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

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
BÁO CÁO CÔNG NGHỆ SINH THÁI
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH THÁI TRONG
TRANG TRẠI CHĂN NUÔI HEO
GVHD: Ts. Lê Quốc Tuấn
Thực hiện: Lớp DH10DL
Nguyễn Văn Chiến 10157022
Nguyễn Song Hào 10157054
Hoàng Thị Kim Huệ 10157070
Nguyễn Hoàng Linh Long 10157096
Nguyễn Tuấn Mạnh 10157107
Trần Thanh Minh 10157110
Lê Văn Nghĩa 10157123

TP Hồ Chí Minh ngày 20/11/2012
MỤC LỤC
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong một vài thập kỷ gần đây, cùng với sự phát triển nhanh chóng của đất nước,
ngành chăn nuôi gia súc ở Việt Nam đã có những tiến bộ không ngừng cả về số lượng
các trại chăn nuôi, cũng như chủng loại các sản phẩm và chất lượng ngày càng được
cải thiện, đóng một vai trò đáng kể trong nền kinh tế quốc dân. Bên cạnh những tích
cực do ngành chăn nuôi mang lại thì phải kể đến các tác động tiêu cực do chất thải
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
2
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
chăn nuôi thải ra ngày càng nhiều. Vấn đề xả thải phân chuồng có ảnh hưởng trực tiếp
đến nguồn nước, môi trường đất, kể cả môi trường không khí và sức khỏe con người,
cảnh quan thiên nhiên.
Hầu hết các trang trại chăn nuôi chưa có hệ thống xử lý hoặc hệ thống xử lý sơ sài, khả

năng đầu tư vào hệ thống xử lý còn hạn chế. Vì vậy, đòi hỏi phải có những phương
pháp thích hợp, hiệu quả xử lý cao hơn.
Công nghệ sinh thái là một tập hợp các ngành khoa học và công nghệ (sinh học phân
tử, di truyền học, vi sinh vật học, sinh hóa học, thống kê sinh học, tin học ứng dụng,
v.v ) nhằm tạo ra các quy trình công nghệ khai thác ở quy mô công nghiệp, để sản xuất
các sản phẩm có giá trị phục vụ đời sống, phát triển kinh tế xã hội và bảo vệ môi
trường. Hiện nay, công nghệ sinh học thường được thể hiện thông qua công nghệ vi
sinh, công nghệ tế bào và mô, công nghệ enzyme, và kỹ thuật di truyền. Công nghệ
sinh học ngày nay được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực trong việc xử lý môi
trường được tìm tòi và ứng dụng ngày càng nhiều hơn nhằm hướng đến việc xử lý sạch
không để lại hậu quả về sau.
Ứng dụng công nghệ sinh thái vào việc xử lý chất thải chăn nuôi là một phương pháp
có nhiều hứa hẹn mang lại những hiệu quả tích cực. Đặc biệt , phương pháp này đã
được ứng dụng nhiều tại các tỉnh miền tây Nam Bộ. Sở dĩ phương pháp này đang ngày
được quan tâm là vì có nhiều ưu điểm nổi trội so với các phương pháp khác như: tính
gần gũi với tự nhiên, thiết kế đơn giản, ít tạo ra các ô nhiễm thứ cấp, hiệu quả kinh tế
vì có thể tận dụng nguồn tài nguyên sẵn có và tạo ra sản phẩm phụ hữu ích.
Việc nghiên cứu “Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo”
nhằm mang lại sự trong sạch đối với môi trường, sức khoẻ con người đồng thời góp
phần nâng cao hiệu quả kinh tế cho trang trại.
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
3
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
2. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI
HIỆN NAY
Hình 1: Trang trại chăn nuôi heo ở Thống Nhất- Đồng Nai
Trước đây, hình thức chăn nuôi truyền thống dựa vào nguồn thức ăn sẵn có của địa
phương như đồng cỏ tự nhiên và phụ phẩm cây trồng. Trong lúc đó phân bổ chăn nuôi
lợn và gia cầm lại sát với dân cư vì chúng chuyển hóa các vật phế thải thành thịt và
trứng. Ví dụ, ở Việt Nam, nước mới bắt đầu công nghiệp hóa 90% mô hình chăn nuôi

