luận văn thạc sĩ khảo sát tình hình sử dụng hầm ủ biogas và hiệu quả của mô hình trong việc xử lý chất thải chăn nuôi lợn quy mô hộ gia đình tại thị trấn na hang

ÐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ÐẠI HỌC NÔNG LÂM HÀ THỊ THÙY Tên đề tài: “KHẢO SÁT TÌNH HÌNH SỬ DỤNG HẦM Ủ BIOGAS VÀ HIỆU QUẢ CỦA MƠ HÌNH TRONG VIỆC XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI LỢN QUY MƠ HỘ GIA ĐÌNH TẠI THỊ TRẤN NA HANG HUYỆN NA HANG - TỈNH TUYÊN QUANG” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Liên thơng quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Khoa : Môi trường Lớp : K9 - KHMT Khóa học : 2013 - 2015 Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS Nguyễn Thế Hùng THÁI NGUYÊN - 2014 n LỜI CẢM ƠN Trong trình thực đề tài, bảo tận tình giáo viên hướng dẫn phía nhà trường tạo điều kiện thuận lợi, em có trình nghiên cứu, tìm hiểu học tập để hồn thành đề tài Kết thu khơng nỗ lực cá nhân mà cịn có giúp đỡ q thầy cơ, gia đình bạn Trong trang khóa luận, em xin bày tỏ lòng tri ân sâu sắc tới: Ban giám hiệu tồn thể thầy giáo Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên tạo điều kiện thuận lợi trang bị cho em kiến thức bổ ích suốt thời gian học tập trường Đặc biệt thầy cô giáo Khoa Môi Trường trường trang bị cho em kiến thức quý báu ngành Khoa học môi trường làm hành trang cho em sống công việc sau Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc Thầy giáo PGS TS Nguyễn Thế Hùng, Thầy tận tình hướng dẫn, bảo chia sẻ cho em nhiều kinh nghiệm thời gian thực tập vừa qua giúp đỡ cho em hoàn thành tốt báo cáo Em xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo toàn thể anh chị chuyên viên Phịng Tài ngun Mơi trường huyện Na Hang, tỉnh Tuyên Quang tiếp nhận tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình thực tập quan Ngồi ra, q trình thực khóa luận em cịn nhận nhiều động viên giúp đỡ từ phía gia đình, người thân bạn lớp Do kết tính khả dụng khóa luận thực tế lời cảm ơn sâu sắc em gửi tới người nguồn động lực để em tự tin kiến thức thu sau tốt nghiệp Trong trình học tập báo cáo, cịn nhiều hạn chế kiến thức học tập kinh nghiệm thực tế nên khơng tránh khỏi sai sót mong Thầy bảo thêm giúp em hồn thành báo cáo đạt kết tốt Em xin chân thành cảm ơn kính chúc q thầy bạn sức khỏe! Thái nguyên, ngày 25 tháng năm 2014 Sinh viên thực Hà Thị Thùy n DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Ước lượng chất thải phát sinh từ số lồi vật ni Bảng 2.2 Thành phần hóa học phân số loại vật nuôi Bảng 2.3 Một số thành phần vi sinh vật phân lợn Bảng 2.4 Thành phần hóa học nước tiểu lợn Bảng 2.5 Tính chất nước thải chăn nuôi lợn Bảng 2.6 Điển hình