Nghiên cứu thử nghiệm ủ phân lợn bằng phương pháp compost hiếu khí và bước đầu ứng dụng xử lý xác cá tại Trung tâm Nghiên cứu Vịt Đại xuyên- Phú xuyên- Hà nội

MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Lượng chất thải của một số loài gia súc gia cầm 6
Bảng 2.2. Thành phần của phân lợn từ 70-100kg 7
Bảng 2.3. Thành phần hóa học của nước tiểu lợn từ 70- 100 kg 8
Bảng 2.4: Các tác nhân gây bệnh thường có trong phân 12
Bảng 2.5. Các loại chế phẩm khử mùi hôi trong chăn nuôi 16
Bảng 2.6. Hiệu quả xử lý phân của hệ thống Biogas 18
Bảng 4.1: Nhiệt độ của 2 lô thí nghiệm (Trấu/ mùn cưa và phân lợn) 48
Bảng 4.2: Kết quả phân tích số liệu nhiệt độ của 2 lô thí nghiệm 50
Bảng 4.3: Các tác nhân gây bệnh thường có trong phân 51
Bảng 4.4: Bảng phân tích phương sai một nhân tố 52
Bảng 4.5. Bảng phân tích phương trình hồi quy tuyến tính lô 1 53
Bảng 4.6. Bảng phân tích phương trình hồi quy tuyến tính lô 2 56
Bảng 4.7: Độ ẩm mẫu nguyên liệu ban đầu 58
Bảng 4.8. Độ ẩm của các đống ủ theo thời gian 58
Bảng 4.9: Lượng nước bổ sung ở 2 lần đảo 59
Bảng 4.10: Đặc tính lý hóa của nguyên liệu compost 61
Bảng 4.11: Đặc tính lý hóa của sản phẩm compost sau 14 ngày ủ 61
Bảng 4.12: Đặc tính lý hóa của sản phẩm compost sau 30 ngày ủ 62
Bảng 4.13: Đặc tính vi sinh vật của nguyên liệu compost 64
Bảng 4.14: Đặc tính VSV của sản phẩm compost sau 30 ngày 65
Bảng 4.15: Sự biến thiên nhiệt độ bên trong lô thí nghiệm 69
HÌNH MINH HỌA
Hình 2.1. Mô hình ủ phân xanh 19
Hình 2.2. Các pha nhiệt của quá trình Compost 25
Hình 3.1: Hình ảnh các lô thí nghiệm 33
Hình 4.1: Đồ thị biểu diễn sự biến thiên nhiệt độ của 2 lô thí nghiệm 40
Hình 4.2: Đồ thị đường biểu diễn hồi quy tuyến tính giữa thời gian và
nhiệt độ của lô 1 45
Hình 4.3: Đồ thị biểu diễn đường hồi quy tuyến tính giữa thời gian và

nhiệt độ của lô 2 47
Hình 4.4: Biểu đồ độ ẩm 49
Hình 4.5: Phân tích chỉ tiêu vi sinh vật tại phòng thí nghiệm 54
Hình 4.6: Sản phẩm compost sau 30 ngày ủ 56
Hình 4.7: Hình ảnh cá chết do ô nhiễm nguồn nước (TTNC Vịt Đại xuyên) 57
Hình 4.8: Lô thí nghiệm ủ xác cá 58
Hình 4.9: Sản phẩm ủ xác cá sau 30 ngày 60
Hình 4.10: Kiểm tra VSV sản phẩm compost sau 30 ngày ủ 60
Hình 4.11: Phản ứng Brilliant green 60
PHẦN I
MỞ ĐẦU
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong những thập niên qua, dân số thế giới không ngừng gia tăng.
Theo cơ quan dân số liên hợp quốc thì dân số thế giới năm 2010 là 6,9 tỉ và
có thể tăng lên 7,9 tỉ vào năm 2020. Trong khi đó thì theo Tổng cục dân số
Việt Nam thì dân số cả nước thời điểm 12/2010 là 86,9 triệu người đồng thời
dự đoán rằng đến năm 2011 thì dân số Việt Nam có thể đạt tới con số 88
triệu người. Chính sự gia tăng dân số không ngừng này đã vô tình tạo ra một
áp lực lớn đối với môi trường sống của chúng ta. Mỗi năm có hàng triệu tấn
rác thải được tạo ra. Điều này không chỉ khiến các nhà môi trường phải đau
đầu tìm cách giải quyết mà nó đã thu hút được các tổ chức và nhiều biện
pháp đã được đưa ra để giải quyết vấn đề này, Trong phạm vi đề tài này
chúng tôi muốn đề cập tới phương pháp xử lý đối với rác thải Nông nghiệp,
cụ thể hơn là từ phân lợn và bước đầu ứng dụng xử lý xác cá chết do ô
nhiễm môi trường tại Trung tâm Nghiên cứu Vịt Đại xuyên- Phú xuyên- Hà
nội. Theo báo cáo của Cục Thống kê Việt Nam thì tính tới thời điểm
1/4/2010 thì số đầu lợn của cả nước là 27.3 triệu con, tăng 3.06% so với
cùng kỳ năm 2009 và ước tính đến năm 2011 sẽ đạt 28 triệu con đồng thời
tiếp tục tăng trong những năm tiếp theo. Như vậy sẽ có một lượng lớn phân
lợn sẽ được thải ra và nếu không có biện pháp xử lý kịp thời thì nó sẽ là mối

