Đánh giá tình hình ô nhiễm môi trường do nước thải chăn nuôi gia súc và hiệu quả của mô hình hầm biogas trên địa bàn xã Hoàng Lâu, huyện Tam Dương, tỉnh Vĩnh Phúc (Khóa luận tốt nghiệp)

I H C THÁI NGUYÊN
TR
NG
I H C NÔNG LÂM
--------------o0o--------------

CHU TH H
Tên

NG LY

tài:

ÁNH GIÁ TÌNH HÌNH Ô NHI M MÔI TR

NG DO N

C TH I

CH N NUÔI GIA SÚC VÀ HI U QU C A MÔ HÌNH
,
HUY N TAM D

NG, T NH V NH PHÚC

KHÓA LU N T T NGHI P

H

ào t o

IH C

: Liên thông

Chuyên ngành

: Khoa h c Môi tr

Khoa

: Môi tr

Khóa h c

: 2013 – 2015

ng

Thái Nguyên, n m 2014

ng


L IC M
L i
hi u tr

u tiên cho phép em

ng

N

c g i l i c m n chân thành

n Ban Giám

i h c Nông lâm Thái Nguyên, Ban Ch nhi m khoa Môi tr

các th y giáo, cô giáo ang gi ng d y trong tr

ng,

ng và khoa ã d y d và truy n

t nh ng kinh nghi m quý báu cho em su t nh ng n m h c ng i trên gi ng
ng

i h c.
Em xin bày t lòng bi t n sâu s c t i th y giáo ThS. Hà

ng

i ã t n tâm giúp

ình Nghiêm,

em trong su t th i gian th c t p và hoàn thành khóa

lu n t t nghi p.

Em c ng xin

c g i l i c m n

nguyên và b o v môi tr

ng, phòng

ng, phòng Tài nguyên và Môi tr

ng

em tìm hi u và nghiên c u tài li u

t th c t p t t nghi p v a qua.
Cu i cùng em xin g i l i c m n

ng

ang

a chính – xây d ng xã Hoàng Lâu ã nhi t tình giúp

và t o m i i u ki n thu n l i giúp
trong

o Trung tâm Tài

ng cùng t p th các cô, các chú, các anh, các ch

công tác t i phòng Công ngh môi tr
huy n Tam D

n Banh lãnh

i ã luôn theo sát và

i u ki n

n gia ình, b n bè, ng

i thân nh ng

ng viên em trong su t quá trình theo h c vào t o m i

em hoàn thành t t khóa lu n t t nghi p.

Em xin chân thành c m n!
Thái Nguyên, ngày … tháng … n m 2014
Sinh Viên

Chu Th H

ng Ly


DANH M C B NG BI U
B ng 2.1. Thành ph n c a khí sinh h c .....................................................................12
B ng 2.2. T c

t ng tr ng nông nghi p Vi t Nam hàng n m ............................20

B ng 2.3. S l ng àn gia súc Vi t Nam các n m ..............................................21
B ng 2.4. L ng ch t th i hàng ngày c a

ng v t theo% kh i l ng c th ......22

B ng 2.5. L ng phân th i ra gia súc, gia c m hàng ngày ...................................23
B ng 2.6. Thành ph n hoá h c c a phân l n t 70 – 100 kg ...................................24
B ng 2.7. T ng l

ng n c th i ch n nuôi gia súc giai o n 2009 – 2011 ...........25

B ng 4.1. T ng tr

ng kinh t giai o n 2001– 2010 ..............................................34

B ng 4.2. Chuy n d

2005-2010 ..........34

B ng 4.3. Giá tr s n xu t c a ngành ch n nuôi (2011 – 2013) ...............................35
B ng 4.

.......................................37

B ng 4.5. Hi u qu x lý ch t th i (t

i) ch n nuôi c a các h

B
B ng 4.7.

i u tra ................38
.................40

c
......................................................................................................................41

B ng 4.8. Ch t l

ng môi tr

ng không khí khu v c ch n nuôi ............................43

B ng 4.9. V trí các i m l y m u n

c m t .............................................................44

B ng 4.10. K t qu phân tích ch t l

ng ngu n n c m t ......................................44

B ng

.................46

giai o n 2006 – 2010..................................................................................................46
B ng 4.12. M t s ý ki n c a h v s d ng h m biogas ........................................48
B ng 4.13. V trí các i m l y m u n

c th i ...........................................................56

B ng 4.14. K t qu phân tích các ch tiêu n

c th i tr

c và sau h m biogas ......57


DANH M C HÌNH
Hình 2.1: C u t o h m biogas......................................................................................14
Hình 2.2. S

các b

Hình 2.3. M i n

c c a quá trình t o khí metan .............................................15

c có s n l

ng l n l n nh t th gi i n m 2009 (con) .............19

.............................................................................................46
Hình 4.2. S n l ng khí c a các h i u tra
41
Hình 4.3. Các thi t b s d ng khí biogas hay h ng .................................................50
Hình 4.4. L i th c a vi c xây d ng h m biogas......................................................50
Hình 4.5. C c u kho n ti n ti t ki m

c c a các h s d ng h m biogas.......52

Hình 4.6. Hàm l

ng TSS tr

Hình 4.7. Hàm l

ng BOD5 tr c và sau h m biogas ............................................59

Hình 4.8. Hàm l

ng COD tr c và sau h m biogas ..............................................59

Hình 4.9. Hàm l

ng t ng N tr c và sau h m biogas ............................................60

Hình 4.10. Hàm l

c và sau h m biogas ................................................58

ng t ng P tr

Hình 4.11. T ng s coliform c a n

c và sau h m biogas...........................................60
c th i tr

c và sau h m biogas.....................61

Hình 4.12. ánh giá c a ng i dân v mùi gas khi s d ng h m biogas ..............63
Hình 4.13. Khó kh n khi xây d ng h m biogas........................................................68


