Phân tích đánh giá dòng thải chứa phốt pho từ hoạt động chăn nuôi lợn quy mô trang trại tại xã Đỗ Động Thanh Oai Hà Nội và đề xuất giải pháp thu hồi

Phân tích đánh giá dòng thải chứa phốt pho từ hoạt động chăn nuôi lợn quy mô trang trại tại xã Đỗ Động Thanh Oai Hà Nội và đề xuất giải pháp thu hồi Phân tích đánh giá dòng thải chứa phốt pho từ hoạt động chăn nuôi lợn quy mô trang trại tại xã Đỗ Động Thanh Oai Hà Nội và đề xuất giải pháp thu hồi luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Vũ Anh Hào

PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ DÒNG THẢI CHỨA PHỐT PHO TỪ HOẠT ĐỘNG CHĂN NUÔI LỢN QUY MÔ TRANG TRẠI TẠI XÃ ĐỖ ĐỘNG, THANH OAI, HÀ NỘI VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THU HỒI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2020

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Vũ Anh Hào

PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ DÒNG THẢI CHỨA PHỐT PHO TỪ HOẠT

ĐỘNG CHĂN NUÔI LỢN QUY MÔ TRANG TRẠI TẠI XÃ ĐỖ ĐỘNG,

THANH OAI, HÀ NỘI VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THU HỒI

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

Mã số : 60440301

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS Lê Thị Hoàng Oanh

TS Ngô Vân Anh

Formatted: English (U.S.)

Hà Nội - 2020

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Lê Thị Hoàng Oanh

và TS Ngô Vân Anh là hai giảng viên đồng hướng dẫn đã giao đề tài, quan tâm và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Thị Hà và nhiệm vụ Nghị định thư NĐT 31.JPA/17, quỹ Kovalevskaia đã hỗ trợ em trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này

Em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong Khoa Môi trường - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội nói chung và Bộ môn Công nghệ môi trường nói riêng đã giảng dạy và trang bị cho em những kiến thức quý giá trong suốt khóa học

Em xin được gửi lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè đã luôn chia sẻ, ủng hộ

và động viên em trong suốt thời gian qua

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn Hội đồng khoa học đã giúp em bảo vệ thành công luận văn này

Em rất tâm huyết với đề tài và đã cố gắng, nỗ lực để hoàn thành luận văn này nhưng không tránh khỏi còn nhiều thiếu sót Em rất mong nhận được sự giúp đỡ và góp ý của các thầy cô để luận văn của em được hoàn thiện hơn

Em xin trân trọng cảm ơn!

Học viên cao học

Vũ Anh Hào

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU……….…… 4

CHƯƠNG 1- TỔNG QUAN……… 6

1.1.Tổng quan về hoạt động chăn nuôi lợn……… 6

1.1.1 Sản lượng lợn trên thế giới và Việt Nam… ……… 6

1.1.2 Các loại hình chăn nuôi lợn hiện nay……… 8

1.1.2.1 Phương thức và quy mô chăn nuôi lợn……… 8

1.1.2.2 Các loại lợn chủ yếu trong chăn nuôi lợn……… 9

1.1.2.3 Tình hình sử dụng tài nguyên trong chăn nuôi lợn……… 10

1.1.3 Các nguồn thải chính và phương pháp xử lý chất thải từ hoạt động chăn nuôi lợn…… ……… 1312

1.1.3.1 Các nguồn thải chính từ hoạt động chăn nuôi lợn……… 1312

1.1.3.2 Phương pháp xử lý chất thải từ hoạt động chăn nuôi lợn……… 167

1.2 Tổng quan về phương pháp thu hồi phốt pho trong chất thải chăn nuôi lợn……… 23

1.2.1 Phốt pho trong chất thải chăn nuôi lợn……… 23

1.2.1.1 Các dạng tồn tại của phốt pho trong chất thải chăn nuôi lợn………….… 23

1.2.1.2 Hàm lượng phốt pho trong chất thải chăn nuôi lợn……… 2324

1.2.2 Phương pháp thu hồi phốt pho từ chất thải chăn nuôi lợn……….… 24

CHƯƠNG 2 - ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU………….… 2930

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu……….…… .2930

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu……… 2930

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu ……… 2930

2.2 Phương pháp nghiên cứu……… 2930

2.2.1 Phương pháp tổng quan tài liệu……… 2930

2.2.2 Phương pháp điều tra, phỏng vấn, khảo sát thực địa……… 2931

2.2.3 Phương pháp lấy mẫu, bảo quản mẫu và phân tích mẫu:………: 3031

2.2.4 Phân tích dòng vật chất MFA với phần mềm STAN……… 3233

Formatted: Justified, Space Before: 0 pt, Tab

stops: 6.1", Left,Leader: …

Formatted: Font: Bold Formatted: Font: Bold

Formatted: Font: Bold

CHƯƠNG 3 - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN……… 3435

3.1 Tình hình chăn nuôi lợn thịt tại địa bàn xã Đỗ Động……… 3435

3.1.1 Tỉ lệ chăn nuôi lợn thịt theo quy mô trang trại và hộ cá thể năm 2019…… 3435

3.1.2 Cơ cấu phân bổ đàn lợn thịt các năm: 2017, 2018, 2019……… 3435

3.1.3 Tổng đầu lợn thịt các năm 2017, 2018, 2019……… 3536

3.1.4 Kết quả phỏng vấn và khảo sát thực địa tại 2 trang trại chăn nuôi lợn thịt … 3536

3.1.4.1 Thông tin chung ……… 3536

3.1.4.2 Thông tin chi tiết……… 3738

3.2 Định tính và định lượng các dòng thải chứa phốt pho từ hoạt động chăn nuôi

lợn thịt quy mô trang trại……… 3940

3.2.1 Kết quả phân tích định tính đối với phốt pho của 2 trang

3.2.3 Đánh giá tiềm năng thu hồi phốt pho……… 53

3.3 Đề xuất giải pháp thu hồi phốt pho trong chất thải chăn nuôi lợn tại địa bàn xã

3.3.3 Giải pháp với nước thải……… 57

Formatted: Font: Bold

Formatted: Font: Times New Roman, 13 pt

Formatted: Normal, Justified, Line spacing:

1.5 lines, Tab stops: 6.1", Left,Leader: …

Formatted: Font: Times New Roman, 13 pt Formatted: Font: Times New Roman, Bold

Formatted: Justified, Space Before: 0 pt, Tab

stops: 6.1", Left,Leader: …

Formatted: Font: Times New Roman, 13 pt Formatted: Normal, Justified, Line spacing:

1.5 lines, Tab stops: 6.1", Left,Leader: …

Formatted: Font: Times New Roman, 13 pt Formatted: Font: Times New Roman, 13 pt Formatted: Font: Times New Roman, Bold

Formatted: Font: Bold

Formatted: Font: Bold

Formatted: Font: Bold

Bảng 1.5 Hàm lượng phốt pho tổng trong chất thải chăn nuôi lợn……… 24

Bảng 2.1 Danh sách phân tích mẫu phốt pho tổng của 2 trang trại

Bảng 3.10 Hàm lượng phốt pho tổng trong thức ăn

cứu……… 4953

Bảng 3.18 Tổng lượng phốt pho có khả năng thu hồi tại xã Đỗ

Động……… 4953

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Biểu đồ số lượng lợn trên thế giới từ năm 2012 đến năm 2020……… 6

