Nghiên cứu đánh giá thực trạng và đề xuất giải pháp quản lý, khắc phục ô nhiễm môi trường ở các trạng trại, gia trại chăn nuôi gia súc, gia cầm trên địa bàn tỉnh thanh hóa

MỤC LỤC
TIÊU ĐỀ

TRANG

MỤC LỤC ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ---------------------------------------------------------------------------------------- 3
DANH MỤC BẢNG --------------------------------------------------------------------------------------------------- 4
DANH MỤC HÌNH ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 5
MỞ ĐẦU ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 6
CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ NGUỒN THẢI VÀ CÁC LOẠI HÌNH ------------------- 8
CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI GIA SÚC, GIA CẦM Ở CÁC TRANG
TRẠI, GIA TRẠI -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 8
1.1. Tình hình chăn nuôi gia súc, gia cầm tại Việt Nam và ở tỉnh Thanh Hóa --------- 8
1.1.1. Tình hình chăn nuôi gia súc, gia cầm tại Việt Nam ---------------------------------------- 8
1.1.2. Tính hình chăn nuôi gia súc, gia cầm tại Thanh Hoá ------------------------------------- 9
1.2. Tình hình nghiên cứu, đánh giá các công trình xử lý chất thải chăn nuôi trong và
ngoài nƣớc --------------------------------------------------------------------------------------------- 10
1.3. Nguồn thải và dự báo các tác động của chất thải chăn nuôi gia súc, gia cầm đến môi
trƣờng -------------------------------------------------------------------------------------------------- 12
1.3.1. Nguồn thải và định mức thải ---------------------------------------------------------------- 12
1.3.1.1. Nguồn thải chủ yếu từ hoạt động chăn nuôi gia súc, gia cầm: Bao gồm chất thải
rắn, nƣớc thải và khí thải. --------------------------------------------------------------------------- 12
1.3.1.2. Định mức thải ------------------------------------------------------------------------------- 13
1.3.2. Tác hại do các chất gây ô nhiễm môi trƣờng không khí, đất, nƣớc ------------ 13
1.3.2.1. Môi trƣờng không khí ---------------------------------------------------------------------- 13
1.3.2.2. Môi trƣờng nƣớc ---------------------------------------------------------------------------- 15
1.3.2.3. Môi trƣờng đất ------------------------------------------------------------------------------ 16
1.4. Các loại hình công nghệ xử lý chất thải chăn nuôi ---------------------------------------- 17
1.4.1. Công nghệ xử lý khí thải --------------------------------------------------------------------- 17
1.4.1.1. Sử dụng chế phẩm vi sinh ----------------------------------------------------------------- 17

1.4.1.2. Quạt hút khí thải kết hợp giàn phun chế phẩm vi sinh -------------------------------- 18
1.4.1.3. Trồng cây xanh ------------------------------------------------------------------------------ 18
1.4.2. Công nghệ xử lý chất thải rắn--------------------------------------------------------------- 19
1.4.2.1. Ủ phân---------------------------------------------------------------------------------------- 19
1.4.2.2. Phƣơng pháp đệm lót sinh thái ----------------------------------------------------------- 20
1.4.2.3. Công nghệ khí sinh học biogas ----------------------------------------------------------- 20
1.4.3. Công nghệ xử lý nƣớc thải chăn nuôi ------------------------------------------------------ 21
1.4.3.1. Xử lý nƣớc thải chăn nuôi bằng phƣơng pháp xử lý cơ học và hoá lý ---------- 21
1.4.3.2. Phƣơng pháp xử lý sinh học ------------------------------------------------------------- 22
CHƢƠNG 2: THỰC TRẠNG CHẤT THẢI CHĂN NUÔI VÀ ẢNH HƢỞNG CỦA CHẤT
THẢI CHĂN NUÔI TỪ CÁC TRANG TRẠI, GIA TRẠI ĐẾN MÔI TRƢỜNG XUNG
QUANH TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH THANH HOÁ ------------------------------------------------------------ 36
2.1. Điều tra thực trang chất thải chăn nuôi tại các trang trại, gia trại trên địa bàn tỉnh
Thanh Hóa --------------------------------------------------------------------------------------------- 36
2.2. Thực trạng chăn nuôi gia súc, gia cầm trên địa bàn tỉnh Thanh Hoá---------------------------- 36
1


2.3. Ảnh hƣởng của chất thải chăn nuôi đến môi trƣờng trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa.--- 40
2.4. Đánh giá kết quả phân tích chất lƣợng môi trƣờng tại 50 trang trại, gia trại --------- 42
2.4.1. Kết quả phân tích chất lƣợng môi trƣờng bên trong 50 trang trại, gia trại ---------- 42
2.4.2. Kết quả phân tích chất lƣợng môi trƣờng bên ngoài 50 trang trại, gia trại --------- 44
2.5. Đánh giá ảnh hƣởng đến môi trƣờng xung quanh do các hoạt động chăn nuôi gia súc,
gia cầm gây ra ---------------------------------------------------------------------------------------- 53
CHƢƠNG 3: HIỆU QUẢ CÁC LOẠI HÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN
NUÔI GIA SÚC, GIA CẦM TẠI THANH HOÁ------------------------------------------------------------ 55
3.1. Các loại hình công nghệ xử lý chất thải chăn nuôi hiện đang đƣợc áp dụng tại Thanh
Hoá ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 55
3.2. Hiệu quả xử lý của các loại hình công nghệ xử lý chất thải đang đƣợc áp dụng tại các
trang trại, gia trại ------------------------------------------------------------------------------------ 56

3.2.1. Ao sinh học------------------------------------------------------------------------------------- 56
3.2.2. Hầm biogas ------------------------------------------------------------------------------------ 57
3.2.3. Hầm biogas kết hợp ao sinh học ------------------------------------------------------------ 58
3.2.4. Phƣơng pháp đệm lót sinh học -------------------------------------------------------------- 59
3.3. Các loại hình xử lý khí thải -------------------------------------------------------------------- 60
CHƢƠNG 4: GIẢI PHÁP QUẢN LÝ, KHẮC PHỤC Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG Ở CÁC
TRANG TRẠI, GIA TRẠI CHĂN NUÔI GIA SÚC, GIA CẦM TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH
THANH HÓA ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 61
4.1. Các văn bản của Nhà nƣớc đang có hiệu lực quy định về bảo vệ môi trƣờng và quy
trình chăn nuôi an toàn sinh học ------------------------------------------------------------------- 61
4.2. Giải pháp quản lý, khắc phục ô nhiễm môi trƣờng ở các trang trại, gia trại chăn nuôi
gia súc, gia cầm trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa --------------------------------------------------- 62
4.2.1. Giải pháp quy hoạch, kế hoạch ------------------------------------------------------------- 62
4.2.2. Giải pháp quản lý nhà nƣớc ----------------------------------------------------------------- 63
4.2.3. Giải pháp về khoa học, kỹ thuật ------------------------------------------------------------ 66
4.3. Lựa chọn công nghệ xử lý chất thải phù hợp với tỉnh Thanh Hoá ---------------------------- 67
4.3.1. Lựa chọn công nghệ xử lý chất thải rắn --------------------------------------------------- 67
4.3.2. Lựa chọn công nghệ xử lý nƣớc thải ------------------------------------------------------- 67
4.3.3. Xử lý khí thải ---------------------------------------------------------------------------------- 76
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ------------------------------------------------------------------------------------- 77
1. Kết luận --------------------------------------------------------------------------------------------- 77
2. Kiến nghị-------------------------------------------------------------------------------------------- 77
2.1. Đối với UBND các huyện, thị xã, thành phố ------------------------------------------------ 77
2.2. Đối với chủ các trang trại, gia trại ----------------------------------------------------------- 78
TÀI LIỆU THAM KHẢO------------------------------------------------------------------------------------------- 79
PHỤ LỤC --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 82

2

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Ký hiệu
TS
BOD
COD
DO
F/M
SBR
SVI
TKN
QCVN
TVTS
VFA
VLL
VSV
UASB
XLNT
TTLT
BNN
TCTK
QĐ
TTg

Tiếng Anh

Tiếng Việt
Chất rắn tổng số
Biochemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hóa sinh hóa
Chemical Oxygen Demand
Nhu cầu oxy hóa hóa học

Dissolved Oxygen
Oxy hòa tan
Food / Microorganisms
Tỷ lệ thức ăn / vi sinh vật
Sequencing Batch Reactor
Bể phản ứng hoạt động gián đoạn
Sludge Volume Index
Chỉ số bùn – thể tích 1g bùn chiếm
chỗ ở trạng thái lắng
Tổng khoáng Nitơ
Quy chuẩn Việt Nam
Thực vật thủy sinh
Volatile Fatty acid
Axit béo dễ bay hơi
Vật liệu lọc
Vi sinh vật
Upflow Anaerobic Sludge
Bể với lớp bùn kỵ khí dòng hướng
Blanket
lên
Xử lý nước thải
Thông tư liên tịch
Bộ Nông nghiệp và Phát triển
nông thôn
Tổng cục Thống kê
Quyết định
Thủ tướng Chính phủ

