Xử lý chất thải chăn nuôi quy mô hộ gia đình bằng công nghệ sinh thái

Tuy nhiên, đi cùng với sự phát triển thì ngành chăn nuôi lại gây ảnh hưởng lớn tới môi trường do phát sinh chất thải trong quá trình chăn nuôi và đây được coi là một trong ba ngành có tá

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH

BẰNG CÔNG NGHỆ SINH THÁI

Ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Lời cảm ơn

Để hoàn thành luận văn này, trước hết tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô trong Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, những người đã dạy dỗ và truyền đạt những kiến thức cho tôi suốt những năm vừa qua từ đại học đến cao học ngành Công nghệ môi trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Đặc biệt, tôi xin chân thành cảm ơn đến Giáo viên hướng dẫn là PGS.TS Nguyễn Thị Thu Thủy, người đã tận tình dạy dỗ và hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn cao học của mình

Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Cao Thế Hà và tập thể cán bộ phòng Công nghệ môi trường thuộc Trung tâm nghiên cứu Công nghệ Môi trường và Phát triển bền vững thuộc trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Hà Nội những người đã hướng dẫn và chia sẻ kinh nghiệm và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình thực hiện luận văn

Tôi xin cảm ơn những nhà khoa học, những người đã có các công trình nghiên cứu mà kết quả tôi sử dụng trong luận văn này

Cuối cùng tôi xin được cảm ơn những người thân trong gia đình, bạn bè tôi những người luôn ở bên cạnh động viên, khích lệ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn

HỌC VIÊN

Lê Anh Quang

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan rằng tất cả các số liệu và kết quả trong luận văn này là trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị hoặc một công trình nghiên cứu nào

Tôi xin cam đoan rằng tất cả các sự giúp đỡ đã đều được cảm ơn và các trích dẫn đã được chỉ rõ nguồn gốc

HỌC VIÊN

Lê Anh Quang

MỤC LỤC

Trang

L ỜI CAM ĐOAN I

L ỜI CẢM ƠN II

M ỤC LỤC III

DANH M ỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT IV

DANH M ỤC CÁC BẢNG BIỂU V

MỞ ĐẦU Error! Bookmark not defined

Đặt vấn đề 1

Mục tiêu đề tài 4

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4

Giới hạn của đề tài 5

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN Error! Bookmark not defined

1.1 Giới thiệu chung về ngành chăn nuôi và đặc tính chất thải chăn nuôi lợnError! Bookmark not defined

1.1.1 Tình hình ngành chăn nuôi lợn trên thế giới và trong nước Error!

Bookmark not defined

1 1.1.1 Trên thế giới Error! Bookmark not defined

1 1.1.2 Tình hình ngành chăn nuôi lợn trong nướcError! Bookmark not defined

1 1.2 Đặc tính chất thải ngành chăn nuôi lợnError! Bookmark not defined

1 1.2.1.Ô nhiễm khí thải của ngành chăn nuôi lợnError! Bookmark not defined

1 1.2.2 Chất thải rắn Error! Bookmark not defined

1 1.2.3 Nước thải Error! Bookmark not defined

1 2 Tác động môi trường của ngành chăn nuôi lợnError! Bookmark not defined

1 3 Các phương pháp xử lý chất thải ngành chăn nuôi lợnError! Bookmark not defined

1 3.3 Một số phương pháp xử lý nước thải Error! Bookmark not defined 1.3.3.1 Phương pháp cơ học Error! Bookmark not defined 1.3.3.2 Phương pháp hoá lý Error! Bookmark not defined 1.3.3.3 Phương pháp sinh học Error! Bookmark not defined 1.4 Một số kết quả nghiên cứu về Giun đỏ (Trùn Quế - Perionyx excavatus) trong xử lý chất thải rắn Error! Bookmark not defined 1.4.1 Giới thiệu chung về Giun đỏ (Trùn Quế - Perionyx excavatus) Error! Bookmark not defined

1.4.2 Tính thực tiễn của việc nuôi Giun đỏ (Trùn Quế - P.excavatus)Error! Bookmark not defined

1.4.3 Một số kết quả nghiên cứu sử dụng Trùn quế trong xử lý chất thải rắn

Error! Bookmark not defined

1.5 Các kết quả nghiên cứu về Tảo trong xử lý nước thảiError! Bookmark not defined

1.5.1 Giới thiệu chung về Tảo Error! Bookmark not defined 1.5.2 Vai trò của Tảo trong tự nhiên Error! Bookmark not defined 1.5.3 Vai trò của Tảo trong xử lý nước thải Error! Bookmark not defined 1.5.4 Một số kết quả nghiên cứu sử dụng Tảo trong xử lý nước thải Error! Bookmark not defined

1.5.5 Phương pháp chọn tảo Error! Bookmark not defined 1.6 Lựa chọn vấn đề nghiên cứu trong luận vănError! Bookmark not defined CHƯƠNG 2 PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Error! Bookmark not defined 2.1 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.2 Nội dung nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.2.1 Khảo sát khả năng sinh trưởng, phát triển và xử lý phân lợn trộn đã qua ủ của Giun đỏ Error! Bookmark not defined

-III-

Bookmark not defined

2.3.Thời gian nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.4 Phương pháp nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.5 Hệ thống các chỉ tiêu theo dõi Error! Bookmark not defined 2.5.1 Quy trình phân tích chỉ tiêu trong thực nghiệm sử dụng Giun đỏ để xử

lý phân lợn trộn đã qua ủ Error! Bookmark not defined 2.5.2 Quy trình phân tích, tính toán các chỉ tiêu trong nghiên cứu sử dụng hệ thống hồ tảo cao tốc (HRAP) cho xử lý nước thải chăn nuôi lợn sau hệ thống biogas Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Error! Bookmark not defined 3.1 Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển, xử lý chất thải rắn trong chăn nuôi lợn bằng Giun đỏ - Trùn Quế (P.Excavatus)Error! Bookmark not defined 3.1.1 Sự sinh trưởng, phát triển của Giun đỏ – Trùn Quế (P.Excavatus)

Error! Bookmark not defined

3.1.2 Đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ tới sự sinh trưởng, phát triển của Giun đỏ - Trùn Quế (P.Excavatus) Error! Bookmark not defined 3.1.3 Đánh giá khả năng chuyển hóa chất đinh dưỡng trong chất thải rắn chăn nuôi lợn bằng Giun đỏ - Trùn Quế (P.Excavatus)Error! Bookmark not defined

3.1.4 Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển và ảnh hưởng nhiệt độ tới sự phát triển của Giun đỏ và khảo sát khả năng làm thức ăn bổ xung cho gia

cầm áp dụng thực tế tại nhà ông Lê Văn Luyên thôn Dương – An Lão – Bình

Lục – Hà Nam Error! Bookmark not defined 3.2 Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi lợn sau hệ thống biogas của

mô hình hệ thống hồ tảo cao tốc (HRAP) Error! Bookmark not defined 3.2.1 Đánh giá khả năng phát triển của tảo trong hệ thống hồ tảo cao tốc (HRAP) Error! Bookmark not defined

-III-

thống hồ tảo cao tốc (HRAP) Error! Bookmark not defined 3.2.3 Đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ tới hiệu quả xử lý nước thải của hệ thống hồ tảo cao tốc (HRAP) Error! Bookmark not defined 3.3 Đề xuất các biện pháp khắc phục các điều kiện không thích hợp Error! Bookmark not defined

3.3.1 Đề xuất các biện pháp khắc phục đối với quá trình xử lý chất thải rắn bằng Giun đỏ Error! Bookmark not defined 3.3.1 Đề xuất các biện pháp khắc phục đối với hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi lợn Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Error! Bookmark not defined 4.1 Kết luận Error! Bookmark not defined 4.2 Kiến nghị Error! Bookmark not defined.

TÀI LIỆU THAM KHẢO 122 PHỤ LỤC . 126

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

MỞ ĐẦU

ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong những năm gần đây ngành chăn nuôi trên thế gới nói chung và nước ta nói riêng mặc dù gặp nhiều khó khăn do dịch bệnh và suy thoái kinh tế xong vẫn trên đà phục hồi và phát triển.Tuy ngành chăn nuôi không đóng vai trò chủ chốt trong nền kinh tế toàn cầu nhưng lại là ngành có nhiều ý nghĩa về mặt chính trị - xã hội và chiếm 40 % tổng sản phẩm trong ngành nông nghiệp, đã giải quyết việc làm cho hơn 1,3 tỷ người lao động và là sinh kế của hơn 1 tỷ người dân sống ở các nước nghèo [50] Ở nước ta trong giai đoạn 2001-2006, tốc độ tăng trưởng sản phẩm chăn nuôi đạt bình quân 8,9%/năm, giá trị sản xuất chăn nuôi chiếm25,2%(theo báo cáo của các địa phương năm 2005) trong GDP nông nghiệp trong đó chăn nuôi lợn chiếm tỷ trọng cao nhất (Trong các loại vật nuôi, trang trại chăn nuôi lợn chiếm tỷ

lệ lớn nhất với tổng số 7.475 trang trại (trong đó 2.990 trang trại lợn nái và 4.485 trang trại lợn thịt), chiếm 42,2%/tổng số trang trại chăn nuôi) Công nghiệp chế biến thức ăn chăn nuôi phát triển mạnh Sản lượng thức ăn công nghiệp ước tính năm

2006 đạt 6,2 triệu tấn, tăng 16% so với năm 2005 và tỷ trọng thức ăn công nghiệp chiếm gần 42,8% so với tổng lượng thức ăn tinh sử dụng cho chăn nuôi[3]