thành phần khí sinh học 10 Bảng 2.7 Sản lượng khí sinh hàng ngày 10 Bảng 2.8 Tỉ lệ C/N phân gia súc, gia cầm 13 Bảng 2.9 Năng suất khí sinh học từ trình lên men loại nguyên liệu 14 Bảng 4.1 Diện tích suất số loại trồng thị trấn Na Hang 24 Bảng 4.2 Kết điều tra, thống kê đàn gia súc 25 Bảng 4.3 So sánh ưu, nhược điểm hầm ủ biogas chất liệu nhựa Composite hầm ủ biogas xây gạch 27 Bảng 4.4 Hiện trạng lắp đặt hầm biogas tổ dân phố thị trấn 29 Bảng 4.5 Kết điều tra kênh thông tin người dân biết đến biogas 30 Bảng 4.6 Kết điều tra lý người dân lắp đặt hầm ủ biogas 31 Bảng 4.7 Sự phát triển số lượng hầm ủ biogas địa bàn thị trấn theo thời gian 31 Bảng 4.8 Các kiểu hầm biogas lắp đặt địa bàn chi phí lắp đặt 32 Bảng 4.9 Kết điều tra số lượng lợn trì thường xun chuồng ni hộ dân 32 Bảng 4.10 Kết điều tra số lượng loại hầm biogas qua năm 33 Bảng 4.11 Nồng độ chất ô nhiễm nước thải chăn nuôi lợn trước qua bể biogas 34 Bảng 4.12 Nồng độ chất ô nhiễm nước thải chăn nuôi lợn sau qua bể biogas 34 Bảng 4.13 Chi phí tiết kiệm hộ gia đình sử dụng biogas 36 n DANH MỤC HÌNH Hình 4.1 Biểu đồ thể tỷ lệ kênh thông tin mà người dân biết đến biogas 30 Hình 4.2 Biểu đồ tỷ lệ số lượng hầm biogas lắp đặt qua năm 31 Hình 4.3 Biểu đồ thể số lượng loại hầm biogas xây dựng qua năm 33 n luan.van.thac.si.khao.sat.tinh.hinh.su.dung.ham.u.biogas.va.hieu.qua.cua.mo.hinh.trong.viec.xu.ly.chat.thai.chan.nuoi.lon.quy.mo.ho.gia.dinh.tai.thi.tran.na.hangluan.van.thac.si.khao.sat.tinh.hinh.su.dung.ham.u.biogas.va.hieu.qua.cua.mo.hinh.trong.viec.xu.ly.chat.thai.chan.nuoi.lon.quy.mo.ho.gia.dinh.tai.thi.tran.na.hang MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Yêu cầu đề tài 1.4 Ý nghĩa đề tài PHẦN TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cơ sở lý luận đề tài 2.1.1 Các khái niệm 2.1.2 Những ảnh hưởng chất thải chăn nuôi 2.1.3 Đặc điểm chất thải chăn nuôi lợn 2.1.4 Tình hình quản lý chất thải chăn nuôi lợn địa phương 2.1.5 Công nghệ biogas 2.2 Cơ sở thực tiễn 15 PHẦN ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 3.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 17 3.2 Thời gian địa điểm nghiên cứu 17 3.3 Nội dung nghiên cứu 17 3.4 Phương pháp nghiên cứu 17 3.4.1 Phương pháp kế thừa 17 3.4.2 Phương pháp điều tra thu thập thông tin 17 3.4.3 Phương pháp nghiên cứu tài liệu 18 3.4.4 Phương pháp phân tích thống kê 18 3.4.5 Phương pháp tổng hợp, đánh giá, so sánh 18 3.4.6 Phương pháp xử lý thống kê số liệu 18 PHẦN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 19 4.