Nghiên cứu ứng dụng dung dịch hoạt hóa điện hóa trong xử lý môi trường chăn nuôi lợn
Lê Viết Thiện – Lớp CNMT K26 _ QN
MỞ ĐẦU
Ngày nay vấn đề phát triển kinh tế gắn liền với môi trường và phát triển bền vững là vấn
đề cấp thiết và mang tính thời đại liên quan đến nhiều ngành, nhiều lĩnh vực khác nhau.Trong
quá trình phát triển và hội nhập khi nền kinh tế nước ta đang từng bước công nghiệp hóa hiện
đại hóa thì việc quản lý, bảo vệ và cải thiện môi trường, sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên
là nội dung quan trọng trong các chiến lược và kế hoạch phát triển kinh tế- xã hội của đất nước.
Ở nước ta ngành chăn nuôi lợn mỗi năm sản xuất khoảng 70% tổng sản lượng thịt cho
nhu cầu tiêu thụ trong nước. Những năm gần đây xu hướng phát triển các đàn lợn cho tỷ
lệ nạc cao từ các giống ngoại, nhằm phục vụ không những nhu cầu trong nước mà còn cho
thị trường xuất khẩu, đã được khẳng định, dẫn đến cường độ chăn nuôi lợn ngày càng gia
tăng. Năm 2005 sản lượng lợn đã đạt 27,4 triệu con và 2,29 triệu tấn thịt, đưa Việt Nam
lên vị trí thứ 6 và thứ 8 thế giới về số đầu lợn và sản lượng thịt lợn. [31 ]
Tuy nhiên việc chăn nuôi tập trung lại làm nảy sinh các vấn đề về môi trường và
phòng chống dịch bệnh. Vì nhiều lí do khác nhau vệ sinh môi trường ở cơ sở chăn nuôi
chưa được quan tâm đúng mức đang gây ra những bất cập trong phòng chống dịch bệnh
và ảnh hưởng trực tiếp tới môi trường sống của các khu dân cư. Hầu hết các trại chăn nuôi
còn hạn chế dùng chế phẩm sát trùng vì các chất này ảnh hưởng trực tiếp đến vật nuôi.
Chính vì lẽ đó các vi sinh vật gây bệnh có điều kiện thuận lợi để phát triển luôn tiềm ẩn
nguy cơ bùng phát dịch bệnh cho đàn vật nuôi và từ vật nuôi lây sang người. Dịch lợn tai
xanh,dịch nở mồm long móng đang xảy ra ở nước ta và các nước trong khu vực trong thời
gian gần đây đã chứng tỏ điều này. Ngoài ra các dịch bệnh như dịch Leptospirosis, Tụ
huyết trùng cũng đã xảy ra trong thời gian vừa qua. Cùng với tình trạng dùng kháng sinh
tràn lan liên tục đã làm phát sinh các vi khuẩn nhờn thuốc với mật độ cao trong môi
trường chăn nuôi và để lại dư lượng kháng sinh trong thực phẩm. Điều này gây nguy cơ
nhiễm bệnh không chỉ với vật nuôi, người tiêu dùng mà còn đối với ngay những công
nhân làm việc trong trang trại.
Hội chứng rối loạn sinh sản và hô hấp (PRRS), còn gọi là "bệnh lợn tai xanh" được phát
hiện lần đầu tiên ở nước ta vào năm 1997 trên đàn lợn nhập từ Mỹ, qua kiểm tra có huyết thanh
dương tính[29]. Tuy nhiên, mãi tới đầu năm 2007 bệnh phát thành dịch ở 7 tỉnh phía Bắc, sau

Trong những năm gần đây ở nước ta Trung tâm Phát triển Công nghệ cao và Viện Công
nghệ môi trường thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã nghiên cứu một loại dung
dịch điện hóa. Đây là một dung dịch có khả năng khử trùng cao, không độc đối với vật nuôi,
con nguời, thân thiện với môi trường và có giá thành rẻ vì vậy đây là một dung dịch có thể đáp
ứng được các yêu cầu về xử lý môi trường, phòng chống dịch bệnh trong ngành chăn nuôi ở
nước ta.
Để góp phần giảm thiểu ô nghiễm,bảo vệ môi trường và PTBV ngành chăn nuôi lợn của
nước ta, tôi đã chọn đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu ứng dụng dung dịch hoạt hóa điện hóa
trong xử lý môi trường chăn nuôi lợn ” với các mục tiêu nghiên cứu như sau:
• Nghiên cứu ứng dụng dung dịch điện hoạt hoá khử trùng, khử mùi không khí môi
trường chăn nuôi lợn nhằm giảm thiểu mật độ vi sinh gây bệnh và các khí độc hại trong môi
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel: (84.4) 8681986 – Fax:(84.4) 8693551
Nghiên cứu ứng dụng dung dịch hoạt hóa điện hóa trong xử lý môi trường chăn nuôi lợn
Lê Viết Thiện – Lớp CNMT K26 _ QN
trường chăn nuôi, hạn chế sự phát tán của chúng vào môi trường xung quanh và ảnh hưởng
tới sức khỏe của con người.
• Sử dụng dung dịch điện hoạt hoá khử trùng nước và dụng cụ chăn nuôi nhằm giảm tỉ
lệ mắc bệnh đường ruột, tránh hiện tượng lây nhiễm chéo bệnh giữa các chuồng khi sử dụng
chung dụng cụ chăn nuôi, hạn chế khả năng phát tán vi sinh vật vào không khí.
• Khử trùng nước thải đạt tiêu chuẩn về vi sinh trước khi xả vào môi trường.
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel: (84.4) 8681986 – Fax:(84.4) 8693551
Nghiên cứu ứng dụng dung dịch hoạt hóa điện hóa trong xử lý môi trường chăn nuôi lợn
Lê Viết Thiện – Lớp CNMT K26 _ QN
CHƯƠNG I . TỔNG QUAN
I.1. TỔNG QUAN VỀ CHĂN NUÔI LỢN Ở VIỆT NAM
I.1.1. Tình hình chăn nuôi lợn
Chăn nuôi lợn ở Việt Nam có từ lâu đời. Theo một số tài liệu của khảo cổ học, nghề
chăn nuôi lợn ở Việt Nam có từ thời đồ đá mới cách đây khoảng 1 vạn năm. Từ khi, con người
biết sử dụng công cụ lao động là đồ đá, họ đã săn bắn, hái lượm và bắt được nhiều thú rừng,
trong đó có nhiều lợn rừng. Khi đó, họ bắt đầu có ý thức trong việc tích trữ thực phẩm và

