Vệ sinh môi trường trong chăn nuôi

Ví dụ: cánh đồng, gồm gió, nước, t0, ẩm độ, lúa, côn trùng, vi sinh vật … Hoặc vùng sinh thái nhiệt đới, ôn đới, sa mạc…  Đặc tính của hệ sinh thái: - Mỗi thành phần sẽ tác động lên thà

CHUONG 1

MỘT SỐ KHÁI NIỆM VỀ SINH THÁI TRONG CHĂN NUÔI

1.1 Định nghĩa sinh thái học

Sinh thái học là một khoa học nghiên cứu tất cả mối quan hệ giữa sinh vật vớimôi trường xung quanh

Sinh thái học là một khoa học về mối quan hệ qua lại giữa sinh vật với môi sinhcủa chúng

Trong mỗi hệ sinh thái có các thành phần sau:

- Các chất vô cơ: C, N, H2O, CO2 tham gia vào chu trình vật chất

- Các chất hữu cơ: protid, glucid, lipid, chất mùn….liên kết các phân tửhữu sinh và vô sinh

- Chế độ khí hậu: ánh sáng, nhiệt độ, ẩm độ…

- Sinh vật sản xuất: là các sinh vật tự dưỡng, chủ yếu là cây xanh

- Sinh vật tiêu thụ: dị dưỡng, chủ yếu là động vật

- Sinh vật phan hủy: hoại sinh, dị dưỡng, chủ yếu là vi khuẩn và nấm

Ba nhóm đầu là thành phần vô sinh, thuộc về môi trường và tạo thành sinh cảnh,

ba nhóm sau là thành phần sinh vật, tạo thành quần lạc sinh vật Tất cả tạo thànhmột thể thống nhất, một đơn vị chức năng gọi là hệ sinh thái

→ Hệ sinh thái là hệ thống của sinh vật và môi trường trong đó diễn ra các quátrình trao đổi năng lượng và vật chất giữa sinh vật và sinh vật, giữa sinh vật vàmôi trường

Hệ sinh thái có thể rất nhỏ hoặc rất lớn Ví dụ: cánh đồng, gồm gió, nước, t0, ẩm

độ, lúa, côn trùng, vi sinh vật …

Hoặc vùng sinh thái nhiệt đới, ôn đới, sa mạc…

 Đặc tính của hệ sinh thái:

- Mỗi thành phần sẽ tác động lên thành phần khác.VD: bò ăn cỏ, thợ săn ba82tđộng vật khác để ăn ,

- Trong một hệ sinh thái, các động vật và thực vật đều có tính cạnh tranh nhau

về nguồn tài nguyên sẳn có VD: bò có thể cạnh tranh về nước

Cây to và cây nhỏ cạnh tranh nhau về ánh sáng, dưỡng chất…

Người và gia súc cạnh tranh nhau về thức ăn và đất đai

- Trong sự cạnh tranh đó, động vật sống có thể làm thay đổi môi trường sống và

có thể làm phát sinh ra một số thành phần mới

VD: Người miền núi do nhu cầu thực phẩm phá rừng làm thay đổi môi trường,làm lượng hơi nước bốc đi → môi trường nóng lên Đất bị xói mòn làm độ phìnhiêu giảm, ẩm độ giảm làm một số cây cỏ chết đi → làm thay đổi quần thể →ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường

- Trong một thời gian nhất định nó có sự ổn định (vd: nhìn một cánh đồng, một

ao cá trong một thời gian nhất định nó có sự ổn định bên trong)

- Phân tích sự ổn định đó thấy có những loài chiếm ưu thế do nó sử dụng tốt hơncác nguồn tài nguyên sẳn có trong hệ sinh thái đó và sự sinh trưởng thích hợpvới môi trường xung quanh

Ta có thể chia hệ sinh thái trái đất ra:

+ Hệ sinh thái tự nhiên: rừng, núi, sông hồ, biển, đồng cỏ tự nhiên

+ Hệ sinh thái đô thị: bao gồm các thành phố lớn, khu công nghiệp.