nguy lớn đối với môi trường đồng thời nó có thể làm lây lan phát tán mầm
bệnh từ lợn sang các vật nuôi, động vật và từ lợn sang người. Trước đây
chúng ta vẫn quen với các phương pháp ủ phân yếm khí truyền thống như: ủ
phân xanh, Biogas… Mặc dù có những thuận lợi nhất định trong việc áp
dụng những phương pháp này nhưng vẫn còn những hạn chế đáng kể như:
hiệu quả của phương pháp chưa thực sự cao, khó khăn khi áp dụng trong sản
xuất đại trà hoặc các mô hình xử lý lượng chất thải lớn. Trong những năm
gần đây phương pháp ủ phân compost hiếu khí đã được du nhập vào Việt
Nam. Tuy nhiên việc sử dụng phương pháp xử lý này còn hạn chế ở mặt quy
mô và phạm vi. Nhằm tìm hiểu thêm các bằng chứng và cơ sở khoa học,
cũng như khả năng áp dụng trong điều kiện sản xuất của Việt Nam, chúng
tôi tiến hành thực hiện đề tài: ''Nghiên cứu thử nghiệm ủ phân lợn bằng
phương pháp compost hiếu khí và bước đầu ứng dụng xử lý xác cá tại Trung
tâm Nghiên cứu Vịt Đại xuyên- Phú xuyên- Hà nội”.
1.2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
- Tìm hiểu các cơ sở khoa học của phương pháp compost hiếu khí
- Đánh giá tác dụng tiêu diệt các tác nhân gây bệnh cho người cũng
như động vật của phương pháp compost
- Đánh gía giá trị dinh dưỡng của sản phẩm compost hiếu khí
- Đánh giá hiệu quả của phương pháp compost trong việc phòng
chống ô nhiễm môi trường
- Bước đầu nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật ủ hiếu khí vi sinh vật trong
xử lý xác cá chết
PHẦN II
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. SƠ LƯỢC VỀ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI
Chất thải trong chăn nuôi được chia làm ba loại: chất thải rắn, chất thải
lỏng và chất thải khí. Trong thành phần của chất thải chăn nuôi có nhiều hỗn
hợp hữu cơ, vô cơ, vi sinh vật và trứng ký sinh trùng có thể gây bệnh cho
động vật và con người. Chất thải rắn bao gồm chủ yếu là phân, xác súc vật

chết, thức ăn dư thừa của thú, vật liệu lót chuồng và các chất thải khác, độ
ẩm từ 56- 83% và tỷ lệ NPK cao. Chất thải lỏng (nước thải) có độ ẩm cao
hơn, trung bình khoảng 93- 98% gồm phần lớn là nước thải của thú, nước
rửa chuồng và phần phân lỏng hòa tan. Chất thải khí là các loại khí sinh ra
trong quá trình chăn nuôi, quá trình phân hủy của các chất hữu cơ- chất rắn
và lỏng.
2.1.1. Chất thải rắn
2.1.1.1. Phân và nước tiểu gia súc
Lượng phân và nước tiểu gia súc thải ra trong một ngày đêm tùy thuộc
vào giống, loài, tuổi, khẩu phần ăn, trọng lượng gia súc. Theo Nguyễn Thị
Hoa Lý (1994), lượng phân và nước tiểu gia súc thải ra trong ngày đêm
trung bình như sau:
Bảng 2.1: Lượng chất thải của một số loài gia súc gia cầm
Loài gia súc, gia cầm
Lượng phân
(kg/ ngày)
Lượng nước tiểu
(kg/ngày)
Trâu, Bò 20 – 25 10 – 15
Lợn <10kg 0,5 – 1 0,3 – 0,7
Lợn 15- 45kg 1 – 3 0,7 – 2
Lơn 45-100 kg 3 – 5 2 – 4
Gia cầm 0,08
( Nguồn: Nguyễn Thị Hoa Lý (1994). Trích: Phạm Trung Thủy (2002)
Phân lợn nói chung được xếp vào loại phân lỏng hoặc hơi lỏng, thành
phần chủ yếu gồm nước (56- 83 %) và các chất hữu cơ, ngoài ra còn có tỷ lệ
NPK dưới dạng các hợp chất vô cơ. Theo Trương Thanh Cảnh và cộng sự
(1997-1998) thì thành phần của phân lợn từ 70- 100kg như sau:
Bảng 2.2. Thành phần của phân lợn từ 70-100kg
Đặc tính Đơn vị tính Gía trị

Vật chất khô Gram/kg 213 - 342
NH
3
-N (Ammonia- nito) Gram/kg 0,66 -0,76
Nt (Nito tổng số) Gram/kg 7,99 - 9,32
Tro Gram/kg 32,5 - 93,3
Chất xơ Gram/kg 151 - 261
Carbonates
Gram/kg 0,23 - 2,11
Các acid béo mạch ngắn Gram/kg 3,83 - 4,47
pH Gram/kg 6,47 - 6,95
Nguồn: Trương Thanh Cảnh và cộng sự (1997-1998). Trích Phạm Trung Thủy
(2002)
Ngoài các thành phần có trong bảng trên, phân gia súc, gia cầm nói
chung và phân lợn nói riêng có chứa một hàm lượng nhất định các nguyên tố
đa lượng như: PO, KO, nước, nito. Thành phần hóa học của phân phụ thuộc
nhiều vào dinh dưỡng, tình trạng sức khỏe, cách nuôi dưỡng, chuồng trại,
loại gia súc, gia cầm, biện pháp kỹ thuật chế biến khác nhau.
Thành phần hóa học của phân lợn được trình bày trong bảng 2.3
Về mặt hóa học, những chất trong phân chuồng có thể được chia làm
hai nhóm:
- Hợp chất chứa nito ở dạng hòa tan và không hòa tan.
- Hợp chất không chứa nito bao gồm: Hydratcarbon,lignin, lipid…
Tỷ lệ C/N có vai trò quyết định đối với quá trình phân giải và tốc độ
phân giải các hợp chất hữu cơ có trong phân chuồng.
Nước tiểu của lợn có thành phần chủ yếu là nước (chiếm 90% khối
lượng nước tiểu), ngoài ra còn có hàm lượng nito khá cao có thể dùng để bổ
sung đạm cho đất và cây trồng. Theo Trương Thanh Cảnh và cộng sự (1997-
1998) thành phần hóa học của nước tiểu lợn gồm có các chất sau:
Bảng 2.3. Thành phần hóa học của nước tiểu lợn từ 70- 100 kg