Tuy nhiên, đi cùng với sự phát triển thì ngành chăn nuôi lại gây ảnh hưởng lớn tới môi trường do phát sinh chất thải trong quá trình chăn nuôi và đây được coi

là một trong ba ngành có tác động lớn đến môi trường [50].Mỗi năm chăn nuôi thải

ra trên 73 triệu tấn chất thải rắn gồm phân khô, thức ăn thừa và 25 đến 30 triệu khối chất thải lỏng gồm phân lỏng, nước tiểu và nước rửa chuồng trại Trong đó, khoảng 50% lượng chất thải rắn (36,5 triệu tấn), 80% chất thải lỏng (20 - 24 triệu m3) xả thẳng ra tự nhiên, hoặc sử dụng không qua xử lí Đây là tác nhân gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng (Báo nông thôn Việt Nam, 2007) Chất thải chăn nuôi đặc biệt

là chất thải trong quá trình chăn nuôi lợn phát sinh đã và đang gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, đe dọa sự phát triển bền vững của nền kinh tế nông thôn vốn dựa vào chăn nuôi (chăn nuôn lợn) là chính Ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi

chủ yếu là do nước thải và chất thải rắn khi phát sinh ra môi trường không những ảnh hưởng xấu tới môi trường sinh thái mà còn là nguồn phát sinh virut, vi khuẩn gây bệnh ảnh hưởng đến cuộc sống của người dân đặc biệt là đối với các hộ gia đình với quy mô chăn nuôi nhỏ ít có điều kiện kiểm soát tốt nguồn ô nhiễm này Tuy nhiên chất thải chăn nuôi đặc biệt chất thải chăn nuôi lợn nếu được quan tâm, quản lý và ứng dụng hợp lý sẽ là nguồn nguyên liệu thứ cấp cho ngành sản xuất khác

Thực tế trên đòi hỏi có những phương pháp xử lý chất thải rắn hữu cơ, nước thải với những phương pháp vận hành đơn giản, gần với tự nhiên và tiết kiệm chi phí cũng như năng lượng, nguyên liệu Với xu thế bảo tồn thiên nhiên đang là điểm nóng được quan tâm hàng đầu của toàn nhân loại thì đòi hỏi này càng trở nên cấp thiết hơn Nhiều thập kỉ qua các nhà khoa học đã quan tâm đến khả năng xử lý chất thải rắn hữu cơ của Giun đỏ cũng như quá trình tự làm sạch nước của hệ tảo vi khuẩn trong tự nhiên Công việc này đã và đang được nghiên cứu và áp dụng, nhằm tận dụng tối đa các mục tiêu làm sạch môi trường, mang lại đa dạng sinh học cho hệ sinh thái, sự phát triển bền vững của con người Đối với chất thải rắn chăn nuôi với thành phần chủ yếu là nitơ, phốtpho, COD …thì hiện nay có rất nhiều phương thức quản lý, hay các phương pháp xử lý sinh học như lên men kỵ khí, hiếu khí, sử dụng các loài vsv, động vật bậc thấp, côn trùng, làm tác nhân phân huỷ Trong các

phương pháp xử lý đó thì việc ứng dụng Giun đỏ (Giun Quế - Trùn Quế - Perionyx

excavatus) để xử lý, chuyển hóa chất thải rắn chăn nuôi đặc biệt là chăn nuôi lợn đã

và đang gây được nhiều sự chú ý từ các cơ sở chăn nuôi trong nước

Giun đỏ (Perionyx excavatus) được biết là có giá trị dinh dưỡng và nhu cầu

sử dụng cao bởi tỉ lệ sinh sản, tốc độ chuyển hoá khối lượng lớn phân chuồng cao, khả năng chịu đựng được biên độ nhiệt độ và pH rộng Người ta thấy rằng có khoảng 50 - 70 % thức ăn được giun tiêu thụ đều được chuyển hoá thành phân (Earth worm FAQ) Do vậy giun có vai trò nhất định trong nền nông nghiệp sinh thái Sản phẩm giun thịt được sử dụng làm thức ăn chứa nhiều đạm bổ sung cho gia súc, gia cầm, thuỷ hải sản…Bên cạnh đó, phân giun (vermicompost) là một loại

phân bón hữu cơ tự nhiên cân đối các thành phần dinh dưỡng, khoáng chất cho cây trồng được các nhà làm vườn, trồng rau trên thế giới ưa chuộng và được xem là loại phân bón ưu việt đối với việc trồng rau sạch, rau mầm [50]

Đối với nước thải chăn nuôi lợn thì hệ thống biogas đã và đang được triển khai rộng rãi và đã tạo được bước đột phá trong xử lý môi trường và góp phần khắc phục tình trạng thiếu năng lượng hiện nay tuy nhiên nước thải sau hệ thống biogas vẫn còn gây ô nhiễm môi trường đặc biệt là amôni, nitơ, phốtpho, rắn lơ lửng BOD, COD Chính vì thế các nhà nghiên cứu đã và đang nghiên cứu áp dụng khả năng xử

lý của hệ tảo – vi khuẩn trong ao, hồ hiếu khí trong tự nhiên, tảo quang hợp cung cấp oxy cho vi sinh vật phân huỷ chất hữu cơ, ngược lại vi sinh vật phân huỷ chất hữu cơ giải phóng CO2 làm nguồn C cho tảo và các thực vật thủy sinh quang hợp như thế nước thải sẽ được làm sạch Tuy nhiên, khả năng làm sạch nước thải của hệ tảo – vi khuẩn hầu như chỉ đang phát triển một cách tự nhiên, tuân theo luật điều chỉnh của tự nhiên Nhưng khả năng tiềm ẩn của nó vẫn chưa được đánh giá và khai thác triệt để Làm thế nào để hệ tảo – vi khuẩn phát huy được cao nhất vai trò xử lý nước thải của nó? Liệu có thể tìm thấy hệ tảo – vi khuẩn đóng vai trò như một hệ thống xử lý thực sự?

Đã có một số nghiên cứu [25,31,26,27,28,31,33,43,47,48] ứng dụng hệ tảo –

vi khuẩn để xử lý nước thải Theo các nghiên cứu trên, hệ tảo – vi khuẩn có thể loại

bỏ hiệu quả nhiều chất ô nhiễm có trong nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, nước thải nông nghiệp đặc biệt chất thải chăn nuôi lợn Hệ tảo – vi khuẩn có thể đạt hiệu quả trong việc loại bỏ các chất ô nhiễm như amôn, nitơ, phốtpho, rắn lơ lửng BOD, COD, hydrocacbon thậm chí cả kim loại nặng Nhưng, các nghiên cứu về hệ tảo – vi khuẩn để xủ lý nước thải ngành chăn nuôi lợn tại Việt Nam còn ít Đây là vấn đề hầu như còn mới, những nghiên cứu chuyên sâu còn chưa nhiều, đặc biệt những nghiên cứu cho điều kiện khí hậu nhiệt đới còn rất ít Việc sử dụng hệ tảo –

vi khuẩn hiện nay chưa được coi là một công cụ hữu hiệu để xử lý nước thải giàu chất dinh dưỡng như nước thải ngành chăn nuôi

Xuất phát từ nhu cầu thực tế, dựa trên cơ sở khoa học và các nghiên cứu đã thành công, được sự đồng ý của Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường và Giáo viên hướng dẫn là PGS.TS Nguyễn Thị Thu Thủy, tôi chọn đề tài “Xử lý chất thải

chăn nuôi quy mô hộ gia đình bằng công nghệ sinh thái” cho luận văn tốt nghiệp

cao học ngành công nghệ môi trường của mình

MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Nghiên cứu sử dụng Giun đỏ xử lý chất thải rắn chăn nuôi lợn qui mô hộ gia đình ở Việt Nam nhằm phát triển một phương pháp xử lý chất thải rắn hữu

cơ chi phí thấp, theo hướng thân thiện với môi trường

Nghiên cứu sử dụng hệ tảo vi khuẩn để xử lý nước thải chăn nuôi lợn đã qua

hệ thống biogas ở Việt Nam nhằm phát triển một phương pháp xử lý nước thải chi phí thấp, theo hướng thân thiện với môi trường

Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

Ý nghĩa khoa học

Xây dựng phương pháp luận phát triển một công nghệ xử lý chất thải rắn hữu

cơ với chi chi phí thấp, thân thiện với môi trường góp phần phát triển kinh tế nông thôn

Xây dựng phương pháp luận phát triển một công nghệ xử lý nước thải chi phí thấp, theo hướng thân thiện với môi trường đồng thời làm rõ hơn vai trò của tảo trong khả năng tự làm sạch trong các hồ ao

GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI

Giới hạn về không gian: địa điểm thực hiện nghiên cứu là hệ thống tại

phòng thí nghệm với nguồn Giun đỏ lấy từ nhà ông Sáng thôn Võng La – Đông Anh - Hà Nội, triển khai thực tế tại nhà ông Lê Văn Luyên thôn Dương – An Lão – – Bình Lục – Hà Nam và tảo lấy từ hồ B52 quận Ba Đình – Hà Nội

Giới hạn về thời gian:Thời gian thực hiện đề tài từ tháng 2 năm 2009 đến

tháng 10 năm 2009

Giới hạn về nội dung:

Nội dung 1: Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển và xử lý phân lợn trộn đã qua ủ của Giun đỏ

Nhiệm vụ 1: Xác định khả năng sinh trưởng và phát triển, hiệu quả xử lý của

Giun đỏ

Nhiệm vụ 2: Đánh giá ảnh hưởng nhiệt độ đến khả năng sinh trưởng, phát

triển và hiệu quả xử lý chất thải rắn chăn nuôn lợn

Nhiệm vụ 3: Đánh giá khả năng chuyển hóa thành phần chất dinh dưỡng

trong chất thải rắn chăn nuôi lợn

Nhiệm vụ 4: Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển và ảnh hưởng nhiệt

độ tới sự phát triển của Giun đỏ và khảo sát khả năng làm thức ăn bổ xung cho gia cầm áp dụng thực tế tại nhà ông Lê Văn Luyên thôn Dương - An Lão- Bình Lục – Hà Nam