gia cầm đều gắn với phân bố dân cư. (Gerber và cộng sự - 2005).
Khi còn chăn nuôi nhỏ lẻ, kết hợp với việc sử dụng chất thải từ chăn nuôi cho hoạt
động sản xuất nông nghiệp thì chất thải chăn nuôi từ các hộ gia đình gần như không
phải là một mối hiểm họa đối với môi trường.
Khi công nghiệp hóa chăn nuôi cộng với sự gia tăng mạnh mẽ về số lượng đàn gia súc
thì chất thải từ hoạt động chăn nuôi của các trang trại, gia trại đã làm cho môi trường
chăn nuôi đặc biệt là môi trường xung quanh bị ô nhiễm trầm trọng, nó đã gây nên một
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
4
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
làn sóng mới phản đối các trang trại chăn nuôi từ phía người dân ở gần các trang trại.
Theo báo cáo tổng kết của viện chăn nuôi, hầu hết các hộ chăn nuôi đều để nước thải
chảy tự do ra môi trường xung quanh gây mùi hôi thối nồng nặc, đặc biệt là vào những
ngày oi bức. Nồng độ khí H
2
S và NH
3
cao hơn mức cho phép khoảng 30-40 lần. Tổng
số VSV và bào tử nấm cũng cao hơn mức cho phép rất nhiều lần. Ngoài ra nước thải
chăn nuôi còn có chứa coliform, e.coli, COD , và trứng giun sán cao hơn rất nhiều lần
so với tiêu chuẩn cho phép. (Theo báo cáo của Công ty môi trường VIETTECH).
Theo báo cáo của Tổ chức Nông Lương Thế giới (FAO), chất thải của gia súc toàn cầu
tạo ra 65% lượng Nitơ oxit (N
2
O) trong khí quyển. Đây là loại khí có khả năng hấp thụ
năng lượng mặt trời cao gấp 296 lần so với khí CO
2
. Động

vật nuôi còn thải ra 9%

lượng khí CO
2
toàn cầu, 37% lượng khí Methane (CH
4
) – loại khí có khả năng giữ nhiệt
cao gấp 23 lần khí CO
2
. Theo số liệu ước tính của Cục Chăn nuôi, tổng số chất thải rắn
hằng năm từ đàn gia súc, gia cầm ở Việt Nam khoảng 73 - 76 triệu tấn (Nguyễn Khoa
Lý – Cục Thú Y).
Hiện nay với sự hội nhập quốc tế kèm với nó là sự gia tăng những quy định về bảo vệ
môi trường, các vấn đề môi trường nói chung và môi trường chăn nuôi nói riêng đã
nhận được nhiều sự quan tâm của cộng đồng. Trên thế giới môi trường chăn nuôi đã
được đánh giá một cách khá toàn diện, một trong số đó là các nghiên cứu về xử lý chất
thải chăn nuôi.Tại Việt Nam, mặc dù đã phần nào cảm nhận được tác hại về môi
trường do chăn nuôi gây ra xong gần như chưa có một nghiên cứu đầy đủ nào về quản
lý, xử lý chất thải chăn nuôi.
2.1. Hiện trạng xử lý nước thải trong chăn nuôi heo ở Việt Nam
Hiện nay, để xử lý ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi, có nhiều công nghệ hiện đại.
Tùy theo đặc điểm của từng vùng, từng mô hình mà người chăn nuôi sử dụng các biện
pháp khác nhau. Trong đó, hai biện pháp được đánh giá có nhiều ưu điểm là sử dụng
công nghệ khí sinh học, xây dựng hầm biogas và chế phẩm sinh học EM. Vấn đề xử lý
chất thải trong chăn nuôi cũng đã được các cơ quan chức năng và người chăn nuôi
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
5
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
quan tâm. Những năm gần đây, nhiều biện pháp xử lý ô nhiễm môi trường trong chăn
nuôi cũng đã được triển khai thực hiện như: Xây dựng hầm khí biogas, sử dụng chế
phẩm vi sinh ACTIVE CLEANER… Trong đó, việc xây dựng hầm biogas để xử lý
chất thải từ chăn nuôi là biện pháp được triển khai thực hiện khá rộng rãi và đã mang

lại hiệu quả tương đối rõ nét. Trong đó, Dự án "Xây dựng mô hình hầm khí Biogas tiết
kiệm năng lượng (TKNL) sử dụng cho hộ gia đình trên địa bàn huyện Thanh Thủy" do
Trung tâm Khuyến công, tư vấn và TKNL Phú Thọ triển khai thuộc Chương trình mục
tiêu quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm là một ví dụ điển hình. Với 240 hầm khí
biogas được triển khai thực hiện tại 240 hộ gia đình, mỗi năm ước tính xử lý từ 450-
500 tấn chất thải trong chăn nuôi và các nguồn chất thải khác, tiết kiệm chi phí cho đun
nấu và thắp sáng gần 2 tỷ đồng. Đặc biệt, dự án đã giải quyết cơ bản tình trạng ô nhiễm
môi trường do chất thải từ chăn nuôi gây ra. (Theo Trần Liễu, 2010)
Ước tính, hiện toàn tỉnh đã xây dựng được khoảng 5.000 công trình hầm biogas. Tuy
nhiên, so với số lượng các hộ chăn nuôi trên địa bàn tỉnh hiện nay thì con số này còn
rất khiêm tốn. Bên cạnh đó, hiện nay kỹ thuật xây hầm biogas của một số gia đình hạn
chế nên không ít trường hợp xây dựng hầm quá nhỏ so với quy mô chăn nuôi. Việc lựa
chọn vật liệu chưa bảo đảm nên hầm nhanh chóng bị ngấm, bị thấm làm cho mùi hôi
thoát ra ngoài không những không cải thiện được môi trường sống mà còn làm tăng
thêm mức độ ô nhiễm. Nhiều hộ có thói quen xả cả nước có hóa chất khử trùng, vắcxin
phòng chống bệnh cho gia súc, gia cầm xuống bể chứa làm cho các vi sinh vật hiếm
khí bị tiêu diệt nên hầm biogas không được phát huy tác dụng Do đó, để áp dụng
biện pháp này rộng rãi đến toàn bộ các hộ chăn nuôi trên địa bàn tỉnh, rất cần sự hỗ trợ
của Nhà nước về kinh phí, tập huấn chuyển giao về khoa học kỹ thuật. Qua đó, để họ
có những kiến thức cơ bản về kỹ thuật để xây dựng hầm biogas như thế nào là hợp lý
với trang trại của mình, để tránh tình trạng quy mô trang trại quá lớn mà hầm thì quá
nhỏ dẫn đến không có hiệu quả, gây lãng phí tiền của. Ngoài việc xây dựng hầm biogas
và sử dụng các loại chế phẩm sinh học trong chăn nuôi, hiện nay biện pháp hữu hiệu và
bền vững để xử lý chất thải chăn nuôi tiến tới nền nông nghiệp sạch là phát triển mô
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
6
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
hình kinh tế VAC; gắn kết chặt chẽ giữa trồng trọt với chăn nuôi, vừa hạn chế ô nhiễm
môi trường, vừa sử dụng ít phân bón hóa học, cũng là một trong những mô hình dễ
làm, ít tốn kém và đem lại hiệu quả kinh tế khá cao.