đoạn nhiễm trùng máu), phân, nước tiểu và phát tán ra môi trường. Ở lợn mẹ mang trùng, virus
có thể lây nhiễm cho bào thai từ giai đoạn giữa thai kỳ trở đi và virus cũng được bài thải qua
nước bọt và sữa. Lợn trưởng thành có thể bài thải virus trong vòng 14 ngày trong khi đó lợn
con và lợn choai bài thải virus tới 1-2 tháng. Virus có thể phát tán thông qua các hình thức: vận
chuyển lợn mang trùng, theo gió (có thể đi xa tới 3 km), bụi, bọt nước, dụng cụ chăn nuôi và
dụng cụ bảo hộ lao động nhiễm trùng, thụ tinh nhân tạo, do người chăn nuôi, mua bán lợn từ
vùng có dịch tới vùng chưa có dịch và có thể do một số loài chim hoang.[ 30]
Các giải pháp nhằm xử lý dịch bệnh và hạn chế sự lây lan của dịch bệnh ra các vùng chưa
có dịch của nhà nước ta là:
• Thực hiên tiêu hủy lợn đã bị nhiễm bệnh bằng các hố chôn tập chung và tiến hành trợ
cấp cho các hộ gia đình có lợn bị nhiễm bệnh với giá là 25000đ/1kg.
• Thực hiện công tác phòng chống dịch, tuyên truyền cho người dân hiểu và biết cách
phòng và trị bệnh khi có dịch sảy ra
• Ngày 22-4, Bộ NN&PTNT đã liên tiếp ra 2 công điện về việc hạn chế xuất khẩu lợn tiểu
ngạch qua biên giới và tạm thời dừng việc vận chuyển lợn từ Bắc vào Nam. Theo đó, kể từ
ngày 26- 4 tới đây, chỉ xuất khẩu tiểu ngạch lợn sống qua biên giới khi đáp ứng đủ các điều
kiện: Lô hàng lợn sống có xuất xứ từ những tỉnh, thành không có dịch “tai xanh" và có giấy
kiểm dịch của cơ quan thú y tại gốc xuất đi xác nhận lợn không bị bệnh. Lộ trình vận chuyển
của lô hàng đến biên giới không đi qua các tỉnh, thành có dịch “tai xanh"….[32 ]
Dịch lan nhanh và rộng trong thời gian ngắn do có một số nguyên nhân: Khí hậu khắc
nghiệt hơn so với mọi năm; nhu cầu thực phẩm càng ngày càng lớn khiến việc vận chuyển diễn
ra phức tạp và công tác kiểm soát dịch bệnh của chúng ta chưa sát sao, đôi khi bị buông lỏng.
Cùng với đó, việc chăn nuôi không đảm bảo vệ sinh hay nói cách khác là nuôi trong môi
trường “bẩn” như nước ta hiện nay cũng là một trong những yếu tố làm dịch bệnh bùng phát,
lây lan. Chính vì vậy việc thực hiện vệ sinh phòng chống dịch bệnh trong các trang trại chăn
nuôi lợn là một vấn đề hết sức cần thiết đối với ngành chăn nuôi ở nước ta hiện nay nhằm đảm
bảo số lượng và chất lượng lợn được xuất chuồng.
I.1.2. Đăc trưng của ngành chăn nuôi lợn
Việt Nam là một nước có nền kinh tế chủ yếu dựa vào nông nghiệp,trong đó chăn nuôi
chiếm 1 vị trí rất quan trọng, nó cung cấp thực phẩm cho nhu cầu trong nước và cung cấp cho