+ Hệ sinh thái nông nghiêp: là các vùng sản xuất nông nghiêp hoặc các cơ

sở sản xuất nông nghiêp như nông trường, hợp tác xã nông nghiệp, nông trại Đó

là hệ sinh thái nhân tạo do con người làm ra, tức là chịu sự chi phối mọi mặt bởicon người

Ngày nay con người cũng can thiệp vào hệ sinh thái tự nhiên như bónphân hóa học, tưới nước, thả con giống, sử dụng hóa chất diệt dịch….để làmtăng năng suất của chúng

Hệ sinh thái nông nghiêp chiếm 1/3 diện tích trái đất Vd: đồng ruộng,vườn cây lâu năm, rừng nông nghiệp (cao su), đồng cỏ chăn nuôi, trại chăn nuôi,

VD: nông dân cày ruông có thể làm chết một số cây cỏ và đồng thời làm giatăng sinh vật khác: trồng lúa: ( nghĩa là l;àm thay đổi thành phần của quần thểsống)

Người chăn nuôi nhập những giống gia súc mới làm thay đổi giống cũ, cung cấpnhững lợi ích tốt hơn giống địa phương

Người nông dân không thể hoạt động tách rời khỏi quần thể sống mà chịu sự tácđộng của những tiến trình tự nhiên VD: người sơn cước phá rứng làm rẫy nghĩa

là họ làm quần thể sống thay đổi ( quần thể này đang có sự ổn định về tác động

tự nhiên

→ Tóm lại, con người muốn hoạt động làm lợi từ môi trường ngoài thì phải chú

ý đến lực tác động tự nhiên để giữ cho quấn thể sống ổn định

1.4 Cân bằng sinh thái

1.4.1 Trong một quần thể sống ổn định có sự cân bằng giữa quá trình tăngtrưởng và quá trình phân hủy Đó là sự cân bằng về sinh thái

- Quá trình tăng trưởng: sinh sản, tăng trưởng, chết đi

- Quá trình phân hủy: vi sinh vật phân hủy vật chất từ các vi sinh vật (xácchết, chất thải…)

Cả hai quá trình này đều có tính cách sống động và liên tục nên ta gọi là cânbằng sinh thái có tính cách sống động

1.4.2 Trong hệ sinh thái cân bằng nếu đưa vào một loài mới → làm mất sự cânbằng

VD: nếu đưa vào hệ sinh thái một giống gà (heo) mới phải để ý đến nhu cầuchuồng trại, thức ăn, chú ý đến chất thải ảnh hưởng đến môi trường

1.4.3 Một hệ sinh thái với một lượng lớn các loài động vật và thực vật thường ổnđịnh hơn và có khả năng duy trì một sự cân bằng lớn hơn so với hệ sinh thái có

ít loài động vật và thực vật VD: đồng cỏ có nhiều loại cỏ khác nhau, nếu bò ănhết loài này sẽ ăn loài cỏ khác, loài củ sẽ phục hồi lại nên khả năng duy trì cânbằng sinh thái và khả năng ổn định lớn hơn

1.5 Mạng cuộc sống

Những động vật và thực vật sống trong hệ sinh thái chịu tác động bởi những quytrình biến đổi dưỡng chất trong nước, đất và có thể hấp thu ánh sáng mặt trời đểtổng hợp thành những chất sống của nó mà ta gọi là sinh khối

Thực vật sử dụng được nguyên liệu cung cấp từ thành phần chết như nhữngnguyên tố: N, P, K, C, khoáng… Và dùng năng lượng mặt trời qua quá trìnhquang hợp biến CO2 + H2O → đường, sau đó thực vật dùng đường tạo nên tinhbột, béo, đạm và các hợp chất hữu cơ khác, thực vật được gọi là nhà sản xuấtthức ăn

Động vật phải ăn thực vật và động vật khác nên nó là nhà tiêu thụ

Sinh vật phân hủy có nhiệm vụ phân hủy chất hữu cơ từ xác động vật và thựcvật trả lại cho môi trường

Ba nhóm sinh vật trên tạo thành chuỗi thức ăn hay chuỗi dinh dưỡng

- Chuỗi thức ăn: là sự vận động dưỡng chất từ thực vật → động vật ăn thựcvật → động vật ăn thịt → sinh vật phân hủy

VD: nitrogen được cây cỏ tổng hợp thành đạm cây, động vật ăn thực vật vàophân hủy đạm này thành đạm động vật, động vật ăn thịt tạo đạm cho cơ thể → bị

vi sinh vật phân hủy → trả dưỡng chất cho đất (môi trường): là sự vận động củachuỗi thức ăn

