Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo

Chia sẻ: Thuong Jenda | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:29

Thêm vào BST

Báo xấu

358
lượt xem 74
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong một vài thập kỷ gần đây, cùng với sự phát triển nhanh chóng của đất nước, ngành chăn nuôi gia súc ở Việt Nam đã có những tiến bộ không ngừng cả về số lượng các trại chăn nuôi, cũng như chủng loại các sản phẩm và chất lượng ngày càng được cải thiện, đóng một vai trò đáng kể trong nền kinh tế quốc dân. Bên cạnh những tích cực do ngành chăn nuôi mang lại thì phải kể đến các tác động tiêu cực do chất thải chăn nuôi thải ra ngày càng nhiều. Vấn đề xả thải phân chuồng có ảnh hưởng...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo

1. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong một vài thập kỷ gần đây, cùng với sự phát triển nhanh chóng của đất nước, ngành chăn nuôi gia súc ở Việt Nam đã có những tiến bộ không ngừng cả về số lượng các trại chăn nuôi, cũng như chủng loại các sản phẩm và chất lượng ngày càng được cải thiện, đóng một vai trò đáng kể trong nền kinh tế quốc dân. Bên cạnh những tích cực do ngành chăn nuôi mang lại thì phải kể đến các tác động tiêu cực do chất thải chăn nuôi thải ra ngày càng nhiều. Vấn đề xả thải phân chuồng có ảnh hưởng trực tiếp đến nguồn nước, môi trường đất, kể cả môi trường không khí và sức khỏe con người, cảnh quan thiên nhiên. Hầu hết các trang trại chăn nuôi chưa có hệ thống xử lý hoặc hệ thống xử lý sơ sài, khả năng đầu tư vào hệ thống xử lý còn hạn chế. Vì vậy, đòi hỏi phải có những phương pháp thích hợp, hiệu quả xử lý cao hơn. Công nghệ sinh thái là một tập hợp các ngành khoa học và công nghệ (sinh học phân tử, di truyền học, vi sinh vật học, sinh hóa học, thống kê sinh học, tin học ứng dụng, v.v..) nhằm tạo ra các quy trình công nghệ khai thác ở quy mô công nghiệp, đ ể sản xuất các sản phẩm có giá trị phục vụ đời sống, phát triển kinh tế xã hội và bảo vệ môi trường. Hiện nay, công nghệ sinh học thường được thể hiện thông qua công nghệ vi sinh, công nghệ tế bào và mô, công nghệ enzyme, và kỹ thuật di truyền. Công nghệ sinh học ngày nay được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực trong việc xử lý môi trường được tìm tòi và ứng dụng ngày càng nhiều hơn nhằm hướng đến việc xử lý sạch không để lại hậu quả về sau. Ứng dụng công nghệ sinh thái vào việc xử lý chất thải chăn nuôi là một phương pháp có nhiều hứa hẹn mang lại những hiệu quả tích cực. Đặc biệt , phương pháp này đã được ứng dụng nhiều tại các tỉnh miền tây Nam Bộ. Sở dĩ phương pháp này đang ngày được quan tâm là vì có nhiều ưu điểm nổi trội so với các phương pháp khác như: tính gần gũi với tự nhiên, thiết kế đơn giản, ít tạo ra các ô nhiễm thứ cấp, hiệu quả kinh tế vì có thể tận dụng nguồn tài nguyên sẵn có và tạo ra sản phẩm phụ hữu ích.
