XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI BẰNG CÔNG NGHỆ BIOGAS

ĐAI HOC KHOA HOC TƯ NHIÊN TP.HCMKHOA MÔI TRƯƠNG

TIỂU LUẬN

XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI

BẰNG CÔNG NGHỆ BIOGAS

GVHD: Trần Minh Chí

HOC VIÊN: Đinh Công Hoàng

Đỗ Thị Bích Ngọc

Nguyên Thị Thao Nguyên

Nguyên Thị Thiện Nhơn

- Tháng 12, 2013 -

MỤC LỤCMỞ ĐẦU..........................................................................................................................................1

1. Tính cấp thiết của đề tài......................................................................................................1

2. Mục đích nghiên cứu:.........................................................................................................2

3. Nội dung nghiên cứu..........................................................................................................2

4. Phương pháp thực hiện:......................................................................................................2

5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:.....................................................................................2

CHƯƠNG 1.....................................................................................................................................3

TÔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ BIOGAS.................................................................................3

1.1. Lịch sử hình thành và phát triển của công nghệ Biogas......................................................3

1.1.1. Thế giới.......................................................................................................................3

1.1.2. Việt Nam....................................................................................................................4

1.2. Thành phần và tính chất của Biogas...................................................................................6

1.3. Tổng quan công nghệ Biogas trong nông nghiệp................................................................8

1.3.1. Nguồn nguyên liệu san xuất Biogas...........................................................................8

1.3.2. Các yếu tố anh hưởng đến quá trình san sinh khí sinh học........................................9

1.3.3. Nguyên lý của quá trình chuyển hóa........................................................................17

CHƯƠNG 2...................................................................................................................................24

NGÀNH CHĂN NUÔI VÀ VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG PHÁT SINH.......................................24

2.1. Đặc điểm ngành chăn nuôi Việt Nam...............................................................................24

2.2. Nguồn gây ô nhiêm môi trường từ hoạt động chăn nuôi...................................................30

2.2.1. Sự phát triển chăn nuôi và vấn đề môi trường..........................................................30

2.2.2. Nguồn gây ô nhiêm môi trường từ hoạt động chăn nuôi..........................................31

2.2.3. Đánh giá tác động của ô nhiêm môi trường từ hoạt động chăn nuôi........................39

2.2.4. Ô nhiêm môi trường trong các cơ sở chăn nuôi gia súc, gia cầm.............................40

2.2.5. Ô nhiêm môi trường trong các cơ sở giết mổ, sơ chế san phẩm động vât...............42

2.2.6. Ô nhiêm môi trường trong các cơ sở san xuất thuốc thú y, chẩn đoán xét nghiệm bệnh động vật..........................................................................................................................43

2.2.7. Ô nhiêm môi trường trong quá trình xử lý xác động vật bị dịch bệnh.....................45

CHƯƠNG 3:.................................................................................................................................47

XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN CHĂN NUÔI BẰNG CÔNG NGHỆ BIOGAS.....................................47

3.1. Tình hình áp dụng xử lý chất thai rắn chăn nuôi bằng công nghệ Biogas.........................47

3.1.1. Trên thế giới.............................................................................................................47

3.1.2. Việt Nam..................................................................................................................48

3.2. Tình hình áp dụng công nghệ hầm ủ Biogas ở Việt Nam.................................................55

3.3. Đánh giá hiệu qua tình hình sử dụng Biogas....................................................................56

3.4. Vấn đề xử lý.....................................................................................................................60

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................................................65

Xử lý chất thải rắn bằng công nghệ Biogas GVHD: Trần Minh Trí

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Trong những năm qua, nhiều mô hình chăn nuôi lợn và bò sữa được triển khai trên

địa bàn ca nước đã đem lại nguồn thu nhập cao, đóng góp vào sự phát triển kinh tế, cai

thiện đời sống cho nhân dân địa phương. Tuy nhiên, các mô hình chăn nuôi nhỏ lẻ trong

khu dân cư đã và đang để lại những hệ lụy nghiêm trọng, báo động về sự ô nhiêm môi

trường từ nguồn nước thai chăn nuôi.

Theo Cục chăn nuôi Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (NN&PTNT), mỗi

năm, ngành chăn nuôi gia súc gia cầm thai ra khoang 75-85 triệu tấn chất thai, với phương

thức sử dụng phân chuồng không qua xử lý ổn định và nước thai không qua xử lý xa trực

tiếp ra môi trường gây ô nhiêm nghiêm trọng.

Hiện ca nước có 8,5 triệu hộ chăn nuôi quy mô gia đình, 18.000 trang trại chăn nuôi

tập trung, nhưng mới chỉ có 8,7% số hộ xây dựng công trình khí sinh học (hầm Biogas).

Tỷ lệ hộ gia đình có chuồng trại chăn nuôi hợp vệ sinh cũng chỉ chiếm 10% và chỉ có

0,6% số hộ có cam kết bao vệ môi trường. Vẫn còn khoang 23% số hộ chăn nuôi không

xử lý chất thai bằng bất kỳ phương pháp nào mà xa thẳng ra môi trường bên ngoài…gây

sức ép đến môi trường.

Ở nước ta, việc nghiên cứu ứng dụng rộng rãi công nghệ khí sinh học là một giai

pháp chủ yếu để giai quyết tình trạng ô nhiêm môi trường, cung cấp nguồn chất đốt, tiết

kiệm năng lượng rất hiệu qua ở các vùng nông thôn. Nhu cầu sử dụng công nghệ biogas

cho các hộ gia đình nông dân là rất cao, đặc biệt là đối với các hộ chăn nuôi trâu, bò, lợn

với quy mô hộ gia đình như nước ta hiện nay.

Trong bối canh tài nguyên năng lượng hóa thạch trên thế giới ngày càng cạn kiệt,

năng lượng mới tái tạo đã và đang trở thành mối quan tâm không phai chỉ riêng mỗi quốc

gia nào mà trở thành vấn đề toàn cầu. Trước tình hình trên, từ hơn 20 năm qua, nhiều nhà

khoa học trên thế giới đã bắt đầu truy tìm nhiều loại năng lượng khác nhau, nhất là năng

lượng tái lập. Một trong những năng lượng gần gũi nhất với chúng ta đó là năng lượng có

từ sự phân hủy rác hữu cơ của gia đình và phân chuồng gia súc như trâu, bò, heo…đó

chính là năng lượng khí sinh học hay còn gọi là Biogas.

Trang 4


Để mở rộng quy mô và phạm vi áp dụng mô hình Biogas có hiệu qua thì công việc

nghiên cứu về Biogas là rất quan trọng. Vì vậy nhóm quan tâm đến đề tài “Xử lý chất thải

chăn nuôi bằng công nghệ Biogas”.

2. Mục đích nghiên cứu:

Xây dựng giai pháp nâng cao hiệu quan lý tại nguồn đối với chất thai rắn phát sinh

từ hoạt động chăn nuôi nhằm giam thiểu mức độ ô nhiêm môi trường phát sinh từ hoạt

động chăn nuôi ở nước ta.

3. Nội dung nghiên cứu

- Đánh giá hiện trạng hoạt động chăn nuôi gia súc, gia cầm của nước ta và những

vấn đề môi trường phát sinh từ hoạt động chăn nuôi.

- Đánh giá thực trạng áp dụng công nghệ xử lý chất thai rắn chăn nuôi bằng công

nghệ Biogas ở nước ta hiện nay.

- Đề xuất một số giai pháp nâng cao hiệu quan lý tại nguồn đối với chất thai rắn phát

sinh từ hoạt động chăn nuôi.

4. Phương pháp thực hiện:

Phương pháp thực hiện là phương pháp thu thập dữ liệu, tổng hợp tài liệu.

5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

- Đối tượng nghiên cứu: Công tác quan lý nhà nước đối với hoạt động chăn nuôi.

- Phạm vi nghiên cứu: Trong phạm vi nghiên cứu đề tài, đề tài sẽ tập trung nghiên

cứu, đánh giá và xây dựng cơ sở dữ liệu đối với hoạt chăn nuôi bò và heo.

Trang 5


CHƯƠNG 1

TÔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ BIOGAS

1.1. Lịch sử hình thành và phát triển của công nghệ Biogas

1.1.1. Thế giớia. Các nguồn lịch sử của công nghệ khí sinh học

Các hệ thống nghiên cứu đầu tiên về san xuất khí sinh học bắt đầu một nhà nhà khoa học Ý tên là Allesandro Volta, là một trong những người tham gia vào các nghiên cứu điện hiện nay, và tên đơn vị điện áp đo được gọi là “V”. Vào những năm 1770 Volta để ý đến khí đầm lầy trong trầm tích của các hồ ở miềm Bắc Italy, sau đó ông bắt đầu tiến hành thí nghiệm về sự cháy của khí này. Faraday, nhà vật lý người Anh đã thử nghiệm với khí đầm lầy và xác định nó như là một Hydrocacbon. Chỉ trong năm 1821, nhà nghiên cứu Avogadro đã thiết lập công thức hóa học của khí mêtan (CH4). Nhà vi khuẩn học nổi tiếng của Pháp, Pasteur vào năm 1884 đã tiến hành thử nghiệm với phân rắn. Ông là người đầu tiên đề xuất việc sử dụng các phân từ các chuồng nuôi gia súc ở Paris để san xuất khí đốt giúp chiếu sáng đường phố.

Cùng với sự phát triển của công nghệ, năm 1897 tại một bệnh viện cho bệnh nhân ở Bombay, Ấn Độ được xây dựng nhà máy đầu tiên, khí đốt được sử dụng cho chiếu sáng và năm 1907 đã được cung cấp các công cụ để san xuất điện.

Tại Đức, một kỹ sư từ nhà máy xử nước thai, gọi là “Emshersky”. Hôm nay, mỗi nhà máy xử lý giai đoạn kỵ khí là san xuất khí thai từ đó được sử dụng để sưởi ấm các lò lên men hoặc cho nhiệt và điện.

Hình 1: Nhà máy khí sinh học thành phố (Giai đoạn kỵ khí của các nhà máy xử lý)

Trang 6


Trước và trong chiến tranh thế giới II Đức, để đáp ứng nhu cầu tăng lên đối với “nhiên liệu khí đốt” người ta đã cố gắng gia tăng san xuất của khí thai bằng cách cho thêm chất thai rắn hữu cơ được sử dụng một phương pháp gọi là Kofermentatsiey ngày hôm nay. Năm 1940, ở Stuttgart lần đầu tiên cho thành công có thể pha trộn với dầu tách chất béo.

b. Nguồn gốc của ngành khí sinh học trong nông nghiệp

Chỉ sau chiến tranh, nông nghiệp được cho là một nhà cung cấp tiềm năng nguyên liệu của các khí sinh học – Đó là nguồn chất thai của gia súc.

Đại học lỹ thuật Darmstadt năm 1947 đã phát triển một nhà máy khí sinh học cho các doanh nghiệp nhỏ nông nghiệp với một bể lên men ngang có tựa đề “Hệ thống Darmstadt”. Các loại khác đối với phân rắn như đã biết và đã được phát triển tại Berlin và Munich.

1.1.2. Việt Nam

Thời kỳ 1960 – 1975

ở miền Bắc Việt Nam những thông tin về việc sử dụng khí sinh học trong phong trào “Đại nhay vọt” của Trung Quốc vào những năm 1957-1960 đã gây ra sự chú ý của nhiều người. Tại một số địa phương, nhiều các nhân và cơ quan đã tìm hiểu và xây dựng thử các thiết bị khí sinh học như Hà Nội, Bắc Thái, Hà Nam Ninh, Hai Hưng. Tuy nhiên, vì những lý do về kỹ thuật và quan lý, các công trình này không đạt hiệu qua mong muốn.

Ở miền Nam Việt Nam, năm 1960, Nhà khao cứu và Nông Lâm súc của chính quyền Sài Gòn có thí nghiệm biện pháp san xuất khí mêtan từ phân động vật, nhưng do việc nhập cang ồ ạt các loại khí Butan, Propan và phân hóa học nên ý đồ triển khai việc nghiên cứu đã không được thực hiện.

Thời kỳ 1976 – 1980

Sau khi đất nước thống nhất (1975), trước nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội hóa, nâng cao mức sống của nhân dân, các dạng năng lượng mới và tái tạo nói chung, trong đó có khí sinh học nói riêng lại được chú ý tới.

Thiết bị san xuất khí sinh học được lựa chọn để thử nghiệm ban đầu thuộc loại nắp nổi bằng tôn, bể phân hủy xây bằng gạch và có cổ bể có gioăng nước để gữi kín khí được tích trong nắp chứa khí. Tuy nhiên, những công trình này đã phai bỏ dở vì những lý do kỹ thuật và quan lý. Tới cuối năm 1979, công trình khí sinh học ở nông trường Sao Đỏ (Mộc Châu, Sơn La) có thể tích phân hủy là 27 m3 đã hoàn thành và hoạt động tốt. Kết qua này

Trang 7


là nguồn cổ vũ khích lệ lớn đối với cán bộ nghiên cứu, những nhà quan lý và nhân dân, đặt cơ sở cho việc triển khai tiếp tục công nghệ khí sinh học sau này.

Thời kỳ 1981 – 1990

Trong hai kỳ kế hoạch 5 năm, từ 1981 – 1985 và 1985 – 1990 công nghệ khí sinh học đã trở thành một trong những lĩnh vực ưu tiên trong Chương trình nghiên cứu cấp nhà nước về Năng lượng mới (mã số 52C).

Đến năm 1990, nhiều tỉnh trong toàn quốc đã có những công trình khí sinh học được xây dựng. Phát triển mạnh mẽ nhất là các tỉnh ở phía Nam vì có những điều kiện thuận lợi về kinh tế - xã hội và khí hậu. Tính chung trong toàn quốc thời kỳ này có khoang trên 2.000 công trình.

Thời kỳ 1991 tới nay

Sau khi kết thúc kế hoạch 1986 – 1990, chương trình 52C giai thể. Hoạt động nghiên cứu và triển khai về năng lượng mới không được đưa vào chương trình Năng lượng của nhà nước, việc phát triển năng lượng mới bị chững lại.

Từ năm 1993 tới nay, công nghệ khí sinh học được phát triển mạnh mẽ trong khuôn khổ các dự án về vệ sinh môi trường, nông nghiệp và phát triển nông thôn với nhiều kiểu thiết bị khí sinh học mới. thiết bị dạng túi dẻo PE theo mẫu của Côlômbia, được phát triển nhờ dự án SAREC – S2 – VIE22 do Viện chăn nuôi Quốc gia, Hội làm vườn Trung ương (VACVINA), cục khuyến nông và Khuyến Lâm và trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh triển khai. Thiết bị nắp cố định có vòm bán cầu bằng compozit, phần đước xây bằng gặp lúc đầu có dạng hình trụ, nay “cai tiến” thành dạng hình hộp do Trung tâm tư vấn hỗ trợ phát triển nông thôn (RDAC) thực hiện.

Bên cạnh đó, nhiều Sở Khoa học Công nghệ cũng tự nhiên nghiên cứu và đưa ra những kiểu riêng như Phú Thọ, Quang Trị…

Tóm lại, trong giai đoạn này do không có tổ chức đầu mối quan lý, nên việc phát triển công nghệ khí sinh học rất đa dạng và tự phát. Để thống nhất quan lý nhà nước về công nghệ khí sinh học, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đã ban hành tiêu chuẩn ngành về công trìn khí sinh học quy mô nhỏ.

Tới nay ước tính số lượng công trình khí sinh học đang hoạt động trong toàn quốc vào khoang trên 100.000 công trình, trong đó có gần 30.000 công trình là loại công nghệ túi ni long. Tỉnh dẫn đầu về số lượng loại này là Tiền Giang với trên 5.000 túi. Về loại thiết bị nắp cố định, tỉnh dẫn đầu là Hà Tây với khoang trên 7.000 công trình, nhiều nhất ở huyện Đan Phượng.

Trang 8


1.2. Thành phần và tính chất của Biogas

Biogas là một loại năng lượng sinh học có được từ sự nén, khử hay lên men trong điều kiện yếm khí của những vật chất có nguồn gốc hữu cơ như phân chuồng, bùn trong hệ thống cống ranh, rác phế thai gia cư, hoặc các loại rác hữu cơ có thể bị sinh phân hủy.

Biogas là một hỗn hợp khí nhẹ hơn không khí, nhiệt độ bốc lửa khoang 7000C (đối

với dầu DO, khoang 3500C; đối với xăng gas và propane khoang 500C). Nhiệt độ ngọn lửa

sử dụng biogas khoang 8700C.

Thành phần biogas bao gồm 50-70% CH4; 35-50%CO2, hàm lượng hơi nước khoang

30-160 g/m3; hàm lượng H2S 4-6 g/m3. Giá trị năng lượng khoang 5,96 kWh/m3 và tỷ

trọng 0,94 kg/m3. Lượng không khí cần thiết cho quá trình cháy của biogas khoang 5,7

m3không khí/ m3biogas, với tốc độ cháy khoang 40cm/s.

Quá trình phân hủy diên ra càng lâu, nồng độ metan và giá trị năng lượng càng cao.

Khi thời gian lưu ngắn, hàm lượng metan sẽ giam xuống 50%, khi đó biogas không còn

kha năng cháy nữa. Vì vậy, lượng Biogas sinh ra sau 4-5 ngày đầu tiên sẽ được xa bỏ.

Hàm lượng khí CH4 trong biohas phụ thuộc vào nhiệt độ, nhiệt độ càng thấp, hàm lượng

CH4 trong Biogas càng cao, nhưng lưu lượng Biogas sinh ra thì ngược lại. Hàm lượng

CH4 sinh ra đối với từng loại chất thai điển hình được liệt kê như sau:

- Chất thai của trâu, bò: 65%

- Chất thai của gia cầm: 60%

- Chất thai của heo: 67%

Lượng khí sinh ra được xác định bằng (Nm3) biogas hoặc (Nm3) CH4. Việc xác định

theo (Nm3) Biogas sẽ nhanh hơn, nhưng không chính xác bằng phương pháp xác định

theo (Nm3) CH4.

Qua đó giá trị năng lượng của 1 m3 biogas chứa 62% CH4 khoang 22MJ, tương ứng

với năng lượng điện khoang 6kWh. Về hệ số tỷ lượng cháy, nhu cầu không khí cho quá

trình cháy khoang 9,6 m3 không khí/ m3 CH4, tức khoang 5,75 m3 không khí/ m3 Biogas.

Khí sinh học có thể sử dụng cho các mục đích như: Đun nấu, thắp sáng rất thuận tiện. Ngoài ra cũng có thể sử dụng làm nhiên liệu thay thế xăng dầu chạy cho động cơ đốt trong để phát điện, kéo các máy công tác... ở những vùng thiếu nhiên liệu.

Khí sinh học được dùng để sấy chè, ấp trứng, sưởi ấm gà con, chạy tủ lạnh hấp phụ và hiệu qua khi phối hợp với hầm mát để bao quan hoa qua tươi, ngâm hạt giống.