- Mạng thức ăn: các chuổi thức ăn trong hệ sinh thái thường đan xen liên kếtnhau một cách chặt chẽ, tạo thành mạng lưới thức ăn Trong môi trường, mỗisinh vật thường ăn các loại thức ăn khác nhau, đến phiên chúng lại làm thức ăncho các nhóm sinh vật khác, chính vì thế mạng lưới thực ăn trong môi trường rấtphức tạp và góp phần tạo sự ổn định của hệ sinh thái

- Kim tự tháp thức ăn

1.6 Tính đa đạng sinh học

ĐV

ĐV ăn TV TV

Môi trường tự nhiên gốm một mạng lưới phức tạp với nhiều loài sinh vật khácnhau cùng sống ổn định trong vùng sinh thái → vùng có tính đa dạng sinh học.Tuy nhiên, trong nông nghiệp nếu phát triển một loài sinh vật nào đó nghĩa làgiảm tính đa dạng sinh học VD: quảng canh một loại hoa màu hay tròng lúa,chăn nuôi một loại gia súc với số lượng lớn và sử dụng diện tích đất rộng → làmgiảm tính đa dạng về sinh học.

1.7 Khả năng cưu mang

Là số động vật mà một diện tích sẳn có có thể nuôi dưỡng hàng năm

Khả năng cưu mang tùy thuộc hai yếu tố:

- Nguồn tài nguyên sẳn có: thức ăn, nước uống, nơi trú ngụ, khí hậu

- Nhu cầu của động vật: ăn, ở, hoạt động sinh sản…

 Tổ ấm: bao gồm tất cả mối liên hệ mà một động vật có được đối với môitrường xung quanh giúp nó sống và phát triển được

Gồm: + thức ăn, nước uống

+ Loại môi trường sinh sống ( ở cạn, nước)+ Chỗ chú ngụ ban đêm (hang, cánh đồng…)+ Tập quán sinh sống

 Yếu tố giới hạn: là một thành phần của hệ sinh thái giới hạn số động vậtmột nơi có thể cưu mang

 VD: Trong môi trường có động vật cạnh tranh là yếu tố giới hạn: vịt ănlúa, người sử dụng lúa →người là yếu tố giới hạn của vịt

MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN LƯU Ý KHI PHÁT TRIỂN CHĂN NUÔI

- Những động vật cạnh tranh

Trong quần thể sống nếu muốn phát triển một loài động vật lên hoặcđưa vào quần thể một giống mới thì phải chú ý đến động vật cạnh tranh mà ưutiên là con người

- Chất lượng và số lượng thức ăn

Khi phát triển gia súc phải để ý đến số lượng thức ăn mà gia súc cần và chấtlượng thức ăn mà con người và các loại gia súc khác sử dụng để không ảnhhưởng đến sức khỏe gia súc và con người.

- Quản lí bằng sự tách rời khỏi môi trường

Trong chăn nuôi có khuynh hướng cô lập các nguồn thức ăn hoặc cô lập bảnthân con gia súc không để các thành phần, động vật nguy hiểm hay có hại có thểtiếp xúc hoặc xâm nah65p vào bản thân gia súc

Nguồn thức ăn cô lập không cho côn trùng, sâu bọ tiếp xúc hoặc những độngvật khác ăn nguồn thức ăn này (người ta dùng chất diệt côn trùng rất nguy hiểmcho môi trường vì giết côn trùng đồng thời giết thiên địch → làm mất cân bằngsinh thái và thuốc sát trùng có thể tồn trữ trong thực vật → gia súc → có thể hạicon người)

Đối với bản thân gia súc bị cô lập không cho mầm bệnh xâm nhập bằng cáchdùng kháng sinh phổ rộng (diệt thường xuyên bằng cách trộn vào thức ăn),kháng sinh kích thích tăng trọng (vì gia súc không bệnh) nhưng đồng thời diệtmất một số vi sinh vật có lợi đường ruột → làm mất cân bằng vi sinh vật Khángsinh có thể tồn tại trong cơ thể gia súc ( gan, thận, cơ) → ảnh hưởng đến sứckhỏe con người