Nội dung 2: Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi lợn sau hệ thống biogas của mô hình hệ thống hồ tảo cao tốc (HRAP)

Nhiệm vụ 1: Đánh giá khả năng phát triển của tảo trong hệ thống hồ tảo cao

tốc (HRAP)

Nhiệm vụ 2 : Hiệu quả xử lý của hệ thống hồ tảo cao tốc (HRAP) trong thời

gian thực nghiệm

Nhiệm vụ 3: Đánh giá ảnh hưởng của thời gian chiếu sáng đến khả năng loại

bỏ chất dinh dưỡng trong nước thải chăn nuôi bằng hệ thống hồ tảo cao tốc

(HRAP)

Nhiệm vụ 4: Đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng loại bỏ chất

dinh dưỡng trong nước thải chăn nuôi bằng hệ thống hồ tảo cao tốc(HRAP)

Nội dung 3: Đề xuất các biện pháp khắc phục các điều kiện không thích hợp

Theo FAO (1999) đàn lợn thế giới phân bố như sau:

Nước có số đầu lợn cao nhất thế giới là Trung Quốc 485.698.000 con Theo các chuyên gia trong và ngoài nước thì số lượng đàn lợn trên thế giới tiếp tục phát triển trong những năm tới[10]

1.1.1.2 Tình hình ngành chăn nuôi lợn trong nước

Chăn nuôi lợn là một nghề có ở nước ta từ lâu, cách đây khoảng 4000 năm Nhưng trải qua 4000 nghìn năm bắc thuộc và đô hộ của phong kiến và đế quốc, nghề này phát triển chậm, chủ yếu là nuôi những giống lợn nguyên thủy tầm vóc nhỏ bé, sinh trưởng kém, sinh sản thấp, tiêu tốn thức ăn để sản xuất ra 1 kg tăng trọng cao, hình thức chăn nuôi thủ công “bỏ ống” là chủ yếu.Trong những năm gần đây do quá trình đổi mới cơ chế, chính sách quản lý nông nghiệp (khoán quản, giao đất, giao rừng), nhà nước đã có ý thức đầu tư vào các khâu then chốt của nông nghiệp như: giống mới, thức ăn, thuốc thú y, phân bón thủy lợi , và áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật sinh học đến các cơ sở sản xuất của đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật nông nghiệp đã góp phần thúc đẩy sản xuất phát triển Trồng trọt cũng như chăn nuôi những bước phát triển mạnh mẽ, bước đầu thoát ra khỏi thế tự cung

tự cấp và sản xuất ra một khối lượng hàng hóa cho thị trường trong nước và xuất khẩu Trong chăn nuôi lợn, tập quán chăn nuôi cũ được thay đổi, các biện pháp kỹ thuật mới được áp dụng trong tất cả các lĩnh vực: con giống, thức ăn, chăm sóc nuôi dưỡng

- Về số lượng: Nước ta là một trong những nước nuôi nhiều lợn

Theo FAO (1999), Số đầu lợn Việt nam đúng thứ 7 thế giới sau: Trung Quốc, Mỹ, Brazil, Ðức, Balan, Tây Ban Nha Ðứng thứ 2 châu Á, sau Trung Quốc, Ðứng hàng đầu Đông Nam Á Theo Cục khuyến nông, Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn, giai đoạn 1994-2004 đàn lợn cả nước tăng 6,77% đầu con, đạt được 26,14 triệu con (năm 2004) và tăng 11,46% sản lượng thịt (2012 nghìn tấn năm 2004)

- Về chất lượng: Khối lượng xuất chuồng qua các năm được nâng cao:

giữa các tỉnh trong nước Một số lượng lớn tập trung ở các tỉnh đồng bằng ven sông, ven đô thị như: ven sông Hồng, Bắc Giang, Bắc Ninh, Nam Hà, Ninh Bình, Phú Yên, Khánh Hòa, các tỉnh ven sông Tiền Giang, Hậu Giang Hiện nay, ở các tỉnh phía bắc đàn lợn nái Móng Cái chiếm 40 - 45 %, nái ÐB x MC là 35 - 40 % Các tỉnh phía nam, nái lai (50% máu ngoại) chiếm 60 - 65 %, nái nội 30%) của phẩm giống [10]

Trong giai đoạn 2001-2006, tốc độ tăng trưởng sản phẩm chăn nuôi ở nước

ta đạt bình quân 8,9%/năm Trong đó, sản lượng thịt lợn tăng 10,3%, thịt bò tăng 9,4%, thịt trâu tăng 4,9%, thịt và trứng gia cầm trước dịch cúm tăng bình quân 8,5%

và 9,8%, sản lượng sữa tăng trên 32%/năm, năm 2006 giá trị chăn nuôi tăng trưởng 7,3% so với 2005 Giá trị sản xuất chăn nuôi chiếm25,2% (theo báo cáo của các địa phương năm 2005) trong GDP nông nghiệp[3] Trong sự phát triển chung của nghành chăn nuôi ngành chăn nuôi lợn đóng vai trò quan trọng nhất

Chăn nuôi lợn của Việt Nam thời gian qua đã đạt được những tiến bộ rất đáng kể, nhiều phương thức và công nghệ tiên tiến đã được áp dụng trong sản xuất Tuy chăn nuôi trang trại và gia trại đã có nhiều phát triển, nhưng hình thức chăn nuôi lợn truyền thống, phân tán nhỏ lẻ trong các nông hộ vẫn là chủ yếu, cụ thể:

Chăn nuôi truyền thống, tận dụng: đây là phương thức chăn nuôi đang tồn tại

ở hầu khắp các tỉnh trong cả nước; chiếm khoảng 75-80% về đầu con, nhưng sản lượng chỉ chiếm khoảng 65-70% tổng sản lượng thịt lợn sản xuất cả nước; quy mô chăn nuôi dao động từ 1-10 con; thức ăn đầu tư chủ yếu là tận dụng sản phẩm nông nghiệp sản xuất và khai thác tại chỗ hoặc tận dụng các sản phẩm trồng trọt và sản phẩm ngành nghề phụ (làm đậu, nấu rượu, làm mì, )

Chăn nuôi gia trại: Phương thức chăn nuôi nuôi này phổ biến ở các tỉnh Đồng bằng Sông Hồng (Thái Bình, Nam Định, Hải Dương, Hà Tây, Hưng Yên, Hà Nam, ) và phát triển mạnh trong những năm gần đây; chiếm khoảng 10-15% đầu con, quy mô chăn nuôi phổ biến là từ 10-30 nái, hoặc từ 10-50 lợn thịt có mặt thường xuyên; ngoài các phụ phẩm nông nghiệp thì có khoảng 40% thức ăn công nghiệp được sử dụng cho lợn Khối lượng xuất chuồng bình quân 70-75 kg/con

Chăn nuôi trang trại: Đây là phương thức chăn nuôi được phát triển mạnh trong 5 năm gần đây, đặc biệt các tỉnh Đông Nam Bộ có 2.268 trang trại, Đồng bằng Sông Hồng có 1.254 trang trại và Đồng bằng sông Cửu Long có 748 trang trại

; chiếm khoảng 10% về đầu con, 20-25% về sản lượng thịt; quy mô từ trên 20 nái hoặc trên 100 lợn thịt có mặt thường xuyên (có trường hợp 11 ngàn lợn nái bố mẹ/1 trại); hoàn toàn sử dụng thức ăn công nghiệp; các công nghệ chuồng trại như: chuồng lồng, chuồng sàn, chuồng có hệ thống làm mát và sưởi ấm cho lợn con, hệ thống máng ăn, máng uống vú tự động, đã được áp dụng; năng suất chăn nuôi cao, khối lượng xuất chuồng bình quân 80-85 kg/con [4]

Bên cạnh những ưu điểm không thể phủ nhận của ngành chăn nuôi lợn đặt biệt đối với phát triển kinh tế nông thôn, vấn đề vệ sinh môi trường chuồng nuôi và ảnh hưởng của chúng tới môi trường sống (không khí, đất, nước) của cư dân sống gần các cơ sở chăn nuôi này đang là vấn đề được quan tâm Theo Cục Trồng trọt (Bộ NN&PTNT), chất thải từ hệ thống chăn nuôi tập trung đang gây ảnh hưởng lớn đến môi trường và sức khoẻ con người Tuy nhiên, lượng chất thải rắn được xử lý chỉ chiếm chưa đầy một nửa, số còn lại được thải trực tiếp ra môi trường Cụ thể, với chất thải rắn, tổng lượng phân tươi lưu trữ là 26%, sử dụng làm hầm biogas 21%, thải ra đất và nguồn nước 19%, ủ 10% Còn đối với chất thải lỏng, có tới 60% được thải trực tiếp ra đất hoặc nguồn nước, 12% là thải trực tiếp vào ao cá, chỉ 25% được sử dụng làm hầm biogas Trong khi đó, chất thải chăn nuôi sử dụng làm phân bón cho cây trồng đang có chiều hướng giảm do quy mô chăn nuôi tăng song diện tích trồng trọt ngày càng thu hẹp Vấn đề chất thải chăn nuôi lợn được đánh giá là trầm trọng nhất Hiện quy mô nuôi lợn ở nước ta hầu hết đều rất nhỏ (1- 10 con/hộ) Các hộ không có đủ đất trồng cho chất thải chăn nuôi Hơn nữa, chất thải chăn nuôi

có mùi khó chịu nên không được người dân ưa chuộng dùng làm phân bón cho các loại cây trồng[49]

1 1.2 Đặc tính chất thải ngành chăn nuôi lợn

1.1.2.1 Ô nhiễm khí thải của ngành chăn nuôi lợn

Khí thải ngành chăn nuôi lợn phát sinh do sự phân hủy của các hợp chất hữu

cơ trong phân và nước thải Tùy điều kiện yếm khí hay kỵ khí mà quá trình phân hủy tạo thành các sản phẩm khác nhau: acid amin, acid béo, aldehide, CO2, H2O,