Hình 1.2 Sản lượng thịt lợn trên thế giới từ năm 1993 đến năm 2019……… 7

Hình 1.3 Biểu đồ số lượng lợn các quốc gia hàng đầu thế giới…… ……… 7

Hình 1.4 Số lượng đàn lợn tại Việt Nam từ năm 2010 đến năm 2019……… 8

Hình 1.5 Biểu đồ các biện pháp bảo vệ môi trường chăn nuôi lợn tại Hà Nội …23

Hình 1.6 Phương pháp thu hồi phốt pho bằng quy trình rửa nhanh…… ……… 2728

Hình 3.1 Tỉ lệ chăn nuôi lợn thịt quy mô trang trại và hộ cá thể năm 2019………3435

Hình 3.2 Cơ cấu phân bổ đàn lợn thị các năm 2017, 2018, 2019……… 3435

Hình 3.3 MFA theo phốt pho của trang trại 1 ……….4647

Hình 3.4 MFA theo phốt pho của trang trại 2……… 4648

Hình 3.5 MFA theo phốt pho của trang trại 1 tính theo %……… 4850

Hình 3.6 MFA theo phốt pho của trang trại 2 tính theo %……… 4851

Hình 3.7 Chế phẩm vi sinh vật EM……….5255

Hình 3.8 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải và giải pháp tận thu phốt pho từ nước thải 54

58

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT

Tên viết tắt Tên tiếng việt Tên tiếng anh

BVMT Bảo vệ môi trường

BĐKH Biến đổi khí hậu

BOD Nhu cầu oxi sinh hóa Biochemical oxygen demand

COD Nhu cầu oxi hóa học Chemical oxygen demand

MFA Phân tích dòng vật chất Material Flow Analysis

NN & PTNT Nông nghiệp và phát triển

nông thôn QĐ-UBND Quyết định ủy ban nhân

dân QCVN Quy chuẩn Việt Nam

SNN & Sở Nông nghiệp và Phát

PTNT triển nông thôn

TSS Tổng rắn lơ lửng Total suspended solid

VSS Rắn lơ lửng bay hơi Volatite suspended solid

STNMT Sở Tài nguyên và Môi

trường TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

UDNP Chương trình phát triển

Liên hợp quốc

United Nations Development Programme

MỞ ĐẦU

Phốt pho (P) là một trong các nguyên tố cần thiết cho hoạt động sống đối với

con người và động vật P là nguyên tố chính cấu thành DNA, các tế bào thần kinh,

não, xương và răng, P cũng là một nguyên tố dinh dưỡng khoáng hóa quan trọng

Ngoài ra, P đóng vai trò quan trọng trong chu trình năng lượng diễn ra trong các tế

bào động và thực vật: sự chuyển hóa của P chứa ATP thành ADP là nguồn năng

lượng trong hầu hết các phản ứng hóa sinh Trong nông nghiệp cùng với N và K, P

tạo thành thành phần chính của các sản phẩm phân bón Tuy nhiên, nguồn cung cho

hầu hết các sản phẩm sản xuất phân bón P là đá phốt phát đang ngày càng suy giảm

và giá thành cho loại đá này ngày một cao hơn Do sức ép về sự cạn kiệt nguồn P,

những nghiên cứu nhằm thu hồi, xử lý và tái sử dụng các nguồn thải chứa P từ chất

thải đã được thúc đẩy, đặc biệt nguồn P từ chất thải từ hoạt động chăn nuôi lợn

Nghề chăn nuôi lợn ra đời rất sớm Cách đây một vạn năm chăn nuôi lợn đã

xuất hiện và phát triển ở châu Âu và Á Sau đó, khoảng thế kỷ XVI, bắt đầu phát

triển ở châu Mỹ và thế kỷ XVIII phát triển ở châu Úc Đến nay, nuôi lợn đã trở

thành một nghề truyền thống của nhiều quốc gia Ở nhiều nước, chăn nuôi lợn có

công nghệ cao và có tổng đàn lợn lớn như: Nga, Anh, Pháp, Mỹ, Nhật, Canada, Hà

Lan, Đan Mạch, Thụy Điển, Đức, Ý, Úc, Trung Quốc, Singapore, Đài Loan [20]

Theo một số nghiên cứu cho thấy hàm lượng phốt pho trong nước thải chăn

nuôi lợn khoảng 60-100 mg/lít [18], hàm lượng phốt pho trong phân lợn tươi chiếm

khoảng 0,3% [7] Từ đó cho thấy việc thu hồi, tái sử dụng P từ chất thải chăn nuôi

lợn rất có ý nghĩa, góp phần tạo ra các sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao cạnh

tranh với phân bón sản xuất sản từ quặng phốt phát Đồng thời, góp phần giảm thiểu

lượng P gây ô nhiễm môi trường và góp phần thúc đẩy chăn nuôi bền vững

Do vậy, luận văn thực hiện đề tài “ Phân tích đánh giá dòng thải chứa

phốt pho từ hoạt động chăn nuôi lợn quy mô trang trại tại xã Đỗ Động,

Comment [oh1]: Bỏ chỉ số trên, ghi đồng

hàng với chữ Áp dụng trên toàn baì

Formatted: Font: Not Bold, Expanded by 0.3

pt

Formatted: Font: Expanded by 0.3 pt

Thanh Oai, Hà Nội và đề xuất giải pháp thu hồi” với mục tiêu và nội dung

nghiên cứu như sau:

Mục tiêu của nghiên cứu:

Phân tích, đánh giá được dòng thải chứa P từ hoạt động chăn nuôi lợn thịt

quy mô trang trại và đề xuất giải pháp thu hồi P tại địa bàn xã Đỗ Động, huyện

Thanh Oai, thành phố Hà Nội

Nội dung nghiên cứu:

1 Khảo sát tình hình chăn nuôi lợn tại địa bàn nghiên cứu;

2 Đánh giá các dòng thải chứa P từ hoạt động chăn nuôi lợn thịt quy mô

trang trại theo cách tiếp cận phân tích dòng vật chất (MFA);

3 Đề xuất giải pháp thu hồi P trong dòng thải nghiên cứu

Formatted: Font: Not Bold, Expanded by 0.3

pt

Formatted: Expanded by 0.3 pt

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về hoạt động chăn nuôi lợn

1.1.1 Sản lượng lợn trên thế giới và Việt Nam

Theo thống kê của Statista (2019) về số lượng lợn từ năm 2012 đến năm

2018 [36] và theo báo cáo mới công bố của Bộ Nông nghiệp Hòa Kỳ (2020) về tổng

đàn lợn trên thế giới năm 2020 dự báo đạt 1.02 tỷ con, giảm 10% so với năm 2019

[4]

Hình 1.1 Biểu đồ số lượng lợn trên thế giới từ năm 2012 đến năm 2020

Về sản lượng thịt lợn hàng năm trên thế giới có sự tăng trưởng nhẹ, do nhu

cầu sử dụng thịt lợn tăng theo sự gia tăng dân số thế giới (mức gia tăng dân số trung

bình vào khoảng 1,05% mỗi năm) Vì vậy, tăng trưởng sản lượng thịt lợn trên thế

giới những năm qua phù hợp với tăng trưởng dân số trên thế giới

Formatted: Centered

Hình 1.2 Sản lượng thịt lợn trên thế giới từ 1993 đến 2019 [4]

Về sản xuất thịt lợn thì Trung Quốc vẫn là quốc gia sản xuất thịt lợn lớn nhất thế giới chiếm khoảng 48% sản lượng thịt lợn trên thế giới, Liên minh châu Âu (EU) với 28 quốc gia thành viên, chiếm 21% sản lượng thịt lợn thế giới, trong khi

Mỹ sản xuất 11% tổng sản lượng toàn cầu Brazil là nhà sản xuất thịt lợn lớn thứ tư thế giới, theo sau là Nga và Việt Nam Việt Nam năm 2019 với dân số gần 100 triệu dân [20] Thịt lợn là nguồn thực phẩm chính được sử dụng hàng ngày, Việt Nam đứng thứ 6 trong danh sách các quốc gia hàng đầu về sản xuất thịt lợn

Hình 1.3 Biểu đồ số lượng lợn các quốc gia hàng đầu [3]

Theo thống kê của Cục chăn nuôi Việt Nam, số đàn lợn tại Việt Nam từ năm

2010 đến năm 2019 dao động từ 25 đến 29 triệu con Tại thời điểm tháng 12/2019, tổng đàn lợn của cả nước đạt 24,9 triệu con, trong đó đàn lợn nái trên 2,7 triệu con