Trang 9


Bảng 1. Thành phần và một số tính chất cơ bản của Biogas

Thông số Đơn vị CH4 CO2 H2 H2SHỗn Hợp Khí Biogas ( 60% CH4 ;40% CO2)

% thể tích % 55-70 27-44 1 3 100

Giá trị lưới năng lượng (n.c.v)

kJ/Nm3 35.800 - 10.800 22.800 21.500

Giới hạn cháy nổ %V 8-10 - 4-80 4 – 4,56 – 12

Điểm bốc cháy 0C 650-750 - 585 - 650 – 750

Tỷ trọng (thông thường)

g/l 0,72 1,98 0,09 1,55 1,2

Hệ số tỷ trọng với không khí

0,55 2,5 0,07 1,2 0,83

Nguồn: B.T.NIJAGUNA, Biogas Technology, New Age Iternational Publisher

Trang 10


1.3. Tổng quan công nghệ Biogas trong nông nghiệp

1.3.1. Nguồn nguyên liệu sản xuất Biogas

1.3.1.1. Nguyên liệu có nguồn gốc từ động vật

Nguyên liệu có nguồn gốc động vật bao gồm chất thai (phân và nước tiểu) của gia súc, gia cầm và chất thai của người,…

Số lượng chất thai trên một đầu động vật phụ thuộc vào khối lượng cơ thể và chế độ dinh dưỡng. Bang 1 cho ta thấy ước tính san lượng chất thai

Bảng 2: Lượng chất thải hàng ngày của động vật và người

Các loại chất thai này được xử lý trong bộ máy tiêu hóa của động vật nên dê phân giai và nhanh chóng tại khí sinh học. Tuy vậy, thời gian phân giai của phân không dài (khoang 2-3 tháng) và tổng san lượng khí thu được cũng không lớn.

Chất thai gia súc như trâu, bò, lợn phân giai nhanh hơn chất thai gia cầm và chất thai người, nhưng san lượng khí của chất thai gia cầm và chất thai người lại cao hơn.

1.3.1.2. Nguồn gốc từ thực vật

Các nguyên liệu thực vật gồm lá cây và cây thân thao như phụ phẩm cây trồng (rơm, rạ, thân lá ngô, khoai, đậu…) rác sinh hoạt hữu cơ (rau, qua, lương thực bỏ đi…) và các loại cây xanh hoang dại (rông, bèo, các cây phân xanh…). Gỗ và thân cây già rất khó phân giai nên không dùng làm nguyên liệu được

Nguyên liệu thực vật thương có lớp vỏ cứng rất khó bị phân giai. Để quá trình phân giai kỵ khí diên ra được thuận lợi, người ta thường phai xử lý sơ bộ (cắt nhỏ, đập dập, ủ hiếu khí) trước khi nạp chúng vào thiết bị khí sinh học để phá vỡ lớp vỏ cứng và tăng diện tích tiếp xúc cho vi khuẩn tấn công.

Trang 11


Thời gian phân giai của nguyên liệu thực vật thường dài hơn so với chất thai động vật. Do vậy nguyên liệu thực vật nên được sử dụng theo cách nạp từng mẻ, mỗi mẻ kéo dài từ 3 – 6 tháng.

1.3.1.3. Sản lượng khí thực tế của các loại nguyên liệu

Trong thực tế, san lượng khí thu được khi lên men nguyên liệu trong các thiết bị khí sinh học thường thấp hơn so với lý thuyết vì chúng được phân giai trong một thời gian nhất định và chưa phân giai hoàn toàn.

Bang 3 cho chúng ta số liệu tham khao đối với một số nguyên liệu thường gặp. San lượng khí hàng ngày được tính theo lượng nguyên liệu nạp hàng ngày (lít/kg/ngày). Chất thai động vật được nạp theo phương thức liên tục bổ sung hàng ngày. Thực vật được nạp từng mẻ.

Bảng 3: Đặc tính và sản lượng khí sinh học của một số nguyên liệu thường gặp

1.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sản sinh khí sinh học

Quá trình phân giai tạo khí sinh học chịu anh hưởng của nhiều yếu tố. Chúng ta xét

tới những yếu tố quan trọng nhất cần thiết trong xây dựng và vận hành thiết bị để đam bao

cho thiết bị vận hành tốt nhất và san sinh ra san lượng khí sinh học như người ta mong

muốn. Quá trình chuyển hóa các thành phần hữu cơ tạo biogas được thực hiện bởi các

nhóm VSV. Các VSV này sử dụng một số enzym để làm chất xúc tác cho phan ứng sinh

học. Hoạt động của các enzym này đòi hỏi các điều kiện hóa lý riêng (hay còn goại là

điều kiện môi trường) nhằm tối ưu hóa quá trình chuyển hóa sinh học. Các yếu tố hóa lý

quan trọng anh hưởng đến tốc độ của phan ứng sinh khối bao gồm nhiệt độ, pH, tỷ lệ C/N,

điều kiện dinh dưỡng, yếu tố gây độc của các thành phần dạng vết, tốc độ oxy hóa khử

Trang 12


của cơ chất, thành phần độ ẩm, thời gian lưu trong hầm. Mức độ anh hưởng của các yếu

tố này xét trên nhiều khía cạnh khác nhau được trình bày chi tiết như sau:

a. Môi trường kỵ khí

Quá trình lên men tạo khí sinh học là do những vi khuẩn kỵ khí bắt buộc tham gia, trong đó các vi khuẩn sinh mê tan là những vi khuẩn quan trọng nhất, chúng là những vi khuẩn kỵ khí bắt buộc. Sự có mặt của oxy sẽ kìm hãm hoặc tiêu diệt các vi khuẩn này, vì vậy phai đam bao điều kiện khí tuyệt đối của môi trường lên men. Sự có mặt của oxy hòa tan trong dịch lên men là một yếu tố không có lợi cho quá trình phân giai kỵ khí.

b. Nhiệt độ

Hoạt động của vi khuẩn sinh mê tan chịu anh hưởng rất lớn của nhiệt độ. Trong điều kiện vận hành đơn gian, nhiệt độ lý tưởng vào khoang 350C. San lượng khí giam rõ rệt khi nhiệt độ môi trường giam. Dưới 100C quá trình sinh mê tan hầu như ngừng hẳn.

Trong quá trình phân hủy tạo biogas, nhiệt độ anh hưởng tới tốc độ của phan ứng

sinh học, độ hòa tan của các kim loại nặng (yếu tố gây độc), độ hòa tan của CO2 và thành

phần biogas sinh ra. Khi nhiệt độ môi trường tăng, tốc độ phan ứng sinh học sẽ tăng theo

và do đó tốc độ sinh khí biogas sẽ cao.

Tốc độ sinh khí biogas sẽ tăng gấp đôi khi nhiệt độ tăng 100C. Tuy nhiên, điều này

hầu như không xay ra, vì hầu hết các loại vi khuẩn tham gia vào quá trình chuyển hóa

biogas chỉ hoạt động trong một khoang nhiệt độ nhất định. Ba khoang nhiệt độ mà vi

khuẩn hoạt động hiệu qua nhất là:

- T < 150C: Khoang hoạt động của vi khuẩn ưa lạnh;

- T = 15 - 450C : Khoang hoạt động của vi khuẩn ưa nhiệt độ trung bình;

- T = 45 - 650C: Khoang hoạt động của vi khuẩn ưa nhiệt;

Trong phan ứng biogas, hai khoang nhiệt độ hoạt động của hai nhóm vi khuẩn ưa

nhiệt độ trung bình (khoang 25 - 370C) và vi khuẩn ưa nhiệt (khoang 550C) là quan trọng

vì quá trình phân hủy yếm khí sẽ dừng lại khi nhiệt độ thấp hơn 100C.

Vấn đề anh hưởng thứ 2 của nhiệt độ là độ hòa tan của CO2 và kim loại nặng. Độ tan

của CO2 giam khi nhiệt độ tăng, và ngược lại, ở nhiệt độ thấp hàm lượng CO2 hòa tan

trong pha lỏng sẽ cao. Đối với kim loại nặng, kha năng hòa tan tăng theo nhiệt độ và do

đó, tại nhiệt độ cao, sự có mặt của chúng có thể là yếu tố gây độc.

Trang 13


Một điểm bất lợi của quá trình phân hủy nhiệt độ cao đó là, trong thành phần biogas

sinh ra sẽ có sự hiện diện của khí H2S, gây mùi hôi. San lượng biogas sinh ra trong một

mô hình hầm ủ thông thường của Trung Quốc theo số liệu thực nghiệm khoang 0,15 m3

khí/ m3 phân ở nhiệt độ 15 -170C; 0,2 -0,3 m3/ m3 ở 22 – 28 0C và 1,5 m3/ m3 ở 35 – 38 0C.

Lưu lượng biogas thu được cao nhất từ nguồn nguyên liệu phân bò khoang 4,5 m3 CH4/

m3 phân.ngày ở nhiệt độ 35 – 38 0C ( tức khoang 9 m3 biogas/ m3phân.ngày).

Đối với những chủng loại vi khuẩn nhạy cam đối với sự biến thiên của nhiệt độ, điều

quan trọng là phai duy trì một nhiệt độ không đổi riêng biệt. Nguồn nguyên liệu có nhiệt

độ thấp, hoặc hệ thống có lớp cách nhiệt không tốt, hoặc quá trình vận hành để xay ra sự

phân tầng nhiệt độ… có thể gây anh hưởng đến hoạt động của vi khuẩn và do đó, sẽ giam

năng suất sinh biogas. So với vi khuẩn ưa nhiệt độ trung bình, vi khuẩn ưa nhiệt nhạy cam

với nhiệt độ hơn.

Đồ thị 1 cho thấy anh hưởng của nhiệt độ đối với san lượng khí với thời gian phân giai 120 ngày với các loại phân. Các vi khuẩn sinh mê tan không chịu được sự thăng giáng nhiệt độ quá nhiều trong ngày. Điều này sẽ làm giam san lượng khí. Vì vậy vào mùa đông cần phai giữ ấm cho thiết bị, thậm chí đối với các vùng lạnh cần phai đam bao cách nhiệt tốt cho quá trình lên me. Đôi khi ở những quá trình lên men nhanh người ta phai gia nhiệt cho dịch men để giam thời gian lưu trong các thiết bị lên men.

Hình 2: Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với san lượng khí

Trang 14


c. Độ pH

Độ pH tối ưu cho hoạt động của vi khuẩn là 6,8 – 7,5 tương ứng với môi trường hơi kiềm. Tuy nhiên, vi khuẩn sinh mê tan vẫn có thể hoạt động trong giới hạn độ pH từ 6,5 – 8,5.

Hầm phân hủy hoạt động tốt ở pH 7,0 ( trong môi trường độ kiềm yếu). Sự xuất

hiện một số ion sau có thể làm anh hưởng đến pH của hầm: HCO3-, H2CO3

-, NH4+,

CH3COO-, Ca2+… gốc HCO3- góp phần làm tăng độ kiềm bicacbonat thông qua phan ứng

thuận nghịch sau:

HCO3- + CH3COOH H2O + CO2 + CH3COO-

Dãy pH tối ưu của hầm ủ nằm trong khoang trung tính (6,8 -7,4). Khi tỷ lệ sinh các

axit béo bay hơi vượt quá kha năng vi khuẩn metan hóa có thể sử dụng, pH sẽ giam xuống

dưới mức tối ưu. Để tăng pH trở lại, quá trình vận hành cần bổ sung thêm độ kiềm cho

hầm phân hủy, lấy từ nguồn bên ngoài. Độ kiềm bicabonat trong quá trình phân hủy kỵ

khí cần duy trì ở mức 1.000 mg CaCO3/l để đam bao pH thích hợp. Nếu vận hành đúng

theo nguyên tắc, tỷ lệ axit bay hơi và độ kiềm tổng công phai duy trì ở mức 0,5.

Sự thay đổi pH sẽ anh hưởng đến tính nhạy cam của các enzym. Các VSV và enzym

của chúng rất nhạy cam khi pH bị lệch khỏi dãy pH tối ưu, thể hiện qua các tác động về

chức năng, tính chất vật lý, cấu trúc, kha năng hoạt hóa của các enzym. Mỗi enzym chỉ có

hoạt tính trong một dãy pH nhất định. Hiện tượng pH bị lệch khỏi khoang pH tối ưu có

thể gây ra các tác động sau đây đối với các enzym:

Làm thay đổi độ ổn định của các nhóm enzym có kha năng ion hóa.

Làm thay đổi các thành phần enzym không có kha năng oxy hóa trong hệ thống.

Làm biến tính hệ enzym.

Các vi khuẩn metan hóa nhạy cam với sự thay đổi pH hơn so với vi khuẩn axit hóa

và chỉ hoạt động trong khoang pH hẹp (pH tối ưu cho hoạt động của vi khuẩn metan hóa

khoang 6,8-8,5; vi khuẩn axit hóa có thể tồn tại trong môi trường pH thấp khoang 5,5).

Nồng độ và dạng tồn tại của amonina cũng có anh hưởng quan trọng đến pH của

hầm ủ. Tuy nhiên, pH của hầm ủ cũng sẽ quyết định trạng thái tồn tại của amoniac (NH 3).

Amonia tồn tại ở dạng NH4+ không gây độc đối với vi khuẩn, ngược lại với amonia tự do.

Nồng độ NH3 ở mức 100ppm sẽ rất độc và có thể là nguyên nhân gây hỏng hầm ủ.

Trang 15


d. Đặc tính của nguyên liệu Hàm lượng chất khô

Hàm lượng chất khô thường biểu thị là phần trăm.

Quá trình phân giai sinh khí mê tan xay ra thuận lợi nhất khi nguyên liệu có hàm lượng chất khô tối ưu vào khoang 7 – 9% đối với chất thai động vật. Đối với bèo tây hàm lượng này là 4 -5%, còn rơm rạ là 5 -8%. Nguyên liệu ban đầu thường có hàm lượng chất khô cao hơn giá trị tối ưu nên khi nạp vào thiết bị khí sinh học cần phai thêm nước. Tỷ lệ pha loãng thích hợp là 1 – 3 lít nước cho 1 kg chất thai tươi.

Hình 3: Quan hệ giữa hàm lượng chất khô và sản lượng khí

Tỷ lệ Cac bon và Nitơ của nguyên liệu

Các chất hữu cơ được cấu tạo bởi nhiều nguyên tố hóa học trong đó chủ yếu là cacbon (C), hydro (H), nito (N), photpho (P) và lưu huỳnh (S).

Tỷ lệ giữa các lượng cacbon và nito (C/N) có trong thành phần nguyên liệu là một chỉ tiêu đánh giá kha năng phân giai của nó. Vi khuẩn kỵ khí tiêu thụ cacbon nhiều hơn nito khoang 30 lần. Vì vậy, tỷ lệ C/N của nguyên liệu bằng 30/1 là tối ưu. Tỷ lệ này quá cao thì quá trình phân giai xay ra chậm. Ngược lại tỷ lệ này quá thấp thì quá trình phân giai ngừng trệ vì tích lũy nhiều anoniac là một độc tố đối với vi khuẩn nồng độ cao.

Nói chung chất thai trâu bò và lợn có tỷ lệ C/N thích hợp. Chất thai người và gia cầm có tỷ lệ C/N thấp. Các nguyên liệu thực vật tỷ lệ này lại cao, nguyên liệu càng già thì tỷ lệ càng cao. Để đam bao tỷ lệ C/N thích hợp đối với các nguyên liệu này ta nên dùng hỗn hợp nhiều nguyên liệu.

e. Thời gian lưu

Trang 16


Thời gian lưu là thời gian nguyên liệu nằm trong thiết bị phân giai. Đây là khoang thời gian dịch phân giai san sinh ra khí sinh học.

Đại lượng này được tính bằng tỷ số giữa thể tích hầm phân hủy và thể tích nguyên

liệu đi vào hầm trong 1 ngày, đơn vị thời gian lưu nước là ngày.

Giá trị thời gian lưu nhỏ nhất được tính sao cho vi khuẩn có tốc độ phát triển chậm

nhất có thể tái sinh. Thời gian lưu nhỏ nhất là khoang thời gian mà chất rắn trong hầm

đam bao được tính ổn định tốt. Nếu thời gian lưu chỉ còn một nửa so với yêu cầu, lượng

khí biogas sinh ra sẽ giam và quá trình phân hủy khi đó sẽ ngưng tệ do số lượng vi khuẩn

cấy được giam đến giá trị mà chúng không còn hiệu qua nữa. Nếu thời gian lưu nước lớn

hơn 10 ngày, ở nhiệt độ 350C, lượng biogas sinh ra sẽ đạt giá trị ổn định, nếu thời gian lưu

có tăng lên nữa thì lượng biogas cũng không tăng thêm nhiều. Do đó, thời gian lưu càng

lâu, hiệu qua của quá trình càng thấp.

Thời gian lưu và nhiệt độ là hai yếu tố quan trọng đối với việc loại trừ các tác nhân

gây bệnh. Nếu yếu tố an toàn vệ sinh và sức khỏe được xem xét đến thì các giá trị này

phai lớn hơn ngưỡng giá trị nhỏ nhất.

Quá trình phân hủy hoặc lên men của chất hữu cơ dưới điều kiện kỵ khí diên ra rất

chậm, do đó những cơ chất này phai được duy trì trong hầm ủ trong thời gian dài để quá

trình phân hủy diên ra hoàn toàn. Thời gian lưu biểu thị khoang thời gian nguồn cơ chất bị

hóa giai dưới điều kiện này. Trong một số thiết kế hầm biogas, phần tế bào hoạt tính ở

đầu ra được tuần hoàn lại hầm phân hủy nhằm tăng thời gian lưu của phần sinh khối này.

Thời gian lưu của các nguồn cơ chất khác nhau được quyết định bởi kha năng phân

hủy sinh học của chúng, kha năng thích ứng với các enzym và tính chất lý hóa của nguồn

cơ chất. Thời gian lưu quyết định chi phí xây dựng hầm ủ. Thời gian lưu càng cao, đồng

nghĩa lượng khí sinh ra sẽ nhiều hơn nhưng điều đó sẽ làm gia tăng chi phí đầu tư ban đầu

của hầm ủ. Thời gian lưu ngắn sẽ dẫn đến hiện tượng tổn thất sinh khối và gia tăng chi phí

vận hành.

Thời gian phân hủy của các chất thai hữu cơ phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ. Ở giai

đoạn ban đầu, lượng khí gas sinh ra tăng rất nhanh và sau một khoang thời gian lưu, nó

Trang 17

Thể tích hầm phân hủy (m3)

T (ngày) =

Khối lượng nguyên liệu đầu vào (m3 / ngày)


tiến tiệm cận đến giá trị nhỏ nhất. Đối với vi khuẩn ưa nhiệt trung bình, thời gian phân

hủy tối ưu khoang 20-30 ngày. Đối với vi khuẩn ưa nhiệt thời gian phân hủy chỉ từ 3-10

ngày. Chủng loại vi khuẩn này có thể phân hủy tạo lượng khí nhiều hơn trong khoang thời

gian ngắn hơn.

