Nghien cuu ung dung cong nghe dem lot sinh hoc tai ha nam

MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết

i


Mr. Vũ Minh Thìn

09.19.14.12.17

Trong những năm gần đây chăn nuôi chiếm một tỷ trọng lớn của ngành
nông nghiệp, góp phần ổn định kinh tế của nước ta. Với vai trò là nguồn cung
cấp khối lượng thực phẩm lớn nhất hiện nay, ngành chăn nuôi lợn nước ta ngày
càng phát triển, trở thành nguồn thu nhập quan trọng với các hộ nông dân và là
một trong những nghề có tác dụng ổn định kinh tế, làm giàu hiệu quả, góp phần
chuyển dịch cơ cấu kinh tế trong Nông nghiệp.
Cũng theo thống kê của Cục Chăn nuôi năm 2009 cả nước ước tính có 83
triệu tấn phân các loại trong đó lượng chất thải do chăn nuôi lợn là 20.15 triệu
tấn. Lượng chất thải ngày càng tăng cao nhưng lượng chất thải được xử lý đúng
quy trình thì chiếm một tỷ lệ không đáng kể, hầu hết chúng được thải trực tiếp ra
ngoài môi trường.
Lượng chất thải từ chăn nuôi chủ yếu là chất thải hữu cơ từ phân, nước
tiểu, lông, da, chất độn chuồng, dịch tiết của động vật…là môi trường sống thuận
lợi cho các vi sinh vật phát triển. Đối với các cơ sở chăn nuôi, các chất thải gây ô
nhiễm môi trường có ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe con người, làm giảm sức
đề kháng vật nuôi, tăng tỷ lệ mắc bệnh, năng suất bị giảm, tăng các chi phí phòng
trị bệnh, hiệu quả kinh tế của chăn nuôi không cao (Attar và Brake, 1988).
Tỉnh Hà Nam với diện tích 86049,4 ha, dân số 846.653 người, bao gồm 05
huyện, 01 thành phố là một trong những tỉnh có vai trò quan trọng trong phát
triển vùng chăn nuôi cung cấp thực phẩm cho Thủ đô Hà Nội và các tỉnh lân cận.
Sự phát triển của chăn nuôi lợn tại Hà Nam ngày càng được mở

rộng về quy mô đàn lợn và diện tích chuồng trại. Tuy nhiên cùng với sự
phát triển đó là vấn đề ô nhiễm môi trường chăn nuôi, ảnh hưởng đến sức
khỏe người chăn nuôi và ngày càng nhiều dịch bệnh xảy ra trên đàn lợn.
Hiện nay người chăn nuôi vẫn dùng một số biện pháp cổ điển truyền
thống như quét dọn, rửa chuồng hàng ngày, tẩy rửa, hay thu gom chất thải cho
vào hố ủ, hoặc thay thế chất độn chuồng, việc xử lý này còn nhiều hạn chế do tốn
nhiều công sức và tiền của, mặt khác có thể gây ra ảnh hưởng đến sức khỏe của
gia súc gia cầm, thậm chí còn độc hại lâu dài cho môi trường sinh thái. Vì vậy,
việc nghiên cứu một chế phẩm sinh học để xử lý chất thải chăn nuôi một cách

2


Mr. Vũ Minh Thìn

09.19.14.12.17

triệt để, giảm thiểu mùi, tạo môi trường sạch cho sự phát triển của động vật, giảm
chi phí cho người chăn nuôi và khắc phục những hạn chế của các chế phẩm cũ
trở nên ngày một cấp bách.
Công nghệ đệm lót sinh học trong chăn nuôi được đưa vào thí điểm
tại Việt Nam từ năm 2009, trên địa bàn tỉnh Hà Nam là năm 2010, tuy
nhiên vẫn đang trong giai đoạn xây dựng và hoàn thiện công nghệ. Đến
nay chưa có nhiều nghiên cứu về công nghệ này, đặc biệt là nghiên cứu
ứng dụng nhằm đưa công nghệ vào phát triển chăn nuôi giảm ô nhiễm môi
trường và hạn chế dịch bệnh.
Xuất phát từ thực tế trên, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài:
“Nghiên cứu ứng dụng công nghệ đệm lót sinh học trong
chăn nuôi lợn tại tỉnh Hà Nam”.
Mục tiêu của đề tài

- Xây dựng được 6 mô hình ứng dụng công nghệ đệm lót sinh học sử
dụng chế phẩm men vi sinh HUA Biomic trên địa bàn tỉnh Hà Nam, đồng thời
đánh giá được ưu nhược điểm của nền đệm lót sinh học tác động đến phương
thức chăn nuôi nông hộ.
- Xác định được sự tồn tại của chủng vi khuẩn Bacillus subtilis, vi sinh vật
hiếu khí, vi sinh vật chỉ điểm vệ sinh (Coliform) trong nền đệm lót sinh học theo
thời gian.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
- Cung cấp thông tin về ưu, nhược điểm của công nghệ đệm lót sinh học
đối với phương thức chăn nuôi nông hộ và tác động đến môi trường chăn nuôi.
- Nhằm đánh giá được sự tồn tại và phát triển của các nhóm vi sinh vật
trong nền đệm lót sinh học.
- Là cơ sở định hướng và xây dựng kế hoạch cho sự phát triển của
công nghệ đệm lót sinh học áp dụng cho chăn nuôi lợn.

3


Mr. Vũ Minh Thìn

09.19.14.12.17

Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 Thực trạng ô nhiễm môi trường chăn nuôi lợn
Trên thế giới hiện nay xu thế chăn nuôi nói chung theo con đường thâm
canh công nghiệp hóa đang diễn ra mạnh mẽ. Tuy nhiên, sự phát triển nhanh
chóng này đã nảy sinh ra một vấn đề, đó là sự ô nhiễm môi trường, sự lây lan
dịch bệnh có chiều hướng tăng cao. Ô nhiễm từ chuồng nuôi động vật là một
trong những thách thức lớn của chăn nuôi công nghiệp, hoạt động chăn nuôi là
nguồn gốc của rất nhiều chất gây ô nhiễm cho không khí như H 2S, CH4, NH3,

bụi, mùi (Gay và cs, 2002), và các vi sinh vật (Aarnink và cs, 2004).
Theo Cục chăn nuôi (2007), trong 5 năm từ 2001 - 2006 chăn nuôi trang
trại ở nước ta đã tăng từ 1.761 lên 17.721 trang trại, bình quân tăng 58,7%/năm.
Việc tăng số lượng cũng như quy mô đàn gia súc, gia cầm đồng nghĩa với việc
tăng lượng chất thải chăn nuôi thải ra môi trường.
Chỉ tính riêng năm 2007, lượng chất thải từ chăn nuôi khoảng 61 triệu tấn,
nhưng chỉ 40% trong số này được xử lý, còn lại xả trực tiếp ra môi trường.
Lượng chất thải không được xử lý và tái sử dụng lại chính là nguồn cung
cấp phần lớn các chất khí gây hiệu ứng nhà kính (chủ yếu là CO 2, N2O) làm trái
đất nóng lên, ngoài ra còn làm rối loạn độ phì đất, nhiễm kim loại nặng, ô nhiễm
đất, gây phì dưỡng và ô nhiễm nước. Chưa kể nguồn khí thải CO 2 phát tán do hơi
thở của vật nuôi.
Theo báo cáo, tỷ lệ tăng trọng của lợn giảm 12% khi tiếp xúc với
ammonia ở nồng độ 50 ppm, tuy nhiên không quan sát thấy bệnh tích ở đường hô
hấp. Ở nồng độ 100 và 150 ppm, tỷ lệ tăng trọng của lợn giảm 30% và làm biến
đổi nhung mao ở khí quản (Drummond et al., 1980). Ammonia còn được cho là
nguyên nhân gây nên các triệu chứng viêm khớp, apxe và hội chứng stress ở lợn
(Donham, 1991).
Theo Trịnh Quang Tuyên và cs (2010), khi điều tra thực trang ô nhiễm
môi trường trong các trang trại chăn nuôi lợn tập trung tại Hà Nội, Thái Bình,
Ninh Bình đã báo cáo rằng, Trang trại chăn nuôi lợn tập trung có quy mô từ 30
đến dưới 100 lợn nái nuôi khép kín chiếm số lượng lớn. Khoảng cách các trang