Hình 1.4 Số lượng đàn lợn tại Việt Nam từ năm 2010 đến năm 2019 [3]

Trước đây, chăn nuôi nước ta chủ yếu vẫn là phân tán nhỏ lẻ, tập trung chủ yếu ở các hộ nông dân với 5 - 10 đầu lợn/hộ Trong những năm gần đây, ngành chăn nuôi nước ta đang trong quá trình chuyển đổi mạnh mẽ về cơ cấu chăn nuôi, chăn nuôi phát triển theo xu hướng trang trại, trong đó việc chuyển dịch nhanh từ chăn nuôi nông hộ quy mô nhỏ sang chăn nuôi trang trại, công nghiệp quy mô lớn Trong giai đoạn 2011 - 2016 từ 6.200 trang trại tăng lên 20.869 trang trại, trong đó

số lượng trang trại nhiều nhất ở đồng bằng sông Hồng (8.726 trang trại), Đông Nam

Bộ (4.868 trang trại), Trung du và miền núi phía Bắc (2.231 trang trại), Bắc Trung

bộ và Duyên hải miền Trung (1.982 trang trại), đồng bằng sông Cửu Long (1.854 trang trại) và Tây Nguyên (1.108 trang trại) [8]

1.1.2 Các loại hình chăn nuôi lợn hiện nay

1.1.2.1 Phương thức và quy mô chăn nuôi lợn

Hiện nay trên thế giới và Việt Nam có nhiều hình thức chăn nuôi lợn khác nhau, nhưng tổng hợp lại chủ yếu có 3 hình thức cơ bản sau:

 Chăn nuôi theo hình thức nông hộ: Chăn nuôi nông hộ là hình thức chăn nuôi nhỏ lẻ có số lượng lợn dưới 10 đầu lợn Chủ yếu do những người lao động trong hộ gia đình thực hiện Hình thức chăn nuôi này còn tồn tại ở hầu hết các nước thu nhập thấp chiếm khoảng 60%, trong khi hình thức này ở các nước thu nhập cao chỉ chiếm khoảng 30% Ở Việt Nam chăn nuôi nông hộ còn khả phổ biến, quy mô chăn nuôi nông hộ bình quân 3 - 4 đầu lợn/hộ chiếm khoảng 65% tổng đàn heo và

cung cấp hơn một nửa sản lượng thịt cho thị trường [19]

 Chăn nuôi theo hình thức trang trại: Hình thức này gồm có quy mô lớn, quy mô vừa và quy mô nhỏ

- Chăn nuôi trang trại quy mô lớn: Từ 300 đầu lợn trở lên;

- Chăn nuôi trang trại quy mô vừa: Từ 30 đến dưới 300 đầu lợn;

- Chăn nuôi trang trại quy mô nhỏ: Từ 10 đến dưới 30 đầu lợn

 Chăn nuôi theo hình thức gia công: Hình thức này bao gồm cả quy mô trang trại và quy mô nông hộ Hình thức chăn nuôi gia công là chăn nuôi cho các công ty, doanh nghiệp, trong đó người chăn nuôi nhận được vật tư do công ty, doanh nghiệp cung cấp và hỗ trợ về con giống, thức ăn, thuốc thú y, quy trình kỹ thuật về chăm sóc, chuồng trại… Đặc biệt tạo sự hài hòa về lợi ích cho cả hai phía, trường hợp rủi ro cũng được các bên chia sẻ; các công ty, doanh nghiệp này bao tiêu sản phẩm đầu ra cho các trang trại Chăn nuôi theo hình thức trang trại gia công có

xu hướng tăng trong những năm gần đây Ở Việt Nam số lượng trang trại chăn nuôi gia công cũng tăng, năm 2016 cả nước có 2.688 trang trại, năm 2017 là 2.982 trang trại và năm 2018 là 3.010 trang trại [3]

1.1.2.2 Các loại lợn chủ yếu trong chăn nuôi lợn

Theo mục đích chăn nuôi, hiện nay chăn nuôi lợn chia làm 3 loại chính là: Chăn nuôi lợn thịt, chăn nuôi lợn đực giống và chăn nuôi lợn nái sinh sản

Về hình thức chăn nuôi, hiện nay, chăn nuôi quy mô nhỏ lẻ hộ gia đình vẫn chiếm tỷ trọng lớn khoảng 65 – 70 % về số lượng và sản lượng Tuy nhiên, ngành

chăn nuôi Việt Nam đang có những dịch chuyển nhanh chóng từ chăn nuôi nhỏ lẻ sang chăn nuôi quy mô lớn, trang trại, công nghiệp Đây là xu hướng phát triển phổ biến trên thế giới và là hướng chuyển dịch cơ cấu kinh tế quan trọng trong sản xuất

nông nghiệp Việt Nam (Nguyễn Thế Hinh, 2019)

1.1.2.3 Tình hình sử dụng tài nguyên trong chăn nuôi lợn

Các nguyên liệu chính phục vụ cho việc chăn nuôi lợn gồm: Thức ăn, nước, dược phẩm

 Thức ăn chăn nuôi lợn tùy theo từng mô hình chăn nuôi có thể sử dụng thức ăn là cám tổng hợp hoặc các loại thức ăn truyền thống như: ngô, khoai, cám gạo, rau củ quả dưới đây là thống kê về lượng thức ăn cho lợn trên thế giới trong các năm 2018 và 2019 dựa theo số liệu tính toán về lượng thức ăn cho lợn tối ưu nhất Năm 2019 do dịch tả lợn Châu Phi làm lợn chết hàng loạt nên việc tái đàn diễn

ra liên tục vì vậy số lượng lợn tăng đột biên so với các năm trước đó nhưng thực tế tổng lượng thức ăn vẫn ít hơn so với các năm trước Cụ thể ta có bảng sản lượng thức ăn năm 2018 và năm 2019 như sau:

Bảng 1.1 Sản lƣợng thức ăn cho lợn năm 2018, 2019 (Triệu tấn) [14]

 Nước sử dụng trong chăn nuôi lợn: Nước sử dụng trong chăn nuôi lợn tùy theo từng điều kiện cụ thể mà có thể sử dụng từ các nguồn như: nước máy, nước

ngầm, nước mặt Nhu cầu nước uống hàng ngày của lợn phụ thuộc vào nhiều yếu

tố, như: Giống loài, lứa tuổi, khẩu phần ăn, chất lượng thức ăn, chủng loại thức ăn, nhiệt độ môi trường, nhiệt độ chuồng nuôi, tình trạng sức khỏe và sinh lý của lợn, mật độ chuồng nuôi, phương thức chăn nuôi (nuôi nhốt, nuôi thả)

- Đối với lợn con theo mẹ: lợn con đang bú mẹ ít có nhu cầu nước uống, lượng nước nhu cầu tối thiểu đã được cung cấp qua sữa, vì nước chiếm 90% trong sữa Trung bình lượng nước tiêu thụ ở lợn con theo mẹ là 46 ml nước uống/ngày/ con Sau tuần đầu lợn con đã bắt đầu tập ăn, vì vậy rất cần cung cấp đủ nước

- Đối với lợn con cai sữa: Trong giai đoạn đầu, khoảng 5 ngày sau cai sữa lượng nước tiêu thụ dao động ít phụ thuộc vào tình trạng sinh lý và ít liên quan tới

sự tăng trọng cơ thể Lượng nước tiêu thụ trong 3 - 6 tuần đầu sau cai sữa là: 0,49; 0,89; 1,46 lít/ngày/con và liên quan tỷ lệ với lượng thức ăn tiêu thụ

- Đối với lợn nái chửa: Nhu cầu nước uống ở lợn nái chửa tăng theo lượng thức ăn ăn vào, trung bình lợn nái khô (nái không chửa) tiêu thụ 11,5 lít/ngày, lợn nái chửa giai đoạn cuối tiêu thụ khoảng 20 lít/ngày