Đối với chế độ nạp liên tục, nguyên liệu được bổ sung hàng ngày. Khi một lượng nguyên liệu mới nạp vào, bó sẽ chiếm chỗ cho nguyên liệu cũ và đẩy dần nguyên liệu cũ về phía lối ra. Thời gian lưu chính bằng thời gian nguyên liệu chay qua thiết bị từ lối vào tới lối ra. Trong điều kiện Việt Nam, tiêu chuẩn ngành 10TCN 97-2006 đã quy định thời gian lưu đối với chất thai động vật như bang 3.

Bảng 4: Thời gian lưu đối với chất thải động vật theo tiêu chuẩn ngành

f. Thành phần độ ẩm trong nguyên liệu đầu vào

Nước là nhu cầu tất yếu cho sự sống và hoạt động của vi sinh vật. Hơn nữa, nước

là môi trường cần thiết cho sự di chuyển của vi khuẩn, hoạt động của các enzym ngoại

bào và thủy hóa các polyme sinh học, tạo điều kiện cho quá trình phân hủy.

Tuy nhiên việc duy trì quá nhiều nước trong hầm phân hủy sẽ làm tăng thể tích

hầm và trở nên cồng kềnh. Do đó, độ ẩm trong hầm phai được duy trì ở mức tối ưu. Hàm

lượng độ ẩm đối với từng loại cơ chất khác nhau sẽ khác nhau, tùy thuộc vào tính chất

hóa học và kha năng phân hủy sinh học của chúng. Theo các nguyên cứu cho thấy, hiệu

suất của quá trình phân hủy sẽ giam khi hàm lượng chất rắn lơ lửng (TS) tăng. Do đó điều

quan trọng là phai xác định hàm lượng TS tối ưu cho hỗn hợp nguyên liệu đầu vào theo

từng loại nguyên liệu và từng kiểu hầm ủ khác nhau. Ví dụ như trường hợp nguyên liệu

đầu vào là phân bò, có hàm lượng TS 18%, do đó phai hòa trộn với nước theo tỷ lệ 1:1 về

khối lượng để đam bao hỗn hợp thu được có nồng độ TS 9%. Hỗn hợp phân bò dạng bùn

nhão này sẽ dê thao tác và tự chay dê dàng vào hầm phân hủy.

Đối với các dạng hầm ủ mà nguyên liệu đầu vào là chất thai rắn như giấy, bã mía,

sinh khối… với tỷ trọng tương đối thấp thì lực đẩy nổi từ các bọt khí bám chặt vào sẽ làm

Trang 18


nguyên liệu nổi lên trên mặt hầm ủ, khi đó quá trình phân hủy sẽ không diên ra được.

Chính vì vậy quá trình phân hủy đòi hỏi phai có sự hiện diện của pha lỏng. Trong trường

hợp nguyên liệu là sinh khối thai, nguyên cứu cho thấy, sinh khối bùn tươi sẽ phân hủy dê

dàng hơn so với bùn khô.

Khi thành phần độ ẩm quá cao, điều đó có nghĩa là nhiệt độ chất thai thấp, kết qua là

san lượng biogas sinh ra sẽ giam. Nếu thành phần độ ẩm quá thấp, các axit hoạt tính sẽ tích

lũy và gây trở ngại cho quá trình lên men. Đối với hầu hết các loại hầm ủ biogas, tỷ lệ nguyên

liệu thô đầu vào: nước lý tưởng phai đạt mức 1:1. Hàm lượng TS tối ưu khoang 7-9%.

San lượng khí biogas sinh ra là phụ thuộc vào hàm lượng chất rắn trong nguyên liệu

đầu vào và kha năng phân hủy sinh học của chúng trong hầm phân hủy. Hàm lượng TS

càng cao, hầm phân hủy sẽ có thể tích càng nhỏ và chi phí đầu tư cho hệ thống sẽ thấp.

Tuy nhiên, một số nguyên cứu về vai trò của nước trong hầm lên men kỵ khí cho

thấy, xét một cách tương đối, thành phần chất hữu cơ khô, khi lên men cũng có thể

chuyển hóa thành metan hiệu qua. Nghiên cứu cũng cho thấy, tốc độ và hiệu suất của quá

trình lên men kỵ khí không anh hưởng bởi thành phần độ ẩm khi hàm lượng độ ẩm thấp

hơn 68% tổng khối lượng (khi hàm lượng độ ẩm giam xuống 60-68% tổng khối lượng sẽ

gây ra hiện tượng tích tụ các axit bay hơi và ức chế kha năng tạo khí Biogas). Quá trình

lên men khi hàm lượng nước thấp hơn 68% được gọi là lên men khô.

g. Các độc tố

Hoạt động của vi khuẩn chịu anh hưởng của một số độc tố. Khi hàm lượng của các loại này có trong dịch phân giai vượt quá một giới hạn nhất định sẽ tiêu diệt các vi khuẩn, vì thế không cho phép các chất này có trong dịch phân giai.

Trong thực tế các loại hóa chất như thuốc trừ sau, diệt cỏ, thuốc sát trùng, các chất kháng sinh, nước xà phòng, thuốc nhuộm, dầu nhờn và các chất tẩy rửa không được cho phép vào các thiết bị khí sinh học.

Bảng 5. Nồng độ tối đa cho phép của một số chất độc hại

Thành phần mg/l

Sunfate SO42- 5.000

NaCl 40.000

Cu 100

Trang 19


Thành phần mg/l

Cr 200

Ni 200-500

Cianua ( CN) <25

Hợp chất bề mặt 40 ppm

Amonia 3.000

Na 5500

K 4.500

Ca 4.500

Mg 1.500


Bảng 6: Tóm tắt điều kiện tối ưu cho quá trình lên men tạo khí sinh học

1.3.3. Nguyên lý của quá trình chuyển hóa

Về nguyên tắc, khi một lượng sinh khối được lưu giữ trong hầm kín vài ngày sẽ

chuyển hóa và san sinh ra một hợp chất dạnh khí – khí sinh học (Biogas), có kha năng

cháy được với thành phần chính là metan và cacbon dioxide, trong đó thành phần metan

chiếm khoang trên 50%. Quá trình này được gọi là quá trình lên men kỵ khí hoặc quá

trình san xuất khí metan sinh học.

Trang 20


Một hệ thống biogas bao gồm hầm biogas, thiết bị thu khí được lắp đặt trực tiếp

trên nắp hầm, hệ thống ngăn và đường ống cấp nguyên liệu đầu vào (chất thai thô và

nước). Bộ phận đầu ra bao gồm bể chứa và đường ống dẫn chất thai (bùn sau khi lên men)

để sử dụng làm phân bón sinh học.

Trong quá trình lên men, phần sinh khối phân rã và chất thai động vật sẽ được các

vi sinh vật kỵ khí, nấm và vi khuẩn chuyển hóa thành các hợp chất dinh dưỡng cơ ban có

ích cho thực vật và đất mùn. Quá trình này đòi hỏi một số điều kiện tối ưu như độ ẩm,

nhiệt độ, bóng tối…trong hầu hết các giai đoạn của quá trình phân hủy, không có sự hiện

diện của oxy từ môi trường không khí, sự tồn tại của vi khuẩn kỵ khí chiếm ưu thế,

chuyển hóa các hợp chất dạnh hydrocacbon. Các thành phần dinh dưỡng như hợp chất

chứa nitơ dạng hòa tan sẽ vẫn tồn tại trong dung dịch sau phân hủy và là nguồn phân bón

giàu dinh dưỡng cho đất mùn.

Quá trình phân hủy kỵ khí diên ra qua 3 giai đoạn chính:

- Giai đoạn thủy phân.

- Giai đoạn hình thành axit.

- Giai đoạn lên men metan.

Các giai đoạn này được thực hiện bởi 2 loại vi khuẩn – vi khuẩn axit hóa và vi

khuẩn metan hóa. Chu trình chuyển chất thai hữu cơ thành biogas qua các phan ứng phức

tạp, về cơ ban có thể chia thành 2 pha chính:

- Pha 1 – pha axit: Bao gồm giai đoạn thủy phân và giai đoạn tạo axit liên kết với

nhau, trong đó các chất thai hữu cơ sẽ chuyển hóa phần lớn thành acetate.

- Pha II – pha metan: Là giai đoạn 3 trở lên, trong đó khí CH4 và CO2 được tạo thành.

Hai bước đầu tiên của quá trình là nhân tố chính, qua đó liên kết các hợp chất hữu

cơ mạch dài bị bẽ gãy, hình thành axit. Khí metan được sinh ra do hoạt động của vi khuẩn

kỵ khí, chủ yết tại bước 3. Ba bước chính của quá trình như sau:

Tạo axit ( thủy phân)

(1) Khử axit

Trang 21

Pha I

Pha II


(2) Sinh khí CH4

Pha I Pha II

Giai đoạn tạo axit Giai đoạn khử axit Giai đoạn hình thành khí CH4

(Thủy phân)

1 2 3

Vi khuẩn lên men Vi khuẩn acetogenic Vi khuẩn metan hóa

Hình 4. Các bước của quá trình tạo khí metan


a. Giai đoạn tạo axit (Thủy phân)

Trong giai đoạn thủy phân, các hợp chất dạng polymer (phân tử lớn) sẽ bị khử

thành các monome (phân tử cơ ban). San phẩm của quá trình bao gồm:

- Chất béo axit béo

- Protein amino axit

- Hydratcacbon đường

San phẩm của giai đoạn này sẽ được các vi khuẩn lên men chuyển hóa, hình thành

các san phẩm như:

- H, H2O, CO2, NH4, H2S

- Axit acetic CH3COOH

- Rượu và các axit hữu cơ yếu.

b. Giai đoạn khử axit

Trong bước này vi khuẩn acetogeic sẽ chuyển hóa rượu và các axit hữu cơ yếu thành

các san phẩm sau:

- H, H2O, CO2.

- Axit acetic CH3COOH.

Trang 22

Protein

Cacbonhydrat

Chất béo

Axit acetic

Axit HC yếu

Rượu

Axit acetic Biogas CH4 và CO2


c. Giai đoạn tạo CH4

Trong bước thứ 3 – bước cuối cùng của quá trình chuyển hóa, axit acetic được hình

thành ở bước 1 và 2 sẽ chuyển hóa thành CH4 và CO2 nhờ hoạt động của vi khuẩn metan.

Trong quá trình phân hủy sẽ xuất hiện các bọt khí H2S nhỏ và tích lũy một phần nhỏ

trong thành phần khí biogas. Khí H2S được sinh ra trong giai đoạn thủy phân khi các VSV

bẽ gãy amino axit methionine thiết yếu. Trong giai đoạn metan hóa, H2S cũng tiếp tục

được sinh ra do các nhóm VSV khử sunfat khác nhau sử dụng axit béo (đặc biệt là acetat),

protein làm nguốn cơ chất cho quá trình phân hủy.

Ca 3 giai đoạn trên càng có sự lên kết thì quá trình phân hủy, lên men chất hữu cơ

trong hầm ủ diên ra càng nhanh.

Nguyên liệu thô Quá trình chuyển hóa San phẩm cuối cùng

Trang 23


Sinh khối (chất thai hữu cơ ) 1. Biogas

CH4 (50-60% )

CO2 (30-40%)

N

H

H2S

2. Chất hữu cơ N và

xenlulo chứa

lignin = nguồn

cacbon

Hình 5. Lược đồ của quá trình phân hủy kỵ khí


Trong suốt pha đầu tiên của quá trình phân hủy, một lượng lớn khí CO2 được sinh

ra và giá trị pH sẽ giam xuống khoang 6,2 (pH<6,2 là một yếu tố bất lợi đối với hoạt động

của VSV). Sau thời gian khoang 10 ngày, pH bắt đầu tăng ổn định, giá trị đạt khoang 7,0

– 8,0. Nhiệt độ của quá trình thấp dưới 150C sẽ hạn chế kha năng sinh biogas. Nói chung,

nhiệt độ càng cao thì lượng biogas sinh ra càng nhiều, giam được thời gian lưu phân trong

hầm và làm tăng năng suất.

Bảng 7. Đặc điểm của quá trình chuyển hóa sinh hóa

Các bước Nhiệt độ pH Môi trường Thế oxy hóa khử

Thủy phân Nhiệt độ càng cao,

chuyển hóa càng

nhanh, <550C

~ 6 Ưa khí -

Pha axit hóa 4- 6 Kỵ khí nghiêm

ngặt-

Pha acetat hóa VK ưa nhiệt trung

bình

( mesophilic):~

6,8 – 7,5 Min – 330 mV

Metan hóa

Trang 24

Xử lý sơ bộ nguyên liệu

Quá trình lên men

1. 1. Tạo axit (từ chất béo, xululo, protein.

2. 2. Khử axit ( tạo ra CH3COOH, H, CO2)

3. 3. Tạo khí CH4, H, CO2

4.

Thu nhiệt


Các bước Nhiệt độ pH Môi trường Thế oxy hóa khử

350C; VK ưa nhiệt

( thermophilic): ):~

550C


Các phan ứng sinh học diên ra trong các pha lên men kỵ khí ở trên là một chuỗi

phức tạp, từ hợp chất ban đầu là xelulo, để tạo thành san phẩm cuối cùng là biogas, sẽ có

các san phẩm trung gian như axit focmic, axit acetic, axit propionic và axit butrric…phan

ứng tổng quát của quá trình này như sau:

CnHaOb + ( n - a/4 – b/2) H2O (n/2 – a/8 + b/4)CO2 + ( n/2 + a/8 – b/4 )CH4

Bảng 8. Các phản ứng diễn ra trong quá trình phân hủy kỵ ứng với các loại cơ chất

khác nhau

Cơ chất Phan ứng

Cacbonhydrat

Vd: glucozơ

C6H12O6 + H2O 3CH4 + 3 CO2

50% : 50%

Lipit,

vd: axit palmitic

2C6H32O2 + 14H2O 23CH4 + 9 CO2

72 % : 28%

Protein 2C13H25O7N3S + 12H2O 13CH4 + 13 CO2 + 6NH3 + 2H2S

38% : 38% : 18% : 6%


Gia sử 100% cơ chất đều có kha năng phân hủy sinh học và không tính đến phần

cơ chất chuyển hóa thành tế bào thì phương trình phan ứng trên là cơ sở lý thuyết để xác

định lượng biogas sinh ra cực đại.

Nhiệt lượng tỏa ra của phan ứng tren khoang 1,5Mj/kg nguyên liệu khô, tương ứng

với cơ chất là C6H12O5, thì lượng nhiệt tỏa ra khoang 250Kj/mol C6H12O5. Lượng nhiệt

này không đủ để nâng nhiệt độ của cơ chất đầu vào.

Trong thực tế, quá trình phân hủy diên ra trong thời gian dài, do đó hiệu suất của

quá trình ít khi đạt trạng thái hoàn toàn, chỉ khoang 60% cơ chất được chuyển hóa. San

Trang 25


lượng biogas sinh ra khoang 0,2 – 0,4 m3/kg nguyên liệu đầu vào, với hàm lượng chất rắn

khoang 5 kg/1 m3 chất lỏng.

Quá trình phân hủy diên ra ở ba dãy nhiệt độ khác nhau, tương úng với 3 nhóm

VSV đặc trưng. Hiệu suất sinh khí càng tăng khi nhiệt độ càng tăng vì tốc độ phan ứng ở

nhiệt độ cao diên ra nhanh hơn so với nhiệt độ thấp. Khi nhiệt độ gia tăng 100C, tốc độ

sinh khí sẽ tăng gấp đôi. Ba khoang nhiệt độ làm việc, ứng với 3 nhóm VSV khác nhau:

- T = 10 - 200C, dãy hoạt động của vi khuẩn ưa lạnh, thời gian lưu trên 100 ngày.

- T = 20 - 350C, dãy hoạt động của vi khuẩn ưa nhiệt độ trung bình, thời gian lưu

khoang 20 ngày.

- T = 50 - 600C, dãy hoạt động của vi khuẩn ưa nhiệt, thời gian lưu trên 8 ngày.

Nguyên tắc thành công của quá trình vận hành hệ thống biogas là duy trì điều

kiện nhiệt độ và nguồn cung cấp nguyên liệu đầu vào ổn định. Khi đó, mật độ vi khuẩn sẽ

đam bao đủ để đáp ứng những điều kiện trên.

Trang 26


CHƯƠNG 2.

NGÀNH CHĂN NUÔI VÀ VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG PHÁT SINH

2.1. Đặc điểm ngành chăn nuôi Việt Nam

Việt Nam với khoang 73% dân số sống ở vùng nông thôn, phát triển kinh tế nông nghiệp và nông thôn là một trong những mục tiêu được Đang và Nhà nước hết sức chú trọng, trong đó có phát triển kinh tế hộ gia đình thông qua các hoạt động phát triển chăn nuôi. Bên cạnh lợi ích kinh tế mang lại, thì chăn nuôi cũng đang nay sinh rất nhiều vấn đề về chất lượng môi trường, đe dọa sức khỏe của cộng đồng dân cư địa phương và anh hưởng đến toàn bộ hệ sinh thái tự nhiên mà nguyên nhân chính là do sự phát triển mạnh mẽ của ngành chăn nuôi, cộng với trình độ quan lý các loại chất thai chăn nuôi của người dân thấp.Theo đánh giá của Tổ chức Nông Lương Thế giới (FAO): Châu Á sẽ trở thành khu vực san xuất và tiêu dùng các san phẩm chăn nuôi lớn nhất. Chăn nuôi Việt Nam, giống như các nước trong khu vực phai duy trì mức tăng trưởng cao nhằm đáp ứng đủ nhu cầu tiêu dùng trong nước và từng bước hướng tới xuất khẩu.

Trong thời gian qua, ngành chăn nuôi của nước ta phát triển với tốc độ nhanh. Tổng số lượng đàn gia súc, gia cầm cũng tăng lên nhanh chóng: tổng số đàn lợn tăng từ 26,6 triệu con năm 2007 lên 27,4 triệu con năm 2010 ; đàn gia cầm tăng từ 226 triệu con năm 2007 lên 300,5 triệu con năm 2010.

Bảng 9. Số lượng một số gia súc, gia cầm tại Việt Nam giai đoạn 2000-2011

NămTrâu Bò Ngựa Dê, cừu Lợn Gia cầm

Nghìn con Triệu con

2000 2897.2 4127.9 126.5 543.9 20193.8 196.12001 2807.9 3899.7 113.4 571.9 21800.1 218.12002 2814.5 4062.9 110.9 621.9 23169.5 233.32003 2834.9 4394.4 112.5 780.4 24884.6 254.62004 2869.8 4907.7 110.8 1022.8 26143.7 218.22005 2922.2 5540.7 110.5 1314.1 27435.0 219.92006 2921.1 6510.8 87.3 1525.3 26855.3 214.62007 2996.4 6724.7 103.5 1777.7 26560.7 226.02008 2897.7 6337.7 121.2 1483.4 26701.6 248.32009 2886.6 6103.3 102.2 1375.1 27627.7 280.22010 2877.0 5808.3 93.1 1288.4 27373.3 300.5

Sơ bộ 2011 2712.0 5436.6 88.1 1267.8 27056.0 322.6

Nguồn: Tổng cục thống kê, 2011

Trang 27


Theo ban thống kê báo cáo tình hình san xuất, tiêu thụ san phẩm chăn nuôi 6 tháng đầu năm 2012 như sau

- Tình hình san xuất chăn nuôi lợn

+ Tổng đàn lợn hiện nay là khoang 26,7 triệu con, tăng 1,5% so với cùng kỳ năm 2011;

+ Đàn lợn lái khoang 4,15 triệu con, tăng 8,7% so với cùng kỳ.

