Khóa luận Đánh giá hiệu quả sử dụng hầm biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi lợn tai trang trại chăn nuôi long cương xã Lương phú, huyện Phú bình, tỉnh Thái Nguyên

̀NG GIANG Tên đề tài: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG HẦM BIOGAS TRONG XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI LỢN TAI TRANG TRẠI CHĂN NUÔI LONG CƯƠNG XÃ LƯƠNG PHÚ, HUYỆN PHÚ BÌNH, TỈNH THÁI NGUYÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Khoa : Môi trường Khóa học : 2014- 2018 Giảng viên hướng dẫn : Th.S Dương Minh Ngọc Thái Nguyên, 2018 i LỜI CẢM ƠN Được sự nhất trí của ban giám hiệu nhà trường, ban chủ nhiệm khoa Môi trường trong thời gian thực tập tốt nghiệp em đã tiến hành đề tài: “Đánh giá hiệu quả sử dụng hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi lợn tai trang trại chăn nuôi lợn Long Cương xã Lương Phú, huyện Phú Bình , Tỉnh Thái Nguyên”. Trong suốt quá trình thực hiện đề tài này ngoài sự cố gắng rất nhiều của bản thân, em đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô trong khoa. Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới: Các thầy cô trong trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên, đặc biệt là thầy cô trong khoa Môi trường và khoa Quản lý tài nguyên đã trang bị cho em nền tảng kiến thức vững chắc về môi trường cũng như các phương pháp quản lý và xử lý bảo vệ môi trường và nhiều lĩnh vực liên quan khác. Em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo ThS. Dương Minh Ngọc – khoa Môi Trường, người đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ em rất nhiều để em hoàn thành được nội dung đề tài này. Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới các cô chú,anh chi đã nhiệt tình giúp đỡ em trong quá trình học tập và nghiên cứu tại cơ sở. Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn tới toàn thể gia đình, bạn bè đã hết lòng động viên, giúp đỡ tạo điều kiện cả về vật chất và tinh thần cho em trong quá trình học tập và nghiên cứu. Do trình độ và thời gian thực hiện đề tài có giới hạn nên đề tài không tránh khỏi những sai sót. Em rất mong nhận được sự góp ý của thầy cô và các bạn để đề tài của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn và kính chúc quý thầy cô và các bạn sức khỏe! Sinh viên thực hiện Nguyễn Trường Giang ii DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 2.1 Khối lượng phân và nước tiểu của gia súc thải ra trong 1 ngày đêm ...... 8 Bảng 2.2 Thành phần hóa học của phân một số loại gia súc ............................ 9 Bảng 2.3. Điển hình thành phần của khí sinh học .......................................... 14 Bảng 2.4 Ảnh hưởng của các loại phân đến sản lượng và .............................. 15 thành phần của khí thu được ........................................................................... 15 Bảng 2.5 Nồng độ tối đa cho phép của một số chất độc hại ........................... 19 Bảng 3.1 Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích ........................................... 30 Bảng 4.1. Kết quả phân tích một số chỉ tiêu vật lý, hóa học của nước thải chăn nuôi lợn trước công trình khí sinh học Biogas. ............................................... 36 Bảng 4.2 Kết quả phân tích một số chỉ tiêu vật lý, hóa học của nước thải chăn nuôi lợn sau công trình khí sinh học Biogas ................................................... 40 Bảng 4.3 Hiệu suất xử lý nước thải chăn nuôi lợn của hầm biogas tại trang trại chăn nuôi Long Cương .................................................................................... 42 iii DANH MỤC HÌNH Trang Hình 2.1 Mô hình hầm Biogas trong thực tế................................................... 17 Hình 2.2 Mô hình hầm Biogas Composite ...................................................... 