Ứng dụng công nghệ sinh học để xử lý chất thải chăn nuôi tại HTX Chăn nuôi dịch vụ cổ đông-thành phố Sơn Tây pdf

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐỂ XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI TẠI HTX CHĂN NUÔI DỊCH VỤ CỔ ĐÔNG-THÀNH PHỐ SƠN TÂY Đỗ Thị Hậu, guyễn Thị Yến, Lê Văn Tri SUMMARY Bio treatment of pig manure to reduce pollution in Co Dong co-operative-Son Tay city In the five years returnned to here, there has been a considerable increase in pig production in Co Dong breeding co-operative. At present, the number of pig has reached nearly 100,000. The growth of this industry has caused a surplus of manure. As a result, there is a greater problem of water, air and soil pollution. So Biotech jsc was treated manure with bio-mix production to reduce pollution in the farm. Waste treatment processes with Bio-Mix1 and Bio-Mix2 has gained positive results. Air enviroment has improved by reducing 30-50% H 3 and H 2 S in the farm, the bio- chemical index COD, BOD 5 of waste water had obtain vietnamese standared to eliminate outside. Fertilizer produced from peat absorbed pig waste has good quality, lowcost. Reduce prodution cost around 300.000 vietnamesedong/ton. This paper is a part of the reseach results in project “Treatment waste of pig farm in Ha Tay for producing Microbe- organic fertilizer”. Keywords: Bio-mix, waste of pig, H 3 and H 2 S in the farm. I. T VN  Hp tác xã (HTX) chăn nuôi dch v C ông-Thành ph Sơn Tây ưc thành lp tháng 5-2006, vi hơn 50 thành viên. ây là HTX có qui mô ln vi tng àn ln lên n gn 100.000 con, tng àn gà trên 500.000 con. Doanh thu mi năm ca HTX hàng chc t ng (tr chi phí). Tuy nhiên, ti HTX chăn nuôi dch v C ông vn  nan gii hin nay là ô nhim môi trưng do phân thi gây ra. Mt s trang tri ã m bo ưc v sinh môi trưng, nhưng mt s khác do c thù chăn nuôi tp trung quá ln nên u tư chưa   xây dng h thng x lý cht thi. Mi tháng, trung bình mt trang tri chăn nuôi thi ra hàng trăm tn thi, ngoài mt s ít ưc x lý qua biogas còn li chưa ưc x lý trit  nên gây ô nhim môi trưng [4] nht là môi trưng không khí. Ti các trang tri chăn nuôi hàm lưng các cht khí NH 3 và H 2 S dao ng t 1,0-7,1 ppm. ây chính là 2 cht khí gây nên mùi hôi thi trong trang tri [5]. Trưc vn  trên, nhm h tr cho HTX gii quyt ưc vn  ô nhim và nâng cao hiu qu chăn nuôi, S Khoa hc và Công ngh tnh Hà Tây cũ (nay là S KH&CN Hà Ni) ã giao Công ty c phn công ngh sinh hc thc hin  tài “Xử lý môi trường phân thải của các trang trại chăn nuôi tại Hà Tây để sản xuất phân bón vi sinh”. II. VT LIU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CU 1. Vật liệu nghiên cứu - Ch phNm BioMix-1 và BioMix-2 Hai loi ch phNm trên ã ưc Cc S hu trí tu-B Khoa hc và Công ngh cp bng c quyn sáng ch “Chế phm hương liệu men sinh học tổng hợp” s 7913 theo Quyt nh s 17441/Q-SHTT ngày 14.08.2009 và ã ăng ký cht lưng theo