Việc nghiên cứu “Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo” nhằm mang lại sự trong sạch đối với môi trường, sức khoẻ con người đồng thời góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế cho trang trại. 2. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI HIỆN NAY Hình 1: Trang trại chăn nuôi heo ở Thống Nhất- Đồng Nai Trước đây, hình thức chăn nuôi truyền thống dựa vào nguồn thức ăn sẵn có của địa phương như đồng cỏ tự nhiên và phụ phẩm cây trồng. Trong lúc đó phân bổ chăn nuôi lợn và gia cầm lại sát với dân cư vì chúng chuyển hóa các vật phế thải thành th ịt và trứng. Ví dụ, ở Việt Nam, nước mới bắt đầu công nghiệp hóa 90% mô hình chăn nuôi gia cầm đều gắn với phân bố dân cư. (Gerber và cộng sự - 2005). Khi còn chăn nuôi nhỏ lẻ, kết hợp với việc sử dụng chất thải t ừ chăn nuôi cho hoạt động sản xuất nông nghiệp thì chất thải chăn nuôi từ các hộ gia đình gần như không phải là một mối hiểm họa đối với môi trường. Khi công nghiệp hóa chăn nuôi cộng với sự gia tăng mạnh mẽ về số lượng đàn gia súc thì chất thải từ hoạt động chăn nuôi của các trang trại, gia tr ại đã làm cho môi
trường chăn nuôi đặc biệt là môi trường xung quanh bị ô nhiễm trầm trọng, nó đã gây nên một làn sóng mới phản đối các trang trại chăn nuôi từ phía người dân ở gần các trang trại. Theo báo cáo tổng kết của viện chăn nuôi, hầu hết các hộ chăn nuôi đ ều để nước thải chảy tự do ra môi trường xung quanh gây mùi hôi thối nồng nặc, đặc biệt là vào những ngày oi bức. Nồng độ khí H2S và NH3 cao hơn mức cho phép khoảng 30-40 lần. Tổng số VSV và bào tử nấm cũng cao hơn mức cho phép rất nhiều lần. Ngoài ra nước thải chăn nuôi còn có chứa coliform, e.coli, COD.., và trứng giun sán cao hơn rất nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép. (Theo báo cáo của Công ty môi trường VIETTECH). Theo báo cáo của Tổ chức Nông Lương Thế giới (FAO), chất thải của gia súc toàn cầu tạo ra 65% lượng Nitơ oxit (N2O) trong khí quyển. Đây là loại khí có khả năng hấp thụ năng lượng mặt trời cao gấp 296 lần so với khí CO 2. Động vật nuôi còn thải ra 9% lượng khí CO2 toàn cầu, 37% lượng khí Methane (CH4) – loại khí có khả năng giữ nhiệt cao gấp 23 lần khí CO2. Theo số liệu ước tính của Cục Chăn nuôi, tổng số chất thải rắn hằng năm từ đàn gia súc, gia cầm ở Việt Nam khoảng 73 - 76 triệu tấn (Nguyễn Khoa Lý – Cục Thú Y). Hiện nay với sự hội nhập quốc tế kèm với nó là sự gia tăng những quy đ ịnh về bảo vệ môi trường, các vấn đề môi trường nói chung và môi trường chăn nuôi nói riêng đã nhận được nhiều sự quan tâm của cộng đồng. Trên thế giới môi trường chăn nuôi đã được đánh giá một cách khá toàn diện, một trong số đó là các nghiên cứu về x ử lý chất thải chăn nuôi.Tại Việt Nam, mặc dù đã phần nào cảm nhận đ ược tác hại về môi trường do chăn nuôi gây ra xong gần như chưa có một nghiên cứu đầy đủ nào về quản lý, xử lý chất thải chăn nuôi. 2.1. Hiện trạng xử lý nước thải trong chăn nuôi heo ở Việt Nam Hiện nay, để xử lý ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi, có nhiều công nghệ hiện đại. Tùy theo đặc điểm của từng vùng, từng mô hình mà người chăn nuôi sử dụng các biện pháp khác nhau. Trong đó, hai biện pháp được đánh giá có nhiều ưu điểm là s ử dụng công nghệ khí sinh học, xây dựng hầm biogas và chế phẩm sinh học EM. Vấn