tổng chi phí). Đây chính là một trong những nguyên nhân dẫn đến nguy cơ rủi ro trong sản
xuất mặt khác nước ta là nước có khí hậu nhiệt đới gió mùa nên có thể thường xuyên xảy ra
các ổ dịnh như; lở mồm long móng,tụ huyết trùng, phó thương hàn, hội chứng bệnh tiêu chảy,
hô hấp và sinh sản, dịch tả lợn và gần đây nhất là dịch lợn tai xanh (hội chứng rối loạn hô hấp
và sinh sản ở lợn). Đây là một loại dịch bệnh truyền nhiễm rất nguy hiểm, có tốc độ lây lan
nhanh. dịch lan nhanh và rộng trong thời gian ngắn do có một số nguyên nhân: Khí hậu năm
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel: (84.4) 8681986 – Fax:(84.4) 8693551
Nghiên cứu ứng dụng dung dịch hoạt hóa điện hóa trong xử lý môi trường chăn nuôi lợn
Lê Viết Thiện – Lớp CNMT K26 _ QN
nay khắc nghiệt hơn so với mọi năm; nhu cầu thực phẩm càng ngày càng lớn khiến việc vận
chuyển diễn ra phức tạp và công tác kiểm soát dịch bệnh của chúng ta chưa sát sao, đôi khi bị
buông lỏng.hơn nữa việc vệ sinh phòng chống dịch bệnh ở các cơ sở sản xuất vẫn chưa được
quan tâm đúng mức khiến cho dịch bệnh có thể lan nhanh và gây thiệt hại rất lớn đối với người
chăn nuôi
Vì vậy chăn nuôi lợn ở nước ta cần phải lưu ý cả việc phát triển đàn, tăng năng xuất và vệ
sinh môi trường phòng chống dịch bệnh, như vậy mới có thể đảm bảo sản lượng và chất lượng
sản phẩm khi xuất chuồng.
I.2.QUY TRÌNH CHĂN NUÔI VÀ CÁC YẾU TỐ GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG
I.2.1. Quy trình chăn nuôi của các trang trại chăn nuôi lợn
Ở nước ta hiện nay chăn nuôi lợn theo quy mô trang trại thường được xác lập theo số đầu
lợn được nuôi trong một cơ sở sản xuất, nhằm đáp ứng nhu cầu thị trường, đồng thời đảm bảo
cân đối giữa yêu cầu của đàn lợn và khả năng của cơ sở về nhu cầu tài chính, giống, thức ăn,
chuồng trại, cơ sở vật chất kỹ thuật và năng lực quản lý của cơ sở đó . cũng có thể hiểu là số
đầu lợn sau khi cai sữa có mặt thường xuyên trong một cơ sở chăn nuôi. Nếu ở cơ sở sản suất
giống thì chúng là lợn nái sinh sản và lợn đực giống. Ở cơ sở chăn nuôi tổng hợp bao gồm lợn
nái sinh sản, lơn đực giống, lợn con sau cai sữa là lợn thịt. sau đây là quy mô được đề xuất
trong chăn nuôi lợn công nghiệp; [ 25]

Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel: (84.4) 8681986 – Fax:(84.4) 8693551
Nghiên cứu ứng dụng dung dịch hoạt hóa điện hóa trong xử lý môi trường chăn nuôi lợn

Lê Viết Thiện – Lớp CNMT K26 _ QN
Hình 1.1; sơ đồ quá trình chăn nuôi lợn treo mô hình trang trại
I.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình gây ô nhiễm
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình gây ô nhiễm cúa các trang trại chăn nuôi lợn là các
hoạt động sản xuất, các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình sản xuất, các chính sách quản lý và việc
thực thi pháp luật;
• Quy mô sản xuất; quy mô sản xuất liên quan trực tiếp đến sự phát thải ô nhiễm của trang
trại, muốn tăng hiệu quả chăn nuôi thì phải tăng quy mô sản xuất,điều này có nghĩa là lượng
phát thải ô nhiễn của trang trại sẽ tăng lên theo quy mô của sản xuất.
• Vốn đàu tư; do vốn đầu tư của các trang trại không nhiều, chủ yếu là vào xây dựng
chuồng trại và con giống, hầu như không có nguồn vốn đầu tư vào việc bảo vệ môi trường nên
không giảm được phát thải. đối với các trang trai có nguồn vốn lớn hoặc đã bị nhân dân hoặc
cơ quan nhà nước nhăc nhở, kiến nghị họ sẽ quan tâm hơn trong việc xử lý chất thải và bảo vệ
môi trường.
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel: (84.4) 8681986 – Fax:(84.4) 8693551
Thả lợn con
Quá trình chăn
nuôi lợn
(5-6tháng)
-Thức ăn
-Nước uống
-Nước tắm rửa
chuồng trại
-Thuốc thú y
-Hóa chất khử
trùng
Lợn thịtNước rửa Dọn, rửa
chuồng
Nước thải
- Phân lợn