DANH M C KÝ HI U VI T T T
BQ

Bình quân

BSH

ng b ng sông H ng

HNN

i h c Nông nghi p Hà N i

VT

n v tính

KSH

Khí sinh h c

FAO

T ch c nông lâm th gi i

LPG

Khí hóa l ng

MPN

M t

NN&PTNT

Nông nghi p và phát tri n nông thôn

NPV

Giá tr hi n t i thu n

TN&MT

Tài nguyên và Môi tr

TP

Thành ph

TCCP

Tiêu chu n cho phép

UBND

U ban nhân dân

VAC

V

VSV

Vi sinh v t

vi khu n

n ao chu ng

ng


M CL C

U ...................................................................................................... 9

PH N 1: M

1.1. Tính c p thi t c a

tài.......................................................................................... 9

1.2. M c ích và yêu c u c a

tài ...........................................................................10

1.2.1. M c ích .............................................................................................................10
1.2.2. Yêu c u ............................................................................................................... 11
1.3. Ý ngh a c a

tài ................................................................................................. 11

1.3.1. Ý ngh a trong h c t p và nghiên c u khoa h c .............................................. 11
1.3.2. Ý ngh a th c ti n ............................................................................................... 11
.......................................................................12

PH N 2:
2.1. C s khoa h c c a

tài ....................................................................................12

2.1.1. Khái ni m và thành ph n biogas sinh h c.......................................................12
2.1.1.1 Khái ni m .........................................................................................................12
2.1.1.2 Thành ph n.......................................................................................................12
2.1.2. Tính ch t c a khí sinh h c ................................................................................13
2.1.3. C u t o và nguyên lý ho t
2.1.4. Nguyên li u

ng c a biogas sinh h c ....................................14

s n xu t khí sinh h c ..............................................................16

2.2. C s pháp lý c a

tài .......................................................................................17

2.3. Tình hình ch n nuôi và s d ng công ngh biogas trên th gi i và Vi t Nam18
...........................................18
2.3.1.1 Tình hình ch n nuôi.........................................................................................18
2.3.1.2. Tình hình ph th i c a ngành ch n nuôi Vi t Nam..................................21
2.3.2. L ch s phát tri n c a công ngh biogas .........................................................26
PH N 3:

IT

NG,N I DUNG VÀ PH

NG PHÁP NGHIÊN C U.29

3.1.

it

ng và ph m vi nghiên c u.......................................................................29

3.2.

a i m và th i gian nghiên c u .......................................................................29


3.3. N i dung nghiên c u ............................................................................................29
3.4. Ph

ng pháp nghiên c u .....................................................................................30

........................31

PH N 4:

4.1. i u ki n t nhiên, kinh t , xã h i xã Hoàng Lâu .............................................31
..............................................................................................31
......................................................................................................31
...........................................................................................31
............................................................................................................31
..........................................................................................................32
........................................................................................32
................................................................................................32
4.1

.............................................................................................32

4.1.2.3. Tài nguyên khoáng s n ..................................................................................33
–

.................................................................................33

4.2. Tình hình phát tri n ch n nuôi và th c tr ng môi tr ng khu v c ch n nuôi xã
Hoàng Lâu. ...................................................................................................................35
................................................35
4.2.2. Công tác qu n lý ch t th i ch n nuôi nông h và áp l c c a ch t th i ch n
nuôi

n môi tr ng.....................................................................................................37

4.2.2.1. Công tác qu n lý ch t th i ch n nuôi nông h .........................................37

4.2.2.2. Áp l c c a ch t th i ch n nuôi xã Hoàng Lâu

n môi tr

ng ..............39

4.2.3.Th c tr ng môi tr ng khu v c ch n nuôi.......................................................42
4.2.3.1. Môi tr ng không khí ....................................................................................42
4.2.3.2. Môi tr ng n

c.............................................................................................43

4.3. Tình hình phát tri n, v n hành và hi u qu c a h m biogas nông h . .........45
4.3.1. Tình hình phát tri n mô hình h m biogas trên a bàn xã .............................45
4.3.2.Công tác v n hành h m biogas nông h .......................................................47


4.3.3. ánh giá hi u qu c a mô hình h m biogas ...................................................50
4.3.3.1. Hi u qu kinh t ..............................................................................................50
4.3.3.2. Hi u qu xã h i ..............................................................................................53
4.3.3.3. ánh giá hi u qu môi tr

ng c a vi c xây d ng h m biogas ..................55

....................................................................................................................................66
4.3.4.1. Các thu n l i c a các h khi s d ng h m Biogas......................................66
4.3.4.2. Khó kh n khi áp d ng h m khí biogas .........................................................67
4.4 Gi i pháp b o v môi tr

ng trong ch n nuô

......71

4.4.1. Gi i pháp chung .................................................................................................71
4.4.2. Gi i pháp c th .................................................................................................72
5: K T LU N VÀ KI N NGH ................................................................75
5.1. K t lu n..................................................................................................................75
5.2. Ki n ngh ...............................................................................................................76
TÀI LI U THAM KH O .......................................................................................78
....................................................................................................................80


