xử lý chất thải chăn nuôi heo ở Trung Quốc

Hình 1.9 Quy trình 3 xử lý chất thải chăn nuôi heo ở Trung Quốc

Hình 1.10 Quy trình xử lý chất thải chăn nuôi heo ở Hàn Quốc

Hình 1.11 Qui trình xử lý chất thải chăn nuôi heo, xã Nhị Bình, Hóc Môn

Hình 1.12 Quy trình xử lý chất thải chăn nuôi heo tại trang trại Ông Thắng

Hình 1.13 Quy trình công nghệ đệm lót sinh thái chăn nuôi heo

Hình 1.14 Qui trình xử lý chất thải chăn nuôi heo hộ gia đình

Hình 1.15 Qui trình xử lý chất thải chăn nuôi heo công nghiệp

Hình 1.16 Sơ đồ qui trình xử lý chất thải chăn nuôi heo, gà

Hình 2.1 Qui trình xử lý chất thải Công ty CP chăn nuôi Phú Sơn

Hình 2.2 Qui trình xử lý chất thải chăn nuôi heo tại trang trại của Ông Nhiệm Hình 2.3 Qui trình xử lý chất thải chăn nuôi heo, Xí nghiệp lợn giống Đông Á Hình 2.4 Qui trình xử lý nước thải chăn nuôi heo, trại heo Tân Trung, Củ Chi Hình 2.5 Qui trình xử lý chất thải chăn nuôi heo tại trang trại Ông Dũng

Hình 3.1 Pilot xử lý Nitơ công suất 500 lít/ngày Xí nghiệp Heo giống Đông Á Hình 3.2 Sơ đồ tách phân heo ra khỏi hỗn hợp chất thải chăn nuôi

Hình 3.3 Mô hình tách phân chất thải rắn ra khỏi chất thải chăn nuôi

101011111112121212121313131415152931333536424444

Hình 3.4 Mộ số chi tiết máy ép trục vít

Hình 3.5 Qui trình hoàn thiện cho hệ thống xử lý chất thải chăn nuôi

Hình 3.6 Sơ đồ quy trình sản xuất phân hữu cơ vi sinh

454649

DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ

Trang

Đồ thị 4.3 Biểu diễn quá trình loại COD với pilot 500 lít/ngày

Đồ thị 4.4 Biểu diễn quá trình loại BOD với pilot 500 lít/ngày

Đồ thị 4.6 Biểu diễn quá trình tham gia của Bicacbonat với pilot 500 lít/ngày

Đồ thị 4.7 Biểu diễn quá trình tham gia của pH với pilot 500 lít/ngày

Đồ thị 4.10 Quá trình và hiệu suất loại COD giai đoạn thích nghi

Đồ thị 4.12 Quá trình thay đổi pH giai đoạn thích nghi mô hình

Đồ thị 4.13 Quá trình thay đổi độ dẫn giai đoạn thích nghi mô hình

5355565657585960606060616162626363636365656565

Đồ thị 4.24 Quá trình thay đổi pH giai đoạn 20 m3/ngày

Đồ thị 4.40 Quá trình và hiệu suất loại COD giai đoạn V, mô hình container

Đồ thị 4.42 Quá trình thay đổi pH giai đoạn V, mô hình container

Đồ thị 4.43 Quá trình thay đổi độ dẫn giai đoạn V, mô hình container

Đồ thị 4.46 Biểu diễn quá trình và hiệu suất loại COD mô hình container

Đồ thị 4.48 Biểu diễn quá trình pH mô hình container

Đồ thị 4.49 Biểu diễn quá trình độ dẫn mô hình container

6666676767676868696970707070717172727272737474747575

Đồ thị 4.50 Ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm trong suốt quá trình ủ

composting

Đồ thị 4.51 Sự thay đổi pH và EC theo thời gian của các đống ủ

Đồ thị 4.52 Biến động hàm lượng photpho, N tổng, canxi và magie tổng theo

thời gian

Đồ thị 4.53 Biến động của vi sinh vật hiếu khí và nấm phân giải xenlulo theo

thời gian

80818283

CHƯƠNG: MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT

Để đáp ứng nhu cầu thực phẩm của con người, ngành chăn nuôi trên thế giới đã phát triển rất nhanh và đạt được nhiều thành tựu quan trọng Trên thế giới chăn nuôi hiện chiếm khoảng 70% trong nông nghiệp và 30% tổng diện tích đất tự nhiên (không kể diện tích bị băng bao phủ) Chăn nuôi đóng góp khoảng 40% tổng GDP nông nghiệp toàn cầu Việt Nam là một trong các cường quốc về chăn nuôi heo của thế giới: số đầu heo hàng năm số một là Trung Quốc 451,1 triệu con, nhì Hoa Kỳ 67,1 triệu, ba Brazin 37 triệu, Việt Nam đứng thứ 4 có 27,6 triệu con và thứ năm Đức 26,8 triệu con heo Nhưng do sự hình thành và phát triển trang trại chăn nuôi ở nước ta thiếu quy hoạch khiến một số vùng đặc biệt ở đồng bằng bị ô nhiễm, là do hơn 8,5 triệu hộ chăn nuôi nhỏ lẻ gây ra Một số chủ trang trại lớn cũng chưa đầu tư thoả đáng cho hệ thống thu gom xử lý chất thải rắn và chất thải lỏng mà thải trực tiếp ra ao, hồ, đồng ruộng, gây ô nhiễm nặng môi trường xung quanh Một số trang trại mặc dù có đầu tư hệ thống xử lý chất thải, nhưng do chưa bảo đảm đúng quy trình nên hiệu quả xử lý chất thải chưa triệt để Ngành chăn nuôi cũng đã gây nên nhiều hiện tượng tiêu cực về môi trường Ngoài chất thải rắn và chất thải lỏng, chăn nuôi cũng làm ô nhiễm không khí, hiện đóng góp khoảng 18% hiệu ứng nóng lên của trái đất do thải ra các khí gây hiệu ứng nhà kính, trong đó có 9% tổng số khí

sẽ tiếp tục tăng lên trong thời gian tới Ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi, nhất là nuôi heo sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến sự biến đổi khí hậu và làm trái đất nóng lên Theo dự báo nhu cầu về các sản phẩm chăn nuôi của thế giới dự kiến sẽ tăng gấp đôi trong nửa đầu của thế kỷ này Do vậy chúng ta cần phải hướng tới một ngành chăn nuôi chất lượng cao không chỉ có thể giúp đáp ứng được nhu cầu ngày càng

cao của con người về các sản phẩm có nguồn gốc động vật mà đồng thời phải chịu trách nhiệm với môi trường và xã hội khi sản xuất ra những sản phẩm đó

Song song với vấn đề mất vệ sinh an toàn thực phẩm (VSATTP) là do tình trạng ô nhiễm môi trường do chăn nuôi gây ra Chỉ tính riêng năm 2009, lượng chất thải từ chăn nuôi khoảng 75-80 triệu tấn, nhưng chỉ 40% trong số này được xử lý, còn lại

xả trực tiếp ra môi trường Nguyên nhân của thực trạng trên là do sản xuất nông nghiệp nước ta quá nhỏ lẻ, phân tán, chủ yếu ở quy mô hộ gia đình hay trang trại hộ gia đình Mặt khác, chúng ta chưa có đủ bộ máy quản lý chuyên ngành ở tỉnh, huyện Hiện nay, công tác quản lý VSATTP và Môi trường đối với ngành chăn nuôi chủ yếu là kiêm nhiệm nên không đủ khả năng để kiểm soát [1]

Chính phủ Việt Nam đang quan tâm đến chăn nuôi tập trung nhằm nâng cao năng suất Tuy nhiên, chưa có đầy đủ quy định và công nghệ cho việc xử lý chất thải nhằm bảo đảm an toàn với môi trường Trong thực tế, những quy định hiện hành chưa đề cập đến quá trình tái sử dụng chất thải chăn nuôi trong nông nghiệp Nhiều

hộ chăn nuôi sử dụng chất thải gia súc như nguồn phân bón cho cây trồng hoặc thải trực tiếp xuống ao nuôi cá mà thiếu kiến thức về sự cân bằng các chất dinh dưỡng trong ao nuôi Vấn đề này trở nên trầm trọng hơn khi chăn nuôi tập trung sẽ cho ra một lượng chất thải lớn trong một khu vực có diện tích nhỏ Kết quả là việc sử dụng chất thải mang tính địa phương sẽ dẫn đến sự cung cấp quá mức chất dinh dưỡng cho cây trồng và ao cá, và việc quá mức này làm ô nhiễm nguồn nước Nhưng các cơ quan quản lý vẫn chưa có những biện pháp hữu hiệu nhằm giải quyết vấn đề liên quan đến việc sử dụng hiệu quả chất thải chăn nuôi trong nông nghiệp

3 PHẠM VI NỘI DUNG NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI ỨNG DỤNG

Từ những khó khăn về quản lý của nhà nước, kỹ thuật xử lý chất thải chăn nuôi của các hộ gia đình và các trang trại, để làm giảm thiểu ô nhiễm môi trường chung

Do đó đề tài chúng tôi tiến hành tham quan học hỏi về qui trình xử lý chất thải chăn nuôi ở Canada, thực hiện khảo sát thu thập và thực hiện một số nội dung sau:

- Điều tra khảo sát, thu thập và phân tích các số liệu về đặc trưng hóa lý sinh học của chất thải chăn nuôi heo ở một số trang trại và xí nghiệp chăn nuôi heo tại thành phố Hồ Chí Minh, Đồng Nai và Bình Dương

- Nghiên cứu công nghệ (Anammox) loại bỏ ammonium bằng phương pháp kỵ khí

và thiếu khí trong điều kiện không ánh sáng (mô hình 500 lít/ngày đối với nước thải chăn nuôi heo) Đáng giá hiệu quả xử lý của mô hình công nghệ qua các chỉ tiêu phân tích (COD, BOD, pH, SS, ammonium, nitrit, nitrat, photpho, bicacbonat,

độ dẫn điện, ….)