đề xử lý chất thải trong chăn nuôi cũng đã được các cơ quan chức năng và người chăn nuôi quan tâm. Những năm gần đây, nhiều biện pháp xử lý ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi cũng đã được triển khai thực hiện như: Xây dựng hầm khí biogas, sử dụng chế phẩm vi sinh ACTIVE CLEANER… Trong đó, việc xây dựng hầm biogas để xử lý chất thải từ chăn nuôi là biện pháp được triển khai thực hiện khá r ộng rãi và đã mang lại hiệu quả tương đối rõ nét. Trong đó, Dự án "Xây dựng mô hình hầm khí Biogas tiết kiệm năng lượng (TKNL) sử dụng cho hộ gia đình trên đ ịa bàn huy ện Thanh Thủy" do Trung tâm Khuyến công, tư vấn và TKNL Phú Thọ triển khai thuộc Chương trình mục tiêu quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm là một ví d ụ đi ển hình. Với 240 hầm khí biogas được triển khai thực hiện tại 240 hộ gia đình, mỗi năm ước tính xử lý từ 450-500 tấn chất thải trong chăn nuôi và các nguồn chất thải khác, tiết kiệm chi phí cho đun nấu và thắp sáng gần 2 tỷ đồng. Đ ặc biệt, dự án đã gi ải quyết cơ bản tình trạng ô nhiễm môi trường do chất thải từ chăn nuôi gây ra. (Theo Trần Liễu, 2010) Ước tính, hiện toàn tỉnh đã xây dựng được khoảng 5.000 công trình hầm biogas. Tuy nhiên, so với số lượng các hộ chăn nuôi trên địa bàn tỉnh hiện nay thì con số này còn rất khiêm tốn. Bên cạnh đó, hiện nay kỹ thuật xây hầm biogas của một số gia đình hạn chế nên không ít trường hợp xây dựng hầm quá nhỏ so với quy mô chăn nuôi. Việc lựa chọn vật liệu chưa bảo đảm nên hầm nhanh chóng bị ngấm, bị thấm làm cho mùi hôi thoát ra ngoài không những không cải thiện được môi tr ường sống mà còn làm tăng thêm mức độ ô nhiễm. Nhiều hộ có thói quen xả cả nước có hóa chất khử trùng, vắcxin phòng chống bệnh cho gia súc, gia cầm xuống bể chứa làm cho các vi sinh vật hiếm khí bị tiêu diệt nên hầm biogas không được phát huy tác dụng... Do đó, để áp dụng biện pháp này rộng rãi đến toàn bộ các hộ chăn nuôi trên địa bàn tỉnh, rất cần sự hỗ trợ của Nhà nước về kinh phí, tập huấn chuyển giao về khoa học kỹ thuật. Qua đó, để họ có những kiến thức cơ bản về kỹ thuật để xây dựng hầm biogas như thế nào là hợp lý với trang trại của mình, để tránh tình trạng quy mô trang trại quá lớn mà hầm thì quá nhỏ dẫn đến không có hiệu quả, gây lãng phí tiền của. Ngoài việc xây dựng hầm biogas và sử dụng các loại chế phẩm sinh học trong chăn
nuôi, hiện nay biện pháp hữu hiệu và bền vững để xử lý chất thải chăn nuôi tiến tới nền nông nghiệp sạch là phát triển mô hình kinh tế VAC; gắn kết chặt chẽ giữa trồng trọt với chăn nuôi, vừa hạn chế ô nhiễm môi trường, vừa sử dụng ít phân bón hóa học, cũng là một trong những mô hình dễ làm, ít tốn kém và đem lại hiệu quả kinh tế khá cao. Hình 2: Mô hình VAC đạt hiệu quả cao ở huyện Vĩnh Cửu 2.2. Xử lý chất thải trong chăn nuôi heo ở các nước tiên tiến 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 quét rửa hay lọc thông thường. Tuy nhiên một số loại cây thủy sinh như bèo lục bình, cỏ muỗi nước có thể xử lý nước thải, vừa ít tốn kinh phí lại thân thiện với môi trường. (Theo Mỹ An, Báo tin tức sự kiện khoa học công nghệ) Nước thải từ các chuồng gia súc trước tiên cho chảy vào bể lắng, để chất thải rắn lắng xuống đáy. Sau vài ngày cho nước thải trong chảy vào bể mở có bèo l ục bình hoặc cỏ muỗi nước. Mặt nước trong bể được cây che phủ (mật độ khoảng 400 cây/bể). Nếu là bèo lục bình, bể có thể làm sâu tuỳ ý, đối với cỏ muỗi nước thì đ ể nước nông một chút, độ sâu bể xử lý khoảng 30cm. Cỏ muỗi nước cần thời tiết mát
