Đánh giá hiệu quả sử dụng hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi lợn tai trang trại chăn nuôi lợn Long Cương xã Lương Phú, huyện Phú Bình , tỉnh Thái Nguyên (Khóa luận tốt nghiệp)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN TRƯỜNG GIANG
Tên đề tài:
ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG HẦM BIOGAS TRONG XỬ LÝ CHẤT
THẢI CHĂN NUÔI LỢN TAI TRANG TRẠI CHĂN NUÔI LONG CƯƠNG XÃ
LƯƠNG PHÚ, HUYỆN PHÚ BÌNH, TỈNH THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành

: Khoa học môi trường

Khoa

: Môi trường

Khóa học

: 2014- 2018

Thái Nguyên, 2018


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN TRƯỜNG GIANG
Tên đề tài:
ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG HẦM BIOGAS TRONG XỬ LÝ CHẤT
THẢI CHĂN NUÔI LỢN TAI TRANG TRẠI CHĂN NUÔI LONG
CƯƠNG XÃ LƯƠNG PHÚ, HUYỆN PHÚ BÌNH, TỈNH THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành

: Khoa học môi trường

Khoa

: Môi trường

Khóa học

: 2014- 2018

Giảng viên hướng dẫn

: Th.S Dương Minh Ngọc

Thái Nguyên, 2018


i

LỜI CẢM ƠN
Được sự nhất trí của ban giám hiệu nhà trường, ban chủ nhiệm khoa
Môi trường trong thời gian thực tập tốt nghiệp em đã tiến hành đề tài:
“Đánh giá hiệu quả sử dụng hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi
lợn tai trang trại chăn nuôi lợn Long Cương xã Lương Phú, huyện Phú
Bình , Tỉnh Thái Nguyên”.
Trong suốt quá trình thực hiện đề tài này ngoài sự cố gắng rất nhiều của
bản thân, em đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô
trong khoa. Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc em xin gửi lời cảm ơn chân
thành tới:
Các thầy cô trong trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên, đặc biệt là
thầy cô trong khoa Môi trường và khoa Quản lý tài nguyên đã trang bị cho
em nền tảng kiến thức vững chắc về môi trường cũng như các phương pháp
quản lý và xử lý bảo vệ môi trường và nhiều lĩnh vực liên quan khác.
Em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo ThS. Dương Minh
Ngọc – khoa Môi Trường, người đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ
em rất nhiều để em hoàn thành được nội dung đề tài này.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới các cô chú,anh chi đã nhiệt tình
giúp đỡ em trong quá trình học tập và nghiên cứu tại cơ sở.
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn tới toàn thể gia đình, bạn bè đã hết
lòng động viên, giúp đỡ tạo điều kiện cả về vật chất và tinh thần cho em trong
quá trình học tập và nghiên cứu.
Do trình độ và thời gian thực hiện đề tài có giới hạn nên đề tài không
tránh khỏi những sai sót. Em rất mong nhận được sự góp ý của thầy cô và các
bạn để đề tài của em được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn và kính chúc quý thầy cô và các bạn
sức khỏe!
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Trường Giang


ii
DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 2.1 Khối lượng phân và nước tiểu của gia súc thải ra trong 1 ngày đêm ...... 8
Bảng 2.2 Thành phần hóa học của phân một số loại gia súc ............................ 9
Bảng 2.3. Điển hình thành phần của khí sinh học .......................................... 14
Bảng 2.4 Ảnh hưởng của các loại phân đến sản lượng và .............................. 15
thành phần của khí thu được ........................................................................... 15
Bảng 2.5 Nồng độ tối đa cho phép của một số chất độc hại ........................... 19
Bảng 3.1 Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích ........................................... 30
Bảng 4.1. Kết quả phân tích một số chỉ tiêu vật lý, hóa học của nước thải chăn
nuôi lợn trước công trình khí sinh học Biogas. ............................................... 36
Bảng 4.2 Kết quả phân tích một số chỉ tiêu vật lý, hóa học của nước thải chăn
nuôi lợn sau công trình khí sinh học Biogas ................................................... 40
Bảng 4.3 Hiệu suất xử lý nước thải chăn nuôi lợn của hầm biogas tại trang trại
chăn nuôi Long Cương .................................................................................... 42


iii
DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 2.1 Mô hình hầm Biogas trong thực tế................................................... 17
Hình 2.2 Mô hình hầm Biogas Composite...................................................... 19

Hình 4.1 Vị Trí trang trại Long Cương ........................................................... 31
Hình 4.2 Biểu đồ chỉ tiêu TSS trong nước thải chăn nuôi trước khi xử lý so
với QCVN 62-MT:2016/BTNMT................................................................... 37
Hình 4.3 Biểu đồ chỉ tiêu COD trong nước thải chăn nuôi trước khi xử lý so
với QCVN 62-MT:2016/BTNMT................................................................... 38
Hình 4.4 Biểu đồ chỉ tiêu BOD trong nước thải chăn nuôi trước khi xử lý so
với QCVN 62-MT:2016/BTNMT................................................................... 38
Hình 4.5 Biểu đồ chỉ tiêu T-P trong nước thải chăn nuôi trước khi xử lý so với
QCVN 62-MT:2016/BTNMT ......................................................................... 39
Hình 4.6 Biểu đồ các chỉ tiêu TSS, COD, BOD, T-P trong nước thải chăn
nuôi sau khi xử lý so với QCVN 62-MT:2016/BTNMT ................................ 41
Hình 4.7 Biểu đồ Hiệu xuất xử lý của hệ thống hầm Biogas tại trang trại chăn
nuôi Long Cương ............................................................................................ 43