STT Thành phần Giá trị
1 Vật chất khô (gram/kg) 30,9 – 35,9
2 NH
3
– N (Ammonia-nito)(gram/kg) 0,13 – 0,40
3 Nt (Nito tổng số)(gram/kg) 4,90 – 6,63
4 Tro (gram/kg) 8,5 – 16,5
5
Urea (Mmol/l) 123 – 196
6
Carbonates (gram/kg) 0,11 – 0,19
7 pH 6,77 – 8,19
Nguồn: Trương Thanh Cảnh và cộng sự (1997-1998). Trích: Nguyễn Hà Mỹ
(2002)
2.1.1.2. Xác súc vật chết
Xác súc vật chết do các nguyên nhân khác nhau, đặc biệt là do mắc
bệnh luôn là một trong những nguồn gây ô nhiễm chính cần phải được xử lý
triệt để nhằm tránh lây lan cho con người và vật nuôi.
2.1.1.3. Thức ăn dư thừa, vật liệu lót chuồng và các chất thải
Loại chất thải này có thành phần đa dạng gồm: Cám, bột ngũ cốc, bột
tôm, bột cá, bột thịt, các khoáng chất bổ sung, các loại kháng sinh, rau xanh,
rơm rạ, bao bố, vải vụn, gỗ… Các chất thải này một số có thành phần dinh
dưỡng cao tạo điều kiện thuận lợi cho các loại mầm bệnh phát triển, hoặc
thu hút các loại côn trùng, gặm nhấm mang mầm bệnh tới khu vực chăn
nuôi. Vì vậy nếu không được xử lý tốt hoặc xử lý không đúng phương pháp
thì nó sẽ là tác nhân gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng ảnh hưởng đến
cơ sở chăn nuôi đồng thời tác động xấu đến sức khỏe cộng đồng xung
quanh.
2.1.2. Chất thải lỏng (nước thải)
Trong các loại chất thải của chăn nuôi, chất thải lỏng là loại chất thải

có khối lượng lớn nhất. Đặc biệt khi lượng nước thải rửa chuồng được hòa
chung với nước tiểu của gia súc và nước tắm gia súc. Đây cũng là loại chất
thải khó quản lý, khó sử dụng. Mặt khác, nước thải chăn nuôi có ảnh hưởng
rất lớn đến môi trường nhưng người chăn nuôi ít để ý đến việc xử lý nó do
việc thải loại chất thải này ra môi trường là tương đối dễ dàng so với chất
thải rắn.
Theo Menzi (2001) gia súc thải ra từ 70- 90 % lượng N, khoáng (P, K,
Mg) và kim loại nặng, chất này được thải ra môi trường nước hay tồn tại
trong đất sẽ gây nhiều ảnh hưởng xấu đến môi trường.
Chất thải lỏng còn chứa rất nhiều loài vi sinh vật và trứng ký sinh
trùng, làm lây lan dịch bệnh cho người và gia súc, những vi sinh vật làm
mầm bệnh trong chất thải chăn nuôi thường bao gồm: E.coli (0157:H7),
Campylobacter jejuni, Salmonella spp, Leptospira spp, Listeria spp,
Shigella spp, Proteus, Klebsiella…Các nghiên cứu của Xoxibarovi và
Alexandrenis (1978) cho thấy trong 1 kg phân có thể chứa 2100- 5000 trứng
giun sán gồm chủ yếu các loại sau: Ascaris suum, Oesophagostomum,
Trichocephalus.
2.1.3. Chất thải khí và mùi hôi
Mùi hôi chuồng nuôi là hỗn hợp khí được tạo ra bởi quá trình phân
hủy kỵ khí và hiếu khí của các chất thải chăn nuôi, quá trình thối rữa các
chất hữu cơ trong phân, nước tiểu gia súc hay thức ăn dư thừa sẽ sinh ra các
khí độc hại các khí có mùi hôi thối khó chịu. Cường độ của mùi hôi phụ
thuộc vào điều kiện mật độ của vật nuôi cao, sự thông thoáng kém, nhiệt độ
và ẩm độ không khí cao.
Thành phần các khí trong chuồng nuôi biến đổi tùy theo giai đoạn
phân hủy chất hữu cơ, tùy theo thành phần của thức ăn, hệ thống vi sinh vật
và tình trạng sức khỏe của thú. Các khí này có mặt thường xuyên và gây ô
nhiễm chính, các khí này có thể gây hại đến sức khỏe con người và vật nuôi
như: NH
3