mẻ, còn bèo lục bình phù hợp với thời tiết ấm. Kích cỡ của bể tuỳ thuộc vào l ượng nước thải cần được xử lý. Ví dụ, chất thải của 10 con gia súc vào khoảng 456 lít, sẽ cần bể mỗi cạnh 6m, sâu 0,5m. Bể phải có tổng khối lượng 18m3 và diện tích b ề mặt 36m2. Bể có thể chứa nước thải chuồng nuôi khoảng 30 ngày. Nước thải đ ược giữ trong bể xử lý 10 ngày. Thời gian này, lượng phospho trong nước giảm khoảng 57 - 58%, trong khi 44% lượng nitơ được loại bỏ BOD5 (là phương pháp xác đ ịnh mức độ vật chất hữu cơ trong nước). Trong thời gian giảm xử lý 10 ngày, BOD5 giảm khoảng 80 - 90%. Những biện pháp xử lý nước thải theo cách này đáp ứng tiêu chuẩn tối thiểu. Nước thải ra sông hồ, suối một cách an toàn mà không cần xử lý thêm. Ngoài ra, các cây thuỷ sinh này có thể thu hoạch và dùng làm phân hữu c ơ. Bản thân chúng có thể trực tiếp làm phân xanh hoặc phân trộn. 2.3. Hình thức chăn nuôi heo hộ gia đình và trang trại Có khá nhiều quy trình công nghệ xử lý nước thải trong chăn nuôi đang được áp dụng ở nước ta.Việc lựa chọn công nghệ xử lý nào tùy thuộc vào điều kiện đ ịa lý, điều kiện kinh tế của cơ sở chăn nuôi. Mục tiêu cuối cùng của các công nghệ xử lý là làm cho nước thải đạt quy chuẩn cho phép trước khi thải ra môi trường. Một số quy trình xử lý nước thải chăn nuôi: 2.3.1. Quy mô nhỏ (hộ gia đình) Nước thải -> hố biogas (xử lý kỵ khí) -> hố lắng (2 cấp) 2.3.2. Quy mô trung bình (< 1.000 đầu gia súc) a) Nước thải -> ngăn lắng cát -> hố biogas (xử lý kỵ khí) -> hố lắng (2 cấp) -> mương sinh học hiếu khí -> hố lắng (3 cấp) -> mương chứa (ổn định) -> tuần hoàn để tưới cây. b) Nước thải -> ngăn lắng cát -> hố biogas (xử lý kỵ khí) -> hố lắng (2 cấp) -> bể Aerotank -> bể lắng bùn -> hồ ổn định -> tuần hoàn để tưới cây.
2.3.3. Quy mô lớn (> 1.000 đầu gia súc) Nước thải -> bể lắng cát -> bể điều hòa -> bể kỵ khí UASB/hố biogas -> bể chỉnh nồng độ -> bể Aerotank -> bể lắng bùn -> hồ ổn định -> tuần hoàn để tưới cây. Có nhiều loại hầm lên men Biogas. Hiện nay đang thịnh hành 3 loại hầm: Hầm xây có nắp cố định, hầm xây có nắp trôi nổi và túi biogas bằng nhựa polyethylene. Hầm xây bằng gạch, xi măng có nắp cố định hay nắp trôi nổi đã phát triển trong nhiều năm ở Đồng Nai. Loại túi ủ biogas bằng nhựa khá dễ lắp đặt và rẻ tiền. Chức năng của hầm biogas là xử lý được phần lớn chất hữu cơ, giảm đáng kể lượng khí độc phát sinh, diệt các mầm bệnh trong nước thải, đồng thời cung cấp một lượng khí đốt rẻ tiền. Trung bình 1m3 hầm ủ xử lý lượng nước thải 40-50 lít nước thải/ngày với lượng phân của 2-3 con heo trưởng thành. Thời gian nước thải ở trong hầm biogas tối thiểu 20 ngày mới đảm bảo hiệu quả xử lý. Đối với túi ủ biogas bằng túi nhựa, các cơ sở chăn nuôi có thể mời kỹ thuật viên lắp đặt hay tự thiết kế, thi công theo hướng dẫn kỹ thuật của các cơ quan chuyển giao kỹ thuật. Đối với túi ủ bằng bạt cao cấp HDPE: Màng chống thấm HDPE được chế tạo từ các hạt nhựa nguyên sinh và hàm lượng nhỏ Cacbon (C) đen, vì vậy có cường độ chịu kéo và độ dãn dài rất lớn. Màng được chế tạo thành từng cuộn có chiều dài từ 70-:- 600m/Cuộn tương ứng với chiều dày từ 0.3-3mm. Bề rộng của khổ Vải là 7m, khi thi công được hàn nối với nhau bằng máy hàn nhiệt chuyên dụng . Việc sử dụng túi biogas bằng vật liệu HDPE có một số ưu điểm như sau: - Tấm bạt HDPE có bề mặt màu đen, khi tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng mặt trời sẽ hấp thu được nhiều nhiệt lượng, giữ và ổn định nhiệt nên nhiệt độ của hầm biogas sẽ cao hơn so với các hầm bê tông. Do đó, hiệu quả sinh gas s ẽ cao hơn. - Kỹ thuật xây dựng đơn giản, thể tích lớn. - Đảm bảo được độ kín nên hiệu quả cao trong suốt quá trình sử dụng công trình.