iv
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

STT

Diễn giải

1

C

Cacbon

2

COD

Nhu cầu oxy hóa học

3

CNKSH

Công nghệ khí sinh học

4

CH4

Metan

5

Cu

Đồng

6

BOD

Nhu cầu Oxy sinh hóa

7

DO

Nồng độ Oxy tự hòa tan trong nước

8

TDS

Tổng chất rắn hòa tan

9

E.M

Effective Microorganisms

10

ThS

Thạc sĩ

11

K

Kali

12

N

Nitơ Kali

13

Na

Natri

14

NNPTNT

Nông Nghiệp và Phát triển nông thôn

15

T–N

Tổng Nitơ

16

T–P

Tổng phốtpho

17

TCCP

Tiêu chuẩn cho phép

18

TNHH

Trách nhiệm hữu hạn

19

UBND

Uỷ ban nhân dân

20

VNĐ

Việt Nam đồng

21

VSV

Vi sinh vật

22

WHO

Tổ chức Y tế Thế giới

23

TSS

Tổng chất rắn lơ lửng


v
MỤC LỤC
Trang
PHẦN 1 MỞ ĐẦU ............................................................................................ 1
1.1 Đặt vấn đề.................................................................................................... 1
1.2 Mục tiêu, yêu cầu của đề tài ........................................................................ 2
1.2.1 Mục tiêu.................................................................................................... 2
1.3 Ý nghĩa của đề tài ........................................................................................ 3
1.3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học ...................................... 3
1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn ...................................................................................... 3
PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................. 4
2.1 Cơ sở lý luận của đề tài ............................................................................... 4
2.1.1 Một số khái niệm liên quan ..................................................................... 4
2.1.2 Những ảnh hưởng của chất thải chăn nuôi.............................................. 5
2.1.3 Đặc điểm các loại chất thải chăn nuôi...................................................... 7
2.1.4. Tình hình quản lý chất thải chăn nuôi lợn.............................................11
2.1.5 Một số phương pháp xử lý chất thải chăn nuôi......................................12
2.1.6 Công nghệ Biogas .................................................................................. 14

2.2 Cơ sở pháp lý của đề tài .......................................................................... 19
2.3 Cơ sở thực tiễn của đề tài .......................................................................... 21
2.3.1 Hiện trạng xử lý chất thải chăn nuôi bằng công nghệ Biogas trên thế giới .... 21
2.3.2 Hiện trạng xử lý chất thải chăn nuôi bằng công nghệ Biogas ở việt nam
Công nghệ khí sinh học đã được dụng ở Việt Nam từ năm 1960. Lịch sử phát
triển ở Việt Nam có thể chia làm 5 thời kỳ………………………………..... 23
2.3.3 Tình hình nghiên cứu và xử lý chất thải chăn nuôi tại Thái Nguyên .... 26
PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
......................................................................................................................... 28


vi
3.1 Đối tượng và pham vi nghiên cứu ............................................................. 28
3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu ............................................................. 28
3.3 Nội dung nghiên cứu ................................................................................. 28
3.3.1 Giới thiệu về trang trại chăn nuôi lợn Long Cương tại xã Lương Phú,
huyện Phú Bình Tỉnh Thái nguyên. ................................................................ 28
3.3.2 Đánh giá hiệu quả hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi lợn tai trang
trại Long Cương xã Lương Phú, huyện Phú Bình, Tỉnh Thái Nguyên………. … 28
3.3.3. Đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng hầm ủ Biogas tại
trang trại chăn nuôi lơn Long Cương xã Lương Phú, huyện Phú Bình, tỉnh
Thái Nguyên .................................................................................................... 28
3.4 Phương pháp nghiên cứu ........................................................................... 28
3.4.1 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp .................................................... 28
3.4.2. Phương pháp lấy mẫu, phân tích mẫu...................................................28
3.4.3 Phương pháp xử lý và thống kê số liệu, tổng hợp viết báo cáo ............ 30
PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................... 31
4.1 Giới thiệu khái quát về trang trại chăn nuôi Long Cương tại xã Lương Phú
– huyện Phú Bình – Thành Phố Thái nguyên ................................................. 31
4.1.1 Vị trí địa lý trang trại Long Cương ....................................................... 31

4.1.2 Giới thiệu chung về quy mô cơ cấu đất đai trang trại chăn nuôi Long
Cương .............................................................................................................. 31
4.1.3 Hiện trạng sử dụng hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi của
Trang trại Long cương xã Lương Phú, huyện Phú Bình, Tỉnh Thái Nguyên. ........ 32
4.1.3.1 Loại hầm ủ Biogas được sử dụng ở trang trại .................................... 32
4.1.3.2 Những khó khăn và thuận lợi khi lắp đặt hầm ủ Biogas .................... 34
4.2. Đánh giá hiệu quả hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi lợn tai trang trại
Long Cương xã Lương Phú, huyện Phú Bình, Tỉnh Thái Nguyên ....................... 36


vii
4.2.1. Nước thải chăn nuôi lợn trước khi xử lý bằng hầm biogas tại trang trại
chăn nuôi Long Cương .................................................................................... 36
4.2.2 Nước thải chăn nuôi lợn sau khi qua xử lý bằng hầm biogas Tải trang
trại chăn nuôi Long Cương ............................................................................. 40
4.2.3 Hiệu xuất xử lý của hệ thống hầm Biogas của trang trại chăn nuôi Long
Cương..............................................................................................................42
4.2.4. Đánh giá hiệu quả hầm biogas ............................................................. 44
4.3 Đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng hầm ủ Biogas tại
trang trại chăn nuôi lơn Long Cương xã Lương Phú, huyện Phú Bình, tỉnh
Thái Nguyên .................................................................................................... 45
4.3.1 Giải pháp chung ..................................................................................... 45
4.3.2 Giải pháp cụ thể .................................................................................... 46
PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.......................................................... 49
5.1 Kết luận ..................................................................................................... 49
5.2 Kiến nghị ................................................................................................... 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 52