riêng cho lĩnh vưc này nên các trang trại không chú ý đến bảo vệ môi trường. Một mặt do các
hoạt động chăn nuôi từ xa xưa ít ảnh hưởng đến môi trường, các chất thải được xả và pha
loãng ngay trong môi trường xung quanh nên khi chăn nuôi với quy mô lớn gây ô nhiễm thì cả
chính quyền, cơ quan quản lý môi trường và người chăn nuôi đều lúng túng trong việc giải
quyết và áp dụng luật trong xử lý vi phạm
I.2.3 . Các vấn đề ô nhiễm trong trang trại chăn nuôi lợn
Trong những năm gần đây ở nước ta đã xuất hiện nhiều trang trại chăn nuôi với quy mô
vừa và nhỏ nhưng không tập chung mà phân bố phân tán nên chưa đáp ứng đủ các tiêu chuẩn
kỹ thuật về chăn nuôi và chuồng trại dẫn đến môi trường xung quanh đang bị ô nhiễm nghiêm
trọng không những ảnh hưởng tới năng suất chăn nuôi, sức khỏe của vật nuôi mà còn ảnh
hưởng rất lớn đến sức khỏe con người và môi trường xung quanh.
Nguồn gây ô nhiễm môi trường chăn nuôi chủ yếu là các loại chất thải và mùi hôi từ
chuồng trại, được phân ra làm hai loại là chất thải lỏng (nước tiểu của gia súc) và chất thải nửa
rắn (nước phân chuồng và phân gia súc). Hàm lượng cao của các hợp chất nitơ, phốt pho,
BOD, COD và vi sinh vật (VSV) là các thành phần chính gây ô nhiễm môi trường.
Hàng năm 1 con lợn trưởng thành có thể sản xuất ra 600-730 kg phân 1 năm.Phân lợn là
những chất liệu từ trong thức ăn, nước uống mà cơ thể lợn không sử dụng hay không tiêu hóa
được và thải ra ngoài cở thể. Phân gồm những thành phần: là những dưỡng chất không tiêu
hóa được hoặc những dưỡng chất thoát khỏi sự tiêu hóa của vi sinh hay men tiêu hóa (chât xơ,
protein không tiêu hóa được, axit amin thoát khỏi sự hấp thụ đựơc thải qua nước tiểu(urea).
Các chất khoáng dư thừa cơ thể không sử dụng như P205, K2O, CaO, MgO,… Phần lớn xuất
hiện trong phân. Ngoài ra còn có các chất như;[25]
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel: (84.4) 8681986 – Fax:(84.4) 8693551
Nghiên cứu ứng dụng dung dịch hoạt hóa điện hóa trong xử lý môi trường chăn nuôi lợn
Lê Viết Thiện – Lớp CNMT K26 _ QN
• Các chất căn 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
• Vật chất dính vào thức ăn: tro, bụi, cát sỏi …
• Các vi sinh vật bị nhiễm trong thức ăn bị tống ra ngoài
Lượng phân thay đổi theo lượng thức ăn và thể trọng của vật nuôi, dựa vào thể trọng và lượng

chóng mặt, rát mắt, đau đầu. Nếu hít phải nhiều sẽ gây viêm và tổn thương đường hô hấp. Cụ
thể là bị viêm phổi và các bệnh về phổi, mức độ từ nhẹ đến nặng như sau: lưỡi khô và phồng
rộp; bỏng trong cổ họng, ho; ho co giật; khó thở một phần do co thắt phản xạ họng; mù từng
phần hoặc toàn phần; phù phổi; tử vong do xuất huyết phổi hoặc do mất phản xạ vì khó thở.
Đối với H2S, nồng độ cho phép là 15 mg/m3, đó là loại khí gây kích ứng các niêm mạc, kết
mạc và đường hô hấp khi con người hít phải. Tùy theo mức độ từ nặng đến nhẹ mà người
nhiễm khí này sẽ bị mất tri giác bất ngờ, co giật và dãn đồng tử; động kinh, ho khạc ra máu; ứ
tiết phế quản, cảm giác yếu mệt và dễ tử vong do ngạt.
Phân gồm những thành phần: là chât xơ, protein không tiêu hóa được, các chất béo, axit
amin thoát khỏi sự hấp thụ đựơc thải qua nước tiểu(urea), NH3 và H2S. Các chất khoáng dư
thừa cơ thể không sử dụng như P205, K2O, CaO, MgO,… Trên cơ sở đó mùi sinh ra do quá
trình chăn nuôi được hình thành theo cơ chế sau:
• Protein  NH3, các axít hữu cơ dễ bay hơi, H2S
• Các hợp chất hữu cơ  H2S, CO2, CH4…
• Các hợp chất chứa Nitơ  axit hữu cơ, NH3 …
Mùi trong chăn nuôi được hình thành theo nhiều cơ chế khác nhau và rất phức tạp, đi theo
những phản ứng hóa học và chu trình sinh học nhất định.
Tổ chức Nông lương thế giới (FAO) vừa thừa nhận, chăn nuôi đang được coi là một ngành
gây ô nhiễm lớn, thậm chí lớn hơn mức gây ô nhiễm của ngành vận tải. Chất thải của gia súc
toàn cầu tạo ra tới 65% lượng Nitơôxít (N2O) 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%
lượng khí CO
2
toàn cầu, 37% lượng khí Methane (CH
4
) – khí có khả năng giữ nhiệt cao gấp 23
lần khí CO
2