, H
2
S, CH
4
mà người ta thường quan tâm đến.
Khí NH
3
và H
2
S được hình thành chủ yếu trong quá trình thối rữa của
phân do các vi sinh vật gây thối, ngoài ra NH
3
còn được hình thành từ sự
phân giải ure của nước tiểu.
Theo Tô Minh Châu thì cơ chất của quá trình thối rữa protein trong
phân, để phân giải được protein thì các vi sinh vật phải tiết ra men protease
ngoại bào, phân giải protein thành các polypeptide, oligopeptide. Các chất
này tiếp tục được phân giải thành các acid amin, một phần acid amin này
được vi sinh vật sử dụng trong quá trình sinh tổng hợp protein của chúng,
một phần khác được tiếp tục phân giải theo những con đường khác nhau.
Thường là khử amin, khử carboxyl. Quá trình này ngoài NH
3
và H
2
S còn có
một số khí trung gian được hình thành cũng góp phần vào việc tạo mùi hôi
chuồng nuôi.
• Quá trình khử amin
Nhóm – NH
2

của acid amin được tách ra để hình thành NH
3
(kể từ
ngày thứ 3 đến ngày thứ 21 thì lượng khí này được sản sinh ra rất nhiều).
2.2. Khả năng gây ô nhiễm của chất thải chăn nuôi
2.2.1. Ô nhiễm không khí
Trong chất thải chăn nuôi luôn tồn tại một lượng lớn vi sinh vật hoại
sinh. Nguồn gốc thức ăn của chúng là các chất hữu cơ, vi sinh vật hiếu khí
sử dụng Oxy hòa tan tạo ra những sản phẩm vô cơ: NO
2
, NO
3
, SO
3
, CO
2
, quá
trình này xảy ra nhanh không tạo mùi thối. Nếu lượng chất hữu cơ có quá
nhiều vi sinh vật hiếu khí sẽ sử dụng hết lượng oxy hòa tan trong nước làm
khả năng hoạt động phân hủy của chúng kém, gia tăng quá trình phân hủy
yếm khí tạo ra các sản phẩm CH
4
, H
2
S, NH
3
, H
2
, Indol, Scatol… tạo mùi hôi
nước có màu đen có vàng, là nguyên nhân làm gia tăng bệnh đường hô hấp

tim mạch ở người và động vật.
2.2.2. Ô nhiễm đất
Chất thải chăn nuôi khi không được xử lý mang đi sử dụng cho trồng
trọt như tưới, bón cho cây, rau, củ, quả, dùng làm thức ăn cho người và động
vật là không hợp lý. Nhiều nghiên cứu cho thấy khả năng tồn tại của mầm
bệnh trong đất, cây cỏ có thể gây bệnh cho người và gia súc, đặc biệt là các
bệnh về đường ruột như: thương hàn, phó thương hàn, viêm gan, giun đũa,
sán lá…
Khi dùng nước thải chưa xử lý người ta thấy rằng có Salmonella trong
đất ở độ sâu 50cm và tồn tại được 2 năm, trứng ký sinh trùng cũng tồn tại
khoảng 2 năm. Mẫu cỏ sau 3 tuần ngưng tưới nước thải có 84% trường hợp
có Salmonella và vi trùng đường ruột khác, phân tươi cho vào đất có E.coli
tồn tại được 62 ngày ngoài ra khoáng và kim loại nặng bị giữ lại trong đất
với liều lượng lớn có thể gây ngộ độc cho cây trồng.
2.2.3. Ô nhiễm nguồn nước
Khi 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 lượng Oxy hòa tan, làm giảm chất lượng nước mặt ảnh hưởng
đến hệ vi sinh vật nước, là nguyên nhân tạo nên dòng nước chết (nước đen,
hôi thối, sinh vật không thể tồn tại) ảnh hưởng đến sức khỏe con người,
động vật và môi trường sinh thái. Hai chất dinh dưỡng trong nước thải dễ
gây nên vấn đề ô nhiễm nguồn nước đó là nito (nhất là nitrat) và photpho.
Trong nước thải chăn nuôi chứa một lượng lớn vi sinh vật gây bệnh và
trứng ký sinh trùng. Thời gian tồn tại của chúng trong nước thải khá lâu tùy
thuộc vào loại vi sinh vật. Những vi sinh vật tồn tại trong nước thải là nguồn
truyền bệnh dịch rất nguy hiểm cho cả vật nuôi và con người.
2.3. Các tác nhân gây bệnh thường có trong phân
Trong thành phần phân gia súc nói chung và phân lợn nói riêng còn
chứa các vi khuẩn, virus, trứng giun sán và có thể tồn tại vài ngày đến vài
tháng trong phân, nước thải ngoài môi trường gây ô nhiễm cho đất và nước

đồng thời gây hại cho sức khỏe con người và vật nuôi.
Bảng 2.4: Các tác nhân gây bệnh thường có trong phân
Tên ký sinh vật
Số lượng
Ký sinh
Khả năng gây
bệnh
Điều kiện bị diệt
T (
o
C) T.gian( phút)
Salmonella typhi - Thương hàn 55 30
Salmonella typhi A&B - Phó T.Hàn 55 30
Shigella spp - Lỵ 55 60
Vibro cholerae - Tả 55 60
Escherichia coli 105/100ml Viêm dạ dày ruột 55 60
Hepatite A - Viêm gan 55 3-5
Taenia saginata - Sán 50 3-5
Micrococcus - Ung nhọt 54 10
Streptococcus 102/100ml Viêm có mủ 50 10
Sscaris lumbricoides - Giun đũa 50 60
Mycobacterium - Lao 60 20
Tubecudsis - Bạch hầu 55 45
Diptheriac - Sởi 45 10
Corynerbacterium - Bại Liệt 65 30
Giardia Lamblia - Tiêu chảy 60 30
Tricluris trichura - Giun tóc 60 30
Nguồn: Lê Trình. Trích Phạm Trung Thủy (2002)
 Đặc tính của Coliform, Coliform phân và Ecoli
Coliform là nhóm vi khuẩn có khả năng lên men lactose sinh hơi

