Nghiên cứu đề xuất mô hình công nông nghiệp không phát thải (aizes) cho ngành xay xát chế biến lúa gạo gắn với việc tận dụng các hệ sinh thái sẵn có tại huyện cao lãnh, tỉnh đồng tháp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CNSH - TP -MT

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH CÔNG NÔNG
NGHIỆP KHÔNG PHÁT THẢI (AIZES) CHO NGÀNH
XAY XÁT CHẾ BIẾN LÚA GẠO GẮN VỚI VIỆC TẬN
DỤNG CÁC HỆ SINH THÁI SẴN CÓ TẠI HUYỆN CAO
LÃNH, TỈNH ĐỒNG THÁP

Ngành

MÔI TRƯỜNG

:

Chuyên ngành:

KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

GVHD

: PGS.TS.Lê Thanh Hải

SVTH

: Võ Dương Thu Hương

MSSV: 1311090800

Lớp: 13DMT06

TP. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2017


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của riêng
tôivà được sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Lê Thanh Hải và các thầy cô trong
phòng Quản lý môi trường. Các số liệu sử dụng phân tích trong đồ án có nguồn gốc
rõ ràng, đã công bố theo đúng quy định. Các kết quả nghiên cứu trong đồ án do tôi
tự tìm hiểu, phân tích một cách trung thực, khách quan và phù hợp với thực tiễn của
Việt Nam.
Ngoài ra, trong đồ án còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu
của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc.
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2017
Sinh viên thực hiện
Võ Dương Thu Hương


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện Luận văn tốt nghiệp, em đã nhận được sự giúp đỡ và
ủng hộ rất lớn của các Thầy, Cô, người thân và bạn bè. Đó là động lực rất lớn giúp
em hoàn thành tốt Đồ án tốt nghiệp.
Lời đầu tiên em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS Lê Thanh
Hải và các thầy, cô trong phòng Quản lý môi trường đã tận tình hướng dẫn, cung
cấp cho em những kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong quá trình thực hiện Đồ
án tốt nghiệp.
Em cũng xin gửi lời cám ơn đến Ban giám hiệu Trường Đại Học Công Nghệ
TP HCM, Ban chủ nhiệm khoa Công Nghệ Sinh Học – Thực Phẩm – Môi

Trường, cùng tất cả các thầy cô trong khoa đã tạo điều kiện để em hoàn thành tốt
Đồ án này.
Cuối cùng không thể không nhắc đến đó là sự giúp đỡ nhiệt tình của các anh
chị tại Viện Môi Trường và Tài Nguyên – Đại học Quốc Gia TPHCM đã truyền
đạt kinh nghiệm quý báu của mình và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt thời
gian làm Luận văn và thực tập tại Viện.
Với điều kiện thời gian cũng như kinh nghiệm còn hạn chế, luận văn này
không thể không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo,
đóng góp ý kiến của Quý thầy cô
Xin chân thành cảm ơn!
Tp. HCM, tháng 7 năm 2017
Sinh viên


MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................. 1
2. Tình hình nghiên cứu .................................................................................... 2
3. Mục đích nghiên cứu ..................................................................................... 3
4. Nhiệm vụ nghiên cứu ..................................................................................... 3
5. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 3
6. Tiến độ và kết quả đạt được của đề tài........................................................... 4
6.1 Tiến độ của đề tài ........................................................................................ 4
6.2.
Kết quả đạt đƣợc ................................................................................. 5
7. Kết cấu của đồ án ........................................................................................... 5
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ........................................ 6
1.1. TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH CÔNG NÔNG NGHIỆP KHÔNG
PHÁT THẢI AIZES ............................................................................................ 6
1.1.1. Giới thiệu về mô hình công nông nghiệp không phát thải.................. 6

a. Định nghĩa về mô hình công nông nghiệp không phát thải ....................... 6
b. Mục tiêu của mô hình ............................................................................... 6
c. Tiêu chí mô hình ....................................................................................... 7
1.1.2. Mô hình công nông nghiệp không phát thải tiêu biểu ........................ 7
a. Hiện trạng mô hình công nông nghiệp không phát thải nước ngoài ......... 7
b. Hiện trạng mô hình công nông nghiệp không phát thải Việt Nam ............ 9
1.2. TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU ............................................ 12
1.2.1. Vị trí địa lý .......................................................................................... 12
1.2.2. Điều kiện tự nhiên .............................................................................. 13
a. Diện tích và hiện trạng sử dụng đất........................................................ 13
b. Khí hậu ................................................................................................... 14
c. Thủy văn và hệ thống kênh rạch ............................................................. 15
d. Tài nguyên thiên nhiên............................................................................ 15
1.2.3. Đặc điểm kinh tế - văn hóa – xã hội .................................................. 17
a. Dân số, lao động, thu nhập ..................................................................... 17
b. Y tế, giáo dục .......................................................................................... 18
1.3.

TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI NÔNG NGHIỆP ................................ 19

i


1.3.1. Tổng quan về chất thải chăn nuôi ..................................................... 19
a. Định nghĩa về chất thải chăn nuôi .......................................................... 19
b. Nguồn gốc phát sinh ............................................................................... 19
1.3.2. Tổng quan về chất thải trồng trọt ...................................................... 20
1.4. TỔNG QUAN VỀ PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI ................. 20
1.4.1. Xử lý chất thải chăn nuôi ................................................................... 20
a. Xử lý bằng hầm biogas ........................................................................... 21

b. Sản xuất phân bón hữu cơ từ phân gia súc ............................................. 22
1.4.2. Xử lý chất thải trồng trọt .................................................................... 22
a. Sử dụng rơm để làm thức ăn cho trâu bò ................................................ 23
b. Trồng nấm .............................................................................................. 23
1.5. TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CÂY LÚA ............................ 23
1.5.1. Vị trí và tầm quan trọng của cây lúa ................................................. 23
1.5.2. Một số đặc điểm cây lúa ..................................................................... 24
a. Đặc điểm sinh học .................................................................................. 24
b. Đặc điểm sinh thái .................................................................................. 26
1.6. THỰC TRẠNG NGÀNH XAY XÁT LÚA GẠO .................................. 26
1.6.1. Ngành xay xát lúa gạo ở Thế Giới và Việt Nam ................................ 26
1.6.2. Ngành xay xát lúa gạo của tỉnh Đồng Tháp ..................................... 29
1.6.3. Ngành xay xát lúa gạo của huyện Cao Lãnh .................................... 31
CHƢƠNG 2: PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT CỦA
NGÀNHXAY XÁT CHẾ BIẾN LÚA GẠO TẠI HUYỆN CAO LÃNH, TỈNH
ĐỒNG THÁP ......................................................................................................... 33
2.1.