(1) Quy phạm tam thời của Trung tâm kiểm tra vệ sinh thú y Trung ương
(2) Tiêu chuẩn của Nga. 1991
Nồng độ NH3 và H2S ở cả 2 cơ sở đều cao hơn mức cho phép khá nhiều:
• Đối với Trực Thái là : NH3 (0,90 mg/m3) cao hơn TCVN 5938-2005 là 4,5 lần, H2S
(0,044 mg/m3) cao hơn TCVN 5939-2005 là 5,8 lần.
• Đối với Trung Châu là: NH3 (0,98 mg/m3) cao hơn TCVN 5938-2005 là 4,9 lần, H2S
(0,032 mg/m3) cao hơn TCVN 5939-2005 là 4,3 lần.
Mật độ tổng vi sinh vật và bào tử nấm tại các địa điểm nghiên cứu cao hơn nhiều lần so
với tiêu chuẩn cho phép của Trung tâm kiểm tra vệ sinh thú y Trung ương và Tiêu chuẩn của
Nga năm 1991
I.2.3.3 Nước thải.
Trong chăn nuôi lợn, nguồn nước đóng vai trò rất quan trọng nếu nguồn nước cấp cho lợn
bị nhiễm bẩn thì sẽ ảnh hưởng tới khả năng tăng trưởng của lợn. theo thống kê thì bình quân
một ngày: một con lợn nái cần sử dụng 100 lít nước/ngày đêm/1 con , Lợn thịt 50 lít/ngày
đêm/1 con, Lợn con 25 lít/ngày đêm/1 con. Lựơng nước này chủ yếu sử dụng vào việc tắm
rửa và dọn chuồng vì vậy nếu chăn nuôi lợn với quy mô lớn thì lượng nước thải hàng ngày của
trang trại sẽ rất lớn. Nước thải bao gồm nước rửa chuồng, nước tiểu và phân lợn, thức ăn rơi
vãi trôi theo nước rửa nên có hàm lượng BOD5 và COD cao
Theo nghiên cứu của viện chăn nuôi về thực trạng môi trường chăn nuôi lợn quy mô nhỏ
(trong nông hộ) ở xã Trực Thái huyện Trực Ninh tỉnh nam Định và xã Trung Châu thuộc huyên
Đan Phượng của tỉnh Hà Tây thì nồng độ các chất ô nhiễm và vi sinh vật trong môi trường đều
vượt mức cho phép rất nhiều lần đăc biệt là đối với nước thải: kết quả nghiên cứu được thể
hiện trên bảng 1.2
Bảng 1.2 mức độ ô nhiễm của nước thải chăn nuôi [ 33 ]
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel: (84.4) 8681986 – Fax:(84.4) 8693551
Nghiên cứu ứng dụng dung dịch hoạt hóa điện hóa trong xử lý môi trường chăn nuôi lợn
Lê Viết Thiện – Lớp CNMT K26 _ QN
Chỉ tiêu Đơn vị tính Trực thái
(n=10)
Trung châu

I.2.3.4. Vi sinh vật.
Vi sinh vật có mặt ở khắp nơi trong môi trường: đối với ngành chăn nuôi lợn do đặc
tính sinh trưởng nên trong môi trường có rất nhiều vi sinh vật nguy hiểm có thể gây ảnh
hưởng tới sức khỏe con người và vật nuôi như: Coliform, Ecoli, Salmonella …
Khi cơ thể bị nhiễm các vi khuẩn trên sẽ bị một số bệnh như: Nhiễm Ecoli sẽ bị tiêu
chảy cấp tính, đau bụng, sốt nhẹ, thận có thể bị hỏng nghiêm trọng, triệu chứng tiểu ra
máu ở trẻ em. Nhiễm Salmonella sẽ bị sốt rét, tiêu chảy, đau bụng, đau đầu, kiết lỵ,
thương hàn.
Vi sinh vật tập trung chủ yếu ở phân lợn, nước thải, nền chuồng, máng ăn và phát tán
vào không khí.
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel: (84.4) 8681986 – Fax:(84.4) 8693551
Nghiên cứu ứng dụng dung dịch hoạt hóa điện hóa trong xử lý môi trường chăn nuôi lợn
Lê Viết Thiện – Lớp CNMT K26 _ QN
Từ kết quả ở bảng 1.1 và 1.2 ta thấy mật độ vi sinh vật có trong môi trường chăn nuôi
lớn hơn mức cho phép rất nhiều lần vì vậy cần phải thường xuyên khử trùng nhằm đảm
bảo vệ sinh chuồng trại phòng chống sự lây nhiễm và phát tán dịch bệnh gây nguy hiểm
cho vạt nuôi, người lao động và cộng đồng dân cư xung quanh.
I.2.4 Các phương pháp xử lý các vấn đề ô nhiễm trong trang trại chăn nuôi lợn
I.2.4.1Các phương pháp quản lý và xử lý chất thải rắn
• Thu thập phân: cách thu thập phân thay đổi tùy vào từng loại gia súc và tuỳ thuộc vào
phương thức chăn nuôi cũng như kiểu dáng thiết kế chuồng trại. Có thể hốt phân trực tiếp (sâu
khoảng 5cm).
• Có thể đem phân ra ngoài dự trữ bằng cách chứa vào hố phân, hố phân thường được
xây bằng xi măng, kích thước tuỳ thuộc vào lượng phân muốn dự trữ. Từ những hố phân này
có thể bơm thẳng ra cánh đồng bón hoa màu.
• Bể lắng: có thể đặt giữa chuồng và ao để chứa phần nước thải dư thừa. Bể lắng có đáy
nghiêng và cạn, đầu sâu của bể lắng có những khe hở (phân cứng bị giữ lại ở bể lắng để xử lý
bằng cách khác, nước thải chảy xuống ao.
Xử lý nước rửa chuồng: dựng bể lắng là biện pháp khả thi nhất.
• Đống khô trong nhà ủ phân: Xây mái nhà có mái che chỗ cao, nước mưa không chảy