- Thiết kế, chế tạo, lắp đặt, vận hành 1 môdun xử lý nước thải nuôi heo qui mô 40

anammox (SNAP) Đánh giá công nghệ qua các chỉ tiêu phân tích (COD, BOD, pH,

SS, ammonium, nitrit, nitrat, photpho, bicacbonat, độ dẫn điện, ….)

- Xây dựng quy trình ủ phân thực hiện các mẻ ủ thí nghiệm với quy mô trong phòng thí nghiệm và sản xuất thử nghiệm 2 - 4 tấn/mẻ ủ

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

1 HIỆN TRẠNG CHĂN NUÔI

Việt Nam, hiện trạng ô nhiễm môi trường do chăn nuôi gây ra đang ngày một tăng

ở mức báo động bởi hầu hết các chất thải trong chăn nuôi đều chưa được xử lý trước khi thải ra môi trường Có thể nói chất thải chăn nuôi ở nước ta đã và đang trở thành một vấn nạn xã hội Mỗi năm khoảng hơn 80 triệu tấn chất thải rắn, vài chục tỷ khối chất thải lỏng và vài trăm triệu tấn chất thải khí của ngành chăn nuôi phát thải hàng năm hầu như chưa được kiểm soát hiệu quả Mặc dù việc xử lý chất thải chăn nuôi đang ngày càng được quan tâm hơn bởi các cơ quan quản lý nhà nước, của cộng đồng và của chính những người chăn nuôi Việt Nam cũng nhận được nhiều chương trình, dự án hợp tác quốc tế về xử lý chất thải chăn nuôi do các

tổ chức quốc tế như FAO, GEF, với các nước như Hà Lan, Đan Mạch, Pháp, Bỉ… Chăn nuôi ở Việt Nam cần phải tăng từ 5 đến 9% mỗi năm trong vòng 10 đến 15 năm tới, thì chất thải chăn nuôi trong thời gian tới sẽ giải quyết như thế nào? hay tự

do thải ra môi trường Nếu chất thải của chăn nuôi không được xử lý hoặc sử dụng hợp lý thì sẽ gây ảnh hưởng rất nghiêm trọng đến môi trường sinh thái ở nước ta

Để giảm sự ô nhiễm nước do các chất dinh dưỡng gây ra và giảm phát tán khí gây hiệu ứng nhà kính, người dân và các nhà chức trách địa phương hiện nay cần nhận thức rõ về sự cần thiết của việc quản lý và xử lý chất thải chăn nuôi một cách bền vững Như việc tái sử dụng tất cả các nguồn chất thải trong chăn nuôi sẽ là một trong những thách thức về mặt khoa học, công nghệ và kinh tế cần phải đánh giá đúng mức trong những năm tới Chất thải chăn nuôi dẫn đến nguy cơ ô nhiễm nước, không khí và đất Sự ô nhiễm này có thể ảnh hưởng đến sức khỏe con người, ảnh hưởng đến cân bằng sinh thái trong tự nhiên Tuy nhiên có những nghiên cứu ở quy

mô toàn cầu mới đây đã chỉ rõ rằng tái sử dụng các yếu tố dinh dưỡng trong chất thải chăn nuôi, đặc biệt là đạm do gia súc thải ra là một trong những giải pháp chính giúp cân bằng sự mất các yếu tố dinh dưỡng quý giá trong môi trường

Tuy nhiên đến nay, các chất thải chăn nuôi ở nước ta vẫn chưa được xử lý nhiều hoặc có xử lý nhưng công nghệ xử lý chưa triệt để Quản lý nhà nước về bảo vệ môi trường trong chăn nuôi còn nhiều bất cập về các nguồn lực Sự phối hợp với các Bộ, Ngành liên quan và các cấp quản lý địa phương để triển khai công tác bảo

vệ môi trường trong chăn nuôi chưa đạt nhiều hiệu quả Các chương trình, dự án hợp tác quốc tế chưa phát huy rộng rãi và có hiệu quả trong công tác bảo vệ môi

trường chăn nuôi Việt Nam cũng chưa thu hút được sự đầu tư ở nhiều thành phần kinh tế vào lĩnh vực kiểm soát môi trường chăn nuôi, thậm chí nhận thức của người chăn nuôi về vấn đề này còn hạn chế

Ngành chăn nuôi của nước ta đã và đang đóng góp đáng kể cho sự phát triển chung của đất nước, trong đó phải thừa nhận vai trò của ngành chăn nuôi heo là một ngành truyền thống và chủ chốt của nước ta Song đồng thời đây cũng là ngành đang gây bức xúc trong cộng đồng về vấn nạn ô nhiễm môi trường do hoạt động chăn nuôi heo thải ra Với tốc độ tăng trưởng quy mô trang trại heo như hiện nay thì việc xây dựng các trang trại heo thân thiện với môi trường đã và đang là một nhu cầu hết sức bức thiết trong bối cảnh hiện nay và cho sự phát triển của mai sau

1.1 Chăn nuôi hộ gia đình và trang trại nhỏ lẻ

Hiện tượng chuồng gia súc, gia cầm nằm ngay cạnh khuôn viên nhà ở, chen chúc trong khu dân cư không phải là điều hiếm gặp ở đây vì chăn nuôi hộ gia đình là cách người dân tận dụng các sản phẩm thức ăn dư thừa hằng ngày Tuy nhiên, chỉ cần một gia đình nuôi 5 - 200 con heo không vệ sinh chuồng trại, xử lý chất thải không hợp lý thì môi trường gánh chịu: Nguồn nước, không khí bị ô nhiễm và nguy hiểm hơn là việc lây lan dịch bệnh rất nhanh Bên cạnh đó, nhận thức của người dân về các quy định pháp luật bảo vệ môi trường trong chăn nuôi còn rất hạn chế

Họ chỉ biết nuôi, còn ảnh hưởng đến môi trường như thế nào họ cũng chưa định hình được, nếu có biết, nhưng vì cuộc sống họ cũng không thể chuyển sang nghề khác Một người dân sinh sống gần một hộ chăn nuôi gia đình phản ảnh “Việc ô nhiễm môi trường từ hộ nuôi heo đã ảnh hưởng trực tiếp đến sinh hoạt và nguồn

nước của các hộ gia đình xung quanh”

1.2 Chăn nuôi trang trại

Tuỳ theo điều kiện và tình hình thực tiễn của các địa phương, có thể lựa chọn các hình thức chăn nuôi trang trại khác nhau, có các loại hình sau:

- Trang trại chăn nuôi hộ gia đình theo quy hoạch (chỉ một chủ trang trại đầu tư)

- Trang trại gắn với khu chăn nuôi tập trung (có nhiều chủ trang trại đầu tư)

- Trang trại chăn nuôi hỗn hợp (vừa chăn nuôi vừa trồng trọt kết hợp nuôi trồng thuỷ sản gọi là VAC)

Tuy vậy, tất cả các loại hình chăn nuôi trang trại đều phải nằm trong vùng quy hoạch lâu dài của các địa phương, xa khu dân cư, xa khu công nghiệp, bảo đảm điều kiện

vệ sinh thú y, bảo vệ môi trường sinh thái[4]

Các trang trại chăn nuôi heo có từ 1.000 đến hơn 100.000 con heo nhưng một số lớn còn tọa lạc ở khu dân cư đông đúc Tuy nhiên, theo đánh giá chung của cơ quan chức năng thì còn hơn 60 % các trang trại còn gây ảnh hưởng đến môi trường sống

và sinh thái trong khu vực do các trang trại chăn nuôi heo

2 QUẢN LÝ NHÀ NƯỚC

Chăn nuôi trang trại là mô hình sản xuất có hiệu quả trong sản xuất nông nghiệp

Để loại hình này phát triển và phát huy được lợi thế cần tăng cường công tác quản

lý, chỉ đạo của các cấp, ngành Còn đối với các địa phương trước mắt cần:

- Tổ chức thực hiện tốt các chính sách của Nhà nước đã ban hành về kinh tế trang trại, tạo hành lang pháp lý cho kinh tế trang trại phát triển Huy động cao tiềm năng

về đất đai, nguồn vốn trong đầu tư, phát triển sản xuất nông nghiệp và để kinh tế trang trại phát triển đúng hướng

- Tăng cường công tác hướng dẫn, kiểm tra các chủ trang trại có nghĩa vụ thực hiện đầy đủ các quy định của pháp luật về quản lý giống vật nuôi và bảo vệ môi trường sinh thái

- Coi trọng và tổ chức thực hiện tốt công tác đào tạo, bồi dưỡng kỹ thuật, nghiệp vụ quản lý kinh tế trang trại

- Tạo điều kiện thuận lợi cho các chủ trang trại thực hiện đầy đủ nghĩa vụ đối với Nhà nước theo quy định của pháp luật, đồng thời bảo vệ quyền lợi chính đáng của chủ trang trại về tài sản và các lợi ích khác

- Các bộ, ngành cần tiếp tục hoàn thiện một số văn bản quản lý nhà nước về kinh tế

và về môi trường cho các trang trại

- Phát triển những điều kiện giúp người chăn nuôi được hưởng các lợi ích từ việc tái sử dụng chất thải rắn ở quy mô nông hộ và giữa các hộ với nhau

- Sản xuất chất thải rắn trong chăn nuôi thành phân bón hữu cơ sinh học thông qua các quy trình ủ Phân bón hữu cơ sinh học thân thiện với môi trường và sử dụng sản phẩm với nhiều lợi ích về sinh thái, thay thế phân vô cơ để bón cho rau, lúa và các loại cây công nghiệp khác

- Đánh giá ảnh hưởng về mặt nông nghiệp, kinh tế, xã hội, các nguy cơ về môi trường và đánh giá kết quả qui trình xử lí, hiệu quả kinh tế và xã hội

3 TÍNH CHẤT THÀNH PHẦN CHẤT THẢI CHĂN NUÔI HEO

3.1 Số liệu chất thải nuôi heo thải ra

Điểm đặc trưng của chất thải chăn nuôi heo là có thành phần giàu chất hữu cơ dễ

phát tán ra gây ô nhiễm môi trường khí Để xử lý loại chất thải này, người ta thường tách riêng từng pha, trong đó pha rắn được ủ phân hữu cơ vi sinh làm phân bón Còn pha lỏng được xử lý bằng phương pháp sinh học kỵ khí - thiếu khí kết hợp, hai quá trình phân hủy hữu cơ (COD) và quá trình nitrat hóa - khử nitrat để

hành cũng cao, với chi phí này thì không phù hợp, do chăn nuôi là một ngành sản xuất có rất nhiều rủi ro và lợi nhuận thấp Do đó, việc ứng dụng phương pháp sinh học kỵ khí để xử lý nước thải chăn nuôi heo đã chứng minh là một giải pháp phù hợp và hiệu quả đối với ngành chăn nuôi Trong quá trình sinh học kỵ khí với sự tham gia của một tổ hợp gồm nhiều nhóm vi khuẩn đan xen nhau trong một bể xử

lý thực hiện việc phân hủy các hợp chất hữu cơ bằng phương pháp sinh học thành khí metan và cacbonic Hỗn hợp khí thu được chứa 60-70% metan được gọi là khí sinh học Tuy nhiên, nhược điểm của giải pháp này là nước thải sau xử lý còn chứa một lượng rất lớn ammonium Nếu như không được xử lý triệt để hoặc sử dụng hợp

lý trong việc tưới bón cho cây trồng mà xả thải trực tiếp thì nguồn nước thải sau xử

lý kỵ khí sẽ là nguồn gây ra ô nhiễm đáng kể đối với thủy vực Vì vậy việc tìm kiếm được một công nghệ thích hợp để hoàn thiện quá trình xử lý nước thải chăn nuôi heo trong hoàn cảnh hiện nay cũng như trong tương lai là một việc làm hết sức cần thiết Việc tiếp nhận chuyển giao công nghệ tiên tiến về vấn đề xử lý chất thải chăn nuôi từ các nước phát triển để áp dụng phù hợp vào hoàn cảnh Việt Nam là vấn đề cần phải được triển khai

Chất thải từ hệ thống chăn nuôi tập trung đang gây ảnh hưởng lớn đến môi trường

và sức khỏe con người Tuy nhiên, lượng chất thải rắn được xử lý chỉ chiếm chưa đầy một nửa, số còn lại được thải trực tiếp ra môi trường Còn đối với chất thải lỏng, có tới 60% được thải trực tiếp ra đất hoặc nguồn nước, 12% là thải trực tiếp vào ao cá, chỉ 25% được sử dụng làm hầm biogas Trong khi đó, chất thải chăn nuôi sử dụng làm phân bón cho cây trồng đang có chiều hướng giảm, một phần do quy mô chăn nuôi tăng

3.2 Đặc điểm chung của chất thải chăn nuôi heo (phân và nước tiểu)

Chất thải chăn nuôi heo là một trong những loại chất thải gây ô nhiễm môi trường

nghiêm trọng, là nguồn nước thải không an toàn do hàm chứa các hợp chất hữu cơ,

nhiều chất xơ và hàm lượng cao các hợp chất nitơ, photpho, lưu huỳnh và các vi

sinh vật gây bệnh Nguồn nước thải này có nguy cơ trở thành nguyên nhân trực

tiếp phát sinh bệnh cho gia súc đồng thời có thể lây lan sang người do chứa nhiều

mầm bệnh như: Samonella, Leptospira, Clostridium, Bacillus, Fasciolosis, Buski,

Brucella… Theo kết quả phân tích cho thấy chỉ trừ độ pH, còn lại tất cả các chỉ tiêu

phân tích đều cao hơn mức cho phép Đặc biệt các chỉ tiêu về sinh vật cao gấp

nhiều lần cho phép Bên cạnh đó còn tạo ra mùi hôi rất khó chịu cho môi trường

không khí xung quanh [23]

Thành phần của phân và nước tiểu là những chất liệu trong thức ăn mà gia súc sau

khi tiêu hóa thải bỏ ra ngoài cơ thể Lượng phân thải ra mỗi ngày và đặc tính của

nó tùy thuộc vào độ tuổi, khẩu phần thức ăn và trọng lượng của gia súc [2]

Bảng 1.1 Khối lượng phân và nước tiểu thải ra hàng ngày của một số loại heo

Bảng 1.2 Hàm lượng các chất trong phân và nước tiểu của heo từ 70-100 kg

(trong phân)

Hàm lượng (trong nước tiểu)

Thành phần và hàm lượng các chất gây ô nhiễm trong nước thải chăn heo cũng như lượng nước xả thải ở các cơ sở chăn nuôi heo sẽ khác nhau tùy theo quy mô của đàn heo, điều kiện vệ sinh chăm sóc đàn heo, lượng nước dùng để làm vệ sinh heo

và chuồng trại, cũng như cách thu dọn chất thải… Nhìn chung, thành phần của nước thải chăn nuôi heo gồm:

- Protit, Acid amin, chất béo, Hydratcacbon và các dẫn xuất, hầu hết là các chất hữu

cơ dễ phân huỷ chiếm khoảng 70-80% Còn lại là chất vô cơ gồm cát, đất, muối, Urea, Ammonium, muối Clorua, Sulfate…

- Nitơ và photpho: trong khẩu phần ăn của heo chứa hàm lượng N, P cao Tuy nhiên, khả năng của heo chỉ hấp thu được một phần, phần còn lại được thải ra dưới dạng chất rắn (phân) và chất bài tiết (nước tiểu) [05] Điều này làm cho hàm lượng

N, P trong phân và nước tiểu của heo cao Trong đó, N trong nước thải chăn nuôi heo tồn tại chủ yếu dưới dạng Urê

- Vi sinh vật gây bệnh

Hàm lượng các chất gây ô nhiễm trong nước thải chăn nuôi heo dao động đáng kể

tùy thuộc khối lượng nước dùng để vệ sinh chuồng trại, có hoặc không thu gom phân trước khi tắm heo, rửa chuồng Tùy vào từng cơ sở chăn nuôi mà thành phần chất thải có khác nhau, nhưng thường thì nước thải chăn nuôi heo có hàm lượng chất hữu cơ khá cao