- Bảo trì (hút bùn cặn) dễ dàng nên dễ sàng sau một thời gian sử dụng (trung bình 05 năm) để duy trì hiệu quả sinh khí gas tốt của công trình. - Chi phí vận hành, bảo dưỡng thấp trung bình khoảng 5% tổng chi phí của phần bạt HDPE nắp thu gas. - Chi phí đầu tư rẻ (chỉ bằng khoảng 1/5 giá thành so với hầm bê tông, tương đương 100.000 đ/m3 hầm). - Tuổi thọ trung bình của tấm bạt HDPE thu gas trung bình trên 10 năm, bạt HDPE lót đáy tuổi thọ 100 năm. Mêtan và CO2 sẽ tạo nên dòng tuần hoàn cục bộ giúp cho quá trình hình thành và duy trì bùn sinh học dạng hạt.Vận tốc nước thải đưa vào bể UASB được duy trì trong khoảng 0,6-0,9 m/giờ. PH thích hợp cho quá trình phân hủy kỵ khí dao động trong khoảng 6,6-7,6 vì ở pH < 6,2 thì vi sinh vật chuyển hóa mê tan không hoạt động được. Do đó cần cung cấp đủ độ kiềm (1.000-5.000 mg/l). Do tại Việt Nam chưa có loại bùn hạt nên quá trình vận hành được thực hiện với tải trọng ban đầu khoảng 3 kg COD/m3 ngày đêm. Mỗi khi đạt đến trạng thái ổn định, tải trọng này sẽ được tăng lên gấp đôi cho đến khi đạt tải trọng 15-20 kg COD/m 3 ngày đêm. Thời gian này kéo dài khoảng 3-4 tháng. Sau đó, bể sẽ hoạt động ổn đ ịnh và có khả năng chịu quá tải, cũng như nồng độ chất thải khá cao. Khí metan thu được có thể sử dụng cho việc đun nấu và cung cấp nhiệt. Lượng bùn sinh ra rất nhỏ nên không cần thiết phải đặt vấn đề xử lý bùn. Quá trình xử lý này chỉ tiêu tốn một lượng nhỏ năng lượng dùng để bơm nước. Nước thải được chảy qua lưới lọc 1mmx1mm hay 1,5mmx1,5mm để loại bỏ cặn lớn. Sau đó, nước thải được cho chảy vào bể lắng 3 ngăn (thường xây bằng xi măng) có ngăn 1 sâu 2,5-3m, ngăn 2 sâu 1,2-1,5m, và ngăn 3 sâu < 1m. Nước luân chuyển theo kiểu tràn. Chức năng là giảm đi phần lớn các phần rắn trong nước thải nhưng giải quyết không triệt để các tác nhân gây bệnh trong nước thải. Trung bình 1m3 xử lý cho dưới 10 heo trưởng thành hoặc dưới 50 heo con.
Yêu cầu vận hành: định kỳ lấy bùn lắng trong các bể (2-3 l ần/tháng) sử dụng ủ làm phân bón. Mương sinh học là hệ thống ao đào nhiều hố (thường là 5) để nước thải chảy qua một diện tích lớn, tạo điều kiện cho các quá trình lên men kỵ khí, lên men yếm khí kết hợp với các thực vật thuỷ sinh hấp thu các chất ô nhiễm. Tiêu chuẩn thể tích ao xử lý phân vật nuôi: 1m3/heo trưởng thành. Quy trình này có ưu điểm là công nghệ và vận hành khá đơn giản, giá thành rẻ, nhưng nhược điểm là xử lý không triệt để khí thải, còn mùi hôi, đặc biệt cần diện tích rộng để xử lý đạt hiệu quả. Trong bể Aerotank, quá trình phân hủy các chất ô nhiễm xảy ra khi nước thải tiếp xúc với bùn trong điều kiện sục khí liên tục. Việc sục khí nhằm đảm bảo các yêu c ầu cung cấp đủ lượng ôxy một cách liên tục và duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng. Nồng độ ôxy hòa tan trong nước ra khỏi bể lắng bùn không được nhỏ hơn 2 mg/l. Tốc độ sử dụng ôxy hòa tan trong bể bùn hoạt tính phụ thuộc vào: Tỷ số giữa lượng thức ăn (chất hữu cơ có trong nước thải) và lượng vi sinh vật (tỷ lệ F/M); nhiệt đ ộ; tốc độ sinh trưởng và hoạt động sinh lý của vi sinh vật; nồng độ sản phẩm đ ộc tính tích tụ trong quá trình trao đổi chất; lượng các chất cấu tạo tế bào và hàm lượng ôxy hòa tan.