- Đối với lợn nái nuôi con: Lợn nái nuôi con cần nhiều nước không chỉ để trao đổi chất như các lứa tuổi khác mà còn để bù đắp số lượng 8 - 16 kg sữa tiết mỗi ngày Nhu cầu tối thiểu lợn nái nuôi con cần từ 12 - 40 lít nước/ngày, trung bình 18

Ngoài nước dùng cho ăn, uống, chăn nuôi lợn cần 1 lượng nước rất lớn để tắm rửa và vệ sinh chuồng trại, dụng cụ chăn nuôi với trung bình 50 lít/con/ngày đối với lợn trưởng thành

Một vấn đề rất đáng quan tâm hiện nay liên quan đến nước sử dụng cho chăn nuôi lợn là chất lượng nước sử dụng trong chăn nuôi, bởi nước dùng trong chăn nuôi kém chất lượng sẽ làm ảnh hưởng đến sức khỏe cũng như năng suất chăn nuôi Yêu cầu nước mát, sạch, không chứa khoáng độc, vi sinh vật có hại Ở những vùng nước bị nhiễm mặn, nhiễm phèn (phèn sắt, phèn nhôm) sẽ có ảnh hưởng xấu đến sự tăng trưởng và sức kháng bệnh của lợn, pH thích hợp là từ 6,8 – 7,2, nếu quá kiềm (pH > 8) hay quá axit (pH < 6) thì đều có hại Từ những vấn đề trên, có thể thấy chất lượng nước tốt, an toàn khi sử dụng trong chăn nuôi là vấn đề quan trọng.Vì vậy, nếu có bất cứ sự nghi ngờ nào về chất lượng nước cần phải lấy mẫu nước kiểm

tra để có biện pháp xử lý kịp thời [16]

Nhiều nước phát triển trên thế giới như Đan Mạch, Hà Lan, Đức, Mỹ sử dụng rất ít nước trong chăn nuôi lợn Lượng nước sử dụng chủ yếu là nước uống cho lợn, ngay cả nước uống cũng được tiết kiệm tối đa thông qua các thiết bị tiết kiệm nước, tránh rơi vãi nước ra ngoài [8]

 Các loại dược phẩm như: vacxin, thuốc thú y, thuốc sát trùng cũng được

sử dụng cho chăn nuôi lợn tùy theo giai đoạn chăn nuôi và tùy theo các bệnh lí của lợn mà sử dụng cho phù hợp với nhu cầu chăn nuôi

1.1.3 Các nguồn thải chính và phương pháp xử lý chất thải từ hoạt động chăn nuôi lợn

1.1.3.1 Các nguồn thải chính từ hoạt động chăn nuôi lợn

 Phân thải:

Phân là sản phẩm loại thải của quá trình tiêu hóa của lợn bị bài tiết ra ngoài qua đường tiêu hóa Chính vì vậy phân lợn là sản phẩm dinh dưỡng tốt cho cây trồng hay các loại sinh vật khác như cá, giun…Do thành phần giàu chất hữu cơ của

phân nên chúng rất dễ bị phân hủy thành các sản phẩm độc hại, khi phát tán vào môi

trường có thể gây ô nhiễm cho vật nuôi, con người và các sinh vật khác

Lượng phân thải ra trong một ngày đêm tùy thuộc vào giống, loài, tuổi và khẩu phần ăn Lượng phân lợn thải ra mỗi ngày có thể dước tính 6 - 8% trọng lượng của lợn Lượng phân thải trung bình của lợn trong 24h được thể hiện dưới bảng sau:

Bảng 1.2 Lƣợng phân thải trung bình của lợn trong 24h

Loại lợn Lượng phân/ ngày đêm

(kg/ ngày)

Tỉ lệ % so với khối lượng cơ thể

- Thành phần dưỡng chất của thức ăn và nước uống

- Độ tuổi của lợn (mỗi độ tuổi sẽ có khả năng tiêu hóa khác nhau)

- Tính trạng sức khỏe của lợn và nhu cầu của lợn

- Ngoài ra trong phân còn chứa nhiều loại vi khuẩn, virus và trứng ký sinh trùng Trong 1kg phân có chứa 2.000 – 5.000 trứng giun sán

Bảng 1.3 Thành phần hóa học của phân lợn

Thành phần phân (%)

Nguồn: [1]

Theo nghiên cứu của Trương Thanh Cảnh (1997) hàm lượng N tổng số trong phân lợn chiếm từ 7,99 – 9,32g/ kg phân [1] Đây là nguồn dinh dưỡng có giá trị, cây trồng dễ hấp thụ và góp phần cải tạo đất nếu như phân được sử dụng hợp lý

 Nước thải

Nước thải là dạng chất thải chiếm khối lượng lớn nhất trong chăn nuôi lợn Theo khảo sát của Trương Thanh Cảnh và các cộng tác viên [1] gần 1.000 trang trại chăn nuôi lợn quy mô vừa và nhỏ ở một số tỉnh phía Nam cho thấy hầu hết các cơ

sở chăn nuôi đều sử dụng một khối lượng lớn nước Cứ 1kg chất thải chăn nuôi do lợn thải ra được pha thêm với từ 20 đến 49 kg nước Lượng nước này có nguồn gốc

từ các hoạt động tắm cho lợn hay dùng để rửa chuồng nuôi hàng ngày… Việc sử dụng nước tắm cho lợn hay rửa chuồng làm tăng lượng nước thải đáng kể, gây khó khăn cho việc thu gom và xử lý nước thải sau này

Nước thải chăn nuôi có khả năng gây ô nhiễm môi trường cao do có chứa hàm lượng các các chất hữu cơ, cặn lơ lửng, N, P và vi sinh vật gây bệnh Theo kết quả điều tra đánh giá hiện trạng môi trường của Viện chăn nuôi (2006) tại các cơ sở chan nuôi lợn có quy mô tập trung thuộc Hà Tây (nay thuộc Hà Nội) như sau:

Bảng 1.4 Một số chỉ tiêu của nước thải chăn nuôi lợn

 Xác lợn chết

Xác lợn chết là một loại chất thải đặc biệt của chăn nuôi lợn Thường thì lợn chết là do bệnh lý cho nên chúng là một nguồn phát sinh ô nhiễm nguy hiểm, dễ lây lan các dịch bệnh Xác lợn chết có thể phân hủy tạo thành các sản phẩm độc Các mầm bệnh và độc tố có thể được lưu giữ trong đất trong thời gian dài hay lan truyền trong môi trường nước hay không khí, gây nguy hiểm cho người, vật nuôi Chuồng nuôi lợn bị bệnh chết phải được khử trùng bằng vôi hay hóa chất chuyên dùng trước khi dùng để nuôi tiếp Trong điều kiện chăn nuôi phân tán, nhiều hộ gia đình vứt xác động vật nuôi bị chết xuống ao, hồ, cống rãnh, đây là nguồn phát tán dịch bệnh

rất nguy hiểm

 Thức ăn thừa, vật liệu lót chuồng và các chất thải khác

Trong các chuồng trại chăn nuôi người ta thường dùng rơm, rạ hay các chất độn khác để lót chuồng Sau một thời gian sử dụng những chất này sẽ được thải bỏ

đi Loại chất thải này tuy chiếm khối lượng không lớn nhưng chúng cũng là một nguồn gây ô nhiễm môi trường quan trọng, do phân, nước tiểu và các mầm bệnh khác có thể bám theo chúng Vì vậy chúng cũng cần phải thu gom xử lý hợp vệ sinh, không vứt bỏ ra ngoài môi trường tạo điều kiện cho mầm bệnh phát tán vào môi trường

Ngoài ra thức ăn thừa, rơi vãi cũng là nguồn gây ô nhiễm và thức ăn là nguồn chứa các chất dinh dưỡng dễ bị phân hủy trong điều kiện tự nhiên Khi chúng

bị phân hủy sẽ tạo ra các chất kể cả mùi hôi, gây ô nhiễm tới môi trường xung quanh, ảnh hưởng tới sinh trưởng của lợn và sức khỏe con người