Hình 2: Mô hình VAC đạt hiệu quả cao ở huyện Vĩnh Cửu
2.2. Xử lý chất thải trong chăn nuôi heo ở các nước tiên tiến
Nước thải từ các trại chăn nuôi chứa rất nhiều nitrogen, phosphorus và những hợp chất
vô cơ có thể hoà tan được. Rất khó tách những chất thải này khỏi nước bằng cách quét
rửa hay lọc thông thường. Tuy nhiên một số loại cây thủy sinh như bèo lục bình, cỏ
muỗi nước có thể xử lý nước thải, vừa ít tốn kinh phí lại thân thiện với môi trường.
(Theo Mỹ An, Báo tin tức sự kiện khoa học công nghệ)
Nước thải từ các chuồng gia súc trước tiên cho chảy vào bể lắng, để chất thải rắn lắng
xuống đáy. Sau vài ngày cho nước thải trong chảy vào bể mở có bèo lục bình hoặc cỏ
muỗi nước. Mặt nước trong bể được cây che phủ (mật độ khoảng 400 cây/bể). Nếu là
bèo lục bình, bể có thể làm sâu tuỳ ý, đối với cỏ muỗi nước thì để nước nông một chút,
độ sâu bể xử lý khoảng 30cm. Cỏ muỗi nước cần thời tiết mát mẻ, còn bèo lục bình
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
7
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
phù hợp với thời tiết ấm. Kích cỡ của bể tuỳ thuộc vào lượng nước thải cần được xử lý.
Ví dụ, chất thải của 10 con gia súc vào khoảng 456 lít, sẽ cần bể mỗi cạnh 6m, sâu
0,5m. Bể phải có tổng khối lượng 18m3 và diện tích bề mặt 36m2. Bể có thể chứa
nước thải chuồng nuôi khoảng 30 ngày. Nước thải được giữ trong bể xử lý 10 ngày.
Thời gian này, lượng phospho trong nước giảm khoảng 57 - 58%, trong khi 44% lượng
nitơ được loại bỏ BOD5 (là phương pháp xác định mức độ vật chất hữu cơ trong
nước). Trong thời gian giảm xử lý 10 ngày, BOD5 giảm khoảng 80 - 90%. Những biện
pháp xử lý nước thải theo cách này đáp ứng tiêu chuẩn tối thiểu. Nước thải ra sông hồ,
suối một cách an toàn mà không cần xử lý thêm.
Ngoài ra, các cây thuỷ sinh này có thể thu hoạch và dùng làm phân hữu cơ. Bản thân
chúng có thể trực tiếp làm phân xanh hoặc phân trộn.
2.3. Hình thức chăn nuôi heo hộ gia đình và trang trại
Có khá nhiều quy trình công nghệ xử lý nước thải trong chăn nuôi đang được áp dụng
ở nước ta.Việc lựa chọn công nghệ xử lý nào tùy thuộc vào điều kiện địa lý, điều kiện
kinh tế của cơ sở chăn nuôi. Mục tiêu cuối cùng của các công nghệ xử lý là làm cho