trong
Khoảng thời gian 24 giờ khi được ủ ở 37
o
C trong môi trường EC.
Coliform phân (Faeceal Coliform hay E.coli giả định) là Coliform có
khả năng sinh Indol khi được ủ khoảng 24h ở 44.5
o
C trong canh Trypton.
Coliform phân là một thành phần của hệ vi sinh đường ruột ở người và các
động vật máu nóng khác và được sử dụng để chỉ thị mức độ vệ sinh trong
quá trình chế biến, bảo quản, vận chuyển thực phẩm, nước uống cũng như để
chỉ thị sự ô nhiễm trong mẫu môi trường.
E.coli và Coliform phân cho kết quả thử nghiệm IMVic là ++
(Indol+, Methyl Red +, Voges-Poroskauer-, Citrate-) sinh ánh kim trên môi
trường EMB hoặc Endo.
2.4. Một số phương pháp quản lý và xử lý chất thải chăn nuôi
Quản lý và xử lý chất thải chăn nuôi là việc làm rất cần thiết nhằm
hạn chế ô nhiễm môi trường và lây lan dịch bệnh. Chất thải chăn nuôi đặc
biệt là phân và nước tiểu gia súc ngay sau khi được thải ra khỏi cơ thể thì
khả năng ô nhiễm còn thấp, khả năng này chỉ tăng khi phân và nước tiểu gia
súc được để lâu trong môi trường bên ngoài. Do đó để giải quyết kịp thời
khả năng ô nhiễm thì chúng ta cần phải quản lý và xử lý chất thải chăn nuôi
ngay từ lúc mới thải ra môi trường bằng một số biện pháp như: Thu gom,
vận chuyển, lưu trữ, xử lý.
Việc xử lý nước thải chăn nuôi chấp nhận được trong điều kiện chăn
nuôi tự phát hiện nay do khoảng thời gian giữa khu chăn nuôi và khu dân cư
càng bị thu hẹp thì một hệ thống xử lý chất thải chăn nuôi phải được thiết kế
đúng tiêu chuẩn kỹ thuật và phải có thiết bị sử dụng phế thải dạng rắn và
lỏng ở công đoạn cuối cùng sau khi được thải vào môi trường tùy theo điều
kiện kinh tế của từng cơ sở và các hộ chăn nuôi mà đưa vào áp dụng cụ thể

như: Hồ sinh học, thùng sục khí, sử dụng chế phẩm sinh học, xử lý bằng hệ
thống Biogas.
2.4.1. Hồ sinh học
Các quá trình diễn ra trong hồ sinh học tương tự như quá trình tự rửa
sạch ở sông hồ nhưng tốc độ nhanh hơn và hiệu quả hơn. Trong hồ có nhiều
loại thực vật nước, tảo, vi sinh vật, phiêu sinh vật, nấm… sinh sống và phát
triển hấp thụ các chất ô nhiễm quần thể động thực vật này đóng vai trò quan
trọng trong quá trình vô cơ hóa các hợp chất hữu cơ của nước thải. Trước
tiên vi sinh vật công phá các chất hữu cơ phức tạp thành các chất hữu cơ đơn
giản và vô cơ. Tảo, thực vật sử dụng các chất vô cơ làm nguồn dinh dưỡng,
đồng thời quá trình quang hợp chúng lại giải phóng ra Oxy cung cấp cho các
phiêu sinh vật và vi sinh vật, tảo Oxy hòa tan cung cấp cho vi khuẩn
hoại sinh tăng phân hủy vật chất hữu cơ, tảo, phiêu sinh làm thức ăn
cho cá, cá bơi lội khuấy trộn nước có tác dụng tăng sự tiếp xúc của
Oxy như một tác nhân xúc tác thúc đẩy sự hoạt động phân hủy của vi
sinh vật. Cứ như thế trong hồ sinh học tạo ra sự cân bằng vững chắc
và cá trong hồ phát triển bình thường tốc độ lớn nhanh. Phẩm chất thịt
không thay đổi.
Quy trình này có ưu điểm là công nghệ và vận hành khá đơn
giản, giá thành rẻ nhưng có nhược điểm là xử lý không triệt để khí thải
có mùi hôi đặc biệt cần diện tích rộng để xử lý đạt hiệu quả.
2.4.2. Thùng sục khí (Aerotank)
Sau khi nước thải cho qua bể lắng, nước thải được chuyển vào
một thùng được sục khí tạo thành quá trình lên men hiếu khí. Quá
trình này làm giảm lược các phần lơ lửng trong nước, giảm một số vi
sinh vật có hại. Ưu điểm là thiết kế gọn cần diện tích vận hành nhỏ
nhưng giá thành cao.
2.4.3. Sử dụng chế phẩm sinh học
Sự hình thành khí chuồng nuôi chủ yếu trong quá trình thối rữa
của phân do các vi sinh vật gây thối, quá trình này ngoài NH