19 Hình 4.1 Vị Trí trang trại Long Cương ........................................................... 31 Hình 4.2 Biểu đồ chỉ tiêu TSS trong nước thải chăn nuôi trước khi xử lý so với QCVN 62-MT:2016/BTNMT ................................................................... 37 Hình 4.3 Biểu đồ chỉ tiêu COD trong nước thải chăn nuôi trước khi xử lý so với QCVN 62-MT:2016/BTNMT ................................................................... 38 Hình 4.4 Biểu đồ chỉ tiêu BOD trong nước thải chăn nuôi trước khi xử lý so với QCVN 62-MT:2016/BTNMT ................................................................... 38 Hình 4.5 Biểu đồ chỉ tiêu T-P trong nước thải chăn nuôi trước khi xử lý so với QCVN 62-MT:2016/BTNMT ......................................................................... 39 Hình 4.6 Biểu đồ các chỉ tiêu TSS, COD, BOD, T-P trong nước thải chăn nuôi sau khi xử lý so với QCVN 62-MT:2016/BTNMT ................................ 41 Hình 4.7 Biểu đồ Hiệu xuất xử lý của hệ thống hầm Biogas tại trang trại chăn nuôi Long Cương ............................................................................................ 43 iv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt Diễn giải 1 C Cacbon 2 COD Nhu cầu oxy hóa học 3 CNKSH Công nghệ khí sinh học 4 CH4 Metan 5 Cu Đồng 6 BOD Nhu cầu Oxy sinh hóa 7 DO Nồng độ Oxy tự hòa tan trong nước 8 TDS Tổng chất rắn hòa tan 9 E.M Effective Microorganisms 10 ThS Thạc sĩ 11 K Kali 12 N Nitơ Kali 13 Na Natri 14 NNPTNT Nông Nghiệp và Phát triển nông thôn 15 T – N Tổng Nitơ 16 T – P Tổng phốtpho 17 TCCP Tiêu chuẩn cho phép 18 TNHH Trách nhiệm hữu hạn 19 UBND Uỷ ban nhân dân 20 VNĐ Việt Nam đồng 21 VSV Vi sinh vật 22 WHO Tổ chức Y tế Thế giới 23 TSS Tổng chất rắn lơ lửng v MỤC LỤC Trang PHẦN 1 MỞ ĐẦU ............................................................................................ 1 1.1 Đặt vấn đề .................................................................................................... 1 1.2 Mục tiêu, yêu cầu của đề tài ........................................................................ 2 1.2.1 Mục tiêu.................................................................................................... 2 1.3 Ý nghĩa của đề tài ........................................................................................ 3 1.3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học ...................................... 3 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn ...................................................................................... 3 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................. 4 2.1 Cơ sở lý luận của đề tài ............................................................................... 4 2.1.1 Một số khái niệm liên quan ..................................................................... 4 2.1.2 Những ảnh hưởng của chất thải chăn nuôi .............................................. 5 2.1.3 Đặc điểm các loại chất thải chăn nuôi...................................................... 7 2.1.4. Tình hình quản lý chất thải chăn nuôi lợn.............................................11 2.1.5 Một số phương pháp xử lý chất thải chăn nuôi......................................12 2.1.6 Công nghệ Biogas .................................................................................. 14 2.2 Cơ sở pháp lý của đề tài .......................................................................... 19 2.3 Cơ sở thực tiễn của đề tài .......................................................................... 