nước thải đạt quy chuẩn cho phép trước khi thải ra môi trường.
Một số quy trình xử lý nước thải chăn nuôi:
2.3.1. Quy mô nhỏ (hộ gia đình)
Nước thải -> hố biogas (xử lý kỵ khí) -> hố lắng (2 cấp)
2.3.2. Quy mô trung bình (< 1.000 đầu gia súc)
a) Nước thải -> ngăn lắng cát -> hố biogas (xử lý kỵ khí) -> hố lắng (2 cấp) -> mương
sinh học hiếu khí -> hố lắng (3 cấp) -> mương chứa (ổn định) -> tuần hoàn để tưới cây.
b) Nước thải -> ngăn lắng cát -> hố biogas (xử lý kỵ khí) -> hố lắng (2 cấp) -> bể
Aerotank -> bể lắng bùn -> hồ ổn định -> tuần hoàn để tưới cây.
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
8
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
2.3.3. Quy mô lớn (> 1.000 đầu gia súc)
Nước thải -> bể lắng cát -> bể điều hòa -> bể kỵ khí UASB/hố biogas -> bể chỉnh nồng
độ -> bể Aerotank -> bể lắng bùn -> hồ ổn định -> tuần hoàn để tưới cây.
Có nhiều loại hầm lên men Biogas. Hiện nay đang thịnh hành 3 loại hầm: Hầm xây có
nắp cố định, hầm xây có nắp trôi nổi và túi biogas bằng nhựa polyethylene. Hầm xây
bằng gạch, xi măng có nắp cố định hay nắp trôi nổi đã phát triển trong nhiều năm ở
Đồng Nai. Loại túi ủ biogas bằng nhựa khá dễ lắp đặt và rẻ tiền.
Chức năng của hầm biogas là xử lý được phần lớn chất hữu cơ, giảm đáng kể lượng
khí độc phát sinh, diệt các mầm bệnh trong nước thải, đồng thời cung cấp một lượng
khí đốt rẻ tiền.
Trung bình 1m3 hầm ủ xử lý lượng nước thải 40-50 lít nước thải/ngày với lượng phân
của 2-3 con heo trưởng thành. Thời gian nước thải ở trong hầm biogas tối thiểu 20
ngày mới đảm bảo hiệu quả xử lý.
Đối với túi ủ biogas bằng túi nhựa, các cơ sở chăn nuôi có thể mời kỹ thuật viên lắp đặt
hay tự thiết kế, thi công theo hướng dẫn kỹ thuật của các cơ quan chuyển giao kỹ thuật.
Đối với túi ủ bằng bạt cao cấp HDPE: Màng chống thấm HDPE được chế tạo từ các
hạt nhựa nguyên sinh và hàm lượng nhỏ Cacbon (C) đen, vì vậy có cường độ chịu kéo
và độ dãn dài rất lớn. Màng được chế tạo thành từng cuộn có chiều dài từ 70-:-

600m/Cuộn tương ứng với chiều dày từ 0.3-3mm. Bề rộng của khổ Vải là 7m, khi thi
công được hàn nối với nhau bằng máy hàn nhiệt chuyên dụng. Việc sử dụng túi biogas
bằng vật liệu HDPE có một số ưu điểm như sau:
- Tấm bạt HDPE có bề mặt màu đen, khi tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng mặt trời
sẽ hấp thu được nhiều nhiệt lượng, giữ và ổn định nhiệt nên nhiệt độ của hầm
biogas sẽ cao hơn so với các hầm bê tông. Do đó, hiệu quả sinh gas sẽ cao hơn.
- Kỹ thuật xây dựng đơn giản, thể tích lớn.
- Đảm bảo được độ kín nên hiệu quả cao trong suốt quá trình sử dụng công trình.
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
9
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
- Bảo trì (hút bùn cặn) dễ dàng nên dễ sàng sau một thời gian sử dụng (trung bình
05 năm) để duy trì hiệu quả sinh khí gas tốt của công trình.
- Chi phí vận hành, bảo dưỡng thấp trung bình khoảng 5% tổng chi phí của phần
bạt HDPE nắp thu gas.
- Chi phí đầu tư rẻ (chỉ bằng khoảng 1/5 giá thành so với hầm bê tông, tương
đương 100.000 đ/m3 hầm).
- Tuổi thọ trung bình của tấm bạt HDPE thu gas trung bình trên 10 năm, bạt
HDPE lót đáy tuổi thọ 100 năm.
Mêtan và CO
2
sẽ tạo nên dòng tuần hoàn cục bộ giúp cho quá trình hình thành và duy
trì bùn sinh học dạng hạt.Vận tốc nước thải đưa vào bể UASB được duy trì trong
khoảng 0,6-0,9 m/giờ.
PH thích hợp cho quá trình phân hủy kỵ khí dao động trong khoảng 6,6-7,6 vì ở pH <
6,2 thì vi sinh vật chuyển hóa mê tan không hoạt động được. Do đó cần cung cấp đủ độ
kiềm (1.000-5.000 mg/l).
Do tại Việt Nam chưa có loại bùn hạt nên quá trình vận hành được thực hiện với tải
trọng ban đầu khoảng 3 kg COD/m3 ngày đêm. Mỗi khi đạt đến trạng thái ổn định, tải
trọng này sẽ được tăng lên gấp đôi cho đến khi đạt tải trọng 15-20 kg COD/m

