ả

Chương 4:

Qu n lý chất th i chăn nuôi

ả thú y

1

ả Tính chất nước th i chăn nuôi thú y

 Ch tiêu nhi m b n cao

:

ễ

ẩ

ỉ

COD, BOD, ch t h u c

ấ ữ ơ,

các h p ch t ch a nitrogen

ứ

ấ

ợ

Vi sinh v tậ

 Có th ch a m m b nh (vi sinh v t & tr ng ký sinh trùng)

ể ứ

ứ

ệ

ầ

ậ

 Có mùi hôi th iố

 S ự đào th i tr c ti p (không qua x lý) gây tác h i: ạ

ả ự ế

ử

Aûnh hư ng s c kho c ng ứ

ẻ ộ

ở

đ ngồ

Lan truy n m m b nh

ề

ệ

ầ

2

Aûnh hư ng ở

đ n h sinh thái (thu sinh v t) ế

ệ

ậ

ỷ

Ồ

Ờ

Ạ Ủ

Ậ

TH I GIAN T N T I C A M T S VI SINH V T TRONG PHÂN Ộ Ố (Strauch, 1987)

• Salmonella 286 ngày trong phân trâu bò cao nh tấ

• B. abortus 8 tháng trong phân trâu bò ít nh tấ

• Mycobacterium 155 ngày trong phân trâu bò cao nh tấ

• Mycobacterium cao nh t ấ 2 năm trong đ tấ

• Leptospira có th sinh s n trong phân ả ể đư c x lý hi u khí ợ ử ế

• Virus Aujeszky t n t ồ ạ i trong phân 3 -15 tu n ầ

• Virus Marek 7 ngày

• Virus Teschen 3 - 25 ngày

• Virus gây African swine fever 60 - 160 ngày

3

• Virus FMD 21 -103 ngày

ả

Ô nhiễm từ nước th i chăn nuôi

c ng m  Đ t, ấ n ướ ầ :

Vi sinh v tậ

Nitrate

Ch t h u c ấ ữ ơ

 N c b m t ướ ề ặ (sông, su i, ao, h , h sinh thái) ố ồ ệ

nitrogen and phosphorus - t o ả

 Không khí

B iụ

Khí thoát t quá trình phân h y phân ừ ủ

Khí đ cộ

4)

4

Hi u ng nhà kính (CH ệ ứ

ử

ả

X  lý phân/nước th i bằng pp hóa học

không đ t yêu c u v

ầ ề hi u qu kinh t

ệ

ạ

ả

ế.

--- M t tr i nuôi 5000-10000 heo, c n 2 -6 t n ch t sát

ộ ạ

ầ

ấ

ấ

trùng/ ngày.

--- Trong trư ng h p có d ch ờ

ợ

ị

: x lý phân b ng hoá h c là 1 ằ

ử

ọ

trong nh ng bi n pháp b t bu c. ệ

ữ

ắ

ộ

5

ử

Những lưu ý khi dùng hoá chất x  lý phân

- Tr n ộ đ u, tr ề ư c và trong khi thêm ch t sát trùng. ấ ớ

- Th i gian tr n thu c sát trùng không quá 6 gi ờ ộ ố . ờ

ít nh t m t tu n. - Th i gian ờ ủ ầ ấ ộ

- Không thêm phân m i vào phân đang ớ .ủ

3.