tiêu chuNn TCCS 02:2007/BIO và TCCS 03:2007/BIO 2. Phương pháp nghiên cứu * B trí thí nghim: B trí 3 thí nghim x lý cht thi trên các ng  và trong các b cha có th tích cht thi là 8 m 3 vào 3 tháng: tháng 5; tháng 6 và tháng 7 năm 2008. + Thí nghiệm 1: X lý phân thi rn bng ch phNm Bio-Mix 1 vi 4 liu lưng 0,1; 0,3; 0,5; 0,7 kg/5 m 3 phân thi. + Thí nghiệm 2: X lý phân thi lng bng ch phNm Bio-Mix 2 vi 3 liu lưng 0,6; 0,8; 1,0 kg/8 m 3 phân thi. + Thí nghiệm 3: X lý phân nưc thi bng ch phNm Bio-Mix 2 vi 4 liu lưng 0,1; 0,2; 0,4; 0,6 kg/8 m 3 nưc thi. * Phương pháp phân tích: + Phân tích hàm lưng cht hu cơ: 10 TCN 366-2004; N (%); P 2 O 5 (%); K 2 O (%): TCVN 5815-2001 + Phân tích vi sinh vt ti Khoa sinh hc-Trưng HKHTN- i hc Quc gia Hà Ni. + Phân tích khí và các ch tiêu hóa sinh nưc thi ti Trung tâm Giáo dc và Phát trin sc ký-Trưng HBK Hà Ni. Sơ đồ xử lý các nguồn phân thải chăn nuôi tại HTX chăn nuôi dịch vụ Cổ Đông III. KT QU VÀ THO LUN 1. Phân tích một số chủng vi sinh vật gây bệnh trong chất thải trước khi xử lý chế phm Bio-Mix Trưc khi ưa ch phNm sinh hc BioMix-1 và BioMix-2 vào x lý phân thi, nưc thi chăn nuôi ln,  tài ã ly mu phân và nưc thi  phân tích mt s ch tiêu vi sinh vt gây bnh. Kt qu ưc trình by  bng 1. Bảng 1. Một số vi sinh vật gây bệnh đường ruột trong phân và nước thải chăn nuôi Loại VSV Trước khi xử lý Nước thải (CFU/ml) Phân thải (CFU/gam) E.coli 2,98 × 10 5 2,71 × 10 8 Salmonella spp. 1,52 × 10 4 1,71 × 10 6 Vibrio spp. 1,83 × 10 5 1,81 × 10 6 Shigella spp. 2,56 × 10 5 2,20 × 10 6 Trứng ký sinh trùng 10 1 -10 2 10 3 -10 4 Kt qu phân tích cho thy trưc khi x lý ch phNm Bio-Mix hàm lưng các vi sinh vt gây bnh u rt cao. Khi thi trc tip ngun nưc thi này ra mương máng s làm ô nhim ngun nưc và là nơi có nguy cơ cao gây ra các bnh t, l cho con ngưi. 2. Ảnh hưởng của liều lượng Bio-Mix 1 đến mức độ phân giải và hàm lượng các chất khí thoát ra từ đống ủ phân thải rắn (qui trình 1) (bảng 2) Kt qu nghiên cu ca Gerardo Buelna va Paul lessard, 1997 cho thy, 97% NH 3 và 100% H 2 S trong phân thi ã ưc x lý khi s dng h thng lc sinh hc (s dng tng m hu cơ và các vsv phân gii hu cơ)  x lý phân thi lng [5]. Ying-Chien Chung et al. ã ghi nhn kt qu s dng 2 chng VSV Thiobacillus thioparus CH11 x lý H 2 S và itrosomonas europaea x lý NH 3 trong hn hp phân thi và thy rng, trên 95% các cht khí trên ã ưc phân hy [6]. Kt qu s dng ch phNm Bio-Mix x lý rác ti bãi rác Soi Nam-Thành ph Hi Dương cho thy hàm lưng khí NH 3 gim t 53,0-60,0%; H 2 S gim t 55,0- 67,4% [2]. Trong nghiên cu này kt qu x lý ch phNm thu ưc cũng tương t như  Hi Dương. Kt qu phân tích hàm lưng các cht khí thoát ra ti 5 ng  trong c 3 t cho thy: Sau 8, 12 ngày x lý lưng khí NH 3 và H 2 S trong các ng  thí nghim thp hơn ng i chng. Thi gian  càng lâu thì mùi càng gim, sau 12 ngày  ch phNm lưng khí NH 3 thoát ra gim 26-30%, H 2 S gim 50% t TCVN 5938-2005.  