3

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Số lượng đàn lợn, gia cầm và đàn bò năm 2010, 2011 --------------------------- 8
Bảng 1.2. Lượng phân và nước tiểu của gia súc, gia cầm --------------------------------- 13
Bảng 1.3. Thành phần khí trong hỗn hợp khí Biogas -------------------------------------- 25
Bảng 1.4. Lượng khí Biogas được sinh ra từ chất thải động vật và các chất thải trong
nông nghiệp ---------------------------------------------------------------------------------------- 25
Bảng 1.5. Năng suất khí sinh học từ quá trình lên men các loại nguyên liệu------------ 26
Bảng 1.6. Tỷ lệ C/N trong phân gia súc gia cầm--------------------------------------------- 27
Bảng 1.7. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lưu đến hiệu quả sinh khí -------------- 27
Bảng 1.8. Một số loại thuỷ sinh vật tiêu biểu ------------------------------------------------- 35
Bảng 2.1. Phân loại các trang trại, gia trại được điều tra theo diện tích ------------------ 37
Bảng 2.2. Tổng hợp các TT, GT được điều tra theo quy mô, loại hình vật nuôi ------- 38
Bảng 2.3. Tính toán lượng phân thải hàng ngày --------------------------------------------- 40
Bảng 2.4. Kết quả phân tích chất lượng không khí bên trong các trang trại, gia trại --- 43
Bảng 2.5. Các thông số ô nhiễm trong nước thải của các TT, GT ------------------------ 45
Bảng 2.6. Tổng hợp các trang trại, gia trại có nước thải vượt TCCP -------------------- 46
Bảng 2.7. Kết quả phân tích chất lượng không khí bên ngoài các trang trại, gia trại -- 47
Bảng 2.8. Tổng hợp các trang trại, gia trại có các chỉ tiêu phân tích chất lượng không
khí vượt TCCP ------------------------------------------------------------------------------------ 48
Bảng 2.9. Kết quả phân tích chất lượng nước mặt khu vực xung quynh TT, TG ------ 49
Bảng 2.10. Tổng hợp các trang trại, gia trại có nước mặt khu vực xung quanh vượt
TCCP theo các chỉ tiêu phân tích -------------------------------------------------------------- 50
Bảng 2.11. Kết quả phân tích chất lượng nước ngầm tại các cơ sở ----------------------- 51
Bảng 2.12. Tổng hợp các trang trại, gia trại có nước ngầm khu vực xung quanh vượt
TCCP theo các chỉ tiêu phân tích--------------------------------------------------------------- 53
Bảng 2.13. Tổng hợp ý kiến của nhân dân về mức độ ảnh hưởng đến môi trường xung
quanh từ các trang trại, gia trại ------------------------------------------------------------------ 53
Bảng 3.1. Tổng hợp các biện pháp xử lý chất thải chăn nuôi tại các trang trại, gia trại
được điều tra --------------------------------------------------------------------------------------- 55

Bảng 3.2. Tổng hợp các trang trại, gia trại sử dụng ao sinh học xử lý nước thải có nước
thải vượt TCCP theo các chỉ tiêu phân tích --------------------------------------------------- 56
Bảng 3.3. Tổng hợp các trang trại, gia trại sử dụng hầm biogas xử lý nước thải có nước
thải vượt TCCP theo các chỉ tiêu phân tích --------------------------------------------------- 57
Bảng 3.4. Tổng hợp các trang trại, gia trại sử dụng hầm biogas kết hợp ao sinh học xử
lý nước thải có nước thải vượt TCCP theo các chỉ tiêu phân tích ------------------------- 58
Bảng 4.1. Thông số kỹ thuật của hầm biogas KT1 áp dụng cho chăn nuôi lợn --------- 71
Bảng 4.2. Thông số kỹ thuật của hầm biogas KT1 áp dụng cho chăn trâu bò ---------- 72
Bảng 4.3. Thông số kỹ thuật của hầm biogas KT2 áp dụng cho chăn nuôi lợn --------- 73
Bảng 4.4. Thông số kỹ thuật của hầm biogas KT2 áp dụng cho chăn trâu bò ---------- 74
Bảng 4.5. Thông số kỹ thuật của hệ thống 1-------------------------------------------------- 74
Bảng 4.6. Thông số kỹ thuật của hệ thống 2-------------------------------------------------- 75
Bảng 4.7. Thông số kỹ thuật của hệ thống 3-------------------------------------------------- 75
Bảng 4.8. Thông số kỹ thuật của hệ thống 4-------------------------------------------------- 75

4


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ phản ứng sinh hóa trong điều kiện yếm khí. Số liệu chỉ %COD
trong từng giai đoạn ------------------------------------------------------------------------- 23
Hình 1.2. Sơ đồ cấu tạo bể UASB --------------------------------------------------------- 29
Hình 2.1. Nước thải chưa qua xử lý từ trang trại nuôi lợn cụm công nghiệp xã Minh
Lộc, huyện Hậu Lộc xả thẳng ra sông De ------------------------------------------------ 41
Hình 2.2. Các chất gây ô nhiễm phát thải trong qua các công đoạn chăn nuôi------ 42
Hình 3.1. Ao sinh học kết hợp nuôi cá tại Công ty Cổ phần Giống và phát triển gia
cầm Thanh Hoá, xã Quảng Thắng, thành phố Thanh Hoá (1) và Gia trại gia cầm ông
Lê Đình Khải, xã Tân Ninh, huyện Triệu Sơn (2). -------------------------------------- 57
Hình 3.2. Hầm biogas xử lý chất thải chăn nuôi tại gia trại tổng hợp Nguyễn Công
Minh, xã Ngọc Trạo, huyện Thạch Thành (1) và Trang trại ông Nguyễn Văn Hiên

xã Tân Dân, huyện Tĩnh Gia (2) ----------------------------------------------------------- 58
Hình 3.3. Hệ thống Hầm biogas phủ bạt nhựa HDPE và ao sinh học tại Trang trại
lợn gia đình bà Nguyễn Thị Vệ - xã Đông Hoà, huyện Đông Sơn -------------------- 59
Hình 3.4. Chồng nuôi lợn sử dụng đệm lót sinh thái để xử lý phân, nước tiểu------59
Hình 4.1. Sơ đồ Công nghệ biogas kết hợp bể yếm khí, hồ sinh học ---------------- 67
Hình 4.2. Sơ đồ công nghệ biogas kết hợp bể Aeroten cao tải, bể lắng và bể khử
trùng ------------------------------------------------------------------------------------------- 68
Hình 4.3. Sơ đồ công nghệ biogas kết hợp thiết bị lọc sinh học, ---------------------- 69
Hình 4.4. Sơ đồ cấu tạo của hầm biogas kiểu KT1 ------------------------------------- 70
Hình 4.5. Sơ đồ cấu tạo của hầm biogas kiểu KT2 ------------------------------------- 73

5


MỞ ĐẦU
Trang trại, gia trại là loại hình tổ chức sản xuất nông nghiệp phù hợp,
gắn liền với quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Kinh tế trang
trại là sự phát triển tất yếu của kinh tế hộ gắn với sản xuất hàng hoá, là bước
tiến bộ mới về tổ chức sản xuất nông nghiệp của nhân loại; là hình thức tổ
chức sản xuất giữ vị trí xung kích trong quá trình công nghiệp hóa nông
nghiệp, nông thôn và là lực lượng chủ lực phổ biến, có điều kiện phát triển tốt
ở tất cả các lĩnh vực sản xuất kinh doanh nông nghiệp (nông, lâm, ngư
nghiệp) và tất cả các vùng khác nhau (đồi núi, đồng bằng, ven biển).
Phát triển chăn nuôi trang trại là hướng đi đúng đắn để đưa nông
nghiệp phát triển theo hướng sản xuất hàng hoá, có trang trại tập trung thì mới
có điều kiện đầu tư các tiến bộ khoa học kỹ thuật, mới tạo ra được sản phẩm
hàng hoá có chất lượng, thích ứng với cơ chế thị trường, góp phần quan trọng
vào chuyển dịch cơ cấu kinh tế nông nghiệp và nông thôn, giải quyết việc làm
và nâng cao thu nhập cho người lao động.
Trong những năm qua, cả nước nói chung và trên địa bàn tỉnh Thanh

Hoá nói riêng, các trang trại chăn nuôi tập trung với quy mô lớn đã hình thành
và phát triển nhưng bên cạnh số lượng trang trại chăn nuôi tập trung với quy
mô lớn thì phần lớn vẫn là hình thức chăn nuôi đơn lẻ, ngay trong gia đình,
trong khu dân cư. Số lượng các trang trại, gia trại có hệ thống xử lý chất thải
chăn nuôi đạt tỉ lệ thấp, còn lại được xử lý không triệt để hoặc thải trực tiếp ra
môi trường, gây ô nhiễm nghiêm trọng môi trường đất, nước mặt và nước
ngầm, ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống của người dân trong khu vực.
Hiện nay, Thanh Hoá chưa có số liệu điều tra chính thức về mức độ ô
nhiễm môi trường, hiệu quả của các công trình xử lý chất thải chăn nuôi hiện
có ở các trang trại, gia trại chăn nuôi trong tỉnh. Vì vậy, chưa có đủ căn cứ
khoa học cho việc hoạch định các chính sách khuyến khích ứng dụng công
nghệ xử lý môi trường trong chăn nuôi để phát triển chăn nuôi đi đôi với bảo
vệ môi trường, góp phần thực hiện thắng lợi Nghị quyết về phát triển chăn
nuôi của tỉnh.
Trong khuôn khổ luận văn thạc sỹ ngành Quản lý Tài nguyên và Môi
trường tác giả xin đưa ra: “Nghiên cứu đánh giá thực trạng và đề xuất giải
pháp quản lý, khắc phục ô nhiễm môi trường ở các trạng trại, gia trại chăn
nuôi gia súc, gia cầm trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa’’ với mục đích điều tra,
đánh giá thực trạng ô nhiễm môi trường tại các trang trại, gia trại trên địa bàn
tỉnh Thanh Hoá từ đó đưa ra các giải pháp về mặt quản lý và lựa chọn công
nghệ tối ưu để xử lý triệt để chất thải tại các trang trại, gia trại trên địa bàn
tỉnh Thanh Hoá. Đảm bảo chất thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn quy định, nhằm
giảm thiểu ô nhiễm môi trường đồng thời góp phần tăng năng suất và chất
lượng chăn nuôi theo định hướng phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường.
6