GIỚI THIỆU VỀ CHUỖI SẢN XUẤT LÚA GẠO ............................... 33

2.2. HIỆN TRẠNG CHẤT THẢI NÔNG NGHIỆP CỦA HUYỆN ............ 34
2.2.1. Thuốc bảo vệ thực vật ........................................................................ 36
2.2.2. Rơm, rạ sau khi thu hoạch ................................................................. 38
2.2.3. Khí nhà kính từ hoạt động bón phân ở đồng ruộng ......................... 39
2.3. CÁC NGUỒN GÂY ẢNH HƢỞNG TỚI MÔI TRƢỜNG CỦA NHÀ
MÁY XAY XÁT LÚA GẠO.............................................................................. 40
2.3.1. Quy trình xay xát lúa gạo ................................................................... 40
2.3.2. Nguồn phát sinh nước thải ................................................................ 43
a. Nước từ nhà vệ sinh ................................................................................ 43
b. Nước từ nhà ăn ....................................................................................... 44

2.3.3. Nguồn phát sinh khí thải ................................................................... 45

ii


a. Ô nhiễm bụi từ dây chuyền sản xuất ....................................................... 45
b. Khí thải ................................................................................................... 48
c. Khói thải từ phương tiện vận chuyển ...................................................... 48
e. Điện năng: .............................................................................................. 50
2.3.4. Nguồn phát sinh CTR và CTNH ........................................................ 50
2.3.5. Nguồn phát sinh tiếng ồn ................................................................... 50
2.4. HIỆN RẠNG VÀ DIỄN BIẾN CÁC THÀNH PHẦN MÔI TRƢỜNG
CỦA HUYỆN ..................................................................................................... 51
2.4.1. Hiện trạng, diễn biến các thành phần môi trường và các vấn đề môi
trường ………………………………………………………………………..52
a. Hiện trạng và diễn biến các thành phần môi trường .............................. 52
b. Các nguồn gây ô nhiễm môi trường ........................................................ 53
c. Tình hình phát sinh chất thải .................................................................. 55
2.4.2. Các vấn đề chính của môi trường ...................................................... 56
2.5. DỰ BÁO DIỄN BIẾN CHẤT LƢỢNG MÔI TRƢỜNG CỦA
NGÀNH ĐẾN NĂM 2026.............................................................................. 57
2.5.1. Dự báo lượng khí thải từ đốt rơm,rạ ngoài đồng ruộng ................... 57
a. Ước tính lượng rơm rạ đốt ngoài đồng ................................................... 58
b. Ước tính lượng khí thải vào môi trường từ đốt rơm rạ ngoài đồng ruộng
59
2.5.2. Dự báo tải lượng tại nhà máy XXLG ................................................. 60
a. Nước thải sinh hoạt ................................................................................ 60
b. Chất thải rắn........................................................................................... 61
CHƢƠNG 3: PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT VÀ ĐỀ
XUẤT MÔ HÌNH TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƢỢNG HƢỚNG ĐẾN

XÂY DỰNG MÔ HÌNH SINH THÁI KHÉP KÍN.............................................. 62
3.1. TIỀM NĂNG ÁP DỤNG CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CHO
NGÀNH XAY XÁT CHẾ BIẾN LÚA GẠO. ................................................... 62
3.1.1. Tận dụng và tái chế ............................................................................ 62
3.1.2. Sử dụng tài nguyên từ nguồn có thể tái tạo ...................................... 62
3.1.3. Xử lý cuối đường ống ......................................................................... 62
3.2. ĐỀ XUẤT ÁP DỤNG CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT VÀO THỰC
TIỄN CHO NGÀNH XAY XÁT LÚA GẠO .................................................... 63
3.2.1. Canh tác lúa trên đồng ruộng ............................................................ 63
a. Các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường trên đồng ruộng ............. 67
b. Áp dụng biện pháp tận dụng và tái chế phụ phẩm rơm, rạ ..................... 71

iii


3.2.2. Nhà máy xay xát lúa gạo .................................................................... 77
a. Sản phẩm đầu vào và đầu ra tại mỗi công đoạn sản xuất....................... 77
b. Cân bằng nguyên vật liệu và sử dụng năng lượng .................................. 79
c. Khả năng tận dụng phụ phẩm ................................................................. 80
3.3. PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ CHUNG KHẢ NĂNG ÁP DỤNG MÔ HÌNH
CÔNG NÔNG NGHIỆP KHÔNG PHÁT THẢI AIZES ................................ 87
3.3.2. Vai trò của các thành phần trong mô hình ....................................... 96
3.4. ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH CÔNG – NÔNG NGHIỆP KHÉP KÍN HƢỚNG
ĐẾN KHÔNG PHÁT THẢI (AIZES) ÁP DỤNG CHO NGÀNH XAY XÁT
CHẾ BIẾN LÚA GẠO ....................................................................................... 97
3.4.1. Cơ sở lựa chọn công nghệ.................................................................. 98
3.4.2. Đề xuất xây dựng mô hình không phát thải ...................................... 99
3.4.3. Định lượng các dòng vật chất. ......................................................... 105
a. Tiềm năng trao đổi chất ........................................................................ 105
b. Giải pháp thực hiện mô hình ................................................................ 111