- Th tích kh ùi phân t t nh t là 300 m ể ố ố ấ

- pH thích h pợ

- nhi t ệ đ cao có th làm gi m l ể ả ộ ư ng thu c sát trùng c n dùng ầ ợ ố

- tách phân r n &ø l ng - x lý riêng-- ti . ử ắ ỏ ế t ki m ch t sát trùng ấ ệ

6

- x lý hoá h c có th h i cây tr ng & h sinh thái môi tr ể ạ ử ệ ọ ồ ư ng.ờ

ử

ả

X  lý phân/nước th i bằng pp hóa học

- Trong trư ng h p có d ch: ờ ợ ị

x lý phân b ng hoá h c là 1 trong nh ng bi n pháp b t bu c. ử ữ ệ ằ ắ ọ ộ

Có th dùng các hoá ch ùt sau: ể ấ

- Formaldehyde: 72 gi , pH 6.5 -6.9, ờ ủ

9 kg/m3 cho phân r n, ắ

3 kg/m3 cho phân l ng (2% v t ch t khô), ậ ấ ỏ

2 kg/m3 phân l ng (0.5% v t ch t khô). ậ ấ ỏ

- Các h p ch t chlorine b gi m hi u qu b i protein ợ ấ ả ở ị ả ệ

dài. c n dùng hàm l ầ ư ng cao, th i gian ợ ờ ủ

- Vôi 30 kg/m3/7 ngày, an toàn nh t.ấ

- NaOH

7

- Acid peracetic

ử

ả

X  lý phân/nước th i bằng pp vật lý

Tách riêng ph n r n & l ng ầ ắ ỏ

(baèng caùc maùy eùp phaân hay ly taâm)

Sau đó,

 xöû lyù baèng nhieät

hiệu quả cao

raát toán keùm.

 xöû lyù phaân raén baèng tia UV

 xöû lyù baèng chaát phoùng xaï

8

Tuy nhieân, 2 phöông phaùp naøy hieän khoâng ñöôïc phoå bieán treân

thöïc teá

Ủ

kỵ khí (anaerobic digestion) ­ Biogas

Th y phân

Lên men (fermentation)

Sinh khí methane

ủ

- 1 chu i các quá trình do

ỗ

vi sinh v t - ch y u là vi khu n ủ ế

ẩ th c hi n, ự

ậ

ệ

- chuy n các ch t h u c

ấ ữ ơ ph c t p thành CH ứ ạ

ể

4 và khí CO2,

- làm gi m 35-60 % kh i l

ố ư ng các ch t r n bay h

ấ ắ

ả

ợ

ơi (volatile solids)

9

ể

ủ

Các yếu tố ki m soát quá trình

biogas

- Nhi t ệ độ: 30-35oC.

- Th i gian l ờ ưu trữ : 10-60 ngày.

t là 10-20 ngày (càng lâu có l i tiêu di t m m b nh). 1 h th ng t ệ ố ố ợ ệ ệ ầ

- pH: 6,7-7,4, t i ố ưu trong kho ng 7,0-7,2. ả

- Thành ph n hoá h c c a n ọ ủ ư c th i ả : ớ ầ

Đ b y m khí ho t t: ể ể ế ạ đ ng t ộ ố

l C, N, P, S ph i cân b ng. t ả ằ ỷ ệ C:N = 25-30 : 1.

b sung thêm các ch t x l này. ấ ơ như rơm hay tr u ấ đ ể đ t ạ đư c t ợ ỷ ệ ổ

T l v t ch t khô nên duy trì 9-10% ỷ ệ ậ ấ ở kho ng ả

10

(t pha loãng n l ỷ ệ ư c : phân có th là 1:1 hay 2:1). ể ớ

- Các ch t ấ đ c: ộ

Biogas

Biogas: 60-70% methane, 30-40% carbon dioxide, & nh ng khí khác ữ

* Öu ñieåm:

- Sinh ít buøn; buøn thaûi coù theå duøng laøm phaân boùn

- Naêng löôïng cung caáp cho vieäc xöû lyù thaáp

- Thích hôïp ñeå xöù lyù khoái löôïng phaân lôùn

- Tieâu dieät 1 phần maàm beänh

- Giaûm muøi hoâi thoái

- CH4 ñöôïc duøng laøm khí ñoát

* Nhöôïc ñieåm:

- Quaù trình dieãn ra chaäm, giai ñoaïn baét ñaàu (start-up) keùo daøi

11

- Nhaïy caûm vôùi caùc chaát ñoäc coù trong chaát thaûi

Biogas: Energy or hot air???

Methane is

 21 times more powerful a greenhouse gas than CO2

 responsible for nearly as much global warming as all other non-

CO2 greenhouse gases put together.

12

It has many sources & lots of potential to cause major damage.

Where does it come from?