Mục tiêu của đề tài
- Đánh giá được thực trạng môi trường và hiệu quả áp dụng các công
nghệ xử lý môi trường trang trại và gia trại chăn nuôi gia súc, gia cầm trên địa

bàn tỉnh Thanh Hoá.
- Đề xuất các giải pháp xử lý, khắc phục ô nhiễm môi trường ở các loại
hình trang trại và gia trại chăn nuôi gia súc gia cầm của tỉnh.
Phạm vi nghiên cứu: Trên địa bàn tỉnh Thanh Hoá.
Đối tƣợng nghiên Cứu
Là các trang trại, gia trại chăn nuôi gia súc (trâu, bò, lợn), gia cầm (gà,
vịt, ngan, ngỗng) trên địa bàn toàn tỉnh với quy mô: đối với trâu, bò từ 10 con
trở lên; lợn từ 20 con trở lên và gia cầm từ 300 con trở lên).
Phƣơng pháp nghiên cứu
* Phương pháp điều tra xã hội học
- Lập phiếu điều tra:
+ Mẫu B1: Phiếu điều tra thực trạng chăn nuôi và công tác bảo vệ môi
trường của các chủ trang trại/gia trại chăn nuôi gia súc, gia cầm (phụ lục 6).
+ Mẫu B2: Phiếu điều tra ảnh hưởng của chất thải chăn nuôi từ các trang
trại/gia trại chăn nuôi gia súc, gia cầm đến môi trường xung quanh (phụ lục 7).
* Phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên
Lựa chọn các trang trại, gia trại theo phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên
từ các trang trại, gia trại được điều tra sau khi phân loại theo loại hình công
nghệ áp dụng xử lý chất thải chăn nuôi, mỗi loại hình lấy ngẫu nhiên một vài
mẫu và tổng số mẫu phải là 50, trong đó có 35 trang trại và 15 gia trại.
* Phương pháp lấy, bảo quản và phân tích mẫu
Phương pháp lấy, bảo quản và phân tích mẫu thực hiện theo hướng dẫn
của các quy chuẩn quốc gia hoặc tiêu chuẩn phân tích tương ứng của các tổ
chức quốc tế. (Thực hiện ở 50 trang trại, gia trại chăn nuôi gia súc, gia cầm
trên địa bàn toàn tỉnh)
* Phương pháp so sánh
So sánh kết quả phân tích chất lượng môi trường với Tiêu chuẩn,
Quy chuẩn Việt Nam về môi trường hiện hành để có kết luận về hiệu quả
sử dụng công nghệ xử lý môi trường và mức độ ô nhiễm do các trang trại,
gia trại gây ra.

7


CHƢƠNG 1
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ NGUỒN THẢI VÀ CÁC LOẠI HÌNH
CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI GIA SÚC, GIA
CẦM Ở CÁC TRANG TRẠI, GIA TRẠI
1.1. Tình hình chăn nuôi gia súc, gia cầm tại Việt Nam và ở
tỉnh Thanh Hóa
1.1.1. Tình hình chăn nuôi gia súc, gia cầm tại Việt Nam
Ngành chăn nuôi được xem là một trong số ngành sản xuất chính trong
nông nghiệp Việt Nam.
Tính đến năm 2006 cả nước có: 17.721 trang trại, chưa kể các trang trại
chăn nuôi các loại vật nuôi khác như thỏ, lợn rừng, nhím và các loại động vật
sống trong nước (cá sấu,... ).
Theo điều tra 1/10/2010 của Tổng cục Thống kê, đàn lợn đạt 26,701
triệu con; đàn gia cầm phát triển nhanh với số lượng tổng đàn đạt 247,320
triệu con; đàn trâu đạt 2,88 triệu con, đàn bò đạt 6,1 triệu con [24].

TT
1

2

3

Bảng 1.1. Số lƣợng đàn lợn, gia cầm và đàn bò năm 2010, 2011
[24,25]
Đơn vị

Đầu con
So sánh (%)
Đơn vị tính
tính
2010
2011
2011/2010 2011/2010
Đàn lợn

1000con

26.701

27.627

103,47

+3,47

Lợn nái

1000con

3.950

4.169

105,55

+5,55

Lợn thịt xuất chuồng 1000con

42.660

45.600

106,9

+6,90

Sản lượng thịt

1000tấn

2.770

2.880

104,1

+4,10

Đàn gia cầm

1000con

247.320

280.180

113,29

+13,29

Đàn gà

1000con

176.036

199.999

113,61

+13,6

Thủy cầm

1000con

71.284

80.181

112,48

+12,48

Sản lượng thịt hơi

1000tấn

416.938

467.307

112,08

+12,08

Sản lượng trướng

1000quả 4.937.578 5.327.156

106,92

+6,92

Đàn bò sữa

Con

107.983

114.461

106,00

+6,0

Sản lượng sữa

Tấn

262.160

278.190

106,11

+6,11

Sản lượng thịt trâu,
bò hơi xuất chuồng

Tấn

298.735

330.709

110,70

+10,7

Như vậy, năm 2011 tổng đàn gia súc và gia cầm đều tăng so với
năm 2010.
8

Về chất thải
Theo số liệu của Cục Thống kê, năm 2006, có 12% số gia trại, trang trại có hệ
thống xử lý chất thải; số còn lại, toàn bộ chất thải được thải trực tiếp ra môi
trường, gây ô nhiễm nghiêm trọng môi trường đất, nước mặt và nước ngầm.
Năm 2010 [24,25], lượng chất thải rắn từ chăn nuôi ước tính khoảng 78,9
triệu tấn; năm 2011, khoảng 80,4 triệu tấn nhưng chỉ 40% trong số này được
xử lý, còn lại xả trực tiếp ra môi trường. Lượng chất thải từ chăn nuôi gia súc
gia cầm hàng ngày là rất lớn, nếu không được xử lý sẽ gây ô nhiễm môi
trường nghiêm trọng đất, nước và không khí, ảnh hưởng đến đời sống của
người dân.
1.1.2. Tính hình chăn nuôi gia súc, gia cầm tại Thanh Hoá
Năm 2000, toàn tỉnh Thanh Hoá mới chỉ có 9 trang trại chăn nuôi thì
năm 2003 đã có 426 trang trại, năm 2005 là 1.092 trang trại, đến năm 2007 là
1.420 trang trại. Năm 2008, số lượng trang trại có phần giảm chỉ còn 1.229
trang trại. Ngoài ra, các gia trại chăn nuôi tự phát, ngay trong khu dân cư cũng
phát triển mạnh mẽ.
Theo số liệu thống kê của Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn,
tình hình chăn nuôi gia súc, gia cầm trên địa bàn tỉnh Thanh Hoá năm 2008
như sau [17]:
- Đàn trâu đạt 227.326 con.
- Đàn bò đạt 351.324 con, trong đó số lượng bò lai trong toàn tỉnh đến
năm 2008 đạt 173.000 con, tỷ lệ bò lai đạt 46%. Đàn bò sữa hiện có 703 con.
- Đàn lợn có 1.149.624 con. Đàn nái ngoại cấp ông bà có 1.254 con,
đàn nái ngoại cấp bố mẹ có:16.600 con. Tổng đàn lợn thịt 1.128.000 con,
trong đó lợn thịt hướng nạc 143.000 con.
- Đàn gia cầm có 12,6 triệu con, trong đó đàn vịt gốc 4.400 con, gà ông
bà 2.200 con, ngan Pháp 600 con.
Trong những năm qua, do tình hình dịch bệnh đối với gia súc, gia cầm
phát triển mạnh; chi phí nguyên liệu đầu vào (giống, thức ăn) tăng mạnh,

trong khi đó giá sản phẩm chăn nuôi không tăng, dẫn đến người chăn nuôi bị
thiệt hại, không đầu tư để phát triển đàn gia súc, gia cầm. Nhiều hộ chăn nuôi
thu hẹp quy mô hoặc tạm dừng không tiếp tục chăn nuôi mà tìm ngành nghề
khác để kinh doanh.
Về tình trạng ô nhiễm môi trường ở các trang trại chăn nuôi đang diễn
ra khá phức tạp. Chất thải từ các trang trại, gia trại được sử dụng làm phân
bón ruộng, nuôi cá, hoặc có một số ít sử dụng hầm biogas để xử lý chất thải
trang trại nhưng hiệu quả không cao...
Bên cạnh số lượng trang trại chăn nuôi tập trung với quy mô lớn thì
phần lớn vẫn là hình thức chăn nuôi đơn lẻ, ngay trong gia đình, trong khu
9


dân cư. Chính vì vậy mà mức độ ô nhiễm môi trường do các hộ chăn nuôi lên
tới mức báo động bởi lượng nước thải, chất thải không được xử lý, thải trực
tiếp ra môi trường, lây lan dịch bệnh không chỉ đối với gia súc, gia cầm mà
còn ảnh hưởng xấu tới sức khỏe con người.
1.2. Tình hình nghiên cứu, đánh giá các công trình xử lý chất thải
chăn nuôi trong và ngoài nƣớc
* Nước ngoài
Trên thế giới đã có nhiều nước nghiên cứu ra các loại hình công nghệ
khác nhau để xử lý chất thải chăn nuôi. Điển hình, loại công nghệ khí sinh
học Biogas nghiên cứu tại Ấn độ và Trung Quốc được các nước khác áp dụng
khá phổ biến và có hiệu quả cao.
Hầm biogas dạng nắp vòm cố định của Trung Quốc có dạng bán cầu
được chôn hoàn toàn dưới đất để tiết kiệm diện tích và ổn định nhiệt độ. Loại
hầm này có phần chứa khí được xây dựng ngay trên phần ủ phân. Do đó, thể
tích của hầm ủ bằng tổng thể tích của 2 phần này. Phần chứa khí được trát
bằng nhiều lớp vữa để bảo đảm yêu cầu kín khí, ở phần trên có một nắp đậy
được hàn kín bằng đất sét, phần nắp này giúp cho thao tác làm sạch hầm ủ khi