 Tiếng ồn

Tiếng ồn trong chăn nuôi lợn thường gây nên bởi hoạt động của lợn, hoặc các hoạt động của máy công cụ sử dụng trong chăn nuôi Trong chăn nuôi tiếng ồn chỉ xảy ra ở thời điểm nhất định (thường là thời điểm cho lợn ăn) Tuy nhiên tiếng

ồn gây ra là những âm thanh chói tai, khó chịu, đặc biệt là chuồng kín Người tiếp xúc với dạng tiếng ồn này kết hợp với bụi và nồng độ khí độc cao dễ rơi vào tình trạng căng thẳng dẫn đến ảnh hưởng tới trạng thái tâm lý, sức khỏe và sức đề kháng bệnh tật

1.1.3.2 Phương pháp xử lý chất thải từ hoạt động chăn nuôi lợn

Phương pháp xử lý chất thải sau chăn nuôi hiện nay có rất nhiều phương pháp như: phương pháp lý học, hóa học, sinh học Theo các nhà khoa học, việc xử

lý chất thải sau chăn nuôi theo phương pháp sinh học là hiệu quả nhất, cụ thể xử lý thải bằng công nghệ sinh học lên men yếm khí (Biogas), nồng độ chất thải sau xử lý thấp, hiệu quả xử lý chất thải lên đến 90%, khí biogas sinh ra trong quá trình lên men được thu hồi và sử dụng cho đun nấu, chạy máy phát điện Ngoài ra, xử lý yếm khí (biogas) để chuyển chất thải hữu cơ thành gas sinh học giúp ngăn chặn ô nhiễm

môi trường, tiêu diệt mầm bệnh chăn nuôi, nước thải sạch đạt chuẩn đầu ra loại B,

không có mùi hôi, giảm mầm bệnh

Xử lý chất thải sau chăn nuôi lợn sẽ đem lại rất nhiều lợi ích như: hạn chế

dịch bệnh, hiệu quả kinh tế trong chăn nuôi, phát triển chăn nuôi lợn ổn định, bền

vững Ngoài ra, xử lý chất thải sau chăn nuôi tốt, đạt chuẩn theo quy định sẽ góp

phần phát triển môi trường “xanh - sạch - đẹp”, bảo vệ sức khỏe cho người chăn

nuôi cũng như cộng đồng xã hội

Theo nghiên cứu của dự án hỗ trợ nông nghiệp các bon thấp (LCASP) hiện

nay có một số biện pháp xử lý chất thải chăn nuôi lợn như sau [8]:

 Phương pháp xử lý chất thải chăn nuôi lợn của một số nước có ngành

chăn nuôi lợn phát triển trên thế giới

Nhiều nước có ngành chăn nuôi phát triển trên thế giới như: Đan Mạch, Hà

Lan, Đức, Mỹ .để giảm thiểu nước thải chăn nuôi lợn thì thường sử dụng rất ít

nước trong chăn nuôi lợn Lượng nước sử dụng chủ yếu là nước uống cho lợn, ngay

cả nước uống cũng được tiết kiệm tối đa thông qua các thiết bị tiết kiệm nước, tránh

rơi vãi nước ra ngoài Ở các nước này, các trang trại chăn nuôi thường có sàn

thoáng và bể chứa phân và nước tiểu ở dưới và người chăn nuôi hầu như không sử

dụng nước tắm lợn và nước rửa chuồng Khi bể chứa phân dưới sàn chuồng đầy

(khoảng 30 - 40 ngày) trang rại sẽ rút phân lỏng tự động qua một hệ thống áp lực

âm đến một bể chứa chất thải lỏng Chất thải lỏng đậm đặc sẽ được tái sử dụng bằng

các biện pháp xử lý khác nhau phù hợp với nhu cầu của từng địa phương Chất thải

được tái sử dụng chủ yếu như sau:

- Làm phân bón hữu cơ

Do việc chăn nuôi sử dụng rất ít nước nên chất thải lỏng thường khá đậm

đặc, do vậy, có thể sử dụng xe bồn để vận chuyển chất thải lỏng và có hệ thống

chuyên dụng bơm để đẩy chất thải lỏng đậm đặc vào đất làm cho các chất dinh

Formatted: Font: Not Bold, Expanded by 0.2

pt

dưỡng được thấm sâu vào đất, hạn chế bị rửa trôi và giảm ô nhiễm mùi hôi khó

chịu

- Làm năng lượng sinh học kết hợp với tưới cho cây trồng

Một số trang trại có nhu cầu phát điện khí sinh học sẽ đưa chất thải chăn nuôi

xuống hầm biogas quy mô lớn để sinh khí gas nhằm chạy máy phát điện Ở những

nước có giá thành điện lưới cao và cho phép điện khí sinh học được nối mạng điện

lưới quốc gia để bán điện như Đức, Áo, Trung Quốc (Chính phủ có trợ giá), thì

việc sử dụng chất thải chăn nuôi lợn phát điện là khá phổ biến Nước thải sau biogas

có thể đươc sử dụng để tưới cho cây trồng Một số nghiên cứu về hàm lượng các

chất dinh dưỡng của nước xả sau biogas cho thấy, hàm lượng chất dinh dưỡng khá

cao, tương tự phân bón hữu cơ Cụ thể: nước xả sau biogas có hàm lượng chất khô

dưới 1% có hàm lượng N tổng số là 0,7 kg/m3

, P2O5 là 0,24 kg/m3, K2O là 1,22 kg/m3 và việc sử dụng nước xả sau biogas tưới cho cây trồng cũng đem lại hiệu quả

tăng năng suất rõ rệt Các nước như Trung Quốc, Ấn Độ và nhiều nước khác đã có

các chính sách khuyến khích, hỗ trợ tài chính và ban hành các quy trình kỹ thuật

nhằm hướng dẫn người dân sử dụng nước xả sau biogas để tưới cho các loại cây

trồng khác nhau Ở một số nơi sử dụng máy tách ép phân nhằm tách một phần chất

thải rắn để làm phân hữu cơ trước khi đưa nước thải chăn nuôi xuống hầm biogas

Tất cả những hoạt động xử lý môi trường trên đều được thiết kế phù hợp với

nhu cầu tái sử dụng chất thải chăn nuôi nhằm đem lại hiệu quả kinh tế tối ưu cho

chủ trang trại Hầu hết các nước phát triển đều áp dụng công nghệ chăn nuôi lợn tiết

kiệm nước và hầu như ít sử dụng nước tắm để làm mát cho lợn

đang phát triển, trong đó có Việt Nam

- Sử dụng hầm biogas

Formatted: Expanded by 0.2 pt

Comment [oh2]: Tài liẹu tham khảo nào nói

vậy?

Phương pháp xử lý chất thải chăn nuôi lợn được xem là phổ biến nhất hiện nay là phương pháp sử dụng hầm biogas Ở Việt Nam phương pháp này được chính quyền địa phương các tỉnh trên trên cả nước, Bộ NN&PTNT, các tổ chức nước ngoài khuyến khích phát triển

Xử lý chất thải chăn nuôi lợn được tiến hành qua 2 giai đoạn: Giai đoạn xử

lý yếm khí và giai đoạn xử lý hiếu khí

+ Giai đoạn xử lý yếm khí: Từ trang trại chăn nuôi, toàn bộ chất thải được xả vào hầm biogas, ở đây chất thải được xử lý yếm khí tạo ra khí NH3, CO2, H2O, và các chất khoáng NH4, P2O5, N2, K2O…chúng được sử dụng làm phân bón cho các loại cây hoa màu, ngoài ra còn tạo gas để đun nấu hoặc phát điện

+ Giai đoạn xử lý hiếu khí: Phần chất thải dư thừa sau khi chưa được xử lý triệt để ở giai đoạn xử lý yếm khí được đưa ra ngoài ao, hồ và được xử lý hiếu khí, lúc này trứng giun chìm xuống đấy và hầu hết các vi trùng gây bệnh cho người và gia súc bị tiêu diệt (có thể tới 99,6%) Nước sau khi xử lý có thể dùng cho nuôi cá, tưới tiêu cho cây trồng