1

PHẦN 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Việt Nam là một nước nông nghiệp phát triển trong khu vực Đông Nam
Á. Nhắc đến sự phát triển nông nghiệp thì không chỉ riêng trồng trọt, mà nuôi
ở Việt Nam cũng là một ngành kinh tế mũi nhọn đã góp phần cải thiện đời
sống và nâng cao mức sống của người dân, đặc biệt người dân vùng nông
thôn. Những năm gần đây, ngành chăn nuôi phát triển rộng khắp trên các tỉnh
cả nước, đồng thời với sự phát triển đó cũng đặt ra cho ngành những thách
thức lớn về vấn đề ô nhiễm môi trường.
Do vậy, để khắc phục vấn đề ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi, các
nhà chuyên môn đã chú trọng đến vấn đề xử lý phân và chất thải. Các biện
pháp kỹ thuật phổ biến để xử lý chất thải từ gia súc bao gồm hệ thống biogas,
Bể chứa phần, sử dụng cây xanh để hấp thu chất thải.... ở nước ta., Việc
Nghiên cứu ứng dụng rộng rãi công nghệ Biogas là một giải pháp chủ yếu để
giải quyết tình trạng ô nhiễm môi trường, cung cấp nguồn chất đốt, tiết kiệm
năng lượng rất hiệu quả ở các vùng nông thôn.
Thái Nguyên là một trong những tỉnh trong cả nước có số lượng trang
trại chăn nuôi lớn với nhiều trang trại quy mô trên 16 nghìn con gà/lứa; 4.000
con lợn thịt. Các trang trại tập trung chủ yếu ở các địa phương như: Phú Bình,
Phổ Yên, Đồng Hỷ, Phú Lương, T.X Sông Công. Tính đến nay, toàn tỉnh có
hơn 750 trang trại chăn nuôi.
Trong đó,Phú Bình là một huyện trong những tỉnh Thái Nguyên, sản
xuất nông nghiệp vẫn là chủ yếu, công nghiệp dịch vụ vẫn chưa phát triển
nhiều. Chăn nuôi đặc biệt đóng vai trò quan trọng trong kinh tế và là Một
trong những nguồn thu nhập chủ yếu của nông hộ. Trong đó, xã Lương Phú,


2

huyện Phú Bình, Tỉnh Thái Nguyên có số lượng đàn gia súc với 1300 con
heo, 580 còn trâu, 220 còn bò. Vì thế việc quản lý chất thải từ gia súc gia cầm
cần tổng hợp các biện pháp kỹ thuật, chính sách môi trường và chính sách
kinh tế. Các biện pháp kỹ thuật phổ biến để xử lý chất thải gia súc bao gồm hệ
thống biogas , Bể chứa phần, sử dụng cây xanh để hấp thu chất thải.... trong
đó, Xây dựng hệ thống hầm bioga là biện pháp xử lý chất thải chăn nuôi tốt
nhất và hiệu quả nhất
Để khắc phục tình trạng ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi nói chung
và chăn nuôi lợn tại xã Lương Phú nói riêng .Nhiều hộ nông dân trên địa bàn
xã trong thời gian vừa qua đã xây dựng hầm ủ Biogas không những mang lại
hiệu quả thiết thực cho người chăn nuôi mà còn tạo cho môi trường sống ngày
càng trong sạch và bảo vệ sức khoẻ con người. Vì thế, việc quản lý chất thải
từ gia súc cần một tổng hợp các biện pháp kỹ thuật, giáo dục, chính sách môi
trường và chính sách kinh tế.
Xuất phát nguyện vọng của bản thân và sự nhất trí của khoa Môi
trường, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, em tiến hành nghiên cứu
đề tài : “Đánh giá hiệu quả sử dụng hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn
nuôi lợn tai trang trại chăn nuôi Long Cương xã Lương Phú, huyện Phú
Bình, Tỉnh Thái Nguyên” để đánh giá những lợi ích mà Biogas đem lại. Để
mở rộng phạm vi áp dụng mô hình Biogas có hiệu quả thì công việc nghiên
cứu về Biogas là rất quan trọng.
1.2 Mục tiêu, yêu cầu của đề tài
1.2.1 Mục tiêu
1.2.1.1. Mục tiêu tổng quát
- Đánh giá hiệu quả sử dụng hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi lợn
tai trang trại Long Cương xã Lương Phú, huyện Phú Bình, Tỉnh Thái Nguyên.


3

1.2.1.2. Mục tiêu cụ thể
- Đánh giá hiện trạng nước thải chăn nuôi trước khi xử lý tại trang trại
- Đánh giá hiện trạng nước thải chăn nuôi sau khi xử lý tại trang trại
- Đánh giá hiệu quả xử lý của hầm Biogas trong xử lý nước thải chăn nuôi
lợn tại trang trại .
- Đánh giá hiệu quả kinh tế, xã hội, môi trường do hầm ủ Biogas đem lại.
- Đề xuất các giải pháp quản lý và kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng
của hầm ủ Biogas.
1.3 Ý nghĩa của đề tài
1.3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học
- Nâng cao kiến thức và kĩ năng, rút ra kinh nghiệm thực tế phục vụ
công tác bảo vệ môi trường.
- Vận dụng, phát huy và nâng cao kiến thức đã học.
1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn
- Đánh giá được hiện trạng, những thuận lợi và khó khăn về việc sử dụng
mô hình Biogas tại trang trại chăn nuôi lớn Long Cương xã Lương Phú huyện Phú
Bình Thành Phố Thái Nguyên.
- Đề xuất giải pháp khắc phục khó khăn, nâng cao hiệu quả sử dụng mô hình
Biogas tại trang trại.


