Nghiên cứu đề xuất mô hình công nông nghiệp không phát thải (aizes) cho ngành xay xát chế biến lúa gạo gắn với việc tận dụng các hệ sinh thái sẵn có tại huyện cao lãnh, tỉnh đồng tháp

HỒ CHÍ MINH KHOA CNSH - TP -MT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH CÔNG NÔNG NGHIỆP KHÔNG PHÁT THẢI AIZES CHO NGÀNH XAY XÁT CHẾ BIẾN LÚA GẠO GẮN VỚI VIỆC TẬN DỤNG CÁC HỆ SINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CNSH - TP -MT

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH CÔNG NÔNG NGHIỆP KHÔNG PHÁT THẢI (AIZES) CHO NGÀNH XAY XÁT CHẾ BIẾN LÚA GẠO GẮN VỚI VIỆC TẬN DỤNG CÁC HỆ SINH THÁI SẴN CÓ TẠI HUYỆN CAO

LÃNH, TỈNH ĐỒNG THÁP

Ngành : MÔI TRƯỜNG

Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

MSSV: 1311090800 Lớp: 13DMT06

TP Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của riêng

tôivà được sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Lê Thanh Hải và các thầy cô trong phòng Quản lý môi trường Các số liệu sử dụng phân tích trong đồ án có nguồn gốc

rõ ràng, đã công bố theo đúng quy định Các kết quả nghiên cứu trong đồ án do tôi

tự tìm hiểu, phân tích một cách trung thực, khách quan và phù hợp với thực tiễn của Việt Nam

Ngoài ra, trong đồ án còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc

Tp Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2017

Sinh viên thực hiện

Võ Dương Thu Hương

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện Luận văn tốt nghiệp, em đã nhận được sự giúp đỡ và ủng hộ rất lớn của các Thầy, Cô, người thân và bạn bè Đó là động lực rất lớn giúp

em hoàn thành tốt Đồ án tốt nghiệp

Lời đầu tiên em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS Lê Thanh

Hải và các thầy, cô trong phòng Quản lý môi trường đã tận tình hướng dẫn, cung

cấp cho em những kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong quá trình thực hiện Đồ

án tốt nghiệp

Em cũng xin gửi lời cám ơn đến Ban giám hiệu Trường Đại Học Công Nghệ

TP HCM, Ban chủ nhiệm khoa Công Nghệ Sinh Học – Thực Phẩm – Môi Trường, cùng tất cả các thầy cô trong khoa đã tạo điều kiện để em hoàn thành tốt

Đồ án này

Cuối cùng không thể không nhắc đến đó là sự giúp đỡ nhiệt tình của các anh

chị tại Viện Môi Trường và Tài Nguyên – Đại học Quốc Gia TPHCM đã truyền

đạt kinh nghiệm quý báu của mình và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt thời gian làm Luận văn và thực tập tại Viện

Với điều kiện thời gian cũng như kinh nghiệm còn hạn chế, luận văn này không thể không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của Quý thầy cô

Xin chân thành cảm ơn!

Tp HCM, tháng 7 năm 2017

Sinh viên

i

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Tình hình nghiên cứu 2

3 Mục đích nghiên cứu 3

4 Nhiệm vụ nghiên cứu 3

5 Phương pháp nghiên cứu 3

6 Tiến độ và kết quả đạt được của đề tài 4

6.1 Tiến độ của đề tài 4

6.2 Kết quả đạt được 5

7 Kết cấu của đồ án 5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 6

1.1 TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH CÔNG NÔNG NGHIỆP KHÔNG PHÁT THẢI AIZES 6

1.1.1 Giới thiệu về mô hình công nông nghiệp không phát thải 6

a Định nghĩa về mô hình công nông nghiệp không phát thải 6

b Mục tiêu của mô hình 6

c Tiêu chí mô hình 7

1.1.2 Mô hình công nông nghiệp không phát thải tiêu biểu 7

a Hiện trạng mô hình công nông nghiệp không phát thải nước ngoài 7

b Hiện trạng mô hình công nông nghiệp không phát thải Việt Nam 9

1.2 TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 12

1.2.1 Vị trí địa lý 12

1.2.2 Điều kiện tự nhiên 13

a Diện tích và hiện trạng sử dụng đất 13

b Khí hậu 14

c Thủy văn và hệ thống kênh rạch 15

d Tài nguyên thiên nhiên 15

1.2.3 Đặc điểm kinh tế - văn hóa – xã hội 17

a Dân số, lao động, thu nhập 17

b Y tế, giáo dục 18

1.3 TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI NÔNG NGHIỆP 19

ii

1.3.1 Tổng quan về chất thải chăn nuôi 19

a Định nghĩa về chất thải chăn nuôi 19

b Nguồn gốc phát sinh 19

1.3.2 Tổng quan về chất thải trồng trọt 20

1.4 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI 20

1.4.1 Xử lý chất thải chăn nuôi 20

a Xử lý bằng hầm biogas 21

b Sản xuất phân bón hữu cơ từ phân gia súc 22

1.4.2 Xử lý chất thải trồng trọt 22

a Sử dụng rơm để làm thức ăn cho trâu bò 23

b Trồng nấm 23

1.5. TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CÂY LÚA 23

1.5.1 Vị trí và tầm quan trọng của cây lúa 23

1.5.2 Một số đặc điểm cây lúa 24

a Đặc điểm sinh học 24

b Đặc điểm sinh thái 26

1.6. THỰC TRẠNG NGÀNH XAY XÁT LÚA GẠO 26

1.6.1 Ngành xay xát lúa gạo ở Thế Giới và Việt Nam 26

1.6.2 Ngành xay xát lúa gạo của tỉnh Đồng Tháp 29

1.6.3 Ngành xay xát lúa gạo của huyện Cao Lãnh 31

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT CỦA NGÀNHXAY XÁT CHẾ BIẾN LÚA GẠO TẠI HUYỆN CAO LÃNH, TỈNH ĐỒNG THÁP 33

2.1 GIỚI THIỆU VỀ CHUỖI SẢN XUẤT LÚA GẠO 33

2.2 HIỆN TRẠNG CHẤT THẢI NÔNG NGHIỆP CỦA HUYỆN 34

2.2.1 Thuốc bảo vệ thực vật 36

2.2.2 Rơm, rạ sau khi thu hoạch 38

2.2.3 Khí nhà kính từ hoạt động bón phân ở đồng ruộng 39

2.3 CÁC NGUỒN GÂY ẢNH HƯỞNG TỚI MÔI TRƯỜNG CỦA NHÀ MÁY XAY XÁT LÚA GẠO 40

2.3.1 Quy trình xay xát lúa gạo 40

2.3.2 Nguồn phát sinh nước thải 43

a Nước từ nhà vệ sinh 43

b Nước từ nhà ăn 44

2.3.3 Nguồn phát sinh khí thải 45

iii

a Ô nhiễm bụi từ dây chuyền sản xuất 45

b Khí thải 48

c Khói thải từ phương tiện vận chuyển 48

e Điện năng: 50

2.3.4 Nguồn phát sinh CTR và CTNH 50

2.3.5 Nguồn phát sinh tiếng ồn 50

2.4 HIỆN RẠNG VÀ DIỄN BIẾN CÁC THÀNH PHẦN MÔI TRƯỜNG CỦA HUYỆN 51

2.4.1 Hiện trạng, diễn biến các thành phần môi trường và các vấn đề môi trường ……… 52

a Hiện trạng và diễn biến các thành phần môi trường 52

b Các nguồn gây ô nhiễm môi trường 53

c Tình hình phát sinh chất thải 55

2.4.2 Các vấn đề chính của môi trường 56

2.5 DỰ BÁO DIỄN BIẾN CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG CỦA NGÀNH ĐẾN NĂM 2026 57

2.5.1 Dự báo lượng khí thải từ đốt rơm,rạ ngoài đồng ruộng 57

a Ước tính lượng rơm rạ đốt ngoài đồng 58

b Ước tính lượng khí thải vào môi trường từ đốt rơm rạ ngoài đồng ruộng 59 2.5.2 Dự báo tải lượng tại nhà máy XXLG 60

a Nước thải sinh hoạt 60

b Chất thải rắn 61

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT VÀ ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG HƯỚNG ĐẾN XÂY DỰNG MÔ HÌNH SINH THÁI KHÉP KÍN 62