các chất rắn lắng đầy hầm. Nhược điểm của hầm ủ này là phần chứa khí rất
khó xây dựng và bảo đảm độ kín khí do đó hiệu suất thấp. Gần đây, các nhà
khoa học của Đức và Thái lan hợp tác trong việc phát triển hầm ủ Biogas ở
Thái Lan được tính toán lại kết cấu của hầm ủ này và cho ra đời mẫu hầm
TG-BP.
Hầm ủ nắp trôi nổi của Ấn Độ gồm có một phần hầm hình trụ xây bằng
gạch hoặc bê tông lưới thép và một chuông chứa khí trôi nổi trên mặt của hầm
ủ. Chuông chứa khí thường được làm bằng thép tấm, bê tông lưới thép, bê
tông cốt tre, chất dẻo hoặc sợi thủy tinh.
Ngoài ra, trên thế giới hiện nay còn nghiên cứu áp dụng nhiều giải pháp
khác nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường do chăn nuôi gây ra như sử dụng
cây cỏ Vetiver (cỏ Hương Bài), sử dụng nền đệm lót sinh thái,...
* Tại Việt Nam
Hiện nay, để xử lý môi trường trong chăn nuôi, có rất nhiều công nghệ
đang được áp dụng. Tuỳ theo đặc điểm từng vùng, từng quy mô, loại hình
trang trại, gia trại chăn nuôi gia súc, gia cầm mà người chăn nuôi sử dụng các
biện pháp khác nhau. Trong đó, 02 biện pháp được đánh giá có nhiều ưu điểm
và được áp dụng rộng rãi ở Việt Nam là sử dụng công nghệ khí sinh học
Biogas và chế phẩm sinh học.
Việc ứng dụng hầm biogas để xử lý chất thải từ chăn nuôi được ứng
dụng rộng rãi tại rất nhiều tỉnh thành của cả nước; Tuỳ theo đặc điểm của từng
vùng có những nghiên cứu cải tiến để phù hợp với điều kiện của vùng đó.
10


Tại Đà Nẵng, người chăn nuôi áp dụng công nghệ hầm biogas truyền
thống để xử lý chất thải trang trại rất phổ biến. Tuy nhiên, hầu hết đều có
nhược điểm là sử dụng khó khăn, nhiều ruồi nhặng, có mùi hôi và mất vệ
sinh…Trước thực tế đó, ông Trương Gặp - Phó giám đốc Trung tâm Nghiên
cứu và ứng dụng Năng lượng mới Đà Nẵng đã tự thiết kế hầm biogas cải tiến;

kết quả nghiên cứu cho thấy hầm của ông Gặp khắc phục được các nhược
điểm của hầm biogas truyền thống, cho ngọn lửa xanh hơn, lại giảm thiểu mồi
hôi và sự tái sinh ấu trùng.
Tại tỉnh Bình Dương, mô hình hầm ủ biogas đã được ứng dụng tại
các hộ chăn nuôi gia súc, gia cầm từ năm 1992 nhằm giải quyết vấn đề môi
trường do chất thải chăn nuôi gây ra, đồng thời tạo nguồn năng lượng điện,
gas để sử dụng trong sinh hoạt và sản xuất. Tuy nhiên, hầu hết chỉ mang
tính nhỏ lẻ và còn nhiều bất cập về quy trình, thiết kế, chất liệu sử dụng và
hiệu quả chưa đáp ứng được nhu cầu của người chăn nuôi. Trước những bất
cập đó, tháng 5/2007, Trung tâm ứng dụng tiến bộ khoa học và công nghệ
tỉnh Bình Dương đã triển khai thực hiện dự án “Xây dựng mô hình hầm ủ
biogas cải tiến lấy nhiên liệu chạy máy phát điện cho trại chăn nuôi gia
súc” tại Công ty TNHH Gia Nam, ấp 9, Long Nguyên, Bến Cát với quy mô
trang trại trên 10.000 con heo. Kết quả ứng dụng rất thành công và đã có
danh tiếng trên thế giới.
Mô hình hầm biogas cũng được ứng dụng rất rộng rãi tại Ninh Bình,
năm 2008, Hội Liên hiệp phụ nữ tỉnh phối hợp với Sở Khoa học và Công
nghệ cùng Doanh nghiệp Thành Minh thực hiện đề án “Triển khai mô hình
gia đình sử dụng hầm biogas tiết kiệm năng lượng” với trên 200 trang trại, gia
trại chăn nuôi gia súc, gia cầm. Hiện tại, mô hình hoạt động rất hiệu quả và dự
kiến trong tương lai, tỉnh Ninh Bình sẽ tiếp tục nhân rộng mô hình này.
Tỉnh Hải Dương sử dụng men EM để xử lý chất thải chăn nuôi theo 3
cách: Trộn vào cám cho lợn ăn hoặc pha vào nước cho uống, phun lên chuồng
trại hoặc phun vào hệ thống xử lý chất thải. Kết quả cho thấy, chất thải chăn
nuôi sau khi được xử lý bằng men vi sinh giảm hẳn mùi thối, ruồi nhặng hầu
như không còn.
Ngoài ra, các trang trại, gia trại phát triển mô hình VAC cũng là biện
pháp hữu hiệu và bền vững để xử lý chất thải chăn nuôi, gắn chặt chẽ giữa
trồng trọt với chăn nuôi, vừa giảm thiểu ô nhiễm môi trường, vừa sử dụng ít
phân bón hoá học, tiết kiệm năng lượng và đây cũng là mô hình dễ làm, ở

đâu cũng xây dựng được, hiệu quả kinh tế cao.
Tại Thanh Hoá, hầm biogas được ứng dụng từ rất lâu song hiệu quả
còn chưa cao. Trước bất cập đó, năm 2001, Trung tâm Tư vấn chuyển giao
Khoa học công nghệ và Môi trường Thanh Hoá đã thực hiện đề tài ”xây
dựng mô hình sử dụng hầm biogas giữ vệ sinh môi trường tạo chất đốt và tự
11


sản xuất phân bón hữu cơ sinh học trên nền than bùn và dịch thể hầm biogas
quy mô hộ gia đình tại Thanh Hoá”. Năm 2007, Tỉnh Đoàn thanh niên công
sản Hồ Chỉ Minh tỉnh Thanh Hóa thực hiện dự án ” Xây dựng mô hình thí
điểm xử lý giảm thiểu chất thải của các chuồng trại chăn nuôi, nhà vệ sinh”.
Năm 2008, Trung tâm Tư vấn chuyển giao Khoa học công nghệ và Môi
trường Thanh Hoá tổ chức hội thảo khoa học chia sẻ kinh nghiệm xây dựng
và sử dụng hầm biogas-kỵ khí xử lý phân nước thải tạo nguồn điện năng,
chất đốt thay than củi và bảo vệ môi trường.
1.3. Nguồn thải và dự báo các tác động của chất thải chăn nuôi gia
súc, gia cầm đến môi trƣờng
1.3.1. Nguồn thải và định mức thải
1.3.1.1. Nguồn thải chủ yếu từ hoạt động chăn nuôi gia súc, gia cầm:
Bao gồm chất thải rắn, nước thải và khí thải.
* Chất thải rắn
Các chất thải rắn phát sinh trong quá trình hoạt động của trang trại, gia
trại chăn nuôi gia súc, gia cầm được phân thành các nhóm theo tính chất ô
nhiễm và biện pháp xử lý khác nhau:
- Nhóm thứ nhất: Bao gồm bao bì phế thải (thùng giấy, bao PE...)
- Nhóm thứ hai: Bao gồm phân thải của gia súc, gia cầm, cặn bùn sinh
ra trong quá trình xử lý nước thải và gia súc, gia cầm bị mắc bệnh dịch, ốm,
chết, thức ăn thừa của lợn...
* Nƣớc thải

Nguồn gây ô nhiễm chủ yếu do: Nước tiểu, nước vệ sinh chuồng trại,
nước tắm rửa gia súc, gia cầm.
Thành phần chủ yếu của nước thải là chất rắn lơ lửng, các hợp chất hữu
cơ hòa tan, vi sinh vật,… Các thông số ô nhiễm là pH, chất rắn lơ lửng,
BOD5, COD, tổng N, tổng P, Coliform,...
* Chất thải khí
Nguồn gây ô nhiễm không khí trong quá trình hoạt động của trang trại
là các khí NH3, H2S, CH4, CO2, SO2,... phát sinh từ phân, nước tiểu của lợn,
khu xử lý chất thải, do sự hô hấp, tiêu hóa của vật nuôi, do ủ phân, chế biến
thức ăn,...
* Bệnh tật
Gia súc, gia cầm mang theo nhiều mầm bệnh, nếu không được chăm
sóc chu đáo, diệt khuẩn, vệ sinh chuồng trại, làm tốt công tác thú y,… thì khả
năng chống chọi với bệnh tật của các lứa tiếp theo giảm, khả năng lây lan
bệnh tăng cao. Nhiều căn bệnh không những nguy hiểm với gia súc gia cầm
mà còn nguy hiểm đến tính mạng con người như bệnh cúm gia cầm (H5N1),...
12


1.3.1.2. Định mức thải
Theo tài liệu của dự án chương trình khí sinh học cho ngành chăn nuôi
Việt Nam 2007-2012, định mức thải của gia súc, gia cầm như sau:
Bảng 1.2. Lƣợng phân và nƣớc tiểu của gia súc, gia cầm [6]
Lƣợng phân và nƣớc tiểu
TT
Loại gia súc, gia cầm
(Kg/ngày đêm)
1