4

PHẦN 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Cơ sở lý luận của đề tài
2.1.1 Một số khái niệm liên quan
Chất thải chăn nuôi là chất phát sinh trong quá trình chăn nuôi như
phân, nước tiểu, xác động vật…. Được chia làm 3 loại: chất thải rắn, chất thải

long, chất thải khi. Trong chất thải chăn nuôi có nhiều chất hữu cơ, vô cớ Vi
sinh vật và trứng ký trùng có thể gây bệnh cho vật nuôi và con người.
Trong chăn nuôi nông nghiệp là nguồn nguyên liệu lớn, chứa nhiều
thành phần hữu cơ có khả năng chuyển hóa sinh học để tạo khí Biogas. Khối
lượng chất thải phát sinh có sự khác nhau, tùy theo từng loại gia súc, gia cầm,
điều kiện chăn nuôi, đặc điểm chuồng trại và đặc điểm nghành của từng quốc gia.
Môi trường là tập hợp tất cả các yếu tố tự nhiên và xã hội bao quanh
con người, ảnh hưởng tới con người và tác động đến các hoạt động sống của
con người như: không khí, nước, độ ẩm, sinh vật, xã hội loài người và các thể chế.
Ô nhiễm môi trường là hiện tượng môi trường tự nhiên bị bẩn, đồng
thời các tính chất Vật lý, hóa học, sinh học của môi trường bị thay đổi gây tác
hại tới sức khỏe con người và các sinh vật khác. Ô nhiễm môi trường chủ yếu
do hoạt động của con người gây ra. Ngoài ra, ô nhiễm còn do một số hoạt
động của tự nhiên khác có tác động tới môi trường
Ô nhiễm nước là hiện tượng các vùng nước như sông, hồ, biển, nước
ngầm... bị các hoạt động của con người làm nhiễm các chất độc hại như chất
có trong thuốc bảo vệ thực vật, chất thải công nghiệp chưa được xử lý,... tất cả
có thể gây hại cho con người và cuộc sống các sinh vật trong tự nhiên.


5

TSS là tổng lượng vật chất lơ lửng trong nước. Hàm lượng chất rắn lơ
lửng tổng hoặc chất rắn có khả năng lắng tụ là chỉ tiêu đánh giá mức ô nhiễm
của nước. TSS được xác định theo phương pháp khối lượng
COD (Chemical Oxygen Demand) là nhu cầu oxy hóa, đây một thông
số môi trường dùng trong kiểm định chất lượng nước, là lượng oxygen cần
thiết oxy hóa hóa học các chất hữu cơ có trong nước. Thông số này có ý nghĩa
thể hiện toàn bộ các chất hữu cơ có thể bị oxy hóa bởi tác nhân hóa học.
BOD5: (Biochemical Oxygen Demand) là nhu cầu oxy sinh hóa,

BOD5 là một thông số chất lượng nước, là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật
tiêu thụ trong quá trình oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước. Thông số này
có ý nghĩa là thể hiện lượng chất hữu cơ có thể bị oxy hóa nhờ vai trò của vi
sinh vật
Photpho tổng số: Lân tổng số (T-P) là tất cả các dạng hợp chất chứa
photpho có trong nước thải. Cũng giống như Nito nước thải mà chứa hàm
lượng lân tổng số cao khi thải ra môi trường nước gây thừa chất dinh dưỡng
và là nguyên nhân gây ra hiện tượng phú dưỡng
2.1.2 Những ảnh hưởng của chất thải chăn nuôi
Chất thải chăn nuôi là nguyên nhân gây ô nhiễm lớn cho môi
trường tự nhiên do lượng lớn các khí thải và chất thải từ chăn nuôi. Các khí
thải từ vật nuôi cũng chiếm tỷ trọng lớn trong các khí thải gây hiệu ứng nhà kính.
Theo báo cáo của FAO, chất thải của gia súc toàn cầu tạo ra 65% lượng
Nitơ oxit (N2O) trong khí quyển. Đây là loại khí có khả năng hấp thụ năng
lượng mặt trời cao gấp 296 lần so với khí CO2. Động vật nuôi còn thải ra 9%
lượng khí CO2 toàn cầu, 37% lượng khí Methane (CH4) – loại khí có khả
năng giữ nhiệt cao gấp 23 lần khí CO2.