Hiện nay đối với các cơ sở chăn nuôi lớn, hệ thống biogas được xây dựng với quy mô lớn, hệ thống kỹ thuật cao, điều kiện giám sát chặt chẽ Các hệ thống này có tác dụng lớn trong việc xử lý phân thải hàng ngày, làm suy giảm nguy cơ ô nhiễm môi trường, lây lan dịch bệnh cho cộng đồng và sản xuất gas cho các hệ thống phát điện nội bộ Ngoài ra, khi xây dựng hệ thống biogas, người ta thường kết hợp với dây chuyền sản xuất phân hữu cơ đem lại nguồn lợi kinh tế đáng kể Với quy mô hộ gia đình, có thể áp dụng hệ thống hầm biogas quy mô nhỏ góp phần cung cấp khí đốt phục vụ sinh hoạt hàng ngày, cung cấp một lượng phân hữu cơ và nước tưới an toàn, chất lượng cho cây trồng và xử lý chất thải chăn nuôi, góp phần bảo vệ môi trường

Hệ thống hầm biogas có khả năng xử lý khá hiệu quá thành phần hữu cơ (trung bình COD, BOD, SS và VSS giảm 84,7; 76,3; 86,1 và 85,4%) Các thành

phần dinh dưỡng giảm một phần (trung bình TN và TP giảm tương ứng 11,8 và 7,0%) [Nguyễn Thị Hồng, Phạm Khắc Liệu, 2012]

- Ủ để làm phân bón

Ở Việt Nam việt sử dụng phân gia súc, gia cầm làm phân bón cho cây trồng

đã có từ thời xa xưa Các nguồn thải từ gia súc, gia cầm lớn có nguồn dinh dưỡng cao nên là một trong những nguyên liệu chủ yếu được dùng làm phân bón hữu cơ cho cây trồng Trước khi bón, các loại phân này thường được ủ để làm giảm bớt mầm bệnh Có 2 cách ủ chính là ủ nóng và ủ nguội

+ Ủ nóng: Hố ủ xốp cho không khí lọt vào tạo điều kiện cho vi sinh vật phân hủy hoạt động làm cho đống ủ rất nóng Cần thường xuyên xới đảo và tưới nước Cách ủ này có thời gian ủ ngắn và diệt trừ được một số mầm bệnh trong phân nhưng lại làm mất đạm do bốc hơi

+ Ủ nguội: Hố phân được nén chặt không để cho không khí lọt vào nên không để cho vi sinh vật hiếu khí hoạt động được Cách này không làm mất đạm nhưng thời gian ủ lâu hơn và không diệt trừ được mầm bệnh như ủ nóng Để khắc phục những mặt tồn tại và phát huy những ưu điểm người ta thường kết hợp 2 phương pháp bằng cách: ủ nóng trước 10 -15 ngày sau đó tiến hành ủ nguội

Chất thải chăn nuôi cũng được cùng xử lý (phân huỷ) với phụ phẩm nông nghiệp Với tỉ lệ phối trộn 9:1 sử dụng kĩ thuật lên men nóng sinh khí mêtan kiểm soát nhiệt độ (53 - 55oC) sau 25 ngày hiệu quả xử lý COD tổng đạt 62%, COD hòa tan đạt 71% và thành phần khí mêtan có trong khí biogas từ 65 - 73% [Đoàn Văn Hưởng và cs, 2018] Khi nghiên cứu quá trình phân hủy yếm khí chất thải chăn nuôi lợn và chất thải sinh hoạt hữu cơ vùng nông thôn để thu khí mêtan và phân hữu cơ với tỷ lệ phối trộn 100:0, 90:10 và 85:15 thu được kết quả sau 25 ngày cho thấy hiệu suất giảm COD hòa tan đạt 62 - 70%, COD tổng đạt 54 - 60% và hàm lượng khí mêtan trong khí biogas chiếm 65% [Đỗ Quang Trung và cs, 2019]

- Sử dụng chế phẩm vi sinh vật để xử lý chất thải chăn nuôi lợn

Hiện nay phương pháp này đang bước đầu được phổ biến rộng rãi ở nước ta

do ưu điểm chi phí xử lý thấp, dễ thay thế, dễ sử dụng, có thể kết hợp với các phương pháp khác Song tính ổn định không cao do phụ thuộc vào nhiều điều kiện môi trường

Khi sử dụng chế phẩm sinh học, với nguyên tắc phân hủy bởi các vi sinh vật nên không phải tốn nhiều công sức để dọn dẹp chuồng trại Bên cạnh lợi ích kinh tế thì chế phẩm sinh học trong chăn nuôi còn mang lại lợi ích môi trường rất lớn Thứ nhất nhờ vào sự phân giải của các vi sinh vật mà chuồng trại sẽ không còn mùi hôi của phân, nước tiểu như trước Điều này sẽ làm hạn chế tối đa côn trùng gây hại hay các mầm bệnh cho vật nuôi Thứ hai, vì môi trường chăn nuôi sạch nên sẽ giảm tác động tiêu cực của hoạt động chăn nuôi tới môi trường sống của các hộ chăn nuôi cũng như cư dân xung quanh

Một trong những loại chế phẩm vi sinh vật được sử dụng phổ biến để xử lý chất thải chăn nuôi và khử mùi hôi chuồng trại hiện nay là chế phẩm EM có nghĩa

là các vi sinh vật hữu hiệu Chế phẩm này do giáo sư tiến sĩ Teruo Higa – Trường Đại học tổng hợp Ryukyus, Okinawoa, Nhật Bản sáng tạo và áp dụng thực tiễn vào đầu năm 1980 Trong các chế phẩm này có khoảng 80 loài vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí thuộc các nhóm: Vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, nấm mốc,

xạ khuẩn 80 loại vi sinh vật này được lựa chọn từ hơn 2000 loài được sử dụng phổ biến trong công nghiệp thực phẩm và công nghiệp lên men

Ở qui mô nuôi tập trung, mật độ chăn nuôi tăng cao dẫn đến tải lượng

và nồng độ chất ô nhiễm cũng tăng cao Một đầu lợn nuôi kiểu công nghiệp trung bình hàng ngày thải ra lượng phân, nước tiểu khoảng 6 - 8 % khối lượng Theo ước tính để sản xuất 1.000 kg thịt lợn thì hàng ngày phát sinh 84 kg nước tiểu, 39 kg phân, 11 kg TS (tổng chất rắn), 3,1 kg BOD5, 0,24 kg N-NH4+ [Bùi Hữu Đoàn, 2011]

Trong nghiên cứu của Trương Thanh Cảnh (2010) đã sử dụng công nghệ sinh học kết hợp lọc dòng bùn ngược (Upflow Sludge Blanket Filtration,

USBF) để xử lý nước thải chăn nuôi lợn và thu được hiệu quả xử lý COD và BOD đạt rất cao, tương ứng 97 và 80%

Nước thải chăn nuôi lợn được xử lý bằng công nghệ thiếu-hiếu khí và thực vật thủy sinh để xử lý chất thải chăn nuôi lợn quy mô 30m3/ngày (tương đương 1.000 đầu lợn) Kết quả cho thấy hiệu suất xử lý COD, TSS, TN và TP đạt tương ứng 98; 99,9%; 96,8 và 88,9% Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn thải loại B của QCVN 40/2011 BTNMT về COD, TN và có thể tái sử dụng cho tưới cây, rửa chuồng,, [Trần Văn Tựa, 2015]

Hiệu quả sử dụng hệ lọc tầng bùn ngược dòng USBF lai ghép giữa UASB với và lọc kỵ khí (AF) cao hơn đáng kể Với tải lượng là 1,0 - 10 gCOD/l.ngày theo thời gian lưu thủy lực (HRT) giảm từ 36 xuống 9,6 giờ Hệ thống hoạt động hiệu quả nhất ở tải lượng 6,0 gCOD/l.ngày, HRT 16 giờ với hiệu suất xử lý COD

và SS tương ứng là 92 và 93% [Đặng Viết Hùng và cs, 2015]