PHỤ LỤC ............................................................................................................. 119

iv


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
AIZES

:

Agro-Industrial Zero Emission System - Hệ thống công nông nghiệp bền vững

BVTV

:

Bảo vệ thực vật

CCN

:

Cụm công nghiệp

CHC

:

Chất hữu cơ

CTR

:

Chất thải rắn

CTNH

:

Chất thải nguy hại

CTSH

:

Chất thải sinh hoạt

HTXLNT

:

Hệ thống xử lý nước thải

KNK

:

Khí nhà kính

IBS

:

Integrated biosystems - Hệ thống sinh học tích hợp

KCN

:

Kụm công nghiệp

KPT

:

Không phát thải

ONMT

:

Ô nhiễm môi trường

PTBK

:

Phát thải bằng không

VSV

:

Vi sinh vật

XLNT

:

Xử lý nước thải

XXLG

:

Xay xát lúa gạo

v


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1. 1: Diện tích, cơ cấu sử dụng đất năm 2016 ................................................. 14
Bảng 1. 2: Diện tích và dân số huyên Cao Lãnh năm 2010 ...................................... 17
Bảng 1. 3: Thu nhập bình quân đầu người................................................................ 18
Bảng 1. 4: Tình hình giáo dục của huyện .................................................................. 18
Bảng 1. 5: Sản lượng lúa, rơm, rạ ở các quốc gia .................................................... 26
Bảng 1. 6: Diện tích, năng suất, sản lượng lúa nước ta qua 2 năm .......................... 28
Bảng 1. 7: Diện tích, sản lượng, năng suất qua các năm .......................................... 30
Bảng 2. 1: Khí thải gây ô nhiễm không khí từ đốt rơm rạ tại Ấn Độ, Thái Lan và

Philippines. ............................................................................................................... 39
Bảng 2. 2: Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt .............................. 43
Bảng 2. 3: Thành phần tính chất nước thải nhà ăn (chưa xủ lí)................................ 44
Bảng 2. 4: Hiện trạng các CCN đang hoạt động ở huyện Cao Lãnh, tỉnh Đồng
Tháp .......................................................................................................................... 51
Bảng 2. 5: Hiện trạng các làng nghề được công nhận trong huyện Cao Lãnh ......... 52
Bảng 2. 6: Ước tính sản lượng rơm rạ đốt ngoài đồng ruộng huyện Cao Lãnh dự
báo đến năm 2026 ..................................................................................................... 59
Bảng 2. 7: Lượng khí thải vào môi trường từ đốt rơm rạ ngoài đồng ruộng năm
2016 và dự báo đến năm 2026 .................................................................................. 59
Bảng 3. 1: Loại phân, liều lượng và thời gian bón cho lúa ...................................... 65
Bảng 3. 2: Ứng dụng rơm, rạ trong nông nghiệp ...................................................... 74
Bảng 3. 3: Tỷ lệ gạo nguyên thu hồi đối với gạo trắng (%) ...................................... 78
Bảng 3. 4: Bảng tổng hợp nhu cầu nhiên liệu ........................................................... 80
Bảng 3. 5: Các hình thức tiêu thụ trấu của nhà máy ................................................. 85
Bảng 3. 6: Các hình thức tiêu thụ cám ...................................................................... 86
Bảng 3. 7: Bảng tổng hợp các giải pháp tận dụng phụ phẩm ................................. 100
Bảng 3. 8: Bảng tổng hợp tiềm năng trao đổi chất – năng lượng cho 1 ngày ......... 108

vi


DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH
Hình 1. 1: Sơ đồ input- output thể hiện tính chất của chiến lược PTBK ...................... 7
Hình 1. 2: Sơ đồ mô hình công – nông kết hợp hướng tới không phát thải .................. 8
Hình 1. 3: Sơ đồ hệ sinh thái tích hợp hướng tới không phát thải tại Fiji .................... 8
Hình 1. 4: Mô hình ủ phân compost tại Quan Hóa, Thanh Hóa ................................ 10
Hình 1. 5: Vị trí địa lí huyện Cao Lãnh, tỉnh Đồng Tháp........................................... 13
Hình 1. 6: Đầu vào và đầu ra hầm Biogas ................................................................. 21
Hình 1. 7: Hạt lúa ...................................................................................................... 23

Hình 1. 8: Hạt lúa nảy mầm ....................................................................................... 25
Hình 1. 9: Biểu đồ xuất khẩu gạo của Việt Nam và Thái Lan từ năm 2006 đến
năm 2010 ................................................................................................................... 27
Hình 1. 10: Năng suất lúa Việt Nam trong 10 năm, từ năm 2003 đến năm 2014 ....... 29
Hình 2. 1: Cấu trúc kênh tiêu thụ lúa gạo tại tỉnh Đồng Tháp. ................................. 33
Hình 2. 2: Chuỗi sản xuất ngành xay xát lúa gạo ...................................................... 34
Hình 2. 3: Nguồn gốc phát sinh chất thải nông nghiệp trong 1 hộ gia đình .............. 36
Hình 2. 4: Bao bì, thuốc BVTV được vứt bỏ khắp nơi trên đồng ruộng ..................... 37
Hình 2. 5: Tình trạng đốt rơm trên đồng ruộng ......................................................... 38
Hình 2. 6: Mô hình vận chuyển và sấy lúa ................................................................. 40
Hình 2. 7: Khu vực xay xát......................................................................................... 41
Hình 2. 8: Quy trình công nghệ xay xát ..................................................................... 43
Hình 3. 1: Sơ đồ quy trình sản xuất lúa. .................................................................... 63
Hình 3. 2: Sơ đồ các yếu tố tác động đến môi trường của công tác canh tác lúa
nước ........................................................................................................................... 66
Hình 3. 3: Cánh đông kết hợp với nuôi tôm càng xanh và cá .................................... 68
Hình 3. 4: Hệ thống canh tác Lúa- Thủy sản-Sen ...................................................... 69
Hình 3. 5: Hố thu gom thuốc BVTV và đội ngũ đem thuốc BVTV đi xử lý ................. 70
Hình 3. 6:Phụ phẩm cây lúa sau khi thu hoạch. ........................................................ 72
Hình 3. 7: Rơm được đóng thành bánh để dự trữ lượng thức ăn cho gia súc. ........... 73
Hình 3. 8: Rơm ủ thành từng đống to......................................................................... 73