6

Theo Cục chăn nuôi Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
(NN&PTNT), mỗi năm, ngành chăn nuôi gia súc gia cầm thải ra khoảng 7585 triệu tấn chất thải, với phương thức sử dụng phân chuồng không qua xử lý
ổn định và nước thải không qua xử lý xả trực tiếp ra môi trường gây ô nhiễm
nghiêm trọng.
Hiện cả nước có 8,5 triệu hộ chăn nuôi quy mô gia đình, 18.000 trang
trại chăn nuôi tập trung, nhưng mới chỉ có 8,7% số hộ xây dựng công trình
khí sinh học (hầm Biogas). Tỷ lệ hộ gia đình có chuồng trại chăn nuôi hợp vệ
sinh cũng chỉ chiếm 10% và chỉ có 0,6% số hộ có cam kết bảo vệ môi trường.
Vẫn còn khoảng 23% số hộ chăn nuôi không xử lý chất thải bằng bất kỳ

phương pháp nào mà xả thẳng ra môi trường bên ngoài…gây sức ép đến môi
trường
Chất thải chăn nuôi tác động đến môi trường và sức khỏe con người
trên nhiều khía cạnh: Gây ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm, môi trường
khí, môi trường đất và các sản phẩm nông nghiệp. Đây chính là nguyên nhân
gây ra nhiều căn bệnh về hô hấp, tiêu hóa, do trong chất thải chứa nhiều vi
sinh vật gây bệnh. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã cảnh báo, nếu không có
biện pháp thu gom và xử lý chất thải chăn nuôi một cách thỏa đáng sẽ ảnh
hưởng rất lớn đến sức khỏe con người, vật nuôi và gây ô nhiễm môi trường
nghiêm trọng. Đặc biệt là các virus biến thể từ các dịch bệnh như: lở mồm
long móng, dịch bệnh tai xanh ở lợn có thể lây lan nhanh chóng và có thể
cướp đi sinh mạng của rất nhiều người. Theo Báo cáo tổng kết của Viện Chăn
nuôi (Bộ NN&PTNT), nồng độ khí H2S và NH3 trong chất thải chăn nuôi cao
hơn mức cho phép khoảng 30-40 lần. Tổng số vi sinh vật và bào tử nấm cũng
cao hơn mức cho phép rất nhiều lần. Ngoài ra, nước thải chăn nuôi còn chứa
Coliform, E.coli, COD… và trứng giun sán cao hơn rất nhiều lần so với tiêu
chuẩn cho phép.


7

2.1.2.1. Ô nhiễm không khí
Trong chất thải chăn nuôi, nếu lượng chất hữu cơ có quá nhiều vi sinh
vật hiếu khí sẽ xử dụng hết oxy hòa tan trong nước làm khả năng hoạt động
phân hủy của chúng kém, gia tăng quá trình yếm khí tạo ra các sản phẩm
CH4, H2, H2S,…. Tạo mồ hôi thối
2.1.2.2. Ô nhiễm đất
Chất thải chăn nuôi khi không được xử lý mang đi sử dụng trong trồng
trọt như tưới, bón cho cây…. Nghiên cứu cho thấy khả năng tồn tại của các
mầm bệnh trong đất và cây có thể gây hại cho sức khỏe con người và gia súc.

Bệnh các bệnh về đường ruột
2.1.2.3. Ô nhiễm môi trường nước
Lượng chất thải chăn nuôi không được xử lý đúng cách thải vào môi
trường quá lớn làm gia tăng hàm lượng chất hữu cơ, vô cơ trong nước, làm
giảm quá mức oxi hòa tan trong nước, làm giảm chất lượng Nước mặt ảnh
hưởng đến hệ VSV nước là nguyên nhân tạo nên các dòng nước chết. Trong
nước thải chăn nuôi có chứa một lượng lớn các vi sinh vật và trứng ký sinh
trùng gây bệnh. Như vậy, chất thải chăn nuôi Nếu không được xử lý chất thải
triệt để sẽ ảnh hưởng đến môi trường nước từ đó sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe
con người và gia súc
2.1.3 Đặc điểm các loại chất thải chăn nuôi
Các loại chất thải chăn nuôi bao gồm:
- Phân từ gia súc, gia cầm.
- Chất độn chuồng.
- Nước thải từ chuồng trại: nước tiểu, nước tắm gia súc, nước vệ sinh
chuồng trại.
- Các thức ăn chăn nuôi thừa.
- Xác súc vật chết.


8

- Phế phụ phẩm nông nghiệp: lá cây, cành cây,vỏ, hạt….
 Chất thải rắn – Phân
Là những thành phần từ thức ăn nước uống mà cơ thể gia súc không
hấp thụ được và thải ra ngoài cơ thể. Phân gồm những thành phần:
+ Những dưỡng chất không tiêu hóa được của quá trinh tiêu hóa vi sinh.
+ Các chất cặn bã của dịch tiêu hóa (trypsin, pepsin…), các mô tróc ra
từ các niêm mạc của ống tiêu hóa và chất nhờn theo phân ra ngoài.
+ Các loại VSV trong thức ăn, ruột bị thải ra ngoài theo phân.

-Lượng phân:
Lượng phân thải ra trong một ngày đêm tùy thuộc vào giống, loài, tuổi
và khẩu phần ăn. Lượng phân thải ra mỗi ngày có thể ước tính
6 – 8% trọng lượng của vật nuôi. Lượng phân thải trung bình của lợn
trong 24 giờ được thể hiện dưới bảng sau:
Bảng 2.1 Khối lượng phân và nước tiểu của gia súc thải ra trong 1 ngày đêm
Lượng phân

Nước tiểu

(kg/ngày)

(kg/ngày)

Trâu bò lớn

20 – 25

10 – 15

Lợn (<10kg)

0,5 – 1

0,3 – 0,7

Lợn (15 – 45kg)

1–3

0,7 – 2,0

Lợn (45 – 100kg)

3–5

2–4

Loại gia súc

(Nguồn: Bùi Xuân An, 2007)
- Thành phần trong phân lợn
- Những chất không tiêu hóa được hoặc những chất thoát khỏi sự
tiêu hóa của VSV hay các men tiêu hóa (chất xơ, protein không tiêu hóa
được), acid amin thoát khỏi sự hấp thụ (được thải qua nước tiểu: acid uric
ở gia cầm, ure ở gia súc). Các khoáng chất cơ thể không sử dụng được
K2O, P2O5, CaO, MgO...


