TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
BÁO CÁO CÔNG NGHỆ SINH THÁI
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH THÁI TRONG
TRANG TRẠI CHĂN NUÔI HEO
GVHD: Ts. Lê Quốc Tuấn
Thực hiện: Lớp DH10DL
Nguyễn Văn Chiến 10157022
Nguyễn Song Hào 10157054
Hoàng Thị Kim Huệ 10157070
Nguyễn Hoàng Linh Long 10157096
Nguyễn Tuấn Mạnh 10157107
Trần Thanh Minh 10157110
Lê Văn Nghĩa 10157123
TP Hồ Chí Minh ngày 20/11/2012
MỤC LỤC
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong một vài thập kỷ gần đây, cùng với sự phát triển nhanh chóng của đất nước,
ngành chăn nuôi gia súc ở Việt Nam đã có những tiến bộ không ngừng cả về số lượng
các trại chăn nuôi, cũng như chủng loại các sản phẩm và chất lượng ngày càng được
cải thiện, đóng một vai trò đáng kể trong nền kinh tế quốc dân. Bên cạnh những tích
cực do ngành chăn nuôi mang lại thì phải kể đến các tác động tiêu cực do chất thải
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
2
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
chăn nuôi thải ra ngày càng nhiều. Vấn đề xả thải phân chuồng có ảnh hưởng trực tiếp
đến nguồn nước, môi trường đất, kể cả môi trường không khí và sức khỏe con người,
cảnh quan thiên nhiên.
Hầu hết các trang trại chăn nuôi chưa có hệ thống xử lý hoặc hệ thống xử lý sơ sài, khả
gia cầm đều gắn với phân bố dân cư. (Gerber và cộng sự - 2005).
Khi còn chăn nuôi nhỏ lẻ, kết hợp với việc sử dụng chất thải từ chăn nuôi cho hoạt
động sản xuất nông nghiệp thì chất thải chăn nuôi từ các hộ gia đình gần như không
phải là một mối hiểm họa đối với môi trường.
Khi công nghiệp hóa chăn nuôi cộng với sự gia tăng mạnh mẽ về số lượng đàn gia súc
thì chất thải từ hoạt động chăn nuôi của các trang trại, gia trại đã làm cho môi trường
chăn nuôi đặc biệt là môi trường xung quanh bị ô nhiễm trầm trọng, nó đã gây nên một
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
4
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
làn sóng mới phản đối các trang trại chăn nuôi từ phía người dân ở gần các trang trại.
Theo báo cáo tổng kết của viện chăn nuôi, hầu hết các hộ chăn nuôi đều để nước thải
chảy tự do ra môi trường xung quanh gây mùi hôi thối nồng nặc, đặc biệt là vào những
ngày oi bức. Nồng độ khí H
2
S và NH
3
cao hơn mức cho phép khoảng 30-40 lần. Tổng
số VSV và bào tử nấm cũng cao hơn mức cho phép rất nhiều lần. Ngoài ra nước thải
chăn nuôi còn có chứa coliform, e.coli, COD , và trứng giun sán cao hơn rất nhiều lần
so với tiêu chuẩn cho phép. (Theo báo cáo của Công ty môi trường VIETTECH).