vii


Hình 3. 9: Sử dụng rơm để trồng nấm........................................................................ 74
Hình 3. 10: Sơ đồ đầu vào đầu ra của quy trình XXLG ............................................. 77
Hình 3. 11:Sơ đồ xử lý bụi trung tâm của nhà máy xay xát và ép trấu viên ............... 79
Hình 3. 12:Sơ đồ cân bằng vật chất của quy trình xay xát lúa gạo ............................ 80
Hình 3. 13: Ứng dụng của trấu trong các lĩnh vực công nghiệp khác. ...................... 81

Hình 3. 14:Trấu được dùng làm chất đốt ................................................................... 83
Hình 3. 15: Dùng vỏ trấu trong việc nung gạch ......................................................... 83
Hình 3. 16: Công dụng của vỏ trấu dùng làm sản phẩm thủ công mĩ nghệ và làm
củi trấu ....................................................................................................................... 85
Hình 3. 17: Tiềm năng trao đổi chất của nhà máy XXLG .......................................... 90
Hình 3. 18:Tiềm năng trao đổi chất của nhà máy chế biến thức ăn ........................... 91
Hình 3. 19: Tiềm năng trao đổi chất của thành phần chuồng .................................... 91
Hình 3. 20: Tiềm năng trao đổi chất của thành phần biogas ..................................... 92
Hình 3. 21: Tiềm năng trao đổi chất của thành phần trạm xử lý ............................... 93
Hình 3. 22: Tiềm năng trao đổi chất của thành phần compost .................................. 93
Hình 3. 23: Tiềm năng trao đổi chất của thành phần vườn. ...................................... 94
Hình 3. 24:Tiềm năng trao đổi chất của thành phần nhà máy ép củi trấu ................. 95
Hình 3. 25: Tiềm năng trao đổi chất thành phần hộ trồng nấm ................................. 95
Hình 3. 26: Mô hình kiến nghị không phát thải AIZES ............................................ 102
Hình 3. 27:Sơ đồ trao đổi chất và năng lượng ......................................................... 110

viii


LỜI MỞ ĐẦU
1.

Tính cấp thiết của đề tài

Đối với nước ta, nông nghiệp được coi là mặt trận hàng đầu,đóng vai trò đặc
biệt quan trọng trong phát triển kinh tế nông nghiệp và nông thôn Việt Nam.Khoảng
80% trong tổng số 11 triệu hộ nông dân tham gia sản xuất lúa gạo, chủ yếu dựa vào
phương thức canh tác thủ công truyền thống.Sản xuất nông nghiệp đã và đang có
ảnh hưởng lớn đến các ngành kinh tế. Nó cung cấp lương thực cho toàn bộ dân
cư,đồng thời cung cấp thức ăn cho ngành chăn nuôi, cung cấp nguyên liệu cho

ngành công nghiệp chế biến thực phẩm. Sản phẩm của ngành nông nghiệp là sản
phẩm không thể thay thế. Do sản xuất lúa gạo là nguồn thu nhập và cung cấp lương
thực chính của các hộ nông dân, nên chính sách phát triển kinh tế nông nghiệp và
nông thôn gắn liền với phát triển ngành hàng lúa gạo.
Trong gần ba thập kỷ qua nhờ có đổi mới cơ chế quản lý, Việt Nam đã đạt
được những thành tựu lớn trong sản xuất lúa gạo, không những đáp ứng đủ nhu cầu
tiêu dùng trong nước mà hàng năm còn xuất khẩu được 3-4 triệu tấn gạo.
Vì thế ngày nay, ô nhiễm môi trường do quá trình phát thải trong sản xuất
nông nghiệp đang trở thành vấn đề lớn đối với các quốc gia đang phát triển, đặc biệt
là nước nông nghiệp như Việt Nam.
Mô hình công- nông nghiệp không phát thải là mô hình nông nghiệp bền
vững, trong đó người nông dân chủ động phát triển các mô hình trồng trọt chăn
nuôi, giải quyết rác thải nông nghiệp của mình mà không cần phụ thuộc vào nhà
cung cấp dịch vụ. Trong mô hình này, chất thải của hoạt động này lại là đầu vào của
hoạt động kia, kết hợp với một số kỹ thuật xanh, mô hình nông nghiệp không phát
thải đem lại năng suất cao và lợi nhuận lớn cũng như sự chủ động hoàn toàn cho
người nông dân. Tận dụng nguồn chất thải sinh hoạt hữu cơ từ nông nghiệp và sinh
hoạt để làm biogas là giải pháp hữu ích vì không chỉ tạo ra được sản phẩm phân bón
hữu cơ có lợi cho cây trồng, mà còn cung cấp lượng khí đốt nhất định phục vụ cho

1


gia đình, tiết kiệm được chi phí cũng như là lượng phân bón hóa học, giảm được ô
nhiễm môi trường.
Huyện Cao Lãnh tỉnh Đồng Tháp là một huyện có các CCN/KCN, và cũng là
huyện có nền sản xuất lúa gạo lớn trong tỉnh ĐồngTháp, là một xã chủ yếu phát
triển về ngành nông nghiệp.Nên đa phần chất thải hoặc tạp chất không sử dụng
được thì đều được vứt bỏ hoặc thả trôi xuống sông, kênh, ao, hoặc là đem đi đốt.
Dẫn đến gây ô nhiễm môi trường và mất mĩ quan của huyện, gây ra bệnh tật, mùi

hôi…..Việc nghiên cứu, đánh giá và đề xuất một mô hình áp dụng phù hợp, có tính
khoa học và ứng dụng cao cho huyện Cao Lãnh là cần thiết. Vì vậy đề tài: ―Nghiên
cứu đề xuất mô hình công nông nghiệp không phát thải AIZES cho ngành xay
xát chế biến lúa gạo gắn liền với việc tận dụng các hệ sinh thái sẵn có tại huyện
Cao Lãnh, tỉnh Đồng Tháp‖ được lựa chọn để nghiên cứu.
2.