3
ngày
đêm. Thời gian này kéo dài khoảng 3-4 tháng. Sau đó, bể sẽ hoạt động ổn định và có
khả năng chịu quá tải, cũng như nồng độ chất thải khá cao. Khí metan thu được có thể
sử dụng cho việc đun nấu và cung cấp nhiệt. Lượng bùn sinh ra rất nhỏ nên không cần
thiết phải đặt vấn đề xử lý bùn. Quá trình xử lý này chỉ tiêu tốn một lượng nhỏ năng
lượng dùng để bơm nước.
Nước thải được chảy qua lưới lọc 1mmx1mm hay 1,5mmx1,5mm để loại bỏ cặn lớn.
Sau đó, nước thải được cho chảy vào bể lắng 3 ngăn (thường xây bằng xi măng) có
ngăn 1 sâu 2,5-3m, ngăn 2 sâu 1,2-1,5m, và ngăn 3 sâu < 1m. Nước luân chuyển theo
kiểu tràn.
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
10
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
Chức năng là giảm đi phần lớn các phần rắn trong nước thải nhưng giải quyết không
triệt để các tác nhân gây bệnh trong nước thải.
Trung bình 1m
3
xử lý cho dưới 10 heo trưởng thành hoặc dưới 50 heo con.
Yêu cầu vận hành: định kỳ lấy bùn lắng trong các bể (2-3 lần/tháng) sử dụng ủ làm
phân bón.
Mương sinh học là hệ thống ao đào nhiều hố (thường là 5) để nước thải chảy qua một
diện tích lớn, tạo điều kiện cho các quá trình lên men kỵ khí, lên men yếm khí kết hợp
với các thực vật thuỷ sinh hấp thu các chất ô nhiễm.
Tiêu chuẩn thể tích ao xử lý phân vật nuôi: 1m
3
/heo trưởng thành. Quy trình này có ưu
điểm là công nghệ và vận hành khá đơn giản, giá thành rẻ, nhưng nhược điểm là xử lý
không triệt để khí thải, còn mùi hôi, đặc biệt cần diện tích rộng để xử lý đạt hiệu quả.
Trong bể Aerotank, quá trình phân hủy các chất ô nhiễm xảy ra khi nước thải tiếp xúc

với bùn trong điều kiện sục khí liên tục. Việc sục khí nhằm đảm bảo các yêu cầu cung
cấp đủ lượng ôxy một cách liên tục và duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng. Nồng
độ ôxy hòa tan trong nước ra khỏi bể lắng bùn không được nhỏ hơn 2 mg/l. Tốc độ sử
dụng ôxy hòa tan trong bể bùn hoạt tính phụ thuộc vào: Tỷ số giữa lượng thức ăn (chất
hữu cơ có trong nước thải) và lượng vi sinh vật (tỷ lệ F/M); nhiệt độ; tốc độ sinh
trưởng và hoạt động sinh lý của vi sinh vật; nồng độ sản phẩm độc tính tích tụ trong
quá trình trao đổi chất; lượng các chất cấu tạo tế bào và hàm lượng ôxy hòa tan.
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
11
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
Hình 3: Phương pháp xử lý hiếu khí, bể lọc sinh học Aerotank
Để thiết kế và vận hành hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí một cách hiệu quả cần phải
hiểu rõ vai trò quan trọng của quần thể vi sinh vật. Các vi sinh vật này sẽ phân hủy các
chất hữu cơ có trong nước thải và thu năng lượng để chuyển hóa thành tế bào mới, chỉ
một phần chất hữu cơ bị ôxy hóa hoàn toàn thành CO
2
, H
2
O, NO
3
-
, SO
4
-
…
Yêu cầu chung khi vận hành hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí là nuớc thải đưa vào hệ
thống cần có hàm lượng SS không vượt quá 150 mg/l, hàm lượng dầu mỡ khoáng
không quá 25 mg/l, các chỉ tiêu khác pH = 6,5-8,5; nhiệt độ 6ºC< tºC < 37ºC.
2.4. Hiện trạng quản lý môi trường trong chăn nuôi ở Việt Nam
(Theo báo cáo của Th.S Đào Lệ Hằng, Phòng MTCN- Cục Chăn nuôi). Hiện trạng

quản lý môi trường trong chăn nuôi ở Việt Nam còn nhiều vấn đề bất cập, cụ thể:
- Quản lý nhà nước chuyên ngành về bảo vệ môi trường trong chăn nuôi còn
nhiều bất cập về các nguồn lực.
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
12
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
- Tuy việc ban hành các văn bản quy định và hướng dẫn BVMT trong chăn nuôi
đã có tương đối đầy đủ nhưng công tác triển khai, giám sát, thanh kiểm tra và
đánh giá chưa được phát huy hiệu quả.
- Sự phối hợp với các bộ, ngành liên quan và các cấp quản lý địa phương để triển
khai công tác BVMT trong chăn nuôi chưa đạt hiệu quả như mong muốn.
- Chưa thực hiện được hợp tác quốc tế và lồng ghép hiệu quả công tác bảo vệ môi
trường chăn nuôi với nhiều chương trình, kế hoạch khác.
- Thiếu điều tra cơ bản trên toàn quốc.
- Tình hình nghiên cứu về thực trạng, các biện pháp, công nghệ làm giảm thiểu ô
nhiễm và quản lý môi trường trong chăn nuôi chưa nhiều
- Chưa thu hút được sự đầu tư ở nhiều thành phần kinh tế vào lĩnh vực BVMT
trong chăn nuôi
- Nhận thức của chủ chăn nuôi về môi trường còn hạn chế. 85% số hộ chăn nuôi
được phỏng vấn cho rằng thiếu khả năng xử lý chất thải do thiếu đất, thiếu kinh
phí và thiếu công nghệ. 100% chủ hộ chăn nuôi mong muốn được hỗ trợ về kiến
thức và kinh phí xử lý môi trường.
3. ĐẶC TÍNH VÀ TÁC HẠI CỦA CHẤT THẢI CHĂN NUÔI HEO
3.1. Đặc tính của chất thải chăn nuôi heo
Chất thải trong hoạt động chăn nuôi heo bao gồm chất thải rắn và chất thải lỏng. Trong
đó, chất thải rắn chứa phân, thức ăn thừa ( rau thừa), thức ăn rơi vãi… Chất thải lỏng
phát sinh do các hoạt động tắm rửa gia súc, vệ sinh chuồng trại, nước tiểu… Ngoài ra,
trong chất thải chăn nuôi còn phải kể đến các chất thải khí như CO
2
, NH