NH3, H2S Nếu oxy được cung cấp đầy đủ, sản phẩm của quá trình phân hủy là:

CO2, H2O, NO2, NO3 Ngược lại, trong điều kiện thiếu oxy, sự phân hủy các hợp chất hữu cơ theo con đường yếm khí tạo ra các sản phẩm CH4, N2, NH3, Indol, Scatol… các chất khí này tạo nên mùi hôi thối trong khu vực nuôi ảnh hưởng xấu tới môi trường không khí Tổ chức nông lương thế giới (FAO) vừa thừa nhận, chăn nuôi đang được coi là một ngành gây ô nhiễm lớn, thậm chí lớn hơn mức gây ô nhiễm của ngành vận tải Chất thải của gia súc toàn cầu tạo ra tới 65 % lượng Nitơ ôxit (N2O) trong khí quyển Động vật nuôi còn thải ra 9 % lượng khí CO2 toàn cầu,

37 % lượng khí Methane (CH4) - khí có khả năng hấp thụ nhiệt cao gấp 23 lần khí

CO2 Điều này có nghĩa là chăn nuôi gia súc đã được khẳng định là một tác nhân chính làm tăng hiệu ứng nhà kính Chăn nuôi gia súc còn đóng góp tới 64 % khí Amoniac (NH3) Ngoài ra nhu cầu thức ăn, nước uống, tập tính bầy đàn, nhu cầu bãi chăn thả… của gia súc cũng đang được coi là một trong những tác nhân chính gây thoái hoá đất nông nghiệp, ô nhiễm nguồn nước và mất cân bằng hệ sinh thái

Bảng 1.1 Kết quả khảo sát hàm lượng khí độc trong chuồng nuôi tại xã Trực thái- huyện Trực Ninh - tỉnh Nam Định và xã Trung Châu - Hà Tây [23]

Chỉ tiêu Đơn vị

tính

Trực Thái ( n=5)

Trung Châu ( n=5)

Bình Quân (n=10)

Mức cho phép

Nồng độ khí NH3 và khí H2S (bảng 1.1) ở cả 2 cơ sở đều cao hơn so với mức cho phép.Trung bình khí NH3 là 0,94 và khí H2S là 0,038 mg/m3, so với quy định TCVN thì 2 loại khí này trong chuồng nuôi cao hơn gấp 4,7 lần Kết quả này cao hơn so với kết quả của Nguyễn Văn Tuệ và Cs., (1998)- hàm lượng khí NH3 từ 0,06 đến 0,08 và khí H2S từ 0,016 đến 0,021 mg/ m3 đo tại trại lợn Thuỵ Phương tháng

Trung Châu ( n=5)

Bình quân (n=10)

(1)- Quy định tạm thời của Trung tâm kiểm tra vệ sinh thú y Trung ương

(2)Tiêu chuẩn của Nga,1991

Trong đó: n là số lần lấy mẫu hay tần suất lấy mẫu

Kết quả bảng 1.2 cho thấy tổng số vi sinh vật (TSVSV) và bào tử nấm tại các

hộ chăn nuôi ở Trực Thái cao gấp hơn 2 lần so với điểm Trung Châu Chỉ tiêu TSVSV vật trung bình cho 2 cơ sở là 18.675 , số bào tử nấm trung bình là 1083 So với kết quả của Nguyễn Văn Tuệ và Cs., (1998), TSVSV là từ 2125 - 11.438 và số bào tử nấm là từ 2313 - 3563 So với tiêuchuẩn của Nga(1991) thì chỉ tiêu TSVSV cao hơn 12 lần và chỉ tiêu số bào tử nấm cao hơn 8,3 lần

Kết luận: Từ những kết quả ở các bảng 1-2 ở trên cho thấy rằng môi trường

không khí trong khu vực chuồng nuôi lợn tại các nông hộ bị ô nhiễm nặng bởi các khí độc, các hệ vi sinh vật và bào tử nấm có hại Để giải quyết vấn đề khí thải trong ngành

chăn nuôi lợn cần thiết phải giải quyết vấn đề ô nhiễm do chất thải rắn (phân lợn), nước thải bởi đây là nguồn gốc gây ô nhiễm không khí trong khu vực chăn nuôi lợn

1.1.2.2 Chất thải rắn

Theo Cục Trồng trọt (Bộ NN&PTNT), chất thải từ hệ thống chăn nuôi đang gây ảnh hưởng lớn đến môi trường và sức khoẻ con người Tuy nhiên, lượng chất thải rắn được xử lý chỉ chiếm chưa đầy một nửa, số còn lại được thải trực tiếp ra môi trường Cụ thể, với chất thải rắn, tổng lượng phân tươi lưu trữ là 26%, sử dụng làm hầm biogas 21%, thải ra đất và nguồn nước 19%, ủ 10% Vấn đề chất thải chăn nuôi lợn được đánh giá là trầm trọng nhất Hiện quy mô nuôi lợn ở nước ta hầu hết đều rất nhỏ (1- 10 con/hộ) Các hộ không có đủ đất trồng cho chất thải chăn nuôi Hơn nữa, chất thải chăn nuôi có mùi khó chịu nên không được người dân ưa chuộng dùng làm phân bón cho các loại cây trồng [49]

Chất thải rắn phát sinh trong quá trình chăn nuôi lợn bao gồm phân, chất độn chuồng, thức ăn thừa và đôi khi là xác gia súc, gia cầm chết hàng ngày Đối với phương thức nuôi lợn trên sàn bê tông phía dưới là hầm đồng thời là kênh thoát chất thải thì không thu được chất thải rắn Toàn bộ chất thải, bao gồm phân, nước giải, nước rửa chuồng và tắm cho lợn bị hòa lẫn và được dẫn đến hầm biogas để xử lý

Chất thải rắn với thành phần chủ chủ yếu là phân, phân lợn được xếp vào loại phân lỏng hoặc hơi lỏng Phân lợn chứa 56 - 83 % nước, phần còn lại là chất khô gồm các chất hữu cơ, hợp chất NPK dưới dạng các hợp chất vô cơ

Bảng 1.3 Thành phần dinh dưỡng phân lợn [51]

Hai thành phần chính tạo mùi hôi trong phân heo là P và N, đặc biệt là N vì

nó có mặt trong thành phần ammôniac Theo Reese và Koelsch (2000), lượng N và

P thải ra dưới dạng chất thải bị ảnh hưởng bởi 3 yếu tố:

- Lượng N và P tiêu thụ

- Tỉ lệ N và P được tiêu thụ và được dùng cho phát triển và sinh sản

- Lượng N và P hiện diện từ chất tiết, tế bào chết và vi khuẩn trong đường ruột Khả năng gây mùi hôi của phân lợn thay đổi tuỳ theo khẩu phần thức ăn, vì

N là thành phần chính của amôniac và nhiều hợp chất gây mùi hôi khác nên lượng

N trong phân lợn càng cao thì mùi hôi càng cao

Ngoài ra phân lợn còn chứa mầm bệnh, kháng sinh và hormon Lượng muối trong phân lợn cũng khá cao vì hầu như tất cả muối mà lợn ăn vào đều được thải ra dưới dạng này hay khác 75% muối được thải qua nước tiểu, 25% qua phân

Tuy nhiên, phân lợn vẫn được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu tận dụng do hàm lượng các chất dinh dưỡng trong phân khá cao, đặc biệt là N

Bảng 1.4 Lượng phân và nước tiểu thải ra hàng ngày ở một số loại gia súc,

Kết luận: Theo bảng trên ta thấy rằng lượng chất thải rắn phát sinh trong

chăn nuôi lợn là lớn nhất cần có giải pháp xử lý, tận dụng góp phần phát triển kinh

tế nông thôn vốn người nông dân dựa vào cây lúa và chăn nuôi là chính Rõ ràng nếu không được quản lý và sử dụng đúng đắn, chất thải rắn chăn nuôi lợn mà thành phần chính là phân lợn sẽ là nguồn gây ô nhiễm cho các cơ sở chăn nuôi, ngược lại, nếu được tận dụng đúng cách, nó lại trở thành một nguồn tài nguyên [51]

1.1.2 3 Nước thải

Theo Cục Trồng trọt (Bộ NN&PTNT), chất thải từ hệ thống chăn nuôi tập trung đang gây ảnh hưởng lớn đến môi trường và sức khoẻ con người Đối với chất thải lỏng, có tới 60% được thải trực tiếp ra đất hoặc nguồn nước, 12% là thải trực tiếp vào ao cá, chỉ 25% được sử dụng làm hầm biogas Trong khi đó, chất thải chăn nuôi sử dụng làm phân bón cho cây trồng đang có xu hướng giảm mạnh do có

người dân có chiều hướng sử dụng phân hóa học thay cho phân chuồng [49]

Nước thải chủ yếu phát sinh từ khâu dọn dẹp, vệ sinh chuồng trại bao gồm: phân, nước tiểu, nước vệ sinh chuồng trại Các đặc tính của nước thải bao gồm các chất rắn lơ lửng, các chất hữu cơ có thể phân hủy, các chất dinh dưỡng, các chất hữu cơ chịu nhiệt, kim loại nặng, các mầm bệnh, các chất rắn hữu cơ hòa tan và các hợp chất hữu cơ độc hại Tùy phương thức sử dụng nước để vệ sinh, dọn dẹp chuồng trại mà nồng độ chất ô nhiễm thay đổi Dưới đây là đặc tính nước thải tai trại chăn chăn nuôi lợn tại Singapore

Bảng 1.5 Các tính chất của chất thải rắn và nước thải chăn nuôi ở các trang

b Xem danh mục các thuật ngữ viết tắt

c Đơn vị: L/ngày.APU hoặc SPP

Bảng 1.6 Đặc trưng vi sinh của nước thải chăn nuôi lợn [6]