Tuy nhiên trong thực tế theo Trịnh Quang Tuyên và cs (2010) tình hình

xử lý chất thải còn chưa được quan tâm đúng mức Tỷ lệ cơ sở chăn nuôi có khu

xử lý chất thải đúng nghĩa rất thấp

Theo Sở NN&PTNT Hà Nội, hiện tại trên địa bàn thành phố có 1.223 trang trại chăn nuôi lợn, nhưng chủ yếu là chăn nuôi tự phát, tận dụng, phân tán, nhỏ lẻ Trong đó, đến 80% cơ sở chăn nuôi xây dựng chuồng trại ngay trong khu dân cư, gây ô nhiễm môi trường, tăng nguy cơ dịch bệnh cho đàn gia súc, gia cầm và con người Tuy nhiên, hiện nay việc đáng lo ngại nhất là dù chăn nuôi ở quy mô nhỏ hay lớn các loại chất thải trong chăn nuôi đa phần vẫn chưa được xử lý Chất thải trong chăn nuôi được phân ra làm 3 loại: chất thải rắn, chất thải lỏng, chất thải khí bao gồm CO2, NH3… đều là những loại khí chính gây hiệu ứng nhà kính; trong khi

đó ước tính ở Hà Nội có khoảng 1 triệu tấn/năm chất thải rắn được thải ra môi trường Chỉ một phần nhỏ của chất thải rắn được ủ để làm phân bón, một phần được

dùng trực tiếp tưới cho hoa màu và nuôi cá Chất thải lỏng bao gồm nước tiểu, nước

tắm cho vật nuôi, nước rửa chuồng đa phần đều chảy trực tiếp ra hệ thống cống

thoát nước chung trong khu dân cư [6]

Cũng theo báo cáo của Sở NN&PTNT Hà Nội, thời điểm quý I năm 2020

toàn thành phố có 1,1 triệu đầu lợn, bằng 68% so với cùng kỳ năm 2019, trong đó

lợn nái là 130.000 con, Sản lượng thịt lợn hơi xuất chuồng trong tháng ước đạt

17.000 tấn, bằng 60,7% Tính chung quý I năm 2020, sản lượng thịt lợn hơi xuất

chuồng ước đạt 51.000 tấn, bằng 58,8% so với cùng kỳ năm 2019 [13]

Dưới đây là thống kê về một số biện pháp xử lý môi trường đối với chất thải

chăn nuôi lợn trên địa bàn thành phố Hà Nội:

Hình 1.5 Biểu đồ các biện pháp bảo vệ môi trường chăn nuôi lợn tại Hà Nội [13]

1.2 Tổng quan về phương pháp thu hồi phốt pho trong chất thải

chăn nuôi lợn

1.2.1 Phốt pho trong chất thải chăn nuôi lợn

1.2.1.1 Các dạng tồn tại của phốt pho trong chất thải chăn nuôi lợn

Comment [oh3]: Có thây được kiểu đồ thị

khong? Cho giống với các đồ thì khác

Formatted: Centered, Indent: First line: 0"

Formatted: Justified

P trong nước thải thường tồn tại dưới dạng orthophotphat (PO4 ,HPO4 ,

H2PO4-,H3PO4) hay polyphotphat [Na3(PO3)6] và phốt phát hữu cơ Tất cả các dạng polyphotphat như pyrometaphotphat Na2(PO4)6, tripolyphotphat Na5P3O10, pyrophotphat Na4P2O7 đều chuyển hoá về dạng orthophotphat trong môi trường nước

[16]

1.2.1.2 Hàm lượng phốt pho trong chất thải chăn nuôi lợn

Tỷ lệ các dạng P khác nhau trong chất thải phụ thuộc bởi loài và tuổi vật nuôi, chế độ ăn, loại chất độn chuồng và phương pháp xử lý phân P xuất hiện trong phân động vật ở dạng kết hợp giữa các dạng vô cơ và hữu cơ Nói chung, 45 đến 90

% P là phân vô cơ và phần còn lại là hữu cơ P Phần lớn P hữu cơ dễ bị vi sinh vật đất phân hủy thành dạng vô cơ Các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm và pH của đất ảnh hưởng đến tốc độ chuyển hóa của P [16]

Theo một số nghiên cứu về hàm lượng P tổng có trong chất thải chăn nuôi lợn được tổng hợp theo bảng sau:

Bảng 1.5 Hàm lƣợng phốt pho tổng trong chất thải chăn nuôi lợn

Loại chất thải P tổng Nước thải 60-100 mg/l Phân tươi 0,3%

Phân khô 32g/kg

Nguồn: [16]

1.2.2 Phương pháp thu hồi phốt pho từ chất thải chăn nuôi lợn

Ngày nay, đã có nhiều cách tiếp cận rất khác nhau để thu hồi P từ chất thải Các cách tiếp cận này khác nhau tùy theo nguồn gốc, loại chất thải và mục đích thu hồi Hơn 70 nhà máy thu hồi P quy mô hiện đại đang hoạt động ở Châu Âu, Bắc Mỹ

và Đông Á [30]

Sau đây là tổng hợp một số phương pháp nổi bật thu hồi P hiện nay:

 Phương pháp thu hồi phốt pho từ phân lợn bằng cách ủ phân để phục vụ cho

trồng cây

Tận dụng hàm lượng P có trong phân lợn người ta sử dụng phân lợn để cung

cấp chất dinh dưỡng cho cây

Ủ phân là biện pháp cần thiết trước khi đem phân chuồng ra bón cho cây

trồng Bởi vì trong phân chuồng tươi còn có nhiều hạt cỏ dại, nhiều kén nhộng côn

trùng, nhiều bảo tử, ngủ nghỉ của nấm, xạ khuẩn, vi khuẩn và tuyến trùng gây bệnh

Ủ phân vừa có tác dụng sử dụng nhiệt độ tương đối cao trong quá trình phân huỷ

chất hữu cơ để tiêu diệt hạt cỏ dại và mầm mống côn trùng, bệnh cây vừa thúc đẩy

quá trình phân huỷ chất hữu cơ, đẩy nhanh quá trình khoáng hoá để khi bón vào đất

phân hữu cơ có thể nhanh chóng cung cấp chất dinh dưỡng cho cây

Mặt khác, trong phân tươi tỷ lệ công nghệ cao, là điều kiện thuận lợi cho các loài vi

sinh vật phân huỷ các chất hữu cơ ở các giai đoạn đầu hoạt động mạnh Chúng sẽ sử

dụng nhiều chất dinh dưỡng nên có khả năng tranh chấp chất dinh dưỡng với cây

Ủ phân làm cho trọng lượng phân chuồng có thể giảm xuống, nhưng chất lượng

phân chuồng tăng lên Sản phẩm cuối cùng của quá trình ủ phân là loại phân hữu cơ

được gọi là phân ủ, trong đó có mùn, một phần chất hữu cơ chưa phân huỷ, muối

khoáng, các sản phẩm trung gian của quá trình phân huỷ, một số enzym, chất kích

thích và nhiều loại vi sinh vật hoại sinh

Trong điều kiện khí hậu nhiệt đới ở nước ta với ẩm độ cao, nắng nhiều, nhiệt

độ tương đối cao, quá trình phân huỷ các chất hữu cơ diễn ra tương đối nhanh… Sử

dụng phân chuồng bán phân giải là tốt nhất, bởi vì ủ lâu phân ủ sẽ mất nhiều đạm

Chất lượng và khối lượng phân ủ thay đổi nhiều tuỳ thuộc vào thời gian và phương

pháp ủ phân Thời gian và phương pháp ủ phân ảnh hưởng đến thành phần và hoạt

động của tập đoàn vi sinh vật phân huỷ và chuyển hoá chất hữu cơ thành mùn, qua

đó mà ảnh hưởng đến chất lượng và khối lượng phân ủ

Để đảm bảo cho các quá trình hoạt động của vi sinh vật được tiến hành thuận lợi,

nơi ủ phân phải có nền không thấm nước, cao ráo, tránh ứ đọng nước mưa Đống

Formatted: Space After: 0 pt

phân ủ phải có mái che mưa và để tránh mất đạm Cạnh nơi ủ phân cần có hố để chứa nước từ đồng phân chảy ra Dùng nước phân ở hố này tưới lại đống phân để giữ độ ẩm cần thiết, tạo điều kiện thuận lợi cho tập đoàn vi sinh vật hoạt động mạnh