3.1 TIỀM NĂNG ÁP DỤNG CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CHO NGÀNH XAY XÁT CHẾ BIẾN LÚA GẠO 62

3.1.1 Tận dụng và tái chế 62

3.1.2 Sử dụng tài nguyên từ nguồn có thể tái tạo 62

3.1.3 Xử lý cuối đường ống 62

3.2 ĐỀ XUẤT ÁP DỤNG CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT VÀO THỰC TIỄN CHO NGÀNH XAY XÁT LÚA GẠO 63

3.2.1 Canh tác lúa trên đồng ruộng 63

a Các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường trên đồng ruộng 67

b Áp dụng biện pháp tận dụng và tái chế phụ phẩm rơm, rạ 71

iv

3.2.2 Nhà máy xay xát lúa gạo 77

a Sản phẩm đầu vào và đầu ra tại mỗi công đoạn sản xuất 77

b Cân bằng nguyên vật liệu và sử dụng năng lượng 79

c Khả năng tận dụng phụ phẩm 80

3.3 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ CHUNG KHẢ NĂNG ÁP DỤNG MÔ HÌNH CÔNG NÔNG NGHIỆP KHÔNG PHÁT THẢI AIZES 87

3.3.2 Vai trò của các thành phần trong mô hình 96

3.4 ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH CÔNG – NÔNG NGHIỆP KHÉP KÍN HƯỚNG ĐẾN KHÔNG PHÁT THẢI (AIZES) ÁP DỤNG CHO NGÀNH XAY XÁT CHẾ BIẾN LÚA GẠO 97

3.4.1 Cơ sở lựa chọn công nghệ 98

3.4.2 Đề xuất xây dựng mô hình không phát thải 99

3.4.3 Định lượng các dòng vật chất 105

a Tiềm năng trao đổi chất 105

b Giải pháp thực hiện mô hình 111

PHỤ LỤC 119

v

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

AIZES : Agro-Industrial Zero Emission System - Hệ thống công -

nông nghiệp bền vững BVTV : Bảo vệ thực vật

CCN : Cụm công nghiệp

CHC : Chất hữu cơ

CTR : Chất thải rắn

CTNH : Chất thải nguy hại

CTSH : Chất thải sinh hoạt

vi

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1 1: Diện tích, cơ cấu sử dụng đất năm 2016 14

Bảng 1 2: Diện tích và dân số huyên Cao Lãnh năm 2010 17

Bảng 1 3: Thu nhập bình quân đầu người 18

Bảng 1 4: Tình hình giáo dục của huyện 18

Bảng 1 5: Sản lượng lúa, rơm, rạ ở các quốc gia 26

Bảng 1 6: Diện tích, năng suất, sản lượng lúa nước ta qua 2 năm 28

Bảng 1 7: Diện tích, sản lượng, năng suất qua các năm 30

Bảng 2 1: Khí thải gây ô nhiễm không khí từ đốt rơm rạ tại Ấn Độ, Thái Lan và Philippines 39

Bảng 2 2: Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt 43

Bảng 2 3: Thành phần tính chất nước thải nhà ăn (chưa xủ lí) 44

Bảng 2 4: Hiện trạng các CCN đang hoạt động ở huyện Cao Lãnh, tỉnh Đồng Tháp 51

Bảng 2 5: Hiện trạng các làng nghề được công nhận trong huyện Cao Lãnh 52

Bảng 2 6: Ước tính sản lượng rơm rạ đốt ngoài đồng ruộng huyện Cao Lãnh dự báo đến năm 2026 59

Bảng 2 7: Lượng khí thải vào môi trường từ đốt rơm rạ ngoài đồng ruộng năm 2016 và dự báo đến năm 2026 59

Bảng 3 1: Loại phân, liều lượng và thời gian bón cho lúa 65

Bảng 3 2: Ứng dụng rơm, rạ trong nông nghiệp 74

Bảng 3 3: Tỷ lệ gạo nguyên thu hồi đối với gạo trắng (%) 78

Bảng 3 4: Bảng tổng hợp nhu cầu nhiên liệu 80

Bảng 3 5: Các hình thức tiêu thụ trấu của nhà máy 85

Bảng 3 6: Các hình thức tiêu thụ cám 86

Bảng 3 7: Bảng tổng hợp các giải pháp tận dụng phụ phẩm 100

Bảng 3 8: Bảng tổng hợp tiềm năng trao đổi chất – năng lượng cho 1 ngày 108

vii

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH

Hình 1 1: Sơ đồ input- output thể hiện tính chất của chiến lược PTBK 7

Hình 1 2: Sơ đồ mô hình công – nông kết hợp hướng tới không phát thải 8

Hình 1 3: Sơ đồ hệ sinh thái tích hợp hướng tới không phát thải tại Fiji 8

Hình 1 4: Mô hình ủ phân compost tại Quan Hóa, Thanh Hóa 10

Hình 1 5: Vị trí địa lí huyện Cao Lãnh, tỉnh Đồng Tháp 13

Hình 1 6: Đầu vào và đầu ra hầm Biogas 21

Hình 1 7: Hạt lúa 23

Hình 1 8: Hạt lúa nảy mầm 25

Hình 1 9: Biểu đồ xuất khẩu gạo của Việt Nam và Thái Lan từ năm 2006 đến năm 2010 27

Hình 1 10: Năng suất lúa Việt Nam trong 10 năm, từ năm 2003 đến năm 2014 29

Hình 2 1: Cấu trúc kênh tiêu thụ lúa gạo tại tỉnh Đồng Tháp 33

Hình 2 2: Chuỗi sản xuất ngành xay xát lúa gạo 34

Hình 2 3: Nguồn gốc phát sinh chất thải nông nghiệp trong 1 hộ gia đình 36

Hình 2 4: Bao bì, thuốc BVTV được vứt bỏ khắp nơi trên đồng ruộng 37

Hình 2 5: Tình trạng đốt rơm trên đồng ruộng 38

Hình 2 6: Mô hình vận chuyển và sấy lúa 40

Hình 2 7: Khu vực xay xát 41

Hình 2 8: Quy trình công nghệ xay xát 43

Hình 3 1: Sơ đồ quy trình sản xuất lúa 63

Hình 3 2: Sơ đồ các yếu tố tác động đến môi trường của công tác canh tác lúa nước 66

Hình 3 3: Cánh đông kết hợp với nuôi tôm càng xanh và cá 68

Hình 3 4: Hệ thống canh tác Lúa- Thủy sản-Sen 69

Hình 3 5: Hố thu gom thuốc BVTV và đội ngũ đem thuốc BVTV đi xử lý 70

Hình 3 6:Phụ phẩm cây lúa sau khi thu hoạch 72

Hình 3 7: Rơm được đóng thành bánh để dự trữ lượng thức ăn cho gia súc 73

Hình 3 8: Rơm ủ thành từng đống to 73

viii

Hình 3 9: Sử dụng rơm để trồng nấm 74

Hình 3 10: Sơ đồ đầu vào đầu ra của quy trình XXLG 77

Hình 3 11:Sơ đồ xử lý bụi trung tâm của nhà máy xay xát và ép trấu viên 79

Hình 3 12:Sơ đồ cân bằng vật chất của quy trình xay xát lúa gạo 80

Hình 3 13: Ứng dụng của trấu trong các lĩnh vực công nghiệp khác 81

Hình 3 14:Trấu được dùng làm chất đốt 83

Hình 3 15: Dùng vỏ trấu trong việc nung gạch 83

Hình 3 16: Công dụng của vỏ trấu dùng làm sản phẩm thủ công mĩ nghệ và làm củi trấu 85