21 2.3.1 Hiện trạng xử lý chất thải chăn nuôi bằng công nghệ Biogas trên thế giới .... 21 2.3.2 Hiện trạng xử lý chất thải chăn nuôi bằng công nghệ Biogas ở việt nam Công nghệ khí sinh học đã được dụng ở Việt Nam từ năm 1960. Lịch sử phát triển ở Việt Nam có thể chia làm 5 thời kỳ ..... 23 2.3.3 Tình hình nghiên cứu và xử lý chất thải chăn nuôi tại Thái Nguyên .... 26 PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................................................................................................................... 28 vi 3.1 Đối tượng và pham vi nghiên cứu ............................................................. 28 3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu ............................................................. 28 3.3 Nội dung nghiên cứu ................................................................................. 28 3.3.1 Giới thiệu về trang trại chăn nuôi lợn Long Cương tại xã Lương Phú, huyện Phú Bình Tỉnh Thái nguyên. ................................................................ 28 3.3.2 Đánh giá hiệu quả hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi lợn tai trang trại Long Cương xã Lương Phú, huyện Phú Bình, Tỉnh Thái Nguyên. 28 3.3.3. Đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng hầm ủ Biogas tại trang trại chăn nuôi lơn Long Cương xã Lương Phú, huyện Phú Bình, tỉnh Thái Nguyên .................................................................................................... 28 3.4 Phương pháp nghiên cứu ........................................................................... 28 3.4.1 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp .................................................... 28 3.4.2. Phương pháp lấy mẫu, phân tích mẫu...................................................28 3.4.3 Phương pháp xử lý và thống kê số liệu, tổng hợp viết báo cáo ............ 30 PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................... 31 4.1 Giới thiệu khái quát về trang trại chăn nuôi Long Cương tại xã Lương Phú – huyện Phú Bình – Thành Phố Thái nguyên ................................................. 31 4.1.1 Vị trí địa lý trang trại Long Cương ....................................................... 31 4.1.2 Giới thiệu chung về quy mô cơ cấu đất đai trang trại chăn nuôi Long Cương .............................................................................................................. 31 4.1.3 Hiện trạng sử dụng hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi của Trang trại Long cương xã Lương Phú, huyện Phú Bình, Tỉnh Thái Nguyên. ........ 32 4.1.3.1 Loại hầm ủ Biogas được sử dụng ở trang trại .................................... 32 4.1.3.2 Những khó khăn và thuận lợi khi lắp đặt hầm ủ Biogas .................... 34 4.2. Đánh giá hiệu quả hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi lợn tai trang trại Long Cương xã Lương Phú, huyện Phú Bình, Tỉnh Thái Nguyên ....................... 36 vii 4.2.1. Nước thải chăn nuôi lợn trước khi xử lý bằng hầm biogas tại trang trại chăn nuôi Long Cương .................................................................................... 36 4.2.2 Nước thải chăn nuôi lợn sau khi qua xử lý bằng hầm biogas Tải trang trại chăn nuôi Long Cương ............................................................................. 40 4.2.3 Hiệu xuất xử lý của hệ thống hầm Biogas của trang trại chăn nuôi Long Cương..............................................................................................................42 4.2.4. Đánh giá hiệu quả hầm biogas ............................................................. 