Đánh giá hiện trạng ô nhiễm chất thải và đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường khép kín theo hướng phát triển bền vững trong chăn nuôi heo trên địa bàn huyện xuân lộc, tỉnh đồng nai

Bên cạnh các lợi ích về kinh tế mang lại, còn rất nhiều vấn đề môi trường nảy sinh trong quá trình sản xuất của ngành chăn nuôi, đe dọa sức khỏe cộng đồng địa phương và ảnh hưởng sinh th

Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS TS Bùi Xuân An

Cán bộ phản iện 1: Cán bộ phản iện 2:

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Hội đồng chấm ảo vệ Luận văn thạc sĩ Trường Đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh ngày… tháng … năm 2018

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường Mã số: 60.85.01.01

I TÊN ĐỀ TÀI: “Đánh giá hiện trạng ô nhiễm chất thải và đề xuất giải pháp bảo vệ

môi trường khép kín theo hướng phát triển bền vững trong chăn nuôi heo trên địa bàn huyện Xuân Lộc, tỉnh Đồng Nai.”

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

Đánh giá thực trạng chăn nuôi heo trên địa bàn huyện Xuân Lộc, tỉnh Đồng Nai

Đánh giá chất lượng môi trường nước, hiện trạng môi trường nước mặt xung quanh các trang trại chăn nuôi

Xây dựng các mô hình, giải pháp xử lý chất thải chăn nuôi điển hình trên địa bàn huyện Xuân Lộc

Đề xuất, đưa ra các giải pháp giải quyết vấn đề môi trường nhằm phát triển bền vững cho ngành chăn nuôi

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:

Theo Quyết định số 1064/QĐ-ĐHCN, ngày 08 tháng 05 năm 2018 của Hiệu trưởng

trường Đại học Công nghiệp TP Hồ Chí Minh

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: Ngày 08 tháng 11 năm 2019

V NGƯỜI HƯỚNG DẪN: PGS.TS Bùi Xuân An

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2019

NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

VIỆN TRƯỞNG

Xin cảm ơn các ạn học viên đã chia sẻ, trao đổi kinh nghiệm và giúp đỡ hết mình trong quá trình cá nhân tác giả thực hiện luận văn

và đánh giá Kết quả đánh giá tổng quan ngành chăn nuôi heo ở Huyện Xuân Lộc tăng mạnh trong thời gian qua và số lượng đàn heo của huyện đến quý II năm 2019 lên đến 376.276 con Sự phân bố số hộ dân tham gia chăn nuôi cũng như quy mô chăn nuôi không đều giữa các xã Hệ thống chuồng trại qua khảo sát thấy được rằng còn một số hộ và trang trại vẫn chưa đáp ứng được vấn để đảm bảo môi trường như khoảng cách từ hố chứa chất thải, chuồng nuôi đến nhà ở khoảng cách rất gần còn nhiều, có khả năng ảnh hưởng đến sức khỏe gia đình và hàng xóm Hiện trạng môi trường, có các vấn đề ô nhiễm môi trường đáng quan tâm ở các hộ và trang trại chăn nuôi heo ở địa bàn huyện Xuân Lộc là ô nhiễm môi trường nước Qua khảo sát cho thấy hầu hết các hệ thống xử lý nước thải của các trang trại chăn nuôi heo không đạt quy chuẩn hiện hành Đề xuất các giải pháp nhằm giải quyết vấn đề xử lý chất thải trên địa bàn huyện Xuân Lộc theo hướng phát triển bền vững Các phương án xử lý phân gia súc, xử lý nước thải bằng các quy trình phù hợp Đề xuất các giải pháp giải pháp giải quyết vấn đề môi trường khép kín theo hướng phát triển bền vững cho ngành chăn nuôi

ABSTRACT

The thesis topic "Assessing the current status of waste pollution and proposing a closed environmental protection solution towards sustainable development in pig raising in Xuan Loc district, Dong Nai province" was conducted for the survey At a number of livestock farms in Xuan Loc district, Dong Nai province with the aim of assessing the current situation of pig waste pollution, from that, proposing a closed environmental protection measure suitable for households and other households industrial pig farms to protect the environment and contribute to the development of animal husbandry in a sustainable way The methods implemented in the thesis are inheritance methods, survey and collection methods, data collection, data processing, comparison and evaluation The overall evaluation of the pig breeding industry in Xuan Loc District has increased sharply over the past time and the number of herds of pigs in the second quarter of 2019 reaches 376,276 heads The distribution of the number of households participating in husbandry as well as the scale of husbandry is uneven among communes The surveyed animal husbandry system found that there are still some households and farms that have not yet met the problem to ensure the environment such as the distance from the waste pit, breeding facilities to the house is very close likely to affect the health of families and neighbors Environmental situation, there are environmental pollution issues of concern for pig households and pig farms in Xuan Loc district are water pollution The survey shows that most of the wastewater treatment systems of pig farms are not up to the current standards Proposing solutions to solve the waste treatment problem in Xuan Loc district towards sustainable development Options for handling animal manure and waste water by appropriate processes Proposing solutions to solve closed environmental problems towards sustainable development for the livestock industry

LỜI CAM ĐOAN

Học viên xin cam đoan kết quả đạt được trong luận văn là sản phẩm nghiên cứu, tìm

hiểu của riêng cá nhân học viên Trong toàn bộ nội dung của luận văn, những điều

được trình bày là của cá nhân học viên và được tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu, có

nguồn gốc rõ ràng và theo đúng quy định Các tài liệu, số liệu được trích dẫn được chú

thích rõ ràng, đáng tin cậy Kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và hoàn

toàn chịu trách nhiệm về toàn bộ nội dung nghiên cứu

Học viên

Đào Trường Nam

MỤC LỤC

MỤC LỤC v

DANH MỤC HÌNH ẢNH viii

DANH MỤC BẢNG BIỂU ix

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT x

MỞ ĐẦU 1

1 Giới thiệu 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 1

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

3.1 Đối tượng nghiên cứu 2

3.2 Phạm vi nghiên cứu 2

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 2

5 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 2

5.1 Ý nghĩa khoa học 2

5.2 Ý nghĩa thực tiễn 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Tổng quan về chăn nuôi 4

1.1.1 Khái niệm 4

1.1.2 Ảnh hương Chăn nuôi đến môi trường 4

1.1.3 Thành phần chất thải chăn nuôi 10

1.1.4 Khối lượng chất thải chăn nuôi 12

1.1.5 Tổng quan về xử lý chất thải 13

1.1.6 Bảo vệ môi trường khép kín 21

1.2 Tình hình nghiên cứu về chăn nuôi 21

1.2.1 Tình hình nghiên cứu trên Thế giới 21

1.2.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam 24

1.3 Tổng quan về khu vực nghiên cứu 27

1.3.1 Điều kiện tự nhiên 27

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34

2.1 Nội dung nghiên cứu 34

2.1.1 Điều tra, thu thập dữ liệu, số liệu liên quan đến đề tài nghiên cứu 34

2.2.2 Khảo sát, đánh giá thực trạng chăn nuôi heo trên địa àn huyện Xuân Lộc, tỉnh Đồng Nai 34

2.2.3 Đánh giá chất lượng môi trường nước, hiện trạng môi trường nước mặt xung quanh các trang trại chăn nuôi 34

2.2.4 Nghiên cứu các mô hình, giải pháp xử lý chất thải chăn nuôi điển hình trên địa àn huyện Xuân Lộc 34

2.2.5 Đề xuất, đưa ra các giải pháp giải quyết vấn đề môi trường khép kín theo hướng phát triển ền vững cho ngành chăn nuôi 34

2.2.6 Kết quả đạt được từ việc áp dụng quy trình công nghệ môi trường khép kín, theo hướng phát triển ền vững trong xử lý chất thải chăn nuôi heo 35