CHƯƠNG 2 NHỮNG ĐIỂM CẦN LƯU Ý TRONG VIỆC

PHÁT TRIỂN CHĂN NUÔI LIÊN QUAN ĐẾN MÔI TRƯỜNG

2.1 Những điều cần lưu ý về môi trường trong phát triển chăn nuôi

- Xác định việc sử dụng nguồn tài nguyên có tính cạnh tranh và khả năng đadạng hóa các tài nguyên này cho chăn nuôi

- Chọn loài gia súc thích hợp với môi trường địa phương theo tập quán và đặctính sinh học của chúng

- Cố gắng duy trì sinh thái hiện có

- Đề án chăn nuôi phải có tính tổng hợp để ý mối quan hệ lẩn nhau giữa quần thểsống và môi trường

- Nên kết hợp chăn nuôi với trồng trọt và quản lý đất.

- Chú ý cải thiện đất bằng cách giảm xói mòn và tăng độ phì nhiêu của đất ( chú

ý sử dụng chất thải chăn nuôi)

- Xác định lượng tài nguyên sẳn có và nhu cầu theo mùa và các phụ thế phẩmtrồng trọt làm thế nào cho cầu không vượt quá cung

- Bảo vệ chất lượng và nguồn và nguồn cung cấp nước, có kế hoạch tái chế cácchất thải

- Nghiên cứu tiềm năng tăng trưởng của cây cỏ, sức chịu đựng thâm canh chănthả để tránh chăn thả quá mức

- Đưa các kinh nghiệm cổ truyền về quản lý môi trường vào kế hoạch phát triểnchăn nuôi

2.2 Những điều cần chú ý khi chọn điểm lập trại chăn nuôi

2.2.1 Diện tích đất

Không chỉ là diện tích lập trại chăn nuôi mà còn là diện tích cần để sử dụngphân hoặc quản lý hay xả chất thải Khi lập trại chăn nuôi phải có kế hoạch: biết

số đầu gia súc? Loại gia súc? Ăn thức ăn gì? → từ đó tính được lượng phân thải

ra và chất lượng phân → biết phải xử lý như thế nào?

Có 2 trường hợp:

- Đất nông nghiệp rộng, chất thải từ trại chăn nuôi sẽ được sử dụng cho nông trại

- Đất hẹp: phải có hợp đồng với nông trại khác gần đó để có kế hoạch sử dụngphân

Trường hợp không lấy phân bón đất thì phải có đề án sử dụng phân như hầm ủbiogas, nuôi tảo, nuôi cá, nuôi artemia…

Nếu làm thức ăn gia súc thì phải định xem nuôi loại gia súc nào?

2.2.2 Khoảng cách cần thiết về mặt môi trường

Không có con số nhất định, tùy thuộc kích cở trại chăn nuôi và thay đổi tùy điềukiện tự nhiên của vùng đó nhưng có những điều tối thiểu cần lưu ý là:

- Đối với nguồn nước ( sử dụng cho người và cho sinh hoạt)

Cách giếng nước, dòng nước: sông, ao, hồ ít nhất là 100m Chỗ ủ phân của trạichăn nuôi cách nguồn nước khoảng 45 m nhưng phải nằm dưới dốc.

- Đối với láng giềng: tùy thuộc số lượng gia súc, mật độ dân trong vùng Khuyếncáo tốt nhất là 100m ( khoảng cách từ chổ ủ phân, hoặc trại thải phân trực tiếp)

để tránh mùi, côn trùng sinh ra từ trại chăn nuôi

- Đối với vùng tiện ích công cộng (xa lộ, đường xe lửa, chợ, trường học):khoảng cách tốt nhất là 200m

- Đối với cánh đồng sử dụng phân: khoảng cách từ trại đến chổ sử dụng phânphải hợp lý (để đỡ tốn chi phí vận chuyển)

2.2.3 Hướng gió

Các nhà chứa phân, chuồng nuôi thú phải ở dưới gió khu dân cư Rãi phân trêncánh đồng lúc không có gió

2.2.4 Đất

Nên chú ý tính chất vật lý hóa học của đất

- Hóa học: nên phân tích thành phần dưỡng chất của đất và thành phần của phân

để xem phân bổ sung được gì cho đất

- Vật lý: đất cát mỏng không giữ nước, hiện tượng thẩm lậu cao để mất dưỡngchất trong đất nên cần bón nhiều Đất sét dầy, sẽ bị úng, nếu chôn xác xúc vật sẽkhông hoai → dễ gây ô nhiễm