4


Mr. Vũ Minh Thìn

09.19.14.12.17

trại đến cộng đồng dân cư chủ yếu từ 10 đến 100 mét. Các trang trại chăn nuôi
lợn có khoảng cách đến cộng đồng dân cư trên 100 mét thì không ảnh hưởng
tiếng ồn cho cộng đồng dân cư. Với khoảng cách này mùi hôi vẫn ảnh hưởng tới
cộng đồng dân cư, quy mô chăn nuôi càng lớn thì tỷ lệ các trang trại gây ảnh
hưởng mùi hôi càng nhiều. Các trang trại chăn nuôi lợn đều chưa có biện pháp
xử lý phân sau khi thu gom. Nhà chứa phân chỉ tập trung nhiều ở trang trại quy
mô trên 200 lợn nái. Phân lợn chủ yếu dùng trồng trọt và bán, nhưng đều sử dụng
ở dạng tươi gây ô nhiễm môi trường. Xử lý nước thải tại các trang trại chăn nuôi
lợn chủ yếu bằng bề biogas. Ao chứa nước thải tập chung ở những trang trại có
quy mô trên 100 lợn nái và không có biện pháp xử lý. Nước thải trong chăn nuôi
lợn tập trung khi chảy ra môi trường tại các trang trại điều tra đều không đảm bảo
các chỉ tiêu cho phép theo TCVN 5945-2005 loại B.
Đánh giá mức độ ô nhiễm nước mặt tại các trang trại chăn nuôi lợn trên
địa bàn tỉnh Hưng Yên, Cao Trường Sơn và cs (2011), cho thấy nguồn chất thải
phát sinh từ các trang trại chăn nuôi Lợn là khoảng 30 tấn chất thải rắn và 600
m3 nước thải/ngày. Hiện tại các trang trại nuôi Lợn của Văn Giang áp dụng khá
nhiều các biện pháp xử lý chất thải khác nhau trong đó phổ biến nhất là các biện
pháp như: Biogas với 47,62%; bón cho cây là 38,10%; sử dụng làm thức ăn cho
cá với 52,38%; thu gom phân để bán 28,57%, ủ compose là 9,52%. Tuy nhiên tỷ
lệ chất thải không xử lý mà thải bỏ trực tiếp ra ngoài môi trường vẫn còn ở mức
cao với 28,57%. Chất lượng môi trường nước mặt của các trang trại Lợn là khá
xấu. Trong đó, mức độ ô nhiễm nước ở các ao nuôi Cá trong mô hình VAC và
AC nhẹ hơn nhiều so với mức độ ô nhiễm ở các ao, hồ, kênh, mương xung quanh
hai hệ thống VC và C. Nước ngầm hầu hết các trang trại Lợn đều bị nhiễm bẩn
nitơ vô cơ, trong đó nồng độ NH4+ đã vượt quá ngưỡng cho phép của
QCVN09/BTNMT và QCVN01/BYT. Mùi và tiếng ồn phát sinh từ các trang trại
nuôi Lợn chỉ tác động trong phạm vi 100 m quanh trang trại nên chỉ các trang trại
nằm trong khu dân cư mới ảnh hưởng tới đời sống của người dân.
Như vậy, quy mô chăn nuôi càng lớn thì lượng chất thải bao gồm chất thải
rắn (phân lợn) và chất thải lỏng (nước tiểu, nước rửa chuồng) càng nhiều và nguy

5


Mr. Vũ Minh Thìn

09.19.14.12.17

cơ gây ô nhiễm môi trường cũng tăng nếu không có các biện pháp xử lý chất thải
phù hợp.
Trong khi các trang trại chăn nuôi quy mô lớn đã bắt đầu chú ý đến vấn
đề bảo vệ môi trường (có các biện pháp quản lý chất thải) thì các hộ chăn nuôi
nhỏ lẻ vấn đề ô nhiễm do chất thải chăn nuôi càng trở lên nghiêm trọng hơn.
Theo thống kê sơ bộ của Cục chăn nuôi thì cứ 5 hộ dân sống ở nông thôn thì
có 3 hộ chăn nuôi lợn, đạt gần 60% trong tổng số hộ dân sống ở nông thôn.
Tuy nhiên, bên cạnh những tác động tích cực về mặt kinh tế - xã hội thì việc
phát triển chăn nuôi lợn một cách nhanh chóng ở các vùng nông thôn cũng đã
để lại những tác động tiêu cực về mặt môi trường.
Mặt khác, chăn nuôi lợn nông hộ thường phát triển một cách tự phát,
thiếu những quy hoạch cụ thể về chuồng trại, hệ thống xử lý nước thải, phân
thải, cộng với trình độ kỹ thuật hạn chế và ý thức bảo vệ môi trường của
người dân chưa cao. Theo Hồ Thị Lam Trà và cs (2008), khoảng 80% lượng
chất thải chưa được xử lý mà thải trực tiếp ra môi trường là nguyên nhân chủ
yếu gây ô nhiễm mặt nước. Việc nguồn nước mặt bị ô nhiễm sẽ làm ảnh
hưởng rất xấu đến tình hình vệ sinh môi trường và sức khỏe của người dân.
Các thủy vực bị ô nhiễm cũng là nơi để các mầm bệnh phát sinh và làm gia
tăng nguy cơ ô nhiễm nguồn nước ngầm.
Nghiên cứu ảnh hưởng của chăn nuôi lợn tại hộ gia đình trên địa bàn xã
Lai Vu tới chất lượng nước mặt của Hồ Thị Lam Trà và cs (2008), cho thấy:
Hoạt động chăn nuôi lợn tại gia đình không ngừng tăng lên trong những năm vừa

qua, mật độ chăn nuôi cao và số lượng lợn nuôi lớn đã làm phát sinh một lượng
phân thải, nước rửa chuồng trại khổng lồ gây tác động xấu tới môi trường nước
mặt trên địa bàn xã. Nước mặt của xã Lai Vu đã bị ô nhiễm bởi các hợp chất hữu
cơ và chất lượng nước không đảm bảo cho việc bảo vệ đời sống của các loài sinh
vật thủy sinh theo QCVN 08/A2, hầu hết các chỉ tiêu BOD5, COD, DO, NH4 + và
PO4+ đều vượt quá ngưỡng cho phép nhiều lần. Mức độ ô nhiễm trong các đối
tượng thủy vực khác nhau là khác nhau. Trong đó các ao tự nhiên có mức độ ô
nhiễm nước nghiêm trọng nhất và chất lượng nước tại các ao nuôi cá bị ô nhiễm

6


Mr. Vũ Minh Thìn

09.19.14.12.17

ở mức độ nhẹ nhất. Chất lượng nước mặt của xã Lai Vu cũng bị suy giảm theo
thời gian, khi mà giá trị của các chỉ tiêu chất lượng nước đều tăng lên qua các
năm. Nguyên nhân chính là do lượng phân thải và nước thải từ hoạt động chăn
nuôi tăng lên theo số lượng lợn nuôi hàng năm trên địa bàn xã.
Chất thải chăn nuôi là một trong những nguồn chủ yếu làm tăng lượng khí
gây hiệu ứng nhà kính. Trong quá trình dự trữ, xử lý và tái sử dụng phân chuồng
một lượng lớn các khí gây hiệu ứng nhà kính như CO 2, CH4, N2O... sẽ được phát
tán vào khí quyển. Trong chăn nuôi lợn, N 2O (nitrous oxide) và CO2 là hai chất
khí thải có khả năng gây hiệu ứng nhà kính là chủ yếu.
Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý chất thải bằng bể biogas của một số
trang trại chăn nuôi lợn vùng đồng bằng sông Hồng, Vũ Đình Tôn và cs (2008),
tiến hành tại 12 trang trại chăn nuôi lợn của ba tỉnh Hải Dương, Hưng Yên và
Bắc Ninh. Kết quả cho thấy, Trung bình mỗi một trang trại có lượng chất thải rắn
và chất thải lỏng được thải ra hàng ngày tương đối lớn (50 - 260 kg chất thải rắn;

3 - 20 m3 nước thải). Việc sử dụng hệ thống biogas để xử lý chất thải đã giảm
thiểu đáng kể nồng độ BOD5 và COD trong nước thải: BOD5 trong nước thải ở
chuồng lợn nái giảm 75,0 - 80,8 %, chuồng lợn thịt giảm 75,89 - 80,36 %; COD
ở chuồng lợn nái giảm 66,85 %, ở chuồng lợn thịt giảm 64,94 - 69,73%. Tuy
nhiên, nồng độ COD sau khi xử lý qua hầm biogas vẫn còn cao hơn chỉ tiêu vệ
sinh cho phép (CTVSCP). Nồng độ sulfua hoà tan giảm được đáng kể, song vẫn
còn cao hơn CTVSCP từ 3,63 - 7,25 lần. Nitơ tổng số giảm 10,1 - 27,46 %. Nồng
độ Cl- thay đổi không đáng kể khi qua hầm biogas. Nồng độ Cu2+ và Zn2+ trong
nước thải sau khi đã qua hầm biogas đều nằm trong giới hạn cho phép.
Với những thực trạng trên, khiến vấn đề xử lý chất thải trong chăn nuôi
trở nên cấp bách hơn bao giờ hết. Nó sẽ trở thành vấn nạn của ngành chăn nuôi
trong thời gian tới, từ đó đặt ra vấn đề phải có biện pháp, phương thức giải quyết
nó chất thải trong chăn nuôi triệt để, hạn chế tối đa ảnh hưởng của chất thải chăn
nuôi đến môi trường và sức khỏe con người.

7


Mr. Vũ Minh Thìn

09.19.14.12.17

1.2. Tình hình nghiên cứu môi trường chăn nuôi trên thế giới và Việt Nam
1.2.1. Tình hình nghiên cứu môi trường chăn nuôi trên thế giới
Ứng dụng vi sinh vật ở dạng đơn chủng hay đa chủng vào mục đích chăn
nuôi nói chung và xử lý môi trường nói riêng đã được các nước có nền công nghệ
vi sinh áp dụng từ lâu và phổ biến dưới các dạng sản phẩm vi sinh khác nhau.
Các loại này được áp dụng cho từng công đoạn chăn nuôi cũng như áp dụng cho
toàn bộ quá trình chăn nuôi tùy thuộc vào đặc tính của các chủng vi sinh vật cũng
như mục đích sử dụng.