Trâu

18-25

2

Bò

18-20

3

Lợn

1,2- 4,0

4

Gia cầm

0,02 - 0,05

1.3.2. Tác hại do các chất gây ô nhiễm môi trường không khí,
đất, nước
1.3.2.1. Môi trường không khí
Các chất gây ô nhiễm môi trường không khí chủ yếu là mùi của các khí
H2S, CO2, SO2, NH3,... sinh ra từ phân và nước tiểu của gia súc, gia cầm từ
quá trình phân hủy kỵ khí các chất ô nhiễm có trong nước thải tại hệ thống xử
lý và thoát nước thải. Các khí này khi ở nồng độ cao làm ảnh hưởng đến chất
lượng cuộc sống người dân.
* Khí H2S

- Khí H2S là loại khí không màu, dễ cháy và có mùi đặc trưng của trứng
thối, gây cảm giác khó chịu đối với con người và động vật. Khi tiếp xúc với
H2S, ở nồng độ thấp gây đau mắt, mắt đỏ, nhìn mờ, kích thích phổi gây ho,
khó thở, ở mức cao có thể gây phù phổi dẫn đến tử vong. Ngoài ra, H2S còn
gây kích thích da, mắt, gây buồn nôn, chóng mặt, mất ý thức. Nếu tiếp xúc
thời gian dài ở nồng độ thấp có thể gây rối loạn giấc ngủ, buồn nôn. Ngưỡng
nhận biết bằng mùi của khí H2S dao động trong khoảng 0,0005-0,13 ppm. ở
nồng độ 10-20 ppm khí H2S làm chảy nước mắt, viêm mắt. Khi hít phải khí
H2S gây xuất tiết nước nhầy và viêm toàn bộ tuyến hô hấp. ở nồng độ 150
ppm hoặc lớn hơn, khí H2S có thể gây tê liệt cơ quan khứu giác.
- Khí H2S gây tác hại đối với sự phát triển của mầm, chồi cây. Đối với
một số loại cây chống chịu tốt, nồng độ H2S lên đến 400 ppm tác dụng liên
tục trong 5 giờ mới gây tác hại rõ rệt. Khí H2S gây tác hại đối với người mạnh
hơn đối với thực vật:
* Khí NH3
NH3 là một chất khí không màu, có mùi khai, khó thở và độc hại đối
với cơ thể con người, nồng độ tối đa cho phép của NH3 trong môi trường
không khí là 200 (g/m3). ở nồng độ cao, NH3 gây đau đầu, mất khứu giác.
13


Mức cao hơn có thể gây ho, khó thở, nôn mửa. Mức rất cao có thể gây phù
phổi dẫn đến chết. Đối với thực vật khi tiếp xúc với NH3 ở nồng độ thấp và
lượng vừa phải NH3 sẽ là nguồn nguyên liệu tổng hợp đạm cho cây cối phát
triển, năng suất sẽ cao hơn. Tuy nhiên, khi tiếp xúc lâu dài với nồng độ thấp
hoặc tiếp xúc ngắn với nồng độ cao sẽ gây ức chế quá trình quang hợp, quá
trình tổng hợp đạm của cây, làm cho cây cối bị vàng lá, giảm năng suất cây
trồng thậm chí làm chết cây cối.
* Khí SO2
- Khí SO2 là loại khí dễ hòa tan trong nước và được hấp thụ hoàn toàn

rất nhanh trên đường hô hấp khi hít thở. Người ta quan sát thấy rằng: Khi hít
thở không khí có chứa SO2 với nồng độ thấp xuất hiện sự co thắt tạm thời các
cơ mềm của khí quản. ở nồng độ cao hơn SO2 gây xuất tiết nước nhầy và
viêm tấy thành khí quản, làm tăng sức cản đối với sự lưu thông không khí của
đường hô hấp, gây khó thở.
- Ở nồng độ 1ppm, khí SO2 trong không khí là ngưỡng xuất hiện các
phản ứng của cơ thể, ở nồng độ 5 ppm đa số các cá thể nhận biết được mùi và
có thể hiện bệnh lý rõ ràng, còn ở nồng độ 10 ppm, hầu hết có biểu hiện
đường hô hấp bị co thắt nghiêm trọng.
- Tác hại của khí SO2 đối với thực vật: Khí SO2 thâm nhập vào các mô
của cây và kết hợp với nước để tạo thành axit sunfurơ H2SO3 gây tổn thương
màng tế bào và làm suy giảm khả năng quang hợp. Cây sẽ có biểu hiện như
chậm lớn, vàng úa lá rồi chết.
* Khí CO
- Khí CO là một loại khí độc do nó có ái lực rất lớn với hồng cầu trong
máu và tạo ra cacboxyhêmoglobin (COHb) làm hạn chế sự trao đổi và vận
chuyển oxy trong máu đi nuôi cơ thể, ái lực của CO đối với hồng cầu gấp gần
200 lần so với oxy.
- Hàm lượng COHb trong máu từ 2-5% bắt đầu có dấu hiệu ảnh hưởng
đến thần kinh trung ương, khi hàm lượng COHb trong máu tăng 10 - 20 %,
chức năng hoạt động của các cơ quan khác nhau trong cơ thể bị tổn thương.
Nếu hàm lượng COHb tăng đến 60 % thì tính mạng nguy hiểm và có thể dẫn
đến tử vong.
- Khí CO ở nồng độ 500 ppm gây cháy mầm lá và hoa.
- Khí CO2: Khí CO2 quá nhiều gây rối loạn hô hấp của phổi và tế bào
do chiếm chỗ của oxy. Với nồng độ 50.000 ppm (5%) gây khó thở, nhức đầu;
ở nồng độ 10.000 ppm (10%) gây ngất, ngạt thở.
* Khí NO2
- Khí NO2 được biết đến như một chất kích thích viêm tấy và có tác hại
đối với hệ thống hô hấp, tác hại của NO2 tương đối chậm và khó nhận biết.

14


- Tác hại của NO2 đối với thực vật tương tự như khí SO2 ở nồng độ 0,5
ppm khí NO2 làm cho cây chậm phát triển. Tác hại cấp tính của NO2 xảy ra ở
nồng độ dưới 1,0 ppm.
1.3.2.2. Môi trường nước
Nước thải của trang trại mang theo các tác nhân gây ô nhiễm môi
trường nước như: Độ pH, TSS, BOD, COD, NO2-, NO3-, NH4+,... các tác nhân
này khi đi vào môi trường có thể gây ô nhiễm nguồn nước sinh hoạt của dân,
ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống của động vật thủy sinh.
- Chất rắn tổng số (TSS) gồm các chất vô cơ dạng hòa tan (các muối)
hoặc các chất không tan như đất, đá ở dạng huyền phù, các chất hữu cơ, các vi
sinh vật (vi khuẩn, tảo, động vật nguyên sinh,…) và các chất hữu cơ tổng hợp
như phân bón, chất thải công nghiệp. Chất rắn không tan ảnh hưởng đến chất
lượng nước khi sử dụng vào mục đích sinh hoạt, sản xuất, cản trở ánh sáng
chiếu xuống lớp nước làm giảm quá trình quang hợp của thực vật dưới nước
và còn lắng đọng gây bồi lấp thủy vực.
- Độ pH: Sự thay đổi pH trong nước có thể dẫn đến những thay đổi về
thành phần các chất trong nước do quá trình hòa tan hoặc kết tủa hoặc thúc
đẩy hay hạn chế những phản ứng hóa học, sinh học xảy ra trong nước. Động
vật, thực vật thuỷ sinh rất nhạy cảm với sự thay đổi pH của nước.
- Oxy hòa tan (DO): Hàm lượng ôxy hòa tan trong nước (mg/l) là lượng
oxy từ không khí có thể hòa tan vào nước trong điều kiện nhiệt độ, áp suất xác
định. Oxy hòa tan trong nước sẽ tham gia vào quá trình trao đổi chất, duy trì
năng lượng cho quá trình phát triển, sinh sản và tái sản xuất cho các sinh vật
sống dưới nước. Hàm lượng ôxy hòa tan trong nước giúp chúng ta đánh giá
được chất lượng nước.
Về mặt hóa học, nước có nhiều chất hữu cơ, nhu cầu ôxy hóa tăng nên
tiêu thụ nhiều ôxy trong nước. Chỉ số DO rất quan trọng để duy trì điều kiện

hiếu khí và là cơ sở để xác định nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD).
- Nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD): Nhu cầu ôxy sinh hóa là lượng oxy
(tính bằng miligam hoặc gam) dùng để ôxy hóa các chất hữu cơ nhờ vi khuẩn
hiếu khí ở điều kiện 200C.
Chất hữu cơ + O2 vi khuẩn CO2 + H2O + Tế bào mới + Sản phẩm cố định.
Ôxy sử dụng trong quá trình này là ôxy hòa tan trong nước.
Chỉ số BOD là thông số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm của
nước do các chất hữu cơ bị phân hủy bằng sinh học trong điều kiện hiếu khí.
Chỉ số BOD chỉ ra lượng ôxy mà vi sinh vật tiêu thụ trong phản ứng
ôxy hóa các chất hữu cơ trong nước bị ô nhiễm, chỉ số BOD càng cao chứng
tỏ lượng chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học ô nhiễm trong nước
càng lớn.
15


- Nhu cầu ôxy hóa học (COD): Nhu cầu ôxy hóa học là lượng ôxy cần
thiết (tính bằng miligam hoặc gam) cho quá trình ôxy hóa học các chất hữu cơ
trong nước thành CO2 và nước. COD biểu thị lượng chất hữu cơ có thể ôxy
hóa bằng hóa học. Trong thực tế, COD được dùng rộng rãi để đặc trưng cho
mức độ các chất hữu cơ trong nước ô nhiễm (kể cả chất hữu cơ dễ phân hủy
và khó phân hủy sinh học).
- Phốtpho (P): Trong nước, phốtpho có thể tồn tại trong nước dưới dạng
H2PO4-, HPO42-, PO43-, các pôlyphốtphat và phốtpho hữu cơ. Tuy là một
nguyên tố cần thiết, song nếu hàm lượng P có nhiều trong nước sẽ làm cho tảo
xanh phát triển mạnh, hiện tượng này được gọi là thừa dinh dưỡng hay hiện
tượng “phú dưỡng”. Những thủy vực thừa dinh dưỡng thường có mùi hôi thối
do sự phát triển mạnh của các sinh vật phân giải, làm cạn kiệt ôxy hòa tan,
phân hủy và thối rửa tảo. Đây là một dạng ô nhiễm nguy hiểm làm chết sinh
vật dưới nước, sau đó phải bỏ hoang hóa, do đó cần tiến hành xác định nguồn
xâm nhập của phốtphat để tránh hiện tượng thừa dinh dưỡng.