Bảng 1.7 Mức độ ô nhiễm của nước thải chăn nuôi tại xã Trực thái- huyện

Trực Ninh - tỉnh Nam Định và xã Trung Châu - Hà Tây, [23]

TT Chỉ tiêu Đơn vị tính Trực Thái

(n=10)

Trung Châu (n=10)

Bình quân cho 2 cơ sở (n=20)

Trong đó: n là số lần lấy mẫu hay tần suất lấy mẫu

Kết luận: Kết quả phân tích các bảng trên cả mẫu trong nước lẫn mẫu ngoài

nước cho thấy nước thải chăn nuôi lợn chưa qua xử lý chứa hàm lượng cao các vi sinh vật, E.coli và trứng giun có khả năng gây bệnh cho người và gia súc, hàm

lượng COD, BOD5 vượt gấp nhiều lần giới hạn quy định cho mức độ ô nhiễm môi trường từ chất thải chăn nuôi Đây là nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng cần thiết phải có các biện pháp giảm thiểu, xử lý

1.2 Tác động môi trường của ngành chăn nuôi lợn

Cũng như các ngành công, nông nghiệp khác đi cùng với sự phát triển thì ngành chăn nuôi ảnh hưởng lớn tới môi trường và được coi là một trong ba ngành

có tác động lớn đến môi trường Với đặc tính như đã trình bày ở trên cho thấy nếu như không xử lý thì chất thải chăn nuôi lợn phát sinh cả ở 3 dạng rắn, lỏng, khí phát sinh sẽ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Ngành này thải CO2 từ chăn nuôi chiếm 9% toàn cầu, chủ yếu là do hoạt động chuyển đổi mục đích sử dụng đất - đặc biệt là phá rừng để mở rộng các khu chăn nuôi và các vùng trồng cây thức ăn gia súc sinh ra 37% lượng khí mê tan CH4 (một loại khí có khả năng gây hiệu ứng nhà kinh cao gấp 23 lần CO2), 65% lượng khí NOx (có khả năng gây hiệu ứng nhà kính cao gấp 296 lần CO2) và tạo ra 2/3 tổng lượng phát thải khí amôniắc, nguyên nhân chính gây mưa axit phá huỷ các hệ sinh thái Thế giới hiện đang phải đối mặt với tình trạng thiếu nước ngọt nghiêm trọng Theo dự đoán đến năm 2025, 64% dân số thế giới sẽ phải sống trong điều kiện căng thẳng về nguồn nước Trong khi đó, sự phát triển của ngành chăn nuôi càng làm tăng nhu cầu sử dụng nước Hiện nay, ngành chăn nuôi đang chiếm khoảng 8% tổng lượng nước loài người sử dụng trên toàn thế giới Nhưng vấn đề nghiêm trọng nhất mà nó gây ra đối với môi trường nước chính là nước thải Trong quá trình chăn nuôi, việc dọn dẹp phân chuồng bằng nước được sử dụng rộng rãi tạo ra một khối lượng nước thải khá lớn Trong nước thải hợp chất hữu cơ chiếm 70-80% gồm cellulose, protit, acid amin, chất béo, hidrat carbon và các dẫn xuất của chúng có trong phân và thức ăn thừa Hầu hết các chất hữu cơ dễ phân hủy Các chất vô cơ chiếm 20-30% gồm cát, đất, muối, urê, amôni, muối, chlorua, SO4… Tùy điều kiện hiếm khí hay kỵ khí mà quá trình phân hủy tạo thành các sản phẩm khác nhau: axit amin, axit béo, aldehít, CO2, H2O, NH3,

H2S Nếu oxy được cung cấp đầy đủ, sản phẩm của quá trình phân hủy là: CO2,

H2O, NO2-, NO3- Ngược lại, trong điều kiện thiếu oxy, sự phân hủy các hợp chất

hữu cơ theo con đường yếm khí tạo ra các sản phẩm CH4, N2, NH3, Indol, Scatol… Các chất khí này tạo nên mùi hôi thối trong khu vực nuôi ảnh hưởng xấu tới môi trường không khí

Nước thải chăn nuôi chứa nhiều loại vi trùng, virus và trứng ấu trùng giun sán gây bệnh Theo nghiên cứu của Nanxera vi trùng gây bệnh đóng dấu (Erisipelothris insidiosa) có thể tồn tại 92 ngày, Brucella 74-108 ngày, Samonella 6-

7 tháng, Leptospira 5-6 tháng, Microbacteria tuberculosis 75-150 ngày, virus lở mồm long móng (FMD) sống trong nước thải 100-120 ngày… các loại vi trùng có nha bào như: Bacillus tetani 3-4 năm Trứng giun sán với nhiều loại điển hình như: Fasciolahepatica, Fasciola gigantica, Fasciolosis buski, Ascaris suum, Oesophagostomum sp, Trichocephalus dentatus… có thể phát triển đến giai đoạn gây nhiễm sau 6-28 ngày và tồn tại 5-6 tháng Theo A.Kigirop (1982) các loại vi trùng gây bệnh như: Samonella, E.coli và nha bào Bacilus anthrasis có thể xâm nhập vào mạch nước ngầm Samonella có thể thấm sâu xuống lớp đất bề mặt 30-40

cm, ở những nơi thường xuyên tiếp nhận nước thải Trứng giun sán, vi trùng có thể được lan truyền đi rất xa và nhanh khi bị nhiễm vào nước bề mặt tạo thành dịch cho người và gia súc

Nghiên cứu của Bonde (1967) cho thấy: đa số các vi sinh vật gây bệnh không thể phát triển lâu dài trong nước thải, số lượng của chúng giảm nhanh trong những ngày đầu sau đó chậm dần Các loại vi trùng tồn tại lâu trong nước ở vùng nhiệt đới là: Samonella typhy và Samonella paratyphi, E.Coli, Shigella, Vibrio comma gây dịch tả, nhiều loại vi sinh vật có thể tồn tại, phát triển trong các loại nhuyễn thể, do

đó tạo nguy cơ gây bệnh do tập tục ăn sống ốc, sò

G Rheinheinmer (1985) đã phân lập được nhiều loại nấm gây bệnh trong nước thải, trong đó điển hình là hai loại Candida allicans, Tricophytin sống trong nước và gây bệnh cho người Một số đặc điểm cần chú ý là mối quan hệ giữa thời gian sống sót của các vi khuẩn, virus đường ruột và độ lớn của quần thể vi sinh vật trong nguồn tiếp nhận Đó là mối quan hệ nghịch, khu hệ sinh vật trong nguồn tiếp nhận nước thải chăn nuôi rất phức tạp trong đó chủ yếu là vi khuẩn gây thối có 3-16

triệu/ml với các đại diện Pseudomonas flourescen, Bacillus subtilis, vi khuẩn phân hủy đường, mỡ, E.Coli: 10x104 - 10x107 tế bào/ml, Streptococcus fecalis, Clostridium perfringen, Bacteriophage, vi khuẩn lưu huỳnh Thiobacilus, Triothris

Vi khuẩn phân hủy Nitrat hóa Thiobacilus denifricans, Micrococcus denificans…

Hệ vi sinh vật này có ảnh hưởng lớn đến tính chất và khả năng tự làm sạch của nguồn nước[22].Chúng đang huỷ hoại các vùng ven biển, các bãi san hô ngầm, gây

ra nhiều vấn đề sức khoẻ cho con người và các vấn đề khác Ngoài ra, ngành chăn nuôi còn làm giảm lượng nước bổ sung cho các mạch nước ngầm do mất rừng và đất bị thoái hoá, chai cứng, giảm khả năng thẩm thấu Tất cả những tác động tiêu cực của ngành chăn nuôi đến môi trường đất, nước, không khí và khí hậu đã dẫn đến một kết quả tất yếu đối với hệ sinh thái Trái đất, đó là sự suy giảm đa dạng sinh học Theo báo cáo của WWF, trong số 825 vùng sinh thái trên cạn của Trái đất có

306 vùng bị tác động bởi ngành chăn nuôi Còn theo Tổ chức Bảo tồn Thiên nhiên Thế giới (Conservation International) thì có đến 23 trong tổng số 35 “điểm nóng về

đa dạng sinh học” bị ảnh hưởng bởi ngành chăn nuôi Sách đỏ về những Loài bị Đe doạ của Tổ chức Bảo tồn thiên nhiên Thế giới (IUCN) cũng cho thấy hầu hết những loài đang bị đe doạ trên thế giới là do mất đi môi trường sống, mà chăn nuôi là một trong những nguyên nhân hàng đầu [50]

1 3 Các phương pháp xử lý chất thải ngành chăn nuôi lợn

1 3.1 Một số phương pháp giảm thiểu, xử lý khí thải

Hạn chế ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi đã và đang rất được quan tâm ở nhiều quốc gia trên thế giới Phân và nước thải từ các cơ sở chăn nuôi gia súc thải ra

là một nguồn chất thải lớn gây ô nhiễm môi trường.Các khí độc đặc biệt khí NH3

tạo ra trong môi trường chăn nuôi gây ảnh hưởng lớn tới sức khoẻ người (Nowak.,1995; Tielen et al.,1995; Whyte et al.,1995) Môi trường chăn nuôi kém làm giảm năng suất và sức khoẻ vật nuôi (Emsinger et al.,1990) Attar and Brake.,1998