PH N 1
M
U
1.1. Tính c p thi t c a

tài

Ch n nuôi là hình th c ph bi n

các

a ph

ng trong c n

c

c

bi t là khu v c nông thôn, trong ó có t nh V nh Phúc. Ch n nuôi là m t trong
hai l nh v c quan tr ng trong n n nông nghi p (ch n nuôi, tr ng tr t), nó
không nh ng áp ng nhu c u th c ph m cho tiêu dùng hàng ngày c a m i
ng

i dân trong xã h i mà còn là ngu n thu nh p quan tr ng c a hàng tri u

ng

i dân hi n nay. Hoàng Lâu là xã thu c huy n Tam D

ng t nh V nh

Phúc có dân s nông thôn chi m t l cao (chi m t i 90%). Ch n nuôi ngày
càng chi m vai trò ch

o trong c c u nông nghi p c a t nh nói chung và

c a huy n nói riêng.
Tuy nhiên, hi n nay trên

a bàn xã hình th c ch n nuôi ph bi n v n

theo quy mô h gia ình. Vi c ch n nuôi nh l trong nông h nh t là trong
khu v c dân c

ã gây ra tình tr ng ô nhi m môi tr

tr ng. Bên c nh nh ng thành qu kinh t

ch n nuôi, v n
tr

v sinh môi tr

em l i không th ph nh n c a

ng ch n nuôi và h lu c a chúng t i môi

ng, nguy c lây lan d ch b nh và nh h

g n ngu n th i, làm gi m s c

ng ngày càng tr m

ng t i s c kho c a dân c s ng

kháng v t nuôi, t ng t l m c b nh, gi m

n ng su t và hi u qu kinh t ... S c

kháng c a gia súc gi m sút s là nguy

c gây nên bùng phát d ch b nh. Ch t th i ch n nuôi khi th i ra b tích t b c
mùi hôi th i, l ng

ng gây ách t c dòng ch y, ch t th i theo ngu n n

ng m xu ng ngu n n

c ng m làm ô nhi m ngu n n

dân.Vì v y, ph i có các gi i pháp t ng c

ng vi c làm trong s ch môi tr

ch n nuôi, ki m soát, x lý ch t th i, gi v ng
s c kh e các àn gi ng.

c sinh ho t c a ng

c
i
ng

c an toàn sinh h c, t ng c ng


Xu t phát t yêu c u ó, m t s d án, ch
xã nh m gi i quy t v n

ô nhi m môi tr

ng trình

c tri n khai t i

ng trong ch n nuôi

c ti n

hành trong ó có các d án h tr xây d ng h m biogas x lý ch t th i ch n
nuôi

c tri n khai. Tuy nhiên, vi c qu n lý, v n hành và s d ng h m

biogas nh th nào
v a x lý

t hi u qu cao nh t, v a em l i l i ích v kinh t

c ch t th i, không gây ô nhi m môi tr

khó kh n

i v i c a ng

i dân.

,v n
riêng thì môi tr

ng th c p ang là v n

ng m i ch

môi tr

ng nói chung và trong ch n nuôi nói

c quan tâm trong vài n m tr l i ây khi mà

s phát tri n ch n nuôi hàng hoá ngày càng gia t ng và dân s phát tri n m nh
thu nh kho ng cách gi a chu ng tr i và khu dân c . Môi tr
hi n nay là hai v n

không th tách r i nhau. S phát tri n nhanh chóng c a

ngành ch n nuôi gia súc ang e do môi tr
ra các lo i ch t th i a d ng,
thái và con ng

i

ng s ng c a chúng ta. Vi c th i

c h i ã và ang là m i e do l n cho h sinh

ng th i làm cho nó tr nên b c bách và c n thi t ph i có

bi n pháp kh c ph c. B t k h ch n nuôi nào
ngu n ch t th i tr

c khi x ra môi tr

Xu t phát t nh ng v n
nhi m Khoa Môi Tr
Nghiêm, tôi th c hi n
n

ng và phát tri n

ng d

ng.

th c t trên,
is h

u ph i có trách nhi m x lý

c s phân công c a ban ch

ng d n c a th y giáo: Th.S.Hà

tài: “ ánh giá tình hình ô nhi m môi tr

ình

ng do

c th i ch n nuôi gia súc và hi u qu c a mô hình h m
, huy n Tam D

1.2. M c ích và yêu c u c a

ng, t nh V nh Phúc”.

tài

1.2.1. M c ích
-

ánh giá t ng quan tình hình ô nhi m môi tr

ng do n

c th i ch n

nuôi gia súc trên

a bàn xã hi n nay. Xây d ng c s d li u ph c v công

tác qu n lý môi tr

ng.


-

ánh giá hi u qu kinh t - môi tr

ng, l

ng hoá

c l i ích – chi

phí mà biogas mang l i.
-

xu t các gi i pháp c i thi n ch t l ng môi tr ng ch n nuôi, s d ng

ti t ki m n ng l ng, phát tri n h th ng h m biogas trong th i gian t i, nâng cao
nh n th c cho ng i dân trong qu n lý, v n hành và s d ng h m biogas.
1.2.2. Yêu c u
- i u tra tình hình ch n nuôi gia súc trên

a bàn xã

- ánh giá, phân tích hi u qu c a h m biogas
-

xu t gi i pháp b o v môi tr

1.3. Ý ngh a c a

ng trong ch n nuôi

tài

1.3.1. Ý ngh a trong h c t p và nghiên c u khoa h c
- V n d ng ki n th c ã h c làm quen v i th c t
- Tích lu

c kinh nghi m cho công vi c khi i làm

- Nâng cao ki n th c k n ng và rút ra kinh nghi m th c t ph c v cho
công tác sau này.
1.3.2. Ý ngh a th c ti n

ánh giá

c tình hình hình ô nhi m môi tr

ng do n

c th i ch n

nuôi gia súc và hi u qu c a mô hình h m biogas quy mô h gia ình t
bi t
và

c nh ng thu n l i và khó kh n c a ng

i dân khi s d ng h m biogas

a ra m t s gi i pháp nh m gi m thi u ô nhi m môi tr

th i ch n nuôi.