Tình hình nghiên cứu

Các ví dụ triển khai và áp dụng IBS-AIZES trên thế giới:[17]
Ở Montfort Town hệ thống được mở rộng bao gồm cả việc sản xuất nấm từ bã
ủ rượu bia qua đó ligno-cellulose trong bã thải ban đầu bị phân hủy, bã thải sau đó
có thể sử dụng làm thức ăn cho heo.
Việc sản xuất trùn đất và nuôi gà sẽ được tích kết vào hệ thống này hướng tới
việc không phát thải vào khí quyển.
Một số ví dụ khác có thể kể đến như: nông trang sinh thái ở Việt Nam
(Rodriguez 1999), nông trang tích hợp tropicaland pozo verde ở Columbia (chara
2000).
Đề xuất mô hình doanh nghiệp ngành chế biến rau quả xuất khẩu.
Phần lớn hệ thồng sản xuất hiện hữu điều theo dạng đường thẳng: tài nguyên –
sản xuất- sản phẩm các thành phần chính của nền kinh tế theo dạng đường thẳng là
đất, nhân lực, và vốn. Tuy nhiên mục tiêu ―không phát thải‖ đạt đến hiệu suất sinh
thái yêu cầu áp dụng cách tiếp cận nhóm công nghiệp tích hợp.

2


3.

Mục đích nghiên cứu

Mô hình doanh nghiệp cụ thể thuộc ngành xay xát lúa gạo sẽ được xây dựng
nhằm mục đích làm mô hình mẫu cho việc nghiên cứu thiết lập một mô hình côngnông nghiệp bền vững (AIZES) và xem xét đánh giá tính hiệu quả của việc áp dụng
mô hình này, cụ thể về khía cạnh quản lí CTR và sử dụng năng lượng tái sinh.
Giải quyết vấn đề ONMT đang phổ biến hầu hết tất cả mọi nơi. Tận dụng tối
đa lượng rác thải phát sinh trong sản xuất, để áp dụng vào mô hình công nông
nghiệp không phát thải AIZES.
4.

Nhiệm vụ nghiên cứu

-

Nội dung 1: Đánh giá và phân tích hiện trạng cho ngành chế biến lúa gạo

tại huyện Cao Lãnh, Đồng Tháp.
-

Nội dung 2: Đánh giá và phân tích hiện trạng đặc điểm các vùng xung

quanh các ngành sản xuất chính tại khu vực (trên khía cạnh như đã phân tích ở trên:
dân cư, hệ sinh thái, đặcđiểm tự nhiên khác, ảnh hưởng đến môi trường, và ảnh
hưởng đến biển đổi khí hậu,..).
-

Nội dung 3: Phân tích và đánh giá các dòng vật chất và năng lượng chính

tại các ngành/ khu vực nghiên cứu.
-

Nội dung 4: Phân tích và đánh giá tiềm năng trao đổi chất và năng lượng

ở các cấp độ khác nhau: trong phạm vi nhà máy hạt nhân, khả năng trao đổi với bên
ngoài, khả năng hình thành mạng lưới sinh thái khép kín (eco-network).
-

Nội dung 5: Phân tích và đánh giá các giải pháp kĩ thuật tái chế, tái sử

dụng, thu hồi tài nguyên và năng lượng, có thể áp dụng để đưa vào mô hình trao đổi
chất và năng lượng hướng đến xây dựng mô hình sinh thái khép kín.
-

Nội dung 6. Phân tích và đánh giá trên các giải pháp kĩ thuật để xử lý

nước thải tận dụng hệ sinh thái tự nhiên sẵn có tại khu vực, có thể áp dụng như giải
pháp xử lý cuối đường ống để giải quyết đầu ra cuối cùng trong mô hình trao đổi
chất và năng lượng hướng đến xây dựng mô hình sinh thái khép kín.
5.

Phƣơng pháp nghiên cứu

3


-

Thu thập các tài liệu có liên quan thu thập từ cơ quan thực tập, niên giám

thống kê, các sở ban ngành, thông tin trên các báo tạp chí chuyên ngành.
-

Khảo sát thực địa và thống kê số liệu, phương thức hoạt động, công nghệ

sản xuất, tình hình phát thải, hiện trạng môi trường, các giải pháp kiểm soát chất
thải…từ đó, xem xét, đánh giá chung về hiện trạng môi trường.
-

Trong quá trình thực hiện luận văn, có tham khảo một số tài liệu chuyên

ngành, các công trình nghiên cứu, các luận văn thạc sĩ, tiến sĩ. Và được trích rõ
nguồn gôc trong bài
6.

Tiến độ và kết quả đạt đƣợc của đề tài
6.1

Tiến độ của đề tài

Nội dung

1

2

3

4

Thực hiện đề cương đồ án
Đọc tìm hiểu phân tích tài

liệu, lựa chọn phương pháp
nghiên cứu
Đi thực tế, tham quan tìm
hiểu khu vực nghiên cứu
Tìm hiểu tổng hợp các số
kiệu sẵn có tại huyện để
đánh giá hiện trạng môi
trường tại khu vực
Lựa chọn công nghệ, đề
xuất giải pháp khắc phục
Hoàn thiện đồ án

4

5

6

7

8

9

10 11 12


6.2.