Độ nghiên của đất: nên <10%, nếu không sẽ bị nước mưa rửa trôi dưỡng chất.2.2.5 Thực vật

Xem môi trường cần trồng thực vật gì, yêu cầu dưỡng chât ra sao để sử dụngphân hợp lý

CHƯƠNG 3 NHỮNG ĐẶC TÍNH CỦA CHẤT THẢI

3.1 Tầm quan trọng của sự hiểu biết về đặc tính chất thải

Chất thải từ các trại chăn nuôi là nguồn ô nhiễm cho môi trường sống của người

và gia súc: quá trình phân giải các hợp chất protid trong phân, nhất là điều kiệnyếm khí, sản sinh ra mùi hôi thối và lôi cuốn các loại ruồi nhặng tụ tập đến, làmmất vệ sinh Trường hợp gia súc bệnh, làm lây lan những bệnh truyền nhiễm vàgiun sán

Đặc tính chất thải gồm 2 phần: số lượng và chất lượng Hiểu biết về đặc tínhchất thải giúp ta xác định được hệ thống xử lý cho phù hợp và có hiệu quả

Nhiều trường hợp đất không thể sử dụng phân hóa học mà sử dụng phân hữu cơ( phân chuồng) để tăng độ phì nhiêu của đất, tăng chất dinh dưỡng đa lượng và

vi lương cho đất, đồng thời về lâu dài cũng làm tăng tỷ lệ mùn và tích lũy đượcnhiều nguyên tố P, K tổng số cho đất, tạo tiền đề cho đất có độ phì nhiêu caohơn

Chất thải nói chung của nông trại gồn các phần:

+ Phân và các kết hợp khác ( nước tiểu và chất lót chuồng

+ Các nguyên liệu chăn nuôi dư thừa: thức ăn dư, thức ăn mất phẩm chất

+ Xác vật chết ( gà chết < 3% được chấp nhận)

+ Hóa chất thất thoát: phân hóa học

+ Những phụ phế phâm nông nghiệp: các dư thừa sản phẩm nông nghiệp như lácây, cành cây, vỏ, hột

+ Các vật dụng đã hư hoặc quá củ như nhà cửa, vật dụng.(chúng ta chỉ nghiêncứu phân và nước tiểu)

3.2 Phân

Là những chất liệu từ trong thức ăn nước uống mà cơ thể gia súc không sử dụnghay không tiêu hóa được và thải ra ngoài cơ thể.

Phân gồm những thành phần

+ Là những dưỡng chất không tiêu hóa được hoặc những dưỡng chất thoát khỏi

sự tiêu hóa vi sinh hay các men tiêu hóa (chất xơ, protein không tiêu hóa được),axid amin thoát khỏi sự hấp thu → được thải qua nước tiểu: acid uric (ở giacầm), urea (gia súc) Các khoáng chất dư thừa cơ thể không sử dụng như P2O,K2O, CaO, MgO…phần lớn xuất hiện trong phân

+ Các chất cặn bả của dịch tiêu hóa (trypsin, pepsin )

+ Các mô tróc ra từ các niêm mạc của ống tiêu hóa và chât nhờn theo phân rangoài

+ Vật chất dính vào thức ăn, bụi, tro…

Các loại vi sinh vật bị nhiễm trong thức ăn, ruột bị tống ra ngoài

Bảng 2 Lượng phân thải trung bình của gia súc trong 24 giờ

Loại gia súc Phân nguyên (kg) Nước tiểu (kg)

+ Thay đổi theo tính chất thức ăn

Tùy thuộc cho ăn loại thức ăn gì? Nhiều xơ hay nhiều tinh bột? Vd: Bò thịt ăn

cỏ thô chủ yếu cho lượng phân nhiều hơn bò thịt ăn thức ăn đậm đặc

1 ngày bò ăn chất xơ → 70 lbs phân

1 ngày bò ăn thức ăn tinh → 60 lbs phân

+ Thay đổi theo những chất kết hợp: nước tiểu, chất lót chuồng

- Chất lượng phân (thành phần dưỡng chất)

+ Thay đổi thành phần dưỡng chất của thức ăn và nước uống Vd: bò chỉ ăn cỏcho ra phân có thành phần dưỡng chất kém hơn bò ăn cỏ có thức ăn bổ sung.+ Thay đổi theo loài gia súc: do khả năng tiêu hóa khác nhau