9

- Các chất cặn bã của dịch tiêu hóa : trypsin, pepsin...
- Các mô tróc ra từ niêm mạc của ống tiêu hóa và chất nhờn theo phân
ra ngoài.
- Các VSV bị nhiễm tong thức ăn, ruột: virus, vi trùng, ấu trùng, trứng
giun sán...bị tống ra ngoài.
Thành phần các chất trong phân lợn phụ thuộc vào nhiều yếu tố:
- Thành phần dưỡng chất của thức ăn và nước uống.
- Độ tuổi của lợn (mỗi độ tuổi sẽ có khả năng tiêu hóa khác nhau).
- Tình trạng sức khỏe vật nuôi và nhu cầu cá thể: nếu nhu cầu cá thể

cao thì sử dụng dưỡng chất nhiều thì lượng phân thải sẽ ít và ngược lại.
Ngoài ra, trong phân còn có chứa nhiều loại vi khuẩn, virus và trứng ký
sinh trùng, trong đó vi khuẩn thuộc họ Enterobacteriacea,chiếm đa số với các
giống điển hình như Escherichia, Salmonella, Shigella, Proteus, Klebsiella.
Trong 1kg phân có chứa 2000 – 5000 trứng giun sán gồm chủ yếu các
loại: Ascaris suum, Oesophagostomum, Trichocephalus (Nguyễn Thị Hoa
Lý, 2004).
Bảng 2.2 Thành phần hóa học của phân một số loại gia súc
Loại gia súc

Thành phần hóa học %
Nước

Nito

P2O5

K2O

Trâu, bò

80

1,67

1,11

0,056

Ngựa

75

2,29

1,25

1,38

Lợn

82

3,75

3,13

2,2

Gà

56

6,27

5,92

3,27

Bồ câu

52

5,68

5,74

3,23

(Nguồn: Trung tâm nước sạch và VSMTNT, 2008)
 Nước phân
Nước phân chuồng là hỗn hợp phân, nước tiểu và nước rửa chuồng.


10

Vì vậy nước phân chuồng rất giàu dinh dưỡng và có giá trị lớn về mặt
phân bón. Trong 1m3 nước phân có khoảng: 5 – 6kg N nguyên chất; 0,1kg
P2O5; 12kg K2O (Bergmann,1965). Nước phân chuồng là nghèo lân, giàu đạm
và rất giàu Kali. Đạm trong nước phân chuồng tồn tại theo 3 dạng chủ yếu là:
urê, axit uric và axit hippuric,khi tiếp xúc với không khí một thời gian hay
bón vào đất thì bị VSV phân giải axit uric và axit hippuric thành urê và sau đó
chuyển hóa thành amoni carbonat.
 Nước tiểu gia súc
- Thành phần của nước tiểu gia súc tùy thuộc vào điều kiện dinh dưỡng
và khí hậu.
- Đặc tính chung: Nước tiểu gia súc là một loại phân bón giàu đạm và
kali, hàm lượng lân ít hoặc không đáng kể. Nước tiều của lợn nghèo đạm hơn
các loại gia súc khác.
 Nước thải

Nhìn chung nước thải chăn nuôi không chứa các chất độc hại như nước
thải các nghành công nghiệp khác nhưng chứa nhiều ấu trùng, vi trùng, trứng
giun sán.
 Khí thải
Chất thải khí: Chăn nuôi phát thải nhiều loại khí thải (CO2, NH3, CH4
H2S,… thuộc các loại khí nhà kính chính) do hoạt động hô hấp, tiêu
hóa của vật nuôi, do ủ phân, chế biến thức ăn,…ước khoảng vài trăm triệu
tấn/năm.
Theo Delgado (1999), 16% lượng CH4 sản xuất hàng năm trên thế giới
từ hoạt động chăn nuôi.


11

2.1.4. Tình hình quản lý chất thải chăn nuôi lợn
 Chất thải rắn
Công tác quản lý chất thải rắn trong chăn nuôi lợn đang gặp nhiều khó
khăn, việc sử dụng phân lợn trong nông nghiệp vẫn còn bị hạn chế do phân
lợn không giống phân bò, trâu hay gia cầm khác. Phân lợn ướt và hôi thối nên
khó thu gom và vận chuyển, phân lợn là phân “nóng” khó sử dụng, hiệu quả
không cao và có thể làm chết hoặc mất năng suất.Theo điều tra cho thấy tình
hình quản lý chất thải chăn nuôi trên địa bàn xã như sau: phần lớn các hộ dân
sử dụng phân để bón cho lúa, một số hộ lắp đặt hầm Biogas thì sủ dụng phân
cho hầm Biogas.
Chất thải rắn bao gồm chủ yếu là phân, chất độn chuồng, thức ăn thừa
và đôi khi là xác gia súc, gia cầm chết.
Những hộ chăn nuôi lợn với số lượng lớn mà không xây dựng hầm ủ
Biogas thì khi lượng phân lợn thải quá nhiều mà sử dụng bón ruộng không hết
thì gây ra tình trạng ứ đọng phân, cùng với việc che chắn không hợp lý làm
gia tăng sự phát triển của ruồi nhặng, các loại VSV có hại cho sức khỏe vật

nuôi và con người.
Đối với những hộ nuôi lợn trên sàn bê tông phía dưới là hầm thu gom
thì không thu được chất thải rắn. Toàn bộ chất thải bao gồm phân, nước tiểu,
nước rủa chuồng được hòa lẫn và dẫn về bể Biogas.
 Chất thải lỏng
Đây là loại chất thải ít được sử dụng và khó quản lý do:
- Lượng nước thải lớn, lượng nước sử dụng cho nhu cầu uống, rửa
chuồng và tắm cho lợn là 30-50 lít nước /1 con/ngày.
- Nước thải có mùi hôi thối, khó vận chuyển đi xa để sử dụng cho các
mục đích nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản.