3
và H
2
S
còn có một số khí trung gian được hình thành góp phần vào việc tạo
mùi hôi cho chuồng nuôi. Hiện nay trên thị trường có rất nhiều chế
phẩm để khử mùi hôi trong chăn nuôi, càng ngày các chế phẩm vi sinh
được sử dụng nhiều trong chăn nuôi vì nó khá thân thiện với môi
trường.
Bảng 2.5. Các loại chế phẩm khử mùi hôi trong chăn nuôi
TT
Tên sản
phẩm
Bản chất sản phẩm Tác dụng Xuất xứ
1 Deodrase Chất trích từ cây Yucca Giảm khả năng sinh NH
3
Thái Lan,
Đức
2
Desarsaponi
30
Chất trích từ cây Yucca Giảm khả năng sinh NH
3
3 EM Tổ hợp vi sinh đa chủng
Tăng hấp thu thức ăn, giảm
bài tiết dưỡng chất
Nhật Bản
4 EMC
Thảo mộc khoáng chất thiên
nhiên

Giảm sainh NH
3
, H
2
S, SO
2
giải độc trong ống tiêu hóa
Việt Nam
5 Kemzym Enzym tiêu hóa
Tăng hấp thu thức ăn, giảm
bài tiết dưỡng chất
Thái Lan,
Đức
6 Pyrogreen Hóa sinh tự nhiên Giảm khả năng sinh NH
3
Đại Hàn
7 Yeasac Tế bào nấm men Saccharomyces
Tăng hấp thu thức ăn, giảm
bài tiết dưỡng chất
Đức
8 Lavedoe Hóa chất Diệt dòi phân
Thái Lan,
Đức
9
Manure
management
Hóa chất
Thúc đẩy phân hủy chất thải
giảm thiểu mùi hôi, ruồi
nhặng

Việt Nam
Nguồn: Bùi Xuân An và cộng sự (2000)
Một vài đặc điểm của chế phẩm sinh học EM (Effective Microorganisms).
EM là các vi sinh vật hữu hiệu. Chế phẩm này do Giáo sư Tiến sĩ
Teruo Higa- trường Đại học Tổng hợp Ryukyus, Okiawoa, Nhật Bản sáng
tạo và áp dụng vào 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. Khoảng 80 loài vi
sinh vật này được lựa chọn từ hơn 2000 loài được sử dụng phổ biến trong
công nghiệp thực phẩm và công nghệ lên men.
Tác dụng: EM có tác dụng tiêu diệt các vi sinh vật gây thối (sinh ra
các loại khí H
2
S, SO
2
, NH
3
…) nên khi phun EM vào rác thải, cống rãnh,
toilet, chuồng trại chăn nuôi… sẽ khử mùi hôi một cách nhanh chóng. Đồng
thời số lượng ruồi, muỗi, ve, các loại côn trùng bay khác giảm hẳn số lượng.
Rác hữu cơ được xử lý EM chỉ sau một ngày có thể hết mùi hôi và tốc độ
mùn hóa diễn ra rất nhanh. Trong các kho bảo quản nông sản, sử dụng EM
có tác dụng ngăn chặn được quá trình gây thối, mốc. Các nghiên cứu cho
thấy chế phẩm EM có thể giúp cho hệ vi sinh vật tiết ra các Enzyme phân
hủy như lignin peroxidase. Các Enzyme này có khả năng phân hủy các hóa
chất nông nghiệp tồn dư, thậm chí cả dioxin. Ở Belarus, việc sử dụng EM
liên tục có thể loại trừ ô nhiễm phóng xạ.
Công thức EM áp dụng cho một khối phân: 0,5 lit EM (nguyên
chất) + 0,5 lít rỉ mật đường.
2.4.4. Xử lý bằng hệ thống Biogas.

Nhằm xử lý tốt nguồn nước thải trong chăn nuôi, cung cấp nước tưới
sạch và phân bón tốt cho trồng trọt bên cạnh đó tận dụng nguồn khí Metan
làm khí đốt cho gia đình, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế cho nhà nông.
 Giới thiệu về Biogas
Ở Việt Nam đến cuối thập niên 70 thì khí sinh học mới được chú ý, do
tình hình thiếu hụt năng lượng và xu hướng đi tìm nguồn năng lượng mới,
trong đó có sự phát triển khí sinh học từ hầm ủ được đặc biệt chú ý. Tuy
nhiên những năm gần đây túi ủ khí làm bằng nilon mới thực sự phát triển và
được áp dụng rộng rãi trong cả nước ưu điểm là giá thành rẻ dễ lắp đặt và
phù hợp với mô hình chăn nuôi hộ gia đình. Quá trình sản xuất Biogas là
một loạt quá trình phân hủy các chất hữu cơ phức tạp trong điều kiện môi
trường không có Oxy thành các chất hữu cơ đơn giản hơn dưới tác dụng của
các vi khuẩn kỵ khí.
 Các sản phẩm thu được từ hệ thống Biogas.
Phân và nước tiểu
Hệ thống Biogas
Khí sinh học Phân bón
Thức ăn cho cá
Qua hệ thống Biogas ta thu được những sản phẩm hữu ích như: Khí
đốt, phân bón và thức ăn cho cá
Bảng 2.6. Hiệu quả xử lý phân của hệ thống Biogas
Chỉ tiêu Trước khi xử lý Sauk hi xử lý
pH 7,4 7,9
COD (mg/l) 32.10
3
5,8.10
3
– 6,6.10
3
BOD (mg/l) 10,6.10