ó

ng do ch t th i


PH N 2

2.1. C s khoa h c c a

tài

2.1.1. Khái ni m và thành ph n biogas sinh h c
2.1.1.1 Khái ni m
Công ngh biogas là công ngh s d ng các quá trình phân hu các
ch t h u c (nh : phân

ng v t, n

c th i c a các lò m ) trong môi tr

ng

y m khí. S n ph m c a quá trình phân hu k khí là h n h p các khí (g i là
khí sinh h c) và bã th i (Nguy n Quang Kh i, 2009) [9].
(CH4),
m t s H2S, khí carbon dioxide (CO2) và h i n

c,

c t o ra sau quá trình

lên men các sinh kh i h u c ph th i nông nghi p, ch y u là cellulose, t o
thành s n ph m

d ng khí. Khí sinh h c là ngu n n ng l

ng tái t o s ch, d

dàng ki m soát t ch t th i h u c , có th thay th c i un và nhiên li u hóa
th ch nh khí gas t nhiên trong nhi u tr

ng h p (Nguy n Quang Kh i,

2009) [9].
2.1.1.2 Thành ph n

, có thành ph n ch y u là CH4 và CO2
(C c ch n nuôi, 2011) [4].
B ng 2.1. Thành ph n c a khí sinh h c
Lo i khí
Metan CH4
Cacbonic CO2
Nito N2

T l (%)
Lo i khí
T l (%)
50 – 70
Hidro H2
0–3
30 – 45
Oxy O2
0–3
0–3
Hidro sunfua H2S
0-3
(Ngu n: Công ngh khí sinh h c quy mô h gia ình)


Khí metan (CH4): Là thành ph n ch y u chi m t l cao nh t. Nó c ng

là thành ph n ch y u c a khí gas thiên nhiên (th
mét kh i metan
l ng

áp su t th

-162 °C, hóa r n

ng có kh i l

nhi t

ng chi m trên 90%). M t

ng 717g. Metan hoá l ng

hóa

-183 °C và r t d cháy [17].

Khí cacbonic: là thành ph n ch y u th hai c a KSH. Khí này không
mùi, không cháy

c, không duy trì s s ng, n ng g p r

l cao s làm gi m ch t l

i không khí, khi t

ng c a KSH [17].

Khí hidro sunfua: Không màu, có mùi tr ng th i, do ó khi n cho KSH
có mùi hôi, giúp chúng ta d nh n bi t KSH b ng kh u giác. N ng
trong KSH s n xu t t ch t th i ng

i và gia c m th

li u khác. Tuy nhiên, H2S có th cháy

c do ó khi

H2S

ng cao h n các nguyên
t s h t mùi hôi [17].

2.1.2. Tính ch t c a khí sinh h c
KSH là m t khí
phân gi i. H i n

t vì nó ch a h i n

c s ng ng t trong

thành ph n c a KSH thay
ta th

c bão hoà bay h i t dung d ch
ng ng và c n

c lo i b . Vì

i, nên các tính ch t c a nó c ng thay

i, ng

i

ng l y t l ph bi n c a khí metan là 60%. KSH v i 60% metan, 40%

cacbonic có kh i l

ng riêng là 1,2196 kg/m3 và t tr ng so v i không khí là

0,94. Nh v y KSH nh h n không khí, nhi t tr c a KSH ch y u
nh b ng hàm l

ng metan trong thành ph n c a nó. V i hàm l

c xác
ng metan

60% thì KSH có nhi t tr là 5.146 Kcal/m3 (Nguy n Quang Kh i, 2009) [9].


2.1.3. C u t o và nguyên lý ho t

ng c a biogas sinh h c

Hình 2.1: C u t o h m biogas

Hi n nay, có r t nhi u ki u xây d ng h m biogas khác nhau: h m

chung

v i bình gas, h m có bình gas n i, h m có bình gas r i, lo i xây b ng g ch, lo i s
d ng b ng nh a,... nh ng c u t o chung c a h m có ba ph n chính (Nguy n
Quang Kh i, 2009) [9]:
- H th ng n p nguyên li u

d n ch t th i t chu ng tr i ch n nuôi

n h m khí. Tu thu c vào t ng mô hình biogas mà h th ng n p có th
th ng qua máng d n ho c d n tr c ti p.
- H m phân hu là b ph n chính c a h m, n i ch a h n h p v t ch t và
n c. T i ây x y ra hai giai o n c a quá trình lên men, s n ph m t o thành là
khí biogas.
- B thu l c (b áp) là m t b ph n ch a nguyên li u ã phân hu r i
x ra ngoài,

ng th i óng vai trò i u áp (Nguy n Th Hoa Lý, 2005) [10].