2.2 Phương pháp nghiên cứu 35

2.2.1 Phương pháp điều tra, khảo sát 35

2.2.2 Phương pháp thống kê, xử lý số liệu 35

2.2.3 Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu nước thải 35

2.2.4 Phương pháp thực nghiệm 36

2.2.5 Phương pháp so sánh 37

2.2.6.Phương pháp đánh giá tổng quan 37

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 38

3.1 Kết quả điều tra, thu thập dữ liệu, số liệu liên quan đến đề tài nghiên cứu 38

3.1.1 Tình hình ngành chăn nuôi hiện tại của huyện Xuân Lộc 38

3.1.2 Số trang trại, hộ chăn nuôi hiện hữu trên địa àn huyện Xuân Lộc 44

3.1.3 Kết quả điều tra về thời gian chăn nuôi 46

3.1.4 Kết quả khảo sát về hiện trạng hệ thống chuồng trại 47

3.2 Kết quả khảo sát, đánh giá thực trạng chăn nuôi heo trên địa bàn huyện Xuân Lộc, tỉnh Đồng Nai 48

3.2.1 Kết quả khảo sát hiện trạng chăn nuôi heo hiện hữu trên địa àn huyện 48

3.3 Đánh giá về công tác quản lý chất thải chăn nuôi heo của huyện Xuân lộc 49

3.3 Đánh giá chất lượng môi trường nước, hiện trạng môi trường nước mặt xung quanh các

trang trại chăn nuôi 54

3.3.1 Hiện trạng môi trường xung quanh các trang trại chăn nuôi ở huyện Xuân Lộc 54

3.3.2 Đánh giá ảnh hưởng của chất thải chăn nuôi heo đến môi trường ở huyện Xuân lộc 54

3.4 Đề xuất các giải pháp xử lý chất thải chăn nuôi điển hình trên địa bàn huyện Xuân Lộc 62

3.4.1 Xử lý phân gia súc 62

3.4.2 Xử lý nước thải 63

3.5 Đề xuất các giải pháp giải quyết vấn đề môi trường khép kín theo hướng phát triển bền vững cho ngành chăn nuôi 66

3.5.1 Các giải pháp thực hiện về xử lý chất thải chăn nuôi 66

3.5.2 Xây dựng và vận hành mô hình xử lý chất thải chăn nuôi heo 66

3.6 Kết quả đạt được từ việc áp dụng quy trình công nghệ môi trường khép kín, theo hướng phát triển bền vững trong xử lý chất thải chăn nuôi heo 79

3.6.1 Hiệu quả xử lý các chất thải phát sinh từ chăn nuôi heo 79

3.6.2 Hiệu quả về kinh tế 80

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 82

TÀI LIỆU THAM KHẢO 84

PHỤ LỤC 87

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG CỦA HỌC VIÊN 119

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Sơ đồ quy trình xử lý nước thải chăn nuôi 1 [5] 16

Hình 1.2 Sơ đồ quy trình xử lý nước thải chăn nuôi 2 [5] 16

Hình 1.3 Sơ đồ quy trình xử lý nước thải chăn nuôi 3 [5] 17

Hình 1.4 Sơ đồ quy trình xử lý nước thải chăn nuôi 4 [5] 17

Hình 1.5 Bản đồ hành chính huyện Xuân Lộc [16] 28

Hình 3.1 Cơ cấu chăn nuôi heo của các cơ sở được khảo sát 44

Hình 3.2 Tổng đàn chăn nuôi heo trên địa bàn huyện Xuân Lộc quý II - 2019 46

Hình 3.4 Phương thức vệ sinh chuồng nuôi (rửa chuồng) quy mô 50 – 200 con 50

Hình 3.5 Phương thức vệ sinh chuồng nuôi (rửa chuồng) quy mô 200 – 1000 con 51

Hình 3.6 phương thức vệ sinh chuồng nuôi (rửa chuồng) quy mô >1000 con 51

Hình 3.7 Phương thức vệ sinh chuồng nuôi (dọn phân) 52

Hình 3.8 Các vấn đề môi trường và xã hội liên quan đến phát triển chăn nuôi [7] 54

Hình 3.9 Biểu đồ thể hiện kết quả phân tích độ pH của các cơ sở được khảo sát 57

Hình 3.10 Biểu đồ thể hiện kết quả phân tích BOD5 của các cơ sở được khảo sát 58

Hình 3.11 Biểu đồ thể hiện kết quả phân tích COD của các cơ sở được khảo sát 59

Hình 3.12 Biểu đồ thể hiện kết quả phân tích TSS của các cơ sở được khảo sát 60

Hình 3.13 Biểu đồ thể hiện kết quả phân tích Nitơ tổng của các cơ sở được khảo sát 61 Hình 3.14 Ba phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi 64

Hình 3.15 Sử dụng máy ép phân trong xử lý chất thải chăn nuôi 67

Hình 3.16 Sơ đồ ủ phân compost 68

Hình 3.17 Sơ đồ hoạt động của nhà máy phân compost 68

Hình 3.18 Công trình khí sinh học dạng túi HDPE 69

Hình 3.19 Công trình khí sinh học bằng gạch và xi măng 69

Hình 3.20 Công trình khí sinh học bằng Composite và HDPE 70

Hình 3.21 Sơ đồ công nghệ xử lý chất thải lỏng bằng công nghệ sinh học 71

Hình 3.22 Công nghệ Wetland (đất ngập nước) 74

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của phân heo có trọng lượng từ 70 - 100 kg [2]

10

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của nước tiểu heo từ 70 - 100 kg [3] 11

Bảng 1.3 Khối lượng phân và nước tiểu heo thải ra trong 1 ngày [3] 12

Bảng 2.1 Danh sách các trang trại khảo sát lấy mẫu trên địa bàn Huyện Xuân Lộc 36

Bảng 2.2 Dữ liệu mô hình thức tế của Công Ty TNHH An Phú Khánh Xuân Bắc 36

Bảng 3.1 Bảng tình hình chăn nuôi của các cơ sở khảo sát xã Xuân Trường 38 Bảng 3.2 Bảng tình hình chăn nuôi của các cơ sở khảo sát xã Xuân Bắc, Xuân Tâm 39

Bảng 3.3 Bảng tình hình chăn nuôi của các cơ sở khảo sát xã Xuân Thành 40

Bảng 3.4 Bảng tình hình chăn nuôi của các cơ sở khảo sát xã Xuân Cao, Xuân Thọ 41

Bảng 3.5 Bảng tình hình chăn nuôi của các cơ sở khảo sát xã Xuân Thọ 42

Bảng 3.6 Bảng tình hình chăn nuôi các cơ sở khảo sát xã Xuân Hòa, Xuân Hiệp, Xuân Phú 43

Bảng 3.7 Tổng đàn chăn nuôi heo trên địa bàn huyện Xuân Lộc quý II - 2019 [15] 45

Bảng 3.8 Tỷ lệ các khoảng cách từ chuồng nuôi đến nhà ở [15] 47

Bảng 3.9 Phương thức vệ sinh chuồng nuôi (rửa chuồng) 50

Bảng 3.10 Phương thức vệ sinh chuồng nuôi (dọn phân) 52

Bảng 3.11 Hiện trạng xử lý chất thải của các cơ sở được tiến hành khảo sát 53 Bảng 3.12 Phân tích chất lượng nước thải chăn nuôi heo trong khu vực huyện Xuân Lộc 56

Bảng 3.13 Các loại chế phẩm vi sinh thường áp dụng trong chăn nuôi heo 78

Bảng 3.14 Chi phí đâu tư hệ thống xử lý nước thải (chi tiết xem phần phụ lục) 80

Bảng 3.15 So sánh kết quả đạt được giữa quy trình công nghệ truyền thống trước đây và quy trình công nghệ khép kín theo hướng phát triển bền vững trong xử lý chất thải chăn nuôi heo 81

MỞ ĐẦU

1 Giới thiệu

Đồng Nai là tỉnh có những lợi thế về phát triển chăn nuôi do nằm trong vùng khí hậu ôn hòa, giao thông thuận lợi, gần các cảng và các thị trường tiêu thụ lớn, có nhiều nhà máy chế iến thức ăn, nên hiện nay Đồng Nai là một trong những tỉnh dẫn đầu cả nước về chăn nuôi, nhất là chăn nuôi heo và gà Huyện Xuân Lộc cũng

là một trong số các địa phương có ngành chăn nuôi phát triển mạnh, đặc iệt là chăn nuôi heo Nhìn chung các hộ chăn nuôi gia đình, trang trại phần lớn phân ố trong các khu dân cư, các điều kiện vệ sinh môi trường và an toàn thực phẩm chưa được đảm ảo