Bên cạnh hệ thống chuồng trại và xử lý chất thải liên tục được cải tiến, các nước chăn nuôi phát triển đang sử dụng các hoá chất hấp thụ mùi, bổ sung các hợp

chất sinh học vào thức ăn nhằm giảm thiểu việc thải Nitơ và hạn chế mùi hôi thối ở phân Amon et al.,1994; Power and Tuck.,1994;Duffy and Brooks.,1998;Cole et al.,1998: Bổ sung chế phẩm sinh học De-odorase vào thức ăn nuôi lợn thịt làm giảm hàm lượng khí NH3, giảm tỷ lệ chết, nâng tăng trọng và giảm tiêu tốn thức ăn Song song với nghiên cứu cải tạo một số mô hình chuồng trại của nước ngoài cho phù hợp với điều kiện khí hậu của nước ta (Lê Thanh Hải,1999;Phạm Nhật Lệ và Cs.,2000), bổ sung chế phẩm Micro-Aid vào thức ăn để giảm mùi hôi thối ở phân (Nguyễn Đăng Vang và Cs., 2000) thì việc nghiên cứu xử lý chất thải bằng công nghệ sinh học cũng đang được quân tâm Cho đến nay ước tính cả nước

ta đã phát triển được khoảng 30.000 công trình Biogas bằng du nhập có cải tiến công nghệ Biogas của một số nước trên thế giới, đã góp phần hạn chế ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi đáng kể (Nguyễn Quang Khải, 2002)

Khí thải phát sinh trong quá trình chăn nuôi lợn phát sinh do 2 nguồn chính

từ phân và nước thải do vậy để giảm thiểu, xử lý có thể áp dụng nhiều biện pháp nhằm mục đích quản lý hợp lý, xử lý lượng nước thải cũng như lượng phân rắn tạo

ra cũng như các biện pháp làm thông thoáng chuồng trại Phương pháp có thể đạt được hiệu quả cao là áp dụng tổng hợp các giải pháp có thể bao gồm: Xây dựng hệ thống Biogas, dụng chế phẩm De- odorase bổ sung vào thức ăn nuôi lợn nái và lợn choai, sử dụng chế phẩm vi sinh EM- Bokashi ủ phân với tỉ lệ 1 kg/ 5000 kg phân tươi; Thông thoáng chuồng trại; áp dụng kỹ thuật nuôi lợn trên sàn- cũi trong đó cải tạo chuồng trại cho thông thoáng, và xây dựng hệ thống biogas là chủ yếu Thông thoáng chuồng trại bao gồm các biện pháp: Nâng độ cao chuồng (cũ là 2,0-2,5 m thành 2,8 - 3,0 m), cải tạo mái chuồng (cũ là 2 mái thành 4 mái), thành bao chuồng (cũ là 1,8 - 2,0m, hạ thấp xuống 0,8 m và phần trên gắn bằng lưới bao kèm theo bạt che linh hoạt), lắp đặt giàn phun mưa làm mát trên mái chuồng

Bảng 1.8 Giải pháp tổng hợp ứng dụng trong xử lý ô nhiễm trong chăn nuôi

Mô hình II (Quy mô 11- 20 nái)

Mô hình III (Quy mô 10 lợn nái

chất thải

-Biogas -De-odorase

- Lắp giàn phun mưa

- Nâng độ cao, cải tạo mái, cải tạo thành bao chuồng, gắn lưới bao, bạt che

Cải tạo mái chuồng

Lợn nái đẻ và lợn con sau cai sữa nuôi trên lồng sàn

Lợn nái đẻ và lợn con sau cai sữa nuôi trên lồng sàn

4 Mục tiêu

dự kiến

đạt

- Các chỉ tiêu đặc trưng cho ô nhiễm môi trường giảm từ 30- 50%

- Năng suất tăng 5%

3 Các chỉ tiêu đặc trưng cho ô nhiễm môi trường giảm

từ 30- 50%

- Năng suất tăng 5%

3 Các chỉ tiêu đặc trưng cho ô nhiễm môi trường giảm

Bảng 1.9 Kết quả khi giải pháp tổng hợp ứng dụng trong xử lý ô nhiễm trong

chăn nuôi lợn [23]

So sánh TN/ĐC

(ghi chú: ĐC: đối chứng, TN: thử nghiệm)

Bảng 1.10 Mức giảm độ nhiễm khuẩn không khi trong chuồng nuôi [23]

So sánh TN/ĐC

57,1 56,9 49,3 1.083abc 500abc 53,9

Kết luận: Kết quả ở bảng 1.11 cho thấy sau ứng dụng một số giải pháp kỹ

thuật tổng hợp hàm lượng khí NH3, H2S và bụi lơ lửng ở cả 3 mô hình đều giảm Mức giảm của 3 chỉ tiêu có xu hướng: Mô hình I> mô hình II>mô hình III So sánh trung bình của 3 mô hình I, II và III với trung bình kết quả khảo sát ban đầu thì mức giảm của khí NH3 là 46,81%, khí H2S giảm 28,9% và bụi lơ lửng giảm 15,4%

Kết quả bảng 1.12 cho thấy 3 chỉ tiêu gồm TSVSV, E.coli và bào tử nấm ở

cả 3 mô hình đều giảm so với kết quả điều tra ban đầu Nhìn chung mức giảm của 3 chỉ tiêu khảo sát ở mô hình III thấp hơn so với mô hình I và II Mô hình I có mức giảm TSVSV cao hơn so với mô hình II (tương ứng 69,6 và 62,8%)

So sánh trung bình của 3 mô hình với kết quả điều tra thì mức giảm của TSVSV là 62,8%; E.coli giảm 46,5% và bào tử nấm giảm 53,9%

1 3.2 Một số phương pháp xử lý chất thải rắn

Chất thải rắn mà thành phần chủ yếu là phân - nguy cơ chính gây ô nhiễm nguồn nước mặt và nước ngầm Nếu quản lý và sử dụng đúng đắn, phân chuồng có thể là một tài sản, ngược lại, chúng có thể là mối nguy cơ lớn đối với môi trường Bón phân cho đất giúp tuần hoàn dưỡng chất và có thể thay thế phân vô cơ Phân chuồng làm tăng sự màu mỡ, tăng khả năng giữ nước của đất và giúp hoàn thiện lớp đất trồng trọt

Phân gồm 3 thành phần: rắn (bán rắn), sền sệt và lỏng, sự thất thoát dưỡng chất trong phân tuỳ theo phương pháp thu thập, tồn trữ và vận chuyển, đồng thời sự thay đồi tuỳ thuộc vào các nhân tố như thời gian tồn trữ, phương pháp xử lý…

Bảng 1.11 Thành phần dưỡng chất trong phân còn lại qua các hệ thống quản

đậy kín

75 - 85 85 - 95 85 - 95

Phân lỏng (rắn) trữ ở nơi được xây trát, không

che nhưng kín nước

70 - 75 80 - 90 80 - 90

Phân trữ trong hố phía trên là nền được dầm

nén

70 - 85 90 - 95 90 - 95

Phân được xử lý trong bể phân huỷ sinh học

hoặc được trữ trong bể sau khi được pha loãng

hơn 50 %

25 - 30 35 - 50 50 - 60

Do đặc điểm khác biệt về thành phần mà chất thải chăn nuôi có phương pháp

xử lý sẽ hoàn toàn khác so với chất thải công nghiệp Mục đích chung của xử lý chất thải chăn nuôi gồm:

- Giảm lượng chất hữu cơ

- Tiêu diệt các vi sinh vật và trứng ký sinh trùng

- Hạn chế sự thất thoát của N, P, K để tăng giá trị sinh học của phân sau xử lý

- Thúc đẩy chu trình tuần hoàn các chất trong tự nhiên

Phương pháp xử lý chất thải rắn chủ yếu được sử dụng rộng rãi là phương pháp xử lý sinh học vì không ảnh hưởng đến môi trường Xử lý chất thải bằng phương pháp sinh học là phương thức chuyển hoá từng phần các hợp chất hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản nhờ hoạt động lên men của hệ vi sinh vật Phương pháp này dễ thực hiện và hiệu quả cao Nhiều cơ sở chăn nuôi đã áp dụng nhiều phương pháp xử lý phân như ủ phân hiếu khí (ủ nóng, ủ nguội, ủ hỗn hợp), bể lắng, thùng sục khí, hầm ủ biogas, túi ủ biogas, xử lý với chế phẩm để sản xuất phân bón hữu cơ sinh học hay biện pháp hồ sinh học (lagoon) để xử lý phân rắn và giữ phân ở dạng lỏng Thế nhưng các hồ sinh học yếm khí này làm bay hơi 70 – 90 % lượng N trong phân do N bị chuyển thành amôniac

1 3.3 Một số phương pháp xử lý nước thải [2,6,7,17]

Thành phần của nước thải chăn nuôi lợn hầu hết là các chất hữu cơ, vô cơ, vi sinh vật tồn tại ở dạng hoà tan, phân tán nhỏ hay có kích thước lớn hơn Đặc trưng ô nhiễm của loại nước thải này là chất hữu cơ, Nitơ, Phospho và vi sinh gây bệnh Tuỳ theo qui mô sản xuất, quĩ đất dùng cho xử lý, điều kiện kinh tế, mục đích sử dụng chất thải, nước thải từ chăn nuôi, yêu cầu của nguồn tiếp nhận…mà có thể áp dụng các biện pháp xử lý thích hợp Dưới dây là sơ đồ nguyên lý công nghệ xử lý nước thải [16]

Bùn

sơ cấp

9

Tạp chất

8

Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý công nghệ thường dùng xử lý nước thải

1 Thanh hoặc lưới chắn; 2 Bể lắng cát;3 Bể lắng cấp1; 4 Xử lý cấp II (hoạt hóa bùn hoặc lọc sinh học); 5 Bể lắng cấp II; 6 Bể tiếp xúc Clo; 7 Bể lắng làm đặc bùn; 8 Bể tiêu hủy

bùn yếm khí; 9 Thiết bị tách nước (lọc khung bản hoạc lọc băng tải…)