44 4.3 Đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng hầm ủ Biogas tại trang trại chăn nuôi lơn Long Cương xã Lương Phú, huyện Phú Bình, tỉnh Thái Nguyên .................................................................................................... 45 4.3.1 Giải pháp chung ..................................................................................... 45 4.3.2 Giải pháp cụ thể .................................................................................... 46 PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................... 49 5.1 Kết luận ..................................................................................................... 49 5.2 Kiến nghị ................................................................................................... 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 52 1 PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Việt Nam là một nước nông nghiệp phát triển trong khu vực Đông Nam Á. Nhắc đến sự phát triển nông nghiệp thì không chỉ riêng trồng trọt, mà nuôi ở Việt Nam cũng là một ngành kinh tế mũi nhọn đã góp phần cải thiện đời sống và nâng cao mức sống của người dân, đặc biệt người dân vùng nông thôn. Những năm gần đây, ngành chăn nuôi phát triển rộng khắp trên các tỉnh cả nước, đồng thời với sự phát triển đó cũng đặt ra cho ngành những thách thức lớn về vấn đề ô nhiễm môi trường. Do vậy, để khắc phục vấn đề ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi, các nhà chuyên môn đã chú trọng đến vấn đề xử lý phân và chất thải. Các biện pháp kỹ thuật phổ biến để xử lý chất thải từ gia súc bao gồm hệ thống biogas, Bể chứa phần, sử dụng cây xanh để hấp thu chất thải.... ở nước ta., Việc Nghiên cứu ứng dụng rộng rãi công nghệ Biogas là một giải pháp chủ yếu để giải quyết tình trạng ô nhiễm môi trường, cung cấp nguồn chất đốt, tiết kiệm năng lượng rất hiệu quả ở các vùng nông thôn. Thái Nguyên là một trong những tỉnh trong cả nước có số lượng trang trại chăn nuôi lớn với nhiều trang trại quy mô trên 16 nghìn con gà/lứa; 4.000 con lợn thịt. Các trang trại tập trung chủ yếu ở các địa phương như: Phú Bình, Phổ Yên, Đồng Hỷ, Phú Lương, T.X Sông Công. Tính đến nay, toàn tỉnh có hơn 750 trang trại chăn nuôi. Trong đó,Phú Bình là một huyện trong những tỉnh Thái Nguyên, sản xuất nông nghiệp vẫn là chủ yếu, công nghiệp dịch vụ vẫn chưa phát triển nhiều. Chăn nuôi đặc biệt đóng vai trò quan trọng trong kinh tế và là Một trong những nguồn thu nhập chủ yếu của nông hộ. Trong đó, xã Lương Phú, 2 huyện Phú Bình, Tỉnh Thái Nguyên có số lượng đàn gia súc với 1300 con heo, 580 còn trâu, 220 còn bò. Vì thế việc quản lý chất thải từ gia súc gia cầm cần tổng hợp các biện pháp kỹ thuật, chính sách môi trường và chính sách kinh tế. Các biện pháp kỹ thuật phổ biến để xử lý chất thải gia súc bao gồm hệ thống biogas , Bể chứa phần, sử dụng cây xanh để hấp thu chất thải.... trong đó, Xây dựng hệ thống hầm bioga là biện pháp xử lý chất thải chăn nuôi tốt nhất và hiệu quả nhất Để khắc phục tình trạng ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi nói chung và chăn nuôi lợn tại xã Lương Phú nói riêng .Nhiều hộ nông dân trên địa bàn xã trong thời gian vừa qua đã xây dựng hầm ủ Biogas không những mang lại hiệu quả thiết thực cho người chăn nuôi mà còn tạo cho môi trường sống ngày càng trong sạch và bảo vệ sức khoẻ con người. Vì thế, việc quản lý chất thải từ gia súc cần một tổng hợp các biện pháp kỹ thuật, giáo dục, chính sách môi trường và chính sách kinh tế. Xuất phát nguyện vọng của bản thân và sự nhất trí của khoa Môi trường, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, em tiến hành nghiên cứu đề tài : “Đánh giá hiệu quả sử dụng hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi lợn tai trang trại chăn nuôi Long Cương xã Lương Phú, huyện Phú Bình, Tỉnh Thái Nguyên” để đánh giá những lợi ích mà Biogas đem lại. Để mở rộng phạm vi áp dụng mô hình Biogas có hiệu quả thì công việc nghiên cứu về Biogas là rất quan trọng. 