Hình 3 17: Tiềm năng trao đổi chất của nhà máy XXLG 90

Hình 3 18:Tiềm năng trao đổi chất của nhà máy chế biến thức ăn 91

Hình 3 19: Tiềm năng trao đổi chất của thành phần chuồng 91

Hình 3 20: Tiềm năng trao đổi chất của thành phần biogas 92

Hình 3 21: Tiềm năng trao đổi chất của thành phần trạm xử lý 93

Hình 3 22: Tiềm năng trao đổi chất của thành phần compost 93

Hình 3 23: Tiềm năng trao đổi chất của thành phần vườn 94

Hình 3 24:Tiềm năng trao đổi chất của thành phần nhà máy ép củi trấu 95

Hình 3 25: Tiềm năng trao đổi chất thành phần hộ trồng nấm 95

Hình 3 26: Mô hình kiến nghị không phát thải AIZES 102

Hình 3 27:Sơ đồ trao đổi chất và năng lượng 110

1

LỜI MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Đối với nước ta, nông nghiệp được coi là mặt trận hàng đầu,đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong phát triển kinh tế nông nghiệp và nông thôn Việt Nam.Khoảng 80% trong tổng số 11 triệu hộ nông dân tham gia sản xuất lúa gạo, chủ yếu dựa vào phương thức canh tác thủ công truyền thống.Sản xuất nông nghiệp đã và đang có ảnh hưởng lớn đến các ngành kinh tế Nó cung cấp lương thực cho toàn bộ dân cư,đồng thời cung cấp thức ăn cho ngành chăn nuôi, cung cấp nguyên liệu cho ngành công nghiệp chế biến thực phẩm Sản phẩm của ngành nông nghiệp là sản phẩm không thể thay thế Do sản xuất lúa gạo là nguồn thu nhập và cung cấp lương thực chính của các hộ nông dân, nên chính sách phát triển kinh tế nông nghiệp và nông thôn gắn liền với phát triển ngành hàng lúa gạo

Trong gần ba thập kỷ qua nhờ có đổi mới cơ chế quản lý, Việt Nam đã đạt được những thành tựu lớn trong sản xuất lúa gạo, không những đáp ứng đủ nhu cầu tiêu dùng trong nước mà hàng năm còn xuất khẩu được 3-4 triệu tấn gạo

Vì thế ngày nay, ô nhiễm môi trường do quá trình phát thải trong sản xuất nông nghiệp đang trở thành vấn đề lớn đối với các quốc gia đang phát triển, đặc biệt

là nước nông nghiệp như Việt Nam

Mô hình công- nông nghiệp không phát thải là mô hình nông nghiệp bền vững, trong đó người nông dân chủ động phát triển các mô hình trồng trọt chăn nuôi, giải quyết rác thải nông nghiệp của mình mà không cần phụ thuộc vào nhà cung cấp dịch vụ Trong mô hình này, chất thải của hoạt động này lại là đầu vào của hoạt động kia, kết hợp với một số kỹ thuật xanh, mô hình nông nghiệp không phát thải đem lại năng suất cao và lợi nhuận lớn cũng như sự chủ động hoàn toàn cho người nông dân Tận dụng nguồn chất thải sinh hoạt hữu cơ từ nông nghiệp và sinh hoạt để làm biogas là giải pháp hữu ích vì không chỉ tạo ra được sản phẩm phân bón hữu cơ có lợi cho cây trồng, mà còn cung cấp lượng khí đốt nhất định phục vụ cho

khoa học và ứng dụng cao cho huyện Cao Lãnh là cần thiết Vì vậy đề tài: ―Nghiên cứu đề xuất mô hình công nông nghiệp không phát thải AIZES cho ngành xay xát chế biến lúa gạo gắn liền với việc tận dụng các hệ sinh thái sẵn có tại huyện Cao Lãnh, tỉnh Đồng Tháp‖ được lựa chọn để nghiên cứu.

2 Tình hình nghiên cứu

Các ví dụ triển khai và áp dụng IBS-AIZES trên thế giới:[17]

Ở Montfort Town hệ thống được mở rộng bao gồm cả việc sản xuất nấm từ bã

ủ rượu bia qua đó ligno-cellulose trong bã thải ban đầu bị phân hủy, bã thải sau đó

có thể sử dụng làm thức ăn cho heo

Việc sản xuất trùn đất và nuôi gà sẽ được tích kết vào hệ thống này hướng tới việc không phát thải vào khí quyển

Một số ví dụ khác có thể kể đến như: nông trang sinh thái ở Việt Nam (Rodriguez 1999), nông trang tích hợp tropicaland pozo verde ở Columbia (chara 2000)

Đề xuất mô hình doanh nghiệp ngành chế biến rau quả xuất khẩu

Phần lớn hệ thồng sản xuất hiện hữu điều theo dạng đường thẳng: tài nguyên –sản xuất- sản phẩm các thành phần chính của nền kinh tế theo dạng đường thẳng là đất, nhân lực, và vốn Tuy nhiên mục tiêu ―không phát thải‖ đạt đến hiệu suất sinh thái yêu cầu áp dụng cách tiếp cận nhóm công nghiệp tích hợp

3

3 Mục đích nghiên cứu

Mô hình doanh nghiệp cụ thể thuộc ngành xay xát lúa gạo sẽ được xây dựng nhằm mục đích làm mô hình mẫu cho việc nghiên cứu thiết lập một mô hình công- nông nghiệp bền vững (AIZES) và xem xét đánh giá tính hiệu quả của việc áp dụng

mô hình này, cụ thể về khía cạnh quản lí CTR và sử dụng năng lượng tái sinh Giải quyết vấn đề ONMT đang phổ biến hầu hết tất cả mọi nơi Tận dụng tối

đa lượng rác thải phát sinh trong sản xuất, để áp dụng vào mô hình công nông nghiệp không phát thải AIZES

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nội dung 1: Đánh giá và phân tích hiện trạng cho ngành chế biến lúa gạo tại huyện Cao Lãnh, Đồng Tháp

- Nội dung 2: Đánh giá và phân tích hiện trạng đặc điểm các vùng xung quanh các ngành sản xuất chính tại khu vực (trên khía cạnh như đã phân tích ở trên: dân cư, hệ sinh thái, đặcđiểm tự nhiên khác, ảnh hưởng đến môi trường, và ảnh hưởng đến biển đổi khí hậu, )

- Nội dung 3: Phân tích và đánh giá các dòng vật chất và năng lượng chính tại các ngành/ khu vực nghiên cứu

- Nội dung 4: Phân tích và đánh giá tiềm năng trao đổi chất và năng lượng

ở các cấp độ khác nhau: trong phạm vi nhà máy hạt nhân, khả năng trao đổi với bên ngoài, khả năng hình thành mạng lưới sinh thái khép kín (eco-network)

- Nội dung 5: Phân tích và đánh giá các giải pháp kĩ thuật tái chế, tái sử dụng, thu hồi tài nguyên và năng lượng, có thể áp dụng để đưa vào mô hình trao đổi chất và năng lượng hướng đến xây dựng mô hình sinh thái khép kín

- Nội dung 6 Phân tích và đánh giá trên các giải pháp kĩ thuật để xử lý nước thải tận dụng hệ sinh thái tự nhiên sẵn có tại khu vực, có thể áp dụng như giải pháp xử lý cuối đường ống để giải quyết đầu ra cuối cùng trong mô hình trao đổi chất và năng lượng hướng đến xây dựng mô hình sinh thái khép kín

5 Phương pháp nghiên cứu

- Trong quá trình thực hiện luận văn, có tham khảo một số tài liệu chuyên ngành, các công trình nghiên cứu, các luận văn thạc sĩ, tiến sĩ Và được trích rõ nguồn gôc trong bài

6 Tiến độ và kết quả đạt đƣợc của đề tài

6.1 Tiến độ của đề tài

Đọc tìm hiểu phân tích tài

liệu, lựa chọn phương pháp

nghiên cứu

Đi thực tế, tham quan tìm

hiểu khu vực nghiên cứu Tìm hiểu tổng hợp các số

kiệu sẵn có tại huyện để

đánh giá hiện trạng môi

trường tại khu vực

Lựa chọn công nghệ, đề

xuất giải pháp khắc phục

5

6.2 Kết quả đạt đƣợc

Đề xuất được mô hình kỹ thuật công – nông nghiệp khép kín hướng đến không pháp thải (AIZES) áp dụng cho ngành chế biến lúa gạo của Huyện Cao Lãnh, Đồng Tháp gắn với việc tận dụng các hệ sinh thái sẵn có tại khu vực

7 Kết cấu của đồ án

Kết cấu đồ án như sau:

 Lời mở đầu

- Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu

 Chương 2: Phân tích, đánh giá hiện trạng sản xuất của ngành xay xát chế biến lúa gạo tại huyện Cao Lãnh, tỉnh Đồng Tháp

- Chương 3: Phân tích đánh giá các giải pháp kỹ thuật và đề xuất mô hình trao đổi chất và năng lượng hướng đến xây dựng mô hình sinh thái khép kín

 Kết luận

 Kiến nghị

 Tài liệu tham khảo

 Phụ lục

6

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH CÔNG NÔNG NGHIỆP KHÔNG PHÁT THẢI AIZES

1.1.1 Giới thiệu về mô hình công nông nghiệp không phát thải

a Định nghĩa về mô hình công nông nghiệp không phát thải Không phát thải hay phát thải bằng không [11](PTBK) là một khái niệm hợp

nhất những công nghệ hiện hữu tốt nhất và mang tính nổi bật hướng tới loại trừ chất thải Không phát thải trên nguyên lý tái thiết kế hệ thống công, nông nghiệp một chiều hiện tại thành hệ thống khép kín mô phỏng theo những chu trình tự nhiên hoàn hảo nhằm giúp cộng đồng đạt được một nền kinh tế phát triển ổn định và cung cấp phương cách tự cung ứng đầy đủ

Không phát thải hướng tới mục tiêu không tạo ra chất thải bằng phương châm tăng cường tối đa tái chế, giảm thiểu chất thải, hạn chế tiêu thụ và bảo đảm khả năng tái sử dụng, sửa chữa hay quay vòng trở lại vào tự nhiên hay thị trường của sản phẩm thiết kế

b Mục tiêu của mô hình

Mục tiêu mô hình không chất thải thể hiện nhu cầu một hệ thống xã hội/nông nghiệp khép kín.Chất thải là dấu hiệu của tính không hiệu quả Do đó, phát thải bằng không được xem xét, đánh giá hiệu suất sử dụng tài nguyên 100% gồm năng lượng, nguyên vật liệu, nhân công:[11]

- Không có chất thải và chất thải nguy hại

- Không chất thải vào môi trường: không khí, nước, đất

- Không chất thải trong quá trình sản xuất Không chất thải trong vòng đời sản phẩm: từ khâu vận chuyển, sử dụng, kết thúc thải bỏ

- Không độc tố

 Giảm thiểu rủi ro cho thiên nhiên

 Không độc tố trong chất thải nguy hại

7

Hình 1.1: Sơ đồ input- output thể hiện tính chất của chiến lược PTBK[21]

c Tiêu chí mô hình

- Tiết kiệm tiền bạc, đẩy mạnh việc ngăn ngừa ô nhiễm, loại trừ

ô nhiễm , tạo ra việc làm mới

- Đẩy mạnh việc thu hồi chất thải: tái chế, phân bón

- Định hướng cho việc bảo tồn tài nguyên và năng lượng

1.1.2 Mô hình công nông nghiệp không phát thải tiêu biểu

a Hiện trạng mô hình công nông nghiệp không phát thải nước ngoài

Theo nguyên lý kết hợp sản xuất công nghiệp với các hoạt động nông nghiệp, mô hình không phát thải đề xuất theo sơ đồ dưới đây sử dụng chất thải từ các quy trình làm thức ăn cho chăn nuôi và tạo ra năng lượng bổ sung.[11]

Ngũ cốc đã qua sử dụng

Hình 1.2: Sơ đồ mô hình công – nông kết hợp hướng tới không phát thải

 Mô hình VAC tại Trung Quốc

Tại Trung Quốc, vịt và lợn được nuôi gần một hồ nước Chất thải từ các vật nuôi này sẽ được thu vào hồ, góp phần gia tăng mức độsinh trưởng của thủy sinh vật trong hồ Cá trong hồ có được nguồn thức ăn dồi dào từ các loài thủy sinh này

sẽ phát triển tốt Nước trong hồ với hàm lượng dinh dưỡng cao sẽ được sử dụng cho mục đích tưới tiêu nông nghiệp Tàn tích nông nghiệp sẽ là thức ăn cho gia cầm, tạo thành một vòng hầu như khép kín.[11]

Mô hình không chất thải tại Fiji – châu Úc

Hình 1.3: Sơ đồ hệ sinh thái tích hợp hướng tới không phát thải tại Fiji

9

Tại Montfort Boys Town (Fiji–châu Úc), hệ thống được mở rộng bao gồm cả việc sản xuất nấm từ bã ủ rượu bia Qua đóligno-cellulose trong bã thải ban đầu bị phân hủy, bã thải sau đó có thể được sử dụng làm thức ăn cholợn Chất thải từ chăn nuôi lợn được lên men kị khí để sản sinh metan với mục đích cung cấp năng lượng Tảo sinh trưởng thành các mảng trên hồnhằm tận dụng hết hàm lượng dinh dưỡng cao có thể được thu hoạch làm thức ăn cho gia súc

Tại Indonexia: mô hình kinh tế sinh thái kiểu vườn nhà là sự kết hợp giữa cây ngắn ngày, cây lâu năm và vật nuôi trong vườn quanh nhà Mô hình phổ biến nhất gồm các hợp phần: cây ăn quả - cây công nghiệp - cây lương thực - chăn nuôi gia súc nhỏ nhằm cung cấp sản phẩm cho gia đình, tạo thu nhập quanh năm.[22]

Tại Philipines: phần lớn các gia đình áp dụng mô hình: vườn-chăn nuôi Ngoài

ra, các mô hình nông, lâm kết hợp nhiều tầng cũng rất phổ biến nhằm tận dụng tối

đa tài nguyên đất và ánh sáng thúc đẩy hiệu quả chu trình của dưỡng chất, hạn chế xói mòn[22]

b Hiện trạng mô hình công nông nghiệp không phát thải Việt Nam

- Mô hình nông nghiệp không chất thải ủ phân compost tại Quan Hóa, Thanh Hóa.[21]

Những loài cây dại làm phân xanh, kết hợp với các nguyên liệu như mùn cưa, tre, than tre, phủ bằng vải không dệt toptex để tạo phân compost Ủ phân compost không những diệt trừ mầm bệnh mà thành phần compost ưu nhiệt còn tạo điều kiện cho các vi khuẩn hữu ích sinh sôi và khi phát triển đủ số lượng thì các vi khuẩn này

sẽ diệt trừ mầm bệnh Khoảng 3 tấn rác có thể cho ra 1tấn thành phẩm.Dùng phân compost này để bón cho cây trồng đem lại năng suất cao.Mô hình đã sử dụng phân

và nước tiểu của lợn để nuôi ấu trùng ruồi BSF, còn nước tiểu để nuôibèo tấm Thức ăn nuôi lợn chính là những loại cây trồng như rau muống, rau lang, khoai nước (được bón bằng phân compost), ấu trùng ruồi (BSF) được nấu bằng bếp

10

khí hóa, giun đỏ cũng là nguồn thức ăn cho gà Bên cạnh đó, bèo tấm làm nguồn cung cấp thức ăn cho lợn và gà

Hình 1.4: Mô hình ủ phân compost tại Quan Hóa, Thanh Hóa

Nguồn cung cấp ấu trùng ruồi BSF ổn định bằng thùng rác sinh học.Biện pháp này cho phép xử lý tối đa 60 kg phân/ngày và tạo ra 10 kg ấu trùng BSF Dư lượng của ấu trùng ruồi BSF (chủ yếu là xenlulo) lại rất thích hợp làm thức ăn cho giun

đỏ Phân giun đỏlàm môi trường trồng cây rất tốt và giảm đượclượng phân bón đáng kể

Xử lý chất thải sinh hoạt cũng là vấn đề được quan tâm.Phân sẽ được ấu trùng ruồi BSF phân hủy, nước tiểu được tách ra dùng cho bể nuôi bèo.Ngoài ra mô hình còn sử dụng tro bếp khử mùi hôi trong chăn nuôi và ủ phân