- Nitơ (N): Trong nước, Nitơ có thể tồn tại ở những dạng khác nhau
như NO2-, NO3-, NH4+ và các hợp chất nitơ hữu cơ dạng protein hay các sản
phẩm phân giải.
+ Nitrat (NO3-), nitrit (NO2-): Nồng độ của NO3-, NO2- trong nước uống
cao sẽ gây bệnh tật, đặc biệt ở trẻ em gọi là bệnh “ xanh bủng”. Hàm lượng
NO3- trong nước uống không được lớn hơn 10 mg/l.
+ Amoni (NH4+): Hàm lượng amoni trong nước được tạo thành bởi quá
trình khử amin của những hợp chất hữu cơ, sau một thời gian sẽ bị ôxy hóa
trở thành dạng nitrat và nitrit.
1.3.2.3. Môi trường đất
Các tác nhân gây ô nhiễm môi trường đất chủ yếu là nước thải và chất
thải rắn. Nước thải và chất thải rắn có chứa các hợp chất gây ô nhiễm khi đi
vào môi trường đất sẽ làm biến đổi tính chất hóa lý, cơ học của đất, ảnh
hưởng đến sản xuất nông nghiệp, thay đổi môi trường sống của các loài động
thực vật trong khu vực, từ đó làm mất cân bằng sinh thái vùng.
Kết luận: Để đảm bảo nguồn thực phẩm cung cấp cho nhu cầu tiêu thụ
của người dân, ngành chăn nuôi đã không ngừng phát triển, từ hình thức chăn
nuôi đơn lẻ, ngay trong gia đình, trong khu dân cư đang dần chuyển sang hình
thức chăn nuôi trang trại tập trung, quy mô chăn nuôi lớn, kỹ thuật chăn nuôi
tiên tiến. Song song với các mặt tích cực trên thì vấn đề chất thải chăn nuôi
gây ô nhiễm môi trường làm ảnh hưởng đến đời sống của người dân đã và
đang yêu cầu chúng ta phải có các biện pháp xử lý và ngăn chặn kịp thời.

16


1.4. Các loại hình công nghệ xử lý chất thải chăn nuôi
Trước thực trạng ô nhiễm môi trường từ chất thải chăn nuôi gây ra, trên
thế giới, tại Việt Nam và ở Thanh Hoá đã ứng dụng nhiều công nghệ xử lý
chất thải chăn nuôi. Tuỳ theo đặc điểm của từng nước, từng vùng, từng loại

hình vật nuôi mà người chăn nuôi sử dụng các biện pháp xử lý khác nhau.
1.4.1. Công nghệ xử lý khí thải
Các hơi khí đặc thù phát sinh trong quá trình hoạt động chủ yếu gồm
NH3, H2S, CH4,... phát sinh từ các hoạt động bài tiết của gia súc, gia cầm, quá
trình bốc hơi nước tiểu, phân thải, quá trình phân hủy vi sinh vật các hợp chất
hữu cơ.
Để giảm thiểu ô nhiễm môi trường không khí do hoạt động chăn nuôi
gia súc, gia cầm gây ra, ngoài công tác thu gom dọn dẹp, vệ sinh chuồng trại
còn sử dụng các biện pháp sau:
1.4.1.1. Sử dụng chế phẩm vi sinh
Sử dụng chế phẩm vi sinh cho chăn nuôi sẽ làm cho chất thải phân giải
nhanh, khử mùi tốt, làm giảm quần thể côn trùng, giảm nguy cơ lây lan dịch
bệnh cho gia súc, gia cầm.
Các loại chế phẩm vi sinh thường sử dụng trong chăn nuôi là:
* Chế phẩm EM
EM - vi khuẩn hoạt tính là chế phẩm được nuôi cấy hỗn hợp gồm 5
nhóm vi sinh vật có ích: vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, xạ
khuẩn và nấm sợi. Mỗi loại vi sinh vật trong chế phẩm E.M có một chức năng
hoạt động riêng của chúng. Các vi sinh vật này là vi sinh vật có lợi chung
sống trong cùng một môi trường và hỗ trợ cho nhau, do vậy hiệu quả hoạt
động tổng hợp của chế phẩm E.M tăng lên gấp nhiều lần. EM có tác dụng:
+ Lên men các chất hữu cơ không làm cho nó thối, do đó bất cứ loại
chất hữu cơ nào cũng có thể sử dụng làm compost với EM được mà không bị
phát sinh ra mùi hôi thối.
+ Làm phân huỷ các chất hữu cơ rất nhanh, khi đó nó sẽ dễ hấp thụ vào
trong đất. Đó là sự khác biệt với mọi phương pháp bình thường khác khi
muốn phân huỷ hữu cơ phải mất nhiều tháng trời.
+ Tạo một khối lượng lớn các chất dinh dưỡng từ các chất hữu cơ cho
cây trồng.
+ Làm mất hiệu lực côn trùng và sâu hại nhưng không có tác dụng đối

với vi sinh vật có lợi.
+ Có khả năng biến các loại chất thải thành loại có ích, không độc hại,
bao gồm các loại chất thải từ nước cống, từ nước thải độc hại công nghiệp.
Hiện nay, trên thế giới có hơn 20 nước áp dụng chế phẩm EM để xử lý
chất thải chăn nuôi trong đó có Việt Nam.
17


Sử dụng men EM để xử lý chất thải chăn nuôi theo 3 cách: Trộn vào
cám cho lợn ăn hoặc pha vào nước cho uống, phun lên chuồng trại hoặc xử lý
phân và nước thải. Kết quả cho thấy, nếu cho lợn ăn hoặc uống nước thì phân
lợn thải ra giảm hẳn mùi thối; phun vào nền chuồng, thành chuồng, mình lợn
làm cho mùi hôi của chuồng giảm hẳn, ruồi nhặng hầu như không còn.
* Chế phẩm sinh học SEMRS-02
SEMR-02 là tổng hợp các vi sinh vật hữu hiệu khử mùi hôi, xử lý ô
nhiễm môi trường khu vực chăn nuôi, nước thải sinh hoạt và sản xuất.
SEMR-02 có dạng bột, khi sử dụng phải pha với nước để phun, xịt
chuồng trại, hố gom nước thải, hoặc phun trực tiếp lên da, lông của heo, bò,
gà, dê có tác dụng khử mùi hôi, diệt khuẩn, kích hoạt chúng phát triển và
ngăn chặn dịch bệnh. Sau khi phun chế phẩm vi sinh SEMR-02 30 phút, mùi
hôi chuồng trại sẽ giảm.
* Chế phẩm Enchoice
Enchoice là hợp chất đa men (Multi – Enzyme), được chiết xuất từ quá
trình lên men lạnh các chất hữu cơ theo công nghệ sinh học tiến tiến của Hoa
Kỳ. Có tác dụng làm cân bằng môi trường nước, ổn định màu nước, tăng oxy
hoà tan, ổn định pH. Xúc tác tăng tốc quá trình phân huỷ sinh học mùn bã hữu
cơ, thức ăn dư thừa, chất thải, xác động thực vật chết. Phân huỷ, giảm thiểu
khí H2S, NH3, NO2 phát sinh từ quá trình phân huỷ các chất hữu cơ cặn bã
bẩn trong nước, kích thích các chủng vi sinh có lợi phát triển. Sản phẩm
không chứa hoá chất độc hại, tự phân huỷ sinh học, an toàn cho người, động

thực vật và hệ sinh thái, đặc biệt là rất thân thiện với môi trường.
Enchoice đã được sử dụng rộng rãi tại nhiều quốc gia trên thế giới như:
Mỹ, Trung Quốc, Nhật Bản, Việt Nam,...dùng để xử lý chất thải chăn nuôi, xử
lý nước trong nuôi trồng thuỷ sản,...
1.4.1.2. Quạt hút khí thải kết hợp giàn phun chế phẩm vi sinh
Với các trang trại, gia trại quy mô lớn, lắp đặt hệ thống quạt thông gió
công nghiệp. Khi đó, khí thải sẽ được thu gom tập trung về ngăn riêng, trong
đó lắp đặt giàn phun chế phẩm vi sinh khử mùi trước khi thải ra môi trường.
1.4.1.3. Trồng cây xanh
Ô nhiễm không khí trong trang trại nuôi lợn chủ yếu là do khí độc hại
bốc hơi từ quá trình vệ sinh chuồng trại, kho chứa phân lợn, kho chứa thức
ăn,... Một biện pháp để giảm thiểu ô nhiễm không khí là trồng cây xanh.
Trồng cây xanh xung quanh trang trại, các bãi trống để che nắng, giảm
lượng bức xạ mặt trời, giảm thiểu tiếng ồn và bụi phát ra bên ngoài xưởng,
đồng thời còn tạo thẩm mỹ và cảnh quan môi trường, điều hoà vi khí hậu.
Ban ngày, cây xanh có tác dụng hút bức xạ nhiệt, hút khí CO2 và nhả
khí O2, còn ban đêm thì ngược lại, cây xanh nhả nhiệt và khí CO2, hút O2.
18