Bên cạnh các lợi ích về kinh tế mang lại, còn rất nhiều vấn đề môi trường nảy sinh trong quá trình sản xuất của ngành chăn nuôi, đe dọa sức khỏe cộng đồng địa phương và ảnh hưởng sinh thái tự nhiên do nước thải chăn nuôi từ các hộ mang theo nhiều chất rắn lơ lửng, amoni, chất hữu cơ cũng như các vi khuẩn, virus gây ệnh Đặc iệt, những năm gần đây dịch ệnh trong chăn nuôi như (cúm gia cầm, lở mồm long móng, heo tai xanh…) ùng phát ở nhiều địa phương và diễn iến khá phức tạp gây ảnh hưởng lớn đến sản xuất và tâm lý tiêu dùng của người dân

Xuất phát từ vấn đề đó, học viên đã tìm hiểu về đề tài: “Đánh giá hiện trạng ô nhiễm chất thải và đề xuất giải pháp ảo vệ môi trường khép kín theo hướng phát triển ền vững trong chăn nuôi heo trên địa àn huyện Xuân Lộc, tỉnh Đồng Nai” nhằm đánh giá hiện trạng ô nhiễm và từ đó đưa ra các iện pháp ảo vệ môi trường khép kín trong ngành chăn nuôi heo tại huyện Xuân Lộc

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Đánh giá hiện trạng chăn nuôi và tình hình công tác quản lý chất thải chăn nuôi

của huyện Xuân Lộc;

- Đánh giá chất lượng môi trường nước, hiện trạng môi trường nước mặt xung

quanh các trang trại chăn nuôi;

- Nghiên cứu các mô hình, giải pháp thực nghiệm đã thực hiện để ảo vệ môi

trường trong chăn nuôi heo tại huyện Xuân Lộc, tỉnh Đồng Nai;

- Đề xuất các giải pháp giải quyết vấn đề môi trường khép kín theo hương phát

triển ền vững;

- Đánh giá hiệu quả khi áp dụng quy trình công nghệ khép kín theo hương phát

triển ền vững trong chăn nuôi heo trên địa àn

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là chất thải từ các trang trại chăn nuôi heo

3.2 Phạm vi nghiên cứu

Ngành chăn nuôi heo của huyện Xuân Lộc, tỉnh Đồng Nai

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Luận văn sử dụng hướng tiếp cận từ việc khảo sát, điều tra thu thập và tổng hợp tài liệu, số liệu kết hợp với các phương pháp so sánh, đánh giá, kế thừa các kết quả nghiên cứu để đề xuất quy trình xử lý chất thải chăn nuôi cho phù hợp, xây dựng vận hành và đánh giá mô hình ứng dụng các iện pháp xử lý chất thải khép kín

5 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn

5.1 Ý nghĩa khoa học

Đề tài sẽ đánh giá các vấn đề về hiện trạng môi trường, đề xuất các iện pháp ảo

vệ môi trường khép kín theo hướng phát triển ền vững góp phần hỗ trợ cho công tác giải quyết các vấn đề môi trường từ ngành chăn nuôi hiện nay trên địa àn

5.2 Ý nghĩa thực tiễn

Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ giúp ảo vệ môi trường trong ngành chăn nuôi một cách có hiệu quả cũng như thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội của địa phương

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan về chăn nuôi

1.1.1 Khái niệm

Chăn nuôi là một ngành quan trọng của nông nghiệp hiện đại, nuôi lớn vật nuôi để sản xuất những sản phẩm như: thực phẩm, lông, và sức lao động Sản phẩm từ chăn nuôi nhằm cung cấp lợi nhuận và phục vụ cho đời sống sinh hoạt của con người Chăn nuôi xuất hiện lâu đời trong nhiều nền văn hóa kể từ khi loài người chuyển đổi từ lối sống săn ắn hái lượm sang định canh định [1]

1.1.2 Ảnh hương Chăn nuôi đến môi trường

1.1.2.1 Môi trường không khí

Chăn nuôi là ngành sản xuất tạo ra nhiều loại khí thải, điển hình như CO2, CH4, NH3, NO2, H2S…và các khí gây mùi khác, hầu hết các khí thải chăn nuôi có thể gây độc cho gia súc và con người Ở những khu vực chăn nuôi có hệ thống chuồng trại kín hay độ thông thoáng kém thường dễ tạo ra khí độc ảnh hưởng trực tiếp, gây bệnh cho người chăn nuôi và ảnh hưởng sức khỏe người dân xung quanh khu vực chăn nuôi [1]

Khí thải chăn nuôi sản sinh ra từ ản thân gia súc, gia cầm hay quá trình phân giải

vi sinh vật của chất thải chăn nuôi Chất thải chăn nuôi là thành phần môi trường tốt cho quá trình phân hủy vi sinh vật Đa phần chất thải chăn nuôi là sản phẩm của quá trình phân giải vi sinh vật kỵ khí hay hiếu khí các chất hữu cơ trong chất thải [1]

Có 3 nguồn chính phát sinh khí thải từ chăn nuôi [1]:

 Khí thải từ hệ thống chuồng trại chăn nuôi: lượng phát thải các khí ô nhiễm từ chuồng phụ thuộc vào yếu tố: loại hình chăn nuôi, trình độ quản lý, cách thu gom, mức độ thông gió của hệ thống chuồng nuôi Lượng khí phát thải từ hệ thống chuồng nuôi còn phụ thuộc vào thời gian, ví dụ ban ngày khi gia súc hoạt động thường phát tán nhiều khí thải hơn an đêm

 Khí ô nhiễm phát thải từ hệ thống lưu trữ, xử lý hay chế biến chất thải chăn nuôi: tùy thuộc vào loại hình bể chứa, hệ thống thu gom, xử lý…

 Khí ô nhiễm phát thải từ đồng ruộng, vườn cây được bón phân gia súc hay từ các

ao cá sử dụng phân gia súc làm thức ăn: lượng phân, trạng thái của phân hay kỹ thuật ón phân đều ảnh hưởng đến lượng khí phát thải

Mùi trong chăn nuôi chủ yếu do tác động của các khí gây mùi phát tán trong môi trường không khí Các khí này có thể còn được ụi hấp thụ tạo thành các hạt gây mùi và chúng có cường độ gây mùi và thời gian lưu mùi trong không khí lớn hớn ở dạng khí

1.1.2.2 Môi trường nước

Chất thải chăn nuôi chứa nhiều thành phần dinh dưỡng tốt cho cây trồng, hay có thể

sử dụng cho các mục đích kinh tế khác nhau Tuy nhiên nếu quá trình thu gom, lưu trữ hay sử dụng chất thải không đúng kỹ thuật là các nguyên nhân chính gây nên sự xâm nhập của chất ô nhiễm từ chăn nuôi vào môi trường nói chung và môi trường nước nói riêng Chất thải chăn nuôi có thể tác động vào môi trường nước theo hai con đường [1]:

 Thải trực tiếp chất thải không qua xử lý vào các nguổn tiếp nhận như ao, hồ, sông, các kênh, rạch gây ô nhiễm nguồn nước mặt

 Nước thải chảy tràn trên mặt đất hay quá trình sử dụng phân bón cho cây trồng làm phát tán chất ô nhiễm vào đất Nước thải thâm nhập vào đất và gây ô nhiễm nguồn nước ngầm

Thành phần ô nhiễm của nước thải chăn nuôi phụ thuộc vào nhiều yếu tố [1]:

 Loại vật nuôi, chế độ dinh dưỡng: sự khác nhau về các đặc tính sinh học, loại thức ăn sử dụng, hình thức bài tiết hay các tập tính sinh hoạt của các loại gia súc, gia cầm khác nhau ảnh hưởng tới thành phần và tính chất của nước thải Nước thải chăn nuôi lợn có thành phần ô nhiễm cao hơn nước thải các loại gia súc, gia cẩm khác;