3
, CH
4
,… do
hoạt động hô hấp, tiêu hóa của vật nuôi, do ủ phân và chế biến thức ăn. Đây là loại chất
thải khó kiểm soát nhất.
Nước thải chăn nuôi là một trong những loại nước thải có nồng độ ô nhiễm cao, đặc
biệt là BOD, COD, nito, phospho và sinh vật gây bệnh. Các thông số ô nhiễm đặc
trưng của nước thải chăn nuôi được thể hiện trong bảng sau:
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
13
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
Bảng 1: Các thông số ô nhiễm đặc trưng của chất thải chăn nuôi và quy chuẩn xả
thải
Thông số
Nồng độ nước
thải đầu vào
Đơn vị
Yêu cầu chất lượng
nước đầu ra
(QCVN 40 – 2011,
Cột A)
pH 7,2 - 6-9
BOD
5
2817 mg/l 30
COD 5210 mg/l 75
SS 615 mg/l 50
N
tổng

206 mg/l 20
P
tổng
37 mg/l 4
Coliform 5,8.10
9
MPN/100ml 3000
So sánh hàm lượng N và P trong chất thải chăn nuôi heo:
- Chất thải rắn: Nhiều P, hàm lượng N ít hơn so với chất thải lỏng.
- Chất thải lỏng: N nhiều, P không đáng kể.
Trong nước thải chăn nuôi, hợp chất hữu cơ chiếm 70-80%, hầu hết dễ phân hủy. các
chất vô cơ chiếm 20-30% gồm cát, đất, muối, ure, ammonium, muối chlorua…
Ngoài ra trong thành phần nước thải còn chứa nhiều vi sinh vật, vi trùng, vi rút và ấu
trùng giun sán gây bệnh.
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
14
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
3.2. Tác hại của chất thải chăn nuôi heo
3.2.1. Đối với môi trường
- Đối với nguồn nước, sông suối, kênh rạch gần khuôn viên trang trại bị ô nhiễm
do phải tiếp nhận nước thải chăn nuôi chưa qua xử lý. Đồng thời, nước thải
thấm xuống lòng đất gây ảnh hưởng nước ngầm.
- Ô nhiễm không khí do mùi hôi từ trang trại chăn nuôi.
- Ô nhiễm môi trường đất, nước, ảnh hưởng đến quá trình sống và phát triển của
các sinh vật.
Hình 4: Một hộ chăn nuôi ở xã Thành Thới B, huyện Mỏ Cày Nam xả trực tiếp phân
heo ra mương vườn
3.2.2. Đối với sức khỏe con người
- Dịch bệnh và các bệnh về đường ruột, dịch tả do sự hoạt động của các vi sinh
vật và sinh vật như E.Coli, sán lá gan…

- Ảnh hưởng đến đời sống, sinh hoạt, ăn uống của dân cư khu vực vì các vấn đề
về mùi hôi thối, ô nhiễm nguồn nước, cảnh quan khu vực trang trại.
3.3. Hậu quả của ô nhiễm môi trường chăn nuôi
- Suy giảm chất lượng tài nguyên đất, nước, không khí.
- Ảnh hưởng đến sự biến đổi khí hậu do sự phát sinh của khí thải.
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
15
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
- Gây và lây bệnh cho người và động- thực vật.
- Nguy cơ hoang mạc hóa đất.
- Suy giảm đa dạng sinh học.
- Ảnh hưởng tới sản xuất, tăng rủi ro cho ngành.
4. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH THÁI TRONG XỬ LÝ CHẤT THẢI
CHĂN NUÔI HEO TẠI TRANG TRẠI.
Hình 5: Mô hình xử lý nước thải chăn nuôi heo khép kín
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
16
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
4.1. Quy trình xử lý
Hình 6 : Quy trình xử lý nước thải chăn nuôi heo khép kín.
4.2. Mô tả quy trình và phân tích quy trình
a) Trước tiên, phân heo sẽ được thu dọn cho vào các luống nuôi trùn quế. Tại đó,
lượng phân heo này sẽ được trùn quế sử dụng làm dinh dưỡng để phát triển, đồng thời,
phân heo được chuyển thành loại phân bón giàu dinh dưỡng 100% hữu cơ, dễ hấp thu
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
17
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
cho cây trồng và được sử dụng để trồng rau nuôi heo. Mặt khác, lượng lớn sinh khối
trùn quế được sử dụng làm dịch trùn, dùng để pha thêm vào thức ăn cho heo nhằm bổ
sung các chất dinh dưỡng và kháng thể thiết yếu.