12

- Lượng nước thải quá lớn, không thể sử dụng hết cho diện tích đất
canh tác xung quanh.
- Nước thải của các hộ gia đình chăn nuôi lợn bao gồm nước tiểu, rửa
chuồng, máng ăn, máng uống và nước tắm cho lợn.
Nhìn chung, việc quản lý chất thải chăn nuôi lợn đang gặp nhiều khó
khăn. Nhu cầu sử dụng chất thải chăn nuôi lợn trong nông nghiệp còn rất
thấp. Vì vậy, cần có nhiều biện pháp tích cực kết hợp để giải quyết vấn đề
quản lý và khắc phục sự ô nhiễm môi trường do một lượng chất thải chăn
nuôi gây ra.
2.1.5 Một số phương pháp xử lý chất thải chăn nuôi
2.1.5.1 Sử dụng chế phẩm EM sinh học
E.M (Effective Microorganisms) có nghĩa là các vi sinh vật hữu hiệu.
Chế phẩm này do Giáo sư Tiến sĩ Teruo Higa - trường Đại học Tổng hợp
Ryukyus, Okinawoa, Nhật Bản sáng tạo và áp dụng thực tiễn vào đầu năm
1980. Trong chế phẩm này có khoảng 80 loài vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí
thuộc các nhóm : vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, nấm mốc, xạ

khuẩn. 80 loài vi sinh vật này được lựa chọn từ hơn 2.000 loài được sử dụng
phổ biến trong công nghiệp thực phẩm và công nghệ lên men. Bao gồm 5
nhóm vi sinh vật: Vi khuẩn Bacillus, vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn Lactic,
nấm men, xạ khuẩn.
Tác dụng của chế phẩm EM
+ làm tăng sức khỏe của vật nuôi, tăng sức đề kháng và khả năng chống
chịu đối với các điều kiện ngoại cảnh
+ Tăng cường khả năng tiêu hóa và hấp thụ các loại thức ăn
+ Kích thích khả năng sinh sản
+ Tăng sản lượng và chất lượng trong chăn nuôi


13

+ Tiêu diệt các vi sinh vật có hại, hạn chế sự ô nhiễm trong chuồng trại
chăn nuôi
- Có nhiều cách để sử dụng chế phẩm EM trong chăn nuôi như: Cho
vào thức ăn, nước uống của vật nuôi, phun xịt xung quanh chuồng trại, cho
vào bồn chứa phân. 1
2.1.5.2 Sử dụng Zeolit ( SiO2)
- Zeolit là loại vật liệu không gây độc đối với người và vật nuôi có ứng
dụng hiệu quả trong lĩnh vực nuôi trồng thủy sản, nông nghiệp, chăn nuôi,
bảo vệ môi trường…..
- Zeolit được sản xuất dưới dạng bột hoặc viên xốp từ cao lanh tự nhiên
có sẵn ở Việt Nam. Nhờ cấu trúc nên cao lanh bị phá vỡ hoàn toàn và tự
chúng sắp xếp lại tạo thành lỗ rỗng, nên có khả năng hấp phụ các ion kim
loại, amoni, chất hữu cơ độc hại lơ lững trong nước và tự chìm xuống đáy.
- Ngoài ra, người ta còn sử dụng loại sản phẩm này để chộn lẫn với
phân bón tạo ra một loại phân bón phân hủy chậm, vừa có tác dụng tiết kiệm
nguồn phân bón, giữ độ ẩm mà còn có tác dụng điều hòa PH cho đất.

2.1.5.3 Dùng thực vật
- Cây muỗi nước (còn gọi là cây cần tây nước) là loại bản địa của vùng
Đông Nam Á, thân và lá của nó có thể ăn sống hoặc chín như một loại rau. Nó
sinh sản theo cách phân chia rễ và sinh trưởng tốt trong môi trường nước
nông cho tới 20cm.
- Cây bèo lục bình ( bèo Nhật Bản) có nguồn gốc Nam Mỹ, sinh trưởng
và phát triển nhanh, khỏe và nổi trên mặt nước.
- Ngoài ra còn có cây Thủy Trúc, rau muống cũng có thể xử lý chất thải
chăn nuôi.
- Các cây thủy sinh này có thể thu hoạch và dùng làm phân hữu cơ.


14

2.1.5.4 Mô hình VAC
VAC là phương pháp hữu hiệu và bền vững để xử lý chất thải chăn
nuôi tiến tới nền nông nghiệp sạch. Gắn kết chặt chẽ chồng trọt và chăn nuôi
vừa hạn chế ô nhiễm môi trường vừa sử dụng ít phân bón hóa học, tiết liệm
năng lượng.và đây cũng là mô hình dễ áp dụng đối với chăn nuôi quy mô
trang trại.8
2.1.6 Công nghệ Biogas
Về thực chất Biogas là dạng khí sinh học, được tái tạo từ quá trình phân
hủy chất thải của người và động vật trong điều kiện hầm kín. Nhờ vào hoạt
động của các vi sinh vật, các chất thải này sẽ lên men, tạo khí trong đó chiếm
70% là khí mê tan, được sử dụng làm chất đốt và chạy động cơ đốt trong.
Nguồn nguyên liệu là bùn từ ao tù, đầm lầy, phế liệu, phế thải trong sản
xuất nông lâm nghiệp và các hoạt động sống, sản xuất và chế biến nông lâm
sản. Vi sinh vật thường sử dụng nguồn hữu cơ cacbon nhanh hơn sử dụng nitơ
khoảng 30 lần. Do vậy nguyên liệu có tỷ lệ C/N là 30/1 sẽ thích hợp nhất cho
lên men kỵ khí. Phân động vật và các chất thải rắn như rơm, rạ rất thích hợp