 Animal agriculture

(account for 16 % of the world's annual methane emissions to the atmosphere)

 produced in the digestive processes of cattle

 released from the large stores of untreated farm animal waste

 Biogenic methane (Biogas) generated by the fermentation of organic

matter including manure, wastewater sludge, municipal solid waste

(including landfills), or any other biodegradable feedstock, under

anaerobic conditions

 Fossil fuel production (natural gas field), anaerobic decay of organic matter deep under the Earth's surface

13

 Farming

Origin

Mass (Tg/a)

Total (%/a)

CH4 Emission Type (%/a)

Natural Emissions

Wetlands (incl. Rice agriculture)

225

83

37

20

7

3

Termites

15

6

3

Ocean

10

4

2

Hydrates

Methane emissions (Tg/a = teragrams per year)

270

100

45

Natural Total

Anthropogenic Emissions (derived from human activities)

110

33

18

Energy

40

12

7

Landfills

115

35

19

Ruminants (Livestock)

25

8

4

Waste treatment

40

12

7

Biomass burning

330

100

Anthropogenic Total

55 14

(Wikipedia)

http://www.ruralcostarica.co m/biodigester.html

http://www.flotech.com/biogas.htm

15

http://www.ctrade.org/project.html

Ủ

phân hiếu khí (COMPOSTING)

 Chi phí đ u tầ ư th pấ

 Phân sau khi

dùng làm phân bón

ủ

 Men kh i ở đ u (starter) có bán trên th tr

ị ư ng, ờ

ầ

nhưng th

ườ

ng cho hi u qu th p ả ấ ệ

 Tiêu di

t

t ệ đư c m m b nh (nhi ầ

ệ

ợ

ệ đ cao) ộ

 Mesophiles phân gi

i ch t h u c

t, 40-45

oC;

ả

ấ ữ ơ, sinh nhi

ệ

 Nhi

t ệ đ cao & acid h u c

ữ ơ kích thích thermophiles (vi khu n d d

ị ư ng, ỡ

ẩ

ộ

dự ư ng, vi khu n ô xy hoá sulfur, hydrogen), t

ẩ

ỡ

sinh nhi

t, 60-80

oC (khoáng hoá)

ệ

 Khi nhi

t ệ đ > 70 ộ

ị ứ

oC, thermophiles b c ch , các quá trình ô xy hoá b ị ế 16

t

gi m, nhi

ệ đ gi m, & các quá trình phân hu b t

ỷ ắ đ u tr l ầ

ộ ả

i ở ạ

ả

* Các giai đo n - các nhĩm vsv tham gia khác nhau: ạ

Ủ

(composting) – thông số môi trường

 T l

ỷ ệ C/N = 30 : 1 (25 - 40)

 Nhi

l p m t ph i < 70

oC;

t ệ độ cao nh t

ấ ở ớ

ặ

ả

nhi

t ệ đ cao s c ch các VSV, làm gi m hi u qu phân hu

ẽ ứ

ế

ệ

ả

ả

ộ

ỷ

 pH: bi n ế đ ng cao, do pH khác nhau c a nguyên li u ệ

ủ

ộ

g/đo n ạ đ u pH th p, do s t o thành các acid h u c

ữ ơ

ự ạ

ầ

ấ

g/đo n sau pH cao, do s tiêu th các acid h u c ự

ữ ơ c a thermophiles

ụ

ủ

ạ

 Thoáng khí kém (y m khí cao),

ế

s khoáng hoá s gi m, ự

ẽ ả

t o ra mùi hôi th i cao ạ

ố

 Đ mộ ẩ thư ng gi m còn 50-60%

ả

ờ

Đ m cao: quá trình y m khí t

ăng

ộ ẩ

ế

Đ m th p (<12%) c ch ho t

ế ạ đ ng c a VSV

ộ ẩ

ứ

ủ

ấ

ộ

17

http://www.epd.gov.hk/epd/english/environmentinhk/waste/prob_solutions/livestock_waste.html

18

ử

X  lý phân động vật mắc bệnh truyền nhiễm

1. Nhi

t sinh h c

~ 2 tháng.

ệ

ọ : Tương t

nhự ư composting, Th i gian

ờ

ủ

- Cát, rơm hay phân t

ừ đ/ v t kho ậ

ẻ đư c lót ợ

ở đáy (0.3-0.4 m),

- phân gia súc b nh ệ đư c ch t

ấ đ ng ~ 2 m,

ợ

ố

- xung quanh ph v i r

ủ ớ ơm, m c cạ ưa hay đ t (~ 0.2 m).

ấ

N u phân có

đ m trên 70%, tr n thêm r

ế

ộ ẩ

ộ

ơm hay m c cạ ưa.

2. Hoá h cọ :

formaldehyde; các h p ch t cĩ ch a chlorine

ứ

ấ

ợ

3. Đ t phân

:

ố

Đ an toàn cao nh t, di

t m m b nh sinh bào t

.