Theo báo cáo của Tổ chức Nông Lương Thế giới (FAO), chất thải của gia súc toàn cầu
tạo ra 65% lượng Nitơ oxit (N
2
O) trong khí quyển. Đây là loại khí có khả năng hấp thụ
năng lượng mặt trời cao gấp 296 lần so với khí CO
2
. Động
vật nuôi còn thải ra 9%
lại hiệu quả tương đối rõ nét. Trong đó, Dự án "Xây dựng mô hình hầm khí Biogas tiết
kiệm năng lượng (TKNL) sử dụng cho hộ gia đình trên địa bàn huyện Thanh Thủy" do
Trung tâm Khuyến công, tư vấn và TKNL Phú Thọ triển khai thuộc Chương trình mục
tiêu quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm là một ví dụ điển hình. Với 240 hầm khí
biogas được triển khai thực hiện tại 240 hộ gia đình, mỗi năm ước tính xử lý từ 450-
500 tấn chất thải trong chăn nuôi và các nguồn chất thải khác, tiết kiệm chi phí cho đun
nấu và thắp sáng gần 2 tỷ đồng. Đặc biệt, dự án đã giải quyết cơ bản tình trạng ô nhiễm
môi trường do chất thải từ chăn nuôi gây ra. (Theo Trần Liễu, 2010)
Ước tính, hiện toàn tỉnh đã xây dựng được khoảng 5.000 công trình hầm biogas. Tuy
nhiên, so với số lượng các hộ chăn nuôi trên địa bàn tỉnh hiện nay thì con số này còn
rất khiêm tốn. Bên cạnh đó, hiện nay kỹ thuật xây hầm biogas của một số gia đình hạn
chế nên không ít trường hợp xây dựng hầm quá nhỏ so với quy mô chăn nuôi. Việc lựa
chọn vật liệu chưa bảo đảm nên hầm nhanh chóng bị ngấm, bị thấm làm cho mùi hôi
thoát ra ngoài không những không cải thiện được môi trường sống mà còn làm tăng
thêm mức độ ô nhiễm. Nhiều hộ có thói quen xả cả nước có hóa chất khử trùng, vắcxin
phòng chống bệnh cho gia súc, gia cầm xuống bể chứa làm cho các vi sinh vật hiếm
khí bị tiêu diệt nên hầm biogas không được phát huy tác dụng Do đó, để áp dụng
biện pháp này rộng rãi đến toàn bộ các hộ chăn nuôi trên địa bàn tỉnh, rất cần sự hỗ trợ
của Nhà nước về kinh phí, tập huấn chuyển giao về khoa học kỹ thuật. Qua đó, để họ
có những kiến thức cơ bản về kỹ thuật để xây dựng hầm biogas như thế nào là hợp lý
với trang trại của mình, để tránh tình trạng quy mô trang trại quá lớn mà hầm thì quá
nhỏ dẫn đến không có hiệu quả, gây lãng phí tiền của. Ngoài việc xây dựng hầm biogas
và sử dụng các loại chế phẩm sinh học trong chăn nuôi, hiện nay biện pháp hữu hiệu và
bền vững để xử lý chất thải chăn nuôi tiến tới nền nông nghiệp sạch là phát triển mô
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
6
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
hình kinh tế VAC; gắn kết chặt chẽ giữa trồng trọt với chăn nuôi, vừa hạn chế ô nhiễm
môi trường, vừa sử dụng ít phân bón hóa học, cũng là một trong những mô hình dễ
làm, ít tốn kém và đem lại hiệu quả kinh tế khá cao.
nước thải đạt quy chuẩn cho phép trước khi thải ra môi trường.
Một số quy trình xử lý nước thải chăn nuôi:
2.3.1. Quy mô nhỏ (hộ gia đình)
Nước thải -> hố biogas (xử lý kỵ khí) -> hố lắng (2 cấp)
2.3.2. Quy mô trung bình (< 1.000 đầu gia súc)
a) Nước thải -> ngăn lắng cát -> hố biogas (xử lý kỵ khí) -> hố lắng (2 cấp) -> mương
sinh học hiếu khí -> hố lắng (3 cấp) -> mương chứa (ổn định) -> tuần hoàn để tưới cây.
b) Nước thải -> ngăn lắng cát -> hố biogas (xử lý kỵ khí) -> hố lắng (2 cấp) -> bể
Aerotank -> bể lắng bùn -> hồ ổn định -> tuần hoàn để tưới cây.
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
8
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
2.3.3. Quy mô lớn (> 1.000 đầu gia súc)
Nước thải -> bể lắng cát -> bể điều hòa -> bể kỵ khí UASB/hố biogas -> bể chỉnh nồng
độ -> bể Aerotank -> bể lắng bùn -> hồ ổn định -> tuần hoàn để tưới cây.
Có nhiều loại hầm lên men Biogas. Hiện nay đang thịnh hành 3 loại hầm: Hầm xây có
nắp cố định, hầm xây có nắp trôi nổi và túi biogas bằng nhựa polyethylene. Hầm xây
bằng gạch, xi măng có nắp cố định hay nắp trôi nổi đã phát triển trong nhiều năm ở
Đồng Nai. Loại túi ủ biogas bằng nhựa khá dễ lắp đặt và rẻ tiền.
Chức năng của hầm biogas là xử lý được phần lớn chất hữu cơ, giảm đáng kể lượng
khí độc phát sinh, diệt các mầm bệnh trong nước thải, đồng thời cung cấp một lượng
khí đốt rẻ tiền.