1.2 Mục tiêu, yêu cầu của đề tài 1.2.1 Mục tiêu 1.2.1.1. Mục tiêu tổng quát - Đánh giá hiệu quả sử dụng hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi lợn tai trang trại Long Cương xã Lương Phú, huyện Phú Bình, Tỉnh Thái Nguyên. 3 1.2.1.2. Mục tiêu cụ thể - Đánh giá hiện trạng nước thải chăn nuôi trước khi xử lý tại trang trại - Đánh giá hiện trạng nước thải chăn nuôi sau khi xử lý tại trang trại - Đánh giá hiệu quả xử lý của hầm Biogas trong xử lý nước thải chăn nuôi lợn tại trang trại . - Đánh giá hiệu quả kinh tế, xã hội, môi trường do hầm ủ Biogas đem lại. - Đề xuất các giải pháp quản lý và kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng của hầm ủ Biogas. 1.3 Ý nghĩa của đề tài 1.3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học - Nâng cao kiến thức và kĩ năng, rút ra kinh nghiệm thực tế phục vụ công tác bảo vệ môi trường. - Vận dụng, phát huy và nâng cao kiến thức đã học. 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn - Đánh giá được hiện trạng, những thuận lợi và khó khăn về việc sử dụng mô hình Biogas tại trang trại chăn nuôi lớn Long Cương xã Lương Phú huyện Phú Bình Thành Phố Thái Nguyên. - Đề xuất giải pháp khắc phục khó khăn, nâng cao hiệu quả sử dụng mô hình Biogas tại trang trại. 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cơ sở lý luận của đề tài 2.1.1 Một số khái niệm liên quan Chất thải chăn nuôi là chất phát sinh trong quá trình chăn nuôi như phân, nước tiểu, xác động vật. Được chia làm 3 loại: chất thải rắn, chất thải long, chất thải khi. Trong chất thải chăn nuôi có nhiều chất hữu cơ, vô cớ Vi sinh vật và trứng ký trùng có thể gây bệnh cho vật nuôi và con người. Trong chăn nuôi nông nghiệp là nguồn nguyên liệu lớn, chứa nhiều thành phần hữu cơ có khả năng chuyển hóa sinh học để tạo khí Biogas. Khối lượng chất thải phát sinh có sự khác nhau, tùy theo từng loại gia súc, gia cầm, điều kiện chăn nuôi, đặc điểm chuồng trại và đặc điểm nghành của từng quốc gia. Môi trường là tập hợp tất cả các yếu tố tự nhiên và xã hội bao quanh con người, ảnh hưởng tới con người và tác động đến các hoạt động sống của con người như: không khí, nước, độ ẩm, sinh vật, xã hội loài người và các thể chế. Ô nhiễm môi trường là hiện tượng môi trường tự nhiên bị bẩn, đồng thời các tính chất Vật lý, hóa học, sinh học của môi trường bị thay đổi gây tác hại tới sức khỏe con người và các sinh vật khác. Ô nhiễm môi trường chủ yếu do hoạt động của con người gây ra. Ngoài ra, ô nhiễm còn do một số hoạt động của tự nhiên khác có tác động tới môi trường Ô nhiễm nước là hiện tượng các vùng nước như sông, hồ, biển, nước ngầm... bị các hoạt động của con người làm nhiễm các chất độc hại như chất có trong thuốc bảo vệ thực vật, chất thải công nghiệp chưa được xử lý,... tất cả có thể gây hại cho con người và cuộc sống các sinh vật trong tự nhiên. 5 TSS là tổng lượng vật chất lơ lửng trong nước. Hàm lượng chất rắn lơ lửng tổng hoặc chất rắn có khả năng lắng tụ là chỉ tiêu đánh giá mức ô nhiễm của nước. TSS được xác định theo phương pháp khối lượng COD (Chemical Oxygen Demand) là nhu cầu oxy hóa, đây một thông số môi trường dùng trong kiểm định chất lượng nước, là lượng oxygen cần thiết oxy hóa hóa học các chất hữu cơ có trong nước. Thông số này có ý nghĩa thể hiện toàn bộ các chất hữu cơ có thể bị oxy hóa bởi tác nhân hóa học. BOD5: (Biochemical Oxygen Demand) là nhu cầu oxy sinh hóa, BOD5 là một thông số chất lượng nước, là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật tiêu thụ trong quá trình oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước. Thông số này có ý nghĩa là thể hiện lượng chất hữu cơ có thể bị oxy hóa nhờ vai trò của vi sinh vật Photpho tổng số: Lân tổng số (T-P) là tất cả các dạng hợp chất chứa photpho có trong nước thải. Cũng giống như Nito nước thải mà chứa hàm lượng lân tổng số cao khi thải ra môi trường nước gây thừa chất dinh dưỡng và là nguyên nhân gây ra hiện tượng phú dưỡng 2.1.2 Những ảnh hưởng của chất thải chăn nuôi Chất thải chăn nuôi là nguyên nhân gây ô nhiễm lớn cho môi trường tự nhiên do lượng lớn các khí thải và chất thải từ chăn nuôi. Các khí thải từ vật nuôi cũng chiếm tỷ trọng lớn trong các khí thải gây hiệu ứng nhà kính. Theo báo cáo của FAO, chất thải của gia súc toàn cầu tạo ra 65% lượng Nitơ oxit (N2O) trong khí quyển. Đây là loại khí có khả năng hấp thụ năng lượng mặt trời cao gấp 296 lần so với khí CO2. Động vật nuôi còn thải ra 9% lượng khí CO2 toàn cầu, 37% lượng khí Methane (CH4) – loại khí có khả năng giữ nhiệt cao gấp 23 lần khí CO2. 6 Theo Cục chăn nuôi Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (NN&PTNT), mỗi năm, ngành chăn nuôi gia súc gia cầm thải ra khoảng 75- 85 triệu tấn chất thải, với phương thức sử dụng phân chuồng không qua xử lý ổn định và nước thải không qua xử lý xả trực tiếp ra môi trường gây ô nhiễm nghiêm trọng. Hiện cả 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 bảo vệ môi trường. Vẫn còn khoảng 23% số hộ chăn nuôi không xử lý chất thải bằng bất kỳ phương pháp nào mà xả thẳng ra môi trường bên ngoàigây sức ép đến môi trường Chất thải chăn nuôi tác động đến môi trường và sức khỏe con người trên nhiều khía cạnh: Gây ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm, môi trường khí, môi trường đất và các sản phẩm nông nghiệp. Đây chính là nguyên nhân gây ra nhiều căn bệnh về hô hấp, tiêu hóa, do trong chất thải chứa nhiều vi sinh vật gây bệnh. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã cảnh báo, nếu không có biện pháp thu gom và xử lý chất thải chăn nuôi một cách thỏa đáng sẽ ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe con người, vật nuôi và gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Đặc biệt là các virus biến thể từ các dịch bệnh như: lở mồm long móng, dịch bệnh tai xanh ở lợn có thể lây lan nhanh chóng và có thể cướp đi sinh mạng của rất nhiều người. Theo Báo cáo tổng kết của Viện Chăn nuôi (Bộ NN&PTNT), nồng độ khí H2S và NH3 trong chất thải chăn nuôi cao hơn mức cho phép khoảng 30-40 lần. Tổng số vi sinh vật và bào tử nấm cũng cao hơn mức cho phép rất nhiều lần. Ngoài ra, nước thải chăn nuôi còn chứa Coliform, E.coli, COD và trứng giun sán cao hơn rất nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép. 7 2.1.2.1. Ô nhiễm không khí Trong chất thải chăn nuôi, nếu lượng chất hữu cơ có quá nhiều vi sinh vật hiếu khí sẽ xử dụng hết oxy hòa tan trong nước làm khả năng hoạt động phân hủy của chúng kém, gia tăng quá trình yếm khí tạo ra các sản phẩm CH4, H2, H2S,. Tạo mồ hôi thối 2.1.2.2. Ô nhiễm đất Chất thải chăn nuôi khi không được xử lý mang đi sử dụng trong trồng trọt như tưới, bón cho cây. Nghiên cứu cho thấy khả năng tồn tại của các mầm bệnh trong đất và cây có thể gây hại cho sức khỏe con người và gia súc. Bệnh các bệnh về đường ruột 2.1.2.3. Ô nhiễm môi trường nước Lượng chất thải chăn nuôi không được xử lý đúng cách thải vào môi trường quá lớn làm gia tăng hàm lượng chất hữu cơ, vô cơ trong nước, làm giảm quá mức oxi hòa tan trong nước, làm giảm chất lượng Nước mặt ảnh hưởng đến hệ VSV nước là nguyên nhân tạo nên các dòng nước chết. Trong nước thải chăn nuôi có chứa một lượng lớn các vi sinh vật và trứng ký sinh trùng gây bệnh. Như vậy, chất thải chăn nuôi Nếu không được xử lý chất thải triệt để sẽ ảnh hưởng đến môi trường nước từ đó sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe con người và gia súc 2.1.3 Đặc điểm các loại chất thải chăn nuôi Các loại chất thải chăn nuôi bao gồm: - Phân từ gia súc, gia cầm. - Chất độn chuồng. - Nước thải từ chuồng trại: nước tiểu, nước tắm gia súc, nước vệ sinh chuồng trại. - Các thức ăn chăn nuôi thừa. - Xác súc vật chết. 8 - Phế phụ phẩm nông nghiệp: lá cây, cành cây,vỏ, hạt.  