Tại Nhật Bản, chế phẩm EM (Effective Microorganisms) có nghĩa là vi
sinh vật hữu hiệu do giáo sư Tiến sĩ Teruo Higa – Trường Đại học Tổng hợp
Ryukius, Okinawa, Nhật Bản nghiên cứu và ứng dụng thành công vào sản xuất
nông nghiệp vào đầu những năm 1980. Chế phẩm này gồm tới trên 87 chủng vi
sinh vật hiếu khí và kỵ khí thuộc các nhóm: vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lác tíc,
nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn được phân lập, chọn lọc từ 2.000 chủng được sử
dụng phổ biến trong công nghiệp thức phẩm và công nghệ lên men.
Năm 1988, theo Attar. A.J. và Brake J.T. đối với các cơ sở chăn nuôi, các
chất thải gây ô nhiễm môi trường có ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe con người,
làm giảm sức đề kháng vật nuôi, tăng tỷ lệ mắc bệnh, năng suất bị giảm, tăng các
chi phí phòng trị bệnh, hiệu quả kinh tế của chăn nuôi không cao (Attar và Brake,
1988), (Beattie và cs, 2000).
Đến năm 1995 Aarnink, A.J.A.. và cs nghiên cứu phát thải amoniac trên
lợn trong điều kiện thực tế với nhóm 40 lợn con cai sữa và 36 lợn thịt. Thức ăn
và nước uống cho ăn tự do sau đó đo nồng độ amoniac và tốc độ gió liên tục.
Phát thải amoniac trung bình trong chăn nuôi lợn, khí thải cao hơn 56 % trong
giai đoạn mùa hè. Phát thải ammonia ban đêm cao hơn 10%. Có thể kết luận rằng
những thay đổi đáng kể phát thải amoniac trong ngày và trong thời gian phát
triển và thay đổi giữa các mùa.
Nghiên cứu giảm chất thải chăn nuôi, Chiang và Hsieh (1995) tổng kết
rằng, sử dụng chế phẩm có chứa lactobacillus acidophilus, Streptococcus faecium
và Bacillus subtilis tạo thành hỗn hợp vi sinh vật. Theo nghiên cứu, chế phẩm
này đã làm giảm hàm lượng amoniac trong phân và chất độn chuồng trong chăn

8


Mr. Vũ Minh Thìn

09.19.14.12.17

nuôi. Bổ sung một số vi sinh vật có ích như lactobacillus casei vào khẩu phần ăn
của gia súc có thể giảm khí amoniac và các hợp chất hữu cơ bay hơi trong
chuồng nuôi.
Bhamidimarri, S.M.R. và Pandey, S.P (1996) nghiên cứu về ảnh hưởng
của các kiểu chuồng đến sự thải amoniac và hàm lượng amoniac trong chuồng
tác giả đã báo cáo rằng, kiểu chuồng nuôi lợn đã ảnh hưởng tới nồng độ khí
NH3 thải ra. Nồng độ khí NH 3 thấp nhất (10ppm) đã đo được ở nhóm lợn
nuôi trên lớp đệm lót nền rơm lúa mạch dày và được thay hàng tuần so với
nhóm nuôi sàn và nuôi nền bê tông. Kết quả cho thấy nền chuồng bổ sung
rơm lúa mạch hoặc thân cây ngô ủ có tác dụng làm giảm sự thải NH 3 ra môi
trường, tuy nhiên sự thải CH 4 không bị ảnh hưởng khi bổ sung rơm, thân cây
ngô ủ hoặc thân gỗ nghiền nhỏ. Sự giảm tốc độ thải khí amoniac theo các tác
giả là do sự hình thành một lớp hàng rào che phủ phía trên ngăn cản khí NH 3
bốc hơi. Việc bổ sung chất đệm lót cũng làm giảm pH của phân từ đó làm
giảm sự thải NH3.
Trước năm 1997 việc sử dụng mùn cưa và các nguyên liệu khác như rơm
lúa mạch, lõi ngô, gỗ nghiền... để hấp thụ phân, nước tiểu, giảm mùi và đặc biệt
là cung cấp cho vật nuôi một môi trường sống thoải mái, gần với tự nhiên hơn đã
được nhiều trang trại áp dụng ở nhiều nước như Đài Loan, Hongkong, Nhật Bản,
Newzealand, Hà Lan...(Hong và cs, 1997), (Tiquia và cs, 1998), (Corrêa và cs,
2000).
Kavolelis B (2003) nghiên cứu về ảnh hưởng của các kiểu chuồng đến sự
thải amoniac và hàm lượng amoniac trong chuồng tác giả đã báo cáo rằng,
kiểu chuồng nuôi lợn đã ảnh hưởng tới nồng độ khí NH 3 thải ra. Nồng độ khí
NH3 thấp nhất (10ppm) đã đo được ở nhóm lợn nuôi trên lớp đệm lót nền
rơm lúa mạch dày và được thay hàng tuần so với nhóm nuôi sàn và nuôi nền
bê tông.
Năm 2005 Melse R W và Verdoes N (2005) nghiên cứu xử lý chất thải
bằng phương pháp lọc: Thiết bị lọc có thể là màng lọc hay chất đệm lọc thông

thường như rơm. Đệm rơm có độ dày 5cm rải trên nền xi măng trong nhà chứa

9


Mr. Vũ Minh Thìn

09.19.14.12.17

chất thải, sau đó nước phân lợn được bơm vào và đổ trên bề mặt đệm rơm. Các
phân tử rắn sẽ được giữ lại trên bề mặt đệm rơm, chất lỏng sau khi lọc được đưa
vào bể chứa. Sau 4 tuần vận hành, khi khả năng lọc của đệm rơm đã giảm do tích
lũy nhiều chất thải rắn trên bề mặt, đệm rơm và chất thải rắn được đem xử lý như
đối với chất thải rắn. Melse và Verdoes đã đánh giá các hệ thống xử lý chất thải
lỏng tại trang trại chăn nuôi lợn ở Hà Lan trong đó hệ thống sử dụng đệm rơm có
chi phí đầu tư và chi phí vận hành thấp nhất. Hàm lượng phốt pho trong nước
phân giảm từ 1,8g/kg xuống còn dưới 0.001g/kg.
Turner SP và cs (2006), cho rằng chăn nuôi quy mô công nghiệp hiện nay
đang đặt ra một vấn đề về khía cạnh “Súc quyền của vật nuôi”. Nhiều nghiên cứu
cho rằng, những xung đột “xã hội” trong chuồng lợn do chuồng nuôi quá chật
chội hay do ghép đàn hoặc do thiếu các chất đệm lót nền là những nhược điểm
của phương thức nuôi công nghiệp, (Studnitz và cs, 2007), (Sheng Q và cs,
2011).
Nước thải sau khi xử lý bằng hồ kỵ khí và hiếu khí thường chưa đủ sạch
để có thể thải trực tiếp vào các nguồn nước mặt là kết quả nghiên cứu của Deng
L. Zheng P.và Chen Z., Mahmood Q. (2007). Nghiên cứu chỉ ra rằng theo các
quy định hiện hành thông thường, nước thải có hàm lượng COD dưới 100mg/l và
BOD dưới 50 mg/l mới có thể thải trực tiếp ra sông, hồ có mục đích bảo vệ
nguồn lợi thuỷ sinh. Trong khi đó nước thải sau xử lý kỵ khí có lượng COD là
1191mg/l còn BOD khoảng 261mg/l. Như vậy cần phải có các công đoạn xử lý

nước thải tiếp theo để có thể thải được vào các hệ thống sông hồ mà không gây
hại cho môi trường. Kết quả nghiên cứu xử lý nước thải sau biogas cũng cho thấy
rằng hàm lượng COD giảm mạnh từ tuần thứ nhất đến tuần thứ năm sau đó giảm
rất ít do độ pH trong hồ xử lý thấp. Điều này có thể lý giải là do độ pH giảm thấp
sẽ không thích hợp cho vi sinh vật phát triển do đó hoạt động của vi sinh vật
giảm (khoảng pH thích hợp cho vi sinh vật tăng trưởng là 6,5 - 7,5). Khi bổ sung
các chất kiềm vào trong hồ xử lý (ví dụ: vôi) sẽ làm tăng độ pH hoặc khi bổ sung
thêm nước thải chưa xử lý vào hồ với tỉ lệ 1:2 sẽ làm tăng lượng chất hữu cơ cho
quá trình nitrat hóa do đó cũng làm tăng độ pH. Kết quả là hiệu suất xử lý cải