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội thị trấn Na Hang 19 4.1.1 Điều kiện tự nhiên 19 4.1.2 Điều kiện kinh tế xã hội 21 4.1.3 Hiện trạng phát triển nông nghiệp 24 4.2 Tình hình lắp đặt hầm ủ Biogas Thị trấn Na Hang 26 4.2.1 Các loại hầm ủ biogas sử dụng địa bàn thị trấn Na Hang .26 luan.van.thac.si.khao.sat.tinh.hinh.su.dung.ham.u.biogas.va.hieu.qua.cua.mo.hinh.trong.viec.xu.ly.chat.thai.chan.nuoi.lon.quy.mo.ho.gia.dinh.tai.thi.tran.na.hangluan.van.thac.si.khao.sat.tinh.hinh.su.dung.ham.u.biogas.va.hieu.qua.cua.mo.hinh.trong.viec.xu.ly.chat.thai.chan.nuoi.lon.quy.mo.ho.gia.dinh.tai.thi.tran.na.hang n luan.van.thac.si.khao.sat.tinh.hinh.su.dung.ham.u.biogas.va.hieu.qua.cua.mo.hinh.trong.viec.xu.ly.chat.thai.chan.nuoi.lon.quy.mo.ho.gia.dinh.tai.thi.tran.na.hangluan.van.thac.si.khao.sat.tinh.hinh.su.dung.ham.u.biogas.va.hieu.qua.cua.mo.hinh.trong.viec.xu.ly.chat.thai.chan.nuoi.lon.quy.mo.ho.gia.dinh.tai.thi.tran.na.hang 4.2.2 Hiện trạng lắp đặt hầm ủ biogas 29 4.3 Đánh giá hiệu sử dụng hầm biogas để xử lý chất thải chăn nuôi .34 4.3.1 Về môi trường 34 4.3.2 Về kinh tế 35 4.4 Lợi ích khó khăn thuận lợi lắp đặt hầm ủ biogas 37 4.4.1 Lợi ích: 37 4.4.2 Thuận lợi 39 4.4.3 Khó khăn 39 4.5 Một số giải pháp nâng cao hiệu sử dụng hầm biogas 39 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 44 5.1 Kết luận 41 5.2 Kiến nghị 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 luan.van.thac.si.khao.sat.tinh.hinh.su.dung.ham.u.biogas.va.hieu.qua.cua.mo.hinh.trong.viec.xu.ly.chat.thai.chan.nuoi.lon.quy.mo.ho.gia.dinh.tai.thi.tran.na.hangluan.van.thac.si.khao.sat.tinh.hinh.su.dung.ham.u.biogas.va.hieu.qua.cua.mo.hinh.trong.viec.xu.ly.chat.thai.chan.nuoi.lon.quy.mo.ho.gia.dinh.tai.thi.tran.na.hang n luan.van.thac.si.khao.sat.tinh.hinh.su.dung.ham.u.biogas.va.hieu.qua.cua.mo.hinh.trong.viec.xu.ly.chat.thai.chan.nuoi.lon.quy.mo.ho.gia.dinh.tai.thi.tran.na.hangluan.van.thac.si.khao.sat.tinh.hinh.su.dung.ham.u.biogas.va.hieu.qua.cua.mo.hinh.trong.viec.xu.ly.chat.thai.chan.nuoi.lon.quy.mo.ho.gia.dinh.tai.thi.tran.na.hang PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Trong bối cảnh tài nguyên lượng hóa thạch giới ngày cạn kiệt, lượng tái tạo trở thành mối quan tâm riêng quốc gia mà trở thành vấn đề toàn cầu Một lượng gần gũi với lượng có từ phân hủy loại phân chuồng gia súc trâu, bị, lợn… lượng khí sinh học hay cịn gọi Biogas Biogas nguồn lượng nghiên cứu ứng dụng rộng rãi giới Công nghệ Biogas khơng giải tình trạng nhiễm mơi trường mà cịn cung cấp nguồn lượng phục vụ đun nấu, thắp sáng gia đình góp phần quan trọng đảm bảo an ninh lượng bảo vệ môi trường Ở nước ta, ngành chăn ni có nhiều bước phát triển mạnh góp phần không nhỏ việc phát triển kinh tế tăng thu nhập cho người nông dân, giúp người nông dân làm