Khi m t l

ng sinh kh i

c l u gi trong môi tr

ng kín vài ngày s

chuy n hóa và s n sinh ra các ch t khí (khí sinh h c) có kh n ng cháy

c


v i thành ph n chính là mêtan (CH4) và cacbondioxide (CO2). Quá trình này
c g i là quá trình lên men k khí hay quá trình s n xu t khí metan sinh h c
(Nguy n Quang Kh i, 2009) [9].
Trong quá trình lên men, ph n sinh kh i phân rã và ch t th i
s

ng v t

c các vi sinh v t k khí, n m và vi khu n chuy n hóa thành các h p

ch t dinh d

ng c b n có ích cho th c v t và

t mùn

Quá trình phân h y k khí di n ra qua 3 giai o n chính: th y phân, kh
axit và lên men mêtan (Nguy n Quang Kh i, 2009) [9]. Các giai o n này

c

th c hi n b i 2 lo i vi khu n: vi khu n axit hóa và vi khu n metan hóa.
Protein
Cacbonhydrat
Ch t béo

Axit acetic
Axit
HC y u
R u

1

Vi khu n lên men

2

Axit acetic

3

Biogas CH4
và CO2

Vi khu n acetogenic

Vi khu n metan hóa

Hình 2.2. S
các b c c a quá trình t o khí metan
* Giai o n t o axit (th y phân):
Trong giai o n th y phân, các vi khu n ti t ra men hidrolaza phân hu
ch t h u c , các h p ch t d ng polymer (phân t l n) s b kh thành các
monome (phân t c b n) nh : ch t béo thành axit béo, protein thành amino axit,
Hydratcacbon thành

ng .

S n ph m c a giai o n này s

c các vi khu n lên men chuy n hóa,

hình thành các s n ph m nh : Hidro, H2O, CO2, NH4, H2S; Axit acetic
CH3COOH; R

u và các axit h u c y u.

* Giai o n kh axit
Trong b

c này vi khu n acetogleic s chuy n hóa r

u và các axit h u

c y u thành các s n ph m sau: Hidro, H2O, CO2; Axit acetic CH3COOH.


* Giai o n t o CH4
Trong giai o n cu i cùng c a quá trình chuy n hóa, axit acetic
hình thành

b

c 1 và 2 s chuy n hóa thành CH4 và CO2 nh ho t

c

ng c a

vi khu n metan. ây là giai o n quan tr ng nh t c a toàn b quá trình.
Trong quá trình phân h y s xu t hi n các b t khí H2S nh và tích l y m t
ph n nh trong thành ph n khí biogas. Khí H2S

c sinh ra trong giai o n th y

phân khi các vi sinh v t b gãy amino axit methionine thi t y u. Trong giai o n
metan hóa, H2S c ng ti p t c

c sinh ra do các nhóm vi sinh v t kh sunfat

khác nhau s d ng axit béo ( c bi t là acetat), protein làm ngu n c ch t cho quá
trình phân h y.
Trong th c t , quá trình phân h y di n ra trong th i gian dài, do ó hi u
su t c a quá trình ít khi

t tr ng thái hoàn toàn, ch kho ng 60% c ch t

c chuy n hóa. Quá trình phân h y di n ra
t

ng ng v i 3 nhóm VSV
càng t ng vì t c
th p. Khi nhi t

2.1.4. Nguyên li u
Nguyên li u

ba dãy nhi t

khác nhau,

c tr ng. Hi u su t sinh khí càng t ng khi nhi t

ph n ng

nhi t

gia t ng 100C, t c

cao di n ra nhanh h n so v i nhi t
sinh khí s t ng g p ôi.

s n xu t khí sinh h c
s n xu t KSH có th chia thành hai lo i nh

nguyên li u có ngu n g c

sau:

ng v t và nguyên li u có ngu n g c th c v t ( Lê

Thoa, 2010) [19].
- Nguyên li u có ngu n g c

ng v t: Bao g m ch t th i (phân và n

ti u) c a gia súc, gia c m và ch t th i c a ng
Các lo i ch t th i này ã

c

i,…

c x lý s b trong b máy tiêu hoá c a

ng v t nên d phân gi i và nhanh chóng t o khí sinh h c. Tuy v y, th i gian
phân gi i c a phân dài (kho ng 2 – 3 tháng), t ng s n l

ng khí thu

ct 1

kg phân không l n. Ch t th i c a gia súc nh trâu, bò, l n phân gi i nhanh
h n ch t th i c a gia c m và ch t th i c a ng

i, nh ng s n l

ng khí c a


ch t th i gia c m và ch t th i ng

i l i cao h n.

- Nguyên li u có ngu n g c th c v t: Các nguyên li u th c v t g m lá cây
và cây thân th o nh ph ph m cây tr ng (r m, r , thân lá ngô, khoai,

sinh ho t h u c (rau, qu , l

ng th c b

u,…), rác

i), các lo i cây xanh hoang d i (rong,

bèo, các cây phân xanh). G và thân cây già r t khó phân gi i nên không dùng làm
nguyên li u

c.

Nguyên li u th c v t th

ng có l p v c ng r t khó b phân gi i.

trình phân gi i k khí di n ra
(c t nh ,

p d p,

hi u khí) tr

c thu n l i, ng

i ta th

quá

ng ph i x lý s b

c khi n p chúng vào h m biogas

phá v

l p v c ng và t ng di n tích ti p xúc cho vi khu n t n công. Th i gian phân
gi i c a nguyên li u th c v t th

ng dài h n so v i ch t th i

ng v t ( Lê

Thoa, 2010) [19].
2.2. C s pháp lý c a
Lu t b o v môi tr

tài
ng 2005

QCVN 40:2011/BTNMT - Quy chu n k thu t Qu c gia v n

c th i

công nghi p
QCVN 05:2009/BTNMT – Quy chu n v ch t l ng không khí xung quanh.
QCVN 06:2009/BTNMT – Quy chu n v m t s ch t

c h i trong

không khí xung quanh.
QCVN 01-15:2010/BNNPTNT - Quy chu n Qu c gia i u ki n tr i
ch n nuôi gia c m an toàn sinh h c.
QCVN 08:2008 - Quy chu n k thu t Qu c gia v ch t l
tr

ng n

ng môi

cm t

Ngh

nh s 80/2006/N -CP ngày 09 tháng 8 n m 2006 c a Chính ph

quy nh chi ti t và h
Quy t

ng d n thi hành m t s

i u c a Lu t B o v môi tr

nh s 04/2014/Q -UBND v b o v môi tr

t nh V nh Phúc.