10


Mr. Vũ Minh Thìn

09.19.14.12.17

thiện rõ rệt, hàm lượng COD giảm xuống còn 550mg/l và 300mg/l tương ứng
trong hệ thống bổ sung chất kiềm và bổ sung nước thải chưa xử lý. Hiệu suất xử
lý nitơ đạt xấp xỉ 100% ở cả hai hệ thống và tổng số phốt pho đạt 37% và 20%
trong hệ thống bổ sung thêm nước thải chưa xử lý và hệ thống bổ sung chất
kiềm.
Feng Xiaoyan (2010) cho rằng mô hình chăn nuôi lợn sử dụng chế phẩm
vi sinh vật làm đệm lót sinh học (fermentation bed) là một loại hình chăn nuôi
được tìm thấy ở nhiều nước như Nhật Bản, Hàn Quốc và Trung Quốc trong thời
gian gần đây. Nhiều công trình nghiên cứu đã chỉ ra những ưu điểm và hạn chế
của mô hình chăn nuôi này. Những ưu điểm chính của mô hình là: Giảm ô nhiễm
môi trường (giảm mùi, nước thải, v.v.), tiết kiệm nhân lực (không phải vệ sinh
chuồng trại), tiết kiệm nước (không phải rửa chuồng). Bên cạnh đó, còn có
những hạn chế như: Cần đầu tư xây dựng hệ thống chuồng trại đồng bộ (đệm, hệ

thống máng ăn, nước uống v.v.), khó vệ sinh, khử trùng chuồng trại dịch bệnh
xảy ra, vật liệu đệm lót (mùn cưa, vỏ trấu v.v.) tạo bụi, có thể gây các bệnh về hô
hấp cho vật nuôi, khả năng sinh nhiệt cao nên gây nóng về mùa hè.
Việc nguồn nước mặt bị ô nhiễm sẽ làm ảnh hưởng rất xấu đến tình
hình vệ sinh môi trường và sức khỏe của người dân. Các thủy vực bị ô nhiễm
cũng là nơi để các mầm bệnh phát sinh và làm gia tăng nguy cơ ô nhiễm
nguồn nước ngầm. Chất thải chăn nuôi là một trong những nguồn chủ yếu làm
tăng lượng khí gây hiệu ứng nhà kính. Trong quá trình dự trữ, xử lý và tái sử
dụng phân chuồng một lượng lớn các khí gây hiệu ứng nhà kính như CO 2, CH4,
N2O... sẽ được phát tán vào khí quyển. Trong chăn nuôi lợn, N 2O (nitrous oxide)
và CO2 là hai chất khí thải có khả năng gây hiệu ứng nhà kính là chủ yếu (Vu,
T.K.V và cs, 2010).
1.2.2. Tình hình nghiên cứu môi trường chăn nuôi tại Việt Nam
Năm 1996 Đỗ Ngọc Hòe (1996), Nghiên cứu một số chỉ tiêu vệ sinh ở các
chuồng gà công nghiệp trong mùa hè và nguồn nước cho chăn nuôi ở Hà Nội.
Kết quả nghiên cứu chỉ ra được một số chỉ tiêu khí hậu chuồng nuôi gà công
nghiệp trong điều kiện khí hậu miền Bắc nước ta về mùa hè (tháng 6,7,8,): Nhiệt

11


Mr. Vũ Minh Thìn

09.19.14.12.17

độ, độ ẩm, hàm lượng khí độc, số lượng vi sinh vật. Chỉ tiêu vệ sinh nguồn nước
trong chăn nuôi.
Trong 4 năm từ 1999 đến 2002 có các nghiên cứu của Nguyễn Đăng
Vang, Trần Quốc Việt (1999) nghiên cứu về hiệu quả của việc sử dụng MICROAID đối với sự sinh trưởng của lợn thịt. Phạm Nhật Lệ, Trịnh Quang Tuyên
(2000). Nghiên cứu chuồng nuôi lợn công nghiệp trong điều kiện khí hậu ở miền

Bắc Việt Nam. Phạm Nhật Lệ, Phạm Duy Phẩm, Đàm Quang Hòa, Trịnh Quang
tuyên và cộng sự (2001) Nghiên cứu mô hình chăn nuôi lợn chất lượng cao xuất
khẩu ở các hộ nông dân miền Bắc. Nguyễn Quang Khải (2002). Tiêu chuẩn về
công trình khí sinh học ở Việt Nam.
Nghiên cứu sản xuất chế phẩm Probiotic BIO II và kết quả thử nghiệm
trên ao nuôi tôm Lê Tấn Hưng và cs (2003), chỉ ra rằng: Chế phẩm BIO I có tác
dụng tốt đối với gia súc, gia cầm như: kích thích tiêu hóa cho, tăng trọng, giảm
tiêu tốn thức ăn, ức chế các vi khuẩn gây bệnh trong đường ruột, phòng trị các
chứng rối loạn tiêu hóa, các chứng tiêu chảy do sử dụng kháng sinh lâu dài, nâng
cao sự hấp thu các chất dinh dưỡng. Trong nuôi trồng thủy sản, chế phẩm BIO II
có tác dụng: phân hủy những thức ăn thừa và các khí thải ở đáy ao, ổn định pH
và màu nước ao, kìm hãm sự tăng trưởng của các vi sinh vật gây bệnh cho tôm,
cá như các vi khuẩn Vibrio spp, tăng năng suất nuôi trồng. Sau sáu tháng thử
nghiệm BIO II tại các ao tôm sú ở Tiền Giang, Sóc Trăng và Ninh Thuận với
diện tích thử nghiệm lớn kết quả cho thấy độ pH nước ổn định, màu nước trong
ao xanh, tôm sú không nhiễm bệnh, năng suất thu hoạch tôm tăng, độ đồng đều
giữa các lô thí nghiệm khi dùng chế phẩm BIO I trên heo chưa cao. Để kết luận
mang tính khoa học cần phải thử nghiệm chế phẩm nhiều lần. Ông cho biết, để
heo tăng trọng nhanh mà tiêu tốn ít lượng thức ăn là chuyện xưa nay rất hiếm.
Việc sử dụng EM thứ cấp được Nguyễn Xuân Bách (2004) sử dụng cho
kết quả bước đầu xử lý bằng EM thứ cấp để giảm thiểu ô nhiễm môi trường ở
Hải Dương. Võ Thị Hạnh, Lê Thị Bích Phượng, Trương Hồng Vân, Lê Tấn
Hưng, Trần Thạnh Phong (2004) cũng cho ra những kết quả khảo nghiệm chế
phẩm VEM và BIOII trên ao nuôi tôm sú.

12


Mr. Vũ Minh Thìn

09.19.14.12.17

Võ Thị Hạnh và cs (2004). Nghiên cứu sản xuất chế phẩm VEM dùng
trong nuôi trồng thuỷ sản cho ra những hiệu quả cáo trong nuôi trồng thủy sản.
Một nghiên cứu khác vào năm 2004, của Lê Khắc Quảng (2004) cho thấy:
Công nghệ EM là một giải pháp phòng bệnh cho gia cầm có hiệu quả. EM1 có
mầu nâu, thơm, vị ngọt, độ pH <3,5, bảo quản ở nhiệt độ bình thường, ổn định,
tránh ánh nắng mặt trời trực tiếp dọi vào; thời gian bảo quản từ sáu đến một năm.
Từ chế phẩm EM1 có thể chế tạo ra các chế phẩm khác để sử dụng trong quá
trình chăn nuôi và xử lý môi trường chuồng trại.
Cụ thể là: chế phẩm EM thứ cấp, EM Bokashi (làm thức ăn cho gia súc),
và chế phẩm EM Bokashi để xử lý môi trường. Chế phẩm EM thứ cấp cần có: rỉ
đường hoặc đường nâu, nước sạch. Cách làm: pha trộn với các vật liệu trên theo
tỷ lệ: EM 1: rỉ đường: nước (1:1:20). Hòa trộn rỉ đường với nước sạch cho đến
khi tan ra hoàn toàn, sau đó đổ EM1 vào trộn đều. Ðổ tất cả vào can nhựa sạch và
để lên men trong vòng từ năm đến mười ngày, tùy theo nhiệt độ của thời tiết. Khi
đo độ pH<4,0 là sử dụng được. Chế phẩm EM Bokashi B, vật liệu cần dùng gồm
các loại thành phần thường dùng làm thức ăn cho gia súc là bột ngô, bột cám, bột
cá... được trộn theo tỷ lệ nhất định bảo đảm tỷ lệ đạm và dinh dưỡng cần thiết
cho vật nuôi.
Dung dịch EM1, rỉ đường, nước sạch được pha trộn theo tỷ lệ 3:3:100.
Trộn đều các thành phần thức ăn, sau đó vừa phun dung dịch trên vào hỗn hợp,
vừa trộn cho đến khi độ ẩm đạt 30 đến 40% là được. Cho vào bao hoặc thùng
chứa, bao kín lại để lên men, kỵ khí. Chế phẩm EM Bokashi C, vật liệu cần
dùng gồm: khô cám gạo và mùn cưa được pha trộn theo tỷ lệ 1:1, Quy trình chế
tạo tương tự như đối với cách làm EM Bokashi B.
Cách sử dụng các chế phẩm EM: bổ sung EM1 hoặc EM thứ cấp vào nước
uống; bổ sung EM Bokashi B vào thức ăn; hòa loãng EM thứ cấp với nước sạch
phun vào chuồng trại để khử mùi hôi, cho EM thứ cấp trực tiếp vào nước thải để
xử lý mùi hôi; xử lý phân động vật bằng EM Bokashi C để khử mùi hôi, ngăn

chặn các vi khuẩn gây bệnh phát triển, làm phân nhanh chóng hoại và trở thành
phân bón hữu cơ có chất lượng.