giàu, nâng cao mức sống Tuy nhiên, phát triển nhanh chóng đàn gia súc với lượng chất thải khổng lồ thải ngày gây áp lực lớn lên môi trường Việc nghiên cứu ứng dụng rộng rãi cơng nghệ khí sinh học giải pháp hiệu phù hợp với tình hình Việt Nam để giải tình trạng nhiễm môi trường, cung cấp nguồn chất đốt, tiết kiệm lượng hiệu vùng nông thôn Nhu cầu sử dụng công nghệ biogas cho hộ gia đình chăn ni vùng nơng thơn lớn Na Hang huyện miền núi vùng cao, chủ yếu người dân sống dựa vào hoạt động trồng trọt, chăn nuôi gia súc, gia cầm Chất thải phát sinh từ hoạt động chăn nuôi gây ô nhiễm môi trường vấn đề xúc đòi hỏi phải có biện pháp giải hiệu Hoạt động chăn nuôi địa bàn chủ yếu chăn nuôi lợn với lượng phân thải lớn nặng mùi khó chịu, ngồi cịn có loại chất phụ phẩm thức ăn thừa, chất độn chuồng… Các loại chất thải không xử lý triệt để gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe người dân luan.van.thac.si.khao.sat.tinh.hinh.su.dung.ham.u.biogas.va.hieu.qua.cua.mo.hinh.trong.viec.xu.ly.chat.thai.chan.nuoi.lon.quy.mo.ho.gia.dinh.tai.thi.tran.na.hangluan.van.thac.si.khao.sat.tinh.hinh.su.dung.ham.u.biogas.va.hieu.qua.cua.mo.hinh.trong.viec.xu.ly.chat.thai.chan.nuoi.lon.quy.mo.ho.gia.dinh.tai.thi.tran.na.hang n luan.van.thac.si.khao.sat.tinh.hinh.su.dung.ham.u.biogas.va.hieu.qua.cua.mo.hinh.trong.viec.xu.ly.chat.thai.chan.nuoi.lon.quy.mo.ho.gia.dinh.tai.thi.tran.na.hangluan.van.thac.si.khao.sat.tinh.hinh.su.dung.ham.u.biogas.va.hieu.qua.cua.mo.hinh.trong.viec.xu.ly.chat.thai.chan.nuoi.lon.quy.mo.ho.gia.dinh.tai.thi.tran.na.hang Qua trình tìm hiểu tiếp cận với cơng nghệ biogas cơng nghệ trở thành giải pháp hữu hiệu người dân đón nhận tích cực để giải vấn đề Đề tài “Khảo sát tình hình sử dụng hầm ủ biogas hiệu mô hình việc xử lý chất thải chăn ni lợn quy mơ hộ gia đình thị trấn Na Hang-Huyện Na Hang-Tỉnh Tuyên Quang” để đánh giá lợi ích mà biogas mang lại qua nâng cao hiệu sử dụng mở rộng phạm vi ứng dụng 1.2 Mục tiêu đề tài - Đánh giá tình hình chăn ni xử lý chất thải chăn ni hộ gia đình địa bàn thị trấn Na Hang - Đánh giá tình hình ứng dụng hầm ủ biogas để xử lý chất thải chăn nuôi thị trấn Na Hang - Đánh giá hiệu mơi trường kinh tế mà mơ hình mang lại - Đề xuất biện pháp nhằm nâng cao hiệu sử dụng hầm biogas 1.3 Yêu cầu đề tài - Đưa điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội thị trấn Na Hang - Đảm bảo thơng tin, số liệu đầy đủ, xác - Phản ánh tình trạng quản lý, sử dụng hầm biogas địa phương - Các giải pháp đánh giá khả thi phù hợp với điều kiện địa phương 1.4 Ý nghĩa đề tài Trong học tập nghiên cứu khoa học: - Nâng cao kiến thức, kỹ rút kinh nghiệm thực tế phục vụ cho công