3
3,4.10
3
– 3,9. 10
3
E.coli (MPN/l) 15,76. 10
3
12 – 15. 10
3
Coliform (MPN/l) 18,97. 10
3
12,3. 10
3
– 25,74. 10
3
Streptococcus 54,5. 10
3
0,31 – 2,7. 10
3
Trứng ký sinh trùng (trứng/g) 2,750 105 - 175
Nguồn: Nguyễn Thị Hoa Lý (1994). Trích: Nguyễn Hà Mỹ (2002)
2.4.5 Ủ phân xanh
Phương pháp này thường dùng để tiêu độc phân dựa trên cơ sở là:
Trong quá trình ủ phân, xảy ra quá trình lên men yếm khí trong đống phân ủ
làm nhiệt độ trong đống phân tăng lên 50- 60
o
C và kéo dài trong 10- 15 ngày
nên có thể tiêu diệt được phần lớn vi khuẩn không có nha bào, vius, ấu trùng
và trứng giun sán. Ngoài ra sản phẩm sau khi ủ rất giàu chất dinh dưỡng và
tốt cho đất.

Hình 2.1. Mô hình ủ phân xanh
2.4.6. Phương pháp ủ phân hiếu khí Compost
2.4.6.1. Giới thiệu về phương pháp ủ phân Compost
Ủ phân Compost được hiểu là quá trình phân hủy sinh học hiếu khí
các chất thải hữu cơ dễ phân hủy sinh học đến trạng thái ổn định dưới sự tác
động và kiểm soát của con người, sản phẩm giống như mùn được gọi là
Compost. Quá trình diễn ra chủ yếu giống như phân hủy trong tự nhiên,
nhưng được tăng cường và tăng tốc bởi tối ưu hóa các điều kiện môi trường
cho hoạt động của vi sinh vật.
Trên thế giới, Compost đã có từ rất lâu, ngay từ khi khai sinh nông
nghiệp hàng nghìn năm trước Công nguyên. Tại Ai Cập từ 3000 năm trước
Công nguyên Compost được coi như là một quá trình xử lý chất thải nông
nghiệp đầu tiên trên thế giới. Người Trung Quốc đã áp dụng phương pháp
Compost để ủ chất thải từ cách đây 4000 năm. Tại Nhật Bản đã sử dụng
Compost làm phân bón nông nghiệp từ nhiều thế kỷ trước. Mặc dù được áp
dụng từ rất sớm trong hoạt động sản xuất nông nghiệp, quá trình ủ Compost
mới được nghiên cứu một cách khoa học và báo cáo bởi Giáo sư người Anh,
Sir Alber Howard thực hiện tại Ấn Độ vào năm 1943. Cho đến nay đã có
nhiều công trình nghiên cứu về quá trình ủ Compost và nhiều mô hình công
nghệ ủ Compost quy mô lớn được phát triển trên thế giới.
Tại Việt Nam, Compost vẫn được coi là một phương pháp mới ít
người biết đến và chưa được phổ biến rộng rãi đặc biệt là dùng để xử lý
phân gia súc, gia cầm. Trong thời gian vài năm gần đây đã có một vài nhà
máy và các cơ sở sản xuất đã bước đầu ứng dụng phương pháp này vào xử
lý rác thải trong sản xuất.
Sản phẩm của quá trình Compost là những chất hữu cơ và hệ vi sinh
vật dị dưỡng phong phú, ngoài ra còn chứa các nguyên tố vi lượng có lợi cho
đất và cây trồng. Sản phẩm Compost được sử dụng chủ yếu làm phân bón
hữu cơ trong nông nghiệp hay các mục đích cải tạo đất và cung cấp dinh
dưỡng cây trồng. Ngoài ra, Compost còn được biết đến trong nhiều ứng

dụng, như là các sản phẩm sinh học trong việc xử lý ô nhiễm môi trường,
hay các sản phẩm dinh dưỡng, chữa bệnh cho vật nuôi và cây trồng.
2.4.6.2. Cơ chế của quá trình Compost
2.4.6.2.1. Quá trình phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện yếm khí
Quá trình phân hủy yếm khí các chất hữu cơ là quá trình sinh hóa
phức tạp tạo ra hàng trăm sản phẩm trung gian và phản ứng trung gian. Tuy
nhiên, phương trình phản ứng sinh hóa trong điều kiện yếm khí có thể biểu
diễn đơn giản như sau:
Tạo khí: CH4, CO2, H2, NH3, H2S
Tế bào mới
Chất hữu cơ
Nhiệt lượng (Q)
VSV yếm khí
Một cách tổng quát, quá trình phân hủy yếm khí xảy ra theo 4 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử
Giai đoạn 2: Acide hóa
Giai đoạn 3: Acetate hóa
Giai đoạn 4: Methane hóa
Các chất thải hữu cơ chứa các chất hữu cơ cao phân tử như protein, chất
béo, carbohydrates, celluloses, lignin,… Trong giai đoạn thủy phân, sẽ được
cắt mạch tạo thành những phân tử đơn giản hơn, dễ phân hủy hơn. Các phản
ứng thủy phân sẽ chuyển hóa protein thành amino acide, carbohydrate thành
đường đơn, chất béo thành acide béo. Trong giai đoạn acide hóa, các chất
hữu cơ đơn giản lại được tiếp tục chuyển hóa thành acetic acide, H
2
, và CO
2
.
Các acide béo dễ bay hơi chủ yếu là acetic acide, propionic và lactic acide.
Bên cạnh đó, CO

2
và H
2
, methanol, các rượu đơn giản khác cũng được hình
thành trong quá trình cắt mạch carbohydrate. Vi sinh vật chuyển hóa
methane chỉ có thể phân hủy một số loại cơ chất nhất định như CO
2
+ H
2
,
acetate, methanol, methylamines và CO.
2.4.6.2.2. Quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong điều kiện hiếu khí
Quá trình làm composting xảy ra trong điều kiện khí có thể biểu diễn
theo quy trình sau:
O2+ Dinh dưỡng
Nhiệt (Q)H2OChất hữu cơ không phân hủyTế bào mới
VSV hiếu khí
CO2, NH3, SO2 SO-24
Chất hữu cơ
Quy trình trên cho thấy, các sản phẩm cuối chủ yếu là tế bào mới,
phần chất hữu cơ không bị phân hủy, CO
2
+ H
2
O + NH
3
+ SO
-2
4
.