cho lên men kỵ khí. Trong thực tế người ta rất cố gắng đảm bảo tỷ lệ trên
trong khoảng 20 – 40. Phân gia súc có tỷ lệ C/N nằm trong giới hạn này nên
được xem là nguyên liệu chủ yếu trong sản xuất Biogas.3
Cơ sở lý thuyết của công nghệ Biogas : dựa vào các vi khuẩn yếm khí
để lên men phân huỷ kỵ khí các chất hữu cơ sinh ra một hỗn hợp khí có thể
cháy được : H2, H2S, NH3, CH4, C2H2... trong đó CH4 là sản phẩm khí chủ yếu
( nên còn gọi là quá trình lên men tạo Metan).
Bảng 2.3. Điển hình thành phần của khí sinh học
Hợp chất
Ký hiệu
%
Methane
CH4
50-75
Carbon dioxide
CO2
25-50
Nitơ
N2
0-10
Hydrogen
H2
0-1
Hydrogen sunphide
H2S
0-3
Oxy
O2
0-0

15

Khi đốt cháy 1m3 hỗn hợp khí Biogas sinh ra nhiệt lượng khoảng
4.500-6.000 calo/m3 tương đương với 1 lít cồn, 0,8 lít xăng, 0,6 lít dầu thô,
1,4 kg than tổ hoa hay 2,2 kW điện. 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 2.4 Ảnh hưởng của các loại phân đến sản lượng và
thành phần của khí thu được
Sản lượng khí

Hàm lượng CH4

Thời gian lên

m3/kg phân khô

(%)

men (ngày)

Phân bò

1,11

57

10

Phân gia cầm

0,56

69

9

Phân gà

0,31

60

30

Phân lợn

1,02

68

20

Phân người

0,38

--

21

Nguyên liệu

(Nguồn: Báo Nông nghiêp Việt Nam, 2009)
Vai trò của Biogas
- Tạo nguồn năng lượng tái sinh rẻ và sạch phục vụ đời sống con người.
- Giữ gìn và bảo vệ môi trường vệ sinh trong sạch trong các khu vực
công đồng nông, cung cấp sản phẩm nông nghiệp sạch.
- Tăng thu nhập cho các hộ gia đình thông việc giảm chi phí về nhu cầu
chất đốt phục vụ sinh hoạt.
- Tạo nguồn phân bón hữu cơ vi sinh, giảm bớt sử dụng phân hoá học,
qua đó giảm bớt sự thoái hoá và cải thiện đất trồng, nâng cao năng suất cây
trồng và nuôi cá trong hệ thống VAC gia đình.
- Hỗ trợ phát triển chăn nuôi tốt hơn, tạo điều kiện nâng cao mức sống
và tiếp cận điều kiện văn minh đô thị cho người dân nông thôn trong việc cải
tạo hố xí gia đình, sử dụng khí sinh học vào việc nội trợ.


16

- Giảm sức lao động của phụ nữ trong công việc nội trợ.
Các loại hình Biogas
Công nghệ Biogas xuất hiện trên thế giới từ rất sớm và qua thời gian đã
có rất nhiều cải tiến và ứng dụng. Cấu tạo trong các nhà máy sẽ phức tạp hơn
nhiều. Để tiện theo dõi, có thể chia Biogas thành hai loại: trong khu vực nông
thôn và khu vực công nghiệp.
Trong khu vực nông thôn, hầu hết các hầm Biogas được áp dụng ở các
nước đang phát triển là những thiết bị đơn giản, hoạt động theo chế độ nạp
nguyên liệu bổ sung thường xuyên. Hầm Biogas được xây dựng cho các hộ

gia đình riêng biệt.
Loại 1: Hầm Biogas có nắp hình vòm cuốn
Trong quá trình xây dựng cần đảm bảo những kỹ thuật cần thiết: hầm
phải kín, xây bằng gạch để không rò rỉ, phần bể thải phải cao hơn hầm phân
huỷ nhưng chiều ngang của lối vào và lối ra là bằng nhau.
Cấu tạo của Hầm Biogas bao gồm các bộ phận sau:
 Ngăn trộn: là nơi mà nước và phân động vật được trộn lẫn với nhau
trước khi vào ngăn phân huỷ.
 Ngăn phân huỷ: là nơi mà phân và nước từ ngăn trộn được lên men
và sinh ra khí ga.
 Ngăn áp lực: thu các lớp cặn lắng từ ngăn phân huỷ, khi sử dụng khí
ga, các chất cặn lắng ở dạng lỏng trong ngăn áp lực sẽ chảy ngược lại vào
ngăn phân huỷ để đẩy khí ga ra.
 Ngăn chứa và lọc cát: thu phần cặn lắng có thể sử dụng được như là
phân bón để cải thiện đất cho sản xuất nông nghiệp hoặc bán ra thị trường.
 Ga tích luỹ được sẽ đẩy phần cặn và nước trong đáy ngăn phân huỷ
để chảy vào ngăn áp lực. Khi sử dụng khí ga thì nước trong ngăn áp lực sẽ