Trung bình 1m3 hầm ủ xử lý lượng nước thải 40-50 lít nước thải/ngày với lượng phân
của 2-3 con heo trưởng thành. Thời gian nước thải ở trong hầm biogas tối thiểu 20
ngày mới đảm bảo hiệu quả xử lý.
Đối với túi ủ biogas bằng túi nhựa, các cơ sở chăn nuôi có thể mời kỹ thuật viên lắp đặt
hay tự thiết kế, thi công theo hướng dẫn kỹ thuật của các cơ quan chuyển giao kỹ thuật.
Đối với túi ủ bằng bạt cao cấp HDPE: Màng chống thấm HDPE được chế tạo từ các
hạt nhựa nguyên sinh và hàm lượng nhỏ Cacbon (C) đen, vì vậy có cường độ chịu kéo
và độ dãn dài rất lớn. Màng được chế tạo thành từng cuộn có chiều dài từ 70-:-
3
ngày
đêm. Thời gian này kéo dài khoảng 3-4 tháng. Sau đó, bể sẽ hoạt động ổn định và có
khả năng chịu quá tải, cũng như nồng độ chất thải khá cao. Khí metan thu được có thể
sử dụng cho việc đun nấu và cung cấp nhiệt. Lượng bùn sinh ra rất nhỏ nên không cần
thiết phải đặt vấn đề xử lý bùn. Quá trình xử lý này chỉ tiêu tốn một lượng nhỏ năng
lượng dùng để bơm nước.
Nước thải được chảy qua lưới lọc 1mmx1mm hay 1,5mmx1,5mm để loại bỏ cặn lớn.
Sau đó, nước thải được cho chảy vào bể lắng 3 ngăn (thường xây bằng xi măng) có
ngăn 1 sâu 2,5-3m, ngăn 2 sâu 1,2-1,5m, và ngăn 3 sâu < 1m. Nước luân chuyển theo
kiểu tràn.
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
10
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
Chức năng là giảm đi phần lớn các phần rắn trong nước thải nhưng giải quyết không
triệt để các tác nhân gây bệnh trong nước thải.
Trung bình 1m
3
xử lý cho dưới 10 heo trưởng thành hoặc dưới 50 heo con.
Yêu cầu vận hành: định kỳ lấy bùn lắng trong các bể (2-3 lần/tháng) sử dụng ủ làm
phân bón.
Mương sinh học là hệ thống ao đào nhiều hố (thường là 5) để nước thải chảy qua một
diện tích lớn, tạo điều kiện cho các quá trình lên men kỵ khí, lên men yếm khí kết hợp
với các thực vật thuỷ sinh hấp thu các chất ô nhiễm.
Tiêu chuẩn thể tích ao xử lý phân vật nuôi: 1m
3
/heo trưởng thành. Quy trình này có ưu
điểm là công nghệ và vận hành khá đơn giản, giá thành rẻ, nhưng nhược điểm là xử lý
không triệt để khí thải, còn mùi hôi, đặc biệt cần diện tích rộng để xử lý đạt hiệu quả.
Trong bể Aerotank, quá trình phân hủy các chất ô nhiễm xảy ra khi nước thải tiếp xúc
quản lý môi trường trong chăn nuôi ở Việt Nam còn nhiều vấn đề bất cập, cụ thể:
- Quản lý nhà nước chuyên ngành về bảo vệ môi trường trong chăn nuôi còn
nhiều bất cập về các nguồn lực.
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
12
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
- Tuy việc ban hành các văn bản quy định và hướng dẫn BVMT trong chăn nuôi
đã có tương đối đầy đủ nhưng công tác triển khai, giám sát, thanh kiểm tra và
đánh giá chưa được phát huy hiệu quả.
- Sự phối hợp với các bộ, ngành liên quan và các cấp quản lý địa phương để triển
khai công tác BVMT trong chăn nuôi chưa đạt hiệu quả như mong muốn.
- Chưa thực hiện được hợp tác quốc tế và lồng ghép hiệu quả công tác bảo vệ môi
trường chăn nuôi với nhiều chương trình, kế hoạch khác.
- Thiếu điều tra cơ bản trên toàn quốc.