- Về tình hình nuôi gia cầm:

+ Tổng đàn gia cầm tại thời điểm ngày 1/04 trên ca nước là 311,0 triệu con, tăng 5,9% so với cùng thời điểm năm 2011.

- Chăn nuôi bò:

+ Hiện nay tổng đàn trâu bò của ca nước là 7,97 triệu con. Trong đó, đàn bò là 5,31 triệu con và đàn trâu là 2,36 triệu con, giam tương ứng so với cùng kỳ năm 2011 là giam 7% đối với đàn bò và 5% đối với đàn trâu.

Tuy nhiên đàn bò sữa hiện nay đạt khoang 158,0 ngàn con tang 10,7% so với cùng kỳ năm 2011.

- Chăn nuôi các loại gai súc khác (dê, cừu, thỏ…): ước tính tăng khoang 2-3%.

Hình thức chăn nuôi nhỏ lẻ trong các hộ gia đình vẫn còn phổ biến: Nhìn chung thì hình thức chăn nuôi phân tán, nhỏ lẻ, tập trung ở các hộ nông dân vẫn là chủ yếu. Các hộ nông dân thường nuôi từ 2 đến 3 con trâu bò, 5 đến 10 con lợn và 20 đến 30 con gia cầm/hộ. Đây là hình thức chăn nuôi truyền thống đã có từ lâu đời ở nông thôn Việt Nam, việc chăn nuôi nhỏ lẻ theo hộ gia đình này có thể kết hợp được với trồng trọt, tận dụng các phế phẩm thừa của nông nghiệp, quy mô nhỏ, ít gây ô nhiêm cho môi trường và hiệu qua kinh tế không cao.

Bảng 10. Số lượng các trang trại chăn nuôi trên cả nước

STT Tỉnh, thành phố Số lượng trang trại Tỉ lệ(%)

Ca nước 23.558 100

1 Đồng bằng sông Hồng 10.277 43,6

2 Trung du và miền núi phía bắc 1.926 8,2

3 Bắc trung bộ và duyên hai miền trung 3.173 13,5

4 Tây nguyên 812 3,4

5 Đông Nam Bộ 4.089 17,4

Trang 28


STT Tỉnh, thành phố Số lượng trang trại Tỉ lệ(%)

6 Đồng bằng sông cửu long 3.281 13,9

Nguồn: Cục chăn nuôi, 2010

Hình 6. Hình ảnh chăn nuôi gia cầm trong hộ gia đình

Bên cạnh đó, trong những năm gần đây việc phát triển chăn nuôi theo quy mô

trang trại tập trung đã phát triển: Xu hướng chuyển từ chăn nuôi nhỏ lẻ, phân tán theo hộ

gia đình dần chuyển theo chăn nuôi trang trại tập trung theo hướng san xuất hàng hóa diên

ra mạnh ở nước ta. Trong giai đoạn 2006 đến 2010 thì số lượng các trang trại chăn nuôi ở

nước ta phát triển mạnh mẽ về số lượng cũng như quy mô. Năm 2006 ca nước có khoang

17.721 đến năm 2010 đã tăng lên 23.558 trang trại. Việc tập trung chăn nuôi theo trang

trại đem lại hiệu qua kinh tế cao đáp ứng nhu cầu của nền kinh tế hàng hóa nhưng những

trang trại theo hướng chuyên môn hóa cao đã gây ra sự ô nhiêm môi trường.

Phát triển chăn nuôi theo hướng tập chung và chuyên môn hóa cao là một

trong những nội dung quan trọng trong quá trình công nghiệp hóa san xuất nông nghiệp

của nước ta trong thời kỳ phát triển mới. Theo kết qua điều tra dân số, đến 1 tháng 4 năm

Trang 29


2009, Việt Nam có tổng số dân là 85.789.773 người, là một trong 10 quốc gia có mật độ

dân số cao nhất trên thế giới (khỏang 260 người/km2). Nhu cầu thực phẩm trong điều

kiện dân số tăng và đời sống ngày càng được nâng cao đã và đang đặt ra cho các nhà quan

lý nông nghiệp phai nhanh chóng hiện đại hóa san xuất nông nghiệp. Trong khi diện

tích dành cho san xuất nông nghiệp ngày càng giam do phát triển đô thị, công nghiệp,

giao thông và các công trình dịch vụ khác, phát triển chăn nuôi theo hướng tập trung,

nâng cao quy mô là xu thế tất yếu nhằm nâng cao năng suất và chất lượng thịt, trứng, sữa

cung cấp cho nhân dân và cho xuất khẩu.

Hình 7. Chăn nuôi quy mô trang trại tập trung

Thực trạng về quản lý và xử lý trong chăn nuôi

Trang 30


Do các chất thai chăn nuôi đã làm anh hưởng trực tiếp tới hệ sinh thái, chuỗi thức ăn và sức khỏe con người. Trong quá trình chăn nuôi gia súc và gia cầm, quá trình lưu trữ và sử dụng chất thai tạo nên nhiều chất độc như là SO2, H2S, CO2, NH3,. Và các vi sinh vật có hại như Enterobacteracea, E.coli, Salmonella... Hay các ký sinh trùng gây bệnh cho người. Các yếu tố này có thể gây ô nhiêm khí quyển, nguồn nước thông qua các quá trình lan truyền độc tố và các nguồn gây bệnh hay quá trình sử dụng các san phẩm chăn nuôi. Những vấn đề này cần được giai quyết và quan lý chặt chẽ.

Hiện nay ở nước ta, phương thức chăn nuôi nông hộ vẫn chiếm tỷ lệ lớn. Vì vậy, việc xử lý và quan lý chất thai vật nuôi ở nước ta gặp nhiều khó khăn. Những năm qua, chất thai vật nuôi trong nông hộ được xử lý bằng 3 biện pháp chủ yếu sau đây:

- Chất thai vật nuôi thai trực tiếp ra kênh mương và trực tiếp xuống ao, hồ;

- Chất thai được ủ làm phân bón cho cây trồng;

- Chất thai chăn nuôi được xử lý bằng công nghệ khí sinh học (biogas).

Bên cạnh đó còn có một số phương pháp khác, nhưng chưa được nhân rộng như xử lý chất thai bằng sinh vật thủy sinh (cây muỗi nước, bèo lục bình..), xử lý bằng hồ sinh học.

Theo kết qua thống kê năm 2010, ca nước có khoang 8.500.000 hộ có chuồng trại chăn nuôi quy mô hộ gia đình; khoang 18.000 trang trại chăn nuôi tập trung. Các trang trại chăn nuôi tập trung quy mô lớn phần lớn có hệ thống xử lý chất thai với các loại công nghệ khác nhau, nhưng hiệu qua xử lý chưa triệt để. Chăn nuôi hộ gia đình mới có khoang 70% tương ứng với khoang 5.950.000 hộ có chuồng trại chăn nuôi, trong đó mới có khoang 8,7% hộ chăn nuôi có công trình khí sinh học (hầm Biogas). Tỷ lệ hộ gia đình có chuồng trại chăn nuôi hợp vệ sinh cũng chỉ chiếm khoang 10%. Còn khoang 23% số hộ chăn nuôi không xử lý chất thai vật nuôi và chỉ có 0,6% số hộ có cam kết bao vệ môi trường. Số trang trại chăn nuôi có hệ thống xử lý chất thai bằng biogas khoang 67%. Trong đó chỉ có khoang 2,8% có đánh giá tác động môi trường.

Bảng 11. Thực trạng quản lý và xử lý chất thải chăn nuôi

Trang 31


Quy mô,

phương

thức chăn

nuôi

Trang trại Nông hộ CN đa con Thâm canh Bán thâm canh Thời vụ

Số

lượng

Tỷ lệ

%

Số

lượng

Tỷ lệ

%

Số

lượng

Tỷ lệ

%

Số

lượng

Tỷ lệ

%

Số

lượng

Tỷ lệ

%

Số

lượng

Tỷ lệ

%

Có đánh

giá tác

động môi

trường

1.047 2,8

Có cam kết

BVMT5.098 13,8 36.599 0,6 23.528 3,2 11.979 2,4 21.179 2,3 0 0

Có xử lý

chất thai

kiên cố/bán

kiên cố

24.729 66,9506.98

88,7 15.113 2,1 38.169 7,5 21.663 2,4 60.872 4,5

Có xử lý

chất thai

truyền

thống (ủ,

bán, nuôi

cá, tưới

cây)

11.626 31,5 4.009.883 68,3 623.883 85,4 279.602 55,3 797.915 87,5 811.468 59,3

Không xử

lý602 1,6

1.357.29

223,1 91.705 12,6 191.888 37,2 92.034 10,1 495.109 36,2

Nguồn: Báo cáo công tác BVMT trong chăn nuôi năm 2009.

Do nhiều nguyên nhân khiến công tác bao vệ môi trường trong hoạt động chăn nuôi

vẫn còn nhiều mặt tiêu cực, tình trạng gây ô nhiêm môi trường của một số cơ sở chăn nuôi lớn

và chăn nuôi trong khu dân cư vẫn chưa được khắc phục triệt để và có chiều hướng gia tăng.

Trang 32


2.2. Nguồn gây ô nhiễm môi trường từ hoạt động chăn nuôi

2.2.1. Sự phát triển chăn nuôi và vấn đề môi trường

Ở các nước chăn nuôi công nghiệp, chăn nuôi là một trong những nguồn gây ô

nhiêm lớn nhất. Chăn nuôi sử dụng tới 70% diện tích đất giành cho nông nghiệp hoặc

30% diện tích bề mặt của hành tinh. Trên toàn cầu, có 4 nguồn phát thai lớn nhất khí nhà

kính: sử dụng năng lương hóa thạch, san xuất công nghiệp, chăn nuôi (bao gồm ca sử

dụng phân bón từ chăn nuôi) và khí sinh ra từ công nghiệp lạnh. Chăn nuôi san sinh ra tới

18% tổng số khí nhà kính của thế giới tính quy đổi theo CO2, trong khi đó ngành

giao thông chỉ chiếm 13,5%. Chăn nuôi sinh ra 65% tổng lượng NO, 37% tổng lượng

CH4 hay 64% tổng lượng NH3 do họat động của loài người tạo nên. Chăn nuôi đóng góp

đáng kể đến việc làm tăng nhiệt độ trái đất do san sinh các khí gây hiệu ứng nhà kính như

CH4, CO2, NH3…, gây nhiều hậu qua nghiêm trọng cho san xuất, sinh hoạt và biến đổi

khí hậu toàn cầu. Các khí dioxyt carbon (CO2), metan (CH4) và oxyt nito (NO2) là 3 lọai

khí hàng đầu gây hiệu ứng nhà kính và làm tăng nhiệt độ trái đất, trong đó khí metan và

oxyt nitơ là hai khí chủ yếu tạo ra từ họat động chăn nuôi và sử dụng phân bón hữu cơ.

Tác dụng gây hiệu ứng khí nhà kính của chúng tương ứng gấp 25 và 296 lần so với khí

CO2 sinh ra chủ yếu từ việc đốt các nhiên liệu hóa thạch. Theo Klooster (1996), thì lượng

ammoniac (NH3), một khí có thể chuyển hóa thành khí oxyt nitơ, phát xạ từ chăn

nuôi vào khí quyển vào khoang 45 Tg N/năm (1Tg = 1012 g), nhiều hơn bất kỳ từ

nguồn nào khác. Để san xuất 1.000 kg thịt lợn thì hàng ngày san sinh ra 84 kg nước tiểu,

39 kg phân, 11 kg TS (chất rắn tổng số), 3,1 kg BOD5 (nhu cầu oxy sinh hóa, một chỉ tiêu

quan trọng đánh giá mức độ ô nhiêm của nước thai), 0,24 NH4-N (ASAE standards) chưa

kể ô nhiêm từ nước tắm và rửa chuồng.

Trang 33


Hình 8. Các nguồn chính phát thải khí nhà kính trên thế giới

2.2.2. Nguồn gây ô nhiễm môi trường từ hoạt động chăn nuôi

Chăn nuôi được xác định là một trong những ngành san xuất tạo ra một lượng chất thai nhiều nhất ra môi trường. Chất thai chăn nuôi là một tập hợp phong phú bao gồm các chất ở tất ca các dạng rắn, lỏng hay khí phát sinh trong quá trình chăn nuôi, lưu trữ, chế biến hay sử dụng chất thai.

Các chất thai chăn nuôi được phát sinh chủ yếu từ:

- Chất thai của ban thân gia súc, gia cầm như phân, nước tiểu, lông, vay da và các phủ tạng loại thai của gia súc, gia cầm...

- Nước thai từ quá trình tắm gia súc, rửa chuồng hay rửa dụng cụ và thiết bị chăn nuôi, nước làm mát hay từ các hệ thống dịch vụ chăn nuôi…

- Thức ăn thừa, các vật dụng chăn nuôi, thú y bị loại ra trong quá trình chăn nuôi.

- Bệnh phẩm thú y, xác gia súc, gia cầm chết.

- Bùn lắng từ các mương dẫn, hố chứa hay lưu trữ và chế biến hay xử lý chất thai

Chất thai chăn nuôi chứa nhiều thành phần có kha năng gây ô nhiêm môi trường, làm anh hưởng đến sự sinh trưởng, phát triển của gia súc, gia cầm và sức khỏe của con người. Vì vậy, việc hiểu rõ thành phần và các tính chất của chất thai chăn nuôi

Trang 34


nhằm có biện pháp quan lýự và xử lý thích hợp, khống chế ô nhiêm, tận dụng nguồn chất thai giàu hữu cơ vào mục đích kinh tế là một việc làm cần thiết.

a. Khối lượng chất thai

Hàng ngày, gia súc và gia cầm thai ra một lượng phân và nước tiểu rất lớn. Khối lượng phân và nước tiểu được thai ra có thể chiếm từ 1,5 – 6% khối lượng cơ thể gia súc.

Các chất thai này chứa hàm lượng cao các chất ô nhiêm. Theo Nguyên Thị Hoa Lý, 1994, các chỉ tiêu ô nhiêm trong chất thai của gia súc đều cao hơn của người theo tỉ lệ tương ứng BOD5 là 5:1, Ntổng là 7:1, TS là 10:1,…

Khối lượng chất thai chăn nuôi tùy thuộc vào giống, độ tuổi, giai đoạn phát triển, khẩu phần thức ăn và thể trọng gia súc và gia cầm. Riêng đối với gia súc, lượng phân và nước tiểu tăng nhanh theo quá trình tăng thể trọng. Nếu tính trung bình theo khối cơ thể thì lượng phân thai ra mỗi ngày của vật nuôi rất cao, nhất là đối với gia súc cao san.

Bảng 12. Lượng phân gia súc, gia cầm thải ra hằng ngày tính trên % khối

lượng cơ thể

Bảng 13. Lượng chất thải chăn nuôi 1.000 kg lợn trong 1 ngày

Trang 35


b. Thành phần chất thải chăn nuôi

Phân

Phân là san phẩm loại thai của quá trình tiêu hoá của gia súc, gia cầm bị bài tiết ra ngoài qua đường tiêu hóa. Chính vì vậy phân gia súc là san phẩm dinh dưỡng tốt cho cây trồng hay các loại sinh vật khác như cá, giun…. Do thành phần giàu chất hữu cơ của phân nên chúng rất dê bị phân hủy thành các san phẩm độc, khi phát tán vào môi trường có thể gây ô nhiêm cho vật nuôi, cho con người và các sinh vật khác. Thành phần hoá học của phân bao gồm:

- Các chất hữu cơ gồm các chất protein, carbonhydrate, chất béo và các san phẩm trao đổi của chúng.

- Các chất vô cơ bao gồm các hợp chất khoáng (đa lượng, vi lượng).

- Nước: là thành phần chiếm tỷ trọng lớn nhất, chiếm 65 – 80% khối lượng của phân.

Do hàm lượng nước cao, giàu chất hữu cơ cho nên phân là môi trường tốt cho các vi sinh vật phát triển nhanh chóng và phân hủy các chât hữu cơ tạo nên các san phẩm có thể gây độc cho môi trường.

- Dư lượng của thức ăn bổ sung cho gia súc, gồm các thuốc kích thích tăng trưởng, các hormone hay dư lượng kháng sinh…

- Các men tiêu hóa của ban thân gia súc, chủ yếu là các men tiêu hóa sau khi sử dụng bị mất hoạt tính và được thai ra ngoài…

- Các mô và chất nhờn tróc ra từ niêm mạc đường tiêu hoá.

- Các thành phần tạp từ môi trường thâm nhập vào thức ăn trong quá trình chế biến thức ăn hay quá trình nuôi dưỡng gia súc (ñaù, cát, bụi,…).

- Các yếu tố gây bệnh như các vi khuẩn hay ký sinh trùng bị nhiêm trong đường tiêu hoá gia súc hay trong thức ăn.

Thành phần của phân có thể thay đổi phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Chế độ dinh dưỡng của gia súc, gia cầm

Thường tỷ lệ tiêu hoá thức ăn của gia súc, gia cầm thấp nên một phần lớn chất dinh dưỡng trong thức ăn bị thai ra ngoài theo phân và nước tiểu. Khi thay đổi khẩu phần, thành phần và tính chất của phân cũng sẽ thay đổi. Đây chính là cơ sở để ngăn ngừa ô nhiêm từ chăn nuôi thông qua việc điều chỉnh chế độ dinh dưỡng, tăng cường quá trình tích lũy trong các san phẩm chăn nuôi, giam bài tiết qua phân (Trương Thanh Canh, 1998).

Trang 36


- Loài và giai đoạn phát triển của gia súc gia cầm

Tùy thuộc vào giai đoạn phát triển của gia súc, gia cầm mà nhu cầu dinh dưỡng và sự hấp thu thức ăn có sự khác nhau. Gia súc càng lớn hệ số tiêu hoá càng thấp và lượng thức ăn bị thai ra trong phân càng lớn. Vì vậy, thành phần và khối lượng của phân cũng khác nhau ở các giai đoạn phát triển của gia súc, gia cầm.

Bang 14. Thành phần hóa học của phân lợn từ 70 –100 kg

Trong thời kỳ tăng trưởng, nhu cầu dinh dưỡng của vật nuôi lớn và kha năng

đồng hoá thức ăn của con vật cao nên khối lượng các chất bị thai ra ngoài ít và ngược lại,

khi gia súc trưởng thành thì nhu cầu dinh dưỡng giam, kha năng đồng hoá thức ăn của con

vật thấp nên chất thai sinh ra nhiều hơn, đặc biệt là các gia súc sinh san, gia súc lấy sữa

hay lấy thịt.