 Loại hình chuồng trại: các kiểu chuồng trại khác nhau ảnh hưởng tới việc thu gom, và lưu trữ hay phát tán nước thải vảo môi trường Nền chuồng sàn phía dưới có mương gom có thể thu nước thải dễ dàng hơn so với nền chuồng rắn và kín;

 Các yếu tố môi trường: như nhiệt độ, độ ẩm hay vật liệu lót chuồng cũng là những yêu tố ảnh hưởng tới thành phần hay quá trình phân giải các chất trong nước thải ngay lúc gia súc, gia cầm bài tiết ra;

 Hình thức vệ sinh chuồng trại: hình thức thu gom chất thải như phân, nước tiểu, nước dùng để tắm cho gia súc, nước rửa chuồng, rửa dụng cụ chăn nuôi là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới lưu lượng, thành phần và mức độ ô nhiễm của nước thải Khi thu gom phân riêng với các loại chất thải lỏng sẽ làm giảm thành phần các chất ô nhiễm cùa nước thải;

 Hình thức lưư trữ nước thải: việc thu gom hết các chất thải hay lưu trữ đúng kỷ thuật sẽ làm giảm sự thất thoát nước thải ra môi trường hay phân giải chất thải tạo nên các khí ô nhiễm;

Phần lớn các cơ sở chăn nuôi dùng nhiều nước để vệ sinh, rửa chuồng hay tắm cho gia súc Nếu tách thu phân trước khi vệ sinh chuồng trại sẽ làm giảm lượng nước thải hay giảm nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải Thường chăn nuôi lợn phát sinh nhiều nước thải hơn so với chăn nuôi ò và gia cầm

Mặc dù có sử dụng nước để rửa chuồng và tắm cho gia súc, nước thải được pha loãng làm giảm nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải, song hầu hết ở các hộ chăn nuôi, nước thải vẫn có các chỉ tiêu ô nhiễm vượt tiêu chuẩn cho phép Phần lớn nước thải từ các cơ sở chăn nuôi được thải trực tiếp vào kênh, rạch mà không qua

xử lý hay xử lý không đạt tiêu chuẩn cho nên đã làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng môi trường nước

Khi nước thải chăn nuôi thâm nhập vào các nguồn nước chúng làm thay đổi thành phần và tính chất của nước, gây bất lợi cho việc sử dụng nguồn nước trong các mục

đích sinh hoạt và sản xuất của con người Các thay đổi đó được thể hiện như sau [1]:

 Thay đổi pH của nước;

 Tăng khả năng hấp phụ hóa học và lý học của nước Tăng hàm lượng các chất vô

cơ hòa tan đặc biệt kim loại nặng;

 Tăng hàm lượng các chất hữu cơ, chất dinh dưỡng gây hiện tượng phú dưỡng hóa nước Nước giàu dinh dưỡng sẽ là điều kiện tốt cho các sinh vật nước đặc biệt là tảo phát triển Khi tảo bị chết với số lượng lớn sẽ bị phân hủy gây thối nước;

 Giảm hàm lượng oxy hoà tan Do nước thải chăn nuôi chứa nhiều thành phần nhất là các chất hữu cơ dễ phân giải, khi chất thải được thải vào môi trường nước, các vi sinh vật hiếu khí trong nước sẽ sử dụng oxy hòa tan để oxy hóa các chất hữu cơ, làm giảm lượng oxy hòa tan trong nước, dẫn đến suy giảm chất lượng nước, gây ảnh hưởng tới khu hệ sinh vật nước;

có thể là một nguồn gây ô nhiễm quan trọng, gây hiện tượng suy thoái môi trường đất và làm giảm năng suất cây trồng Để hạn chế những ảnh hưởng tiêu cực của việc

sử dụng chất thải chăn nuôi làm phân ón lên môi trường đất cần phải hiểu rõ tác động hai mặt của phân gia súc trong môi trường đất [1]

Chất thải chăn nuôi thâm nhập và gây tác động đến môi trường đất theo hai cách chủ yếu sau [1]:

 Do chất thải không được thu gom, lưu trữ đúng kỹ thuật như đổ tràn nước thải trên đất, thu gom nước thải bằng hệ thống mương đất hay lưu trữ nước thải trong các bể chứa, hố ga đào trong đất Nước thải có thể thấm vào đất, khuếch tán các chất ô nhiễm ảnh hưởng đến môi trường đất

 Do quá trình sử dụng chất thải làm phân ón cho cây Bón phân không đúng kỹ thuật có thể làm thay đổi tính chất lý hóa của đất gây suy thoái đất

Tái sử dụng chất thải là một giải pháp tôi ưu cho việc quản lý ô nhiễm do chất thải chăn nuôi Trong đó sử dụng phân hữu cơ từ chăn nuôi ón cho cây trồng trên đồng ruộng, trong vườn hay cho các khu rừng trồng cây công nghiệp dài ngày là giải pháp đáp ứng cả mục tiêu kinh tế và bảo vệ môi trường Chất thải chăn nuôi là nguồn phân bón hữu cơ có giá trị dinh dưỡng cao và rất tốt cho cây trồng Tuy nhiên, các yếu tố kỹ thuật bảo quản và sử dụng phân ón như kỹ thuật chế biến, số lượng phân bón sử dụng bón cho cây, thời gian bón phân, trạng thái của phân bón (phân ủ hay phân tươi) hay kỹ thuật ón phân đều ảnh hưởng tới khả năng sử dụng dinh dưỡng từ phân bón của cây trồng Việc sử dụng phân chuồng không đúng

kỹ thuật hay bón phân quá khả năng hấp thụ của cây sẽ dẫn đến hiện tượng tích lũy thừa các chất dinh dưỡng trong đất, gây hiện tượng phú dưỡng hóa đất Các chất dinh dưỡng có thể chuyển hóa thành các độc tố đất và phát tán các chất ô nhiễm vào đất và sau đó vào nguồn nước dưới đất

Trong tự nhiên, phân gia súc là một nguồn cung cấp dinh dưỡng từ các sinh vật tiêu thụ cho các sinh vật sản xuất hay sinh vật phân hủy trong chuỗi thức ăn của hệ thống sinh thái đất Phân gia súc là một tập hợp phong phú bao gồm nhiều thành phần, trong đó các hợp chất hữu cơ chiếm tỷ trọng cao nhất trong thành phần chất rắn tổng số Phần lớn các chất hữu cơ trong đất đều có nguồn gốc từ phân bón hữu

cơ, trong đó phân gia súc chiếm tỷ trọng chính Chúng chứa đựng một tập hợp phong phú, đặc biệt là các hợp chất giàu nitơ, phospho hay các khoáng đa lượng và

vi lượng Các chất hữu cơ khi được ón vào môi trường đất sẽ trải qua quá trình biến đổi cơ ản Đây là quá trình sinh hóa phức tạp với sự tham gia của các hệ vi sinh vật đất Nhờ quá trình này mà chất hữu cơ phức tạp biến đổi dần thành những chất đơn giản dễ hấp thu cho cây trồng [1]

Các chất hữu cơ trong đất có thể được chuyển hoá theo hai con đường chính làm ảnh hưởng đến thành phần và tính chất của đất Quá trình phân giải chất hữu cơ đến sản phẩm vô cơ đơn giản cuối cùng gọi là quá trình khoáng hóa, còn quá trình chuyển hóa các chất hữu cơ thành các chất hữu cơ đơn giản hơn gọi là quá trình mùn hóa

Khoáng hóa là quá trình biến đổi các chất hữu cơ thành các chất vô cơ Quá trình khoáng hóa có thể diễn ra theo hai phương thức [1]:

 Quá trình chuyển hóa kỵ khí: trong điều kiện đất thiếu oxy, sản phẩm khoáng hóa chiếm ưu thế là các sản phẩm của quá trình oxy hóa không hoàn toàn các hợp chất hữu cơ như: NH3, H2S, CO2, CH4

 Quá trình chuyển hóa hiếu khí: trong điều kiện đất được nạp đủ oxy thì sản phẩm của quá trình khoáng hóa là các chất do phân giải hoàn toàn chất hữu cơ thành các sản phẩm cuối cùng như NO3, PO4, SO42-, H2O, CO2