tác sau - Vận dụng phát huy kiến thức học vào nghiên cứu khoa học Trong thực tiễn: - Kết nghiên cứu góp phần nâng cao hiểu biết, quan tâm ủng hộ người dân việc sử dụng hầm biogas sinh hoạt sản xuất - Làm cho quan chức tăng cường công tác tuyên truyền cho người dân bảo vệ môi trường nông thôn - Đề xuất biện pháp quản lý kỹ thuật để nâng cao hiệu sử dụng hầm Bogas luan.van.thac.si.khao.sat.tinh.hinh.su.dung.ham.u.biogas.va.hieu.qua.cua.mo.hinh.trong.viec.xu.ly.chat.thai.chan.nuoi.lon.quy.mo.ho.gia.dinh.tai.thi.tran.na.hangluan.van.thac.si.khao.sat.tinh.hinh.su.dung.ham.u.biogas.va.hieu.qua.cua.mo.hinh.trong.viec.xu.ly.chat.thai.chan.nuoi.lon.quy.mo.ho.gia.dinh.tai.thi.tran.na.hang n luan.van.thac.si.khao.sat.tinh.hinh.su.dung.ham.u.biogas.va.hieu.qua.cua.mo.hinh.trong.viec.xu.ly.chat.thai.chan.nuoi.lon.quy.mo.ho.gia.dinh.tai.thi.tran.na.hangluan.van.thac.si.khao.sat.tinh.hinh.su.dung.ham.u.biogas.va.hieu.qua.cua.mo.hinh.trong.viec.xu.ly.chat.thai.chan.nuoi.lon.quy.mo.ho.gia.dinh.tai.thi.tran.na.hang PHẦN TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cơ sở lý luận đề tài 2.1.1 Các khái niệm Chất thải chất khơng cịn sử dụng với chất độc xuất từ chúng Chất thải động vật chăn nuôi nông nghiệp nguồn nguyên liệu lớn, chứa nhiều thành phần hữu có khả chuyển hóa sinh học để tạo Biogas Khối lượng chất thải phát sinh có khác nhau, tùy theo loại gia súc, gia cầm, điều kiện chăn nuôi, đặc điểm chuồng trại đặc điểm ngành quốc gia Biogas (khí sinh học) loại khí sinh chất thải động vật chất hữu (phụ phẩm nông nghiệp) bị lên men điều kiện kỵ khí Vi sinh vật phân hủy chất tổng hợp khí sinh Biogas hỗn hợp bao gồm metan, cacbon dioxit, nito, hydro sunfua… 2.1.2 Những ảnh hưởng chất thải chăn nuôi Chất thải chăn nuôi nguyên nhân gây ô nhiễm lớn cho mơi trường tự nhiên, khí thải từ vật ni chiếm tỉ trọng lớn khí thải gây nên hiệu ứng nhà kính Theo báo cáo FAO, chất thải gia súc toàn cầu tạo 65% lượng Nito oxit (NO2) khí Đây loại khí có khả hấp thu lượng mặt trời cao gấp 296 lần so với khí CO2 Động vật ni cịn thải 9% lượng khí CO2 tồn cầu, 37% lượng khí Methane (CH4)_ loại khí có khả giữ nhiệt cao gấp 23 lần khí CO2 Theo thống kê năm 2010 Cục chăn ni, nước có 8,5 triệu hộ chăn ni quy mơ gia đình 18000 trang trại nuôi tập trung với tổng đàn 300 triệu gia cầm 37 triệu gia súc, nguồn chất thải từ chăn nuôi ước khoảng 84,45 triệu Trong có khoảng – 20% sử dụng làm phân bón cho nơng nghiệp dạng phân tươi ủ thủ cơng, số phân cịn lại thải trực tiếp môi trường gây ô nhiễm môi trường