Hội thảo “Chất thải chăn nuôi- Hiện trạng và giải pháp, tại Hà Nội tháng 11/2009”

về công nghệ xử lý nước thải đã khẳng định việc xử lý kỵ khí các chất thải giàu chất hữu cơ nói chung và nước thải chăn nuôi heo nói riêng có những ưu điểm đáng chú ý sau:

- Thành phần các chất thải hữu cơ (chất rắn, bùn, nước) tương đối ổn định

- Có thể thu nhận được khí sinh học dùng làm nguồn cung cấp năng lượng

- Chất thải rắn thu được là nguồn nguyên liệu tốt để sản xuất phân bón hữu cơ sinh học

- Tuyệt đại đa số mầm bệnh: vi khuẩn, nấm mốc, trứng giun sán bị tiêu diệt gần như hoàn toàn

- Xử lý sâu hơn sẽ thu nhận được nguồn nước có thể tái sử dụng vào các công dụng khác nhau như tưới cây, nuôi cá hoặc có thể tái sử dụng vào việc vệ sinh chuồng trại

- Còn nếu không được xử lý tốt, trong phân thải còn chứa các hóc môn như estrone (E1), 17- β estradiol (E2) và estriol (E3), các hóc môn này có thể bị tích lũy trong đất thông qua quá trình bón phân và sau đó bị rửa trôi gây ô nhiễm nguồn

Hình 1.2 Qui trình xử lý nước thải nuôi heo (Tilche)

có khuấy trộn Ly tâm tách bùn

Bùn khô

Nước thải ra cống chung

nước Nhiều nghiên cứu cho thấy các hóc môn này có thể gây tác động xấu lên hoạt động sinh trưởng của các loài cá, rùa, ếch, động vật hoang dã và kể cả con người Nhiều tài liệu đã chứng minh hàm lượng hóc môn estrogen hiện diện trong nguồn nước với một hàm lượng nhỏ từ 10 – 100 mg/l có thể làm rối loạn chức năng hoạt động bình thường của hệ nội tiết của nhiều loài gây ảnh hưởng đến quá trình sinh sản của chúng (Irwin et al., 2001; Hanselman et al., 2004)

4 CÁC QUI TRÌNH XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI HEO

4.1 Một số qui trình xử lý nước thải chăn nuôi heo trên thế giới

- Thái Lan, từ năm 1988 đã có chương trình phát triển biogas hợp tác với Đức Việc xây dựng các hệ thống biogas có hoặc không có bể UASB cho các trại heo trong chương trình này đã thể hiện triển vọng đầy hứa hẹn trong việc sử dụng chất thải chăn nuôi heo làm nguồn cung cấp năng lượng mới từ biogas để sưởi ấm cho heo con và thay nguồn điện lưới Công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo trong các trại heo quy mô lớn ở Thái Lan thường bao gồm các bước sau:

- Theo Tilche (Ý, 1999) đối với nước thải giàu nitơ và photpho như nước thải nuôi heo thì các biện pháp xử lý thông thường không thể đạt tiêu chuẩn cho phép về hàm lượng nitơ và photpho trong nước thải sau khi xử lý Công nghệ SBR mà tác giả đề nghị có thể giảm 98% COD, nitơ và photpho (COD từ 28.760 mg/l giảm xuống còn

336 mg/l, tổng N từ 2.153 mg/l giảm xuống còn 30,3 mg/l, tổng P từ 450 mg/l giảm xuống còn 8,75 mg/l) [2]

Mương thu

gom

Bể lắng và phân hủy chậm

Bể UASB Bể lắng

Hồ thực vật thủy sinh

Hình 1.1 Qui trình xử lý chất thải chăn nuôi heo ở Thái Lan

- Karakashev và đồng sự (2007) [2] đã đề xuất công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo trong đó tách biệt riêng từng quá trình xử lý chất rắn, chất hữu cơ, photpho và nitơ Đặc biệt, giai đoạn xử lý Nitơ tác giả đã sử dụng quá trình OLAND, nghĩa là

có sử dụng vi khuẩn Anammox là một phát hiện khá mới trong khoa học những năm gần đây

Qua các công nghệ xử lý chất thải chăn nuôi heo nêu trên Ta thấy rằng đa số tác giả quan tâm đến vấn đề xử lý BOD, COD, SS mà chưa quan tâm nhiều đến vấn đề

xử lý nitơ, photpho Riêng tại Việt Nam, trong công nghệ xử lý nước thải hiện nay, vấn đề xử lý hợp chất nitơ chỉ mới ở giai đoạn đầu, đa phần chỉ dừng lại ở việc áp dụng hồ thực vật thủy sinh như là giai đoạn xử lý bậc ba Tuy nhiên, phương án này rất chiếm diện tích cũng như khó kiểm soát Vì vậy, ngoài công nghệ xử lý nêu trên, việc nghiên cứu ứng dụng các công nghệ mới có nhiều ưu điểm hơn trong xử lý hợp chất nitơ là rất cần thiết

- Qui trình xử lý và sử dụng chất thải chăn nuôi ở Canada

Hình 1.4 Quy trình xử lý nước thải nuôi bò sữa Canada

- Qui trình xử lý và sử dụng chất thải chăn nuôi ở Brazil [29]

Tưới cây trang trại

Bể kỵ khí Chất thải

Phân hủy

kỵ khí Tách bùn UASB photphoBể loại Bể oxi hóa một phần OLANDBể

Bể UASB

Bể hiếu khí

Bể lắng 2

Hình 1.5 Quy trình xử lý nước thải chăn nuôi heo ở Brazil

Chất thải rắn

- Qui trình xử lý và sử dụng chất thải chăn nuôi ở Nhật [30]

- Qui trình xử lý và sử dụng chất thải chăn nuôi ở Trung Quốc [31]

- Qui trình xử lý và sử dụng chất thải chăn nuôi ở Hàn Quốc [32]

Sản xuất phân hữu cơ sinh học

Hình 1.9 Quy trình 3 xử lý chất thải chăn nuôi heo ở Trung Quốc

Đệm lót sinh thái

Bể thu

gom tách phânBể lắng UASBBể

Cánh đồng tưới Chất thải

Hình 1.6 Quy trình xử lý nước thải chăn nuôi heo ở Nhật

Chất thải rắn

Hồ thực vật thủy sinh Phân hữu cơ

Bể thu

gom

Bể lắng tách phân

Bể UASB

Cánh đồng tưới Chất thải

Hình 1.7 Quy trình 1 xử lý chất thải chăn nuôi heo ở Trung Quốc

Chất thải rắn

Hồ thực vật thủy sinh Phân hữu cơ

Bể thu

gom

tưới Chất thải Hình 1.8 Quy trình 2 xử lý chất thải chăn nuôi heo ở Trung Quốc

Bể thu

gom tách phânMáy Bể UASB

Chất thải

Hình 1.10 Quy trình xử lý chất thải chăn nuôi heo ở Hàn Quốc

Chất thải rắn

Hồ thực vật thủy sinh Phân hữu cơ

Chất thải

4.2 Một số qui trình xử lý nước thải chăn nuôi ở Việt Nam

- Trang trại nhỏ và chăn nuôi hộ gia đình, với tổng đàn heo từ 500 đến 1.200 con

Qua khảo sát 10 trại nuôi heo ở xã Nhị Bình, huyện Hóc Môn, Tp Hồ Chí Minh Trang trại của Ông Dũng có hệ thống xử lý tương đối tốt nhất (bể biogas và thu phân để bán)

- Trang trại Ông Thắng ở huyện Xuân Lộc, Đồng Nai, có diện tích 7 ha, với tổng

đàn heo từ 2.400 con có hệ thống xử lý tương đối tốt nhất (bể nuôi cá và thu phân

- Đệm lót sinh thái cho chăn nuôi: Trấu, mạt cưa và chế phẩm sinh học (Tribio,

Balasa-N 01) Triển khai ứng dụng thử nghiệm tại các trang trại heo ở Sóc Sơn (Hà Nội), Nghĩa Hưng (Nam Định), Văn Giang (Hưng Yên), Đồng Tháp và Cà Mau

mở ra triển vọng tốt về xử lý chất thải chăn nuôi Vào 1999 được PGS.TS Nguyễn Khắc Tuấn - Khoa Chăn nuôi Thú y, Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã thử nghiệm

vi sinh vật xử lý chất thải chăn nuôi trên nền đệm lót sinh thái Khi áp dụng vào chăn nuôi thì toàn bộ phân và nước tiểu được VSV phân giải Không chất thải, không ô nhiễm môi trường và nguồn nước Giảm đáng kể mùi hôi thối trong chuồng nuôi Giảm ruồi muỗi trong chuồng nuôi và môi trường xung quanh