– Nguyễn Văn Trương và các cộng sự đã đưa ra ―Mô hình làng sinh thái Triệu Vân, huyện Triệu Phong, tỉnh Quảng Trị‖ Nghiên cứu đã quy hoạch chi tiết từng ô, từng thửa theo hình bàn cờ với diện tích từ 1.5-2 ha Mỗi ô có đai rừng phòng hộ bên ngoài cùng các mương thoát nước, bên trong phát triển nông nghiệp, thả cá, chuồng nuôi [22]

11

– Viện nghiên cứu chiến lược và chính sách khoa học về công nghệ ―Phát triển kinh tế - xã hội vùng đồi gò Bắc Trung Bộ‖ Nghiên cứu đã bước đầu coi hộ gia đình là 1 trong 4 chủ thể sản xuất chính: hộ gia đình, trang trại, doanh nghiệp nông - lâm nghiệp, liên doanh với nước ngoài, đồng thời xác lập mô hình hệ kinh tế sinh thái phù hợp cho từng tiểu vùng sinh thái [22]

– Viện kinh tế sinh thái ―Các hệ sinh thái kém bền vững và việc lựa chọn khu vực nghiên cứu để xây dựng làng sinh thái‖, nghiên cứu đã xác lập cơ

sở lý luận và một số mô hình làng sinh thái tại 3 vùng sinh thái kém bền vững tại Việt Nam (đồng bằng úng ngập nước, cát ven biển và đồi núi trơ trọc), nhằm cải tạo

hệ sinh thái, thúc đẩy sản xuất, cải thiện đời sống dân cư.[22]

- Mô hình chăn nuôi không chất thải tại Phú Thọ[21]

Chăn nuôi theo quy mô trang trại đang phát triển nhanh, mạnh ở vùng nông thôn trên địa bàn tỉnh Phú Thọ, tạo công ăn việc làm cho nhiều lao động và mang lại hiệu quả kinh tế cao, góp phần xoá đói giảm nghèo tại địa phương Tuy nhiên, tình trạng ô nhiễm môi trường do nguồn chấ tthải chăn nuôi gây ra ngày càng nghiêm trọng làm ảnh hưởng tới không khí, đất và nước và tiềm ẩn nguy cơ gây ra bệnh dịch cho người và các vật nuôi khác, đồng thời ảnh hưởng lớn tới chất lượng cuộc sống của người dân Để giải quyết vấn đề trên, Trung tâm Khuyến nông tỉnh Phú Thọ đã xây dựng thành côngmô hình chăn nuôi lợn thịt kết hợp xử lý chất thải chăn nuôi bằng chất độn chuồng sinh học tại các hộ chăn nuôi lợn thịt thuộc Văn Lung, thị xã Phú Thọ

Nguyên liệu sử dụng chủ yếu là mùn cưa (trừ một số loại gỗ độc như gỗ lim) hoặc các chất liệu "trơ" như trấu, mụn dừa, vỏlạc, lõi ngô nghiền để làm giá thể cho vi sinh vật phân giải chất thải lên men.Nguyên liệu đảm bảo được các điều kiện như thấm nước tốt, không mủn, đàn hồi tốt, xốp không bị nén Sau đó phun chế phẩm vi sinh vật lên mặt nền đệm lót Hiện nay, chế phẩm vi sinh vật đang được sử dụng rộng rãi để làm đệm lót lên men là chế phẩm vi sinh sẽ phân giải phân, nước tiểu để sinh trưởng phát triển và làm giảm ô nhiễm do chất thải giúp làm giảm được đáng kể mùi hôi thối, ruồi muỗi Đặc biệt, protein vi sinh vật tạo ra trong mùn cưa

12

của độn lót sẽ trở thành thức ăn sinh thái cho vật nuôi Khi được phân giải, các chất dinh dưỡng trong phân vật nuôi sẽ chuyển hóa thành protein của vi sinh vật có lợi Các vi sinh vật có lợi sẽ thúc đẩy quá trình tiêu hóa của vật nuôi được tốt hơn, nhờ đó mà hiệu quả sử dụng thức ăn của vật nuôi tăng, phân ngay từ lúc được vật nuôi thải ra ngoài đã bớt hôi

Từ mô hình tại xã Văn Lung đã khẳng định việc áp dụng công nghệ chăn nuôi không chất thải đã mang lại hiệu quả rõ rệt Nó không chỉ giúp người chăn nuôi giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường, tiết kiệm chi phí trong chăn nuôi, cho hiệu quả kinh tế cao mà còn tạo ra sản phẩm sạch, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng Mô hình này, cũng giúp bà con nông dân trong xã nhận thức được tầm quan trọng của việc xử lý ô nhiễm môi trường trong quá trình sản xuất, có trách nhiệm hơn trong việc bảo vệ môi trường trong chăn nuôi, nhất là chăn nuôi tập trung, quy mô lớn Từ thực tế cho thấy, việc mở rộng mô hình chăn nuôi không chất thải rất cần được nhân rộng không chỉ ở xã Văn Lung mà tại nhiều địa phương khác, nhằm góp phần thúc đẩy lĩnh vực chăn nuôi phát triển và giảm thiểu ô nhiễm môi trường nông nghiệp, nông thôn

1.2 TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU

1.2.1 Vị trí địa lý

Cao Lãnh là huyện có dân số đông so với các huyện, thị, thành trong tỉnh Đồng Tháp, nằm ven phía Bắc sông Tiền, là cửa ngõ quan trọng tiếp giáp với trung tâm tỉnh lỵ (TP Cao Lãnh) và qua Quốc lộ 30 đi TP Hồ Chí Minh, phía Đông giáp huyện Cái Bè (tỉnh Tiền Giang) và huyện Tháp Mười, phía Tây giáp thành phố Cao Lãnh, huyện Thanh Bình và Tam Nông, phía Bắc giáp huyện Tháp Mười, phía Nam giáp sông Tiền (Thành phố Sa Đéc và huyện Lấp Vò).[14]

13

Hình 1.5: Vị trí địa lí huyện Cao Lãnh, tỉnh Đồng Tháp

Huyện có vị trí tiếp giáp các hướng như sau:

- Phía Đông: giáp huyện Cái Bè (tỉnh Tiền Giang) và huyện Tháp Mười

- Phía Tây: giáp thành phố Cao Lãnh, huyện Thanh Bình và Tam Nông

- Phía Bắc: giáp huyện Tháp Mười

- Phía Nam: giáp sông Tiền (tiếp giáp Thành phố Sa Đéc và huyện Lấp Vò)

1.2.2 Điều kiện tự nhiên

a Diện tích và hiện trạng sử dụng đất

Bảng 1.1: Diện tích, cơ cấu sử dụng đất năm 2016[3]

 Mùa khô: Từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau chỉ chiếm dưới 10% lượng mưa của năm Trong những tháng này các cây trông thiếu nước nghiêm trọng

 Chế độ thủy văn trên sông rạch thuộc địa bàn huyện chịu sự tác động của 3 yếu tố là: chế độ thủy triều biển Đông, chế độ dòng chảy của sông Tiền, chế độ mưa tại chỗ, có thể chia thành 2 mùa lũ và mùa kiệt

 Mùa lũ: Bắt đầu từ tháng 7 đến tháng 11, lũ từ sông Mê Kông

đổ về cộng với mực nước dâng cao do triều cường làm cho sự chênh lệch mực nước thấp nên khả năng thoát nước lũ kém Thời gian nước lớn đối với huyện thường duy trì trong 3 tháng 8,9,10

 Mùa kiệt: Bắt đầu từ tháng 12 đến tháng 5 năm sau, mực nước đỉnh triều hầu như thấp hơn các cao trình đồng ruộng nên phải sử dụng bơm tưới để

bổ sung nước cho cây trồng

c Thủy văn và hệ thống kênh rạch

Thủy văn: Chế độ thuỷ văn trên địa bàn huyện chịu sự tác động của 3 yếu tố là: chế độ thuỷ triều biển Đông, chế độ dòng chảy của sông Tiền và chế độ mưa tại chỗ Mùa lũ bắt đầu từ tháng 7 đến tháng 11, thời gian lũ lớn duy trì trong 3 tháng (tháng 8, 9, 10), mùa kiệt bắt đầu từ tháng 12 đến tháng 5 năm sau.[10]