Không khí chứa bụi khi qua các hàng cây xanh thì các hạt bụi sẽ bám vào mặt
lá cây do lực ma sát và lực rơi trọng lượng của bản thân hạt bụi. Các luồng
không khí thổi qua tán lá cây sẽ bị lực cản làm tốc độ của luồng khí giảm và
loãng đi. Do đó, một phần bụi sẽ ngưng đọng trên lá cây, vì vậy có thể nói cây
xanh còn có tác dụng lọc sạch bụi trong không khí.
Cây xanh còn có tác dụng giảm tiếng ồn, sóng âm truyền qua các dải
cây xanh sẽ bị suy giảm năng lượng, mức cường độ âm thanh giảm nhiều hay
ít phụ thuộc vào mật độ lá cây, kiểu lá, kích thước của cây và chiều rộng của
dải đất trồng cây.
Để xử lý khí thải từ hoạt động chăn nuôi gia súc, gia cầm đạt hiệu quả

cao cần thực hiện cả 3 giải pháp trên.
1.4.2. Công nghệ xử lý chất thải rắn
Chất thải rắn gây ô nhiễm môi trường chủ yếu trong chăn nuôi là phân
gia súc, gia cầm, thường được xử lý bằng các phương pháp sau:
1.4.2.1. Ủ phân
- Ủ kín: Phân được đổ vào các hố, kích thước to nhỏ phụ thuộc vào
lượng phân chuồng cần ủ, bổ sung các chế phẩm vi sinh. Dùng bùn trộn lẫn
rơm trát kín và để khoảng 06 tháng. Trong điều kiện kín, phân chuồng bị phân
giải yếm khí làm nhiệt độ đống phân tăng cao, tới 60 – 70oC làm cho phân
hoai dần và tiêu diệt gần hết các mầm bệnh, đảm bảo vệ sinh môi trường.
Ủ kín có thể thực hiện như sau:
+ Chứa trong bao kín: dùng bao nilon dày, kín, chứa phân tươi rồi cột
miệng bao lại có chừa một lỗ nhỏ để thoát khí sinh ra trong quá trình phân
huỷ. Đặt các bao phân vào nơi cao ráo, xa nhà, có mái che. Sau 6 tháng, phân
sẽ hoai và có thể sử dụng cho các hộ có quy mô chăn nuôi nhỏ, lượng phân
chuồng không nhiều.
+ Chất đống và dùng đất bao kín: gom phân lại thành đống rồi dùng đất
bùn nhão trộn rơm trát kín hoặc dùng nylon phủ kín, chừa một khoảng hở để
thoát khí sinh ra trong khi ủ phân. Sau 6-12 tháng, lấy phân ra bón cây.
- Ủ hở: Thu phân vào một chỗ phun chế phẩm vi sinh, để trong điều
kiện không khí và nhiệt độ bình thường ngoài tự nhiên, khi hết mùi hôi thối,
phân mủn thì có thể bón ruộng được. Cách ủ này đơn giản, phân nhanh hoại,
nhưng cần chú ý thực hiện các việc sau đây để đảm bảo vệ sinh môi trường.
+ Phân tươi chứa trong bao kín rồi cột miệng bao lại có chừa một lỗ
nhỏ để thoát khí sinh ra trong quá trình phân huỷ, đặt các bao phân vào nhà ủ.
+ Phải có tường bao quanh để tránh phân bị rơi vãi ra ngoài.
+ Đặt trong nhà có mái che để tránh nước mưa rơi thấm vào phân và rò
rỉ ra xung quanh.
+ Sử dụng các chế phẩm sinh học rắc lên mặt đống phân ủ để giảm ruồi
muỗi và mùi hôi thối.

19


Ƣu điểm: Xử lý được triệt để lượng phân thải từ chất thải chăn nuôi, sử
dụng làm phân bón.
1.4.2.2. Phương pháp đệm lót sinh thái
Công nghệ này có nguồn gốc từ Nam Ninh - Trung Quốc và được các
nhà khoa học của Trường Đại học Nông nghiệp I Hà Nội tiến hành nghiên
cứu, thử nghiệm.
Công nghệ này đơn giản, dễ áp dụng và đem lại lợi ích lớn. Đệm lót
sinh thái là đệm lót trên nền chuồng chăn nuôi. Đệm này được cấu tạo bởi các
chất xơ như mùn cưa, vỏ trấu, bã sắn, bã mía. Sau khi rải các chất độn chuồng
này lên nền chuồng nuôi sẽ được rải lên trên bề mặt một lớp hệ men vi sinh
vật có ích. Hệ men vi sinh này có tác dụng chủ yếu:
- Phân giải phân, nước tiểu do vật nuôi thải ra, hạn chế sinh khí
hôi, thối;
- Ức chế và tiêu diệt sự phát triển của hệ vi sinh vật có hại, khống chế
sự lên men sinh khí hôi thối;
- Phân giải một phần chất độn chuồng;
- Giữ ấm cho vật nuôi do đệm lót luôn luôn ấm bởi nhiệt từ hoạt động
của hệ men vi sinh vật.
Người chăn nuôi lợn sử dụng công nghệ này sẽ giảm chi phí nước sạch đến
80%, nhân lực 60% và 10% thức ăn, không hoặc rất ít sử dụng thuốc thú y. Trong
quá trình chăn nuôi không sử dụng nước rửa chuồng; Không sử dụng nước để
tắm, rửa cho vật nuôi do đó hạn chế được lượng nước thải và phân thải rất lớn.
Ƣu điểm: Phương pháp này xử lý triệt để chất thải chăn nuôi.
Nhƣợc điểm: Công nghệ này là khó áp dụng vào mùa khô nóng, nếu
không tiến hành tắm, giải nhiệt cho gia súc thì nguy cơ gia súc bị bệnh sẽ
rất cao.
1.4.2.3. Công nghệ khí sinh học biogas

Áp dụng công nghệ khí sinh học biogas là một biện pháp đươợc đánh
giá có nhiều ưu điểm và được áp dụng rộng rãi nhất ở các nước trên thế giới.
Để đảm bảo cho hầm biogas hoạt động đạt hiệu quả, tỷ lệ phân và nước
thải nạp vào hầm hàng ngày phải đạt tỷ lệ 1:1 hoặc 1:2.
Tại hầm biogas diễn ra quá trình lên men các chất hữu cơ tạo thành khí
mêtan và các khí khác. Đó là quá trình phức tạp, quá trình lên men khí mêtan
gồm hai pha: pha axit và pha kiềm (hay pha mêtan).
- Trong pha axit, các vi khuẩn tạo axit (bao gồm các vi khuẩn tuỳ tiện,
vi khuẩn yếm khí) hoá lỏng các chất rắn hữu cơ sau đó lên men các chất hữu
cơ phức tạp đó tạo thành các axit bậc thấp như axit béo, cồn, axit amin,
amoniac, glyxêrin, axeton, đihyđrôsulfua, hyđrô, cácbonic.
- Trong pha kiềm, các vi khuẩn tạo mêtan chỉ gồm các vi khuẩn yếm
khí chuyển hoá các sản phẩm trung gian trên tạo thành metan và cacbonic.
20


Quá trình công nghệ gồm 3 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Thuỷ phân các hợp chất hữu cơ cao phân tử tạo thành các chất
đơn giản hơn
Giai đoạn 2: tạo thành axit.
Giai đoạn 3: tạo thành mêtan.
Sản phẩm của quá trình lên men mêtan là CH4 chiếm khoảng 65 đến 70%
thể tích, khí CO2 chiếm khoảng 25- 30% thể tích và lượng nhỏ các khí khác.
Các loại hình hầm biogas:
- Hầm ủ nắp trôi nổi của Trung Quốc;
- Hầm nắp trôi nổi của ấn Độ
- Túi ủ nylon của Đài Loan
- Hầm biogas phủ bạt nhựa HDPE.
Ƣu điểm: áp dụng công nghệ khí sinh học Biogas giải quyết vấn đề ô
nhiễm môi trường do chất thải rắn gây ra, thu hồi được nhiên liệu phục vụ đun

nấu, thắp sáng.
Nhƣợc điểm
- Giá thành đắt, công nghệ nhập từ nhiều nguồn khác nhau hiện còn
chưa thống nhất, đòi hỏi người sử dụng phải có nhiều hiểu biết về kỹ thuật;
- Không xử lý được nước thải sau hầm biogas.
1.4.3. Công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi
Đối với nước thải chăn nuôi, có thể áp dụng các phương pháp xử lý sau:
- Phương pháp xử lý cơ học.
- Phương pháp xử lý hóa lý.
- Phương pháp xử lý sinh học.
Trong các phương pháp trên, xử lý sinh học là phương pháp chính, các công
trình xử lý sinh học thường được đặt sau các công trình xử lý cơ học, hóa lý.
1.4.3.1. Xử lý nước thải chăn nuôi bằng phương pháp xử lý cơ học
và hoá lý
* Xử lý cơ học
Mục đích là tách cặn rắn và phân ra khỏi hỗn hợp nước thải bằng cách
thu gom, lắng cặn. Có thể dùng song chắn rác, bể lắng... để loại bỏ cặn dễ
lắng tạo điều kiện xử lý và giảm khối tích các công trình phía sau.
* Xử lý hoá lý
Sau khi xử lý cơ học, nước thải còn chứa nhiều cặn hữu cơ và vô cơ có
kích thước nhỏ, có thể dùng phương pháp keo tụ để loại bỏ chúng. Theo
nghiên cứu của Trƣơng Thanh Cảnh (2001) với nước thải chăn nuôi lợn:
phương pháp cơ học và keo tụ có thể tách được 80-90% hàm lượng cặn trong
nước thải chăn nuôi lợn. Tuy nhiên phương pháp này đòi hỏi chi phí cao
21


không phù hợp với các cơ sở chăn nuôi. Ngoài ra tuyển nổi cũng là một
phương pháp để loại bỏ cặn trong nước thải chăn nuôi lợn, tuy nhiên chi phí
đầu tư và vận hành cao nên không phù hợp với các cơ sở chăn nuôi.