Trong các hệ thống chuồng trại, phân gia súc, gia cầm nói chung thường tồn tại

ca ở dạng phân lỏng hay trung gian giữa lỏng và rắn hay tương đối rắn. Chúng chứa các

chất dinh dưỡng, đặc biệt là các hợp chất giàu nito và phospho, là nguồn cung cấp

thức ăn phong phú cho cây trồng và làm tăng độ màu mỡ của đất. Vì vậy, trong thực tế

thường dùng phân để bón cho cây trồng, vừa tận dụng được nguồn dinh dưỡng, vừa làm

giam lượng chất thai phát tán trong môi trường, giam thiểu ô nhiêm môi trường. Theo

nghiên cứu của Trương Thanh Canh (1997, 1998), hàm lượng N tổng số trong phân heo

chiếm từ 7,99 – 9,32g/kg phân. Đây là nguồn dinh dưỡng có giá trị, cây trồng dê hấp thụ

Trang 37


và góp phần cai tạo đất nếu như phân gia súc được sử dụng hợp lý. Theo tác gia Ngô Kế

Sương và Nguyên Lân Dũng (1997), thành phần Ntổng số, Ptổng số của một số gia súc,

gia cầm khác như sau:

Bảng 15. Thành phần hóa học của phân gia súc, gia cầm

- Trong phân còn chứa nhiều loại vi sinh vật và kí sinh trùng kể ca có lợi và có hại.

Trong đó, các vi khuẩn thuộc loại Enterobacteriacea chiếm đa số với các loài điển hình

như E.coli, Samonella, Shigella, Proteus,… Kết qua phân tích của Viện Vệ sinh – Y tế

công cộng TP. Hồ Chí Minh năm 2001, nhiều loại vi khuẩn gây bệnh tồn tại từ 5 – 15

ngày trong phân và đất. Đáng lưu ý nhất là virus gây bệnh viêm gan Rheovirus,

Adenovirus. Cũng theo số liệu của viện này cho biết, trong 1 kg phân có thể chứa 2.100 –

5.000 trứng giun sán, chủ yếu là Ascarisium (chiếm 39 – 83%), Oesophagostomum

(chiếm 60 – 68,7%) và Trichocephalus (chiếm 47 – 58,3%). Điều kiện thuận lợi cho

mỗi loại tồn tại phát triển và gây hại phụ thuộc vào nhiều yếu tố: quá trình thu gom, lưu

trữ và sử dụng phân, các điều kiện môi trường như độ ẩm không khí, nhiệt độ, ánh sáng,

kết cấu của đất, thành phần các chất trong phân…

Nước tiểu

Nước tiểu gia súc là san phẩm bài tiết của con vật, chứa đựng nhiều độc tố, là

san phẩm cặn bã từ quá trình sống của gia súc, khi phát tán vào môi trường có thể chuyển

hoá thành các chất ô nhiêm gây tác hại cho con người và môi trường.

Trang 38


Bảng 16. Thành phần hóa học nước tiểu lợn có khối lượng 70 – 100 kg

Thành phần chính của nước tiểu là nước, chiếm 99% khối lượng. Ngoài ra một lượng lớn nitơ (chủ yếu dưới dạng urê) và một số chất khoáng, các hormone, creatin, sắc tố, axít mật và nhiều san phẩm phụ của quá trình trao đổi chất của con vật...

Trong tất ca các chất có trong nước tiểu, urê là chất chiếm tỷ lệ cao và dê dàng bị vi sinh vật phân hủy trong điều kiện có oxy tạo thành khí amoniac gây mùi khó chịu.

Amoniac là một khí rất độc và thường được tạo ra rất nhiều từ ngay trong các hệ thống chuồng trại, nơi lưu trữ, chế biến và trong giai đọan sử dụng chất thai. Tuy nhiên nếu nước tiểu gia súc được sử dụng hợp lý hay bón cho cây trồng thì chúng là nguồn cung cấp dinh dưỡng giàu nitơ, photpho và các yếu tố khác ở dạng dê hấp thu cho cây trồng.

Thành phần nước tiểu thay đổi tùy thuộc loại gia súc, gia cầm, tuổi, chế độ dinh dưỡng và điều kiện khí hậu.

Nước thải

Nước thai chăn nuôi là hỗn hợp bao gồm ca nước tiểu, nước tắm gia súc, rửa chuồng. Nước thai chăn nuôi còn có thể chứa một phần hay toàn bộ lượng phân được gia súc, gia cầm thai ra. Nước thai là dạng chất thai chiếm khối lượng lớn nhất trong chăn nuôi. Theo khao sát của Trương Thanh Canh và các ctv (2006) trên gần 1.000 trại chăn nuôi heo qui mô vừa và nhỏ ở một số tỉnh phía Nam cho thấy hầu hết các cơ sở chăn nuôi đều sử dụng một khối lượng lớn nước cho gia súc. Cứ 1 kg chất thai chăn nuôi do lợn thai ra được pha thêm với từ 20 đến 49 kg nước. Lượng nước lớn này có nguồn gốc từ các hoạt động tắm cho gia súc hay dùng để rửa chuồng nuôi hành ngày… Việc xử dụng nước tắm cho gia súc hay rửa chuồng làm tăng lượng nước thai đáng kể, gây khó khăn cho việc thu gom và xử lý nước thai sau này.

Thành phần của nước thai rất phong phú, chúng bao gồm các chất rắn ở dạng lơ lửng, các chất hòa tan hữu cơ hay vô cơ, trong đó nhiều nhất là các hợp chất chứa nitơ và photpho. Nước thai chăn nuôi còn chứa rất nhiều vi sinh vật, ký sinh trùng, nấm,

Trang 39


nấm men và các yếu tố gây bệnh sinh học khác. Do ở dạng lỏng và giàu chất hữu cơ nên kha năng bị phân hủy vi sinh vật rất cao. Chúng có thể tạo ra các san phẩm có kha năng gây ô nhiêm cho ca môi trường đất, nước và không khí.

Nồng độ các chất ô nhiêm trong nước thai phụ thuộc vào thành phần của phân, nước tiểu gia súc, lượng thức ăn rơi vãi, mức độ và phương thức thu gom (số lần thu gom, vệ sinh chuồng trại và có hốt phân hay không hốt phân trước khi rửa chuồng), lượng nước dùng tắm gia súc và vệ sinh chuồng trại…

Theo nghiên cứu của nhiều tác gia (A. Kigirov, 1982; G. Rheiheinmer, 1985…) trong phân, vi trùng gây bệnh đóng dấu Erysipelothris insidiosa có thể tồn tại 92 ngày, Brucella 74 – 108 ngày, Samonella 6 – 7 tháng, virus lở mồm long móng trong nước thai là 100 – 120 ngày. Riêng các loại vi trùng nha bào Bacillus antharacis có thể tồn tại đến 10 năm, Bacillus tetani có thể tồn tại 3 – 4 năm. Trứng giun sán với các loại điển hình như Fasciola hepatica, Fasciola gigantica, Fasciola buski, Ascarisum, Oesphagostomum sp, Trichocephalus dentatus có thể phát triển đến giai đoạn gây nhiêm sau 6 – 8 ngày và tồn tại 5 – 6 tháng. Các vi trùng tồn tại lâu trong nước ở vùng nhiệt đới là Samonella typhi và Samonella paratyphi, E. Coli, Shigella, Vibrio comma, gây bệnh dịch ta. Một số loại vi khuẩn có nguồn gốc từ nước thai chăn nuôi có thể tồn tại trong động vật nhuyên thể thuỷ sinh, có thể gây bệnh cho con người khi ăn sống các loại sò, ốc hay các thức ăn nấu chưa được chín kĩ.

Bảng 17. Một số chỉ tiêu của nước thải chăn nuôi lợn

Xác gia súc, gia cầm chết

Xác gia súc, gia cầm chết là một loại chất thai đặc biệt của chăn nuôi. Thường các gia súc, gia cầm chết do các nguyên nhân bệnh lý, cho nên chúng là một nguồn phát sinh ô nhiêm nguy hiểm, dê lây lan các dịch bệnh. Xác gia súc chết có thể bị phân hủy tạo nên các san phẩm độc. Các mầm bệnh và độc tố có thể được lưu giữ trong đất trong thời gian dài hay lan truyền trong môi trường nước và không khí, gây nguy hiểm cho người, vận

Trang 40


nuôi và khu hệ sinh vật trên cạn hay dướiứ nước. Gia súc, gia cầm chết có thể do nhiều nguyêõn nhân khác nhau. Việc xử lý phai được tiến hành nghiêm túc. Gia súc, gia cầm bị bệnh hay chết do bị bệnh phai được thiêu hủy hay chôn lấp theo các quy định về thú y. Chuồng nuôi gia súc bị bệnh, chết phai được khử trùng bằng vôi hay hóa chất chuyên dùng trước khi dùng để nuôi tiếp gia súc. Trong điều kiện chăn nuôi phân tán, nhiều hộ gia đình vứt xác chết vật nuôi bị chết do bị dịch ra hồ ao, cống rãnh, kênh mương… đây là nguồn phát tán dịch bệnh rất nguy hiểm.

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

Trong các chuồng trại chăn nuôi, người chăn nuôi thường dùng rơm, rạ hay các chất độn khác,… để lót chuồng. Sau một thời gian sử dụng, những vật liệu này sẽ được thai bỏ đi. Loại chất thai này tuy chiếm khối lượng không lớn, nhưng chúng cũng là một nguồn gây ô nhiêm quan trọng, do phân, nước tiểu các mầm bệnh có thể bám theo chúng. Vì vậy, chúng cũng phai được thu gom và xử lý hợp vệ sinh, không được vứt bỏ ngoài môi trường tạo điều kiện cho chất thai và mầm bệnh phát tán vào môi trường.

Ngoài ra, thức ăn thừa, thức ăn bị rơi vãi cũng là nguồn gây ô nhiêm, vì thức ăn chứa nhiều chất dinh dưỡng dê bị phân hủy trong môi trường tự nhiên. Khi chúng bị phân hủy sẽ tạo ra các chất kể ca chất gây mùi hôi, gây ô nhiêm môi trường xung quanh, anh hưởng đến sự sinh trưởng, phát triển của gia súc và sức khỏe con người.

Vật dụng chăn nuôi, bệnh phẩm thú y

Các vật dụng chăn nuôi hay thú y bị loại bỏ như bao bì, kim tiêm, chai lọ đựng thứa ăn, thuốc thú y,… cũng là một nguồn quan trọng dê gây ô nhiêm môi trường. Đặc biệt các bệnh phẩm thú y, thuốc khử trùng, bao bì đựng thuốc có thể xếp vào các chất thai nguy hại cần phai có biện pháp xử lý như chất thai nguy hại.

Khí thải

Chăn nuôi là một ngành san xuất tạo ra nhiều loại khí thai nhất. Theo Hobbs và cộng sự (1995), có tới trên 170 chất khí có thể sinh ra từ chăn nuôi, điển hình là các khí CO2, CH4, NH3, NO2, N2O, NO, H2S, indol, schatol mecaptan…và hàng loạt các khí gây mùi khác. Hầu hết các khí thai chăn nuôi có thể gây độc cho gia súc, cho con người và môi trường.

Ở những khu vực chăn nuôi có chuồng trại thông thóang kém thường dê tạo ra các khí độc anh hưởng trực tiếp, gây các bệnh nghề nghiệp cho công nhân chăn nuôi và anh hưởng tới sức khỏe của người dân xung quanh khu vực chăn nuôi. Trừ khi chất thai chăn nuôi được thu gom sớm, lữu trữ và xử lý hợp quy cách, ở điều kiện bình thường, các chất bài tiết từ gia súc , gia cầm như phân và nước tiểu nhanh chóng bị phân giai tạo ra hàng lọat chất khí có kha năng gây độc cho người và vật nuôi nhất là các bệnh về đường hô

Trang 41


hấp, bệnh về mắt, tổn thương các niêm mạc, gây ngạt thở, xẩy thai và ở trường hợp nặng có thể gây tử vong.

Tiếng ồn

Tiếng ồn trong chăn nuôi thường gây nên bởi họat động của gia súc, gia cầm hay tiếng ồn sinh ra từ họat động của các máy công cụ sử dụng trong chăn nuôi. Trong chăn nuôi, tiếng ồn chỉ xay ra ở một số thời điểm nhất định (thường là ở thời gian cho gia súc, gia cầm ăn). Tuy nhiên tiếng ồn từ gia súc gia cầm là những âm thanh chói tai, rất khó chịu, đặc biệt là trong những khu chuồng kín. Người tiếp xúc với dạng tiếng ồn này kết hợp với bụi và các khí độc ở nồng độ cao trong chuồng nuôi hay khu vực xung quanh rất dê rơi vào tình trạng căng thẳng dẫn tới anh hưởng tới trạng thái tâm lý, sức khỏe và sức đề kháng với bệnh tật. Ngoài ra tiếng ồn quá lớn còn có thể gây nên hiện tựơng điếc tạm thời hay mất hẳn thính giác sau một thời gian dài tiếp súc với tiếng ồn có cường độ ồn vượt quá 85 dB. ở một số chuồng nuôi thủ công, độ ồn có thể đo được lên đến 100 dB (Bengt Gustafsson, 1997).

Tất ca các chất thai nói trên của chăn nuôi cần được nghiên cứu cẩn thận và xử lý triệt để nhằm bao vệ môi trường, đó chính là nội dung của các chương tiếp theo.

2.2.3. Đánh giá tác động của ô nhiễm môi trường từ hoạt động chăn nuôi

Theo báo cáo của Tổ chức Nông lương Liên Hiệp Quốc (FAO) cho thấy ngành chăn nuôi đã và đang gây ra những vấn đề môi trường nghiêm trọng như thoái hóa đất, biến đổi khí hậu ô nhiêm không khí, gây thiếu nước, ô nhiêm nguồn nước, mất đa dạng sinh học. Tổng diện tích dành cho ngành chăn nuôi chiếm 26% diện tích bề mặt không phủ băng tuyết của trái đất, thêm vào đó là 33% diện tích đất trồng được dành để san xuất thức ăn chăn nuôi. Vì vậy việc mở rộng chăn nuôi dẫn đến mất rừng làm cho đất bị xói mòn vào mùa mưa và khô hạn vào mùa khô.

Trong quá trình chăn nuôi lượng khí CO2 thai ra chiếm 9% toàn cầu và lượng khí CH4 (một loại khí có kha năng gây hiệu ứng nhà kính cao gấp 23 lần CO2) chiếm 37%. Lượng khí CH4 chủ yếu được tạo ra ở thú nhai lại, những vi khuẩn phân hủy Cellulose trong cỏ để tạo ra năng lượng là một quá trình yếm khí, tiến trình đó gây ra sự thoát khí CH4 qua ợ hơi. Quá trình chăn nuôi còn tạo ra 65% lượng khí NOx (có kha năng gây hiệu ứng nhà kính cao gấp 296 lần CO2) và tạo ra 2/3 tổng lượng phát thai khí NH3 nguyên nhân chính gây mưa axit phá hủy các hệ sinh thái.

Thế giới hiện đang đối mặt với tình trạng thiếu nước ngọt nghiêm trọng, theo dự đoán đến năm 2025 thì 64% dân số thế giới sẽ phai sống trong điều kiện căng thẳng về nguồn nước. Trong khi đó sự phát triển ngành chăn nuôi làm tăng nhu cầu sử dụng nước chúng chiếm khoang 8% tổng lượng nước loài người sử dụng, đồng thời lượng nước thai từ chăn

Trang 42


nuôi đã là ô nhiêm môi trường bởi các chất kháng sinh, hoocmon, hóa chất sát trùng,…làm anh hưởng đến sức khỏe con người.

Ngoài ra ngành chăn nuôi còn làm giam lượng nước bổ sung cho các mạch nước ngầm do mất rừng và đất bị thoái hóa, chai cứng giam kha năng thẩm thấu. Tất ca các tác động tiêu cực của ngành chăn nuôi đến môi trường dẫn đến kết qua tất yếu là làm suy giam đa dạng sinh học.

2.2.4. Ô nhiễm môi trường trong các cơ sở chăn nuôi gia súc, gia cầm

Trong thời gian qua, ngành chăn nuôi của nước ta phát triển với tốc độ nhanh. Tốc độ tăng trưởng bình quân giai đoạn 2001 – 2006 đạt 8,9%. Tổng đàn trâu, bò từ 6,7 triệu con năm 2001 tăng lên 9,7 triệu con năm 2007 (tăng 7,4%/năm), trong đó đàn bò sữa tăng bình quân 15,0%/năm, đàn bò thịt tăng 9,7%/năm và đàn trâu tăng 1,1%/năm; Đàn lợn tăng từ từ 21,8 triệu con năm 2001 lên 26,6 triệu con năm 2007 (tăng 3,3%/năm); Đàn gia cầm trước khi có dịch cúm tăng mạnh, từ 218 triệu con năm 2001 lên 254 triệu con năm 2003 (tăng 8,4%/năm); hiện nay tổng đàn gia cầm là 266 triệu con.

San phẩm chăn nuôi cũng tăng nhanh tương ứng trong thời gian qua và đáp ứng cơ ban cho nhu cầu thực phẩm tiêu dùng trong nước. Năm 2007, tổng khối lượng thịt hơi các loại san xuất trong nước là 3,2 triệu tấn (tương đương 2,4 triệu tấn thịt xẻ) và bình quân 41,7 kg (28 kg thịt xẻ)/đầu người; trứng đạt 4,60 tỷ qua, bình quân 53 qua/người; sữa bò tươi 234 ngàn tấn, bình quân 2,7 lít người.

Chăn nuôi nước ta thời gian qua chủ yếu vẫn là phân tán nhỏ lẻ, tập trung chủ yếu ở các hộ nông dân với 2 - 3 con trâu bò, 5 - 10 con lợn và 20 – 30 con gia cầm/hộ. Những năm gần đây, chăn nuôi phát triển theo xu hướng trang trại, tập trung san xuất hàng hóa. Tính đến tháng 10/2006 ca nước có 17.720 trang trại và chủ yếu phat triển ở các tỉnh vùng Đông Nam Bộ, Đồng bằng sông Cửu Long và Đồng bằng sông Hồng. Các khu chăn nuôi phát triển tự phát, chưa theo quy hoạch, chủ yếu trên đất vườn nhà, đất mua hoặc thuê tại địa phương. Nhiều trang trại xây dựng ngay trong khu dân cư, gây ô nhiêm môi trường, nguy cơ dịch bệnh cho vật nuôi, con người và anh hưởng lớn đến sự phát triển bền vững của ngành chăn nuôi.

Theo đánh giá của Tổ chức Nông Lương Thế giới (FAO): ngành chăn nuôi đến năm 2020 vẫn tiếp tục phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu thực phẩm đam bao cho sức khỏe cộng đồng và gia tăng dân số. San xuất chăn nuôi đang có xu hướng chuyển dịch từ các nước phát triển sang các nước đang phát triển, từ phương Tây sang các nước Châu Á Thái Bình Dương. Châu Á sẽ trở thành khu vực san xuất và tiêu dùng các san phẩm chăn nuôi lớn nhất. Sự thay đổi về chăn nuôi ở khu vực này có anh hưởng quyết định đến “cuộc cách

Trang 43


mạng” về chăn nuôi trên toàn cầu. Nhu cầu tiêu thụ thịt, sữa cho xã hội tăng nhanh ở các nước đang phát triển, ước tính tăng khoang 7 - 8%/năm.