ng.

ng nông thôn

Quy t

nh s

104/2000/Q -TTg ngày 25/08/2000 c a Th

Chính ph v vi c phê duy t Chi n l
nông thôn

c qu c gia v c p n

t

ng

c s ch và v sinh

n n m 2020.

Quy t

nh s 1443/Q -CT phê duy t d án h tr nhân r ng mô hình

h m biogas nh m gi m thi u ô nhi m môi tr

ng

nông thôn trên

a bàn

t nh V nh Phúc giai o n 2006 – 2010.
2.3. Tình hình ch n nuôi và s d ng công ngh biogas trên th gi i và
Vi t Nam
2.3.
2.3.1.1 Tình hình ch n nuôi
, dân s t ng nhanh kéo theo nhu c u v l

ng th c, th c

ph m ngày càng l n. Theo s li u th ng kê n m 2010 dân s c a toàn c u
hi n nay trên 6,7 t ng

i, d báo m i n m dân s th gi i t ng 0,7 – 0,8 tri u

ng

i. Châu l c có c dân l n nh t ó là Châu Á v i s l

ng

i ti p

n là Châu Phi có 1.033,7 tri u ng

M La Tinh 588,6 tri u ng
35,8 tri u ng

ng 4.166,0 tri u

i, Châu Âu 732,7 tri u ng

i, B c M 351,6 tri u ng

i và Châu

2050 dân s toàn c u có s l
l

ng

ng

i. Tính riêng Châu Á ã chi m trên 60% dân s th gi i, n u

c Châu Á và Châu Phi chi m trên 70% dân s toàn c u. D ki n
V s l

iD

i,

ng trên 9,5 t ng

nn m

i [19].

ng v t nuôi, theo s li u th ng kê c a FAO n m 2009 s

u gia súc và gia c m chính c a th gi i nh sau: t ng àn trâu 182,2

tri u con phân b ch y u

các n

c Châu Á, t ng àn bò 1.164,8 tri u con,

dê 591,7 tri u con, c u 847,7 tri u con, l n 887,5 tri u con, gà 14.191,1 tri

, 2010) [18].


Hình 2.3. M i n c có s n l ng l n l n nh t th gi i n m 2009 (con)
Ngu n: Báo cáo ánh giá k t qu ch n nuôi n m 2010, nh h ng n m
2011 và các n m ti p theo (B NN&PTNT, 2010)
C ng theo ánh giá FAO, Châu Á s tr thành khu v c s n xu t và tiêu
dùng các s n ph m ch n nuôi l n nh t. Ch n nuôi
n

c trong khu v c ph i duy trì m c t ng tr

c u tiêu dùng trong n

c và t ng b

ch

Vi t Nam, gi ng nh các

ng cao nh m áp ng

nhu

ng t i xu t kh u. Trong nh ng

n m g n ây, ngành ch n nuôi Vi t Nam ã phát tri n áng k . Hi n nay,
ngành ch n nuôi n

c ta có s n l

ng th t l n

ng th nh t khu v c

ông

Nam Á (chi m 42,2%), th 2 châu Á (chi m 5%), th 6 th gi i (chi m
2,8%). S n l

ng th t v t

ng th 2 khu v c

Trong nh ng n m qua, t c
khá, giai o n

t ng tr

–
, 2010)[18].

ông Nam Á (chi m 22,4%).

ng c a nông nghi p c a n

c ta

t


B ng 2.2 T c

t ng tr

ng nông nghi p Vi t Nam hàng n m
VT: %/n m

Giai o n
1986-1990

Ngành

1990-1996 1997-2005 1996-2005 2006-2010

Nông nghi p khác

3,4

6,0

5,5

5,2

4,1

Tr ng tr t

3,4

6,1

5,4

5,2

5,5

Ch n nuôi
D ch v

3,4
4,1

5,8
4,6

6,7
2,3

5,6
3,6

8,5
4,2

(Ngu n: T ng c c Th ng kê, Vi n kinh t nông nghi p Vi t Nam -2009)
T khi chuy n d ch n n kinh t t t p trung bao c p sang n n kinh t th
tr

ng, ngành ch n nuôi không ng ng phát tri n c v t ng àn gia súc và

ch t l

ng gia súc. T n m 1990

nhanh so v i tr

n nay, àn l n có t c

c ó. N m 1980 t ng àn l n c n

c m i có 10,0 tri u con,

n m 1990 có 12,26 tri u con (t ng 1,2 l n) thì n m 2000 n
tri u con (t ng 1,7 l n so v i n m 1990), n m 2010 n
(t ng 2,2 l n so v i n m 1990). Bình quân t c

phát tri n r t

c ta ã có 20,2

c ta có 27,4 tri u con

t ng àn t n m 1990 –

2002 là 5% (B NN&PTNT, 2010) [1].
T n m 2000 – 2010 s l
2006 – 2010 thì s l
nhiên các n m có xu h

ng gia súc, gia c m bi n

i nhi u, các n m t

ng gia súc, gia c m t ng áng k so v i n m 2000, tuy
ng gi m. S l

ng l n t ng m nh nh t giai o n 2003 –

2006. Các n m ti p theo do d ch b nh bùng phát m nh, giá c không n nh nên
nhi u h

ã ch n nuôi ít i. N m 2010 d ch b nh tai xanh

l n và cúm H5N1

gia c m ã lây lan r ng và xu t hi n nhi u t nh thành trên c n
m c b nh
Riêng

c. T ng s l n

mi n B c là 36.899 con, trong ó ã có 14.860 l n ch t và tiêu h y.

mi n Nam, s l n b b nh ph i tiêu hu trên 150 nghìn con, tiêu th th t

ình tr (B NN&PTNT, 2010) [1].