Chất thải rắn – Phân Là những thành phần từ thức ăn nước uống mà cơ thể gia súc không hấp thụ được và thải ra ngoài cơ thể. Phân gồm những thành phần: + Những dưỡng chất không tiêu hóa được của quá trinh tiêu hóa vi sinh. + Các chất cặn bã của dịch tiêu hóa (trypsin, pepsin), các mô tróc ra từ các niêm mạc của ống tiêu hóa và chất nhờn theo phân ra ngoài. + Các loại VSV trong thức ăn, ruột bị thải ra ngoài theo phân. -Lượng phân: Lượng phân thải ra trong một ngày đêm tùy thuộc vào giống, loài, tuổi và khẩu phần ăn. Lượng phân thải ra mỗi ngày có thể ước tính 6 – 8% trọng lượng của vật nuôi. Lượng phân thải trung bình của lợn trong 24 giờ được thể hiện dưới bảng sau: Bảng 2.1 Khối lượng phân và nước tiểu ủac gia súc thải ra trong 1 ngày đêm Lượng phân Nước tiểu Loại gia súc (kg/ngày) (kg/ngày) Trâu bò lớn 20 – 25 10 – 15 Lợn (<10kg) 0,5 – 1 0,3 – 0,7 Lợn (15 – 45kg) 1 – 3 0,7 – 2,0 Lợn (45 – 100kg) 3 – 5 2 – 4 (Nguồn: Bùi Xuân An, 2007) - Thành phần trong phân lợn - Những chất không tiêu hóa được hoặc những chất thoát khỏi sự tiêu hóa của VSV hay các men tiêu hóa (chất xơ, protein không tiêu hóa được), acid amin thoát khỏi sự hấp thụ (được thải qua nước tiểu: acid uric ở gia cầm, ure ở gia súc). Các khoáng chất cơ thể không sử dụng được K2O, P2O5, CaO, MgO... 9 - Các chất cặn bã của dịch tiêu hóa : trypsin, pepsin... - Các mô tróc ra từ niêm mạc của ống tiêu hóa và chất nhờn theo phân ra ngoài. - Các VSV bị nhiễm tong thức ăn, ruột: virus, vi trùng, ấu trùng, trứng giun sán...bị tống ra ngoài. Thành phần các chất trong phân lợn phụ thuộc vào nhiều yếu tố: - Thành phần dưỡng chất của thức ăn và nước uống. - Độ tuổi của lợn (mỗi độ tuổi sẽ có khả năng tiêu hóa khác nhau). - Tình trạng sức khỏe vật nuôi và nhu cầu cá thể: nếu nhu cầu cá thể cao thì sử dụng dưỡng chất nhiều thì lượng phân thải sẽ ít và ngược lại. Ngoài ra, trong phân còn có chứa nhiều loại vi khuẩn, virus và trứng ký sinh trùng, trong đó vi khuẩn thuộc họ Enterobacteriacea,chiếm đa số với các giống điển hình như Escherichia, Salmonella, Shigella, Proteus, Klebsiella. Trong 1kg phân có chứa 2000 – 5000 trứng giun sán gồm chủ yếu các loại: Ascaris suum, Oesophagostomum, Trichocephalus (Nguyễn Thị Hoa Lý, 2004). Bảng 2.2 Thành phần hóa học của phân một số loại gia súc Thành phần hóa học % Loại gia súc Nước Nito P2O5 K2O Trâu, bò 80 1,67 1,11 0,056 Ngựa 75 2,29 1,25 1,38 Lợn 82 3,75 3,13 2,2 Gà 56 6,27 5,92 3,27 Bồ câu 52 5,68 5,74 3,23 (Nguồn: Trung tâm nước sạch và VSMTNT, 2008)  Nước phân Nước phân chuồng là hỗn hợp phân, nước tiểu và nước rửa chuồng. 10 Vì vậy nước phân chuồng rất giàu dinh dưỡng và có giá trị lớn về mặt phân bón. Trong 1m3 nước phân có khoảng: 5 – 6kg N nguyên chất; 0,1kg P2O5; 12kg K2O (Bergmann,1965). Nước phân chuồng là nghèo lân, giàu đạm và rất giàu Kali. Đạm trong nước phân chuồng tồn tại theo 3 dạng chủ yếu là: urê, axit uric và axit hippuric,khi tiếp xúc với không khí một thời gian hay bón vào đất thì bị VSV phân giải axit uric và axit hippuric thành urê và sau đó chuyển hóa thành amoni carbonat.  Nước tiểu gia súc - Thành phần của nước tiểu gia súc tùy thuộc vào điều kiện dinh dưỡng và khí hậu. - Đặc tính chung: Nước tiểu gia súc là một loại phân bón giàu đạm và kali, hàm lượng lân ít hoặc không đáng kể. Nước tiều của lợn nghèo đạm hơn các loại gia súc khác.  