Cũng như các nước trong khu vực, chăn nuôi Việt Nam đứng trước yêu cầu vừa phai duy trì mức tăng trưởng cao nhằm đáp ứng đủ nhu cầu tiêu dùng trong nước và từng bước hướng tới xuất khẩu. Chăn nuôi phai phát triển bền vững gắn với nâng cao chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm, kha năng cạnh tranh và bao vệ môi trường là xu hướng tất yếu hiện nay. Dự kiến mức tăng trưởng bình quân: giai đoạn 2008 - 2010 đạt 8 - 9% năm; giai đoạn 2010 - 2015 đạt khoang 6 - 7% năm và giai đoạn 2015 - 2020 đạt khoang 5 - 6% năm.

Chất thai chăn nuôi là nguyên nhân gây ô nhiêm lớn cho môi trường tự nhiên do lượng lớn các khí thai và chất thai từ vật nuôi. Các khí thai từ vật nuôi cũng chiểm tỷ trọng lớn trong các khí thai gây hiệu ứng nhà kính. Theo báo cáo của Tổ chức Nông Lương Thế giới (FAO), chất thai của gia súc toàn cầu tạo ra 65% lượng Nitơ oxit (N2O) trong khí quyển. Đây là loại khí có kha năng hấp thụ năng lượng mặt trời cao gấp 296 lần so với khí CO2. Động vật nuôi còn thai ra 9% lượng khí CO2 toàn cầu, 37% lượng khí Methane (CH4) – loại khí có kha năng giữ nhiệt cao gấp 23 lần khí CO2. Theo số liệu ước tính của Cục Chăn nuôi, tổng số chất thai rắn hằng năm từ đàn gia súc, gia cầm ở Việt Nam khoang 73 - 76 triệu tấn. Phần lớn chất thai chăn nuôi được sử dụng làm phân bón. Tuy nhiên trước khi đưa vào sử dụng, việc xử lý chất thai chăn nuôi có sự khác nhau theo quy mô chăn nuôi. Với quy mô chăn nuôi trang trại và gia trại thì việc xử lý chất thai được coi trọng hơn, còn tại các hộ chăn nuôi nhỏ lẻ gắn với san xuất nông nghiệp, chất thai chăn nuôi chủ yếu được vận chuyển trực tiếp từ chuồng nuôi ra ngoài đồng bón cho cây trồng, số lượng được xử lý rất ít. Theo kết qua điều tra chăn nuôi lợn 8 vùng sinh thái, số gia trại, trang trại chăn nuôi lợn có áp dụng các biện pháp xử lý chất thai chiếm khoang 74%, còn lại không xử lý chiếm khoang 26%; trong các hộ, các cơ sở có xử lý thì 64% áp dụng phương pháp sinh học (Biogas, ủ v.v...), số còn lại 36% xử lý bằng phương pháp khác.

Hiện nay, còn nhiều trang trại chăn nuôi lợn, bò hàng ngày thai ra một lượng lớn chất thai không được xử lý và đổ trực tiếp vào hệ thống thoát nước, kênh mương trong vùng làm nhiều hộ dân không có nước sinh hoạt (nước giếng trong vùng có váng, mùi hôi tanh), tỷ lệ người dân bị mắc bệnh tiêu chay, mẫn ngứa và ghẻ lở cao. Ô nhiêm do chất thai chăn nuôi không chỉ anh hưởng nặng tới môi trường sống dân cư mà còn gây ô nhiêm nguồn nước, tài nguyên đất và anh hưởng lớn đến kết qua san xuất chăn nuôi. Các hoạt động gây ô nhiêm do chăn nuôi vẫn đang tiếp tục diên ra ở nhiều nơi trên ca nước. Tình trạng chăn nuôi tha rông, chăn tha trên đất dốc, đầu nguồn nước v.v... còn khá phổ biến đã

Trang 44


làm tăng diện tích đất xói mòn, suy giam chất lượng nước, giam thiểu kha năng san xuất nông nghiệp trên vùng rộng lớn. Ô nhiêm môi trường còn làm phát sinh dịch bệnh, anh hưởng lớn đến hiệu qua chăn nuôi. Trong mười năm qua, từ 1997 đến nay, dịch lở mồm, long móng trên gia súc đã diên ra thường xuyên và đến nay chưa được khống chế triệt để. Từ cuối năm 2003, dịch cúm gia cầm đã bùng phát. Từ năm 2003 đến nay, dịch đã tái phát 5 đợt, đã phai tiêu huỷ trên 51 triệu gia cầm các loại, thiệt hại ước tính lên đến hàng ngàn tỷ đồng. Từ đầu năm 2007 đã bùng phát hội chứng rối loạn hô hấp và sinh san (bệnh tai xanh - PSSR) trên lợn, gây tổn thất lớn cho ngành chăn nuôi, gây mất an toàn thực phẩm và còn có nguy cơ lây nhiêm sang người nguy hiểm không kém bệnh cúm gia cầm, bệnh lở mồm, long móng.

Rõ ràng ngành chăn nuôi phát triển nếu không đi kèm với các biện pháp xử lý chất thai sẽ làm môi trường sống của con người xuống cấp nhanh chóng. Môi trường bị ô nhiêm lại tác động trực tiếp vào sức khoẻ vật nuôi, phát sinh dịch bệnh, gây khó khăn trong công tác quan lý dịch bệnh, giam năng suất không thể phát triển bền vững.

2.2.5. Ô nhiễm môi trường trong các cơ sở giết mổ, sơ chế sản phẩm động vât

Theo số liệu điều tra của Cục Thú y, ca nước có 17.129 cơ sở giết mổ gia súc, gia cầm, trong đó số cơ sở giết mổ tập trung có 617 cơ sở, chiếm tỷ lệ 3,6 %, tập trung tại một số tỉnh Miền Nam. 64,5% cơ sở giết mổ gia cầm nằm trong khu dân cư. Diện tích giết mổ gia cầm rất chật hẹp. 50 - 78% các cơ sở giết mổ có hệ thống xử lý nước thai nhưng rất đơn gian, hiệu qua xử lý thấp. Đối với các cơ sở giết mổ nhỏ ở nông thôn diện tích đất rộng thường làm hệ thống xử lý tự chay qua hầm kỵ khí (kiểu hầm tự hoại) hoặc túi biogas. Nước thai sau xử lý chay ra hồ tự thấm . Nhiều chủ cơ sở không nhận thức được sự nguy hại của chất thai lò mổ, chỉ xây hệ thống xử lý chất thai để đối phó, không vận hành, không kiểm tra, không tu bổ, sửa chữa. Kết qua phân tích 180 mẫu nước thai cho thấy Coliform từ 1,1.102 - 7,5.108/ml, E.coli từ 1,9.102 - 6,7.108/ml, Clostridium từ 0,2.102 - 2,1.104/ml, và đều vượt giới hạn cho phép, trên 30% số mẫu phát hiện Salmonella (+). 100% mẫu nước thai đều không đạt TCVN 5945-2005 (cột B) về các chỉ tiêu cơ ban như COD, BOD, SS, nitơ tổng số, phospho tổng số. Lượng gây ô nhiêm cao gấp 1,6 lần đến hàng ngàn lần so với tiêu chuẩn. Phần lớn các cơ sở, điểm giết mổ nhỏ lẻ không được kiểm soát thú y, không được hướng dẫn giám sát, xử lý chất thai do đó gây ô nhiêm môi trường rất lớn. Lượng COD, BOD, số lượng vi sinh vật gây bệnh trong chất thai lò mổ cao không chỉ làm giam kha năng tự làm sạch của nước, tạo ra nhiều chất khí tạo mùi như NH3, H2S gây ô nhiêm môi trường không khí xung quanh, ô nhiêm nước mặt và nước ngầm mà còn là nguyên nhân gây lan truyền mầm bệnh từ động vật sang người, gây mất an toàn vệ sinh thực phẩm, giam sức cạnh tranh của san phẩm động vật.

Trang 45


2.2.6. Ô nhiễm môi trường trong các cơ sở sản xuất thuốc thú y, chẩn đoán xét nghiệm bệnh động vật

Theo số liệu thống kê ca nước có khoang gần 100 cơ sở san xuất thuốc thú y. 190 công ty thuộc 32 nước nhập khẩu khoang 1.800 loại san phẩm thuốc thú y cung cấp nguyên liệu cho san xuất thuốc thú y trong nước. Các cơ sở san xuất trong nước có khoang gần 5000 loại san phẩm, đáp ứng được 70% nhu cầu thuốc thú y dùng để phòng chống dịch bệnh trong nước đồng thời xuất khẩu đi hơn 10 nước trong khu vực và trên thế giới. Các cơ sở này có quy mô khác nhau nhưng đều san xuất các loại hoá được, chế phẩm sinh học, vácxin dùng trong thú y ( cho ca động vật trên cạn, lưỡng cư và thuỷ san).

Theo số liệu ước tính ca nước có khoang gần 4000 trung tâm nghiên cứu, trung tâm và phòng xét nghiệm chẩn đoán bệnh động vật. Trong đó rất nhiều bệnh thuộc danh mục bệnh phai công bố dịch của OIE, bệnh nguy hiểm và bệnh lây chung cho người và vật nuôi như nhiệt thán, cúm gia cầm H5N1, bệnh do Salmonella…

Tuy quy mô và mục đích hoạt động khác nhau nhưng thành phần chất thai của các cơ sở san xuất thuốc thú y và các phòng xét nghiệm chẩn đoán bệnh động vật đều chứa các yếu tố nguy hại gồm : máu, dịch cơ thể, chất bài tiết; xác, phủ tạng của động vật có chứa mầm bệnh nguy hiểm, các bệnh truyền lây giữa người và vật; các bệnh phẩm, môi trường nuôi cấy vi sinh vật, xác động vật công cường độc các bệnh nguy hiểm, bệnh phẩm, môi trường nuôi cấy vi sinh vật, động vật bị chết không rõ nguyên nhân trong quá trình thí nghiệm. Đây là loại chất thai nguy hiểm tương tự chất thai y tế, có nguy cơ lan truyền mầm bệnh ra môi trường xung quanh rất cao nếu không được xử lý đúng phương pháp.

Mầm bệnh trong chất thai gồm vi trùng, virus, nấm, ký sinh và ấu trùng hay trứng của chúng. Sự tồn tại của vi sinh vật gây bệnh trong chất thai phụ thuộc nhiều yếu tố. Các điều kiện giúp chúng có kha năng tồn tại lâu trong bao gồm: số lượng ban đầu lớn; nhiệt độ môi trường thấp (<10oC); hàm lượng các chất rắn cao và loài động vật cam nhiêm. Mầm bệnh sống lâu nhất trong phân trâu bò và ngắn nhất trong phân gia cầm nuôi lồng (1). Các vi sinh vật khác nhau sẽ có sức đề kháng khác nhau: Mycobacterium, Brucella, Leptospira thường tồn tại ngoài cơ thể lâu hơn Salmonella và E.coli.

Thực tế, số lượng mầm bệnh trong chất thai giam nhanh do các nguyên nhân: nhiệt độ môi trường không thích hợp; không đủ chất dinh dưỡng; có sự tồn tại và cạnh tranh của nhiều vi sinh vật khác; pH môi trường giam thấp do acid béo sinh ra từ sự chuyển hóa của các vi sinh vật trong tự nhiên, độ mặn và các hoá chất bổ sung vào chất thai. Tuy nhiên chúng có thể tồn tại một thời gian đủ để gây nhiêm sang vật chủ khác. Thời gian tồn tại của một số vi sinh vật trong chất thai (Strauch, 1987): Salmonella có kha năng sống 286 ngày trong phân trâu bò; B.abortus sống ít nhất 8 tháng trong phân trâu bò;

Trang 46


Mycobacterium sống dài nhất đến 155 ngày trong phân trâu bò; Mycobacterium 2 năm trong đất; Leptospira có thể sinh san trong phân được xử lý hiếu khí; Virus Aujeszky tồn tại trong phân 3 – 15 tuần; Virus Marek sống trong phân 7 ngày; Virus gây African swine fever 60 – 160 ngày; Virus FMD 21 – 103 ngày; Thời gian tồn tại của virus cúm gia cầm H5N1 ở nhiệt độ 4-10oC có khan năng sống tới 4 tháng ; 4 tuần ở nhiệt độ 18oC ( 2007); Trong phân và bệnh phẩm gia cầm virus cúm gia cầm H5N1 sống được 4 ngày ở nhiệt độ 32 -35oC; ở nhiệt độ 4oC sống được 20 -35 ngày. Vi khuẩn có nha bào như B.anthrasis, C.tetani có thể tồn tại nhiều năm trong phân, rác và bùn sa lắng từ chất thai. Chất thai chưa được xử lý thích hợp vào đất gây ra ô nhiêm các vi sinh vật gây bệnh, kim loại nặng, nitrate, và các chất độc khác vào nước ngầm, đất và cây trồng. Vi sinh vật gây bệnh và ký sinh trùng có thể tồn tại trên hoa màu, đặc biệt là lá rau cai khi chúng được tưới bằng nước thai. Các báo cáo cho thấy sự hiện diện của Salmenella, Giardia lamblia và Entamoeba histolytica trên nhiều loại rau củ bán trên thị trường. Sự tồn tại của các vi sinh vật này trên hoa màu phụ thuộc vào loại vi sinh vật, loại hoa màu và môi trường như ánh sáng mặt trời, nhiệt độ, gió và mưa.Chúng có thể tồn tại vài ngày đến nhiều tháng. Trứng ký sinh trùng, đặc biệt là trứng Ascaris có thể tồn tại trong đất 5–7 năm hoặc lâu hơn ở nhiệt độ - 20oC.

Sự thai chất thai hoặc nước thai từ các xí nghiệp san xuất thuốc thú y, các cơ sở xét nghiệm chẩn đoán bệnh động chưa xử lý hoặc xử lý không thích hợp sẽ gây ô nhiêm môi trường ( đất, nước). Chất thai không chỉ gây mất canh quang môi trường mà còn tác động bất lợi đến hệ sinh vật có ích trong nước, đất; Các loại động vật thủy sinh thân mềm (sò, nghêu) bị nhiêm vi sinh vật gây bệnh và các hoá chất tồn dư, kim loại nặng, gây ô nhiêm các nguồn nước, kể nước bãi biển. Hậu qua không thể tránh khỏi là anh hưởng tới sức khoẻ cộng đồng. Các nghiên cứu cho thấy vi khuẩn Salmonella và Vibrio cholera được tìm thấy trong nước sông, hồ, biển gần vị trí nước thai chay ra. Virus gây bệnh đường ruột như poliovirus, coxackie virus, echovirus, adenovirus, và rotavirus cũng được phát hiện trên bãi biển của một số quốc gia như Pháp, Israel, Brazil, Ý, Tây Ban Nha và Mỹ. Tuy nhiên Việt nam chưa có các nghiên cứu về vấn đề này.

Chất thai từ các cơ sở chẩn đoán xét nghiệm bệnh động vật là loại chất thai nguy hại (Danh mục chất thai nguy hại - Ban hành kèm theo Quyết định số 23/2006/QĐ-BTNMT ngày 26 tháng 12 năm 2006 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường). Chính vì vậy, xác gia cầm chết phai được thu gom, tiêu hủy và xử lý theo đúng quy định về quan lý chất thai nguy hại.

2.2.7. Ô nhiễm môi trường trong quá trình xử lý xác động vật bị dịch bệnh

Trang 47


Trên đàn gia cầm thịt, các bệnh chủ yếu gồm: Newcattle chiếm 40-50%, Gumboro chiếm 27-32%, tụ huyết trùng chiếm 14-15%, ngoài ra còn các bệnh khác như CRD, Marex, đậu gà…. Trên đàn thuỷ cầm thịt, các bệnh chủ yếu gồm: Newcattle, tụ huyết trùng , viêm gan vịt, dịch ta vịt. Đàn gia cầm để trứng thường bị các bệnh Newcattle, tụ huyết trùng, CRD, bạch lỵ, Hội chứng giam đẻ ( EDS). Theo báo cáo của cục Thú y, bệnh Newcattle xay ra lẻ tẻ tại các tỉnh , thành phố. Năm 2008 có khoang trên 44 ngàn con mắc bệnh, số chết và xử lý trên 26 ngàn con. bệnh Marex xẩy ra nhiều nhất tại 3 tỉnh Tiền giang, Long An, Đồng Nai. Số gia cầm bị bệnh chết, tiêu huỷ gần 48 ngàn con. bệnh Gumboro vẫn gây thiệt hại đáng kể cho đàn ga nuôi tập trung theo hướng công nghiệp gây chết hơn 121 ngàn con. Tụ huyết trùng, dịch ta vịt xẩy ra lẻ tẻ ở các địa phương gây chết hơn 30 ngàn con hàng năm.

Ở nước ta, dịch cúm gia cầm đã bùng phát ở nước ta từ tháng 12 năm 2003 đến nay với 6 đợt phát dịch lớn: Đợt 1 từ tháng 12/2003 – 30/3/2004 xẩy ra trên 57/64 tỉnh, thành phố, số lượng gia cầm bị tiêu huỷ gần 44 triệu con gia cầm; Đợt 2 từ tháng 4/ 2004 – 12/2004 xẩy ra trên 17 tỉnh, thành phố, số lượng gia cầm bị tiêu huỷ gần 80 ngàn con ; sau 17 tháng không xay ra dịch cúm A (H5N1) ở người (11/2005 – 5/2007); dịch cúm gia cầm tái phát ở Đồng bằng sông Cửu Long, sau đó miền Bắc và miền Trung, 9 tỉnh có dịch. Trong 8 tháng năm 2008, dịch cúm gia cầm xẩy ra lẻ tẻ ở 27 tỉnh, thành phố gây chết và tiêu huỷ tổng số trên 75 ngàn con. Tổ chức Y tế thế giới (WHO), Tổ chức Thú y thế giới (OIE) canh báo dịch cúm gia cầm, cúm A (H5N1) ở người vẫn tiếp tục diên biến phức tạp.

Năm 2008, dịch PRRS xẩy ra tại một số tỉnh gây thiệt hại lớn, với số lượng lợn chết và tiêu huỷ trên 200 ngàn con. Kết qua nghiên cứu và đánh giá tác động môi trường cho thấy các hố chôn gia cầm trong trại chăn nuôi gây ô nhiêm cục bộ nước ngầm tầng nông khoang cách 15-40m tuỳ số lượng gia cầm/ hố và điều kiện thổ nhưỡng tuy không có dấu hiệu gây ô nhiêm nước giếng khoan trong khu vực nhưng theo Quyết định số 23/2006/QĐ-BTNMT ngày 26 tháng 12 năm 2006 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường, xác gia súc, gia cầm là loại chất thai độc hại vì vậy, phai được thu gom, tiêu hủy và xử lý theo đúng quy định về quan lý chất thai nguy hại.