Chất thải chăn

Nguồn tiếp nhận Khí biogas

Hình 1.11 Qui trình xử lý chất thải chăn nuôi heo, xã Nhị Bình, huyện Hóc Môn

Tưới cây công nghiệp

Hình 1.12 Quy trình xử lý chất thải chăn nuôi heo tại trang trại Ông Thắng

Tách phân thủ công (vào bao bán)

cá rô Bể nuôi cá mè

Đệm lót sinh thái Sản xuất phân hữu cơ sinh học

Hình 1.13 Quy trình công nghệ đệm lót sinh thái chăn nuôi heo

Chất thải

4.3 Một số qui trình chung cho xử lý chất thải chăn nuôi heo

Mặc dù chất thải chăn nuôi heo gây ô nhiễm môi trường là rất nghiêm trọng, nhưng hầu hết các cơ sở chăn nuôi lớn nhỏ hiện nay đều chưa có hệ thống xử lý thích hợp

và nếu có thì hoạt động không thường xuyên, hiệu quả xử lý thấp Nguyên nhân của vấn đề trên một phần do thiếu sự quan tâm của các nhà quản lý ở các xí nghiệp chăn nuôi và chủ các trang trại, chưa coi việc xử lý chất thải là thật sự cần thiết và mặt khác chăn nuôi lại là một ngành sản xuất có lợi nhuận không cao, chưa ổn định

về cơ sở trang trại (chưa qui hoạch khu chăn nuôi công nghiệp tập trung) và chưa tìm được công nghệ xử lý nước thải và chất thải rắn thích hợp hoặc chưa có một chiến lược lâu dài cho phát triển chăn nuôi, nên chưa kế hoạch cụ thể cho từng giai đoạn cho phát triển chăn nuôi phù hợp với bảo vệ môi trường

Tóm lại Có nhiều qui trình xử lý nước thải chăn nuôi heo, tuy nhiên mỗi qui trình đều có những ưu, nhược điểm nhất định Dưới đây là tóm tắt sơ lược về ưu và nhược điểm của các qui trình xử lý [2]

Qui trình thứ nhất:

Hầm biogas (phụ lục 1, hình 1.1) là sử dụng các thiết bị xử lý kỵ khí như bể lên

men tạo khí biogas kiểu Trung Quốc, Ấn Độ, Việt Nam hoặc dùng túi nhựa PE Phương pháp xử lý kỵ khí nước thải chăn nuôi heo trong hộ gia đình với số heo không nhiều dưới 100 con Trong những năm vừa qua, công nghệ loại này phát triển chủ yếu là loại hầm kiểu dạng xây gạch nắp vòm Thể tích hầm dao động từ 5

triệu/hầm) đã được phát triển trên nhiều tỉnh trong cả nước, trong đó có khu vực MĐNB mà nhiều nhất ở tỉnh Đồng Nai

Túi biogas bằng nhựa HDPE (phụ lục 1, hình 1.2): Các công nghệ biogas đã nêu

chỉ thích hợp cho các cơ sở sản xuất, chăn nuôi nhỏ và vừa với số lượng chất thải ít

Ở các cơ sở sản xuất lớn, chăn nuôi tập trung công nghiệp quanh thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh phụ cận đã sử dụng túi nhựa dẻo như HDPE làm bạt phủ để thu biogas và xử lý chất thải làm giảm ô nhiễm môi trường

Tưới cây Nguồn tiếp nhận

Khí biogas Sử dụng trong gia đình

Bể biogas

Hình 1.14 Qui trình xử lý chất thải chăn nuôi heo hộ gia đình

Nước thải

Qui trình thứ hai: là xây dựng quy trình công nghệ và thiết bị tương đối hoàn

chỉnh, đồng bộ nhằm áp dụng trong các xí nghiệp nuôi heo mang tính chất công nghiệp có qui trình sau (hình 1.14)

a/ Xử lý cơ học: lắng tách chất rắn

b/ Xử lý sinh học: bắt đầu bằng sinh học kỵ khí UASB, tiếp theo là sinh học hiếu khí hoặc hồ thực vật thủy sinh với bèo nhật, lục bình, bèo tấm, rong

c/ Khử trùng nước trước khi xả thải ra môi trường

Ứng dụng UASB trong xử lý nước thải chăn nuôi heo công nghiệp là phương án khả thi vì thời gian lưu nước ngắn 20-24 giờ, tải trọng COD khá cao 4-6

2.500 - 4.000mg/lít và đầu ra dao động 200-350 mg/lít, sau đó xử lý tiếp theo bằng phương pháp hiếu khí để đạt tiêu chuẩn xả thải vào môi trường

Qui trình thứ ba

Công nghệ mới bắt đầu triển khai ở Việt Nam trong khoảng 3 năm gần đây, chưa được ứng dụng nhiều vào các trang trại, mà còn đang thử nghiệm ở một số trang trại theo nhóm nghiên cứu của PGS.TS Nguyễn Xuân Trạch, Đại học Nông nghiệp

I thì khi ứng dụng đệm lót sinh thái vào chăn nuôi có rất nhiều ưu điểm: Không có chất thải, không gây ô nhiễm môi trường, tiết kiệm nguyên vật liệu, sử dụng tài nguyên và kỹ thuật rẻ tiền, không lạm dụng, thuốc kháng sinh Tiết kiệm 10% chi phí thức ăn Tiết kiệm 80 % nước sử dụng Tiết kiệm 60 % chi phí công lao động Giảm thiểu các bệnh nguy hiểm từ môi trường Cải thiện chất lượng thịt

Nước thải Bộ tách phân Bể UASB Bể hiếu khí

Ủ phân sinh học

Bể lắng

Hồ thực vật thủy sinh Nguồn tiếp nhận

Khí biogas - Sử dụng khí biogas

Hình 1.15 Qui trình xử lý chất thải chăn nuôi heo công nghiệp

Phân hữu cơ vi sinh Đệm lót sinh thái

Hình 1.16 Sơ đồ qui trình xử lý chất thải chăn nuôi heo, gà

Chất thải

5 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI

Ngành chăn nuôi nói chung và chăn nuôi heo nói riêng là ngành phát sinh ra khối lượng chất thải rất lớn Chất thải của quá trình chăn nuôi là nguồn gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường nước, không khí Xử lý nguồn chất thải này sẽ góp phần rất lớn vào việc phát triển bền vững ngành chăn nuôi

5.1 Phương pháp cơ học

Thành phần chất thải rắn trong chăn nuôi chủ yếu là phân, thức ăn thừa và các loại

vi sinh vật gây bệnh Do đó việc tách chất thải rắn không tan ra hỗn hợp chất thải rồi ủ phân vi sinh có thể áp dụng các phương pháp: Thu gom tách thủ công (thu trước khi vệ sinh chuồng, vớt từ bể thu gom ) hoặc tách bằng máy (máy ép trục vít, máy ép băng tải, máy ly tâm )

Đối với việc tách chất thải rắn không tan ra hỗn hợp chất thải chăn nuôi bằng thiết

bị như máy ép trục vít, máy ép băng tải, máy ly tâm ở Việt Nam chưa ứng dụng vào qui trình cho xử lý chất thải chăn nuôi Do đó việc áp dụng phương pháp này vào nhằm để hoàn thiện cho qui trình xử lý chất thải chăn nuôi là điều thiết để ứng dụng tiếp thu được công nghệ tiên tiến về phương pháp tách chất không hòa tan bằng thiết bị cơ học trong dòng chất thải chăn nuôi của Canada Chúng tôi đã trao đổi với các chuyên gia về môi trường của phía Canada và cùng thống nhất ứng dụng máy ép trục vít là phù hợp nhất vì thiết bị này có nhiều ưu điểm

- Có thể ép ra chất rắn có độ ẩm theo yêu cấu (độ ẩm chất rắn ra 50-90 %)

Các quá trình hóa lý thường được áp dụng rất hạn chế Lý do là vì các quá trình hóa

lý thường có công suất xử lý hay quy mô hệ thống xử lý nhỏ, cũng có nhiều khó khăn khi vận hành và duy trì hệ thống và trên hết đó là chi phí vận hành cao

5.3 Phương pháp sinh học

5.3.1 Phương pháp sinh học kỵ khí

Quá trình phân hủy kị khí gồm môt chuỗi các giai đoạn sinh học phức tạp nhưng được liên kết đồng bộ và chặt chẽ với nhau đễ biến đổi hợp chất hữu cơ ban đầu thành khí sinh học Nếu có một yếu tố bất lợi đối với bất kì một giai đoạn nào đều

có thể gây ra sự cố và kìm hãm cả quá trình phân hủy này (biogas, Bể UASB, ), chủ yếu loại được 60-90 % COD, 60-80 %BOD, 50-90 % SS và phần lớn các loại

vi sinh vật gây bệnh Phản ứng tổng quát của quá trình có thể được viết:

Một số hạn chế của phương pháp kỵ khí như sau:

- Thời gian lưu nước dài (biogas hơn 30-40 ngày, UASB 1-5 ngày)

- Dễ gây tắc bể, nếu không vệ sinh định kỳ

Việc ứng dụng phương pháp sinh học kỵ khí để xử lý chất thải chăn nuôi heo là một giải pháp phù hợp và hiệu quả Trong quá trình sinh học kỵ khí có sự tham gia của các nhóm vi khuẩn phân hủy các hợp chất cao phân tử như protein, lipit… để tạo thành các hợp chất có phân tử lượng nhỏ hơn và cuối cùng là hình thành khí mêtan và cacbonic Tuy nhiên, quá trình này làm cho nước thải sau xử lý có một lượng rất lớn ammonium

5.3.2 Phương pháp sinh học hiếu khí

Quá trình sinh học hiếu khí (aerotank), bể chứa có hệ ống dẫn, đĩa phân phối khí và

có hoặc không giá thể Ô xy được đưa vào bể theo chiều đi từ đáy bể đi lên nhờ máy thổi (nén) khí hoạt động 24/24giờ Các vi khuẩn xử lý sinh học hiếu khí được

bổ xung vào bể chứa nước thải, thiết bị sục khí tăng lượng ô xy giúp hệ vi sinh hoạt động mạnh, sử dụng các chất hữu cơ trong nước thải (chất thải, amoniac ) như là chất dinh dưỡng để chúng tăng sinh chính là cơ chế xử lý nước thải theo nguyên tắc sinh học Nước thải sau khi qua công đoạn xử lý lọc sinh học hiếu khí, đã giảm tới 75-85% nồng độ COD, BOD

Một số hạn chế của phương pháp hiếu khí như sau:

- Tiêu tốn năng lượng,

- Chi phí đầu tư và chi phí vận hành cao

- Sinh khối, sinh ra rất nhiều

5.3.3 Phương pháp nitrat hóa - khử nitrat (thiếu khí)

Nước thải chăn nuôi sau bể xử lý kỵ khí có chứa một lượng lớn ammonium chưa qua xử lý nếu xả thải ra các nguồn nước tiếp nhận sẽ gây tác động xấu đến môi trường nước:

- Ammonium có độc tính nên có thể gây chết các loài thủy sinh

- Ammonium sẽ dẫn đến làm cạn kiệt nguồn ôxy hòa tan (DO), ảnh hưởng đến các hoạt động sống của các loài thủy sinh vật

- Ammonium trong môi trường nước có thể kích thích sự phát triển tảo gây ra hiện

tượng phú dưỡng, phá vỡ chuỗi thức ăn ổn định của các hệ sinh thái thủy vực, gây

ô nhiễm nước (tạo ra mùi tanh) và làm bồi cạn các thủy vực

* Quá trình nitrat hóa và khử nitrat Quá trình nitrat hóa có thể xảy ra nếu như

nitơ tồn tại dưới dạng nitơ của muối ammonium Quá trình nitrat hóa được thực hiện với sự tham gia của các vi khuẩn nitrat hóa Hiện nay, vi khuẩn nitrat hóa có rất nhiều tên gọi dựa từ nguồn cacbon và năng lượng tiêu thụ

Quá trình nitrat hóa: là sự chuyển hóa ammonium thành nitrat bởi hoạt động của vi

sinh vật Quá trình này được thực hiện bởi 2 loại vi sinh vật:

- Chuyển hoá ammonium thành nitrit: Nitrosomonas (N europasa, N oligocar

bogenes) ôxy hóa ammonium thành nitrit thông qua hydroxylamin (NH2OH) Một

số vi sinh vật khác tham gia ôxy hóa ammonium là Nitrosococcus, Nitrosocystis,

Hai giai đoạn nitrat hóa và khử nitrat xảy ra với hai điều kiện ngược nhau: hiếu khí – thiếu khí, tự dưỡng – dị dưỡng Do vậy, hai giai đoạn phải tiến hành trong các bể phản ứng riêng biệt và sự vận hành, kiểm soát quá trình của hệ thống xử lý nitơ trở nên phức tạp Trong khi ở giai đoạn nitrat hóa cần duy trì DO tối thiểu là 2 mg/lít thì ở giai đoạn khử nitrat phải khống chế DO dưới 0,5 mg/lít [6]

* Quá trình nitrit hóa và Anammox

Trong các công trình xử lý nước thải, các vi sinh vật hiếu khí và kỵ khí đóng một vai trò quan trọng trong việc chọn công nghệ và thiết bị xử lý Theo quan điểm từ trước đến nay, chúng phải được cho vào hai môi trường khác nhau ở hai thiết bị phản ứng khác nhau để thực hiện tốt vai trò của chúng [1] Nhưng gần đây, các nhà công nghệ sinh học môi trường đã “ghép đôi” thành công hai loại vi khuẩn hiếu khí

- kỵ khí và điều này là một bước đột phá quan trọng có ý nghĩa rất lớn đến sự phát triển của ngành công nghệ sinh học nói chung và kỹ thuật môi trường nói riêng [1]

Để kết hợp quá trình nitrit hóa/Anammox, có hai cách thực hiện [7] Cách thứ nhất

là sử dụng hai thiết bị nối tiếp nhau trong đó thiết bị phản ứng đầu tiên là nơi diễn

ra quá trình nitrit hóa và thiết bị thứ hai là thực hiện quá trình Anammox Cách này được gọi là quá trình kết hợp nitrit hóa/Anammox hai bậc Với cấu hình hệ thống

xử lý như thế này, có thể kiểm soát độc lập hai quá trình sinh học xảy ra trong hai thiết bị phản ứng đó Nhưng cách này cần phải có diện tích mặt bằng lớn hơn Cách thứ hai là áp dụng hệ thống chỉ duy nhất một thiết bị phản ứng trong đó hai quá trình nitrit hóa và quá trình Anammox cùng hiện hữu Ưu điểm của cách này vừa tiết kiệm được năng lượng sục khí, vừa ít tốn mặt bằng Nhưng vấn đề của cách này

là khó kiểm soát các thông số điều kiện vận hành để đảm bảo điều kiện hoạt động tối ưu cho cả hai quá trình

- Quá trình kết hợp nitrit hóa/Anammox là một quá trình gồm 2 bước do hai nhóm

vi khuẩn khác nhau thực hiện Bước thứ nhất ammonium được oxy hóa một phần thành nitrit với oxy là chất nhận điện tử Tiếp theo, nitrit với vai trò là chất nhận điện tử sẽ phản ứng với lượng ammonium còn lại để tạo thành khí nitơ Bước thứ

hai là quá trình tự dưỡng kỵ khí do vi khuẩn anammox thực hiện Kết hợp hai quá

trình này gọi là quá trình nitrit hóa/Anammox, được mô tả bởi các phương trình phản ứng dưới đây [8]

Quá trình kết hợp nitrit hóa/Anammox

(3)

Dựa vào các phương trình trên, ta có những nhận xét sau:

để oxy hóa hoàn toàn ammonium, thì lượng này chỉ bằng 43%

- Nếu độ kiềm thấp trong quá trình anammox, khi đó pH có xu hướng tăng lên do

-chuyển thành cacbon dioxit CO2 và trong quá trình Anammox do ammonium và

- Lượng bùn sinh ra thấp trong cả hai quá trình nitrit hóa (0,024 x 113/2,34x14) =

Quá trình nitrit hóa/Anammox được nhiều nhóm trên thế giới nghiên cứu và do đó, cũng có nhiều tên gọi khác nhau, tuy nhiên về bản chất đều sử dụng 2 nhóm vi

khuẩn Nitrosomonas và Anammox: Aerobic/Anoxic Deammonification ở đại học

Hanover (Đức), Oland ở đại học Ghent (Bỉ), Canon ở đại học Delft (Hà Lan) [7],

Snap ở đại học Kumamoto (Nhật), Demon ở đại học Innsbruck (Áo)