Hình 3: Phương pháp xử lý hiếu khí, bể lọc sinh học Aerotank Để thiết kế và vận hành hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí một cách hiệu quả cần phải hiểu rõ vai trò quan trọng của quần thể vi sinh vật. Các vi sinh vật này s ẽ phân h ủy các chất hữu cơ có trong nước thải và thu năng l ượng đ ể chuyển hóa thành t ế bào mới, chỉ một phần chất hữu cơ bị ôxy hóa hoàn toàn thành CO2, H2O, NO3-, SO4-… Yêu cầu chung khi vận hành hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí là nuớc thải đưa vào hệ thống cần có hàm lượng SS không vượt quá 150 mg/l, hàm lượng dầu mỡ khoáng không quá 25 mg/l, các chỉ tiêu khác pH = 6,5-8,5; nhiệt độ 6ºC< tºC < 37ºC. 2.4. Hiện trạng quản lý môi trường trong chăn nuôi ở Việt Nam (Theo báo cáo của Th.S Đào Lệ Hằng, Phòng MTCN- Cục Chăn nuôi). Hiện trạng quản lý môi trường trong chăn nuôi ở Việt Nam còn nhiều vấn đề bất cập, cụ thể: - Quản lý nhà nước chuyên ngành về bảo vệ môi trường trong chăn nuôi còn nhiều bất cập về các nguồn lực.
- Tuy việc ban hành các văn bản quy định và hướng dẫn BVMT trong chăn nuôi đã có tương đối đầy đủ nhưng công tác triển khai, giám sát, thanh kiểm tra và đánh giá chưa được phát huy hiệu quả. - Sự phối hợp với các bộ, ngành liên quan và các cấp quản lý đ ịa phương đ ể triển khai công tác BVMT trong chăn nuôi chưa đạt hiệu quả như mong muốn. - Chưa thực hiện được hợp tác quốc tế và lồng ghép hiệu quả công tác bảo vệ môi trường chăn nuôi với nhiều chương trình, kế hoạch khác. - Thiếu điều tra cơ bản trên toàn quốc. - Tình hình nghiên cứu về thực trạng, các biện pháp, công nghệ làm giảm thiểu ô nhiễm và quản lý môi trường trong chăn nuôi chưa nhiều - Chưa thu hút được sự đầu tư ở nhiều thành phần kinh tế vào lĩnh vực BVMT trong chăn nuôi - Nhận thức của chủ chăn nuôi về môi trường còn hạn chế. 85% số hộ chăn nuôi được phỏng vấn cho rằng thiếu khả năng xử lý chất thải do thi ếu đ ất, thiếu kinh phí và thiếu công nghệ. 100% chủ hộ chăn nuôi mong muốn được hỗ trợ về kiến thức và kinh phí xử lý môi trường. 3. ĐẶC TÍNH VÀ TÁC HẠI CỦA CHẤT THẢI CHĂN NUÔI HEO 3.1. Đặc tính của chất thải chăn nuôi heo Chất thải trong hoạt động chăn nuôi heo bao gồm chất thải rắn và chất thải lỏng. Trong đó, chất thải rắn chứa phân, thức ăn thừa ( rau thừa), thức ăn rơi vãi… Chất thải lỏng phát sinh do các hoạt động tắm rửa gia súc, vệ sinh chuồng trại, nước tiểu… Ngoài ra, trong chất thải chăn nuôi còn phải kể đến các chất thải khí như CO2, NH3, CH4,… do hoạt động hô hấp, tiêu hóa của vật nuôi, do ủ phân và chế biến thức ăn. Đây là loại chất thải khó kiểm soát nhất. Nước thải chăn nuôi là một trong những loại nước thải có nồng độ ô nhiễm cao, đặc biệt là BOD, COD, nito, phospho và sinh vật gây bệnh. Các thông số ô nhiễm đặc trưng của nước thải chăn nuôi được thể hiện trong bảng sau:
Bảng 1: Các thông số ô nhiễm đặc trưng của chất thải chăn nuôi và quy chuẩn xả thải Yêu cầu chất lượng Nồng độ nước nước đầu ra Thông số Đơn vị thải đầu vào (QCVN 40 – 2011, Cột A) pH 7,2 - 6-9 BOD5 2817 mg/l 30 COD 5210 mg/l 75 SS 615 mg/l 50 Ntổng 206 mg/l 20 Ptổng 37 mg/l 4 Coliform 5,8.109 MPN/100ml 3000 So sánh hàm lượng N và P trong chất thải chăn nuôi heo: - Chất thải rắn: Nhiều P, hàm lượng N ít hơn so với chất thải lỏng. - Chất thải lỏng: N nhiều, P không đáng kể. Trong nước thải chăn nuôi, hợp chất hữu cơ chiếm 70-80%, hầu hết dễ phân hủy. các chất vô cơ chiếm 20-30% gồm cát, đất, muối, ure, ammonium, muối chlorua… Ngoài ra trong thành phần nước thải còn chứa nhiều vi sinh vật, vi trùng, vi rút và ấu trùng giun sán gây bệnh. 3.2. Tác hại của chất thải chăn nuôi heo 3.2.1. Đối với môi trường - Đối với nguồn nước, sông suối, kênh rạch gần khuôn viên trang trại bị ô nhiễm do phải tiếp nhận nước thải chăn nuôi chưa qua xử lý. Đồng thời, nước thải thấm xuống lòng đất gây ảnh hưởng nước ngầm. - Ô nhiễm không khí do mùi hôi từ trang trại chăn nuôi. - Ô nhiễm môi trường đất, nước, ảnh hưởng đến quá trình sống và phát triển của các sinh vật.
Hình 4: Một hộ chăn nuôi ở xã Thành Thới B, huyện Mỏ Cày Nam xả trực tiếp phân heo ra mương vườn 3.2.2. Đối với sức khỏe con người - Dịch bệnh và các bệnh về đường ruột, dịch tả do sự hoạt động của các vi sinh vật và sinh vật như E.Coli, sán lá gan… - Ảnh hưởng đến đời sống, sinh hoạt, ăn uống của dân cư khu vực vì các vấn đề về mùi hôi thối, ô nhiễm nguồn nước, cảnh quan khu vực trang trại. 3.3. Hậu quả của ô nhiễm môi trường chăn nuôi - Suy giảm chất lượng tài nguyên đất, nước, không khí. - Ảnh hưởng đến sự biến đổi khí hậu do sự phát sinh của khí thải. - Gây và lây bệnh cho người và động- thực vật. - Nguy cơ hoang mạc hóa đất. - Suy giảm đa dạng sinh học. - Ảnh hưởng tới sản xuất, tăng rủi ro cho ngành. 4. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH THÁI TRONG XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI HEO TẠI TRANG TRẠI.
Hình 5: Mô hình xử lý nước thải chăn nuôi heo khép kín
4.1. Quy trình xử lý Hình 6 : Quy trình xử lý nước thải chăn nuôi heo khép kín. 4.2. Mô tả quy trình và phân tích quy trình a) Trước tiên, phân heo sẽ được thu dọn cho vào các luống nuôi trùn quế. Tại đó, lượng phân heo này sẽ được trùn quế sử dụng làm dinh dưỡng để phát triển, đồng thời, phân heo được chuyển thành loại phân bón giàu dinh dưỡng 100% hữu cơ, dễ hấp thu cho cây trồng và được sử dụng để trồng rau nuôi heo. Mặt khác, l ượng l ớn sinh khối trùn quế được sử dụng làm dịch trùn, dùng để pha thêm vào thức ăn cho heo nhằm bổ sung các chất dinh dưỡng và kháng thể thiết yếu. Cơ sở của việc sử dụng trùn quế để xử lý phân tươi:
Hình 7: Đặc điểm và lợi ích của Trùn quế - Luống nuôi trùn quế làm từ nền xi măng hoặc làm bằng vật liệu nhẹ như bạc không thấm nước, gỗ, có bề ngang từ 1-2m, sâu 30-40 cm, có mái che, có khả năng thoát nước và thông thoáng.