Trang 48


CHƯƠNG 3:

XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN CHĂN NUÔI BẰNG CÔNG NGHỆ BIOGAS

3.1. Tình hình áp dụng xử lý chất thải rắn chăn nuôi bằng công

nghệ Biogas

3.1.1. Trên thế giới

Với nhận thức công nghệ sinh học là công nghệ khí liên ngành đa mục tiêu, đa mục

đích nên chính phủ nhiều nước trên thế giới đã và đang quan tâm đưa ra những chính sách,

những chương trình mạnh mẽ thúc đẩy sử dụng nguồn năng lượng khí sinh học với mục

tiêu khai thác toàn diện các lợi ích của nó, các chính sách thức đẩy công nghệ khí sinh học

đã được chứng minh trên các lợi ích kinh tế, xã hội như: Bao vệ môi trường, cung cấp năng

lượng; điện trên các cơ sở chi phí thấp nhất cho các vùng hẻo lành; tạo ra các hoạt động

kinh tế cho các vùng hẻo lành; đa dạng hóa các nguồn các nguồn năng lượng

a. Trung Quốc

Trung Quốc đã có một lịch sử ấn tượng về việc sử dụng năng lượng tái tạo cho việc phát triển nông thôn với một số chương trình có tầm cỡ lớn nhất thế giới về khí sinh học. Theo số liệu thống lê của Bộ nông nghiệp Trung Quốc riêng lĩnh vực chăn nuôi năm 2006 vó 460 công trình khí sinh học cung cấp 5,59 triệu gia đình sử dụng, phát điện với công suất 866 KW, san xuất thương mại 24.900 tấn phân bón và 700 tấn thức ăn gia súc. Tới cuối năm 2008 số công trình lớn tăng lên đến 573 và đến năm 2010 có 2.000 bể cỡ lớn và 8,5 triệu hầm.

Trong những năm gần đây, các mô hình nhà kính và sử dụng năng lượng đa dạng đã được phát triển rất nhanh ở Trung Quốc, đặc biệt những bể tạo khí Biogas nhỏ được xây dựng mỗi năm tới 160.000 chiếc. Đến nay toàn quốc có 7.630.000 bể tạo khí Biogas nhỏ.

b. Đức

Với việc xây dựng công trình khí sinh học tăng từ 100 thiết bị/năm lên 200 thiết bị/năm vào năm 2000 hầu hết các công trình có thể tích phân hủy từ 1.000 tới 1.500 m3, công suất khí 100 tới 150 m3. Có trên 30 công trình quy mô lớn với thể tích phân hủy 4.000 tới 8.000 m3. Khí sinh học san xuất được sử dụng để cung cấp cho các tổ máy đồng phát nhiệt và phát điện có công suất điện là 20, 150, 200 và 500KWe.

c. Nepal

Trang 49


Sức tiêu thụ các năng lượng truyền thống tại các hộ gia đình ở vùng nông thôn: 85% (75% từ củi đun, chất đốt từ nông nghiệp).

Tổng số mô hình Biogas đã lắp đặt 104.080.

Số huyện đã xây dựng các mô hình Biogas: 65 huyện.

Lịch sử của Biogas bắt đầu từ năm 1965, nền tang là sự hướng dẫn chỉ đạo của Late Father B.R.Saubolle trường Xavier’s tại Godavari ở Kathmandu, Nepal. Tuy nhiên trên thực tế Biogas chỉ quan tâm đến sau khi giá nhiên liệu đột ngột tăng cao. Nó bắt đầu từ năm 1975 với tên gọi là “Năm nông nghiệp”. Trong thời gian này có tổng số 200 gia đình lắp đặt với quy mô là loại hầm nổi hình vòm cầu. Năm 1977, cùng với sự đưa vào của công ty Gobar, Biogas sinh học được phổ biến. Tuy nhiên, kết thúc năm 1978, phổ biến được tất ca 708 hầm Biogas sinh học và sự quan tâm chú ý của người dân, chính phủ đã đưa ra nhiệm vụ lắp đặt 4.000 hầm phân hủy loại kế hoạch thứ 7 trong giai đoạn bắt đầu từ năm 1985. Với sự giới thiệu của chương trình hỗ trợ Biogas, dưới hỗ trợ của tổ chức phát triển Hà Lan, nhịp độ bắt đầu đạt được về sự tăng tiến của Biogas. Trong suốt giai đoạn đầu và giai đoạn thứ 2 chương trình hỗ trợ Biogas có 31.000 hầm. Dưới giai đoạn thứ 3 đã xây dựng được 1.000.000 hầm Biogas cố định.

d. Đan Mạch

Việc xây dựng các nhà máy kị khí tập trung đang trở thành một lựa chọn phổ biết để quan lý chất thai ở những nơi chất thai từ vài nguồn có thể được xử lý phân động vật, phụ phân cây trồng, chất thai hữu cơ của các gia đình.

e. Indonesia

Người dân tiết kiệm khoang 30 USD/tháng nhờ sử dụng Biogas. Chính phủ Indonesia đang đẩy mạnh việc sử dụng Biogas như là giai pháp cho những vấn đề môi trường.

3.1.2. Việt Nama. Lịch sử quá trình hình thành và phát triển công nghiệp biogas

Kỹ thuật biogas được phát triển tại Việt Nam từ năm 1960. Sau ngày thống nhất đất nước (1975) cho đến năm 1990, kỹ thuật này được xem là một trong những ưu tiên hàng đầu của đất nước trong chương trình nghiên cứu tìm nguồn năng lượng mới và năng lượng tái tạo. Trong khuôn khổ chương trình, rất nhiều nguyên cứu đã được thực hiện, tập trung vào công nghệ biogas. Các đơn vị tham gia vào chương trình phát triển biogas bao gồm Viện Năng Lượng, Đại học Bách Khoa Hà Nội, Đại học Bách Khoa TpHCM, Đại

Trang 50


học Bách Khoa Đà Nẵng, Đại Học cần Thơ, các Sở Khoa học, Công Nghệ và Môi trường địa phương.

Từ năm 1992, trong chương trình dự án của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn với sự hổ trợ của các tổ chức như FAO, SAREC, SIDA và Viện chăn nuôn nông nghiệp Quốc gia, trường Đại học Nông Lâm TpHCM đã phát triển mô hình hầm ủ biogas dạng túi. Với ưu thế chi phí đầu tư thấp, kỹ thuật lắp đặt và vận hành đơn gian, kỹ thuật này đã nhanh chóng được chấp nhận và nhân rộng bởi Hội Làm vường Việt Nam và các tổ chức cá nhân khác.

Thời gian gần đây, trong chương trình Quốc gia về cấp nước và Vệ sinh môi trường nông thôn, Trung tâm hỗ trợ Phát triển nông thôn đã phát triển mô hình hầm ủ nắp vòm, cố định với nắp hầm dạng hình bán cầu, cấu tạo từ vật liệu composit và xi măng lưới thép (mô hình hầm ủ Thái – Đức).

Bên cạnh đó, chương trình biogas của Ngành chăn nuôi Nông nghiệp – dự án liên kết của chính phủ Việt Nam và Hà Lan đã hổ trợ nông dân xây dựng 18.000 hầm biogas trong giai đoạn 1 (2003-2005) tại 12 tỉnh thành của 8 vùng sinh thái; 27.000 hầm vào cuối năm 2006 và đến năm 2007, hơn 16.000 hầm đã được xây dựng. trong giai đoạn 2 ( 2008 -2011) chương trình BP dự kiến sẽ mở rộng ra trên 50 tỉnh thành trong số 64 tỉnh thành củ Việt Nam với số lượng khoang 14.000 hầm ủ. Hiện nay, trên ca nước có khoang 150.000 hầm ủ biogas, hầu hết thuộc dạng hầm ủ nắp vòm cố định và dạng túi.

Bảng 18: Tổng quan chung về số lượng hầm ủ

Thông số Đơn vị Giai đoạn 1 Năm 2006 Năm 2007

Kích thước hầm ủ m3 9,78 9,72 11,03

Hầm ủ kết hợp nhà vệ sinh % 57,03 89,50 86,50

Hộ gia đình sử dụng bai thai

sau biogas% 41,00 60,00 61,72

Nguồn: Le Thi Xuan Thu, Biogas Engineer/Extension in charge – biogas Projec

Division – The Biogas Program for the Animal Husbandry Sector of Viet Nam

b. Một số kiểu hầm biogas ở Việt Nam

Hiện nay, ở Việt Nam có rất nhiều loại hình biogas được sử dụng ở nhiều địa

phương khác nhau. Ví dụ như Hầm xây kiểu tháp của Viện Năng Lượng, hầm trụ Đồng

Nai, hầm hình hộp của bác Nguyên Độ, hình trụ chóp gia Đồng Nai…

Trang 51


Hầm xây KT1

Hầm kiểu KT1 được ứng dụng tại những vùng có nền đất tốt, mực nước ngầm

thấp, có thể đào sâu và diện tích mặt bằng hẹp.

Hình 9: Thiết bị khí sinh học nắp cố định kiểu KT.1

Nguồn: www.biogas.org.vn

Hầm xây KT2

Hầm Kiểu KT2 phù hợp với những vùng có nền đất yếu, mực nước ngầm cao, khó

đào sâu và diện tích mặt bằng rộng.

Trang 52


Hình 10: Thiết bị khí sinh học nắp cố định kiểu KT.2

Nguồn: www.biogas.org.vn

Hầm ủ quy mô hộ gia đình

Từ năm 2008 đến năm 2010, Trung tâm Năng lượng mới và tái tạo, Viện Khoa học

Năng lượng đã tiến hành thực hiện dự án “ Hoàn thiện công nghệ và xây dựng hầm

Biogas quy mô hộ gia đình cho khu vực nông thôn chăn nuôi tập trung ở tỉnh Hà Nam ”

với mục tiêu nắm bắt, hoàn thiện và cai tiến công nghệ phù hợp với điều kiện nông thôn

Việt Nam, từ đó nâng cao hiệu qủa san xuất, giam thiểu ô nhiêm môi trường trong chăn

nuôi và cai thiện đời sống của bà con nông dân. Đây là dự án san xuất thử nghiệm do

Viện Khoa học Năng lượng, Viện KHCNVN chủ trì và ông Trần Khắc Tuyến, Giám đốc

Trung tâm Năng lượng mới và tái tạo làm chủ nhiệm.

Trang 53

http://www.biogas.org.vn/


Về nguyên lý, mô hình hệ thống hầm Biogas do Trung tâm Năng lượng mới và tái

tạo san xuất và triển khai có một số thay đổi so với các loại hầm truyền thống khi bể điều

áp được phân thành hai phần riêng biệt là ngăn điều áp và ngăn thai cặn.

Hình 11: Mô hình hầm biogas hộ gia đình

So với những mô hình Biogas đang được lưu hành hiện nay, hệ thống hầm Biogas

quy mô gia đình này có một số điểm ưu việt:

Thi công đơn gian;

Có kết cấu bền vững, bao đam chống dò rỉ nước và khí do được tăng cường bằng

keo chống thấm, vì thế tăng kha năng sinh khí;

Có kha năng tự tống cặn bã nên không bị ùn tắc cặn, có kha năng tự phá váng bề

mặt;

Mức độ sinh khí nhanh, san lượng khí cao, ổn định trong mọi điều kiện thời tiết;

Thiết bị khử H2S tiên tiến đã nâng cao chất lượng Biogas, làm tăng tuổi thọ của

thiết bị sử dụng như bếp, nồi cơm, đèn ...

Diện tích chiếm đất nhỏ, tiết kiệm nhân công.

Giúp bao vệ sức khoẻ con người, tiêu diệt vi trùng gây bệnh.

Trang 54


Các thiết bị sử dụng khí đồng bộ và chuyên dụng nên bao đam độ tin cậy;

Dịch vụ hậu mãi hoàn thiện. Bao hành Hầm sinh khí, bể điều áp trong 10 năm. Bao

trì, bao dưỡng hệ thống trong 15 năm.

Thiết bị đo áp lực, bếp đun, đèn, ấm đun siêu tốc, bình tắm nóng lạnh, máy phát

điện được chế tạo chuyên dụng cho Biogas.

Ngay sau khi nghiệm thu kỹ thuật, Trung tâm Năng lượng mới và tái tạo đã chính

thức bàn giao hầm Biogas cho hộ gia đình sử dụng và bao quan. Kết qua theo dõi vận

hành bước đầu cho thấy kha năng sinh khí rất tốt, đồng hồ áp lực luôn ở mức 12-13 kPa

(1Pa ~N /m2), ứng với nhiệt độ ngoài trời dao động từ 25-34 độ C. Ngoài cung cấp chất

đốt cho đun nấu, còn phai kể đến hiệu qua về mặt xã hội và bao vệ môi trường.

Hầm ủ nắp vòm cố định Trung Quốc

Loại hầm này có phần chứa khí được xây dựng ngay trên phần ủ phân. do đó, thể

tích của hầm ủ bằng tổng thể tích của 2 phần này. Hầm ủ có dạng bán cầu được chôn hoàn

toàn dưới đất để tiết kiệm diện tích và ổ định nhiệt độ. Phần chứa khí được tô bằng nhiều

lớp vữa để đam bao yêu cầu kín khí. Ở phần trên có một nắp đậy được hàn kín bằng đất

sét, phần nắp này giúp cho thao tác làm sạch hầm ủ khi các chất rắn lắng đầy hầm. Loại

hầm này rất phổ biến ở Trung Quốc nhưng có nhược điểm là phần chứa khí rất khó xây

dựng và bao đam độ kín khí do đó hiệu suất của hầm thấp.

Hình 12: Hầm ủ nắp vòm cố định Trung Quốc

Nguồn: www.ctu.edu.vn

Trang 55


Hầm ủ nắp vòm cố định TG-BP ( hầm kiểu Thái - Đức)

Loại hầm ủ này đã được Trung tâm Năng Lượng mới, Đại học Cần Thơ thủ

nghiệm và phát triển có hiệu qua ở miền Nam trong việc xử lý phân người và phân gia

súc. đây cũng là loại hầm đang được triển khai xây dựng trong dự án vệ sinh nước sạch

của TpHCM tại địa bàn nghiên cứu – Xã An Phú huyện Củ Chi.

Hình 13: Hầm ủ nắp vòm cố định TG-BP

Nguồn: www.ctu.edu.vn

Túi Biogas

Trang 56

http://www.ctu.edu.vn/


Loại này có ưu điểm là vốn đầu tư thấp phù hợp với mức thu nhập của bà con nông

dân hiện nay. Tuổi thọ của túi ủ tùy thuộc vào thời gian lão hóa của nguyên liệu làm túi.

Nhược điểm của loại túi ủ là rất dê hư hỏng do sự phá hoại của chuột, gia súc, gia cầm.

Hình 14: Túi biogas bằng plastic

c. Tiêu chuẩn kỹ thuật về hầm ủ biogas tại Việt Nam

Để thống nhất trong toàn quốc, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đã ban hành quyết định số 21/2002/QĐ-BNN ngày 21 tháng 3 năm 2002 về việc ban hành tiêu chuẩn ngành về Lĩnh vực môi trường. Ban hành cùng quyết định này là 8 tiêu chuẩn ngành về lĩnh vực môi trường, áp dụng cho các công trình khí sinh học nhỏ 10m3, đơn gian, dùng để xử lý chất thai, san xuất khí sinh học và phân hữu cơ với nguyên liệu là các loại phân người, phân động vật và thực vật. Tiêu chuẩn này đã góp phần chuẩn hóa chất lượng và sử dụng toàn diện các công trình biogas, bao vệ quyền lợi của người ứng dụng và phát triển công nghệ biogas một cách vững chắc. Cụ thể các tiêu chuẩn sau:

- Tiêu chuẩn ngành 10 TCN 492-2002: Công trình khí sinh học nhỏ - Phần 1: Yêu cầu kỹ thuật chung.

- Tiêu chuẩn ngành 10 TCN 493-2002: Công trình khí sinh học nhỏ - Phần 2: Yêu cầu về xây dựng.

- Tiêu chuẩn ngành 10 TCN 494-2002: Công trình khí sinh học nhỏ - Phần 3: Yêu cầu về phân phối và sử dụng khí.

- Tiêu chuẩn ngành 10 TCN 495-2002: Công trình khí sinh học nhỏ - Phần 4: Tiêu chuẩn kiểm tra và nghiệm thu.

Trang 57


- Tiêu chuẩn ngành 10 TCN 496-2002: Công trình khí sinh học nhỏ - Phần 5: Yêu cầu vận hành và bao dưỡng.

- Tiêu chuẩn ngành 10 TCN 497-2002: Công trình khí sinh học nhỏ - Phần 6: Yêu cầu về an toàn.

- Tiêu chuẩn ngành 10 TCN 498-2002: Công trình khí sinh học nhỏ - Phần 7: Danh mục các thông số và đặc tính kỹ thuật cơ ban.

- Tiêu chuẩn ngành 10 TCN 499 - 2002: Công trình khí sinh học nhỏ - Phần 8: Thiết kế mẫu.

3.2. Tình hình áp dụng công nghệ hầm ủ Biogas ở Việt Nam

a. Thái Nguyên

Tỉnh Thái Nguyên đang đẩy mạnh việc ứng dụng các thành tựu về công nghệ phát

triển hầm khí sinh học vào cuộc sống dân sinh, đặc biệt đối với khu vực nông thôn. Từ

năm 1998 đến nay bên cạnh việc đẩy mạnh công tác thông tin, giáo dục, truyền thông, vì

việc sử dụng khí sinh học, chương trình phát triển hầm khí sinh học được đầu tư xây dựng

trên 500 hầm thí điểm cho các hộ dân bằng sự tài trợ một phần từ ngân sách sự nghiệp

khoa học của Tỉnh. Sự thành công của mô hình thúc đẩy nhanh việc mở rộng xây dựng

các loại hầm khí sinh học trong dân cư, theo ước tính đến nay gần 2.000 hầm đang hoạt

động trong các hộ gia đình.

b. Đồng Nai

Tỉnh Đồng Nai đã ban hành quy định nếu không có hầm khí sinh học thì không được

phát triển chăn nuôi. Hiện nay ở Đồng Nai mỗi năm lắp đặt thực hiện, một số đơn vị khác

xây dựng các bể, tổng số các hầm và bể khí sinh học vào khoang 3.500 chiếc.

c. Thái Bình

Công nghệ khí sinh học là công nghệ xử lý khí từ chất thai hữu cơ trong san xuất nông nghiệp và sinh hoạt gia đình. Để tránh ô nhiêm môi trường, nhất là môi trường chăn nuôi, nâng cao chất lượng cuộc sống con người, những năm quá nhiều địa phương ở Thái Bình đã tích cực hưởng ứng việc xây dựng hầm Biogas, coi công nghệ khí sinh học là một giai pháp đồng bộ, thúc đẩy phát triển chăn nuôi hàng hóa theo quy mô trang trại.

Năm 2008, trung tâm Nước sinh hoạt và vệ sinh môi trường Thái Bình đã thực hiện dự án khí sinh học trong phát triển ngành chăn nuôi, do Cục chăn nuôi, Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn làm chủ đầu tư. Đây là dự án nằm trong chương trình do Hà Lan tài

Trang 58


trợ giai đoạn 2. Năm 2009, cùng với vốn đối ứng của tỉnh là 287,5 triệu đồng, dự án sẽ hỗ trợ cho 500 hộ xây dựng hầm Biogas, mỗi hộ được hỗ trợ 1.200.000 đồng.