Bùn thải Bùn hoạt tính Cl2

Xử lý sơ bộ

1.3.3.1 Phương pháp cơ học

Mục đích là tách chất rắn, cặn, phân ra khỏi hỗn hợp nước thải bằng cách thu gom, phân riêng Có thể dùng song chắn rác, (tách rác có kích thước lớn ≥ 2mm); bể lắng cát để loại bỏ các các hạt răn vô cơ có khối lượng riêng lớn hơn nước bể lắng

sơ bộ để loại bỏ cặn thô, dễ lắng tạo điều kiện thuận lợi và giảm khối tích của các công trình xử lý tiếp theo.Ngoài ra, có thể dùng phương pháp ly tâm hoặc lọc Hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải chăn nuôi khá cao (khoảng vài ngàn mg/l) và dễ lắng nên có thể lắng sơ bộ trước rồi mới đưa sang các công trình xử lý phía sau Sau đó, nước thải được đưa vào các công trình xử lý phía sau, còn chất rắn tách được có thể đem đi ủ để làm phân bón

1.3.3.2 Phương pháp hoá lý

Nước thải chăn nuôi chứa nhiều chất hữu cơ, vô cơ dưới dạng các hạt có kích thước nhỏ, khó lắng, khó có thể tách ra được bằng các phương pháp cơ học vì tốn nhiều thời gian và hiệu quả không cao Nhưng có thể áp dụng phương pháp keo

tụ để loại bỏ chúng Các chất keo tụ thường sử dụng là phèn nhôm, phèn sắt, phèn bùn…kết hợp với sử dụng polymer trợ keo tụ để tăng hiệu quả quá trình keo tụ Theo nghiên cứu của Trương Thanh Cảnh (2001) tại trại chăn nuôi heo 2/9: phương pháp keo tụ có thể tách được 80-90% hàm lượng cặn lơ lửng có trong nước thải chăn nuôi heo Phương pháp này loại bỏ được hầu hết các chất bẩn có trong nước thải chăn nuôi Tuy nhiên chi phí xử lý cao, nên áp dụng phương pháp này để xử lý nước thải chăn nuôi là không hiệu quả về mặt kinh tế

1.3.3.3 Phương pháp sinh học

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học dựa trên hoạt động sống của vi sinh vật có trong nước, chủ yếu là vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh Phương pháp xử lý sinh học có ưu điểm lớn so với các phương pháp xử lý khác ở chỗ chi phí thấp và tính ổn định cao, đặc biệt hiệu quả xử lý rất cao ở thời gian lưu ngắn đối với các loại nước thải chứa các chất hữu cơ dễ phân huỷ sinh học Nước thải chăn nuôi được xác định là loại nước thải dễ phân huỷ sinh học vì chứa chủ yếu là các hợp chất hữu cơ

dễ phân huỷ như carbon hidrat (cellulose, hemicellulose, tinh bột, đường,

dextrin…), protit Xử lý nước thải chăn nuôi bằng biện pháp sinh học là phổ biến ở hầu hết các trại chăn nuôi công nghiệp nhờ tính khả thi và tính kinh tế cao của nó

 Phương pháp xử lý kị khí

 Quá trình xử lý yếm khí trong bể Biogas

Đây là phương pháp xử lý kị khí khá đơn giản, chi phí đầu tư thấp, thường thấy ở hầu hết các trại chăn nuôi heo công nghiệp vừa và lớn, kể cả qui mô hộ gia đình Nước thải từ hệ thống chuồng trại được dẫn trực tiếp vào bể kín với thời gian lưu nước trong bể khoảng 15-30 ngày, tận dụng hoạt động của các vi sinh vật kị khí trong bể và trong lớp bùn đáy để khoáng hoá các chất hữu cơ Thông thường, mực nước trong bể được thiết kế chiếm 2/3 chiều cao bể, còn phần thể tích ứng với 1/3 chiều cao ở phía trên bị khí CH4, CO2và các khí khác sinh ra do phân huỷ kị khí chiếm chỗ Phía trên có đặt hệ thống thu khí để thu hồi các khí sinh ra (biogas) tận dụng làm khí đốt hoặc chạy máy phát điện…Dưới cùng là lớp bùn đáy tương đối ổn định Cặn ở lớp bùn đáy được tháo ra định kì và có thể đem đi làm phân bón

Tuỳ thuộc vào thành phần, tính chất nước thải chăn nuôi, thời gian lưu nước, tải trọng hữu cơ, nhiệt độ…mà thành phần biogas sinh ra có thể khác nhau Trong

đó, CH4 có ý nghĩa quan trọng nhất trong việc tận dụng nguồn năng lượng tái sinh này vì có nhiệt trị cao khoảng 9 000 kcal/m3 Phần trăm các chất khí trong biogas:

CH4 : 55-65%, CO2: 35-45% , N2 : 0-3%, H2 : 0-1%, H2S : 0-1% Lượng khí Biogas được sinh ra từ chất thải động vật và phụ phẩm nông nghiệp nhu sau:

nâng cao sức khoẻ cho cộng đồng dân cư và phục vụ trực tiếp cho sản xuất nông nghiệp Ngoài ra còn có thể sử dụng cho các mục đích khác như: Lò sấy, đèn thắp sáng, máy sấy chuồng gia súc, dùng cho hệ thống đun nước nóng, các tủ lạnh chạy bằng gas, chạy máy phát điện…[8]

Theo nghiên cứu của Nguyễn Thị Hoa Lý (1994), nước thải chăn nuôi sau

khi qua Biogas, BOD giảm khoảng 79-87%, Coliform giảm 98-99.7%, trứng giun

sán giảm 95.6-97%

Đối với nước thải chăn nuôi, công trình Biogas được coi là công trình xử lý

cơ bản đầu tiên để làm giảm COD và SS trước khi đưa vào các công trình xử lý sinh học tiếp theo Để tăng hiệu quả lắng cặn, bể Biogas thường được chia ra làm nhiều ngăn

 Quá trình kị khí UASB

Đây là công trình xử lý sinh học kị khí ngược dòng Nước thải được đưa từ dưới lên, xuyên qua lớp bùn kị khí lơ lửng ở dạng các bông bùn mịn Quá trình khoáng hoá các chất hữu cơ diễn ra khi nước thải tiếp xúc với các bông bùn này Một phần khí sinh ra trong quá trình phân huỷ kị khí (CH4, CO2 và một số khí khác) sẽ kết dính với các bôngbùn và kéo các bông bùn lên lơ lửng trong bể, tạo sự khuấy trộn đều giữa bùn và nước Khi lên đến đỉnh bể, các bọt khí sẽ va chạm vào các tấm chắn hình nón, các bọt khí đượcgiải phóng cùng với khí tự do và bùn sẽ rơi xuống Để tăng tiếp xúc giữa nước thải vớicác bông bùn, lượng khí tự do sau khi thoát ra khỏi

bể được tuần hoàn trở lại hệ thống.Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi từ xí nghiệp chăn nuôi heo Vĩnh An được thực hiện ở viện CEFINA trên mô hình kị khí UASB đối với nước thải nguyên thuỷ cho thấy: ở tải trọng 2-5 kg COD/m3

.ngày, hiệu quả xử lý đạt 70-72%; còn ở tải trọng 5-6 kgCOD/m3.ngày, thì hiệu quả khoảng 48% Nhiều trại chăn nuôi heo ở Thái Lan, công trình xử lý sinh học nước thải sau Biogas là UASB Khó khăn khi vận hành bể UASB là kiểm soát hiện tượng bùn nổi, tức phải đảm bảo sự tiếp xúc tốt giữa bùn và nước thải để duy trì hiệu quả

xử lý của bể

 Quá trình lọc sinh học kị khí

Đây là quá trình kị khí dính bám, sử dụng những vi sinh vật dính bám trên các giá thể như sỏi, đá, vòng nhựa tổng hợp, tấm nhựa, vòng sứ, xơ dừa…để khoáng hoá các chất hữu cơ trong điều kiện không có oxy

Quá trình này có nhiều ưu điểm:

• Đơn giản trong vận hành

• Khả năng chịu biến động về tải lượng ô nhiễm,

• Không phải kiểm soát hiện tượng bùn nổi như trong bể UASB,

• Có thể vận hành ở tải trọng cao,

• Có khả năng phân huỷ các chất hữu cơ chậm phân huỷ…

Tuy nhiên không điều khiển được sinh khối trong các bể lọc này Sử dụng quá trình màng vi sinh vật kị khí cũng như hiếu khí để xử lý nước thải chăn nuôi, ngoài việc loại bỏ được các chất bẩn hữu cơ, còn có thể loại bỏ được một lượng lớn các chất lơ lửng, trứng giun sán kể cả các loài vi trùng, vi khuẩn gây bệnh…nhờ cơ chế hấp phụ Vì khi sinh khối của màng tăng lên ( tức lớp màng càng dày hơn) dần dần bịt các khe giữa các vật liệu lọc, phin lọc, giữ lại các tạp chất, các thành phần sinh học

có trong nước…làm cho vận tốc nước qua màng chậm dần, khi đó màng sẽ làm việc

có hiệu quả hơn Tuy nhiên khi xử lý nước thải chăn nuôi bằng quá trình lọc sinh học, cần lưu ý sựtích luỹ cặn trong lớp lọc vì hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải chăn nuôi khá lớn Sự tích luỹ cặn quá nhiều sẽ làm nghẹt lớp vật liệu lọc tạo ra các vùng chết, hoặc nếu xãy ra hiện tượng “đánh thủng lớp lọc” sẽ làm cho dòng chảy ngắn và nước thải phân bố không đều Cả 2 trường hợp đều làm giảm thời gian lưu nước trong bể dẫn đến hiệu quả xử lý kém Đồng thời sự phân huỷ của cặn tích luỹ

sẽ làm COD đầu ra tăng sau một thời gian vận hành Để khắc phục những hiện tượng này, nên loại bỏ bớt cặn lơ lửng trước khi vào bể lọc đồng thời rửa ngược lớp lọc định kì để loại bỏ cặn tích luỹ trong lớp lọc Trong bể lọc kị khí ngược dòng, do dòng chảy quanh co đồng thời tích luỹ sinh khối dễ gây ra vùng chết và dòng chảy ngắn Để khắc phục, có thể bố trí thêm hệ thống xáo trộn bằng khí biogas sinh ra thông qua hệ thống phân phối khí đặt dưới lớp vật liệu và máy nén khí biogas