Môi trường nước ở sông kênh rạch, ao hồ đang tiếp tục suy thoái do nước thải sinh hoạt chăn nuôi, rác thải

d Tài nguyên thiên nhiên

 Tài nguyên đất: [10]

Theo kết quả điều tra đất chương trình 60-B toàn huyện có 3 nhóm đất sau:

16

 Nhóm đất phù sa: Diện tích là 29.737,97 ha, chiếm 64% diện tích tự nhiên Trong đó có 17 loại đất, nhìn chung đây là nhóm đất tốt, giàu dinh dưỡng, ít có yếu tố hạn chế, thích hợp nhiều loại cây trồng Tuy nhiên trong quá trình sử dụng cần chú ý các biện pháp thuỷ lợi nhằm tiêu úng để hạn chế quá trình nhiễm phèn

 Nhóm đất phèn: Diện tích 6.165,84 ha (chiếm 13,35% diện tích tự nhiên), phân bố tập trung ở xã Tân Hội Trung và rải rác ở các xã: Gáo Giồng, Ba Sao, Phương Thịnh Loại đất này được chia làm 5 loại đất, trong đó 525,33ha là đất phèn tiềm năng (chiếm 5,3 % nhóm đất phèn), còn lại là nhóm đất phèn hoạt động với mực độ phèn và độ sâu xuất hiện tầng phèn khác nhau, cụ thể:

• Đất phèn hoạt động, tầng sinh phèn sâu dưới 50cm có diện tích 2.638,47 ha (chiếm 42,8% nhóm đất phèn)

• Đất phèn hoạt động, tầng sinh phèn nông dưới 50cm có diện tích 3.202,04ha (chiếm 51,9% nhóm đất phèn)

 Nhóm đất phèn xáo trộn: Diện tích 7.260,41 ha (chiếm 15,72% diện tích tự nhiên), bao gồm đất thổ cư và đất líp để trồng cây ăn trái và rau mùa Đa phần nhóm đất này có nguồn góc từ phù sa, nhưng do tác động của con người trong quá trình sử dụng nên một số tính chất đã biến đổi Quá trình sử dụng cần chú ý đến biện pháp chống rửa trôi xói mòn

 Tài nguyên nước:[10]

 Nước mặt: Nguồn nước ngọt trên địa bàn khá dồi dào hầu như

có quanh năm, được cung cấp trực tiếp từ sông Tiền thông qua các sông rạch chính như: sông Cần Lố, kênh An Phong – Mỹ Hòa, Nguyễn Văn Tiếp, Cái Bèo,… nên khá phong phú thuận lợi cho việc phát triển cây trồng - vật nuôi Tuy nhiên, các khu vực xa sông thuộc vùng Đồng Tháp Mười (xã Gáo Giồng, Phương Thịnh) thường bị

thiếu nước vào cuối mùa khô và bị ảnh hưởng nước phèn đầu mùa mưa

 Nước ngầm: Trên địa bàn huyện Cao Lãnh, các mạch nước

ngầm xuất hiện ở độ sâu khác nhau, trong đó có tầng bị nhiễm mặn hoặc phèn từ lúc mới tạo thành nên không sử dụng được Hiện nay, nước ngầm mới chỉ được khai

17

thác phục vụ cho sinh hoạt ở một số vùng trong huyện, chưa có khả năng khai thác

sử dụng cho sản xuất

 Tài nguyên rừng: Diện tích đất rừng của huyện Cao Lãnh gồm

toàn bộ là đất rừng sản xuất với diện tích 2.272,46 ha chiếm 4,92% diện tích đất tự nhiên của huyện, trong đó chủ yếu là rừng tràm được phân bố ở các xã: Gáo Giồng,

Mỹ Hiệp, Mỹ Long, Tân Hội Trung

Trong những năm qua diện tích đất rừng đã được trồng, chăm sóc và bảo vệ tốt tạo môi trường, góp phần cân bằng sinh thái trên địa bàn huyện

1.2.3 Đặc điểm kinh tế - văn hóa – xã hội

a Dân số, lao động, thu nhập

Huyện Cao Lãnh có diện tích là 491km2 và dân số 207.743 người gồm 18 đơn

Diện tích (km 2 )

Tên xã, thị trấn

Dân số (người)

18

Kinh tế: huyện Cao Lãnh có thế mạnh về kinh tế nông nghiệp Tổng giá trị sản xuất đạt 7601 tỷ đồng, đạt 100,4% kế hoạch (trong đó ngành nông nghiệp là 5.720

tỷ đồng đạt 101,9%, ngành công nghiệp 1.316 tỷ đồng, đạt 96,6%, ngành xây dựng

565 tỷ đồng, đạt 95,4%) Thu nhập bình quân đầu người đạt 32,92 triệu đồng.[10] Thu nhập bình quân giữa người dân nông thôn và thu nhập bình quân người dân trong toàn tỉnh chênh lệch không nhiều

Bảng 1 3: Thu nhập bình quân đầu người[9]

Thu nhập bình quân người dân nông thôn (đvt: triệu đồng/người)

Thu nhập bình quân người dân trong tỉnh (đvt: triệu đồng/người)

b Y tế, giáo dục

Giáo dục: Tình hình giáo dục của Huyện (2015) như sau:[3],[ 10]

Bảng 1 4: Tình hình giáo dục của huyện

non

Tiểu học

Trung học

cơ sở

Trung học phổ thông

Mạng lưới y tế của huyện (2015) có:

 03 Bệnh viện đa khoa với 543 giường bệnh

 18 Trạm Y tế xã với 72 giường bệnh

Có 424 cán bộ ngành y và 93 cán bộ ngành dược

Lao động việc làm: trong năm huyện đã giới thiệu và giải quyết việc làm cho người lao động ước đạt 7.511 lượt người Tỷ lệ lao động qua đào tạo là 54%, trong

đó mở 22/29 lớp dạy nghề nông thôn với hơn 530 học viên

1.3 TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI NÔNG NGHIỆP

1.3.1 Tổng quan về chất thải chăn nuôi[21]

a Định nghĩa về chất thải chăn nuôi

Chất thải chăn nuôi là chất thải phát sinh trong quá trình chăn nuôi như: phân, nước tiểu, nhước dội chuồng, thức ăn còn dư thừa Chất thải trong chăn nuôi được chia làm 3 loại: chất trải rắn, chất thải lỏng, và chất thải khí

b Nguồn gốc phát sinh

Chất thải rắn chủ yếu là các thành phần như: phân, xác chết động vật, thức ăn

dư thừa của vật nuôi, vật liệu lót chuồng….,chất thải này thường có độ ẩm từ 50%

và các phụ phẩm nông nghiệp phát sinh nhiều và chiếm thành phần chủ yếu trong thành phần chất thải rắn nông nghiệp

Ngoài ra, trong quá trình trồng người dân còn sử dụng một lượng lớn phân bón, TBVTV, hóa chất để cây phát triển, sinh trưởng tốt, và tăng thêm lợi nhuận Hầu như lượng chất thải từ các chai vỏ thuốc, bao bì đựng hóa chất, chai lọ như: thuốc trừ sâu, thuốc tăng trưởng, thuốc trừ nấm, trừ chuột, dịch bệnh… Tăng lên đáng kể và không thể kiểm soát được

Lượng phân bón hóa học sử dụng ở nước ta, bình quân từ 80 – 90 kg/ha (cho luá là 150- 180 kg/ha) Việc sử dụng phân bón cũng phát sinh các bao bì, túi đựng Theo tính toán, bình quân nông dân nước ta hiện nay sử dụng khoảng 125 kg đạm nguyên chất và 80 kg lân nguyên chất cho mỗi ha canh tác Kết quả tính toán của các nhà khoa học cho thấy các cây trồng chỉ mới hấp thu ít hơn 30%, và 70% còn lại tan trong nước, ngấm vào đất và gây ô nhiễm môi trường, tồn dư trong nông sản, phát thải khí nhà kính và lãng phái đầu tư cho nông dân.[21]

1.4 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI

1.4.1 Xử lý chất thải chăn nuôi

Chất thải chăn nuôi hiện nay đặc biệt là phân và nước tiểu sau khi được thải ra môi trường thì khả năng gây ô nhiễm thấp, nếu để ngoài môi trường lâu ngày thì sẽ gây mùi hôi càng làm môi trường càng thêm ô nhiễm Do đó biện pháp tối ưu nhất

là thu gom, vận chuyển, lữu trữ và xử lý.[21]