Cơ sở của việc sử dụng trùn quế để xử lý phân tươi:
Hình 7: Đặc điểm và lợi ích của Trùn quế
- Luống nuôi trùn quế làm từ nền xi măng hoặc làm bằng vật liệu nhẹ như bạc
không thấm nước, gỗ, có bề ngang từ 1-2m, sâu 30-40 cm, có mái che, có khả
năng thoát nước và thông thoáng.
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
18
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
Hình 8: Mô hình nuôi trùn quế của Trung tâm giống nông nghiệp Cà Mau.
- Trùn quế được nuôi trong điều kiện nhiệt độ từ 20-30ºC, PH trung tính, độ ẩm
cao, được cung cấp đầy đủ phân heo hàng tuần và thường xuyên phun ẩm sẽ cho
thu hoạch khoảng 1kg/1m
2
/ tháng, có khi lên đến 2-3kg/1m
2
/tháng chỉ với 2-3kg
giống ban đầu.
Hình 9 : Sinh khối và dịch trùn thu được từ quá trình nuôi trùn quế
- Dịch trùn quế được sử dụng làm chất dẫn dụ gia súc, đồng thời là nguồn dinh
dưỡng bổ sung ở dạng nước với kháng thể thiết yếu có thể thay thế dầu mực,
vitamin C, men vi sinh cho heo, góp phần tăng năng suất chăn nuôi.
Bảng 2: So sánh tỷ lệ các thành phần dinh dưỡng của Dịch trùn và Trùn tươi.
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
19
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
CHẤT DỊCH TRÙN TRÙN TƯƠI
Pepsin Diges 100% 16%
Calcium 1,13% 0,31%
Nitơ 1,2% 1,7%
Lysine 1,04% 0,62%

Glysin 0,27% 0,18%
Glutamic 0,78% 0,60%
Acid béo (C12) 3,94% 30,95%
Acid béo (C16) 10,82% 8,13%
Acid Béo
(Omega 3)
47,47% 20,95%
- Sau khi thu hoạch sinh khối trùn quế, phân trùn được thu gom và lưu trữ thông
thoáng. Phân trùn quế chứa nhiều vi sinh vật có hoạt tính cao như hệ vi khuẩn
cố định đạm tự do (Azotobacter), vi khuẩn phân giải lân, phân giải celluose,
chất xúc tác sinh học và các chất khoáng cần thiết, dễ hấp thụ cho rau trồng.
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
20
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
Hình 10: Phân trùn quế được thu gom và đóng gói.
b) Song song với quá trình trên, ta thực hiện quá trình thu hồi khí bioga từ nước thải
chứa phân: Sau khi thu dọn phân heo, nước thải cùng với lượng phân còn sót lại trong
chuồng trại được dội rửa rồi cho vào hố Bioga để thu hồi khí sinh học. Mặc khác, ta sử
dụng nước sau quá trình ủ để cung cấp và tưới tiêu cho rau trồng.
Hình 11: Túi khí ga thu được từ hố Bioga tại trang trại heo Mai Linh- Quảng Bình
- Nước thải tắm rửa, dội chuồng có nhiều chất cặn bã, vi trùng gây bệnh được đưa
qua hệ thống thống hố gas lắng, sau đó cho vào hầm ủ biogas. Thời gian lưu
nước trong hầm ủ từ 10- 15 ngày, pH từ 6.5-8.5, nhiệt độ 30-35º C sẽ cho hiệu
quả tốt nhất.
- Năng suất gas (CH4) đạt từ 0,5-0,6m
3
/m
3
dịch phân hủy/ ngày đêm.
- Việc xây dựng hố Bioga phụ thuộc vào đặc điểm nền đất của trang trại. Đối với

những vùng có nền đất tốt, mực nước ngầm thấp, có thể đào sâu và diện tích
mặt bằng hẹp, như kiểu KT1.
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
21
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
Hình10 – Thiết bị khí sinh học nắp cố định kiểu KT.1
- Kiểu KT2 phù hợp với những vùng có nền đất yếu, mực nước ngầm cao, khó
đào sâu và diện tích mặt bằng rộng.
Hình11 – Thiết bị khí sinh học nắp cố định kiểu KT2
- Toàn bộ chất thải lỏng từ chuồng trại được cho vào bể nạp, có thể xây dựng
đường mương nối giữa chuồng nuôi với bể nạp cho việc thu chất thải được dễ
dàng. Chất thải từ bể nạp theo đường ống xuống bể phân giải, tại đây, dịch thải
được xử lý yếm khí nhờ vi sinh vật, khí Biogas sẽ được thu tại đầu của bể diều
áp nhờ vào van khóa.
Vật liệu để xây dựng công trình KSH kiểu KT
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
22
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
• Gạch thẻ đạt chất lượng loại A, người sử dụng nên chọn loại gạch tốt nhất sẵn
có tại địa phương.
• Cát (loại cát hạt to- thô có thể dùng để làm vữa xây, loại cát hạt nhỏ-mịn dùng
để làm vữa trát thành bể);
• Xi măng Poolang từ PC300 trở lên;
• Thép tròn đường kính 6mm (số lượng tùy theo cỡ bể phân giải) dùng để đúc bê
tông nắp bể điều áp;
• Ống nhựa cứng PVC loại tốt dùng để làm ống lối vào và lối ra, nên chọn loại
ống có đường kính là 160mm;
• Ống thu khí: làm từ ống nhựa cứng PVC hoặc ống thép mạ kim loại không gỉ.
Nguyên lý hoạt động của hầm ủ Biogas:
Gồm 2 giai đoạn