Như vậy nếu như ón phân động vật cho đất chặt, kém tơi xốp hay đất ngập nước sẽ tạo môi trường kỵ khí, làm sản sinh ra nhiều độc tố đất như NH3, H2S, CO2, CH4

Để hạn chế tác hại này người ta thường bón phân chuồng kết hợp với phân xanh Thực tế khi bón phân gia súc, gia cầm chế biến hợp lý cho đất làm tăng độ xốp và giảm sự tạo thành các độc tố đất do các chất hữu cơ trong ị chuyển hóa ưu thế theo các quá trình hiếu khí [1]

Mùn hóa là quá trình chuyển hoá các chất hữu cơ phức tạp thành các chất hữu cơ đơn giản chứa nitơ giúp cho cây dễ hấp thu và cải biến thành phần cơ lý của đất Các vấn đề môi trường đất thường gặp khi sử dụng phân ón động vật không đúng

kỹ thuật hay vượt quá khả năng hấp thụ của cây trồng là:

 Gây phú dưỡng hóa đất đặc biệt là nitơ, phospho, kali, các kim loại nặng hay các chât hữu cơ Phú dưỡng hóa đất có thể dẫn tới phú dưỡng hóa nguồn nước đặc biệt là nước ngầm do sự khuếch tán các chất từ đất vào nước gây ô nhiễm nước ngầm thứ phát

 Lan truyền bệnh của gia súc, gia cầm cho người Thông qua ón phân cho đất hay việc chôn lấp gia súc bị bệnh Các mầm bệnh sẽ bị phát tán vào đất, sau đó là nguồn nước và có thể là trong không khí và cuối cùng cho con người.Làm thay đổi thành phần lý, hoá và sinh học của đất gây bất lợi cho khu hệ sinh vật đất và cho quá trình phát triển ình thường của cây trồng

1.1.3 Thành phần chất thải chăn nuôi

Phân là sản phẩm thải loại sau quá trình tiêu hóa của gia súc Thành phần hóa học của phân rất phong phú, ao gồm: các chất hữu cơ (các hợp chất protein, car onhydrat, chất éo và các sản phẩm trao đổi của chúng), các chất vô cơ (các hợp chất khoáng đa lượng chứa Ca, P và các nguyên tố vi lượng hay các kim loại nặng như Cu, Fe, P , Co, Mn, Mg) nước (nước chiếm từ 65 – 80% trọng lượng tươi của phân) dư lượng của thức ăn ổ sung cho gia súc các men tiêu hóa của ản thân gia súc, các yếu tố gây ệnh sinh học (vi khuẩn, ký sinh trùng) [2]

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của phân heo có trọng lượng từ 70 - 100 kg [2]

1.1.3.1 Nước tiểu gia súc

Nước tiểu heo là sản phẩm của quá trình trao đổi chất chủ yếu là nước, (chiếm khoảng trên 99% tổng khối lượng nước tiểu) Trong đó, nitơ với hàm lượng khá cao (chủ yếu dưới dạng urê) và một số chất khác ở dạng vi lượng Urê trong nước rất dễ phân hủy trong điều kiện có oxy cho nên khi ài tiết ra khỏi cơ thể chúng sẽ phân hủy tạo thành ammonia gây mùi hôi khó chịu [3]

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của nước tiểu heo từ 70 - 100 kg [3]

Các xác heo chết nguyên nhân do ệnh lý, nó cũng là một loại chất thải nguy hiểm,

dễ lây lan các dịch ệnh Do đó, việc xử lý cần phải được thực hiện nghiêm túc Chuồng trại nơi có vật nuôi chết cần phải vệ sinh và khử trùng ằng vôi hay hóa chất chuyên dùng trước khi nuôi tiếp

1.1.3.3 Thức ăn thừa, ổ lót chuồng và các chất thải khác

Trong trường hợp chăn nuôi dùng ổ lót như rơm rạ, hay các chất độn khác để lót chuồng Sau một thời gian sử dụng ị thải ỏ, những chất thải này có thể mang theo

phân, nước tiểu và các vi sinh vật gây ệnh có thể ám theo chúng Vì vậy, chúng cần được thu gom và xử lý không được để ngoài môi trường

Ngoài ra, thức ăn thừa, thức ăn ị rơi vãi từ chăn nuôi cũng góp phần gây ô nhiễm môi trường, hầu hết thành phần là các chất hữu cơ dể phân hủy như: cám, ngũ cốc,

ột cá, tôm, vỏ sò, khoáng chất.Trong tự nhiên, các chất này ị phân hủy sinh ra mùi khó chịu, ảnh hưởng đấn môi trường xung quanh

1.1.3.4 Vật dụng chăn nuôi, bệnh phẩm thú y

Các vật dụng chăn nuôi hay thú y ị loại ỏ như ao ì, kim tiêm, chai lọ đựng thức

ăn, thuốc thú y, cũng là nguồn dễ gây ô nhiễm môi trường Đặc iệt các ệnh phẩm thú y, thuốc khử trùng, ao ì đựng thuốc có thể xếp vào các chất thải nguy hại, cần phải có iện pháp xử lý như chất thải nguy hại

1.1.4 Khối lượng chất thải chăn nuôi

Hoạt động chăn nuôi thải ra một lượng chất thải ở dạng rắn và lỏng, gây ô nhiễm môi trường như phân, nước tiểu, nước rửa chuồng, ổ lót, xác vật nuôi chết, thức ăn thừa, Thành phần chất thải này rất đa dạng và có thể gây ô nhiễm cao

Khối lượng chất thải sinh ra từ vật nuôi tùy thuộc vào chủng loại, loài, giai đoạn sinh trưởng, chế độ dinh dưỡng, trọng lượng gia súc, phương thức vệ sinh chuồng trại

Hàng ngày, khối lượng phân thải ra từ gia súc chiếm từ 5 – 6% và nước tiểu chiếm 1,5 – 4% trọng lượng cơ thể [3]

Bảng 1.3 Khối lượng phân và nước tiểu heo thải ra trong 1 ngày [3]

STT Khối lượng heo Lượng phân (kg/ngày) Lượng nước tiểu

(kg/ngày)

Với khối lượng chất thải thải ra lớn như đã nói trên, nếu sử dụng hợp lý, tận dụng hiệu quả thì sẽ mang lại giá trị kinh tế cao, ngược lại nếu không kiểm soát tốt thì đây chính là nguồn gây ô nhiễm môi trường đáng quan tâm

1.1.5 Tổng quan về xử lý chất thải

1.1.5.1 Bón phân tươi

Phân gia súc chứa một lượng lớn các hợp chất chứa nito, phospho và các chất khoáng khác cho nên đây là nguồn phân ón giàu dinh dưỡng cho cây trồng Các chất này hòa trong nước dưới đất hay thấm vào đất, góp phần cung cấp dinh dưỡng

dễ hấp thu cho cây trồng, tăng cường khả năng giữ chất dinh dưỡng và độ ẩm của đất

Tuy nhiên việc ón phân tươi trực tiếp cho đất có thể gây một số tác dụng không tốt cho cây trồng, do phân tươi có thể chứa hay sản sinh trong đất một số độc tố gây ô nhiễm đất Mặt khác trong phân tươi chưa được xử lý có thể chứa các tác nhân sinh học gây ệnh Các tác nhân này dễ dàng phát triển trong môi trường đất và dễ dàng lan truyền trong nước dưới đất [2]

1.1.5.2 Sản xuất phân Compost

Tất cả phân gia súc gia cầm đều được thu dọn chứa trong nhà chứa, sau khi đủ lượng phân tiến hành xây đống phân ủ oai, có thể thực hiện theo hai phương pháp ủ nóng hay ủ nguội Phương pháp ủ nguội phân chuồng được nén chặt xen kẽ chất độn chuồng với độ ẩm 70%, sau đó dùng đất hay tấm chất dẻo che phủ cả đống phân, sau 6 - 8 tháng phân đã oai mục hoàn toàn Phương pháp ủ nóng tương tự ủ nguội nhưng không cần nén chặt đống phân và định kỳ 2 tháng dùng dụng cụ xáo đống phân lại, cứ làm như thế khoảng 2 lần là phân oai mục, 4 - 6 tháng phân oai mục Nhà ủ phân phải kín và có ống thoát hơi ở trên nóc nhà để hạn chế mùi hôi phát tán [2]