B ng 2.3. S l
Trâu

N m

ng àn gia súc
Ng a

Bò

Vi t Nam các n m
Dê, c u

L n

Gia c m

(nghìn con) (nghìn con) (nghìn con) (nghìn con) (nghìn con) (tri u con)

2000

2.897,2

4.127,9

126,5

543,9

20.193,8

196,1

2001

2.807,9

3.988,7

113,4

571,9

21.800,1

218,1

2002

2.814,5

4.062,9

110,9

621,9

23.169,5

233,3

2003

2.834,9

4.394,4

112,5

780,4

24.884,6

254,6

2004

2.869,8

4.907,7

110,8

1022,8

26.143,7

218,2

2005

2.922,2

5.540,7

110,5

1314,1

27.435,0

219,9

2006

2.921,1

6.510,8

87,3

1525,3

26.855,3

214,6

2007

2.996,4

6.724,7

103,5

1777,7

26.560,7

226,0

2008

2.897,7

6.337,7

121,2

1483,4

26.701,6

248,3

2009

2.886,6

6.103,3

102,2

1375,1

27.627,7

280,2

2010

2.877,0

5.808,3

93,1

1288,4

27.373,3

300,5

(Ngu n: T ng c c Th ng kê, Niên giám th ng kê 2007 – 2011)
2.3.1.2. Tình hình ph th i c a ngành ch n nuôi
Ngày nay v n

ô nhi m môi tr

Vi t Nam

ng trong nông nghi p ngày càng

c quan tâm nhi u, nh t là ngành ch n nuôi. Ch t th i ch n nuôi có mùi hôi
th i

c tr ng, ch a nhi u ch t h u c , vi sinh v t gây b nh.
Bên c nh ó,

n

c ta hi n nay, ph

ng th c ch n nuôi nông h v n

chi m t l l n, vì v y vi c x lý và qu n lý ch t th i ch n nuôi ngày càng
khó kh n. Hi n n

c ta có g n 9 tri u h ch n nuôi quy mô gia ình và

kho ng 18 nghìn trang tr i ch n nuôi t p trung nh ng ch có 8,7% s h xây
d ng h m biogas và ch có 0,6% s h gia ình cam k t b o v môi tr
Nhi u báo cáo nghiên c u
trong ch n nuôi
không

u ch a

u ã kh ng

c x lý tr

ng.

nh là h u h t các ch t th i

c khi th i ra môi tr

ng. S phân

c x lý và tái s d ng l i là ngu n cung c p ph n l n các khí nhà


kính (ch y u là CH4, CO2, N2O) làm trái
lo n

phì c a

t, gây phì d

t nóng lên, ngoài ra còn làm r i

ng, ô nhi m

t và

, 2011) [5].
Kh i l

ng ch t th i r n trong ch n nuôi

t n m i n m nh ng ch kho ng 40% s này
tr c ti p ra môi tr

ng. Ph

c tính kho ng h n 85 tri u
c x lý, còn l i là x th ng

ng pháp x lý ch t th i r n còn

ng

, 2011) [5].
Ch t th i ch n nuôi chia ra thành 3 nhóm: ch t th i r n, ch t th i l ng,
ti ng n và khí th i

, 2011) [5].

a, Ch t th i r n
Là nh ng thành ph n t th c n n
h p th

c u ng mà c th gia súc không

c và th i ra ngoài c th . Ch t th i r n ch n nuôi l n có

56 -

mt

, 2011) [2].
*L

ng phân:

S l

ng ch t th i trên m t

th và ch

dinh d

ng. L

u

ng v t ph thu c vào kh i l

ng ch t th i tính theo % kh i l

ng c

ng v t nuôi

nh sau:
B ng 2.4. L
ng v t

L

ng ch t th i hàng ngày c a

ng v t theo% kh i l

ng ch t th i theo % kh i l
Phân

N

ng c th
c ti u

L

ng c th

ng phân t
(kg/ngày)

Bò

5

4–5

15 – 20

Trâu

5

4–5

18 – 25

L n

2

3

1,2 – 4,0

Dê/ c u

3

1 – 1,5

0,9 – 3,0

Gà

4,5

-

0,02 – 0,05

Ng

i

1

i

2
0,18 – 0,34
(Ngu n: Công ngh khí sinh h c quy mô h gia ình)


L

ng phân th i ra trong m t ngày êm tùy thu c vào gi ng, loài, tu i

và kh u ph n n.

i v i gia súc

các l a tu i khác nhau thì l

ra khác nhau. Theo Hill và Tollner (1982), l
êm c a l n có kh i l
phân, t 45 –

ng d

ng phân th i

ng phân th i ra trong m t ngày

i 10 kg là 0,5 – 1 kg, t 15 – 40 kg là 1 – 3 kg

–
, 2011)[5].