- Quá trình CANON và OLAND

+ CANON là tên viết tắt của quá trình loại nitơ tự dưỡng qua nitrit (Completely Autotrophic Nitrogen removal Over Nitrite) Đầu tiên, bể phản ứng kiểu SBR được

nạp bùn Anammox và vận hành ở điều kiện kỵ khí với nước thải tổng hợp chứa cả

ammonium và nitrit Sau đó, oxy được cung cấp ở nồng độ giới hạn để phát triển các vi khuẩn chứa nitrit hóa với nước thải tổng hợp chỉ chứa ammonium và không chứa nitrit Kết quả là khoảng 85% nitơ ammonium được chuyển hóa thành khí nitơ

và 15% còn lại thành nitrat Ở nồng độ oxy giới hạn, AOB có ái lực với oxy cao hơn NOB nên có ưu thế hơn, vi khuẩn Anammox có ái lực với nitrit cao hơn NOB

nên có ưu thế hơn [11] Quá trình CANON có thể hoạt động tới tải trọng 1,5

+ OLAND (Oxygen-Limited Autotrophic Nitrification Denitrfication) cũng là một

hệ thống xử lý nitơ hoàn toàn tự dưỡng, trong điều kiện giới hạn oxy Ban đầu, OLAND được phát triển trên hệ thống SBR (dung tích 4 lít), theo một con đường

gần như ngược lại với CANON Bùn nitrat hóa hoạt tính (giàu AOB và NOB) được

cấy vào bể SBR vận hành ở điều kiện giới hạn oxy và nạp nước thải tổng hợp chứa

xuất hiện và tăng dần tải trọng Sau đó, thí nghiệm trên hệ thống OLAND với thiết

bị phản ứng kiểu đĩa quay sinh học (RBC, đĩa PVC, dung tích 44 lít) đã đạt được

- Quá trình SHARON-Anammox

SHARON là từ viết tắt của Single reactor system for High activity Ammonia

Removal Over Nitrite) Dựa vào đặc điểm là ở nhiệt độ cao (trên 250C), các vi

khuẩn oxy hóa ammonium (AOB) sẽ sinh trưởng nhanh hơn các vi khuẩn oxy hóa nitrit (NOB) Nguyên tắc của hệ thống SHARON là chọn thời gian lưu bùn (SRT)

đủ và vận hành ở nhiệt độ cao để cho NOB bị rửa trôi khỏi bể phản ứng và quá

trình oxy hóa ammonium chỉ dừng ở nitrit [15] SHARON đã được sử dụng chỉ với chức năng nitrit hóa để kết hợp với Anammox thành một quá trình xử lý hai giai đoạn So với hệ thống nitrit hóa - khử nitrat truyền thống, quá trình SHARON - Anammox tiết kiệm 50% nhu cầu oxy và 100% nguồn cacbon hữu cơ [01]

- Quá trình SNAP

SNAP (Single-stage Nitrogen removal using Anammox and Partial nitritation) cũng

là quá trình xử lý nitơ trên cơ sở kết hợp nitrit hóa bán phần và Anammox trong một bể phản ứng, SNAP sử dụng vật liệu sợi tổng hợp acrylic làm vật liệu bám cho

vi khuẩn AOB và Anammox Kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm với bể

phản ứng 5 lít và trên nước thải tổng hợp cho thấy SNAP có thể đạt hiệu suất loại

SNAP có ưu thế trong việc xây dựng và áp dụng thực tế [2] (phụ lục 1, hình 1.8)

- Quá trình DEMON (phụ lục 1, hình 1.9)

DEMON (DEamMONification) là quá trình hoạt động theo hệ thống SBR được kiểm soát theo 3 cơ chế kiểm soát thời gian, pH và DO Bể SBR hoạt động 8 giờ mỗi mẻ gồm pha làm đầy/phản ứng, lắng và xả, trong đó có 6 giờ phản ứng và nước thải được cấp vào liên tục, cả 2 quá trình nitrat hóa bán phần và Anammox đều hoạt động DO cố định 0,3 mg/L nhằm ngăn ngừa sự tích lũy nitrit và ngăn

pH sẽ làm cho hệ thống ngừng thổi khí, và kiềm sẽ được đưa vào để tăng pH lên, quá trình thổi khí lại bắt đầu [16][17] Dao động pH trong quá trình này rất thấp, từ

5.3.4 Phương pháp hệ thực vật thủy sinh

Ngoài khả năng hấp thu hợp chất nitơ của thực vật thủy sinh trong các ao hồ là loại nổi trên mặt nước như: bèo hoa dâu, bèo tấm, rau muống, lục bình và các loại tảo… Một số rong rêu có rễ bám trong bùn, thân lá nằm trong nước Trong một số vùng nước nông hoặc ven bờ gồm có lau, sậy, sú vẹt… Là những nhóm thực vật có thể dùng trong xử lý nước thải Tác dụng xử lý nitơ và photpho ở hệ thực vật này là hấp thu, đồng thời có sự tương tác lẫn nhau của hệ vi sinh vật trong môi trường Sử

dụng hệ thực vật thuỷ sinh để xử lý nước thải là kỹ thuật xử lý có giá thành thấp, nhưng cần diện tích tương đối lớn chỉ thích hợp cho những vùng có nông thôn [3]

5.3.5 Phương pháp đồng hóa

Do nitơ là một chất dinh dưỡng nên các vi sinh vật có mặt trong các hệ thống xử lý

sẽ đồng hóa ammonium và chuyển hóa chúng thành sinh khối tế bào Thành phần

tế bào vi khuẩn ước tính chiếm khoảng 50% protein và hàm lượng nitơ trong protein khoảng 16% Do đó để tổng hợp 1g sinh khối vi khuẩn cần khoảng 0.08g ammonium [4]

6 PHƯƠNG PHÁP Ủ CHẤT THẢI RẮN THÀNH PHÂN VI SINH HỮU CƠ 6.1 Khái niệm

Ủ phân hữu cơ vi sinh quá trình oxy hoá sinh học toả nhiệt, trong đó vật liệu hữu cơ

bị phân hủy bởi hỗn hợp các quần thể vi sinh vật trong môi trường ẩm, thiếu khí và hiếu khí Trong quá trình này các vật liệu hữu cơ phân huỷ được sẽ chịu sự biến đổi hoá học và vật lý học để trở thành mùn, một loại sản phẩm gọi là phân hữu cơ vi sinh ổn định Sự phân hủy của chất thải trong suốt quá trình ủ diễn ra theo 3 pha

(Pha ưa nhiệt ôn hòa; Pha ưa nhiệt; Pha làm mát và chín),(phụ lục 1, hình 1.6)

Phân hữu cơ vi sinh phải đảm bảo các điều kiện như: chất hữu cơ ổn định, không mang mầm bệnh, cỏ dại và nhiễm bẩn khác, có hại cho đất và cây trồng

Chất lượng của phân hữu cơ vi sinh phụ thuộc nhiều vào: thành phần và tính chất của nguyên liệu ủ, phương pháp ủ phân hữu cơ vi sinh, kỹ thuật ủ Ngoài ra, thời gian ủ cũng rất quan trọng Chất lượng của phân hữu cơ vi sinh được đánh giá dựa trên các yếu tố như sau:

- Mức độ lẫn tạp chất (thủy tinh, plastic, đá, thuốc bảo vệ thực vật, v.v.)

- Nồng độ các chất dinh dưỡng: đa lượng (N, P, K), trung lượng (Ca, Mg và S), vi lượng (Fe, Zn, Cu, Mn, Mo, Co, Bo, v.v.)

- Mật độ vi sinh vật gây bệnh (thấp ở mức không ảnh hưởng tới cây trồng)

- Độ ổn định (độ chín, hoai) và hàm lượng chất hữu cơ

- Mật độ vi sinh vật có lợi cho cây trồng

6.2 Vi sinh vật tham gia quá trình ủ phân hữu cơ vi sinh

Ủ chất thải là quá trình hoạt động của một tập thể gồm nhiều nhóm vi sinh vật, mỗi nhóm trong đó thích hợp cho điều kiện môi trường tồn tại với thời gian khá hạn chế

Các nhóm vi sinh vật này luân phiên nhau thực hiện chức năng của mình – khoáng hoá vật liệu hữu cơ

Có rất nhiều loài: khoảng 2.000 loại vi khuẩn, ít nhất 50 loại nấm Trong một ngày

ẩm, kích thước rất nhỏ (1 – 8 µm) nên chỉ chiếm ½ tổng khối lượng vi sinh vật mà thôi Có một số loài hình thành bào tử chịu đựng khá với nhiệt độ và khô hạn Xạ khuẩn phát triển chậm hơn nhiều so với vi khuẩn và nấm do độ cạnh tranh rất kém

ở giai đoạn ủ đầu tiên, nhưng cũng sẽ chiếm ưu thế vào cuối giai đoạn ủ và khi đó

sẽ nhìn thấy màu trắng hoặc xám đặc trưng (cào xem lớp dưới) ở độ sâu 10 cm

nấm sẽ không hoạt động

Ở giai đoạn đầu, vi khuẩn ưa nhiệt hiếu khí chiếm ưu thế Ở giai đoạn sau, số lượng

vi khuẩn giảm và số lượng xạ khuẩn tăng

6.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ phân hữu cơ vi sinh

- Nhiệt độ: Đối với phương pháp ủ hiếu khí thì nhiệt độ là yếu tố đặc trưng và quan

trọng Thông thường sau một hai ngày đầu nhiệt độ của khối ủ có thể tăng lên đến

nhiệt độ giảm xuống bằng với nhiệt độ môi trường xung quanh

như: Salmonella, Escherichia coli, Shigella sp., v.v Nhiệt độ cao không những diệt

các loài vi sinh vật gây bệnh và trứng giun sán trong đống ủ mà còn giúp hoạt động phân giải chất hữu cơ nhanh hơn [20], nhiệt độ cũng được xem là thông số quan trọng để đánh giá độ chín của compost [21]