 Phương pháp xử lý hiếu khí

 Aerotank

Đây là quá trình xử lý hiếu khí lơ lửng.Vi sinh vật bám lên các hạt cặn có trong nước thải và phát triển sinh khối tạo thành các bông bùn có hoạt tính phân huỷ chất hữu cơ nhiễm bẩn Các bông bùn này được cấp khí cưỡng bức để đảm bảo lượng oxy cần thiếtcho hoạt động phân huỷ và giữ cho bông bùn ở trạng thái lơ lửng Các bông bùn lớn dầnlên do hấp phụ các hạt chất rắn lơ lửng nhỏ, tế bào vi sinh vật, nguyên sinh động vật vàcác chất độc, nhờ đó nước thải được làm sạch

Theo nghiên cứu của Lâm Quang Ngà (1998) ở trại chăn nuôi heo 3/2, TP HCM: ứng với tải trọng 0.6-1.5 kg COD/m3.ngày, nồng độ COD đầu vào 200-500mg/l và thờigian lưu nước 8-10 giờ, hiệu quả xử lý của aerotank đạt 80-85% Khi tăng thời gian lưu nước lên, hiệu quả xử lý không tăng nữa Xử lý nước thải chăn nuôi bằng bể aerotank có ưu điểm là tiết kiệm được diện tíchvà hiệu quả xử lý cao, ổn định, nhưng chi phí đầu tư và vận hành khá lớn so với các phương pháp hiếu khí khác như ao hồ thực vật, cánh đồng tưới, cánh đồng lọc Do đó tuỳ điều kiện kinh tế, quĩ đất xử lý, yêu cầu xả thải của trại chăn nuôi mà lựa chọn hình thức

xử lý thích hợp

 Lọc sinh học hiếu khí

Sử dụng hệ vi sinh vật dính bám trên các giá thể để khoáng hoá chất hữu cơ khi tiếp xúc với nước thải, giống như lọc sinh học kị khí Sở dĩ vi sinh vật có thể bám dính lên giá thể vì nhiều loài có khả năng tiết ra các polymer sinh học giống như chất dẻo dính vào giá thể, tạo thành màng Màng này cứ dày lên và có khả năng oxy hoá các chất hữu cơ, hấp phụ các chất bẩn lơ lửng hoặc trứng giun sán Sự phân loại màng sinh học kị khí và màng sinh học hiếu khí chỉ mang tính tương đối, vì trong quá trình màng hiếu khí vẫn luôn tồn tại các chủng vi sinh vật kị khí ở lớp màng phía trong tuỳ thuộc vào điều kiện cấp khí

 Ao hồ sinh học (hay ao hồ ổn định nước thải)

Cơ sở khoa học của phương pháp này là dựa vào khả năng tự làm sạch của nước, chủ yếu là hệ vi sinh vật và các thủy sinh sống trong nước

 Ao hồ hiếu khí

Là loại ao nông, sâu từ 0.3-1m, đủ để ánh sáng mặt trời chiếu rọi và oxy có thể khuyếch tán vào để tảo phát triển Tảo quang hợp cung cấp oxy cho vi sinh vật phân huỷ chất hữu cơ, ngược lại vi sinh vật phân huỷ chất hữu cơ giải phóng CO2 làm nguồn C cho tảo và các thực vật thủy sinh quang hợp Thời gian lưu nước trong hồ hiếu khí thường từ 3-15 ngày

 Ao hồ kị khí

Là loại ao sâu, từ 2.8-4.8m, ít hoặc không có điều kiện hiếu khí Vi sinh vật kị khí phân huỷ chất hữu cơ thành các sản phẩm cuối cùng là CO2, CH4,H2S…Nước thải lưu ở hồ kị khí thường có mùi hôi thối do các khí H2S, NH3 …sinh ra hồAo khí thường dùng để lắng và phân huỷ cặn ở vùng đáy Có khả năng chịu

được tải trọng cao Thời gian lưu nươc từ 20-50 ngày

 Ao hồ tuỳ nghi

Sâu 1.2-2 m, ến trong thực tế Trong hồ xãy ra 2 quá trình song song: phân huỷ các chất hữu cơ hoà tan có đều trong nước và phân huỷ kị khí cặn lắng ở vùng đáy

Ao hồ tuỳ nghi có 3 vùng: vùng hiếu khí ở trên, vùng tuỳ nghi ở giữa và vùng kị khí

ở dưới Thời gian lưu nước trong hồ này thường từ 5-30 ngày Trong các ao hồ sinh học thường kết hợp nuôi cá, thả thực vật thuỷ sinh như bèocái, bèo tây, rau muống…Nguyễn Thị Hoa Lý khi nghiên cứu các chỉ tiêu nhiễm bẩn của nước thải chăn nuôi heo tập trung và áp dụng một số biện pháp xử lý, cho thấy: khi dùng ao

hồ thực vật để xử lý nước thải chăn nuôi, COD giảm 61-71%, BOD giảm 74-82,1%, Nitơ tổng giảm 99.2-99.7% Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi của Lâm Quang Ngà, nước thải chăn nuôi sau khi xử lý bằng quá trình UASB đưa qua hồ hiếu khí lục bình, hiệu quả xử lý COD của hồ đạt 40-45% Nếu ở nồng độ COD = 200 mg/l, nước thải đầu ra sẽ dưới 100 mg/l.Trong thực tế, ao hồ sinh học được dùng phổ biến

để xử lý nước thải chăn nuôi vì ó nhiều ưu điểm:

- Đây là phương pháp kinh tế nhất, dễ thiết kế và xây dựng, dễ vận hành (không cầnquản lý, theo dõi chặt chẽ như các công trình xử lý khác), không đòi hỏi cung cấp năng lượng (sử dụng năng lượng mặt trời) phù hợp với điều kiện kinh tế

và trình độ kĩ thuật của các trại chăn nuôi trong công tác giảm thiểu các tác động

môi trường do trại gây ra

- Các trại chăn nuôi heo hầu hết nằm ở vùng nông thôn, vùng ven đô thị, có diện tích đất rộng, thích hợp để xử lý bằng ao hồ sinh học

- Có khả năng làm giảm các vi sinh vật gây bệnh nhiễm trong nước thải xuống tới mức thấp nhất (dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời) Mà nước thải chăn nuôi là loại nước thải có chứa nhiều vi trùng, vi khuẩn gây bệnh cần phải loại bỏ trước khi đưa vào nguồn tiếp nhận

Cánh đồng lọc chỉ có chức năng xử lý nước thải

Nguyên lý: nước thải đi qua đất như đi qua lọc, cặn nước được giữ lại trên mặt đất, nhờ có oxy trong các lỗ hổng và mao quản của lớp đất mặt, các vi sinh vật hiếu khí hoạt động phân huỷ các chất hữu cơ ô nhiễm Càng sâu xuống, oxy càng ít

và quá trình oxy hoá chất bẩn giảm dần Cuối cùng đến độ sâu ở đó chỉ diễn ra quá trình khử nitrat Các nhà nghiên cứu đã xác định được quá trình oxy hoá nước thải chỉ diễn ra ở lớp đất mặt đến độ sâu 1.5m

Kỹ thuật này đã tận dụng được:

- Đặc tính hoá lý của nền đất: lọc, hấp phụ, trao đổi ion, khả năng thấm nước

và giữ nước, giữ cặn và các cá thể sinh vật nhỏ

- Đặc tính sinh học của nền đất: tác động của vi sinh vật và cây cỏ.Hiệu quả làm sạch của cánh đồng lọc rất cao: hiệu quả xử lý BOD lớn hơn 90%,

Coliform hơn 95%, nước thải sau xử lý khá trong.Với nguồn nước thải có chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân huỷ sinh học như nước hải chăn nuôi, có thể sử dụng cánh đồng tưới để xử lý Cây trồng hấp thụ các chất hữu cơ ẽ đẩy nhanh tốc độ phân hủy Bộ rễ của cây còn có tác dụng vận chuyển oxy xuống tầng ất sâu dưới mặt đất

để oxy hoá các chất hữu cơ thấm xuống Khi cánh đồng tưới, cánh đồng lọc để xử lý nước thải chăn nuôi cũng như ác loại nước thải khác, sau một thời gian thì các lỗ hổng trong đất sẽ bị bít vì cặn và màng vi sinh dính bám, dẫn đến hiệu quả xử lý giảm Để tránh hiện tượng này, cánh đồngtưới phải được làm thoáng định kì và tránh ứ đọng bùn Ngoài ra còn phải chú ý đến độ ẩm, chế độ tưới nước cũng như yêu cầu phân bón cho cây trồng

Hiện nay ở nước ta nước thải chăn nuôi lợn chủ yếu được xử lý bằng bể biogas Số lượng hầm Biogas đã xây lắp được rất nhỏ so với nhu cầu thực tế, có rất nhiều nguyên nhân dẫn đến tình trạng này, trong đó nguyên nhân chủ yếu là chất lượng công nghệ chưa đạt yêu cầu Nhiều công trình sau khi đưa vào sử dụng chỉ trong thời gian ngắn đã xảy ra sự cố dò, rỉ, thất thoát khí, có hầm bị tắc nghẽn, không hoạt động được Nhiều hầm bị sập nắp vòm mà việc sửa chữa rất khó khăn

có nơi do sửa chữa đã gây chết người như ở Hải Phòng, Hà Nam Chính vì vậy nước thải phát sinh sau bể biogas vẫn còn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng cần có giải pháp kết hợp xử lý vấn đề này

Bảng 1.12 Kết quả phân tích chất lượng nước thải trước và sau quá trình

biogas ở trại chăn nuôi lợn [8]

Chỉ tiêu

Đơn vị tính

Trước Biogas X±mx

Sau Biogas X±mx

TCVN (678-2006)