• Giai đoạn trữ khí:
Ở trạng thái ban đầu, bề mặt dịch phân giải trong phần chứa khí và ngoài khí
trời (tại lối vào bể điều áp) ngang nhau và ở mức số không, áp xuất khí sinh học
trong bể phân giải bằng không (P = 0).
Khí sinh ra sẽ được tích lại ở phần chứa khí sẽ nén xuống bề mặt dịch phân giải
và đẩy nó tràn lên bể điều áp và ống lối vào. Vì ống lối vào nhỏ nên lượng dịch
phân giải bị khí chiếm chỗ chủ yếu sẽ chứa ở bể điều áp.
Khí tiếp tục sinh ra thì bề mặt dịch phân giải ở phần chứa khí tiếp tục hạ dần
xuống, đồng thời bề mặt dịch phân giải ở bể điều áp dâng dần lên. Độ chênh
lệch giữa hai bề mặt này thể hiện áp xuất khí. Khí sinh ra càng nhiều thì áp xuất
khí càng tăng.
Cuối cùng mực chất lỏng bể điều áp dâng lên mức cao nhất (mức xả tràn) và
mực chất lỏng trong phần chứa khí hại xuống tới mức thấp nhất. Lúc này áp
xuất đạt giá trị cực đại ( P = Pmax).
• Giai đoạn xả khí:
Khi mở van lấy khí ra sử dụng, chất lỏng từ bể điều áp lại dồn về phần chứa khí.
Bề mặt dịch phân giải ở bể điều áp hạ dần xuống, đòng thời bề mặt dịch phân
giải ở phần chứa khí nâng dần lên. Độ chênh lệch bề mặt giữa hai phần này
giảm dần và áp xuất khí cũng giảm dần.
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
23
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
Cuối cùng khi độ chênh lệch bằng 0, thiết bị trở lại trạng thái ban đầu của chu
trình hoạt động (P = 0) và dòng khí chảy ra nơi sử dụng ngừng lại.Thể tích khí
Biogas được lấy sử dụng bằng thể tích chất lỏng đã bị nó chiếm chỗ và dược
chứa ở bể điều áp.
Ngoài ra, trong bể phân giải còn một lượng khí khác được chúa từ mức số
không trở lên. Tuy nhiên, lượng khí này không được sử dụng vì không có áp
xuất, gọi là “khí chết”.
- Bã thải khí sinh học có hai dạng:

 Bã thải lỏng: gồm các chất hòa tan và lơ lững
 Bã thải đặc: phần váng và phần lắng đọng ở đáy thiết bị.
- Hầu hết các thiết bị khí sinh học hoạt động theo kiểu liên tục nên bã thải lỏng
được đẩy ra thường xuyên với số lượng nhỏ, hàm lượng chất khô vào khoảng 6
-10% nên có thể sử dụng trực tiếp hoặc tích trữ lại một thời gian.
- Bã thải đặc nằm trong thiết bị và được lấy ra theo định kỳ bảo dưỡng hầm
biogas. Bã thải lỏng có thể hòa với nước theo tỷ lệ 1:1 (hoặc có thể tăng lượng
bã thải), bón trực tiếp cho cây trồng mà không cần phải ủ lại. Bã thải đặc có thể
dùng để bón lót
- Ngoài ra, cả 2 dạng phụ phẩm đều có thể phối trộn với các loại nguyên liệu hữu
cơ khác để chế biến thành các loại phân hữu cơ, hữu cơ vi sinh… giàu dinh
dưỡng cung cấp cho cây trồng rất có giá trị. Căn cứ đặc tính của từng loại phụ
phẩm, người ta thường dùng loại nước thải dạng lỏng để bón thúc, dạng bã phân
đặc để bón lót. Ngoài ra, cả 2 dạng lỏng và bã đặc có thể được sử dụng như một
loại men phối trộn trong quá trình chế biến các loại phân hữu cơ khác.
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
24
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
Hình 12: Ruộng được bón phụ phẩm sinh học Biogas
- Nước thải chăn nuôi heo qua giai đoạn xử lý bằng lọc yếm khí, hiệu quả khử
COD và BOD đạt tương ứng 79,5 - 80,9%, SS giảm 95%, được tận dụng để tưới
cho rau trồng.
Hình13 : Sử dụng nước thải từ hầm ủ khí Bioga tưới cho cây trồng và rau
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
25