Hình 8: Mô hình nuôi trùn quế của Trung tâm giống nông nghiệp Cà Mau. - Trùn quế được nuôi trong điều kiện nhiệt độ từ 20-30ºC, PH trung tính, độ ẩm cao, được cung cấp đầy đủ phân heo hàng tuần và thường xuyên phun ẩm sẽ cho thu hoạch khoảng 1kg/1m2/ tháng, có khi lên đến 2-3kg/1m2/tháng chỉ với 2-3kg giống ban đầu. Hình 9 : Sinh khối và dịch trùn thu được từ quá trình nuôi trùn quế - Dịch trùn quế được sử dụng làm chất dẫn dụ gia súc, đồng thời là nguồn dinh dưỡng bổ sung ở dạng nước với kháng thể thiết yếu có thể thay thế dầu mực, vitamin C, men vi sinh cho heo, góp phần tăng năng suất chăn nuôi. Bảng 2: So sánh tỷ lệ các thành phần dinh dưỡng của Dịch trùn và Trùn tươi. CHẤT DỊCH TRÙN TRÙN TƯƠI Pepsin Diges 100% 16% Calcium 1,13% 0,31%
Nitơ 1,2% 1,7% Lysine 1,04% 0,62% Glysin 0,27% 0,18% Glutamic 0,78% 0,60% Acid béo (C12) 3,94% 30,95% Acid béo (C16) 10,82% 8,13% Acid Béo 47,47% 20,95% (Omega 3) - Sau khi thu hoạch sinh khối trùn quế, phân trùn được thu gom và lưu trữ thông thoáng. Phân trùn quế chứa nhiều vi sinh vật có hoạt tính cao như hệ vi khuẩn cố định đạm tự do (Azotobacter), vi khuẩn phân giải lân, phân giải celluose, chất xúc tác sinh học và các chất khoáng cần thiết, dễ hấp thụ cho rau trồng.
Hình 10: Phân trùn quế được thu gom và đóng gói. b) Song song với quá trình trên, ta thực hiện quá trình thu hồi khí bioga t ừ n ước th ải chứa phân: Sau khi thu dọn phân heo, nước thải cùng với lượng phân còn sót lại trong chuồng trại được dội rửa rồi cho vào hố Bioga để thu hồi khí sinh học. Mặc khác, ta sử dụng nước sau quá trình ủ để cung cấp và tưới tiêu cho rau trồng. Hình 11: Túi khí ga thu được từ hố Bioga tại trang trại heo Mai Linh- Quảng Bình - Nước thải tắm rửa, dội chuồng có nhiều chất cặn bã, vi trùng gây bệnh được đưa qua hệ thống thống hố gas lắng, sau đó cho vào hầm ủ biogas. Thời gian lưu nước trong hầm ủ từ 10- 15 ngày, pH từ 6.5-8.5, nhiệt độ 30-35º C sẽ cho hiệu quả tốt nhất. - Năng suất gas (CH4) đạt từ 0,5-0,6m3/m3 dịch phân hủy/ ngày đêm.
- Việc xây dựng hố Bioga phụ thuộc vào đặc điểm nền đất của trang trại. Đối với những vùng có nền đất tốt, mực nước ngầm thấp, có thể đào sâu và diện tích mặt bằng hẹp, như kiểu KT1. Hình10 – Thiết bị khí sinh học nắp cố định kiểu KT.1 - Kiểu KT2 phù hợp với những vùng có nền đất yếu, mực nước ngầm cao, khó đào sâu và diện tích mặt bằng rộng. Hình11 – Thiết bị khí sinh học nắp cố định kiểu KT2 - Toàn bộ chất thải lỏng từ chuồng trại được cho vào bể nạp, có thể xây dựng đường mương nối giữa chuồng nuôi với bể nạp cho việc thu chất thải được dễ dàng. Chất thải từ bể nạp theo đường ống xuống bể phân giải, tại đây, dịch thải được xử lý yếm khí nhờ vi sinh vật, khí Biogas sẽ được thu tại đầu của bể diều áp nhờ vào van khóa. Vật liệu để xây dựng công trình KSH kiểu KT