Kỹ thuật xử lý ằng ể Biogas có nhiều cách, phụ thuộc vào năng suất sử dụng như túi sinh khí Biogas ằng chất dẻo, hầm có nắp trôi nổi và hầm có nắp cố định [2]

1.1.5.4 Xử lý bằng trùn quế

Trùn quế (Perrionyx excavatus), thường sống trong môi trường có nhiều chất hữu

cơ đang phân hủy Trùn từng được coi như “thợ cày nguyên thủy“, làm tơi xốp đất, thoáng khí, giữ độ ẩm tốt, ở mật độ 200 con/m2 trong một năm chúng cày xới 80 tấn đất mặt cho 1ha [2]

Hiện nay, theo các chuyên gia, nuôi trùn quế có 4 tác dụng:

 Giải quyết môi trường tốt hơn, tác dụng xử lý chất thải;

 Thợ cày giúp đất thông thoáng

 Cung cấp phân trùn (phân hữu cơ vi sinh);

 Cung cấp đạm làm thức ăn cho gia súc gia cầm, kể cả thức ăn cho thủy sản Giun đất là nguồn thức ăn gia súc rất tốt với hàm lượng protein thô chiếm 70% trọng lượng khô Hơn nữa, giun đất có thể xử lý chất thải hữu cơ, phân gà, phân lợn, phân bò và chuyển hóa thành phân bón hữu cơ có chất lượng, và bằng cách đó, cải thiện môi trường sinh thái các vùng nông thôn Thậm chí, phân của giun đất cũng có thể dùng để xử lý nước thải Giun đất cũng cung cấp nguyên vật liệu thô

tốt nhất cho công nghiệp Một số enzim và hoạt chất được chiết xuất từ giun đất

để làm thuốc, thức ăn, mỹ phẩm Sản phẩm thừa và xác chết còn lại góp phần cải tạo, phục hồi đất

1.1.5.5 Xử lý bằng máy ép phân

Phân được hòa tan cùng nước tiểu của heo, nước tắm rửa cho heo và xịt rửa chuồng trại được dẫn vào ể chứa phân trước khi cho vào ể iogas, tại ể chưa phân phần phân lắng xuống được ơm qua máy ép ún ép thành từng ánh còn phần nước thải được dẫn qua ể iogas để xử lý kỵ khí trước khi đưa vào hệ thống xử lý nước thải [4]

1.1.5.6 Xử lý nước thải

Nước thải chăn nuôi là hợp chất gồm nhiều thành phần ở cả trạng thái lỏng và rắn, chúng có thể bao gồm phân, lông, da, nước tiểu gia súc, nước rửa chuồng, thức ăn rơi vãi… Thành phần chất thải chăn nuôi có thể thay đổi, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại gia súc, quy mô chăn nuôi, chế độ dinh dưỡng và phương pháp thu gom chất thải

Đối với chăn nuôi quy mô hộ gia đình do lượng chất thải chăn nuôi thải ra hằng ngày còn ít nên các cơ sở chăn nuôi hộ gia đình có thể thu gom quét dọn chuồng thường xuyên toàn bộ nước thải trong quá trình chăn nuôi, vệ sinh chuồng trại, phải được xử lý bằng các hoá chất sát trùng trước khi chảy vào hệ thống thoát nước chung [4]

Với cơ sở chăn nuôi quy mô nhỏ, lượng phân gia súc thải ra hằng ngày khoảng vài trăm kg, có thể tách riêng quá trình xử lý phân và nước thải Nước thải chăn nuôi được xử lý bằng hầm biogas hoặc hầm tự hoại, phân được thu gom và xử lý riêng bằng quá trình làm phân bón Cặn lắng từ khâu xử lý nước thải được thu gom xử lý chung với phân và nước rỉ trong quá trình ủ phân có thể đưa ngược trở lại hệ thống

xử lý nước thải [4]

Nước thải chăn nuôi có hàm lượng chất ô nhiễm cao, cần phải được xử lý trước khi thải ra môi trường ên ngoài Việc xử lý nước thải chăn nuôi cần phải đạt tiêu chuẩn môi trường là yêu cầu ắt uộc đối với tất cả cơ sở chăn nuôi Có thể áp dụng một

số iện pháp xử lý nước thải theo các quy trình sau:

Đối với nước thải chăn nuôi, có thể áp dụng các phương pháp sau [5]:

Sau khi tách, nước thải được đưa sang các công trình phía sau, còn phần chất rắn được đem đi ủ để làm phân ón

b Phương pháp xử lý hóa lý

Nước thải chăn nuôi còn chứa nhiều chất hữu cơ, chất vô cơ dạng hạt có kích thước nhỏ, khó lắng, khó có thể tách ra ằng các phương pháp cơ học thông thường vì tốn nhiều thời gian và hiệu quả không cao Ta có thể áp dụng phương pháp keo tụ để loại ỏ chúng Các chất keo tụ thường sử dụng là phèn nhôm, phèn sắt, phèn ùn,… kết hợp với polymer trợ keo tụ để tăng quá trình keo tụ [6]

Phương pháp này loại ỏ được hầu hết các chất ẩn có trong nước thải chăn nuôi Tuy nhiên chi phí xử lý cao Áp dụng phương pháp này để xử lý nước thải chăn nuôi là không hiệu quả về mặt kinh tế Ngoài ra, tuyển nổi cũng là một phương pháp để tách các hạt có khả năng lắng kém nhưng có thể kết dính vào các ọt khí nổi lên Tuy nhiên chi phí đầu tư, vận hành cho phương pháp này cao, cũng không hiệu quả về mặt kinh tế đối với các trại chăn nuôi

c Phương pháp xử lý sinh học

Phương pháp này dựa trên sự hoạt động của các vi sinh vật có khả năng phân hủy các chất hữu cơ Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng Tùy theo nhóm vi khuẩn sử dụng là hiếu khí hay kỵ khí mà người ta thiết kế các công trình khác nhau Và tùy theo khả năng về tài chính, diện tích đất mà người ta có thể dùng hồ sinh học hoặc xây dựng các ể nhân tạo để xử lý [7] [8]

lý diễn ra với tốc độ tự nhiên (chậm) do đó đòi hỏi diện tích đất rất lớn Hồ sinh học chỉ thích hợp với nước thải có mức độ ô nhiễm thấp Hiệu quả xử lý phụ thuộc sự phát triển của vi khuẩn hiếu khí, kỵ khí, tùy nghi, cộng với sự phát triển của các loại

vi nấm, rêu, tảo và một số loài động vật khác nhau [7] [8]

Cánh đồng tưới

Dẫn nước thải theo hệ thống mương đất trên cánh đồng tưới, dùng ơm và ống phân phối phun nước thải lên mặt đất Một phần nước bốc hơi, phần còn lại thấm vào đất

để tạo độ ẩm và cung cấp một phần chất dinh dưỡng cho cây cỏ sinh trưởng

Ở cánh đồng tưới không được trồng rau xanh và cây thực phẩm vì vi khuẩn, virus gây bệnh trong nước thải chưa được loại bỏ có thể gây tác hại cho sức khỏe của con người sử dụng các loại rau và thực phẩm này [9]

Ứng dụng thực vật nước để xử lý nước thải

Nước thải từ các trại chăn nuôi chứa rất nhiều nitrogen, phosphorus và những hợp chất vô cơ có thể hoà tan được Rất khó tách những chất thải này khỏi nước bằng cách lọc thông thường Tuy nhiên một số loại thực vật nước như èo lục bình, cỏ muỗi nước có thể xử lý nước thải, vừa ít tốn kinh phí lại thân thiện với môi trường [9]