B ng 2.5. L

ng phân th i ra gia súc, gia c m hàng ngày
Phân t i
T ng ch t r n
Lo i gia súc, gia c m
(kg/ngày)
(% t i)

Bò s a (500kg)
Bò th t (400kg)
L n nái (200kg)
L n th t (50kg)
C u
Gà tây
Gà
Gà th t

35
13
25
13
16
9
3,3
9
3,9
32
0,4
25
0,12
25
0,1
21
(Ngu n: Giáo trình qu n lý ch t th i ch n nuôi, HNN)

Theo B NN&PTNT (2013), n u v i m c th i trung bình 1,5 kg phân
l n/con/ngày; 15kg phân trâu, bò/con/ngày; 0,5kg phân dê/con/ngày và 0,2 kg
phân gia c m/con/ngày thì hàng n m v i t ng àn v t nuôi trong c n

riêng l

ng phân phát th i trung bình ã h n 85 tri u t n m i n m. L

phân này phân h y t nhiên n u không
t, n

c thì
ng

c x lý s gây ô nhi m n ng n

c và không khí do phát th i nhi u khí

c nh CO2, CH4 (còn gây

hi u ng nhà kính), ...
Thành ph n các ch t trong phân gia súc, gia c m ph thu c vào nhi u
y u t khác nhau nh : Thành ph n d
tu i; tình tr ng s c kh e v t nuôi,…

ng ch t c a th c n và n

c u ng;


B ng 2.6. Thành ph n hoá h c c a phân l n t 70 – 100 kg
c tính
nv
Giá tr

6,47 – 6,95

pH

V t ch t khô

g/kg

213 – 342

NH4-N

g/kg

0,66 – 0,76

N t ng

g/kg

7,99 – 9,32

Tro

g/kg

32,5 – 93,3

Ch t x

g/kg

151 – 261

Carbonat

g/kg

0,23 – 0,41

Các axit m ch ng n

g/kg

3,83 – 4,47

(Ngu n: Giáo trình qu n lý ch t th i ch n nuôi, HNN)
Trong phân l n hàm l

ng nit khá cao (7,99 – 9,32 g/kg). Ngoài ra,

trong phân còn có ch a nhi u lo i vi khu n, virus và tr ng ký sinh trùng,
trong ó vi khu n thu c h Enterobacteriacea chi m a s v i các gi ng i n
hình nh Escherichia, Salmonella, Shigella, Proteus, Klebsiella. Trong 1 kg
phân có ch a 2.000 – 5.000 tr ng giun sán g m ch y u các lo i: Ascaris
suum, Oesophagostomum, Trichocephalus (Nguy n Th Hoa Lý, 2005) [10].
b) N
N

c th i

c th i ch n nuôi là m t lo i n

gây ô nhi m môi tr

ng cao. L

nhu c u u ng,

n

c th i ra l n, l

c tr ng và có kh n ng
ng n

c s d ng cho

,2005) [6]. N

xa

ng n

c th i r t

c th i có mùi hôi th i, khó v n chuy n i

s d ng cho các m c ích nông nghi p và nuôi tr ng th y s n; L
c th i quá l n, không th s d ng h t cho di n tích

quanh, do ó th
N
Vì v y, n

ng

c th i tr c ti p ra môi tr

c th i ch n nuôi g m h n h p phân, n
c phân chu ng r t giàu ch t dinh d

ng

t canh tác xung

ng.
c ti u và n

c r a chu ng.

ng và có giá tr l n v m t


c phân chu ng nghèo lân, giàu

phân bón. N
trong n

m và r t giàu Kali.

m

c phân chu ng t n t i theo 3 d ng ch y u là: urê, axit uric và axit

hippuric, khi

ti p xúc v i không khí m t th i gian hay bón vào

t thì b

VSV phân gi i axit uric và axit hippuric thành urê và sau ó
, 2011) [2].
Trong n
mg/l, hàm l

c th i ch n nuôi, hàm l

ng nit trên 200, hàm l

ng BOD r t cao kho ng trên 3.000

ng ch t l l ng và s l

ng vi sinh v t

c ng r t cao. Theo B NN&PTNT (2013) hàng n m ã có t i kho ng 36 tri u
t nn

c ti u v t nuôi

c th i ra, ch a k hàng ch c tri u t n n

c th i sau

t m và r a chu ng tr i n a.
B ng 2.7. T ng l

ng n

c th i ch n nuôi gia súc giai o n 2009 – 2011
VT: Tri u t n

T ng l

N m

ng n

c th i

T ng c ng

L n

Trâu

Bò

2009

8,06

9,49

20,03

37,58

2010

7,99

9,55

19,41

36,95

2011

8,11

9,62

18,29

36,02

(Ngu n: T p chí 01/2013, Xúc ti n th

ng m i, B NN&PTNT)

c) Khí th i và ti ng n
i v i ô nhi m khí và ti ng n thì ngành ch n nuôi óng góp khá tích c c.
Ch n nuôi là m t ngành s n xu t t o ra nhi u lo i khí th i nh t, có t i trên 170
ch t khí có th sinh ra t ch n nuôi, i n hình là các khí CO2, CH4, NH3,
NO2,N2O, NO, H2S, indol, schatol mecaptan…và hàng lo t các khí gây mùi khác.
i u ki n bình th

ng, các ch t bài ti t t gia súc, gia c m nh phân và n

ti u nhanh chóng b phân gi i t o ra nhi u ch t khí có kh n ng gây
và v t nuôi

c

c cho ng i

, 2011) [2].

Ti ng n trong ch n nuôi th

ng gây nên b i ho t

ng c a gia súc, gia