- Độ ẩm và sự thoáng khí: Quá trình ủ chất thải hữu cơ tự nhiên thì độ ẩm của

khối ủ có vai trò quan trọng Để duy trì hoạt động, các VSV cần nước và không khí

tự do từ bên ngoài đống ủ Khối ủ mà có độ ẩm quá cao (>90 %) thì sự thông khí không được đảm bảo Trái lại, khi độ ẩm quá thấp (<30 %) thì sự phân huỷ chất hữu cơ xảy ra chậm do thiếu nước

Các nguyên liệu thường có độ hút ẩm khác nhau, do đó cần phối trộn các nguyên liệu ủ sau cho có độ ẩm thích hợp cho quá trình ủ là từ (50-70) %

- Giá trị pH: Vi sinh vật cần một khoảng pH tối ưu để hoạt động pH tối ưu cho

quá trình ủ phân hữu cơ vi sinh dao động từ 6,5 đến 8,0 Tùy thuộc vào thành phần, tính chất của chất thải, pH sẽ thay đổi trong quá trình ủ phân hữu cơ vi sinh

- Độ xốp: Độ xốp là một yếu tố quan trọng trong quá trình ủ phân hữu cơ vi sinh

Độ xốp tối ưu sẽ thay đổi tùy theo loại nguyên liệu ủ Độ xốp tối ưu trong khoảng

32 – 36% Độ xốp thấp sẽ hạn chế sự vận chuyển oxy, dẫn tới hạn chế giải phóng nhiệt và làm tăng nhiệt độ trong đống ủ

- Kích thước hạt: Kích thước hạt ảnh hưởng lớn tới tốc độ phân hủy Kích thước

hạt tối ưu cho quá trình ủ phân hữu cơ vi sinh có đường kính từ 3 đến 50 mm

- Tỷ lệ C/N: Một nhân tố môi trường quan trọng có tác dụng đến quá trình ủ đó là

tỷ lệ C/N của nguyên liệu Tỷ lệ C/N tối ưu dao động từ 25-35, một số trường hợp C/N có thể quá 40

- Vi sinh vật: Sản xuất phân hữu cơ vi sinh là một quá trình phức tạp trong đó có

sự tham gia của nhiều nhóm VSV khác nhau gồm: nấm, xạ khuẩn, vi khuẩn, protozoa và tảo Vi sinh vật trội hơn các nhóm vi sinh vật khác, chúng luân phiên

nhau xuất hiện để thực hiện chức năng của mình – phân giải chất hữu cơ [22]

Vi khuẩn: có mặt hầu hết trong các giai đoạn sản xuất phân hữu cơ vi sinh, hầu hết hoạt động của vi sinh trong quá trình ủ phân hữu cơ vi sinh có đến 80 – 90% là do

vi khuẩn Bao gồm: Streptococus sp., Vibrio sp., Bacillus sp

Xạ khuẩn: thường xuất hiện vào khoảng ngày thứ 5 – 7 trong quá trình ủ, bao gồm:

Micromonospora, Streptomyces, Actinomyces

sau: Aspergillus, Penicillin, Fusarium, Trichoderma và Chaetomonium

Vi sinh vật gây bệnh là một trong những yêu cầu sản xuất phân hữu cơ vi sinh cần phải hạn chế đến mức tối đa có trong sản phẩm Do đó sản phẩm sản xuất ra phải kiểm tra các VSV gây bệnh cho người cho cây trồng

6.4 Một số ứng dụng của phân hữu cơ sinh học

- Đối với sản xuất nông nghiệp

Bón phân hữu cơ vi sinh cho cây trồng sẽ ổn định năng suất, tăng chất lượng sản phẩm, đảm bảo sức khỏe người sử dụng và cộng đồng Việc thêm phân hữu cơ vi sinh vào đất đã cho thấy kháng một số bệnh thực vật bởi tuyến trùng và được xem

là một sản phẩm giàu hệ vi sinh vật cho đất trồng và còn có tác dụng kháng lại các loại vi sinh vật gây hại

- Lợi ích và sự cần thiết của phân hữu cơ vi sinh

Cải thiện cơ cấu đất; quân bình độ pH trong đất; tạo sự màu mỡ trong đất; duy trì

độ ẩm cho đất; tạo môi trường tốt cho các vi khuẩn có lợi cho đất sinh sống; trung hòa độc tố trong đất; thông khí Ngoài những lợi ích trên, phân hữu cơ vi sinh còn được sử dụng làm cơ chất trồng nấm ở quy mô công nghiệp

- Sử dụng phân hữu cơ vi sinh trong xử lý môi trường

Trong xử lý nước thải: đối với ngành nuôi trồng thuỷ sản, đặc biệt các vùng nuôi

tôm công nghiệp, phân hữu cơ vi sinh được coi là giá thể tốt dùng để làm sạch nước, cân bằng độ pH cho tầng đáy ao

Trong xử lý khí thải: Trên thế giới việc sử dụng phân hữu cơ vi sinh như giá thể tốt

nhất để xử lý ô nhiễm không khí Thông thường phân hữu cơ vi sinh được làm ẩm thích hợp, hiệu chỉnh pH và cố định thêm một số các nhóm vi sinh vật có khả năng oxy hoá các hợp chất chứa nitơ và lưu huỳnh vào cột xử lý

CHƯƠNG II HIỆN TRẠNG VỀ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI HEO

KHU VỰC MIỀN ĐÔNG NAM BỘ

1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ

Miền Đông Nam Bộ (MĐNB) là vùng kinh tế trọng điểm phía Nam gồm có 6 tỉnh thành: Bà Rịa-Vũng Tàu; Bình Dương; Bình Phước; Đồng Nai; Tây Ninh và thành phố Hồ Chí Minh Khu vực Đông Nam Bộ có các sông lớn như hệ thống sông Đồng Nai, sông Sài Gòn, sông Thị Vải là nguồn cung cấp nước sinh hoạt cho khoảng 15 triệu dân trong khu vực

Theo số liệu thống kê tại thời điểm 4/2010, cả nước có 27,3 triệu con heo, tăng 3,06% so với cùng kỳ năm 2009 Trong đó MĐNB 2,5 triệu con, chiếm 9,3%; trong

đó Tỉnh Đồng Nai số đầu heo lớn trên 1 triệu con

Trong những năm qua, phương thức chăn nuôi trang trại đã mang lại hiệu quả đáng

kể, tạo điều kiện cho việc áp dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật trong lĩnh vực chăn nuôi, nhất là xử lý dịch bệnh và giải quyết ô nhiễm môi trường

Hiện nay loại hình này có xu hướng ngày càng phát triển, trong đó chăn nuôi heo chiếm tỷ lệ lớn nhất Chăn nuôi trang trại ở Việt Nam cũng đang bộc lộ một số tồn tại, hạn chế cần khắc phục như: đa số quy mô trang trại chăn nuôi còn nhỏ; thiếu sự quy hoạch tổng thể và lâu dài của các địa phương dẫn đến các trang trại phát triển manh mún, thiếu sự đầu tư, thậm chí gây ô nhiễm môi trường

Đối với chăn nuôi, chất thải gây ô nhiễm môi trường có ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe con người, làm giảm sức đề kháng vật nuôi, tăng tỷ lệ mắc bệnh, năng suất bị giảm, tăng các chi phí phòng trị bệnh, hiệu quả kinh tế của chăn nuôi không cao Sức đề kháng của gia súc, gia cầm giảm sút sẽ là nguy cơ gây nên bùng phát dịch bệnh Vì vậy, WHO [2005] khuyến cáo phải có các giải pháp tăng cường việc làm trong sạch môi trường chăn nuôi, kiểm soát, xử lý chất thải, giữ vững được an toàn sinh học, tăng cường sức khỏe các đàn giống Chất thải chăn nuôi gây ô nhiễm môi trường do vi sinh vật (các mầm bệnh truyền nhiễm) là đặc biệt nguy hiểm, vì nó sẽ làm phát sinh các loại dịch bệnh như ỉa chảy, lở mồm long móng, tai xanh,…[2]

Khu vực Miền Đông Nam Bộ, các cơ sở và trang trại chăn nuôi công nghiệp phần lớn nằm trong vùng phát triển đô thị, khu dân cư và khu công nghiệp, đang dần bộc

lộ rõ các nhược điểm về mặt bằng, không đảm bảo vệ sinh theo quy định của pháp lệnh thú y và đặc biệt là không có điều kiện xử lý nước thải trước khi xả thải vào