13


Mr. Vũ Minh Thìn

09.19.14.12.17

Kết quả tốt nhất là sử dụng tổng hợp tất cả các cách trên, tuy nhiên có thể
thấy ngay kết quả khi chỉ sử dụng một trong các phương pháp trên. Những giải
pháp trên được nêu ra trên cơ sở quá trình nghiên cứu của đề tài độc lập cấp Nhà
nước và kết quả ứng dụng công nghệ EM ở các nước trên thế giới. Ứng dụng
công nghệ vi sinh hữu hiệu EM trong chăn nuôi gia cầm không những bảo đảm
được vệ sinh môi trường, phòng tránh được dịch bệnh mà còn bảo đảm tốt sự
sinh trưởng và phát triển của đàn vật nuôi. Đến năm 2008 Nguyễn Văn Thọ
(2008) đã nghiên cứu sảh hưởng của chế phẩm sinh học EM đến sự phát triển của
trứng F. buski trong nước bể biogas.
Tổ chức Liên đoàn phong trào nông nghiệp hữu cơ IFOAM coi đây là một
trong những giải pháp công nghệ để phát triển nền nông nghiệp hữu cơ, bền
vững, sạch và nâng cao được chất lượng của sản phẩm. Trong tình hình dịch cúm
gia cầm đang bùng phát hiện nay, việc sử dụng công nghệ vi sinh vật hữu hiệu
EM là một giải pháp rất tốt để phòng, chống dịch bệnh và duy trì đàn gia cầm,
bên cạnh các phương pháp khác đang được dùng.
Trong 2 năm (2001-2002), Phùng Thị Vân và cs (2004a) đã tiến hành ứng
dụng 3 giải pháp kỹ thuật bao gồm: Xử lý chất thải chăn nuôi, làm thông thoáng
chuồng nuôi và áp dụng kỹ thuật nuôi lợn trên lồng/ sàn vào xây dựng mô hình
chăn nuôi lợn nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi lợn nông hộ
có quy mô từ 5- 40 lợn nái, chăn nuôi khép kín đến lợn thịt xuất chuồng tại 2

HTX- Trực Thái- Nam Định và xã Trung Châu I- Đan Phượng- Hà Tây.
Giải pháp xử lý chất thải gồm: Xây dựng hệ thống biogas theo công nghệ
cải tiến của Viện Chăn nuôi (xây bằng bê tông cốt thép, có hệ thống chống phá
váng bằng Inox), thí nghiệm bổ sung chế phẩm sinh học De-odorase vào thức ăn
nuôi 62 lợn nái (từ phối giống đến lợn con 2 tháng tuổi) và trên 620 lợn choai
trung bình từ 19 đến 42 kg với lượng bổ sung 120 gam/1 tấn thức ăn. Sử dụng
chế phẩm vi sinh EM- Bokashi ủ phân với tỉ lệ 1 kg/5000 kg phân chuồng. Giải
pháp thông thoáng chuồng nuôi gồm: Nâng độ cao chuồng lên 2,8- 3,0m, cải tạo
mái từ 2 thành 4 mái, hạ thành bao chuồng xuống 0,8 m và phần trên gắn bằng
lưới bao và treo bạt che chắn linh hoạt, lắp giàn phun mưa làm mát trên mái

14


Mr. Vũ Minh Thìn

09.19.14.12.17

chuồng. áp dụng kỹ thuật nuôi lợn trên lồng/ sàn phụ thuộc vào quy mô lợn nái/
hộ. Số lượng biện pháp kỹ thuật áp dụng vào các mô hình tăng theo quy mô: Mô
hình 21-40 lợn nái >11-20 >mô hình <10 lợn nái.
Trên 90% số hộ tại 2 xã khảo sát là chăn nuôi lợn, môi tường chăn nuôi tại
đấy bị ô nhiễm nặng từ nguồn chất thải chăn nuôi chưa được xử lý thích hợp. Các
mô hình nuôi lợn sau khi áp dụng một số giải pháp kỹ thuật tổng hợp đã giảm
hàm lượng khí NH3 là 46,81%(P<0,001), tổng số vi sinh vật( TSVSV), E.Coli và
bào tử nấm trong không khí giảm tương ứng 62,8% (P<0,01), 46,5% và 53,9%
(P<,001). Coliform, E.Coli sau khi qua Biogas giảm tương ứng 48,4% (P<0,05);
49,1% (P<0,01) và trứng giun 100% đã bị phân huỷ. Hàm lượng COD giảm
63,45% (P<0,001). Ứng dụng các giải pháp kỹ thuật tổng hợp đã giảm tỉ lệ viêm
phổi, tỉ mắc bệnh tiêu chảy, tỉ lệ chết ở lợn con tương ứng 4,23; 8,53 và 2,78%,

giảm tỉ lệ lợn nái viêm tử cung là 4,84%.
Bổ sung chế phẩm De-odorase vào thức ăn nuôi lợn nái tăng khối lượng
lợn con 2 tháng tuổi trung bình từ 5,26-5,76%( P<0,05), giảm TTTA/ kg lợn con
2 tháng tuổi từ 2,33-3,46%. Lợn choai đạt tăng trọng cao hơn là 22,5 và 28,3
gam/ ngày(P<0,001) và giảm TTTA/ kg tăng trọng trung bình từ 3,15- 4,24%.
Hiệu qủa chăn nuôi lợn nái khi áp dụng các giải pháp kỹ thuật tổng hợp đã nâng
khối lượng lợn con 2 tháng tuổi lên 4,71-9,36% (P<0,01 và P<0,001). Giảm
TTTA/ kg lợn con cai sữa 28 ngày từ 3,1-4,2%. Giảm giá thành/1 kg lợn con 2
tháng tuổi là5,83% ở Trực Thái và 6,34% ở Trung Châu. Mức độ giảm thiểu ô
nhiễm khu vực chuồng nuôi và cải thiện năng suất sinh sản trên đàn lợn nái có
xu hướng tăng theo tăng số luợng giải pháp kỹ thuật được áp dụng.
Phùng Thị Vân và cs (2004). Ứng dụng một số giải pháp kỹ thuật vào xây
dựng các mô hình chăn nuôi lợn trong nông hộ nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi
trường và nâng cao năng xuất chăn nuôi. Phạm Khắc Liệu và cs (2005). Oxy hóa
kỵ khí ammonium ứng dụng xử lý nito trong ở Việt Nam. Viện sinh học nhiệt đới
(2005), Nghiên cứu sản xuất chế phẩm BIO-F sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh
từ rác thải sinh hoạt.
Cục Chăn nuôi (2006). Tổng kết chăn nuôi trang trại tập trung giai đoạn

15


Mr. Vũ Minh Thìn

09.19.14.12.17

2001 – 2006, định hướng và giải pháp phát triển giai đoạn 2007 – 2015.
Nguyễn Quế Côi và cs (2007). Đánh giá thực trạng kiểu chuồng trại chăn
nuôi lợn quy mô nông hộ ngoại thành Hà Nội, đưa ra những kết quả nghiên cứu
về các kiểu chuồng trại phổ biến trong nông hộ hiện nay. Cũng trong năn 2007

nhóm tác giả này nghiên cứu xác định mô hình chăn nuôi lợn hướng nạc có hiệu
quả kinh tế cao trong nông hộ khu vực Đồng bằng châu thổ sông Hông.
Tại Hội thảo “Chất thải chăn nuôi - hiện trạng và giải pháp” Bùi Hữu
Đoàn (2009), Xác định sản lượng và tình hình sử dụng phân gà công nghiệp ở
đồng bằng sông Hồng. Kết quả ủ phân bằng phương pháp yếm khí với chế phẩm
EM. Kết quả nghiên cứu cho thấy: Lượng phân thải ra của gà sinh sản bằng 1,09 lần;
của gà broiler bằng 1,13 lần so với lượng thức ăn cung cấp. Trung bình mỗi gà sinh sản
thải ra một lượng phân là 56,20 kg; gà broiler là 40,26 kg. Mỗi năm, các trang trại
chăn nuôi gà công nghiệp tập trung vùng đồng bằng sông Hồng thải ra khoảng
253.299 tấn phân. Các nông hộ chăn nuôi gà công nghiệp trong vùng hầu hết sử
dụng phân tươi: 55,86% để nuôi cá, trồng màu 25,26%; bón lúa 16,86 %; trồng
cây ăn quả 2,02%, phần phân được ủ yếm khí là rất ít, hiện tượng này cần được
thay đổi vì phân tươi rất nguy hiểm cho môi trường và an toàn sinh học.
Trong quá trình ủ , khối lượng phân gà giảm đi từ 20 -35 %, tùy phương
pháp ủ khô hay ướt. Nhiệt độ trong đống ủ cao nhất là sau tuần ủ đạt đến 57-58

o

C, sau đó giảm xuống. Độ pH của đống ủ không ngừng giảm xuống, sau 5 tuần
là 5,0-6,4%, tùy phương pháp ủ khô hay ướt.
Các đống ủ có bổ sung EM có tỷ lệ mất nước lớn hơn, nhiệt độ tăng cao
hơn và pH thấp hơn do sự hoạt động tích cực của các VSV hữu ích. Sau khi ủ
yếm khí 4 tuần với chế phẩm EM, màu sắc, mùi của phân gà được cải thiện rất rõ
rệt, hoàn toàn có thể tái sử dụng làm thức ăn cho gia súc, nhất là gia súc nhai lại.
Hàm lượng protein trong phân gà tương đối cao (13,9- 16,6 %).
Hàm lượng VCK, khoáng tổng số, canxi, chất xơ trong phân gà rất đáng kể.
Sau khi ủ yếm khí, giá trị dinh dưỡng và giá trị sinh học của phân gà tăng lên rõ rệt
và tốt nhất là sau 4 tuần ủ với chế phẩm EM và 10% cám gạo. Phương pháp ủ khô
làm cho phân gà có chất lượng cao hơn ủ ướt. ủ phân gà có bổ sung rỉ mật, cám