21

Tùy theo là phân rắn hay phân lỏng mà chúng ta có cách thu gom khác nhau Việc thu gom vận chuyển có thể dội nước cho phân trôi ra ngoài và xuống hầm biogas để ủ phân, hoặc phân khô thì ta có thể hốt phân

Việc thu gom vận chuyển chất thải có thể dùng nước bơm xịt trôi theo đường ống đi ra ngoài hoặc dùng thùng chứa (phân lỏng) hoặc có thể dùng bao, thùng để vận chuyển phân rắn Nơi lưu trữ phân là hồ chứa, thùng đựng được đây kín để không thoátmùi hôi ra bên ngoài môi trường Nơi lưu trữ phân phải cách biệt với chuồng trại chăn nuôi để tránh ảnh hưởng đến sức khỏe gia súc

a Xử lý bằng hầm biogas

Đây là phương pháp khả phổ biến cho các hộ chăn nuôi hiện nay, giúp xử lý tốt nước thải trong chăn nuôi, và cung cấp nước tưới sạch cho vườn cây, làm phân bón cho trồng trọt, và tận dụng nguồn khí metan làm khí đốt cho gia đình góp phần nâng cao kinh tế cho nhà nông

Hình 1 6:Đầu vào và đầu ra hầm Biogas

(Hình ảnh minh họa: nguồn internet)

22

Nguyên lý ủ biogas dựa trên sự phân hủy yếm khí các hợp chất hữu cơ của các

vi sinh vật yếm khí Hỗn hợp khí sinh ra gồm: CH4, H2S, NH3, trong đó CH4và

CO2là sản phẩm chủyếu Năng lượng sinh ra được người dân dùng để nấu nướng,

và cấp điện trong sinh hoạt

Hầm biogas có ưu điểm là tạo nguồn năng lượng để thắp sáng, chạy máy phát điện, dùng để nấu nướng sinh hoạt, chất thải sau quá trình lên men sẽ làm phân bón cho cây vì thế ta hạn chế được lượng phân hóa học bón cho cây, góp phần làm giảm

ô nhiễm môi trường, kinh phí và sản xuất cây ăn trái sạch… bảo vệ sức khỏe Như vậy, xây dựng hầm biogas không những giải quyết được vấn đề năng lượng mà còn giải quyết được việc lạm dụng sử dụng thuốc BVTV, phân bón cho cây trồng, làm giảm ONMT, góp phần bảo vệ và nâng cao sức khỏe của cộng đồng

b Sản xuất phân bón hữu cơ từ phân gia súc

Phương pháp sản xuất phân bón hữu cơ từ phân gia súc đã có từ lâu, góp phần giảm đi lượng phân bón hóa học cho cây trồng, và giảm ô nhiễm ra môi trường, giảm chi phí cho việc mua phânthuốc bảo vệ thực vật Phương pháp này được dựa trên quá trình phân hủy các chất hữu cơ có từ trong phân dưới tác dụng của vi sinh vật có trong thành phần của phân, tính chất và giá trị của phân bón phụ thuộc vào quá trình ủ phân, phương pháp ủ và kiểu ủ

Quá trình này gồm sự phá vỡ các hợp chất không chứa N và sự khoáng hóa các hợp chất có chứa N Chính do sự phân hủy này mà thành phần phân chuồngluôn bị biến đổi, có nhiều loại khí như: H2, CH4, CO2, NH3… và hơi nước thoát ra làm cho đống phân ngày càng giảm khối lượng

1.4.2 Xử lý chất thải trồng trọt

Chất thải trông trọt là loại dễ bắt cháy, nên hầu như nhười dân sau khi thu hoạch thường đốt thân cây còn lại để tiêu diệt các vi khuẩn trong đất, nhưng việc đốt cũng phần nào gây ô nhiễm không khí, có thể tiêu diệt những VSV dinh dưỡng trong đất

23

a Sử dụng rơm để làm thức ăn cho trâu bò

Ngoài việc đốt thì người dân có thể đem về phơi khô ủ đống dữ trữ lượng thức

ăn vào mùa khô cho bò, khi không có cỏ Loại thức ăn này có hàm lượng chất xơ cao (36-42%) Hoặc có thể khi dùng rơm làm thức ăn cho trâu bò nên bổ sung thêm

rỉ mật đường, cỏ xanh hay các phụ phẩm khác dễ lên men nhằm tối ưu hóa hoạt động của vi sinh dạ cỏ Xử lý rơm lúa tươi giúp bảo quản dinh dưỡng và cải thiện chất lượng được tốt hơn, giảm được công phơi khô rơm

b Trồng nấm

Để có thể xử lý chất thải trồng trọt thì người ta sử dụng rơm để trồng nấm Tận dụng nguồn rơm rạ sẵn có từ các vụ lúa trong năm, nhiều nông dân đã triển khai trồng nấm rơm vừa đem lại hiệu quả kinh tế đồng thời xử lý được chất thải trồng trọt

1.5 TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CÂY LÚA

1.5.1 Vị trí và tầm quan trọng của cây lúa

Lúa là một trong ba cây lương thực chủ yếu bao gồm lúa mì, ngô và lúa gạo Trong lúa gạo có đầy đủ các chất dinh dưỡng như các cây lương thực khác, ngoài ra còn có các Vitamin nhóm B và một số thành phần khác.[23]

Hình 1 7: Hạt lúa

- Về tinh bột: Là nguồn cung cấp chủ yếu Calo Giá trị nhiệt lượng của lúa là 3.594 Calo/g, trong đó hàm lượng amyloza trong hạt quyết định

- Vitamin: Trong lúa gạo còn có một số vitamin nhóm B như B1, B2, B6…Vitamin B1 là 0,45 mg/100hạt Từ những đặc điểm của cây lúa và giá trị của nó, lúa gạo được coi là nguồn thực phẩm, dược phẩm có giá trị và được tổ chức dinh dưỡng quốc tế gọi là "Hạt gạo là hạt của sự sống"

Với giá trị dinh dưỡng của hạt kết hợp với việc chọn tạo giống có năng suất cao, phẩm chất tốt thì lúa gạo ngoài việc sử dụng hàm lượng lương thực là chủ yếu thì các sản phẩm phụ của lúa còn sử dụng rất nhiều trong các lĩnh vực khác nhau

1.5.2 Một số đặc điểm cây lúa

a Đặc điểm sinh học

Sinh trưởng và phát triển của cây lúa phụ thuộc rất nhiều yếu tố, từ điều kiện

tự nhiên, tình hình canh tác, phân bón đất đai, mùa vụ gieo trồng, giống và thời gian sinh trưởng của từng giống lúa.Quá trình sinh trưởng của cây lúa có thể chia ra làm hai thời kỳ: Sinh trưởng dinh dưỡng và sinh trưởng sinh thực.[23]

- Thời kỳ sinh trưởng dinh dưỡng: Ở thời kỳ này cây lúa chủ yếu hình thành và phát triển các cơ quan dinh dưỡng như ra lá, phát triển rễ, đẻ nhánh…

- Thời kỳ sinh trưởng sinh thực: Là thời kỳ phân hoá, hình thành cơ quan sinh sản bắt đầu từ khi làm đòng đến khi thu hoạch Bao gồm các quá trình làm đòng, trổ bông, hình thành hạt Quá trình làm đốt tuy là sinh trưởng dinh dưỡng nhưng lại tiếnhành song song với quá trình phân hoá đòng nên nó cũng nằm trong quá trình sinh thực Thời kỳ này có ảnh hưởng trực tiếp đến việc hình thành số bông, tỷ lệ hạt chắc và trọng lượng hạt lúa

25

 Quá trình nẩy mầm: Hạt hút nước, độ ẩm trong hạt tăng, hoạt động các men hô hấp và phân giải rõ rệt, một loạt các phản ứng sinh hoá xảy ra, phôi được cung cấp glucoza, axitamin, các tế bào phân chia, lớn lên trục phôi phình

to, đẩy mầm khi nẩy mầm, đầu tiên xuất hiện lá bao hình vảy, không có diệp lục Rễ này dài, sau này phát triển thành các lông tơ giúp hạt hút nước trong thời kỳ đầu