Dùng máy phun áp lực phun sương đều dung dịch anôlít vào toàn bộ không gian chuồng
nuôi, từ mặt nền cho tới trần. Liều lượng 300ml/m
2
(tính theo diện tích bề mặt chuồng nuôi).
Kết quả sau khi khử mùi bằng dung dịch anôllít nồng độ NH
3
trong chuồng nuôi
giảm 6; 2,5; 1,5 lần ở các khu lợn nái, lợn con và lợn thịt, nồng độ H
2
S trong chuồng nuôi giảm
1,5; 2,5; 2 lần ở các khu lợn nái, lợn con và lợn thịt.
• Sử dụng các chất hóa học khử mùi: là các chất khử trùng rất mạnh, ví dụ như
Orthodichlorobenzene và chlorine, formaldehyde paraformaldehyde…
Tiến hành hòa tan hóa chất vào nước và dùng máy phun áp lực phun sương vào
không gian chuồng nuôi.
• Giảm thiểu H
2
S bằng hóa chất
7 loại hoá chất sau được sử dụng cho việc giảm thiểu H
2
S bằng cách cho một trong các
hóa chất dưới đây vào trong quá trình bơm chất thải của trang trại ra ngoài. Theo nghiên cứu
thì cứ mỗi loại hóa chất có thể làm giảm được từ 20 đến 90% lượng khí H
2
S được phát tán ra
ngoài không khí.
+ Calcium hydroxide (lime) (Ca(OH)
2
)
+ Ferric chloride (FeCl

gây ô nhiễm nguồn nước, đất, không khí và nếu được sử dụng nhiều, chúng sẽ gây ảnh hưởng
xấu đến sức khoẻ con người. Trong các hóa chất trên thì có một số hóa chất có giá thành rẻ
như: Cloamin, Ca(OH)2, NaOH… nhưng hiệu quả khử trùng lại thấp, còn một số hóa chất có
hiệu xuất xử lý cao như: BKA, Benkocid, virkon.. thì lại co giá thành rất cao
• Sử dụng Ôzôn làm hóa chất khử trùng. Nắp đặt các thiết bị sinh ôzôn trong chuồng nuôi
sau đó cho thiết bị hoạt động tự động. Khí ôzôn được sinh ra sẽ từ từ lắng xuống nền chuồng
và thực hiện vai trò khử trùng cho toàn bộ chuồng nuôi. Phương pháp này có hiệu quả cao
nhưng phải sử dụng nhiều thiết bị đăt trong 1 chuồng nuôi nên tốn nhiều chi phí đầu tư
• Sử dụng dung dịch anonit làm hóa chất khử trùng. Sử dụng dung dịch hoạt hóa điện hóa
có nồng độ clo hoạt tính nằm trong khoảng 280÷300mg/lít. Dùng bơm áp lực phun dung dịch
lên toàn bộ không gian chuồng nuôi.

Hàng năm ở nước ta sử dụng hàng trăm ngàn tấn hoá chất trong thú y để tiêu trùng khử
độc. Những hoá chất này đều gây ô nhiễm nguồn nước, đất, không khí và nếu được sử dụng
nhiều, chúng sẽ gây ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ con người.
Nhiều loại hoá chất khử trùng tiêu độc trong chăn nuôi rất đắt (BKA, Virkon v.v.) làm
tăng chi phí trong chăn nuôi. Nhiều loại hóa chất khử trùng khử mùi kém hiệu quả đã làm
giảm đáng kể công tác vệ sinh chuồng trại, vi trùng, vi khuẩn gây bệnh vẫn có điều kiện tồn
tại, luôn tiềm ẩn và có nguy cơ bùng phát dịch bệnh. Chính vì vậy nhiều giải pháp khoa học,
công nghệ đã được áp dụng nhằm tăng hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm chăn nuôi.
Trong số các giải pháp đó, nổi bật là việc sử dụng dung dịch hoạt hóa điện hóa ECA (Anôlít
và Catôlít) với các ưu điểm như: giá thành rẻ, dễ sử dụng, không gây độc hại đối với cơ thể
vật nuôi và người lao động để thay thế các hóa chất, thuốc sát trùng và giảm sử dụng kháng
sinh để vệ sinh chuồng trại, khử mùi, tẩy uế… Dung dịch này đã được Trung tâm Phát triển
Công nghệ cao và Viện Công nghệ môi trường thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
nghiên cứu và sản xuất thiết bị điều chế dung dịch hoạt hóa điện hóa. Dung dịch này đã
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel: (84.4) 8681986 – Fax:(84.4) 8693551
Nghiên cứu ứng dụng dung dịch hoạt hóa điện hóa trong xử lý môi trường chăn nuôi lợn
Lê Viết Thiện – Lớp CNMT K26 _ QN
đượcđưa vào ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: Y tế, chăn nuôi, trồng trọt, nuôi