Thực vật nước thuộc loài thảo mộc, thân mềm Quá trình quang hợp của các loài thủy sinh hoàn toàn giống các thực vật trên cạn Vật chất có trong nước sẽ được chuyển qua hệ rễ của thực vật nước và đi lên lá Lá nhận ánh sáng mặt trời để tổng hợp thành vật chất hữu cơ Các chất hữu cơ này cùng với chất khác xây dựng nên tế bào và tạo ra sinh khối Thực vật chỉ tiêu thụ các chất vô cơ hòa tan Vi sinh vật sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ và chuyển chúng thành các chất và hợp chất vô cơ hòa tan để thực vật có thể sử dụng chúng để tiến hành trao đổi chất Quá trình vô cơ hóa bởi vi sinh vật và quá trình hấp thụ các chất vô cơ hòa tan ởi thực vật nước tạo

ra hiện tượng giảm vật chất có trong nước Vì vậy người ta ứng dụng thực vật nước

 Thực vật nước sống trôi nổi:

Rễ của thực vật này không ám vào đất mà lơ lửng trên mặt nước, thân và lá phát triển trên mặt nước Nó trôi nổi trên mặt nước theo gió và dòng nước Rễ của chúng tạo điều kiện cho vi khuẩn ám vào để phân hủy nước thải

 Thực vật sống nửa chìm nửa nổi:

Loại thực vật này có rễ ám vào đất nhưng thân và lá phát triển trên mặt nước Loại này thường sống ở những nơi có chế độ thủy triều ổn định

1.1.6 Bảo vệ môi trường khép kín

Đề cập đến khái niệm “khép kín” trong đề tài này, tác giả muốn nhấn mạnh vấn đề khép kín trong chăn nuôi xuất phát từ tiêu chuẩn 3F của quốc tế Trang trại chăn nuôi phát triển theo quy mô công nghiệp, vật nuôi được bố trí trong điều kiện trại kín, đạt các tiêu chuẩn về vệ sinh kết hợp chủ động kiểm soát nhiệt độ bằng hệ thống làm mát Bên cạnh đó, việc đặt trại cách xa khu dân cư nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường, hạn chế nguy cơ dịch bệnh, đảm bảo cho vật nuôi phát triển tốt

Có thể nhắc đến một vài tiêu chí để đạt được mô hình khép kín trong chăn nuôi như sau:

- Về thức ăn: Đảm bảo cả về số lượng và chất lượng

- Về nước uống: đủ và sạch

- Chuồng trại đủ diện tích, sạch sẽ, thoáng mát, đặc biệt đố với chất thải phải kiếm soát trong hệ thống trang trại

- Có khả năng liên hệ với những vật nuôi khác nhưng không gây căng thẳng

- Phân bổ giới tính, độ tuổi hợp lý

- Có đủ điều kiện đảm bảo sức khỏe cho vẩt nuôi và thú y khi cần thiết

1.2 Tình hình nghiên cứu về chăn nuôi

1.2.1 Tình hình nghiên cứu trên Thế giới

Ở Châu Á, các nước như: Trung Quốc, Thái Lan,… là những nước có ngành chăn nuôi phát triển trong khu vực nên rất quan tâm đến vấn đề xử lý nước thải chăn nuôi

Nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới đã tìm ra nhiều công nghệ xử lý nước thải thích hợp như:

Ở các nước vùng lạnh các nhà nghiên cứu cũng nghiên cứu xử lý nước thải phân lợn, phân ò dưới các điều kiện ưa lạnh và ưa nóng trong điều kiện khí hậu vùng ôn đới

Theo một số tác giả Australia và Italia thì đối với các loại nước thải giàu ni tơ và phot pho như nước thải chăn nuôi lợn các phương pháp xử lý thông thường không đạt được các tiêu chuẩn cho phép về hàm lượng về Nitơ và Phot pho trong nước ra sau xử lý Công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi giàu chất hữu cơ đưa ra là sử dụng

kỹ thuật SBR ( ể lọc gián đoạn) để có thể giảm trên 97% nồng độ COD, nitơ, phot pho

Ở châu Á: Trung Quốc và Ấn Độ có số lượng iogas nhiều nhất

Trung Quốc: sau 1975 với hình thức iogas cho mỗi hộ gia đình đã thiết lập khoãng 1,6 triệu cái mỗi năm, đến 1982 đã có hơn 7 triệu cái được lắp đặt Tuy nhiên số lượng không thành công cũng chiến tỷ lệ khá lớn 50%

Tại Ấn Độ: sự phát triển mới với những mô hình mới đã không được hợp nhất nhanh chóng Chính vì thế có cuộc cải cách kết hợp với sự phản hồi từ nông hộ đã giải quyết nạn ô nhiễm môi trường

Tại Hà Lan, nước thải chăn nuôi được xử lý ằng công nghệ SBR (sequencing batch reactor) qua 2 giai đoạn: giai đoạn hiếu khí chuyển hóa thành phần hữu cơ thành CO2, nhiệt năng và nước, amoni được nitrat hóa thành nitrit hoặc khí nitơ, giai đoạn

kỵ khí xảy ra quá trình đề nitrat thành khí nitơ Photphat được loại ỏ từ pha lỏng ằng định lượng vôi vào ể sục khí [3]

Tại Tây Ban Nha, nước thải chăn nuôi được xử lý ằng quy trình VALPUREN (được cấp ằng sáng chế Tây Ban Nha số P9900761) Đây là quy trình xử lý kết hợp phân hủy kỵ khí tạo hơi nước và làm khô ùn ằng nhiệt năng được cấp ởi hỗn hợp khí sinh học và khí tự nhiên [11]

Tại Thái Lan, công trình xử lý nước thải sau Biogas là UASB Nước thải được đưa vào từ dưới lên, xuyên qua lớp ùn kỵ khí lơ lửng ở dạng các ông ùn mịn Quá trình khoáng hóa các chất hữu cơ diễn ra khi nước thải tiếp xúc với các ông ùn này Một phần khí sinh ra trong quá trình phân hủy kỵ khí (CH4, CO2 và một số khí khác) sẽ kết dính với các ông ùn và kéo các ông ùn lên lơ lửng trong ùn, tạo

sự khuấy trộn đều giữa ùn và nước Khi lên đến đỉnh ể, các ọt khí được giải phóng với khí tự do và ùn sẽ rơi xuống Để tăng tiếp xúc giữa nước thải với các ông ùn, lượng khí tự do sau khi thoát ra khỏi ể được tuần hoàn trở lại hệ thống [11]

• Trên thế giới hiện nay cũng đã có nhiều công trình nghiên cứu về vấn đề kiễm soát ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi điển hình như [3]:

• Aarnink, AJA., 1997 Ammonia emission from hourses for growing pigs as effected by pen design, indoor climate and behavior PhD thesis, Wageningen

• Allision, M.J., I.M Robinson, J.A Bucklin, and G.D Booth, 1979 comparision

of bacterial populations of the pig cecum and colon based upon enumeration with specific energy sources Appl Environ Microbiol 37:1141-115

• Jongbloed, A.W and N P Lenis 1992 Alteration of nutrition as means to reduce environmemtal pollution by pig Livestock production Science 31:75 - 94 Nhận xét chung về công nghệ xử lý nước thải giàu chất hữu cơ sinh học trên thế giới là áp dụng tổng thể và đồng ộ các thành tựu kỹ thuật lên men yếm khí, lên men hiếu khí và lên men thiếu khí, nhằm đáp ứng các yêu cầu kinh tế xã hội và ảo

vệ môi trường Trên cơ sở đó có thể đề xuất ra những giải pháp kỹ thuật phù hợp với từng điều kiện sản xuất cụ thể [12]

1.2.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam

Tại Việt Nam cũng có rất nhiều nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo đơn cử một số nghiên cứu điển hình:

Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi ằng công nghệ sinh học kết hợp với lọc dòng ùn ngược [2]: Đây là nghiên cứu sử dụng một mô hình công nghệ sinh học kết hợp lạc sinh học dòng ùn ngược (USBF) để xử lý nước thải chăn nuôi Đây là công nghệ cải tiến của quá trình ùn hoạt tính, trong đó kết hợp 3 quá trình thiếu khí, hiếu khí và lọc sinh học trong cùng một đơn vị xử lý nước thải Kết quả nghiên cứu cho thấy mô hình tương đối phù hợp cho nước thải chăn nuôi heo Hiệu quả xử

lý vào khoảng 97%, 80%, 94%, 90% và 85% tương ứng cho COD, BOD5, SS, N và Photpho

Nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi ằng mô hình Biogas có

ổ sung ã mía: Kết quả cho thấy việc ổ sung ã mía vào nghiên cứu là cần thiết vì tạo được tỉ lệ C/N thích hợp cho quá trình phân hủy kị khí diễn ra trong mô hình iogas Lượng khí iogas sinh ra có thành phần khí mêtan cao hơn khi sử dụng mô

hình iogas có ổ sung ã mía (Cao hơn từ 1 – 2%), lượng khí H2S giảm từ 2 – 3 lần so với mô hình truyền thống (Sau 60 ngày nghiên cứu) Sau 60 ngày, hiệu quả

xử lý SS, COD, BOD5 của mô hình iogas cải tiến có ổ sung ã mía đều đạt trên 90%, cao hơn từ 8 – 11% so với mô hình truyền thống Loại ỏ trên 70% Nitơ, 50% Phốt pho, 99,9% Tổng Coliform trong nước thải Tuy nhiên, thời gian xử lý khá lâu, thành phần chất ô nhiễm còn khá cao trong dòng thải sau xử lý

Nước thải chăn nuôi heo sau xử lý ằng tháp kỵ khí UASB và máng trồng èo tây

có độ pH 6,8-7,1, COD giảm 80%, TSS < 80 mg/l, N-NH4+ giảm 70%, N-NO3- < 15mg/l, PO43- giảm 68-65% Coliform tổng số < 104 TB/ml Lượng ùn dư tạo ra trong tháp khoảng 80 lít Hàm lượng kim loại nặng tích tự trong ùn của tháp UASB khi xử lý nước thải chăn nuôi là không đáng kể và lượng ùn dư này có thể

sử dụng để làm phân ón cho cây trồng; áo cáo không đề cập đến yếu tố kinh tế của hệ thống

Các nghiên cứu sử dụng cây thủy sinh trong các hệ thống xử lý nước thải cho thấy một loạt các cây ản địa và ngoại nhập có khả năng xử lý các yếu tố ô nhiễm và phát triển tốt trong điều kiện của Việt Nam [13]

Trước đây, có một số tác giả, cơ quan đã thực hiện nghiên cứu có liên quan đến lĩnh vực này như sau:

• Tác giả Trương Thanh Cảnh là người đã có nhiều nghiên cứu về kiểm soát ô nhiễm trong ngành chăn nuôi thể hiện qua các giáo trình, sách, tạp chí khoa học từ các năm như: 1998, 1999, 2000, 2002, 2006, 2009, 2010 [2] [6] [7]

• Đề tài: “Giải pháp công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo ằng phương pháp sinh học phù hợp với điều kiện Việt Nam” của tác giả Trần Mạnh Hải với mục đích

là lựa chọn công nghệ tối ưu để xử lý triệt để chất thải lỏng trong quá trình chăn nuôi heo ở Việt Nam, đảm ảo nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn quy định, nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường đồng thời góp phần tăng năng suất và chất lượng chăn nuôi heo theo định hướng phát triển kinh tế và ảo vệ môi trường [10]

• Đề tài: “ Nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi ằng mô hình Biogas kết hợp hồ sinh học thực vật” của tác giả Nguyễn Trần Ngọc Phương với mục đích là đưa ra công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo ằng việc xây dựng mô hình thực nghiệm quy mô phòng thí nghiệm giúp nâng cao hiệu quả xử lý so với hiện tại chỉ áp dụng mô hình Biogas, với việc ổ sung thêm ngăn lọc ằng ã mía đầu ể, hệ thống nước ra được cho qua xử lý ằng hồ thực vật Với việc kiểm soát dòng thải chặt chẽ tránh ô nhiễm cho cộng đồng, đề tài mong muốn mỗi trang trại, mỗi hộ chăn nuôi là một “trạm xử lý nước thải” nhằm giảm sức ép cho môi trường [11]

• Trung tâm Công nghệ Môi trường (ENTEC) Báo cáo đề tài nghiên cứu cấp Sở Khoa học Công nghệ tỉnh Bình Dương “ Nghiên cứu và ứng dụng mô hình công nghệ xử lý mùi hôi sinh ra từ hoạt động chăn nuôi heo tại Bình Dương”, 2011-2012 Báo cáo đề tài nghiên cứu với mục tiêu là xây dựng được mô hình công nghệ thích hợp, giá thành đầu tư và vận hành thấp, có khả năng xử lý mùi hôi tại các trại chăn nuôi heo nhằm phục vụ cho công tác kiểm soát ô nhiễm môi trường do các chất gây mùi từ các trại chăn nuôi heo trên địa àn tỉnh Bình Dương [14]

• Viện Kỹ thuật Nhiệt đới và Bảo vệ Môi trường Báo cáo đề tài nghiên cứu cấp Sở Khoa học Công nghệ tỉnh Bình Dương “ Xây dựng mô hình trình diễn ứng dụng công nghệ kết hợp để xử lí chất thải có hiệu quả cho ngành chăn nuôi và giết mổ”, 2010 - 2011 Báo cáo

đề tài nghiên cứu với mục tiêu là xây dựng và vận hành mô hình trình diễn ứng dụng công nghệ mới để xử lý chất thải, bao gồm nước thải và chất thải rắn, có hiệu quả cho ngành chăn nuôi và giết mổ tại tỉnh Bình Dương [15]

• Nguyễn Thị Hoa Lý, 1994 “Nghiên cứu các chỉ số ô nhiễm của chất thải chăn nuôi heo tập trung và áp dụng một số iện pháp xử lý” Luận án phó tiến sĩ khoa học nông nghiệp, Đại học Nông Lâm TP HCM [3]

Nhìn chung, việc kiểm soát chất thải chăn nuôi đang ngày càng nhận được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học, nhiều người làm công tác quản lý nhà nước về ảo vệ môi trường và cả cộng đồng Vì vậy, việc ảo vệ, xử lý môi trư¬ờng trong chăn nuôi gia súc tập trung là việc làm hết sức cần thiết và cấp ách Việc thực hiện

nghiêm túc và triệt để công tác ảo vệ môi tr¬ường trong chăn nuôi là điều kiện tiên quyết, là iện pháp tất yếu giúp ngành chăn nuôi chủ động khống chế dịch ệnh, đảm ảo vệ sinh an toàn thực phẩm, thực hiện chăn nuôi hữu cơ, tăng khả năng cạnh tranh trên các mức độ thị trường, góp phần ảo vệ môi trường, nâng cao sức khỏe cộng đồng và phát triển chăn nuôi ền vững Tuy nhiên, các kết quả nghiên cứu liên quan đến lĩnh vực này còn khiêm tốn, giải quyết chất thải chăn nuôi chưa thật triệt để do đặc trưng phân ố mang tính chất phân tán và năng lực tài chính để đầu tư cho công tác ảo vệ môi trường của nhiều chủ trang trại còn hạn chế [12]

1.3 Tổng quan về khu vực nghiên cứu

1.3.1 Điều kiện tự nhiên

1.3.1.1 Vị trí địa lý

Huyện Xuân Lộc nằm ở phía Đông Nam tỉnh Đồng Nai, huyện được thành lập vào ngày 01/07/1991 Đến đầu năm 2004, thực hiện Nghị định 97/2003/NĐ-CP ngày 21/8/2003 của Chính phủ “V/v tái lập Thị xã Long Khánh và thành lập 2 huyện mới Cẩm Mỹ và Trảng Bom”, huyện Xuân Lộc tiếp tục được điều chỉnh ranh giới hành chính, huyện đã àn giao 6 xã về huyện Cẩm Mỹ Hiện nay diện tích tự nhiên toàn huyện là 727,19 km2, là huyện đứng thứ tư trong toàn tỉnh về diện tích tự nhiên và chiếm 12,34% diện tích tự nhiên của tỉnh Đồng Nai