Compost là
phần chất hữu cơ bền không bị phân hủy còn lại, thường chứa nhiều ligin là
thành phần khó bị phân hủy sinh học trong một khoảng thời gian ngắn. Ligin
có nhiều trong giấy in báo, là một hợp chất hữu cơ cao phân tử có trong
thành phần keo liên kết các sợi celluloses của các loại cây lấy gỗ và các loại
thực vật khác.
2.4.6.2.3. Vai trò của vi sinh vật
Các vi sinh vật phụ thuộc vào quá trình hô hấp hiếu khí để đạt được
nhu cầu năng lượng của mình đồng thời nó chỉ tồn tại được trong điều kiện
có Oxy gọi là vi sinh vật hiếu khí. Các vi sinh vật này vận chuyển điện tử
trung gian từ các Enzym của chất cho điện tử sang chất nhận điện tử (Oxy)
tạo ra quá trình hô hấp hiếu khí và sản sinh một nhiệt lượng lớn.
Các vi sinh vật tổng hợp năng lượng bằng cách lên men đồng thời chỉ
tồn tại được trong điều kiện không có Oxy gọi là các vi sinh vật yếm khí.
Nhiệt lượng chúng tạo ra từ quá trình lên men yếm khí thường thấp hơn
nhiều so với quá trình hô hấp hiếu khí.
Các vi sinh vật có thể tồn tại cả trong điều kiện có Oxy và không có
Oxy gọi là vi sinh vật yếm khí tùy tiện. Tùy theo điều kiện sống chúng có
thể chuyển hóa qua lại thành dạng hiếu khí hay yếm khí.
2.4.6.3 Phân loại ủ phân compost.
Dựa theo quá trình phân hủy tự nhiên người ta chia Compost thành hai
loại:
 Ủ phân Compost yếm khí
 Ủ phân Compost hiếu khí
2.4.6.3.1. Ủ phân Compost yếm khí
Quá trình phân hủy các chất diễn ra trong điều kiện thiếu Oxy hay
lượng Oxy cung cấp bị hạn chế. Ở phương pháp này thì lượng vi sinh vật
yếm khí chiếm ưu thế. Chúng sản sinh ra một lượng lớn các hợp chất trung
gian bao gồm: metan, các axit và các chất khác. Trong tình trạng thiếu Oxy
thì các hợp chất này không chuyển hóa được và bị tích lũy lại. Rất nhiều hợp

chất trong số chúng nặng mùi và rất độc. Do đó nó không tiêu diệt hết các
tác nhân gây bệnh và phân hủy triệt để các vật chất. Ưu điểm lớn nhất của
phương pháp này so với phương pháp ủ phân Compost hiếu khí là lượng
chất dinh dưỡng mất trong quá trình ủ là ít hơn so với phương pháp ủ phân
hiếu khí đồng thời chúng đòi hỏi ít công lao động hơn, nhưng gặp phải khó
khăn kỹ thuật trong quá trình xử lý, tạo môi trường yếm khí.
2.4.6.3.2. Ủ phân Compost hiếu khí
Quá trình Compost diễn ra trong điều kiện có mặt Oxy. Trong quá
trình này thì vi khuẩn hiếu khí phá vỡ hầu hết các thành phần vật chất và tạo
ra cacbon dioxit, ammoniac, nước, nhiệt lượng và mùn. Trong quá trình này
vi sinh vật hiếu khí cũng có thể tạo ra các hợp chất trung gian như các axit
nhưng chúng lại tiếp tục bị chuyển hóa thành các chất khác. Nhiệt sinh ra sẽ
thúc đẩy quá trình phân giải protein, chất béo và các hợp chất hydratcacbon
phức tạp khác như cellulose và hemicellulose.
 Ưu điểm:
 Thời gian diễn ra ngắn hơn.
 Quá trình này tạo ra nhiệt độ cao do đó tiêu diệt hầu hết các tác
nhân
có hại cho người, động vật và cây trồng.
 Giảm mùi.
 Hạn chế ô nhiễm nguồn nước và đất.
 Tạo ra nguồn phân bón giàu chất dinh dưỡng.
 Quy trình ủ phân Compost hiếu khí.
Quá trình Compost được chia làm 4 pha chính:
 Pha 1: Pha sản nhiệt (nhiệt độ tăng lên rất nhanh trong vòng 24h)
 Pha 2: Pha nhiệt (nhiệt độ ổn định 70
o
C- 50
o
C)

 Pha 3: Pha nguội (nhiệt độ giảm dần xuống xấp xỉ 40
o
C).
 Pha 4: Pha chín (nhiệt độ ổn định xấp xỉ nhiệt độ môi trường).
Hình 2.2. Các pha nhiệt của quá trình Compost