lưng ch phNm 0,5 lít và 0,7 lít Bio-Mix1/5 m 3 phân thi rn cho hiu qu x lý cao. Xét v hiu qu kinh t cho chi phí mua ch phNm thì vi lưng ch phNm Bio-Mix1 là 0,5 lít/5 m 3 x lý là tt nht. Bảng 2. Ảnh hưởng của chế phm Bio-Mix1 đến hàm lượng các chất khí thoát ra từ đống ủ Chỉ tiêu Thời gian NH 3 (mg/m 3 ) H 2 S (mg/m 3 ) Đợt 1 tháng 5/2008 Trước khi xử lý 336,5 87,0 Sau khi xử lý (ngày) 3 8 12 15 3 8 12 15 Liều lượng chế phẩm (kg/5 m 3 ) Đ/C 295,0 283,0 259,0 253,5 87,0 83,5 66,0 65,0 0,1 296,5 226,6 207,5 193,4 84,5 68,5 44,0 41,0 0,3 307,5 219,5 207,0 188,2 82,0 62,0 41,5 33,6 0,5 307,5 213,8 194,6 178,5 82,0 58,0 40,0 35,6 0,7 312,0 215,5 191,0 178,6 79,0 59,0 41,0 33,2 Đợt 2 tháng 6/2008 Trước khi xử lý 357,5 95,0 Sau khi xử lý (ngày) 3 8 12 15 3 8 12 15 Liều lượng chế phẩm (kg/5 m 3 ) Đ/C 324,0 296,0 265,0 243,5 91,0 83,0 72,0 56,5 0,1 322,5 216,5 197,0 188,5 88,5 67,0 38,6 36,0 0,3 325,5 212,7 202,0 195,0 84,0 66,5 40,0 35,5 0,5 329,5 215,5 188,6 181,5 85,0 64,0 35,0 33,0 0,7 343,5 214,6 182,3 181,0 81,5 57,5 32,0 32,0 Đợt 3 tháng 7/2008 Trước khi xử lý 365,0 98,0 Sau khi xử lý (ngày) 3 8 12 15 3 8 12 15 Liều lượng chế phẩm (kg/5 m 3 ) Đ/C 325,0 292,5 274,5 260,5 91,0 81,5 73,5 61,5 0,1 326,5 257,3 198,3 188,5 84,5 67,0 39,5 36,5 0,3 334,5 223,2 186,5 180,0 85,0 63,0 38,7 32,7 0,5 338,0 226,0 180,1 175,5 83,0 66,0 33,2 30,8 0,7 339,0 219,5 180,6 171,0 79,0 58,5 32,0 30,0 TCVN 5938:2005 NH 3 : 200 mg/m 3 H 2 S: 42 mg/m 3 3. Ảnh hưởng của liều lượng Bio-Mix 2 đến mức độ tách nước trong phân thải lỏng (qui trình 2) (bảng 3) Sau 18 gi x lý lưng nưc trong thu ưc cao nht  lưng ch phNm 0,6 kg/8 m 3 là 4,37 m 3 (tương ng là 54,6%);  lưng ch phNm 0,8 kg và 1,0 kg lưng nưc trong thu ưc tương ương nhau ln lưt là 4,90 m 3 (tương ng là 61,2%) và 4,97 m 3 (tương ng là 62,2%). Vì vy trong x lý hn hp phân thi  quy mô ln nên dùng lưng ch phNm 0,8 kg/8 m 3 (tương ng vi 2,0 kg cho 20 m 3 phân thi lng) ch phNm là tt nht ng thi làm gim chi phí trong quá trình x lý. Bảng 3. Ảnh hưởng của liều lượng Bio-Mix2 đến khả năng tách nước trong phân thải lỏng Lần thử nghiệm (lần) V phân lỏng (m 3 ) Lượng Bio-Mix 2 (kg) Thời gian kết lắng (giờ) Lượng nước sạch sau lắng Lần 1 Lần 2 Lần 3 m 3 % m 3 % m 3 % TN1 Bể 1 8 0,6 6 3,12 39,0 3,22 40,3 3,18 39,8 Bể 2 8 0,6 12 3,75 46,9 3,66 45,8 3,76 47,0 Bể 3 8 0,6 18 4,33 54,0 4,40 55,0 4,38 54,8 TN2 Bể 1 8 0,8 6 3,35 41,9 3,40 42,5 3,43 42,9 Bể 2 8 0,8 12 4,06 50,8 4,17 52,1 4,12 51,5 Bể 3 8 0,8 18 4,92 61,5 4,87 60,9 4,90 61,3 TN3 Bể 1 8 1,0 6 3,54 44,3 3,49 43,6 3,51 43,9 Bể 2 8 1,0 12 4,42 55,3 4,48 56,0 4,39 54,9 Bể 3 8 1,0 18 4,99 61,8 4,94 62,0 4,97 62,1 Sau khi tách nưc phn phân c ưc than bùn hp th làm nguyên liu sn xut phân bón hu cơ. Trong phm vi  tài ã cho than bùn hp th phân thi lng 8 ln. Bng 4 là kt qu phân tích hàm lưng các cht dinh dưng trong hn hp phân thi-than bùn. Bảng 4. Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong than bùn đã được hấp thụ cặn thải lỏng Lần hấp thụ Các chỉ tiêu phân tích pH OC (%) N TS (%) P 2 O 5 hh (mg/100g) K 2 O (%) Lần 1 6,8 22,1 0,76 40,1 0,40 Lần 2 7,1 22,2 0,79 40,4 0,41 Lần 3 6,8 22,4 0,81 41,3 0.41 Lần 4 6,8 22,7 0,83 41,9 0.42 Lần 5 7,0 23,2 0,84 42,3 0.43 Lần 6 6,9 23,9 0,84 42,3 0,43 Lần 7 7,0 24,4 0,85 42,4 0,44 Lần 8 7,2 24,8 0,86 42,6 0,45 Sau 8 ln hp th hàm lưng các cht dinh dưng tăng lên áng k, c th trong 1 tn than bùn ã hp th phân ln có 8,6 kg N tương ương vi 19 kg phân urê; 4,26 kg P 2 O 5 tương ương 25 kg lân supe; 4,5 kg K 2 O tương ương 7,5 kg kaliclorua. S dng nguyên liu này  sn xut phân bón tit kim ưc trên dưi 300.000 /tn phân bón. 4. Ảnh hưởng của chế phm Bio-Mix2 đến chất lượng nước thải (qui trình 3) * Trưc khi x lý: Trưc khi x lý ch phNm các ch tiêu như cht rn lơ lng, COD, BOD 5 , S 2- phân tích ưc u vưt quá tiêu chuNn Vit N am quy nh thi ra môi trưng loi C [1]. Cht rn lơ lng gp 3 ln, COD gp 4 ln, BOD 5 gp 5 ln nên ã gây ô nhim môi trưng nưc xung quanh các trang tri chăn nuôi. * Sau khi x lý: Kt qu nghiên cu ca Gerardo Buelna va Paul lessard, 1997 cho thy, sau khi cho phân thi lng ưc x lý qua h thng lc sinh hc có tng m là các cht hu cơ các ch tiêu hóa sinh như BOD 5 gim 34%; SS gim 94%; TKN gim 26% [5]. Theo Trung tâm ng dng KH&CN thuc S KH&CN tnh Vĩnh Phúc khi cho nưc thi chy qua h thng b lc các ch tiêu COD gim 3-5 ln còn 298 mg/l, SS còn 113 mg/lít (gim 6 ln) [3]. Trong nghiên cu này, ch phNm Bio-Mix ưc s dng  x lý nưc thi trong b cha th 2 và b th 3. Kt qu ưc trình bày ti bng 5. Bảng 5. Một số chỉ tiêu hóa sinh nước thải chăn nuôi trước và sau khi xử lý chế phm sinh học Bio-Mix2 Thời gian theo dõi Các chỉ tiêu phân tích (mg/lít) pH SS COD BOD 5 N ts P ts S -2 Đợt 1 (tháng 5/2008) Trước xử lý 8,2 668,3 1648,5 565,7 242,4 36,8 3,6 Sau xử lý 6,9 122,6 350,2 97,1 90,6 11,3 0,74 Đợt 2 (tháng 6/2008) Trước xử lý 8,0 701,2 1602,2 521,5 191,8 33,2 3,9 Sau xử lý 7,0 105,7 382,1 101,2 96,8 12,8 0,95 Đợt 3 (tháng 7/2008) Trước xử lý 8,4 689,8 1597,3 591,8 202,4 29,3 2,9 Sau xử lý 6,8 103,8 334,5 93,2 89,7 14,7 0,86 TCVN 5945-2005 loại C 5-9 200 400 100 60 8 1 T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam 8 Kt qu phân tích các ch tiêu hóa sinh trong nưc thi sau khi x lý ch phNm Bio- Mix 2 cho thy, ch phNm Bio-Mix 2 có tác dng làm kt lng cht hu cơ lơ lng trong nưc xung áy b cha nên ã làm cho nưc tr nên trong hơn, hàm lưng COD, BOD 5 , S 2- u thp  mc cho phép như: COD gim t 1616,0 mg/lít xung còn 355,6 mg/lít; BOD 5 gim t 560,6 mg/lít xung còn 97,2 mg/lít; SS gim t 686,4 mg/lít xung 110,7 mg/lít và t TCVN 5945-2005 loi C. 5. Hàm lượng một số vi sinh vật gây bệnh trong nước thải sau khi xử lý chế phm Kt qu nghiên cu ca Gerardo Buelna, Paulessard và cng s cho thy, trong bùn thi phân ln sau khi x lý bng h thng