Kết quả đạt đƣợc

Đề xuất được mô hình kỹ thuật công – nông nghiệp khép kín hướng đến
không pháp thải (AIZES) áp dụng cho ngành chế biến lúa gạo của Huyện Cao
Lãnh, Đồng Tháp gắn với việc tận dụng các hệ sinh thái sẵn có tại khu vực.
7.

Kết cấu của đồ án
Kết cấu đồ án như sau:



Lời mở đầu

-

Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu.



Chương 2: Phân tích, đánh giá hiện trạng sản xuất của ngành xay xát chế

biến lúa gạo tại huyện Cao Lãnh, tỉnh Đồng Tháp.
-

Chương 3: Phân tích đánh giá các giải pháp kỹ thuật và đề xuất mô hình

trao đổi chất và năng lượng hướng đến xây dựng mô hình sinh thái khép kín


Kết luận



Kiến nghị



Tài liệu tham khảo



Phụ lục

5


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH CÔNG NÔNG NGHIỆP KHÔNG
PHÁT THẢI AIZES
1.1.1.

Giới thiệu về mô hình công nông nghiệp không phát thải
Định nghĩa về mô hình công nông nghiệp không phát thải

a.

Không phát thải hay phát thải bằng không [11](PTBK) là một khái niệm hợp
nhất những công nghệ hiện hữu tốt nhất và mang tính nổi bật hướng tới loại trừ chất
thải. Không phát thải trên nguyên lý tái thiết kế hệ thống công, nông nghiệp một
chiều hiện tại thành hệ thống khép kín mô phỏng theo những chu trình tự nhiên

hoàn hảo nhằm giúp cộng đồng đạt được một nền kinh tế phát triển ổn định và cung
cấp phương cách tự cung ứng đầy đủ.
Không phát thải hướng tới mục tiêu không tạo ra chất thải bằng phương châm
tăng cường tối đa tái chế, giảm thiểu chất thải, hạn chế tiêu thụ và bảo đảm khả
năng tái sử dụng, sửa chữa hay quay vòng trở lại vào tự nhiên hay thị trường của
sản phẩm thiết kế
Mục tiêu của mô hình

b.

Mục tiêu mô hình không chất thải thể hiện nhu cầu một hệ thống xã hội/nông
nghiệp khép kín.Chất thải là dấu hiệu của tính không hiệu quả. Do đó, phát thải
bằng không được xem xét, đánh giá hiệu suất sử dụng tài nguyên 100% gồm năng
lượng, nguyên vật liệu, nhân công:[11]
-

Không có chất thải và chất thải nguy hại.

-

Không chất thải vào môi trường: không khí, nước, đất.

-

Không chất thải trong quá trình sản xuất. Không chất thải

trong vòng đời sản phẩm: từ khâu vận chuyển, sử dụng, kết thúc thải bỏ.
-

Không độc tố.



Giảm thiểu rủi ro cho thiên nhiên.



Không độc tố trong chất thải nguy hại.

6


Hình 1.1: Sơ đồ input- output thể hiện tính chất của chiến lược PTBK[21]
c.

Tiêu chí mô hình

-

Tiết kiệm tiền bạc, đẩy mạnh việc ngăn ngừa ô nhiễm, loại trừ

ô nhiễm , tạo ra việc làm mới
-

Đẩy mạnh việc thu hồi chất thải: tái chế, phân bón.

-

Định hướng cho việc bảo tồn tài nguyên và năng lượng.

1.1.2.

Mô hình công nông nghiệp không phát thải tiêu biểu

a.

Hiện trạng mô hình công nông nghiệp không phát thải nước

ngoài
Theo nguyên lý kết hợp sản xuất công nghiệp với các hoạt động nông nghiệp, mô
hình không phát thải đề xuất theo sơ đồ dưới đây sử dụng chất thải từ các quy trình làm
thức ăn cho chăn nuôi và tạo ra năng lượng bổ sung.[11]

7


Hồ nuôi cá
Thức ăn
giàu protein

Thủy canh

Hồ nuôi tảo
Năng lượng

Phân hủy

Chất mùn

Heo

Gà
Trồng nấm

Trùn đất

Ngũ cốc đã qua sử dụng

Cơ sở sản xuất bia

Hình 1.2: Sơ đồ mô hình công – nông kết hợp hướng tới không phát thải


Mô hình VAC tại Trung Quốc

Tại Trung Quốc, vịt và lợn được nuôi gần một hồ nước. Chất thải từ các vật
nuôi này sẽ được thu vào hồ, góp phần gia tăng mức độsinh trưởng của thủy sinh
vật trong hồ. Cá trong hồ có được nguồn thức ăn dồi dào từ các loài thủy sinh này
sẽ phát triển tốt. Nước trong hồ với hàm lượng dinh dưỡng cao sẽ được sử dụng cho
mục đích tưới tiêu nông nghiệp. Tàn tích nông nghiệp sẽ là thức ăn cho gia cầm, tạo
thành một vòng hầu như khép kín.[11]
Mô hình không chất thải tại Fiji – châu Úc

Hình 1.3: Sơ đồ hệ sinh thái tích hợp hướng tới không phát thải tại Fiji

8


Tại Montfort Boys Town (Fiji–châu Úc), hệ thống được mở rộng bao gồm cả
việc sản xuất nấm từ bã ủ rượu bia. Qua đóligno-cellulose trong bã thải ban đầu bị
phân hủy, bã thải sau đó có thể được sử dụng làm thức ăn cholợn. Chất thải từ chăn

nuôi lợn được lên men kị khí để sản sinh metan với mục đích cung cấp năng lượng.
Tảo sinh trưởng thành các mảng trên hồnhằm tận dụng hết hàm lượng dinh dưỡng
cao có thể được thu hoạch làm thức ăn cho gia súc.
Tại Indonexia: mô hình kinh tế sinh thái kiểu vườn nhà là sự kết hợp giữa cây
ngắn ngày, cây lâu năm và vật nuôi trong vườn quanh nhà. Mô hình phổ biến nhất
gồm các hợp phần: cây ăn quả - cây công nghiệp - cây lương thực - chăn nuôi gia
súc nhỏ nhằm cung cấp sản phẩm cho gia đình, tạo thu nhập quanh năm.[22]
Tại Philipines: phần lớn các gia đình áp dụng mô hình: vườn-chăn nuôi. Ngoài
ra, các mô hình nông, lâm kết hợp nhiều tầng cũng rất phổ biến nhằm tận dụng tối
đa tài nguyên đất và ánh sáng thúc đẩy hiệu quả chu trình của dưỡng chất, hạn chế
xói mòn[22]
b.