Bakhir phát hiện năm 1972, là kết quả của sự tác động điện hóa và điện lý lên nước, ion và
phân tử của các chất tan trong dung dịch nước muối loãng tại vùng cận kề bề mặt điện cực
trong buồng điện hóa, mà ở đó quá trình vận chuyển điện tích qua mặt phân cách “điện cực -
dung dịch điện ly” diễn ra một cách không cân bằng [8]. Quá trình HHĐH đã chuyển nước
sang trạng thái kích thích giả bền được đặc trưng bởi các tham số vật lý và hóa học dị thường
với hoạt tính cao khác thường trong khoảng thời gian kéo dài hàng chục giờ. Nước được hoạt
hóa gần vùng catốt thể hiện hoạt tính dư điện tử với tính năng khử cao. Tương tự như vậy,
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel: (84.4) 8681986 – Fax:(84.4) 8693551
Nghiên cứu ứng dụng dung dịch hoạt hóa điện hóa trong xử lý môi trường chăn nuôi lợn
Lê Viết Thiện – Lớp CNMT K26 _ QN
nước được hoạt hóa gần vùng anốt được đặc trưng bởi hoạt tính thiếu điện tử với tính năng ôxy
hóa cao. Để có thể đưa nước và các thành phần hoà tan trong nước lên trạng thái kích thích giả
bền, các nhà khoa học Nga đã chế tạo ra một môđun điện hóa dòng chảy có màng ngăn gọi là
FEM (flow-through diaphragm electrochemical modular reactor). Quá trình HHĐH phải đạt tới
điều kiện sao cho toàn bộ khối lượng dung dịch trong buồng phản ứng được tiếp xúc với điện
trường đơn cực với cường độ mạnh nhất nhưng đồng thời sự toả nhiệt được hạn chế ở mức tối
đa. Đòi hỏi này rất khó thực hiện về mặt kỹ thuật, bởi vì tác động điện vật lý chỉ có thể đạt tới
cường độ tối đa khi nó xảy ra tại vùng cận kề lớp điện kép. Kết cấu đặc biệt của bộ FEM (xem
hình 1) cho phép khắc phục trở ngại kỹ thuật nêu trên và tạo các điều kiện điện hóa thích hợp
để có thể thu nhận dung dịch thể hiện tính năng nhận điện tử (được gọi là Anôlít) và dung dịch
thể hiện tính năng cho điện tử (được gọi là Catôlít).
Hình 1. Buồng hoạt hóa điện hóa FEM

Trạng thái hoạt hóa của dung dịch muối sau khi trải qua quá trình điện hóa dưới một
điện trường đơn cực trong buồng FEM được đặc trưng bằng những khả năng dị thường của
chúng trong các phản ứng ôxy hóa khử, trong hoạt tính xúc tác, trong các biểu hiện tính chất lý-
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel: (84.4) 8681986 – Fax:(84.4) 8693551

2
O
2H
2
O - 2e → 2H
+
+ H
2
O
2
O
2
+ H
2
O - 2e → O
3
+ 2H
+
O
2
+ 2OH
-
- 3e → O
3
+ H
2
O
Cl
-
+ H

-
…
II.1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của dung dịch
Có 3 yếu tố cơ bản ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt tính của Anôlít và Catôlít [7,8,9]. Yếu tố
thứ nhất là sự hình thành các dung dịch kiềm và axit bền vững và một số chất bền vững khác
mà các hóa chất truyền thống có thể thay thế. Yếu tố thứ hai là sự hình thành các sản phẩm giả
bền với hoạt tính cao khác thường, trong đó các gốc tự do với thời gian sống được tính bằng
đơn vị giờ; các sản phẩm giả bền này có khả năng làm tăng đáng kể các chỉ số kiềm, axit và
ôxy hóa khử của Anôlít và Catôlit, mà nếu chỉ bằng cách pha các hóa chất tương ứng vào nước
sẽ không thể nhận được. Yếu tố thứ ba là sự xuất hiện và tồn tại trong một thời gian tương đối
dài các cấu trúc phân tán (được hình thành tại vùng điện tích không gian trên bề mặt điện cực)
của các ion, các phân tử hoặc nguyên tử hoặc các gốc tự do hoặc dưới dạng hydrat hóa, mà nhờ
đó các dung dịch Anôlít và Catôlít trở thành chất xúc tác cho rất nhiều loại phản ứng hóa học
và hóa sinh khác nhau do khả năng giảm ngưỡng năng lượng hoạt hóa giữa các thành phần
tương tác của các phản ứng.
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel: (84.4) 8681986 – Fax:(84.4) 8693551
Nghiên cứu ứng dụng dung dịch hoạt hóa điện hóa trong xử lý môi trường chăn nuôi lợn
Lê Viết Thiện – Lớp CNMT K26 _ QN
ORP phụ thuộc chủ yếu vào yếu tố thứ hai - nghĩa là phụ thuộc vào sự hình thành và tồn tại
trong một thời gian nhất định các hợp chất siêu hoạt tính với thế ôxy hóa trong Anôlít cao khác
thường và thế khử thấp trong Catôlít. Về bản chất chỉ số ORP không ổn định, đặc biệt là đối
với Catôlít, và phụ thuộc nhiều vào các điều kiện bên ngoài (vật liệu bình chứa, nhiệt độ, bề
mặt tiếp xúc với không khí, ánh sáng mặt trời…). Trong quá trình hoạt hóa điện hóa các đại
lượng pH và ORP có mối quan hệ tương hỗ tương đối chặt chẽ, thí dụ tại pH =1 ORP có giá trị
+1180 - +1200mV, còn tại pH = 12 ORP nằm trong khoảng -900 - -950mV. Mặc dù ở chừng
mực nào đó tham số đặc trưng cho yếu tố thứ ba cho đến nay vẫn chưa được xác lập, nhưng
những biến đổi của cấu trúc nước giả bền trong điện trường gần bề mặt điện cực với cường độ
tới vài triệu von/cm có thể là nguyên nhân của sự hoạt hóa làm cho các phần tử vật chất trong
nước được kích hoạt lên trạng thái giả bền.
II.1.2.3 Đặc tính ứng dụng và cơ chế diệt khuẩn của dung dịch Anônít