16


Mr. Vũ Minh Thìn

09.19.14.12.17

gạo hoặc bột sắn với men EM làm tăng chất lượng phân rõ rệt cả về giá trị dinh
dưỡng và cảm quan.
Cũng trong năm 2009, nghiên cứu về xu hướng phát triển công nghệ
biogas ở Việt Nam Dương Nguyên Khang (2009), chỉ ra rằng: Bên cạnh nhu cầu
năng lượng của xã hội ngày càng tăng, bởi vậy các nguồn năng lượng sinh học có
thể tái tạo được là một trong những mục tiêu tìm kiếm của nhiều quốc gia. Trong
đó rất nhiều nước đang phát triển đã sử dụng nguồn khí biogas được tạo ra từ
chất thải chăn nuôi. Từ năm 1992 đến năm 2005 ở Việt Nam đã có khoảng trên
dưới 70.000 túi biogas và 27.000 hầm xây biogas được lắp đặt (Dương Nguyên
Khang, 2007).
Tuy nhiên hiệu quả sử dụng hầm biogas chưa cao và chủ yếu tập trung
vào phục vụ cung cấp năng lượng cho sinh hoạt hàng ngày. Nghiên cứu này
nhằm đánh giá lượng chất thải tạo ra trong chăn nuôi lợn và hiệu quả xử lý chất
thải bằng hệ thống Biogas. Đồng thời đánh khả năng sản xuất khí biogas theo
mùa (mùa đông và mùa hè) cũng như hiệu quả sử dụng khí biogas dùng chạy
máy phát điện phục vụ cho các hoạt động của trang trại cũng như nhu cầu sinh
hoạt của con người.
Đánh giá về khả năng sinh gas và xử lý nước thải heo của hệ thống biogas
phủ nhựa HDPE Đỗ Thành Nam (2009), thực hiện đề tài từ tháng 3 đến tháng 8
năm 2008, để xử lý cho 507 heo thịt có thể tích là 299,8 m 3 trên hầm phủ nhựa
HDPE (High Density Polyethylene) tại trại heo chú Bành Tỷ, 57 B Ấp 4B, Xã
Bình Mỹ, Huyện Củ Chi, TP. Hồ Chí Minh. Mẫu khảo sát được phân tích tại
Điểm biogas và Trung tâm Môi trường, Trường Đại học Nông lâm Tp. Hồ Chí

Minh.
Kết quả đạt được: Về xử lý chất thải chăn nuôi heo: COD đầu ra của nước
thải qua hệ thống hầm ủ biogas giảm 95,4 % so với nước thải đầu vào. Chất rắn
lơ lửng của nước thải đầu ra qua hệ thống hầm ủ biogas giảm 86,5 % so với nước
thải đầu vào. Vật chất khô nước thải đầu ra qua hệ thống hầm ủ biogas giảm 90
% so với nước thải đầu vào. pH đạt tiêu chuẩn để có thể sử dụng nước này cho
sản xuất nông nghiệp và nuôi cá. Nhiệt độ của nước thải đầu ra qua hầm ủ biogas

17


Mr. Vũ Minh Thìn

09.19.14.12.17

tăng 1,1 % so với nước thải đầu vào.
Lượng gas sinh ra: Gas thực tế trong hệ thống hầm ủ biogas chỉ đạt 59,8
% so với lượng gas lý thuyết theo mô tả của Burton và Turner (2003), theo công
thức VCH4 = 0,35 * (COD đầu vào – COD đầu ra) * Q. Trong đó Q là thể tích
(m3) nước phân cho vào hàng ngày. Nhìn chung hiệu quả xử lý nước thải chăn
nuôi heo bằng hệ thống hầm ủ biogas đạt kết quả tương đối tốt.
Với việc bổ sung chế phẩm OPENAMIX-LSC vào xử lý chất thải chăn
nuôi, Trần Thanh Nhã (2009), đi đến kết luận: Bổ sung chế phẩm sinh học
Openamix - LSC giúp hạn chế thất thoát amoniac, tăng hàm lượng đạm tổng số,
tăng hàm lượng phospho và kali tổng số trong đống phân ủ. Trong đó ủ hiếu khí
vượt trội hơn so với ủ hiếm khí. Bổ sung chế phẩm sinh học Openamix - LSC đã
làm tăng pH hoạt động và pH trao đổi trong phân ủ. Điều này cải thiện hiệu quả
pH đất cho cây trồng khi bón phân sinh học này.
Chế phẩm sinh học Openamix - LSC rất có hiệu quả trong việc nâng cao
hàm lượng chất khoáng trong khối ủ. Trong đó tác dụng của hai phương pháp ủ

hiếm khí và ủ hiếu khí là như nhau trong việc nâng cao hàm lượng các chất
khoáng trong phân ủ. Phương pháp ủ hiếu khí làm phân heo nhanh hoai, có thời
gian ủ trong vòng 28 ngày ngắn hơn nhiều so với ủ hiếm khí. Khi trộn chất độn
tạo độ thông thoáng tối ưu, bổ sung Openamix - LSC ở nồng độ 3 hoặc 4 lít trên
1 tấn phân heo cho kết quả tốt nhất.
Năm 2009 Lương Đức Phẩm (2009) đã chỉ ra một số công nghệ xử lý
nước thải bằng biện pháp sinh học. Cũng trong năm 2009 Phùng Đức Tiến
(2009) cho ra những kết quả đánh giá thực trạng ô nhiễm môi trường trong chăn
nuôi.
Đánh giá việc xử lý và sử dụng chất thải trong các hệ thống chăn nuôi lợn
trang trại tỉnh Hưng Yên, Vũ Đình Tôn, và cs (2009).. chỉ ra rằng: Hưng Yên là một
tỉnh phát triển về chăn nuôi trăng trại, đặc biệt là chăn nuôi lợn. Tổng đàn lợn
trong toàn tỉnh năm 2004 là 545.603 đến năm 2008 tăng lên 578.046 con, Chăn
nuôi trang trại chủ yếu tập trung ở những huyện có truyền thống và thế mạnh về
chăn nuôi, như huyện Văn Giang, Khoái Châu trung bình chiếm từ 24,65-22,52%

18


Mr. Vũ Minh Thìn

09.19.14.12.17

tổng trang trại toàn tỉnh, thấp nhất là tại thị xã Hưng Yên chiếm 3,7%.
Những trang trại điều tra được phân theo bốn kiểu hệ thống VAC(vườnao-chuồng), AC(ao-chuồng), VC(vườn-chuồng), C(chuồng). Kiểu hệ thống VAC
có số lượng lớn nhất chiếm 45,56%, sau đó đến kểu hệ thống AC chiếm 23,33%,
kiểu hệ thống C chiếm 21,48%, thấp nhất là kiểu hệ thống VC chiếm 9,63%.
Diện tích đất trang trại lớn nhất ở hệ thống AC trung bình là 16.086,34m 2,
sau đó đến hệ thống VAC trung bình là 8.931,2m 2, hệ thống VC diện tích đất
trung bình là 3.334,94m2, thấp nhất ở hệ thống C trung bình là 961,89m 2. Diện

tích đất phần lớn được dành cho sản xuất, một phần nhỏ dành cho nhà ở và khu
xử lý chất thải.
Quy mô chăn nuôi lợn nái trong các hệ thống trung bình từ 17,02 -37,88
nái/trang trại. Hằng năm xuất bán trung bình từ 0,31-1,16 tấn lợn con cai sữa,
41,62-54,06 tấn lợn thịt hơi/năm. Lượng chất thải tạo ra từ chăn nuôi là rất lớn,
lượng chất thải rắn tạo ra nhiều nhất ở hệ thống VC trung bình 86,95 tấn/năm,
sau đó đến hệ thống C trung bình là 70,96 tấn/năm, hệ thống AC trung bình là
67,11 tấn/năm. Thấp nhất là ở hệ thống VAC lượng chất thải rắn tạo ra trung
bình là 58,7 tấn/năm.
Lượng chất thải lỏng nhiều nhất ở hệ thống AC trung bình 6,63 nghìn
m3/năm, sau đó đến hệ thống VAC trung bình là 5,39 nghìn m 3/năm, hệ thống C
trung bình là 5,03 nghìn m3/năm. Thấp nhất ở hệ thống VC trung bình là 4,68
nghìn m3/năm là rất lớn. Lượng chất thải tạo ra từ chăn nuôim, trong các trang
trại điều tra lượng chất thải rắn được xử lý chiếm tỉ lệ thấp 20,31%. Lượng chất
thải rắn chủ yếu được xử lý bằng hệ thống biogas chiếm 69,18, xử lý bằng
phương pháp ủ chiềm 30,82%. Lượng chất thải rắn sau khi xử lý bằng phương
pháp ủ, 100% được dùng để bón cây.
Trong khi đó phần lớn chất thải rắn không được xử lý chiếm tới 79,69%,
trong đó đưa xuống ao nuôi cá chiếm tới 56,14%, dùng để bán chiếm 35,66% và
tỉ lệ thấp nhất dành cho bón cây chiếm 8,2%. Lượng chất thải lỏng được xử lý
chiếm 34,81% trong tổng lượng chất thải lỏng sinh ra từ chăn nuôi. Lượng chất
thải lỏng chủ yếu được xử lý bằng biogas chiếm tới 96,15%. Xử lý bằng ao lắng
rất thấp chiếm 3,85%. Lượng nước thải sau khi xử lý bằng biogas chủ yếu được