Nước thải Nhìn chung nước thải chăn nuôi không chứa các chất độc hại như nước thải các nghành công nghiệp khác nhưng chứa nhiều ấu trùng, vi trùng, trứng giun sán.  Khí thải Chất thải khí: Chăn nuôi phát thải nhiều loại khí thải (CO2, NH3, CH4 H2S, thuộc các loại khí nhà kính chính) do hoạt động hô hấp, tiêu hóa của vật nuôi, do ủ phân, chế biến thức ăn,ước khoảng vài trăm triệu tấn/năm. Theo Delgado (1999), 16% lượng CH4 sản xuất hàng năm trên thế giới từ hoạt động chăn nuôi. 11 2.1.4. Tình hình quản lý chất thải chăn nuôi lợn  Chất thải rắn Công tác quản lý chất thải rắn trong chăn nuôi lợn đang gặp nhiều khó khăn, việc sử dụng phân lợn trong nông nghiệp vẫn còn bị hạn chế do phân lợn không giống phân bò, trâu hay gia cầm khác. Phân lợn ướt và hôi thối nên khó thu gom và vận chuyển, phân lợn là phân “nóng” khó sử dụng, hiệu quả không cao và có thể làm chết hoặc mất năng suất.Theo điều tra cho thấy tình hình quản lý chất thải chăn nuôi trên địa bàn xã như sau: phần lớn các hộ dân sử dụng phân để bón cho lúa, một số hộ lắp đặt hầm Biogas thì sủ dụng phân cho hầm Biogas. Chất thải rắn bao gồm chủ yếu là phân, chất độn chuồng, thức ăn thừa và đôi khi là xác gia súc, gia cầm chết. Những hộ chăn nuôi lợn với số lượng lớn mà không xây dựng hầm ủ Biogas thì khi lượng phân lợn thải quá nhiều mà sử dụng bón ruộng không hết thì gây ra tình trạng ứ đọng phân, cùng với việc che chắn không hợp lý làm gia tăng sự phát triển của ruồi nhặng, các loại VSV có hại cho sức khỏe vật nuôi và con người. Đối với những hộ nuôi lợn trên sàn bê tông phía dưới là hầm thu gom thì không thu được chất thải rắn. Toàn bộ chất thải bao gồm phân, nước tiểu, nước rủa chuồng được hòa lẫn và dẫn về bể Biogas.  Chất thải lỏng Đây là loại chất thải ít được sử dụng và khó quản lý do: - Lượng nước thải lớn, lượng nước sử dụng cho nhu cầu uống, rửa chuồng và tắm cho lợn là 30-50 lít nước /1 con/ngày. - Nước thải có mùi hôi thối, khó vận chuyển đi xa để sử dụng cho các mục đích nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản. 12 - Lượng nước thải quá lớn, không thể sử dụng hết cho diện tích đất canh tác xung quanh. - Nước thải của các hộ gia đình chăn nuôi lợn bao gồm nước tiểu, rửa chuồng, máng ăn, máng uống và nước tắm cho lợn. Nhìn chung, việc quản lý chất thải chăn nuôi lợn đang gặp nhiều khó khăn. Nhu cầu sử dụng chất thải chăn nuôi lợn trong nông nghiệp còn rất thấp. Vì vậy, cần có nhiều biện pháp tích cực kết hợp để giải quyết vấn đề quản lý và khắc phục sự ô nhiễm môi trường do một lượng chất thải chăn nuôi gây ra. 2.1.5 Một số phương pháp xử lý chất thải chăn nuôi 2.1.5.1 Sử dụng chế phẩm EM sinh học E.M (Effective Microorganisms) có nghĩa là các vi sinh vật hữu hiệu. Chế phẩm này do Giáo sư Tiến sĩ Teruo Higa - trường Đại học Tổng hợp Ryukyus, Okinawoa, Nhật Bản sáng tạo và áp dụng thực tiễn vào đầu năm 1980. Trong chế phẩm này có khoảng 80 loài vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí thuộc các nhóm : vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn. 80 loài vi sinh vật này được lựa chọn từ hơn 2.000 loài được sử dụng phổ biến trong công nghiệp thực phẩm và công nghệ lên men. Bao gồm 5 nhóm vi sinh vật: Vi khuẩn Bacillus, vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn Lactic, nấm men, xạ khuẩn. Tác dụng của chế phẩm EM + làm tăng sức khỏe của vật nuôi, tăng sức đề kháng và khả năng chống chịu đối với các điều kiện ngoại cảnh + Tăng cường khả năng tiêu hóa và hấp thụ các loại thức ăn + Kích thích khả năng sinh sản + Tăng sản lượng và chất lượng trong chăn nuôi 13 + Tiêu diệt các vi sinh vật có hại, hạn chế sự ô nhiễm