Hiện trạng mô hình công nông nghiệp không phát thải Việt

-

Mô hình nông nghiệp không chất thải ủ phân compost tại

Nam
Quan Hóa, Thanh Hóa.[21]
Những loài cây dại làm phân xanh, kết hợp với các nguyên liệu như mùn cưa,
tre, than tre, phủ bằng vải không dệt toptex để tạo phân compost. Ủ phân compost
không những diệt trừ mầm bệnh mà thành phần compost ưu nhiệt còn tạo điều kiện
cho các vi khuẩn hữu ích sinh sôi và khi phát triển đủ số lượng thì các vi khuẩn này
sẽ diệt trừ mầm bệnh. Khoảng 3 tấn rác có thể cho ra 1tấn thành phẩm.Dùng phân
compost này để bón cho cây trồng đem lại năng suất cao.Mô hình đã sử dụng phân
và nước tiểu của lợn để nuôi ấu trùng ruồi BSF, còn nước tiểu để nuôibèo tấm.
Thức ăn nuôi lợn chính là những loại cây trồng như rau muống, rau lang,
khoai nước (được bón bằng phân compost), ấu trùng ruồi (BSF) được nấu bằng bếp

9


khí hóa, giun đỏ cũng là nguồn thức ăn cho gà. Bên cạnh đó, bèo tấm làm nguồn
cung cấp thức ăn cho lợn và gà.

Hình 1.4: Mô hình ủ phân compost tại Quan Hóa, Thanh Hóa
Nguồn cung cấp ấu trùng ruồi BSF ổn định bằng thùng rác sinh học.Biện pháp
này cho phép xử lý tối đa 60 kg phân/ngày và tạo ra 10 kg ấu trùng BSF. Dư lượng
của ấu trùng ruồi BSF (chủ yếu là xenlulo) lại rất thích hợp làm thức ăn cho giun
đỏ. Phân giun đỏlàm môi trường trồng cây rất tốt và giảm đượclượng phân bón
đáng kể.
Xử lý chất thải sinh hoạt cũng là vấn đề được quan tâm.Phân sẽ được ấu trùng
ruồi BSF phân hủy, nước tiểu được tách ra dùng cho bể nuôi bèo.Ngoài ra mô hình
còn sử dụng tro bếp khử mùi hôi trong chăn nuôi và ủ phân.
–

Nguyễn Văn Trương và các cộng sự đã đưa ra ―Mô hình làng

sinh thái Triệu Vân, huyện Triệu Phong, tỉnh Quảng Trị‖. Nghiên cứu đã quy hoạch
chi tiết từng ô, từng thửa theo hình bàn cờ với diện tích từ 1.5-2 ha. Mỗi ô có đai
rừng phòng hộ bên ngoài cùng các mương thoát nước, bên trong phát triển nông
nghiệp, thả cá, chuồng nuôi. [22]

10


–

Viện nghiên cứu chiến lược và chính sách khoa học về công

nghệ ―Phát triển kinh tế - xã hội vùng đồi gò Bắc Trung Bộ‖. Nghiên cứu đã bước
đầu coi hộ gia đình là 1 trong 4 chủ thể sản xuất chính: hộ gia đình, trang trại,
doanh nghiệp nông - lâm nghiệp, liên doanh với nước ngoài, đồng thời xác lập mô
hình hệ kinh tế sinh thái phù hợp cho từng tiểu vùng sinh thái. [22]
–

Viện kinh tế sinh thái ―Các hệ sinh thái kém bền vững và việc

lựa chọn khu vực nghiên cứu để xây dựng làng sinh thái‖, nghiên cứu đã xác lập cơ
sở lý luận và một số mô hình làng sinh thái tại 3 vùng sinh thái kém bền vững tại
Việt Nam (đồng bằng úng ngập nước, cát ven biển và đồi núi trơ trọc), nhằm cải tạo
hệ sinh thái, thúc đẩy sản xuất, cải thiện đời sống dân cư.[22]
-

Mô hình chăn nuôi không chất thải tại Phú Thọ[21]

Chăn nuôi theo quy mô trang trại đang phát triển nhanh, mạnh ở vùng nông
thôn trên địa bàn tỉnh Phú Thọ, tạo công ăn việc làm cho nhiều lao động và mang
lại hiệu quả kinh tế cao, góp phần xoá đói giảm nghèo tại địa phương. Tuy nhiên,
tình trạng ô nhiễm môi trường do nguồn chấ tthải chăn nuôi gây ra ngày càng
nghiêm trọng làm ảnh hưởng tới không khí, đất và nước và tiềm ẩn nguy cơ gây ra
bệnh dịch cho người và các vật nuôi khác, đồng thời ảnh hưởng lớn tới chất lượng
cuộc sống của người dân. Để giải quyết vấn đề trên, Trung tâm Khuyến nông tỉnh
Phú Thọ đã xây dựng thành côngmô hình chăn nuôi lợn thịt kết hợp xử lý chất thải
chăn nuôi bằng chất độn chuồng sinh học tại các hộ chăn nuôi lợn thịt thuộc Văn
Lung, thị xã Phú Thọ.
Nguyên liệu sử dụng chủ yếu là mùn cưa (trừ một số loại gỗ độc như gỗ lim)
hoặc các chất liệu "trơ" như trấu, mụn dừa, vỏlạc, lõi ngô nghiền.....để làm giá thể

cho vi sinh vật phân giải chất thải lên men.Nguyên liệu đảm bảo được các điều kiện
như thấm nước tốt, không mủn, đàn hồi tốt, xốp không bị nén. Sau đó phun chế
phẩm vi sinh vật lên mặt nền đệm lót. Hiện nay, chế phẩm vi sinh vật đang được sử
dụng rộng rãi để làm đệm lót lên men là chế phẩm vi sinh sẽ phân giải phân, nước
tiểu để sinh trưởng phát triển và làm giảm ô nhiễm do chất thải giúp làm giảm được
đáng kể mùi hôi thối, ruồi muỗi. Đặc biệt, protein vi sinh vật tạo ra trong mùn cưa