Đến nay, toàn tỉnh đã xây dựng được trên 400 công trình hầm Biogas quy mô mỗi hầm từ 5 triệu đến 7 triệu đồng. Nhiều nhất là Đông Hưng 75 công trình, Thái Thụy 56 công trình, Quỳnh Phụ 52 công trình. Phấn đấu đến 30/11/2009 toàn tỉnh sẽ xây dựng xong 500 hầm Biogas theo kế hoạch đề ra.

Việc ứng dụng, phát triển công nghệ Biogas trong chăn nuôi đã mang lại kết qua thuyết phục, giai quyết được ô nhiêm môi trường không khí, môi trường phân thai, nước thai, do phát triển chăn nuôi gây nên, từ đó góp phần giai thiểu vấn đề dịch bệnh. Bên cạnh việc cai tạo môi trường, cung cấp cho các hộ gia đình, nguồn khí đốt sinh học phục vụ sinh hoạt và nguồn phân bốn hữu cơ vi sinh cho ngành trồng trọt, góp phần phát triển nền nông nghiệp bền vững

3.3. Đánh giá hiệu quả tình hình sử dụng Biogas

Nhiều năm qua, chất thai vật nuôi trong nông hộ được xử lý bằng 03 biện pháp chủ yếu là: thai trực tiếp ra kênh mương, ao, hồ; được ủ làm phân bón cho cây trồng; và được xử lý bằng công nghệ khí sinh học (biogas). Ngoài ra, còn có một số phương pháp khác như xử lý chất thai bằng sinh vật thủy sinh (bèo, lục bình…),xử lý bằng hồ sinh học.

Hầm biogas có thể được coi là một trong những giai pháp có hiệu qua cao và tạo được điều kiện cho cuộc sống ở nông thôn hiện đại và sạch hơn. Hầm biogas ở các hộ chăn nuôi gia đình ở nông thôn còn góp phần giai quyết tích cực vấn đề năng lượng ngày càng khan hiếm và giam thiểu ô nhiêm môi trường ở nông thôn một cách có hiệu qua như:

- Hầm biogas giai quyết tốt việc thu gom tập trung chất thai của động vật nuôi và chất hữu cơ trong sinh hoạt đời sống con người, trong chế biến thực phẩm-nông san, cặn ba hữu cơ khác…được xử lý trong hầm kín tránh được mùi hôi thối và giam thiểu tốt ô nhiêm chất thai chăn nuôi đến môi trường. Ngoài ra còn tạo ra khí gas là một nguồn năng lượng phổ biến hiện nay đáp ứng hữu hiệu cho nhu cầu đun nấu trong sinh hoạt đời sống, san xuất chế biến ở hộ gia đình nông thôn.

- Tận thu và tái tạo được nguồn phân hữu cơ cho san suất nông nghiệp và góp phần cai tạo đất đai nông nghiệp; tạo san phẩm sạch góp phần bao vệ sức khỏe cộng đồng, giữ độ mầu mỡ đất canh tác nông nghiệp, giúp cho cây trồng tăng về chất và lượng khoang 10 - 30%.

- Góp phần bao vệ nguồn tài nguyên nước, xây dựng ý thức bao vệ môi trường của người dân trong giai quyết vấn đề ô nhiêm chất thai phát sinh trong phát triển ngành chăn nuôi trong thời gian tới.

Trang 59


Túi

biogas 40m3

Đánh giá chung: có thể nói hầm biogas thực sự là một giai pháp hữu ích hiện nay

nhờ vào các hiệu qua kinh tế và xã hội mà nó mang lại.

Hiệu quả kinh tế

Tính toán hiệu qua kinh tế: đơn cử một hầm biogas xử lý chất thai chăn nuôi gia súc

cho 20 heo, ước tính hiệu qua kinh tế trực tiếp của san phẩm chính tạo ra trên cơ sở so

sánh giá trị năng lượng khí sinh học, tham khao:

Bảng 19: So sánh một số chất đốt /1m3 khí sinh học

Chất đốt ĐVT Nhiệt trị Loại bếp Hiệu suất (%) Lượng thay thế

Khí sinh học m3 5.200 Bếp khí 60 01

Củi kg 3.800 Bếp kiềng 17 4,83

Than củi kg 6.900 Bếp lò 28 1,62

Dầu hỏa lít 9.100 Bếp dầu 45 0,76

Khí gas hóa lỏng kg 10.900 Bếp gas 60 0,48

Trang 60


Chất đốt ĐVT Nhiệt trị Loại bếp Hiệu suất (%) Lượng thay thế

Điện đun nấu kWh 860 Bếp điện 70 5,18

(Nguồn: Trung tâm Xúc tiến Thương mại - Bộ Nông nghiệp và PTNT)

Bảng 20: Chi phí khấu hao công trình (tính trên tháng)

Hạng mụcGiá trị ước tính

(đồng)

Thời gian khấu

hao (tháng)

Chi phí khấu hao

(đồng/tháng)

Túi biogas HDPE (40m3) 8.000.000 120 ≈ 67.000

Vật tư, phụ kiện liên quan 1.000.000 60 ≈17.000

Bảng 21: Doanh thu từ việc sử dụng biogas đun nấu, sinh hoạt đời sống

(tính trên tháng)

Nội dung

Giá trị quy đổi

Số lượng

/tháng

Đơn giá

(đồng/kg)

Thành tiền

(đồng/tháng)

Khí sinh học san sinh (trung bình 1m3/3-4

heo/ngày)

≈ 160m3

Giá trị thay thế khí gas hóa lỏng(bang 1) ≈ 76,8 kg 30.000 2.034.000

Ghi chú: giá tri năng lượng 01m3 khí sinh học tương đương 0,48 kg

khí gas hóa lỏng. Như vậy, quy đổi 160m3 khí sinh học ra thành khi gas

hóa lỏng sẽ là 160 x 0,48 kg = 76,8 kg

Bảng 22: So sánh hiệu quả kinh tế khi thực hiện biogas (tính trên tháng)

Nội dung so sánhSố lượng

/tháng

Đơn giá

(đồng/kg)

Thành tiền

(đồng/tháng)Ghi chú

Mua khí gas hóa lỏng làm 12 kg 30.000 360.000 Chi phí đun nấu thực

Trang 61


Nội dung so sánhSố lượng

/tháng

Đơn giá

(đồng/kg)

Thành tiền

(đồng/tháng)Ghi chú

chất đốt phục vụ đun nấu

sinh hoạt trong gia đình

phẩm, sinh hoạt đời sống

cho 5- 6 người /tháng

Lượng khí hóa lỏng thay

thế bằng biogas san sinh

(160 m3 = 76,8 kg gas)

76,8 30.000 2.034.000

Tiết kiệm > 300% chi

phí mua khí gas hóa

lỏng

Như vậy với số lượng heo nuôi là 20 con, hàng tháng hầm Biogas có kha năng sinh

lợi như sau:

Lợi nhuận = Doanh thu - Chi phí = 2.034.000 – 84.000 =1.950.000 đồng.

Hộ chăn nuôi cần có kế hoạch khai thác lượng khí sinh học dư thừa sau khi đun nầu

sinh hoạt phục vụ đời sống của gia đình để mang lại hiệu qua kinh tế mô hình cao nhất có

được. Ngoài ra, khi thực hiện mô hình biogas, hộ chăn nuôi còn có nguồn phụ thu tương

đối từ phụ phẩm của công trình khí sinh học là nguồn phân hữu cơ phục vụ cho san xuất

nuôi, trồng và còn tiết kiệm được thời gian vệ sinh môi trường, thuốc sát trùng, chi phí

dụng cụ, bao hộ lao động…hàng tháng mang lại.

Hiệu quả xã hội :

Giai quyết giam thiểu ô nhiêm môi trường, phát thai khí nhà kính phát sinh từ chất thai cho các hộ chăn nuôi gia súc quy mô hộ gia đình, nhỏ, lẻ….

Tạo tiền đề cho việc đánh giá và xây dựng mô hình chăn nuôi kiểu mẫu đáp ứng được các tiêu chí cơ chế phát triển sạnh trong chăn nuôi: cơ sở hạ tầng xanh, môi trường chăn nuôi xanh, năng lượng sạch sử dụng tại nông thôn xanh.

Tăng hiệu qua cạnh tranh, phát triển san xuất chăn nuôi, nâng cao chất lượng cuộc sống thông qua khai thác các lợi ích về kinh tế, xã hội và môi trường của các mô hình biogas quy mô hộ gia đình ở địa phương.

Tạo nguồn năng lượng sạch, chất đốt góp phần tiết kiệm nhiên liệu hóa thạch; giam tối đa nguy cơ dịch bệnh cho đàn gia súc, gia cầm và con người… đang là mục tiêu hướng tới của cộng đồng và các hộ, các trang trại chăn nuôi hiện nay.

3.4. Vấn đề xử lý

Trang 62


Dự án vệ sinh môi trường nông thôn của thành phố Hồ Chí Minh góp phần thực hiện chiến lược quốc gia về Bao vệ môi trường của chính phủ trong giai đoạn 2010 đến 2020 với định hướng chính là “Hạn chế gây ô nhiêm, cai tạo các khu vực đã xuống cấp và cai thiện chất lượng môi trường đam bao phát triển bền vững của đất nước và đam bao mọi người dân đều có quyền được sống trong môi trường an toàn về không khí, đất và nước theo tiêu chuẩn đã ban hành của Chính phủ”.

Trong đó công trình xây dựng thiết bị khí sinh học (biogas) cũng góp phần thực hiện văn kiện dự án “Kế hoạch hành động Năng lượng tái tạo” của Bộ Công nghiệp thông qua việc phát triển khí sinh học như một nguồn năng lượng hiệu qua trong sinh hoạt cung cấp cho khu vực nông thôn khuyến khích và tạo điều kiện thuận lợi cho các hộ gia đình phát triển kinh tế trang trại, mở rộng chăn nuôi ở nhiều loại hình và quy mô, trong đó công nghệ khí sinh học có thể giúp quan lý phân chuồng, xử lý chất thai đồng thời san xuất ra nguồn năng lượng tái tạo từ quá trình xử lý chất thai. Ngoài ra, bã thai khí sinh học khi sử dụng đúng cách sẽ là loại “phân hữu cơ” sạch và giàu dinh dưỡng giúp nâng cao năng suất, chất lượng rau, qua và cai tạo đất, kiểm soát sâu bệnh góp phần xoá đói giam nghèo, giam chi phí lao động và tạo việc làm hữu ích cho lao động nông thôn, như thợ xây dựng, bao hành, lắp đặt công trình, chăn nuôi, làm vườn và giúp cho người phụ nữ bớt đi nhọc nhằn trong công việc nội trợ.

Khi xây dựng một thiết bị khí sinh học sẽ thu được hai loại san phẩm: Khí gas: phục vụ nhu cầu làm chất đốt; Bã thai sau khi đã qua quá trình phân hủy kỵ khí cho khí gas. Bã thai khí sinh học là một loại phân hữu cơ nên không những có những đặc tính của loại phân hữu cơ truyền thống mà còn có nhiều ưu điểm khác do kết qua của quá trình phân hủy kỵ khí. Trong quá trình này các chất dinh dưỡng về cơ ban được bao tồn trong bãi thai ngoại trừ một số các nguyên tố như carbon, hydro và oxy được chuyển hóa thành khí methan và dioxyt carbon. Một số chất dinh dưỡng dê hoà tan vẫn còn lại trong bã thai lỏng, đồng thơi một số chất thai rắn hữu cơ và vô cơ trong bã thai đã phân hủy hấp thụ được một lượng lớn các chất dinh dưỡng hữu ích. Vì vậy, các chất dinh dưỡng có trong bã thai khí sinh học cao hơn so với phân chuồng và phân ủ theo phương pháp thông thường, ngoài các nguyên tố dinh dưỡng như N, P, K bã thai khí sinh học còn chứa nhiều chất hữu cơ và các nguyên liệu cần thiết cho cây trồng như là các axit Humic, Cellulose, Hemicellulose, lignin nên nó có tác dụng cai tạo đất tốt hơn phân ủ. Do có những đặc tính như trên nên bã thai khí sinh học được sử dụng làm phân bón cho cây trồng sẽ mang lại hiệu qua lớn. Bã thai khí sinh học có 02 dạng:

- Bã thai lỏng: Gồm các chất hòa tan và lơ lững.

- Bã thai đặc: Phần váng và phần lắng đọng ở đáy thiết bị.

Trang 63


Hầu hết các thiết bị khí sinh học quy mô nhỏ hoạt động theo kiểu liên tục nên bã thai lỏng được đẩy ra thường xuyên với số lượng nhỏ, hàm lượng chất khô vào khoang 6 -10% nên có thể sử dụng trực tiếp hoặc tích trữ lại một thời gian. Bã thai đặc nằm trong thiết bị và được lấy ra theo định kỳ bao dưỡng hầm Biogas.

Sau đây là những kết qua thu được thông qua thử nghiệm tại các mô hình tại các tỉnh do Dự án khí sinh học - Cục Chăn nuôi Bộ Nông nghiệp và PTNT Việt Nam và Tổ chức hợp tác phát triển Hà Lan thực hiện:

1. Mô hình Sử dụng bã thải khí sinh học vào nuôi trùn Quế tại hộ ông

Phạm Văn Thời ngụ tại ấp Dương Phú, thị trấn Tân Hòa, huyện Gò Công

Đông tỉnh Tiền Giang:

Ông Thời đã đăng ký xây dựng hầm khí sinh học với thể tích là 20,6m3 – với qui mô chăn nuôi: hơn 200 con heo thịt, 30 heo nái sinh san, 500 gà mái đẻ, 200m2 nuôi trùng quế với 500m2 mặt nước ao nuôi cá bống tượng.

Quá trình ứng dụng đã được Ông thực hiện như sau: nước thai thu được từ hầm lắng của công trình khí sinh học được dẫn vào ao có diện tích 500m2; sau đó mỗi ngày ông tưới vào những ô nuôi trùn quế một lần thay cho tưới nước thường. Kết qua theo dõi cho thấy: San lượng trùn thương phẩm cao hơn hẳn khi sử dụng nước tưới thông thường.Nguyên nhân là do trong nước thai thu được từ công trình khí sinh học có chứa một lượng đạm hữu cơ cao hơn từ 1,2 – 1,5 lần so với phân gia súc ủ theo phương pháp khác sử dụng làm môi trường nuôi trùn quế (Theo kết qua nghiên cứu được công bố: lượng đạm trong bã thai của công trình khí sinh học chỉ giam 10% so với tổng số trong lúc đó các phương pháp ủ khác giam 25 – 30%, thậm chí đến 50%). Kết qua là trong năm 2006, ngoài thu lãi từ chăn nuôi heo, gà và cá bống tượng ông còn thu thêm khoang 20.000.000 đồng từ tiền bán trùn thương phẩm. Trong năm 2007, ngoài việc tiếp tục mở rộng mô hình nuôi trùn quế, Ông Thời cũng đang thử nghiệm sử dụng phần bã thai rắn thu được từ công trình khí sinh học trộn với lớp vụn vỏ dừa đưa vào làm môi trường nuôi trùn và làm phân bón hữu cơ nhằm làm gia tăng độ phì nhiêu của đất, tăng chất dinh dưỡng đa lượng và vi lượng cho đất, đồng thời về lâu dài cũng làm tăng tỉ lệ mùn và tích lũy được nhiều nguyên tố P, K tổng số cho đất, tạo tiền đề cho đất có độ phì nhiêu cao hơn (Nguồn: Nguyên Phan Hồng Phương, kỹ thuật viên KSH huyện Gò Công Đông).

2. Mô hình sử dụng bã thai lỏng tưới cho khổ qua (hoà với nước lã theo tỷ lệ 1:1) và

bón bằng bã thai đặc thay thế cho 70% tổng lượng phân bón lót tại Bình Định.

Kết qua cho thấy việc sử dụng bã thai KSH giúp tăng năng suất 119%, giam sâu bệnh 20%, lợi nhuận tăng 3,1 lần so với đối chứng. Với mô hình cỏ voi cho thấy trong

Trang 64


khoang thời gian thực hiện là 6,5 tháng đã tiết kiệm được khoang 20 kg phân u rê, tương đương 130.000đ cho 500m2. Với mô hình trồng nấm rơm, nước xa được sử dụng để tưới ẩm cho rơm và cung cấp dinh dưỡng cho nấm phát triển. Mô hình được thực hiện hai lần: lần 1 bổ sung 15% nước xa, lần 2 bổ sung 10% nước xa. Kết qua thực hiện cho thấy, năng suất tăng 15% so với đối tượng tại Thành phố Hồ Chí Minh, trong Chương trình Năng suất xanh do Trung tâm năng suất Việt Nam và Sở Nông nghiệp và PTNT thành phố phối hợp thực hiện, mô hình xây dựng hầm biogas cỡ nhỏ kiểu Thái Lan - Đức quy mô 8 m3 đã được xây dựng tại hộ bà PHAM THỊ HƯƠNG, ngụ tại ấp Trang lớn xã Trung Lập Hạ, huyện Củ Chi. Ngoài việc cung cấp khí gas phục vụ cho việc đun nấu và thắp sáng trong gia đình. Bà Hương còng sử dụng bã thai từ hầm biogas làm phân bón cho manh vườn 1,9 ha trồng cây ăn trái và tre Tàu của mình gồm 300 gốc bưởi: 100 gốc bưởi da xanh và 200 gốc bưởi Năm roi; và 200 bụi tre Tàu.

Trước kia mỗi năm gia đình phai chi phí hết 7 triệu tiền phân bón và 2,5 triệu tiền thuốc bao vệ thực vật (năm 1.999 – 2.002), kể từ khi tham gia Chương trình Năng suất xanh năm 2002 gia đình đã tiết kiệm mỗi năm tổng cộng: 12.020.000đ. Năng suất lại tăng lên 20% và chất lượng các loại san phẩm đều đựơc các thương lái ưa chuộng và đi đến tận nhà vường đặt mua.

Về kết qua san xuất trong 10 tháng đầu năm 2008, gia đình thu được như sau:

Tiền bán măng tre Tàu: 12.000.000đ

Tiền bán bưởi: 660 triệu đồng

o Bưởi da xanh (12.000đ/kg – 200 kg/cây/vụ): 240 triệu đồng.

o Bưởi năm roi (6.000đ/kg – 350 kg/cây/vụ): 420 triệu đồng.

Gia đình bà không phai tốn kém chi phí phân bón và thuốc bao vệ thực vật, nhất là san phẩm thu được là san phẩm sạch cũng có thể xem là san phẩm hữu cơ rất phù hợp với xu hướng san xuất theo hướng GAP hiện nay.

Như đã trình bày ở trên, bã thai từ hầm khí sinh học (Biogas) là một dạng phân hữu cơ rất tốt cho cây trồng vừa cho tăng năng suất vừa nâng cao chất lượng nông san mà còn bao vệ môi trường sống chung cho cộng đồng./.

Trang 65


Trang 66


KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Trang 67

Documents

XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI BẰNG CÔNG NGHỆ BIOGAS