1.4.3.2. Phương pháp xử lý sinh học
a) Xử lý nước thải chăn nuôi băng phương pháp kỵ khí
* Cơ sở lý thuyết quá trình xử lý kỵ khí
Vào những năm 19 quá trình phân hủy kỵ khí được ứng dụng rộng rãi
trong xử lý bùn thải và phân, sau đó phương pháp này được áp dụng cho xử lý
nước thải nhờ có những ưu điểm sau:
- Khả năng chịu tải trọng cao so với quá trình xử lý hiếu khí;
- Thời gian lưu bùn không phụ thuộc vào thời gian lưu nước. Một lượng
sinh khối lớn được giữ lại trong bể;
- Chi phí xử lý thấp (không phải cung cấp oxy như quá trình xử lý hiếu khí);
- Tạo ra một nguồn năng lượng mới có thể sử dụng (khí sinh học - Biogas);
- Hệ thống công trình xử lý đa dạng: UASB, lọc kỵ khí, kỵ khí xáo trộn
hoàn toàn, kỵ khí tiếp xúc...
Bên cạnh các ưu điểm trên, quá trình xử lý kỵ khí có một số nhược
điểm sau:
- Nhạy cảm với môi trường (to, pH, nồng độ kim loại nặng…);
- Phát sinh mùi;
- Tốc độ phát triển sinh khối chậm.
Trong công nghệ kỵ khí cần lưu ý 2 yếu tố quan trọng:
- Duy trì sinh khối càng nhiều càng tốt;
- Tạo tiếp xúc đủ giữa nước thải và sinh khối vi khuẩn.
Quá trình phân hủy kỵ khí các hợp chất hữu cơ là quá trình sinh hóa
phức tạp, bao gồm hàng trăm phản ứng và hợp chất trung gian, mỗi phản ứng
được xúc tác bởi những enzym đặc biệt. Sơ đồ biểu diễn tổng quát quá trình
xử lý kỵ khí [41].

22


Chất hữu cơ không tan, protein, hydrat carbon,

lipit
21

40

39

5

Acid amin, đường

34

Acid BEO
66

34

Hợp chất trung gian
(propionat, butyrat,…)

20

11

23
12

8

11

Acetate

Hydro

70

30

Methane

Hình 1.1. Sơ đồ phản ứng sinh hóa trong điều kiện yếm khí. Số liệu chỉ
%COD trong từng giai đoạn
 Giai đoạn 1- (giai đoạn thủy phân): Nước thải chăn nuôi lợn có chứa
nhiều polyme hữu cơ phức tạp và không tan trong nước (protein, chất béo,
carbon hydrat, cellulose, ligin..). Trong giai đoạn thủy phân những polyme
hữu cơ bị bẻ gãy bởi các enzym ngoại bào do VSV thủy phân sinh ra để tạo
thành các hợp chất hữu cơ đơn giản hơn. Phản ứng thủy phân sẽ chuyển hóa
protein thành acid amin, carbon hydrat thành đường đơn và chất béo thành
acid hữu cơ mạch dài và glyxerin. Nhưng phản ứng thủy phân cellulose và
các chất hữu cơ phức tạp thành các chất hữu cơ đơn giản xảy ra chậm hơn rất
nhiều trong giai đoạn 1 và các giai đoạn sau, yếu tố này cũng sẽ hạn chế tốc
độ quá trình phân hủy kỵ khí.
Tốc độ của quá trình thủy phân phụ thuộc vào nồng độ chất nền, lượng
vi khuẩn và các yếu tố môi trường khác (tốc độ thủy phân xảy ra rất chậm khi
nhiệt độ<200C)...
23

 Giai đoạn 2 - giai đoạn tạo thành axit: các hợp chất hữu cơ đơn giản
từ quá trình thủy phân được các vi khuẩn acetogenic chuyển hóa thành axit
acetic, H2 và CO2.
 Giai đoạn 3 - giai đoạn axetat hóa: Sản phẩm của quá trình axit hóa
được tiếp tục chuyển hóa thành nguyên liệu trực tiếp cho quá trình mêtan hóa.
Trong sơ đồ 3.1 cho thấy 70%COD của nguồn được chuyển thành acid acetic
và 30%COD còn lại đóng vai trò là chất cho điện tử và được chuyển hóa
thành CO2 và H2.
 Giai đoạn 4 - giai đoạn mêtan hóa: là giai đoạn chậm nhất trong quá trình
xử lý yếm khí. Khí mêtan hình thành từ phản ứng của axit acetic hoặc khí CO2 và
H2. Quá trình này được thực hiện bởi loại VK acetotrophic và hydrogenotrophic.
CH3COOH --> CH4 + CO2;
4H2 + CO2 --> CH4 + H2O
Vi sinh vật tạo methane từ hydro và carbonic (hydrogenotrophic) có tốc
độ phát triển nhanh hơn nên đóng vai trò quyết định trong quá trình này. Song
song với quá trình phân hủy các chất hữu cơ là quá trình tổng hợp tế bào của
tất cả các nhóm vi sinh có mặt trong quá trình xử lý.
Từ cơ chế phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện yếm khí cho thấy:
- Theo sơ đồ 3.1 quá trình hình thành mêtan COD chuyển thành H2 chỉ là
30% thông qua nhóm vi khuẩn hydrogenotrophic. Vì vậy, để đạt hiệu quả xử
lý COD cao cần tạo điều kiện cho nhóm vi khuẩn này phát triển.
- Trong giai đoạn acid hóa, pH của môi trường bị giảm do hình thành
acid béo và các sản phẩm trung gian có tính axit. Mặt khác chủng loại vi sinh
tạo methane chỉ phát triển thuận lợi trong môi trường trung tính. Để khắc
phục hiện tượng “chua” cần tạo thế cân bằng giữa hai quá trình acid hóa và
methane hóa bằng cách thúc đẩy hoạt tính của VSV mêtan hóa và duy trì điều
kiện đệm (hệ đệm là HCO3- - CO32-).
Biện pháp xử lý kỵ khí cho chất lượng nước đầu ra còn chứa nhiều hợp
chất có mùi hôi, vì vậy chúng chỉ được coi là một bước tiền xử lý trong hệ
thống xử lý.

Các công trình kỵ khí có triển vọng áp dụng cho XLNT chăn nuôi
* Bể Biogas: Đây là phương pháp xử lý kỵ khí khá đơn giản, thấy ở hầu
hết các cơ sở chăn nuôi quy mô trang trại, kể cả quy mô hộ gia đình. Ưu điểm
của bể Biogas là có thể sản xuất được nguồn năng lượng khí sinh học để thay
thế được một phần các nguồn năng lượng khác.
Trong bể Biogas các chất hữu cơ được phân hủy một phần, do đó sau
Biogas nước thải có hàm lượng chất hữu cơ thấp và ít mùi hơn. Bùn cặn
trong bể biogas có thể sử dụng để cải tạo đất nông nghiệp. Cùng với việc
có nguồn năng lượng mới sử dụng, còn góp phần giảm thiểu hiện tượng
chặt phá rừng và bảo vệ môi trường. Khí Biogas là một nguồn năng lượng
24


có triển vọng trong tương lai đồng thời góp phần bảo vệ môi trường và bảo
tồn tài nguyên thiên nhiên.
Bảng 1.3. Thành phần khí trong hỗn hợp khí Biogas [28]
Loại khí
Thành phần khí
CH4

55-65%

CO2

35-45%

N2

0-3%

H2

0-1%

H2S

0-1%

Khi đốt cháy 1m3 hỗn hợp khí biogas sinh ra nhiệt lượng khoảng 4.5006.000 calo/m3 tương đương với 1 lít cồn, 0,8 lít xăng, 0,6 lít dầu thô, 1,4 kg
than hoa hay 2,2 kW điện [28].
Tùy thuộc vào thành phần và tính chất nước thải chăn nuôi, thời gian lưu
nước, tải trọng chất hữu cơ, nhiệt độ… mà lượng khí sinh ra là khác nhau.
Bảng 1.4. Lƣợng khí Biogas đƣợc sinh ra từ chất thải động vật và các
chất thải trong nông nghiệp [28]
Động vật
Khí đƣợc sản
Thực vật
Khí đƣợc sản
sinh (l/kg chất
sinh (l/kg chất
thải rắn)
thải rắn)
Lợn

340-500

Cỏ

90-130

Gà

310-620

Rơm

105

Bò

280-550

Bèo tây

375

Các quá trình sinh hóa trong bể Biogas:
Có 2 nhóm vi khuẩn tham gia trong bể biogas như sau: Nhóm vi khuẩn
biến dưỡng xenluloza và nhóm vi khuẩn sinh khí metan.
+ Nhóm vi khuẩn biến dưỡng xenluloza: Những vi khuẩn này đều có
enzym xenlulolaza và nằm rải rác trong các họ khác nhau, hầu hết các trực
trùng, có bào tử,: Clostridium, Plectridium, Caduceus, Endosponus,
Terminosponus. Trong điều kiện yếm khí chúng phân hủy tạo ra: CO2, H2
và một số chất tan trong nước như formandehit, acetat, ancol methylic. Các
25