luan.van.thac.si.khao.sat.tinh.hinh.su.dung.ham.u.biogas.va.hieu.qua.cua.mo.hinh.trong.viec.xu.ly.chat.thai.chan.nuoi.lon.quy.mo.ho.gia.dinh.tai.thi.tran.na.hangluan.van.thac.si.khao.sat.tinh.hinh.su.dung.ham.u.biogas.va.hieu.qua.cua.mo.hinh.trong.viec.xu.ly.chat.thai.chan.nuoi.lon.quy.mo.ho.gia.dinh.tai.thi.tran.na.hang n luan.van.thac.si.khao.sat.tinh.hinh.su.dung.ham.u.biogas.va.hieu.qua.cua.mo.hinh.trong.viec.xu.ly.chat.thai.chan.nuoi.lon.quy.mo.ho.gia.dinh.tai.thi.tran.na.hangluan.van.thac.si.khao.sat.tinh.hinh.su.dung.ham.u.biogas.va.hieu.qua.cua.mo.hinh.trong.viec.xu.ly.chat.thai.chan.nuoi.lon.quy.mo.ho.gia.dinh.tai.thi.tran.na.hang Hiện nay, nhiều trang trại chăn ni lợn, bị hàng ngày thải lượng lớn chất thải không xử lý đổ trực tiếp vào hệ thống thoát nước, kênh mương làm ô nhiễm nguồn nước sinh hoạt, sản xuất người dân, làm tăng tỉ lệ người mắc bệnh tiêu chảy bệnh da liễu Ô nhiễm chất thải chăn nuôi không ảnh hưởng nặng tới môi trường sống dân cư mà cịn gây nhiễm nguồn nước, tài nguyên đất ảnh hưởng lớn đến kết sản xuất chăn nuôi Các hoạt động gây ô nhiễm chăn nuôi tiếp tục diễn nhiều nơi nước Tình trạng chăn ni thả rông, chăn thả đất dốc, đầu nguồn nước… cịn phổ biến làm tăng diện tích đất xói mịn, suy giảm chất lượng nước, giảm thiểu khả sản xuất nơng nghiệp Ơ nhiễm mơi trường cịn dễ dàng làm phát sinh dich bệnh ảnh hưởng không nhỏ đến kết chăn nuôi Trong năm gần số loại dịch bệnh nguy hiểm đàn gia súc, gia cầm bùng phát diện rộng dịch lở mồm long móng, dịch bệnh tai xanh lợn, dịch cúm gia cầm… gây thiệt hại lớn cho ngành chăn nuôi, ảnh hưởng trực tiếp đến kinh tế hộ gia đình chăn ni Một nguyên nhân quan trọng dẫn đến bùng phát dịch bệnh tình trạng nhiễm mơi trường khu vực chuồng trại khu vực lân cận mà thường chất thải chăn ni sở gây nên Ngồi ra, ngành chăn ni cịn làm giảm lượng nước bổ sung cho mạch nước ngầm rừng đất bị thối hóa, chai cứng giảm khả thẩm thấu Tất tác động tiêu cực ngành chăn nuôi đến môi trường dẫn đến kết tất yếu làm suy giảm đa dạng sinh học Rõ ràng ngành chăn nuôi phát triển không kèm với biện pháp xử lý chất thải làm môi trường sống người xuống cấp nhanh chóng Mơi trường bị nhiễm lại tác động trực tiếp vào sức khỏe vật nuôi, phát sinh dịch bệnh, gây khó khăn cơng tác quản lý, giảm suất Đó khơng phải phát triển bền vững mà Việt Nam giới hướng tới 2.1.3 Đặc điểm chất thải chăn nuôi lợn Các loại chất thải chăn nuôi bao gồm: - Phân từ gia súc, gia cầm - Chất độn chuồng luan.van.thac.si.khao.sat.tinh.hinh.su.dung.ham.u.biogas.va.hieu.qua.cua.mo.hinh.trong.viec.xu.ly.chat.thai.chan.nuoi.lon.quy.mo.ho.gia.dinh.tai.thi.tran.na.hangluan.van.thac.si.khao.sat.tinh.hinh.su.dung.ham.u.biogas.va.hieu.qua.cua.mo.hinh.trong.viec.xu.ly.chat.thai.chan.nuoi.lon.quy.mo.ho.gia.dinh.tai.thi.tran.na.hang n