BIOSOR TM không có vi khuNn hình que và gim áng k vi khuNn E.coli [5]. Sau khi x lý ch phNm Bio-Mix 1 và Bio-Mix 2 trong phân và nưc thi chăn nuôi ln vi khong thi gian nht nh. Các mu phân và nưc thi ưc ly  phân tích mt s ch tiêu vi sinh vt gây hi. Kt qu phân tích ưc trình bày trong bng 6. Bảng 6. Một số vi sinh vật gây bệnh đường ruột trong phân và nước thải chăn nuôi sau khi xử lý chế phm Bio-Mix 1 và Bio-Mix 2 Loại VSV Nước thải (CFU/100 ml) Phân thải (CFU/100 gam) E.coli 11 20 Salmonella spp. 0 0 Vibrio spp. 0 0 Shigella spp. 0 0 Trứng ký sinh trùng 19 27 Kt qu cho thy, sau khi x lý ch phNm Bio-Mix 1 và Bio-Mix 2 các vi sinh vt có hi b tiêu dit gn như toàn b, sau 3 tun x lý gn như không xut hin trong mu phân thi và nưc thi chăn nuôi E.coli và trng ký sinh trùng ch còn rt ít. IV. KT LUN VÀ KIN N GHN 1. Kết luận + ã xây dng ưc 03 quy trình x lý ch phNm Bio-Mix 1 và Bio-Mix 2 cho phân thi rn, hn hp phân thi lng và nưc thi chung tri. + Sau khi x lý ch phNm hàm lưng các cht khí N H 3 và H 2 S gim t 30-50%, các ch tiêu hóa sinh trong nưc thi gim t 3-5 ln và t TCVN loi C v nưc thi. Các vi sinh vt gây bnh ưng rut gn như không xut hin. + Sau khi than bùn hp th vi cn phân thi lng, ưc dùng làm nguyên liu sn xut phân bón hu cơ vi sinh cht lưng cao. S dng nguyên liu này ã giúp tit kim chi phí sn xut trên dưi 300.000/1 tn phân bón. T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam 9 2. Kiến nghị  ngh các cơ quan qun lý có chính sách ưa ch phNm vào áp dng ti các trang tri ca các a phương. TÀI LIU THAM KHO 1 Tiêu chuNn Vit Nam v nưc thi loi C: TCVN 5945-2005. 2 Ủy ban nhân dân thành phố Hải Dương. Báo cáo kt qu D án: ng dng công ngh sinh hc (Bio-Mix1 và Bio-Mix2) x lý rác và nưc thi ti bãi rác Soi Nam- Thành ph Hi Dương, tháng 12-2008. 3 http//www.gogreen.com.vn. Công ngh lc nưc thi. 4 http//www.vcn.vnn.vn. Thy gì  mt HTX chăn nuôi mnh nht nhì min Bc. 5 Gerardo Buelna, Paulessard et al. Centre de Recherche Industrielle du Québec, Canada. 2000. comprehensive pig manure treatment using the BIOSOR TM biofiltration process. 6 Ying-Chien Chung; Chihpin Huang, Ching-Ping Tseng; and Jill Rushing Pan. Biotreatment of H 2 S- and NH 3 -containing waste gases by co-immobilized cells biofilter. gười phản biện: PGS. TS. guyễn Văn Viết . ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐỂ XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI TẠI HTX CHĂN NUÔI DỊCH VỤ CỔ ĐÔNG-THÀNH PHỐ SƠN TÂY Đỗ Thị Hậu, guyễn Thị Yến, Lê Văn Tri. Sơ đồ xử lý các nguồn phân thải chăn nuôi tại HTX chăn nuôi dịch vụ Cổ Đông III. KT QU VÀ THO LUN 1. Phân tích một số chủng vi sinh vật gây bệnh trong chất thải trước khi xử lý chế phm. ty c phn công ngh sinh hc thc hin  tài Xử lý môi trường phân thải của các trang trại chăn nuôi tại Hà Tây để sản xuất phân bón vi sinh . II. VT LIU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CU 1.