Có 3 phương pháp ủ phân: Ủ nóng được thực hiện khi lấy phân ra khỏi chuồng để ủ, phân được xếp thành từng lớp ở nơi có nền không thấm nước, nhưng không được nén Sau đó tưới nước phân lên, giữ độ ẩm trong đống phân 60 – 70%

Có thể trộn thêm 1% vôi bột (tính theo khối lượng) trong trường hợp phân có nhiều chất độn Trộn thêm 1 – 2% supe lân để giữ đạm Sau đó trát bùn bao phủ bên ngoài đống phân Hàng ngày tưới nước phân lên đống phân Sau 4 – 6 ngày, nhiệt độ trong đống phân có thể lên đến 60oC Các loài vi sinh vật phân giải chất hữu cơ phát triển nhanh và mạnh Các loài vi sinh vật háo khí chiếm

ưu thế Do tập đoàn vi sinh vật hoạt động mạnh cho nên nhiệt độ trong đống phân tăng nhanh và đạt mức cao Để đảm bảo cho các loài vi sinh vật háo khí hoạt động tốt cần giữ cho đống phân tơi xốp, thoáng

Phương pháp ủ nóng có tác dụng tốt trong việc tiêu diệt các hạt cỏ dại, loại trừ các mầm mống sâu bệnh Thời gian ủ tương đối ngắn Chỉ 30 – 40 ngày là ủ xong, phân ủ có thể đem sử dụng Tuy vậy, phương pháp này có nhược điểm là để mất nhiều đạm

Phương pháp ủ nguội thực hiện khi phân được lấy ra khỏi chuồng, xếp thành lớp và nén chặt Trên mỗi lớp phân chuống rắc 2% phân lân Sau đó ủ đất bột hoặc đất bùn khô đập nhỏ, rồi nén chặt Thường đống phân được xếp với chiều rộng 2 – 3

m, chiều dài tuỳ thuộc vào chiều dài nền đất Các lớp phân được xếp lần lượt cho đến độ cao 1,5 – 2m Sau đó trát bùn phủ bên ngoài Do bị nén chặt cho nên bên trong đống phân thiếu oxy, môi trưởng trở nên yếm khí, khí cacbonic trong đống phân tăng Vi sinh vật hoạt động chậm, bởi vậy nhiệt độ trong đống phân không tăng cao và chỉ ở mức 30 – 35o

C Đạm trong đống phân chủ yếu ở dạng amôn cacbonat, là dạng khó phân huỷ thành amôniăc, nên lượng đạm bị mất giảm đi

nhiều Theo phương pháp này, thời gian ủ phân phải kéo dài 5 – 6 tháng phân ủ mới

dùng được Nhưng phân có chất lượng tốt hơn ủ nóng

Phương pháp ủ nóng trước, nguội sau thực hiện khi phân chuồng lấy ra xếp

thành lớp không nén chặt ngay Để như vậy cho vi sinh vật hoạt động mạnh trong 5

– 6 ngày Khi nhiệt độ đạt 50 – 60o

C tiến hành nén chặt để chuyển đống phân sang Trạng thái yếm khí Sau khi nén chặt lại xếp lớp phân chuồng khác lên, không nén

chặt Để 5 – 6 ngày cho vi sinh vật hoạt động Khi đạt đến nhiệt độ 50 – 60oC lại

nén chặt Cứ như vậy cho đến khi đạt được độ cao cần thiết thì trát bùn phủ chung

quanh đống phân Quá trình chuyển hoá trong đống phân diễn ra như sau: ủ nóng

cho phân bắt đầu ngấm, sau đó chuyển sang ủ nguội bằng cách nén chặt lớp phân để

giữ cho đạm không bị mất Để thúc đẩy cho phân chóng ngấu ở giai đoạn ủ nóng,

người ta dùng một số phân khác làm men như phân bắc, phân tằm, phân gà, vịt…

Phân men được cho thêm vào lớp phân khi chưa bị nén chặt

Ủ phân theo cách này có thể rút ngắn được thời gian so với cách ủ nguội, nhưng

phải có thời gian dài hơn cách ủ nóng Tuỳ theo thời gian có nhu cầu sử dụng phân

mà áp dụng phương pháp ủ phân thích hợp để vừa đảm bảo có phân dùng đúng lúc

vừa đảm bảo được chất lượng phân

Phương pháp này được sử dụng thu hồi P từ phân lợn Trong quy trình rửa

nhanh, P được thu hồi từ chất rắn phân lợn bằng cách sử dụng các polymer hữu cơ

Sau đó P được thu hồi bằng cách thêm nước vôi và chất điện ly đa hữu cơ vào dịch

chiết chất lỏng để tạo thành kết tủa P chứa Ca

Quá trình rửa nhanh tạo ra hai sản phẩm: phân rắn ít P; và nguyên liệu P

thu hồi

Comment [oh4]: Xem sửa thống nhất trên

toàn bài

Quy trình rửa nhanh có thể thu hồi tới 90% lượng P từ phân lợn trong khi vẫn giữ lại phần lớn N Do đó, Phần chất rắn có thành phần tỉ lệ N : P phù hợp cho việc trồng cây vì vậy an toàn với môi trường đất khi bón phân

Hình 1.6 Phương pháp thu hồi P bằng quy trình rửa nhanh [31]

Hiện nay nước thải chăn nuôi lợn sau biogas thì chưa được tận dụng triệt để Việc tiếp tục xử lý nước thải sau biogas trước khi thải ra môi trường là rất cần thiết

và cần phải xử lý đồng thời nhiều tác nhân gây ô nhiễm, đặc biệt là chất hữa cơ, N

và P Đa số nước thải sau biogas hiện nay là thải ra các nguồn tiếp nhận như: ao, kênh…một số được sử dụng cho tưới cây,tưới hoa màu Phương pháp thu hồi P trong nước thải hiện nay chủ yếu thu hồi bằng phương pháp kết tủa muối phốt phát

Có một số công trình nghiên cứu như sau:

Trong một nghiên cứu nước thải chăn nuôi lợn ở Bắc Kinh, Trung Quốc về việc thu hồi P trong nước thải chăn nuôi lợn bằng phương pháp kết tủa Nồng độ P trước khi xử lý là 60,6mg P/l, nồng độ P đầu ra sau xử lý chỉ còn 0,03mg/l, khả năng thu hồi có thể lên đến 99,96% [31] Nước thải chăn nuôi lợn được loại bỏ P bằng cách kết tủa dưới dạng canxi phốt phát Xử lý sinh học nước thải để loại bỏ amoniac và cacbonat và tăng độ pH của nước thải bằng hợp chất chứa kim loại kiềm thổ để kết tủa P N trong amoniac chủ yếu được chuyển thành NO3- hoặc N2, pH

Chiết xuất

phốt pho

chọn lọc

Tăng cường thu hồi phốt pho

Thu hồi phốt pho

Phân rắn ít

phốt pho

Phốt pho Khử nước Thu hồi phốt pho

Nước thải

tăng không loại bỏ đáng kể N Lượng P được loại bỏ Do đó, tỷ lệ N: P của nước thải, có thể được điều chỉnh trong quá trình này để phù hợp nhu cầu cây trồng Tác giả đã thử nghiệm ba quy trình công nghệ trên các trang trại lợn cho thấy kết quả phù hợp Ngoài việc thu hồi P, độ pH cao giúp tiêu diệt mầm bệnh trong nước thải Sản phẩm cuối cùng là canxi phốt phát có có khả năng tái sử dụng làm phân bón hoặc chế biến để sản xuất phốt phát cô đặc [31]