- Tình hình nghiên cứu về thực trạng, các biện pháp, công nghệ làm giảm thiểu ô
nhiễm và quản lý môi trường trong chăn nuôi chưa nhiều
- Chưa thu hút được sự đầu tư ở nhiều thành phần kinh tế vào lĩnh vực BVMT
trong chăn nuôi
- Nhận thức của chủ chăn nuôi về môi trường còn hạn chế. 85% số hộ chăn nuôi
được phỏng vấn cho rằng thiếu khả năng xử lý chất thải do thiếu đất, thiếu kinh
phí và thiếu công nghệ. 100% chủ hộ chăn nuôi mong muốn được hỗ trợ về kiến
thức và kinh phí xử lý môi trường.
3. ĐẶC TÍNH VÀ TÁC HẠI CỦA CHẤT THẢI CHĂN NUÔI HEO
3.1. Đặc tính của chất thải chăn nuôi heo
Chất thải trong hoạt động chăn nuôi heo bao gồm chất thải rắn và chất thải lỏng. Trong
đó, chất thải rắn chứa phân, thức ăn thừa ( rau thừa), thức ăn rơi vãi… Chất thải lỏng
phát sinh do các hoạt động tắm rửa gia súc, vệ sinh chuồng trại, nước tiểu… Ngoài ra,
trong chất thải chăn nuôi còn phải kể đến các chất thải khí như CO
2
, NH
206 mg/l 20
P
tổng
37 mg/l 4
Coliform 5,8.10
9
MPN/100ml 3000
So sánh hàm lượng N và P trong chất thải chăn nuôi heo:
- Chất thải rắn: Nhiều P, hàm lượng N ít hơn so với chất thải lỏng.
- Chất thải lỏng: N nhiều, P không đáng kể.
Trong nước thải chăn nuôi, hợp chất hữu cơ chiếm 70-80%, hầu hết dễ phân hủy. các
chất vô cơ chiếm 20-30% gồm cát, đất, muối, ure, ammonium, muối chlorua…
Ngoài ra trong thành phần nước thải còn chứa nhiều vi sinh vật, vi trùng, vi rút và ấu
trùng giun sán gây bệnh.
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
14
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
3.2. Tác hại của chất thải chăn nuôi heo
3.2.1. Đối với môi trường
- Đối với nguồn nước, sông suối, kênh rạch gần khuôn viên trang trại bị ô nhiễm
do phải tiếp nhận nước thải chăn nuôi chưa qua xử lý. Đồng thời, nước thải
thấm xuống lòng đất gây ảnh hưởng nước ngầm.
- Ô nhiễm không khí do mùi hôi từ trang trại chăn nuôi.
- Ô nhiễm môi trường đất, nước, ảnh hưởng đến quá trình sống và phát triển của
các sinh vật.
Hình 4: Một hộ chăn nuôi ở xã Thành Thới B, huyện Mỏ Cày Nam xả trực tiếp phân
heo ra mương vườn
3.2.2. Đối với sức khỏe con người
- Dịch bệnh và các bệnh về đường ruột, dịch tả do sự hoạt động của các vi sinh
vật và sinh vật như E.Coli, sán lá gan…
Cơ sở của việc sử dụng trùn quế để xử lý phân tươi:
Hình 7: Đặc điểm và lợi ích của Trùn quế
- Luống nuôi trùn quế làm từ nền xi măng hoặc làm bằng vật liệu nhẹ như bạc
không thấm nước, gỗ, có bề ngang từ 1-2m, sâu 30-40 cm, có mái che, có khả
năng thoát nước và thông thoáng.
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
18
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
Hình 8: Mô hình nuôi trùn quế của Trung tâm giống nông nghiệp Cà Mau.
- Trùn quế được nuôi trong điều kiện nhiệt độ từ 20-30ºC, PH trung tính, độ ẩm
cao, được cung cấp đầy đủ phân heo hàng tuần và thường xuyên phun ẩm sẽ cho
thu hoạch khoảng 1kg/1m
2
/ tháng, có khi lên đến 2-3kg/1m
2
/tháng chỉ với 2-3kg
giống ban đầu.
Hình 9 : Sinh khối và dịch trùn thu được từ quá trình nuôi trùn quế
- Dịch trùn quế được sử dụng làm chất dẫn dụ gia súc, đồng thời là nguồn dinh
dưỡng bổ sung ở dạng nước với kháng thể thiết yếu có thể thay thế dầu mực,
vitamin C, men vi sinh cho heo, góp phần tăng năng suất chăn nuôi.