19


Mr. Vũ Minh Thìn

09.19.14.12.17

đổ ra môi trường chiếm tới 51,87%, đưa xuống ao nuôi cá chiếm tới 48,13%.
Nước thải sau xử lý qua ao lắng chủ yếu được đổ ra môi trường chiếm tới
91,59%, một phấn rất nhỏ chiếm 8,41% dùng để tưới cây.
Phần chất thải lỏng không được xử lý chiếm tỉ lệ lớn trong tổng lượng
chất thải lỏng tạo ra, chiếm 65,19%. Lượng nước thải này chủ yếu được đưa
thẳng xuống ao nuôi cá chiếm tới 77,83%, đổ trực tiếp ra môi trường chiếm tới
22,17%.
Vũ Chí Cương (2010), cho rằng dùng chất thải tưới trực tiếp lên đất trồng
trọt: Ở nhiều nước kể cả New Zealand, Australia, Châu Âu, Hoa kỳ chất thải từ
chuồng bò sữa thường tưới trực tiếp lên đất trồng trọt mà không qua xử lý. Tuy
nhiên đã có nhiều bằng chứng cho thấy cách làm này tạo ra ô nhiễm đất và nước
đặc biệt trong mùa mưa. Cách làm này cũng tạo ra ô nhiễm mùi.
Xử lý chất thải chăn nuôi để sản xuất khí sinh học làm năng lượng GHG
từ phân có đóng góp quan trọng đến tổng GHG vì vậy cũng cần có chiến lược
giảm thiểu. GHG từ phân chủ yếu là CH4 và N2O (Jean-Yves et al., 2008).
Methan được tạo ra trong điều kiện yếm khí (anaerobic condition) và là
nguồn khí GHG chủ yếu từ phân lỏng (Jean-Yves et al., 2008). Cường độ sinh
methan phụ thuộc vào chất hữu cơ của phân hoặc nhiệt độ và thời gian lưu giữ
phân lỏng. Như vậy những hệ thống xử lý phân giữ phân lâu hơn ở trong nhà
hoặc ngoài trời ở nhiệt độ cao hơn sẽ sinh nhiều CH4 hơn (Jean-Yves et al.,
2008).
Quá trình hình thành nitrous oxide đòi hỏi phải hiếu khí (aerobic
conditions), ch ủ yếu xẩy ra với phân rắn hoặc trong quá trình rải phân lỏng đặc
biệt trên đất ướt (Jean-Yves et al., 2008). Methan cũng tạo ra trong các chỗ yếm
khí ở đống phân rắn. Như vậy tùy thuộc vào việc quản lý phân sẽ có nhiều CH4
hay nhiều N2O được tạo ra. Rigolot et al. (2007) ước tính rằng so với phân lỏng,
sử dụng rơm và mùn cưa làm chất độn chuồng trong chăn nuôi lợn làm tăng
GHG từ phân lên 120 %.

20


Mr. Vũ Minh Thìn

09.19.14.12.17

Đối với phân lỏng, để giảm GHG cần giảm thời gian dự trữ phân, đặc biệt
là trong điều kiện nóng. Di chuyển nhanh phân lỏng, sau đó lên men yế khí
nhanh là phương pháp rất hiệu quả để giảm và thậm chí không còn CH4 nữa.
Lauridsen (1998) cho thấy các hố ủ polyethylene có một vài lợi ích về
kinh tế, môi trường và xã hội. Giảm công việc và thời gian cho nông dân đi thu
thập và mua nhiên liệu cho nấu nướng, tạo môi trường trong sạch tại trại. Nghiên
cứu này cũng cho thấy khí sinh học là nguồn nhiên liệu tái sinh rẻ nhất ở vùng
nông thôn.
Khí sinh học bảo vệ môi trường vì đã thay được củi, giảm phá rừng, giảm
khí nhà kính vào môi trường, cho thấy hố ủ biogas rất có lợi cho các hệ thống
chăn nuôi- trồng trọt hỗn hợp vì chúng chuyển chất thải chăn nuôi thành phân có
giá trị cho cây trồng, thức ăn tốt cho cá và cho cây trồng dưới nước.
Hố ủ biogas cũng giảm được mùi hôi trong chất thải chăn nuôi lợn khoảng
70-74%. Chất khô bình quân của phân là 25 % và tỷ lệ phân cần thiết để đưa vào
hố dao động từ 0,1–1,2 kg chất khô/m3 dung tích lỏng của hố ủ. Quá trình phân
giải ở hố biogas sinh học đã giảm nhu cầu oxy hóa học (chemical oxygen
demand - COD) từ 35,610 mg/lít ở đầu vào đến 13,470 mg/lít ở nước đầu ra
chứng tỏ hiệu quả của quá trình phân giải yếm khí trong đầu ra là 62 % (tỷ lệ loại
COD).
Lượng gas cần thiết/ngày/người để nấu 3 bữa ăn vào khoảng 200 lít. Nông
dân sử dụng khí sinh học tiết kiệm được 10-24 USD/tháng. Angeles và Agbisit
(2001) ở Philipin cho thấy khí biogas là lựa chọn tốt nhất để giảm ảnh hưởng tiêu
cực của chất thải chăn nuôi lợn. Khí sinh học sản xuất ra từ phân và chất thải của

1 lợn 50 kg là 0,27 m3/ngày. Lượng gas cần thiết/ngày/người để nấu 3 bữa ăn
vào khoảng 0,3 m3. Như vậy một gia đình 6 người nuôi 6-7 lợn có thể đủ nhiên
liệu hàng ngày.
Lượng khí sản xuất ở mùa đông thường thấp hơn. G đình 4-6 người nuôi ít
nhất 4 lợn, hai bò cái hoặc 1 bò cái hai lợn là có đủ chất hải cho hố ủ biogas. Sử
dụng các hệ thống ao hồ yếm khí - hiếu khí. Hệ thống hai ao (hai hồ) được sử

21


Mr. Vũ Minh Thìn

09.19.14.12.17

dụng để xử lý và quản lý chất thải từ chăn nuôi bò sữa, bò thịt, lợn và gà hiện vẫn
đang được sử dụng tại nhiều nơi.
Hệ thống gồm một hồ yếm khí và hồ thứ hai là hồ hiếu khí. Ưu điểm
chính của hệ thống này không cần lao động để vận hành, phí quản lý thấp có thể
tạo ra các sản phẩm cuối cùng khá an toàn. Tuy nhiên chất lượng nước thải chỉ
đủ để dùng tưới cho cây trồng. Trước đây hệ thống này là hệ thống mở nên
không thu lại được các khí sinh học, khí sinh học bay vào khí quyển. Hiện nay hồ
yếm khí thường được phủ bằng nilon, hoặc các vật liệu khác và mùn cưa nên khí
sinh học được thu lại và được dùng để sản xuất năng lượng. Hỉệu suất sinh khí
của các hệ thống kiểu này phụ thuộc vào vật liệu che phủ và loại chất thải từ loại
gia súc gia cầm nào. Đây là mô hình nhiều nước nhiệt đới đang làm.
Cao Trường Sơn, Lương Đức Anh, Vũ Đình Tôn và Hồ Thị Lam Trà
(2011). Đánh giá mức độ ô nhiễm nước mặt tại các trang trại chăn nuôi lợn trên
địa bàn tỉnh Hưng Yên cho thấy rằng: Nguồn thải phát sinh từ các trang trại chăn
nuôi Lợn là khoảng 30 tấn chất thải rắn và 600 m3 nước thải/ngày.
Hiện tại các trang trại nuôi Lợn của Văn Giang áp dụng khá nhiều các

biện pháp xử lý chất thải khác nhau trong đó phổ biến nhất là các biện pháp như:
Biogas với 47,62%; bón cho cây là 38,10%; sử dụng làm thức ăn cho cá với
52,38%; thu gom phân để bán 28,57%, ủ compose là 9,52%.
Tuy nhiên tỷ lệ chất thải không xử lý mà thải bỏ trực tiếp ra ngoài môi
trường vẫn còn ở mức cao với 28,57%. Chất lượng môi trường nước mặt của các
trang trại Lợn là khá xấu. Trong đó, mức độ ô nhiễm nước ở các ao nuôi Cá trong
mô hình VAC và AC nhẹ hơn nhiều so với mức độ ô nhiễm ở các ao, hồ, kênh,
mương xung quanh hai hệ thống VC và C. Nước ngầm hầu hết các trang trại Lợn
đều bị nhiễm bẩn nitơ vô cơ, trong đó nồng độ NH4+ đã vượt quá ngưỡng cho
phép của QCVN09/BTNMT và QCVN01/BYT. Mùi và tiếng ồn phát sinh từ các
trang trại nuôi Lợn chỉ tác động trong phạm vi 100 m quanh trang trại nên chỉ các
trang trại nằm trong khu dân cư mới ảnh hưởng tới đời sống của người dân.
Năm 2011, Lâm Vĩnh Sơn, Nguyễn Trần Ngọc Phương (2011). Nghiên
cứu nâng cao hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi bằng mô hình Biogas có bổ