nam, để sản xuất một lít dung dịch Anôlít có nồng độ clo hoạt tính 300mg/lít đòi hỏi chi phí
không quá 287,9 đồng/lít (tính cả hao mòn thiết bị). Hiệu quả kinh tế của Anôlít ANK trong
việc khử trùng chuồng trại bằng kỹ thuật phun sương so sánh với các chất khử trùng khác tại
LB Nga [14] dẫn ra trên bảng 1 cho thấy chi phí khử trùng bằng Anôlít thấp hơn khoảng 400
lần so với các thuốc sát trùng đắt tiền như Clorhexidin hoặc Virkon; trong khi chi phí
hypoclorit cao hơn 6-7 lần so với Anôlít nhưng lại gây mùi khó chịu ảnh hưởng đến sức khỏe
của vật nuôi.
Bảng II.1. Hiệu quả kinh tế của anôlit ANK so sánh với các loại thuốc khác trong quá
trình khử trùng chuồng trại chăn nuôi lợn bằng kỹ thuật phun sương . Nồng độ các dung dịch
được tính sao cho hiệu quả khử trùng của chúng tương đương nhau.
Tên chất khử trùng
Nồng độ dung dịch
khử trùng, (%)
Giá tiền,
(rúp/ lít)
Giá tiền khử trùng,
(rúp/m
2
)

(200ml/m
2
)
Clorhexidin 1 34,4 6,88
Virkon 2 31,1 6,43
Clorramin B 5 8,62 1,72
Precept 0.1 4,13 0,82
Hypoclorit 0.25 0,61 0,12
Anôlít ANK 0.03 - 0.045 0,082 0,016
Khái toán giá thành sản xuất 1 lít dung dich Anôlít trên thiết bị ECAWA

2
, O
3
, HClO, ClO
-
. Các tế bào này có hệ thống cấu tạo
bảo vệ chống ôxy hoá, ngăn ngừa tác dụng độc hại của các chất tư ơng tự đến cấu trúc tế
bào sống nhờ sự có mặt của các cặp Lipoproteit 3 lớp có chứa các cấu trúc nối đôi (- C =
C -) có khả năng nhận electron[16]. Các vi khuẩn, virus thì không có hệ thống bảo vệ để
chống ôxy hoá nên dung dịch anôlít ANK là chất cực độc đối với chúng. Thêm nữa, mức
độ khoáng hoá thấp của anôlít ANK và khả năng hydrat hoá cao của nó làm tăng mức độ
thẩm thấu của màng tế bào vi khuẩn đối với các chất ôxy hoá. Các vi bọt khí mang điện
được tạo ra trong vùng tiếp xúc với polyme sinh học cũng góp phần làm chuyển dịch
mạnh mẽ các chất oxy hoá vào trong tế bào vi khuẩn. Vì thế, anôlít ANK có tác dụng diệt
khuẩn mạnh nhưng lại ít gây hại cho tế bào cơ thể người.
II.1.3 Thiết bị hoạt hóa điện hóa (ECAWA) và chất lượng của dung dịch Anôlít
II.1.3.1 Thiết bị hoạt hóa điện hóa (ECAWA)
Như đã nói ở trên, Trung tâm PTCNC và Viện Công nghệ Môi trường thuộc Viện Khoa
học và Công nghệ Việt Nam từ năm 2001 đã sản xuất các thiết bị điều chế dung dịch HHĐH
trên cơ sở chuyển giao công nghệ từ Liên bang Nga (thiết bị ECAWA) và đã đưa vào ứng dụng
trong nhiều lĩnh vực tại nhiều địa phương khác nhau.
Hình 2. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của
Thiết bị ECAWA cho phép thu nhận dung dịch ANK
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel: (84.4) 8681986 – Fax:(84.4) 8693551
Nghiên cứu ứng dụng dung dịch hoạt hóa điện hóa trong xử lý môi trường chăn nuôi lợn
Lê Viết Thiện – Lớp CNMT K26 _ QN
Một kiểu bố trí sơ đồ hệ thống điều chế dung dịch HHĐH cho phép thu nhận dung dịch
Anôlít trung tính ANK (có hoạt tính khử trùng cao nhất trong số các dạng Anôlít) được trình
bày trên hình 1. Theo sơ đồ này nước muối ( nồng độ 5g/lít) trước hết được xử lý trong buồng
catốt để cho ra sản phẩm có pH 10 - 11 và chứa các vi bọt khí hydro. Sau khi được tách một

2
O - 4e → 4H
+
+ O
2
Cl
2
+ H
2
O → HClO + HCl
HCl + H
2
O - 5e

→
ClO
2
+ 5 H
2
Cl
-
+ 2OH
-
- 2e → ClO
-
+ H
2
O
3OH
-

1
O + H
2
O
2ClO
-
+ H
2
O
2
- 4e →
1
O
2
+ 2Cl
-
+ H
2
O
O
2
+ H
2
O - 2e → O
3
+ 2H
+