ấ

ộ

ệ

ệ

ầ

ử

Rơm, m c cạ ưa đư c lót

ợ

ở đáy, trên m t ặ đ y b ng g , ỗ

ằ

ậ

sau đó nhiên li u ệ đư c ợ đ lên và

ổ

đ tố

19

ử

ả

X  lý nước th i bằng bùn hoạt tính (activated sludge)

2. Xöû lyù yeám khí:

töông töï nhö uû kî khí

q/trình thuyû phaân & leân men dieãn ra, taïo acids, alcohols, CO2, NH3, H2 - Coù söï tích luyõ poly-b -hydroxyalkanoates (PHA) trong caùc VSV tích luõy

phosphate (phosphate-accumulating organisms, PAO)

- Giaûm COD, taêng sinh khoái, taêng caùc acids höõu cô

3. Anoxic:

moâi tröôøng oâ xy hoaù, nhöng khoâng coù söï hieän dieän oxygen;

- là chaát nhaän e- cho quaù trinh oâ xy hoaù caùc chaát höõu cô

NO3

- & NO2

NO3

- - NO2

- - NO - N2O - N2 - thoaùt ra khoâng khí

20

laøm giaûm haøm löôïng N trong nöôùc thaûi

Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB)  1. Lọc thoâ

4. X lý hi u khí:

ử

ế

ợ

ấ đ vi sinh v t ch m d t s x lý ch t th i:

ứ ự ử

ể

ậ

ấ

ấ

ả

O2 đư c cung c p

Nitrate hoá (nitrification):

NH2

- , NH3 NO3

- - & NO2

ô xy hoá

i h y m khí 2 -

- đư c bợ ơm tr l

ở ạ ồ ế

đư c vi sinh v t s d ng

ậ ử ụ

ợ

NO3

- & NO2

như ch t nh n ấ

ậ đi n t

ệ ử đ ô xy hoá ch t h u c

ấ ữ ơ

ể

- Gi m hàm l

ả

ư ng phosphate:

ợ

PHA đư c PAO x d ng

ử ụ đ cung c p n ể

ấ

ợ

ăng lư ng cho quá trình t ng h p

ổ

ợ

ợ

polyphosphate t

phosphate trong môi tr

làm gi m phosphate trong

ừ

ư ngờ

ả

21

nư c th i ả

ớ

5. L ng & ti t trùng: ắ ệ

- Nư c th i ớ ả đư c l ng hay ly tâm ợ ắ

 Ch t c ên: ấ ặ

nhi t m m b nh tr ệ t sinh h c, tiêu di ọ ệ ệ ầ ư c khi ớ đư c dùng nh ợ ư phân bón

 Nư c th i: ả ớ

đư c sát trùng b ng ph ằ ợ ương pháp v t lý hay hoá h c ậ ọ

22

trư c khi th i ra môi tr ả ớ ư ng ngoài ờ

H sinh h c ọ

ồ

23

T oả Bèo Rau mu ngố

Processes occuring within a wastewater lagoon

24

http://www.ianrpubs.unl.edu/epublic/pages/publicationD.jsp?publicationId=240; Uni. Nebraska Lincoln

25

ả ả ủ Quá trình sinh học phân h y chất th i x y ra trong 1 ao bèo tấm

ử

ả

X  lý nước th i bằng cánh đồng tưới (irrigation)

- 1 s nố ư c ớ đang phát tri n dùng n

ể

ư c th i ch

ả

ớ

ưa x lý tử

ư i rau qu ,

ả đ ng c ồ

ớ

ỏ

- Tác h i: ạ

Aûnh hư ng s c kho ng

ẻ ư i nông dân

ứ

ờ

ở

Aûnh hư ng s c kho ng

ẻ ư i tiêu dùng

ứ

ờ

ở

Lan truy n m m b nh

ệ

ề

ầ

c

Ô nhi m ễ đ t, o nhi m n

ễ

ấ

ướ

-

các nỞ

ư c phát tri n, ch có n ể

ớ

ỉ

ư c th i

ả

ớ

- đã qua giai đo n x lý

ạ ử th c p

ứ ấ (sau khi qua h hi u khí)

ồ ế

ch dùng t

ỉ

ư i ớ đ ng c ; ồ

ỏ

- ph i qua giai

ả

đo n ạ sát trùng trư c khi dùng t

ớ

ư i rau

ớ

26