Bảng 3 Thành phần dưỡng chất của phân một số loài gia súc, gia cầm

+ Thay đổi theo phân có chất lót chuồng hay không:

Bảng 4 Thành phần dưỡng chất trong các loại chất thải

Dưỡng chất Phân gà thịt (lb/tấn) Phân gà đẻ (lb/tấn)

Phân tích khi phân và chất lót chuồng hoai

Bảng 5 Thành phần phân tươi nguyên chất (không có nước tiểu và chất độn)của gia súc ở nhật bản (Suzuki tassushiko, 1968)

3.3 Nước tiểu gia súc

Theo Suzuki Tatsushiko, 1968, thành phần trung bình của nước tiểu các loại giasúc nhu sau:

+ Nước tiểu heo nghèo đạm hơn các loại gia súc khác

3.4 Nước phân chuồng

Nước phân chuồng là nước từ các đóng phân chuồng chảy ra, phần lớn là nướctiểu gia súc có hòa lẫn nhiều chất hòa tan của phân đặc và có chứa thêm mộtlượng nước rửa chuồng Vì vậy nước phân chuồng rất giàu chất dinh dưỡng dễtiêu và có giá trị lớn về mặt phân bón

Theo Bergmann, 1965 thì trong 1 m3 nước phân có chừng:

Kết luận:

Những hiểu biết về số lượng và chất lượng phân, nước tiểu và nước phânchuồng dễ tính trên cơ sở hàng năm có kế hoạch sử dụng phân như thế nào tránhphân dư thừa, tránh ô nhiễm môi trường

CHƯƠNG 4 QUẢN LÝ VÀ XỬ LÝ CHẤT THẢI

4.1 Cách chứa phân

- Thu thập phân

Thay đổi tùy loài gia súc, tùy thuộc phương thức chăn nuôi, thiết kế chuồng trại.Gà: + hố phân có thể nằm dưới lồng gà

+ Hành lang có thể hốt phân trực tiếp (sâu khoảng 5m)

+ Trên đất, xi măng, đất nện…( có thể có chất lót chuồng hay không) thườngnuôi gà thịt và gà chưa lên lồng

4.1.1 Kho phân

Có thể đem phân ra ngoài dự trữ

4.1.2 Hố phân: chổ chứa phân thường bằng ciment, kích thước tùy thuộc lượngphân muốn dự trữ.

Gà 2-6 fees sâu Từ những hố phân này có thể bơm thẳng ra cánh đồng bón hoamàu

4.1.3 Bể lắng: có thể đặt giữa chuồng và ao, hồ, chứa phần nước thải dư thừa Bểlằng có đáy nghiên và cạn, đầu sâu của bể lắng có những khe hở ( phân cứng bịgiữ lại ở bể lắng để xử lý bằng cách khác, nước thải chảy xuống ao

Nước rửa chuồng

4.1.4 Đống khô trong nhà ủ phân

Xây một nhà có mái che chổ cao, nước mưa không chảy tới được, xa các nguồnnước, nền nhà có thể bằng ciment hay đất nện Nếu dự trữ phân trên một thángnên nền làm băng ciment để tránh sự thẩm lậu làm mất chất bổ dưỡng

Nhà ủ phân có thể có vách hoặc không Trong thời gian ủ 10% NH3 mất sau 2tháng Nếu ma85ttre6n phân được lèn chặt hay phủ kín sẽ không mất

Nuôi trâu bò có thể làm hố phụ ở một góc nhà để nước tiều thoát xuống và lấytưới lên phân

4.1.5 Ao chứa

Có thể cho phân, nước rửa chuồng đi thẳng xuống ao Đáy ao và xung quanhthường bằng đất, không có mái che và có thể dự trữ phân đến đầy Dự trữ cáchnày có mùi, nếu có mưa có thể bị tràn và nếu thẩm lậu vào nguồn nước sử dụng

sẽ gây ngộ độc

4.2 Xử lý chất thải

Bể lắng

Ao

Được định nghĩa là bằng bất kỳ phương cách nào làm giảm khả năng gây nhiễmhay làm thay đổi các điều kiện ban đầu của phân gọi là xử lý.