Hình 1 8: Hạt lúa nảy mầm

(Hình ảnh minh họa: Nguồn internet)

 Quá trình phát triển của bộ rễ: Sau khi nẩy mầm rễ lúa phát triển từ phôi là rễ mộng, rễ này chủ yếu có một cái Rễ mộng xuất hiện rồi dài ra, có thể hình thành lông rễ, rễ mộng hoạt động trong một thời gian ngắn rồi chết đi và được thay thế bằng các lớp rễ phụ được hình thành từ mặt các đốt gốc của cây

 Quá trình phát triển lá: Lá được hình thành từ các mầm lá ở mắc thân, khi hạt nẩy mầm, hình thành các lá đầu tiên là lá bao mầm, lá không hoàn toàn rồi đến lá thật 1,2,3… Các lá phát triển liên tục từ ba lá đầu này, cây lúa đã tự nuôi dưỡng hoàn toàn sống độc lập, lá quang hợp, rễ hút dinh dưỡng

 Quá trình đẻ nhánh: Lúa sau khi bén rễ hồi xanh thì làm đốt, làm đòng Nhánh lúa hình thành từ các mầm nách ở gốc thân Quá trình hình thành một nhánh qua bốn giai đoạn: phân hoá nhánh, hình thành nhánh, nhánh dài trong bọc lá và nhánh xuất hiện Trong quá trình hình thành nhánh đầu tiên xuất hiện một

b Đặc điểm sinh thái

Ngoài sự tác động của con người thì khí hậu thời tiết là yếu tố quan trọng nhất của điều kiện sinh thái, nó có ảnh hưởng lớn nhất và thường xuyên đến quá trình sinh trưởng và phát triển của cây lúa.[23]

Về nhiệt độ: Quá trình sinh trưởng và phát triển của cây lúa phụ thuộc rất nhiều về nhiệt độ trong vụ gieo trồng Nếu thời tiết thuận lợi, nhiệt độ trung bình cao cây lúa đạt được tổng nhiệt cần thiết sẽ ra hoa và chín sớm hơn tức là rút ngắn thời gian sinh trưởng và ngược lại Để cho cây lúa phát triển tốt thì cần nhiệt độ khác nhau qua các thời kỳ sinh trưởng Thời kỳ nẩy mầm: Nhiệt độ thích hợp cho cây lúa nẩy mầm là 30- 350

C Nhiệt độ giới hạn thấp nhất là 10-120C và quá cao là trên 400C không có lợi cho quá trình nẩy mầm của lúa

1.6 THỰC TRẠNG NGÀNH XAY XÁT LÚA GẠO

1.6.1 Ngành xay xát lúa gạo ở Thế Giới và Việt Nam

Gạo, cây một lá mầm, được biết đến với tên Oryza Gạo là thực phẩm quan trọng cho khoảng một nửa dân số thế giới Riêng khu vực Châu Á sản xuất trên 90% tổng sản lượng gạo thế giới với Trung Quốc và Ấn Độ đóng góp một

phần28,7% và 19,5% cổ phần của tổng sản lượng, tương ứng.[33]

Bảng 1 5: Sản lượng lúa, rơm, rạ ở các quốc gia[33]

Quốc gia Số lượng thu

hoạch( triệu tấn)

Rơma

ước tính (triệu tấn)

Dự kiến trấub(triệu tấn)

đã được thu hoạch từ 41,9 triệu ha diện tích trồng ở Ấn Độ Mặc dù Trung Quốc và

Ấn Độ là những nước sản xuất gạo lớn nhất thế giới, Lượng xuất khẩu của họ tương đối thấp do yêu cầu cao

Thống kế của tổ chức lương thực thế giới (FAO,2008) cho thấy, có 114 nước trồng lúa, trong đó 18 nước có diện tích trồng lúa trên trên 1.000.000 ha tập trung ở Châu Á, , 31 nước có diện tích trồng lúa trong khoảng 100.000ha – 1.000.000 ha Trong đó có 27 nước có năng suất trên 5 tấn/ha đứng đầu là Ai Cập (9,7 tấn/ha), Úc (9,5 tấn/ha) ElSalvador (7,9 tấn/ha)

Hình 1 9: Biểu đồ xuất khẩu gạo của Việt Nam và Thái Lan từ năm 2006 đến

năm 2010(nguồn FAO)

28

Bên cạnh diện tích trồng lúa, năng suất lúa bình quân trên thế giới cũng tăng khoảng 1,4 tấn/ha trong vòng 24 năm từ năm 1961 đến 1985, đặc biệt sau cuộc cách mạng xanh của thế giới vào những năm 1965-1970, với sự ra đời của các giống lúa thấp cây, ngắn ngày, không quang cảm, mà tiêu biểu là giống lúa IR5, IR8 Đến những năm 1990 dẫn đầu năng suất lúa trên thế giới là các nước Triều Tiên, Úc,

Mỹ, Nhật Bản, Tây Ban Nha (IRRI, 1990) Từ năm 1990 trở đi đến tại thời điểm hiện nay năng suất lúa thế giới liên tục được cải thiện đạt 43 tấn/ha năm 2008,tuy nhiên chỉ bằng phân nửa năng suất của Ai Cập (9,7 tấn/ha) nước đứng đầu thế giới Các quốc gia bao gồm Hoa Kỳ, Ấn Độ, Việt Nam, Myanmar, Philippines, Bangladesh, và ở Châu Phi Tiểu vùng Sahara Dự báo đến năm 2020, tổng lượng gạo tiêu thụ khoảng 450 triệu tấn (cơ sở xay xát), tăng trưởng 6,6%So với 422 triệu tấn trong năm 2007 Nói chung, gạo là ngành công nghiệp sẽ vẫn bền vững trong một thời gian dài Sau đó, sự sẵn có của chất thải nông nghiệp ở nông trại sẽ vẫn cao.[33]

Xuất phát điểm của Việt nam là một nước nông nghiệp, cây lúa là cây trồng chính và lâu đời, cây lúa được phân bố khắp mọi miền của đất nước từ Bắc vào Nam, là một trong những nước có điều kiện khí hậu thuận lợi cho sự phát triển của cây lúa Hơn 70 % dân số Việt Nam sống bằng nghề trồng lúa, nhân dân ta rất cần

cù, sáng tạo và giàu kinh nghiệm trong nghề trồng lúa nước, được kế thừa những kinh nghiệm của cha ông và đúc rút nhiều thành công trong công tác chăm sóc và gieo trồng

Bảng 1 6: Diện tích, năng suất, sản lượng lúa nước ta qua 2 năm[23]

29

Sản lượng Nghìn

tấn

38.729,8 38.895,5 165,7 0,4

(Nguồn: Niên giám thống kê cả nước 2009)

Hình 1 10: Năng suất lúa Việt Nam trong 10 năm, từ năm 2003 đến

năm 2014(nguồn FAO)

1.6.2 Ngành xay xát lúa gạo của tỉnh Đồng Tháp

Đồng Tháp là tỉnh đầu nguồn sông Cửu Long với tổng diện tích 3.374 km2

, dân số gần 1,7 triệu người, tiếp giáp với các tỉnh: Long An, Tiền Giang, Vĩnh Long,

An Giang, thành phố Cần Thơ và Campuchia với đường biên giới giáp với tỉnh Prây-veng, dài 48 km, trên tuyến biên giới có 02 cửa khẩu quốc tế và 05 cặp của khẩu phụ Đồng Tháp là tỉnh nằm trong vùng trọng điểm về sản xuất lương thực - thực phẩm của cả nước, đứng thứ ba cả nước về tổng sản lượng lúa với trên 3,07 triệu tấn/năm, sản lượng lúa hàng hóa trên 2 triệu tấn.Thủy sản được coi là thế mạnh thứ 2 sau cây lúa

Năm 2016 diện tích kế hoạch gieo trồng là 553.425 ha, sản lượng ước đạt 3,43 triệu tấn, năng suất bình quân đạt 62,4 tạ/ha (tăng 0,1 tạ/ha so với năm 2015).[2]