22


Mr. Vũ Minh Thìn

09.19.14.12.17

sung bã míacho thấy việc bổ sung bã mía vào nghiên cứu là cần thiết vì tạo được
tỉ lệ C/N thích hợp cho quá trình phân hủy kỵ khí diễn ra trong mô hình biogas.
Lượng khí biogas sinh ra có thành phần khí methane vượt trội hơn khi sử dụng
mô hình biogas có bổ sung bã mía (cao hơn từ 1 – 2%), lượng khí H2S giảm từ 2
– 3 lần so với mô hình truyền thống (sau 60 ngày nghiên cứu). Sau 60 ngày, hiệu
quả xử lý SS, COD, BOD5 của mô hình biogas cải tiến có bổ sung bã mía đều
đạt trên 90%, cao hơn từ 8 – 11% so với mô hình truyền thống. Loại bỏ trên 70%
Ni-tơ, tương đương 50% Phosphore, 99,9% Tổng Coliform trong nước thải. Thời

gian xử lý khá lâu, thành phần chất ô nhiễm còn khá cao trong dòng thải sau xử
lý là những tồn tại của nghiên cứu.
Như vậy, có thể ứng dụng việc bổ sung bã mía vào ngăn đầu tiên của mô
hình biogas với lượng nước thải mà nông hộ hiện có để nâng cao khả năng sinh
khí và thu được lượng khí nhiều hơn phục vụ cho những nhu cầu khác nhau của
nông hộ. Kết luận cuối cùng nhìn nhận lại tính khả thi của việc bổ sung bã mía
vào mô hình biogas và việc áp dụng hồ thực vật để xử lý nước thải chăn nuôi
hoàn toàn bằng công nghệ sinh học, không tiêu thụ hóa chất hay bất cứ chế phẩm
sinh học thị trường nào cả.
Kết quả của đề tài giúp ta nhìn nhận lại ý nghĩa khoa học của một công
nghệ xử lý chất thải không mới nhưng mang tính thực tiễn, tính kinh tế, tính thân
thiện môi trường và tính nhân văn của đề tài. Từ đó, góp phần khắc phục tình
trạng ô nhiễm môi trường do chăn nuôi tại các nông hộ chăn nuôi.
Năm 2011 Le Cong Nhat Phuong và cs (2011), Nghiên cứu xử lý nước thải
chăn nuôi bằng phương pháp lý, hóa như: sử dụng các chất có khả năng oxi hóa
kỵ khí để khử amonium trong nước thải chăn nuôi (anammox system) (Le Cong
Nhat Phuong và cs, 2011), bước đầu đã cho thấy những hiệu quả trong thí
nghiệm.
2.3. Đặc điểm công nghệ đệm lót sinh học.
2.3.1. Đặc điểm chuồng trại áp dụng công nghệ đệm lót sinh học
Năm 2007 Mô hình chăn nuôi lợn sử dụng chế phẩm vi sinh vật làm đệm
lót sinh học (fermentation bed) là một loại hình chăn nuôi được tìm thấy ở nhiều

23


Mr. Vũ Minh Thìn

09.19.14.12.17

nước như Nhật Bản, Hàn Quốc và Trung Quốc trong thời gian gần đây. Theo
Wang Y., Li Y., Zhong X., Huang .,Wang T. (2007).. Nhiều công trình nghiên
cứu (Sheng và cs, 2011; Wang và cs, 2007; Feng, 2010) đã chỉ ra những ưu điểm
và hạn chế của mô hình chăn nuôi này. Những ưu điểm chính của mô hình là:
Giảm ô nhiễm môi trường (giảm mùi, nước thải, v.v.), tiết kiệm nhân lực (không
phải vệ sinh chuồng trại), tiết kiệm nước (không phải rửa chuồng).
Tuy nhiên, việc ứng dụng hệ vi sinh vật để làm đệm lót sinh học trong
chăn nuôi nói chung và chăn nuôi lợn nói riêng mới được áp dụng ở một số nước
trong đó có Việt Nam. Quy trình chung tương đồng ở các nước là sửdụng môi
trường lên men được làm từ các vật liệu có hàm lượng xenluloza cao để cho hệ vi
sinh vật hoạt động hiệu quả thông qua quá trình phân hủy chất hữu cơ. Thành
phần, số lượng và chất lượng các chủng vi sinh vật có sự khác biệt tùy thuộc vào
từng nước, từng sản phẩm, đối tượng vật nuôi.
Phương pháp chăn nuôi lợn trên đệm lót lên mem đã được áp dụng ở Nhật
Bản, Trung Quốc, Hồng Kông, Hoa Kỳ, Anh, Thái Lan, Hàn Quốc…Ở các nước
này việc ứng dụng hệ vi sinh vật được chọn tạo hoặc sản phẩm tách chiết từ
chúng vào chăn nuôi cũng như xử lý chất thải đã mở ra tiềm năng rất lớn cho
chăn nuôi hữu cơ, chăn nuôi sinh thái và đảm bảo quyền động vật trong những
năm tới.
Bên cạnh đó, còn có những hạn chế như: Cần đầu tư xây dựng hệ thống
chuồng trại đồng bộ (đệm, hệ thống máng ăn, nước uống v.v.), khó vệ sinh, khử
trùng chuồng trại dịch bệnh xảy ra, vật liệu đệm lót (mùn cưa, vỏ trấu v.v.) tạo
bụi, có thể gây các bệnh về hô hấp cho vật nuôi, khả năng sinh nhiệt cao nên gây
nóng về mùa hè.
2.3.2. Đặc điểm quần thể vi sinh vật trong công nghệ đệm lót sinh học
Theo Büscher W., Hartung E., Kechk M., (1994), Cơ chế hình thành chất
gây thối: NH3 chủ yếu tạo ra từ sự phân giải ure và axit uric trong nước tiểu của
các vi khuẩn và sự khử NH3 từ axit amin trong phân do các vi khuẩn có hại và
gây bệnh như các vi khuẩn gam âm có men khử NH 3 của các axit amin như
E.coli, Salmonella, tụ cầu….

H2S được hình thành do vi khuẩn khử axit amin lysine, cysteine; Sự hình

24


Mr. Vũ Minh Thìn

09.19.14.12.17

thành các amin hữu cơ rất độc và thối do các vi khuẩn lên men thối rữa đã khử
cacboxin (CO2) một số loại axit amin để tạo thành.Sự giải phóng NH3 phụ thuộc
vào nhiều yếu tố như nhiệt độ, cấu trúc nền, mức độ vệ sinh chuồng trại, khẩu
phần ăn…(Büscher và cs. 1994). Ngoài ra, nó còn phụ thuộc vào độ pH, nếu độ
pH trên 7 sự giải phóng nhanh, dưới 7 giải phóng chậm (độ pH phân gà lợn…
khoảng 8,5 ).
Chiang và Hsieh (1995) tổng kết rằng, sử dụng chế phẩm có chứa
lactobacillus acidophilus, Streptococcus faecium và Bacillus subtilis tạo thành
hỗn hợp vi sinh vật. Theo nghiên cứu, chế phẩm này đã làm giảm hàm lượng
amoniac trong phân và chất độn chuồng trong chăn nuôi. Bổ sung một số vi sinh
vật có ích như lactobacillus casei vào khẩu phần ăn của gia súc có thể giảm khí
amoniac và các hợp chất hữu cơ bay hơi trong chuồng nuôi.
2.3.3. Đặc điểm nguyên liệu trong công nghệ đệm lót sinh học
Việc sử dụng các chất đệm lót nền chuồng có liên quan đặc biệt tới sự
thoải mái và tập tính tự nhiên của con lợn. Các chất đệm lót như rơm, mùn cưa...
có ảnh hưởng rõ rệt đến sự giảm tình trạng stress của lợn khi so sánh với phương
pháp nuôi nền bê tông Beattie và cs (1995); Tuyttens và cs (2004); Jensen và
Pederson ( 2007).
Việc sử dụng mùn cưa và các nguyên liệu khác như rơm lúa mạch, lõi
ngô, gỗ nghiền... để hấp thụ phân, nước tiểu, giảm mùi và đặc biệt là cung cấp
cho vật nuôi một môi trường sống thoải mái, gần với tự nhiên hơn đã được nhiều

trang trại áp dụng ở nhiều nước như Đài Loan, Hongkong, Nhật Bản,
Newzealand, Hà Lan... Hong và cs (1997), Tiquia và cs (1998), Corrêa và cs
(2000), Honeyman và cs (2003).
Vidal và cs (2008) cho biết, nền chuồng bổ sung rơm lúa mạch hoặc
thân cây ngô ủ có tác dụng làm giảm sự thải NH 3 ra môi trường, tuy nhiên sự
thải CH 4 không bị ảnh hưởng khi bổ sung rơm, thân cây ngô ủ hoặc thân gỗ
nghiền nhỏ. Sự giảm tốc độ thải khí amoniac theo các tác giả là do sự hình
thành một lớp hàng rào che phủ phía trên ngăn cản khí NH 3 bốc hơi.

25