Mục đích của việc xử lý:

- Tiêu diệt các loại vi trùng và trứng giun sán trong chất thải đến mức an toàn

- Hạn chế đến mức thấp nhất sự thất thoát NPK trong phân

- Giảm các chất hữu cơ trong nước thải trước khi đổ ra dòng tiếp nhận

- Tận dụng chất hữu cơ có trong chất thải vào các mục đích có ích như tạobiogas, sinh khối…

• Vùng lắng: giữ nước yên tỉnh để lắng chất rắn xuống

• Vùng nước chảy vào: làm giảm vận tốc của nước trước khi đi vào vùnglắng và để phân phối đếu chất rắn

• Vùng nước chảy ra: là vùng nước chảy tràn từ vùng lắng, thường được xử

lý hóa học để xử dụng lại như rửa chuồng

• Vùng lấy chất rắn ra: thường tái chế để sử dụng làm phân bón

+ Thiêu đốt phân: rất tốn kém, khó thực hiện

- Hóa học

Phần lớn sử dụng cho các chất thải của các xưởng chế biến (đồ hộp, súc sản)hơn là cho phân

+ Sự tiêu độc: sử dụng các chất tiêu độc tiêu diệt các mầm bệnh trong nước phân

mà nhóm vi khuẩn chủ lực là Coloform như các chất sát trùng gốc Chloride,sodium, ammonium… Trong thực tế clorine hóa là phương pháp được sử dụngnhiều nhất Có thể dùng khí Cl2 hoặc các dẫn xuất của nó như: canxihypocloride,clorua vôi, cloramine Để khử trùng nước thải Khi vào nước, Cl2 kết hợp vớinước tạo ra acidhypocloro HOCl là chất có tính oxy hóa mạnh làm phá hủy tếbào vi sinh vật và khử mùi độc chất

+ Sự ngưng kết hóa học:

Thêm hóa chất vào nước phân, nước thải để ngưng kết các phân tử thể keo làmngưng kết oxy của nước phân, làm vi sinh vật chết Phương pháp này loại khỏinước thải một hàm lượng lớn silicat, protein, hydrocarbon, chất béo, dầu, mỡ vàmột phần vi sinh vật, trứng giun sán

Phương pháp này dùng để xử lý nước của các xí nghiệp trước khi đưa vào hệthống xử lý chung của thành phố Người ta dùng các chất kết tủa như alumiumsulphate, ferric sulphate, ferric chloride, vôi

Lượng hóa chất sử dụng tùy thuộc chất thải như độ pH, tỷ lệ chất rắn chứa trongnước phân và nồng độ phosphate, hóa chất ngưng kết phosphate như vôi và cácmuối sát trùng sulphate

- Dưa vào hoạt động cùa vi sinh vật trong chất thải vi khuẩn này có 3 loại:

+ Kỵ khí: không cần oxy hòa tan

+ Hiếu khí: cần O2 hòa tan

+ Tùy ý: có thể kỵ khí hoặc hiếu khí

- Tính chất chất cũng có thể ảnh hưởng đến phương cách hoạt động của vi sinhvật vd: chất thải rắn: dùng phương pháp hiếu khí hoặc kỵ khí, chất thải lỏngdùng phương pháp kỵ khí

- Ngoài ra cũng dựa tính chất vật chứa: hầm kín: dùng phương pháp kỵ khí,hầm hở: phương pháp hiếu khí

Cơ chế của quá trình lên men kỵ khí sinh học

- Được thực hiện bởi các vi sinh vật trong điều kiện hoàn toàn không có oxy

- Vi sinh vật hiện diện tự nhiên trong ruột và do đó hiện diện tự nhiên trongphân Vi sinh vật này nhận năng lượng từ quá trình oxy hòa tan: khí CO2sulphate, nitrate → gọi là sự lên men

- Các vi sinh vật trong điều kiện kỵ khí biến chất hữu cơ thành khí methane vàmột số khí khác như: CO2, H2S… và có thể có nước

Các giai đoạn của sự phân hủy xảy ra như sau:

+ Giai đoạn thủy phân:

Các chất hữu cơ trong nước thải phần lớn là các chất hữu cơ cao phân tử nhưprotein, chất béo, carbon-hydrat, xenlulo, lignin, một vài chất hữu cơ ở dạngkhông hòa tan