11


của độn lót sẽ trở thành thức ăn sinh thái cho vật nuôi. Khi được phân giải, các chất
dinh dưỡng trong phân vật nuôi sẽ chuyển hóa thành protein của vi sinh vật có lợi.
Các vi sinh vật có lợi sẽ thúc đẩy quá trình tiêu hóa của vật nuôi được tốt hơn,
nhờ đó mà hiệu quả sử dụng thức ăn của vật nuôi tăng, phân ngay từ lúc được vật
nuôi thải ra ngoài đã bớt hôi.
Từ mô hình tại xã Văn Lung đã khẳng định việc áp dụng công nghệ chăn nuôi
không chất thải đã mang lại hiệu quả rõ rệt. Nó không chỉ giúp người chăn nuôi giải
quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường, tiết kiệm chi phí trong chăn nuôi, cho hiệu
quả kinh tế cao mà còn tạo ra sản phẩm sạch, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của
người tiêu dùng. Mô hình này, cũng giúp bà con nông dân trong xã nhận thức được
tầm quan trọng của việc xử lý ô nhiễm môi trường trong quá trình sản xuất, có trách
nhiệm hơn trong việc bảo vệ môi trường trong chăn nuôi, nhất là chăn nuôi tập
trung, quy mô lớn. Từ thực tế cho thấy, việc mở rộng mô hình chăn nuôi không chất
thải rất cần được nhân rộng không chỉ ở xã Văn Lung mà tại nhiều địa phương
khác, nhằm góp phần thúc đẩy lĩnh vực chăn nuôi phát triển và giảm thiểu ô nhiễm
môi trường nông nghiệp, nông thôn.
1.2. TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
1.2.1.

Vị trí địa lý

Cao Lãnh là huyện có dân số đông so với các huyện, thị, thành trong tỉnh
Đồng Tháp, nằm ven phía Bắc sông Tiền, là cửa ngõ quan trọng tiếp giáp với trung
tâm tỉnh lỵ (TP. Cao Lãnh) và qua Quốc lộ 30 đi TP. Hồ Chí Minh, phía Đông giáp
huyện Cái Bè (tỉnh Tiền Giang) và huyện Tháp Mười, phía Tây giáp thành phố Cao
Lãnh, huyện Thanh Bình và Tam Nông, phía Bắc giáp huyện Tháp Mười, phía Nam
giáp sông Tiền (Thành phố Sa Đéc và huyện Lấp Vò).[14]

12


Hình 1.5: Vị trí địa lí huyện Cao Lãnh, tỉnh Đồng Tháp
Huyện có vị trí tiếp giáp các hướng như sau:
- Phía Đông: giáp huyện Cái Bè (tỉnh Tiền Giang) và huyện Tháp
Mười
- Phía Tây: giáp thành phố Cao Lãnh, huyện Thanh Bình và Tam Nông
- Phía Bắc: giáp huyện Tháp Mười
- Phía Nam: giáp sông Tiền (tiếp giáp Thành phố Sa Đéc và huyện Lấp
Vò)
1.2.2.
a.

Điều kiện tự nhiên
Diện tích và hiện trạng sử dụng đất

13


Theo kết quả điều tra đất của chương 60-B toàn huyện Cao Lãnh có 3 nhóm:
nhóm đất phù sa, nhóm đất phèn và nhóm đất bị xáo trộn.

Huyện Cao Lãnh có diện tích đất tự nhiên là 49.160,4 ha (chiếm 14,56% diện
tích tự nhiên toàn tỉnh), dân số huyện năm 2016 ước đạt 187.042 người với mật độ
412 người/km2. Huyện được chia thành 18 đơn vị hành chính, gồm 17 xã và 01 thị
trấn.[10]
Địa hình: địa hình của huyện tương đối bằng phẳng với hệ thống sông ngòi
chằng chịt, dốc theo hướng Tây Bắc - Đông Nam, cao từ 1,0 – 1,4m so với mực
nước biển. Càng đi sâu vào nội đồng địa hình càng thấp, cục bộ có nơi chỉ cao từ
0,8 – 0,9m so với mực nươc biển, hình thành những vùng ngập nước với thời gian
ngập từ 4 - 5 tháng/năm. Địa hình của huện bị chia cắt bởi hệ thống kênh, rạch
chằng chịt do đó thuận lợi cho công việc tưới tiêu nhưng hạn chế xây dựng cơ sở hạ
tầng cơ giới hóa nông nghiệp
Bảng 1.1: Diện tích, cơ cấu sử dụng đất năm 2016[3]
Phân loại

STT

b.

Diện tích
(ha)

1

Tổng diện tích tự nhiên

49.160,4

2

Diện tích đất nông nghiệp

40.591,7

3

Diện tích đất rừng

1.550,9

Khí hậu[10]

Khí hậu: huyện Cao Lãnh nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích
đạo, lượng mưa trung bình năm khoảng 1332mm, nhiệt độ trung bình năm khoảng
27,49oC và số giờ nắng trong năm khá cao, khoảng 2.270 giờ/năm nên thuận lợi cho
hoạt động sản xuất nông nghiệp, nhất là với trồng lúa, cây ăn trái, nuôi trồng thủy
sản và du lịch sinh thái.[3]

14