Bảng 2: So sánh tỷ lệ các thành phần dinh dưỡng của Dịch trùn và Trùn tươi.
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
19
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
CHẤT DỊCH TRÙN TRÙN TƯƠI
Pepsin Diges 100% 16%
Calcium 1,13% 0,31%
Nitơ 1,2% 1,7%
Lysine 1,04% 0,62%
những vùng có nền đất tốt, mực nước ngầm thấp, có thể đào sâu và diện tích
mặt bằng hẹp, như kiểu KT1.
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
21
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
Hình10 – Thiết bị khí sinh học nắp cố định kiểu KT.1
- Kiểu KT2 phù hợp với những vùng có nền đất yếu, mực nước ngầm cao, khó
đào sâu và diện tích mặt bằng rộng.
Hình11 – Thiết bị khí sinh học nắp cố định kiểu KT2
- Toàn bộ chất thải lỏng từ chuồng trại được cho vào bể nạp, có thể xây dựng
đường mương nối giữa chuồng nuôi với bể nạp cho việc thu chất thải được dễ
dàng. Chất thải từ bể nạp theo đường ống xuống bể phân giải, tại đây, dịch thải
được xử lý yếm khí nhờ vi sinh vật, khí Biogas sẽ được thu tại đầu của bể diều
áp nhờ vào van khóa.
Vật liệu để xây dựng công trình KSH kiểu KT
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
22
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
• Gạch thẻ đạt chất lượng loại A, người sử dụng nên chọn loại gạch tốt nhất sẵn
có tại địa phương.
• Cát (loại cát hạt to- thô có thể dùng để làm vữa xây, loại cát hạt nhỏ-mịn dùng
để làm vữa trát thành bể);
• Xi măng Poolang từ PC300 trở lên;
• Thép tròn đường kính 6mm (số lượng tùy theo cỡ bể phân giải) dùng để đúc bê
tông nắp bể điều áp;
• Ống nhựa cứng PVC loại tốt dùng để làm ống lối vào và lối ra, nên chọn loại
ống có đường kính là 160mm;
• Ống thu khí: làm từ ống nhựa cứng PVC hoặc ống thép mạ kim loại không gỉ.
Nguyên lý hoạt động của hầm ủ Biogas:
Gồm 2 giai đoạn
Bã thải lỏng: gồm các chất hòa tan và lơ lững
Bã thải đặc: phần váng và phần lắng đọng ở đáy thiết bị.
- Hầu hết các thiết bị khí sinh học hoạt động theo kiểu liên tục nên bã thải lỏng
được đẩy ra thường xuyên với số lượng nhỏ, hàm lượng chất khô vào khoảng 6
-10% nên có thể sử dụng trực tiếp hoặc tích trữ lại một thời gian.
- Bã thải đặc nằm trong thiết bị và được lấy ra theo định kỳ bảo dưỡng hầm
biogas. Bã thải lỏng có thể hòa với nước theo tỷ lệ 1:1 (hoặc có thể tăng lượng
bã thải), bón trực tiếp cho cây trồng mà không cần phải ủ lại. Bã thải đặc có thể
dùng để bón lót
- Ngoài ra, cả 2 dạng phụ phẩm đều có thể phối trộn với các loại nguyên liệu hữu
cơ khác để chế biến thành các loại phân hữu cơ, hữu cơ vi sinh… giàu dinh
dưỡng cung cấp cho cây trồng rất có giá trị. Căn cứ đặc tính của từng loại phụ
phẩm, người ta thường dùng loại nước thải dạng lỏng để bón thúc, dạng bã phân
đặc để bón lót. Ngoài ra, cả 2 dạng lỏng và bã đặc có thể được sử dụng như một
loại men phối trộn trong quá trình chế biến các loại phân hữu cơ khác.
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
24
Ứng dụng công nghệ sinh thái trong trang trại chăn nuôi heo
Hình 12: Ruộng được bón phụ phẩm sinh học Biogas
- Nước thải chăn nuôi heo qua giai đoạn xử lý bằng lọc yếm khí, hiệu quả khử
COD và BOD đạt tương ứng 79,5 - 80,9%, SS giảm 95%, được tận dụng để tưới
cho rau trồng.
Hình13 : Sử dụng nước thải từ hầm ủ khí Bioga tưới cho cây trồng và rau
GVHD: TS . Lê Quốc Tuấn
25
Copyright: Tài liệu đại học ©