Các chất hữu cơ cao phân tử bị phân hủy bởi các enzym ngoại bào được sản sinhbởi các vi sinh vật Sản phẩm của giai đoạn này là các chất hữu cơ có phân tử

Protein,

đường, béo

Amino acids, acid beo, đường

Thủy phân Chu trình biến dưỡng Sự sinh gaz

Giai đoạn 1

Giai đoạn thủy phân

Giai đoạn 2 Giai đoạn sinh axit

Giai đoạn 3 Giai đoạn sinh mê -tan

nhỏ hơn, hòa tan được sẽ là nguyên liệu cho các vi sinh vật ở giai đoạn sinh axit.Các phản ứng thủy phân trong giai đoạn này biến đổi các protein thành các axitamin, carbon-hydrat, thành các đường đơn, chất béo thành các axit béo chuỗidài Tuy nhiên, các chất hữu cơ như xenlulo, lignin rất khó phân hủy thành cácchất hữu cơ đơn giản Tốc độ thủy phân tùy thuộc loại nguyên liệu nạp, mật độ

vi sinh vật trong hệ thống xử lý và các yếu tố môi trường như pH và nhiệt độ.+ Giai đoạn sinh axit: các chất hữu cơ đơn giản sản xuất ở giai đoạn trên sẽ đượcchuyển hóa thành axit acetic, H2, CO2 bởi vi khuẩn Acetogenic Tỷ lệ của cácsản phẩm này phụ thuộc vào hệ vi sinh vật trong các hệ thống xử lý và các điềukiện môi trường

+ Giai đoạn sinh mê-tan: các sản phẩm của giai đoạn sinh axit được chuyển đổithành mê-tan và các sản phẩm khác bởi nhóm vi khuẩn mê-tan Vi khuẩn sinhmê-tan là những vi khuẩn kỵ khí có tốc độ sinh trưởng chậm hơn các vi khuẩn ởgiai đoạn thủy phân và giai đoạn sinh axit Các vi khuẩn sinh mê-tan sử dụngaxit acetic, methanol, CO2, H2 để sản xuất khí mê-tan trong đó axit acetic lànguyên liệu chính với trên 70% mê-tan được sản từ nó Phần mê-tan còn lạiđược sản xuất từ CO2 và H2

Các phản ứng có thể được biểu diễn qua các phương trình sau:

Nguyên liệu → CO2 + H2 + acetate

Nguyên liệu → Propionate + butyrate + ethanol

CH3COO- + H → CH4 + 3 H2O + năng lượng

4 H2 + HCO3- + H → CH4 + 3 H2O + năng lượng

Hỗn hợp khí sinh ra từ quá trình phân hủy trên thường được gọi là khí sinh họchay biogas Thành phần của khí biogas gồm nhiều loại khí khác nhau nhưnglượng khí mê-tan tạo ra phụ thuộc vào chất lượng chất nền được sử dụng Lượngkhí mê-tan sinh ra khoảng 0,6-0,65m3 / kg vật chất khô bị mất đi

Methane là một chất không màu, không mùi, dễ cháy ở 150C với khí áp 735 cm

Hg → 5.500 -6.000 kcal/m3 Khí sinh ra chủ yếu là khí CH4 (63-70%), CO2 33%), H2S (1,1-2,3%).H2S có mùi kho chịu, có có gây ngộ độc

(27-Lượng khí mê-tan được sản sinh theo chất nền

Chất nền Lượng CH4 được sản xuất (M3 /kg chất

nền)

Ghi chú: theo trung tâm đào tạo ngành nước và môi trường (1999)

Và thành phần của khí biogas được trình bày qua bảng sau:

Thành phần khí biogas

Thành phần(%) Theo Lê Hoàng

Việt

Theo T.T.Đ.Tngành nước vàMT

Theo Trần HiếuNhuệ

Ghi chú: Trung tâm đào tạo ngành nước và môi trường (1999)

Các nhân tố môi trường ảnh hưởng đến quá trình lên men kỵ khí sinh học

Quá trình lên men kỵ khí đòi hỏi các điều kiện môi trường khá nghiêm nhặt.Trong đó thì điều kiện nhiệt độ và pH đóng vai trò quan trọng và môi trườngkhông được chứa chất độc hại hoặc ức chế làm cho hoạt động của vi khuẩnchậm hoặc dừng lại

Sau đây là các nhân tố môi trường ảnh hưởng đến quá trình này: