đánh giá hiệu quả và tiềm năng phát triển mô hình xử lý chất thải chăn nuôi bằng hầm ủ biogas quy mô hộ gia đình trên địa bàn huyện tam dương tỉnh vĩnh phúc

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM --- --- ĐÀO THỊ HỒNG NHUNG ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ VÀ TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN MÔ HÌNH XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI BẰNG HẦM Ủ BIOGAS QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH TRÊN ĐỊA BÀN H

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

ĐÀO THỊ HỒNG NHUNG

ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ VÀ TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN

MÔ HÌNH XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI BẰNG HẦM

Ủ BIOGAS QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH TRÊN ĐỊA BÀN

HUYỆN TAM DƯƠNG TỈNH VĨNH PHÚC

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2015

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

- -

ĐÀO THỊ HỒNG NHUNG

ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ VÀ TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN MÔ HÌNH XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI BẰNG HẦM Ủ BIOGAS QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN

TAM DƯƠNG TỈNH VĨNH PHÚC

Chuyên ngành: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Mã số: 60.44.03.01 Người hướng dẫn khoa học:

PGS.TS HOÀNG THÁI ĐẠI

TS TRỊNH QUANG HUY

HÀ NỘI – 2015

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất

kỳ công trình nào khác

Các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày tháng năm 2015

Tác giả luận văn

Đào Thị Hồng Nhung

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến toàn thể các thầy cô giáo Khoa Môi trường, Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã truyền đạt cho tôi những kiến thức cơ bản và tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành chương trình học cao học trong suốt 2 năm qua

Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Hoàng Thái Đại

và TS Trịnh Quang Huy đã dành nhiều thời gian trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình cho tôi hoàn thành đề tài nghiên cứu này

Tôi cũng xin cảm ơn lãnh đạo Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và môi trường – Sở Tài nguyên và Môi trường Vĩnh Phúc, UBND huyệnTam Dương, Phòng TN&MT huyện Tam Dương, Phòng Nông nghiệp & phát triển nông thôn huyện Tam Dương đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi tiếp cận và thu thập những thông tin, lấy mẫu phân tích cần thiết cho đề tài

Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, những người đã động viên và giúp đỡ tôi về tinh thần, vật chất trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài

Hà N ội, ngày tháng năm 2015

Học viên

Đào Thị Hồng Nhung

MỤC LỤC

Lời cam đoan ii

Lời cảm ơn iii

Mục lục iv

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt vii

Danh mục bảng biểu viii

Danh mục sơ đồ hình vẽ x

MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu của đề tài 2

1.3 Yêu cầu của đề tài 2

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Thực trạng phát triển ngành chăn nuôi tại Việt Nam 3

1.1.1 Tổng quan ngành chăn nuôi trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc 4

1.1.2 Tổng quan về chất thải chăn nuôi 7

1.1.3 Công tác quản lý và giảm thiểu chất thải chăn nuôi 12

1.1.4 Một số phương pháp quản lý và xử lý chất thải chăn nuôi 18

1.2 TỔNG QUAN VỀ HẦM Ủ BIOGAS 23

1.2.1 Lịch sử phát triển của công nghệ biogas 23

1.2.2 Tổng quan Biogas 27

1.2.3 Đặc tính biogas 27

1.2.4 Cơ chế tạo biogas trong hệ thống biogas 28

1.2.5 Các sản phẩm thu được 30

1.2.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh biogas 30

1.2.7 Ứng dụng của biogas trong đời sống và sản xuất 32

1.2.8 Tình hình sử dụng biogas trên thế giới và ở Việt Nam 33

1.2.9 Ưu điểm của hầm ủ biogas 34

1.2.10 Các dạng hầm ủ ở Việt Nam 35

CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38

2.1 Đối tượng nghiên cứu 38

2.2 Phạm vi nghiên cứu 38

2.3 Nội dung nghiên cứu 38

2.3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội huyện Tam Dương 38

2.3.2 Tình hình chăn nuôi của huyện Tam Dương, tỉnh Vĩnh Phúc 38

2.3.3 So sánh hiệu quả xử lý bằng biogas và các hình khác trên địa bàn huyện Tam Dương 38

2.3.4 Đề xuất các giải pháp phát triển mô hình hầm ủ biogas trong chăn nuôi hộ gia đình 39

2.4 Phương pháp nghiên cứu 39

2.4.1 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp 39

2.4.2 Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp 39

2.4.3 Phương pháp lấy mẫu và bảo quản 40

2.4.4 Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu 41

2.4.5 Phương pháp phân tích 41

2.4.6 Phương pháp đánh giá 42

2.4.7 Phương pháp phân tích chi phí – lợi ích 42

2.4.8 Phương pháp trình bày và xử lý số liệu 42

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 43

3.1 Đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội huyện Tam Dương 43

3.1.1 Vị trí địa lý, địa hình 43

3.1.2 Đặc điểm khí tượng, thủy văn 45

3.1.3 Điều kiện kinh tế - xã hội huyện Tam Dương 48

3.2 Tình hình phát triển chăn nuôi của huyện Tam Dương 49

3.2.1 Tình hình phát triển chăn nuôi của huyện 49

3.2.2 Thực trạng môi trường khu vực chăn nuôi huyện Tam Dương 52

3.3 So sánh hiệu quả xử lý chất thải chăn nuôi bằng Biogas với các hình thức khác trên địa bàn huyện Tam Dương 65

3.3.1 Chi phí đầu tư 65

3.3.2 So sánh hiệu quả 69

3.3.3 Đề xuất các giải pháp phát triển mô hình hầm ủ biogas trong chăn nuôi hộ gia đình 72

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 78

Kết luận: 78

Kiến nghị: 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO 81

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG BIỂU STT Tên bảng Trang

Bảng 1.1 Tính chất nước thải chăn nuôi 8

Bảng 1.2 Ước tính tổng lượng nước thải do vật nuôi phát sinh trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc 9

Bảng 1.3 Số lượng hầm biogas do Sở Tài nguyên và Môi trường hỗ trợ giai đoạn 2010 – 2014 13

Bảng 2.1 : Bảng thu thập số liệu sơ cấp bằng phiếu điều tra 39

Bảng 2.2 Vị trí lấy mẫu nước thải sau xử lý của bể Biogas 40

Bảng 2.3 Mẫu nước thải theo quy mô và hình thức xử lý 41

Bảng 3.1 Giá trị trung bình qua nhiều năm các yếu tố khí tượng của khu vực nghiên cứu năm 2014 46

Bảng 3.2 Tăng trưởng kinh tế giai đoạn 2005– 2014 48

Bảng 3.3 Chuyển dịch cơ cấu kinh tế huyện Tam Dương giai đoạn 2009-2014 49

Bảng 3.4 Quy mô chăn nuôi huyện Tam Dương 51

Bảng 3.5 Đánh giá mức độ ảnh hưởng của tiếng ồn trong hoạt động chăn nuôi tới người dân 52

Bảng 3.6 Bảng Đánh giá mức độ ảnh hưởng của mùi trong hoạt động chăn nuôi tới người dân 53

Bảng 3.7 Lượng nước sử dụng cho việc rửa chuồng trong chăn nuôi gia súc đối với các hộ có quy mô chăn nuôi khác nhau 54

Bảng 3.8 Các hình thức xử lý nước thải tại các cơ sở chăn nuôi tập trung trên địa bàn huyện Tam Dương 55

Bảng 3.9 Kết quả phân tích các chỉ tiêu nước thải tại các hộ chăn nuôi 59

Bảng 3.10 Chi phí xây dựng hầm biogas vòm cầu nắp cố định bằng gạch 12 m3 66

Bảng 3.11 Chi phí xây dựng hầm biogas vòm cầu nắp cố định bằng gạch 8m3 66

Bảng 3.12: Chi phí xây dựng hầm biogas vòm cầu nắp cố định bằng gạch 6m3 67

Bảng 3.13 Chi phí – lợi ích của hộ đầu tư xây dựng hầm biogas 69

Bảng 3.14 Chi phí – lợi ích của hộ đầu tư các dạng xử lý khác 69

Bảng 3.15 Bảng so sánh hiệu quả với quy mô ≤ 50 con 71

Bảng 3.16 Bảng so sánh hiệu quả với quy mô ≥ 50; ≤ 100 con 71

Bảng 3.17 Bảng so sánh hiệu quả với quy mô ≥ 100 con 72

Bảng 3.18 Khuyến cáo quy mô và kích thước hầm ủ Biogas phù hợp 73

Bảng 3.19 Những sự cố thường gặp và cách khắc phục ở hầm ủ biogas nắp cố định dạng vòm cầu 75

DANH MỤC SƠ ĐỒ HÌNH VẼ STT Tên bảng Trang

Hình 1.1 Giá trị sản xuất ngành chăn nuôi qua các năm 5

Hình 1.2 Diễn biến số lượng đàn gia súc, gia cầm qua các năm 6

Hình 1.3 Tổng lượng nước thải do vật nuôi phát sinh biến động qua các năm 10

Hình 1.4 Hầm Biogas sử dụng bạt chống thấm HDPE: 35

Hình 1.5 Hầm biogas Composite 36

Hình 1.6 Chi tiết hầm biogas Composite 36

Hình 1.7 Hầm Biogas làm bằng Betong 37

Hình 3.1: Sơ đồ hành chính huyện Tam Dương 44

Hình 3.2 Tỷ lệ xử lý nước thải chăn nuôi của các hộ được điều tra 56

Hình 3.3 Nước thải chăn nuôi chưa xử lý 57

Hình 3.4 Nước thải chăn nuôi sau xử lý bằng bể Biogas 58

Hình 3.5 Hàm lượng TSS của mẫu nước thải phân tích 60

Hình 3.6 Hàm lượng BOD5 của mẫu nước thải phân tích 60

Hình 3.7 Hàm lượng COD của mẫu nước thải phân tích 61

Hình 3.8 Hàm lượng tổng N của mẫu nước thải phân tích 61

Hình 3.9 Hàm lượng tổng P trước và sau hầm biogas 62

Hình 3.10 Tổng số coliform của nước thải trước và sau hầm biogas 62

Hình 3.11: Đánh giá của người dân về mùi gas khi sử dụng hầm biogas 64

Hình 3.12 Cơ cấu khoản tiền tiết kiệm được của các hộ sử dụng hầm biogas 68

Hình 3.13: Sơ đồ đề xuất hệ thống Dewats áp dụng cho hậu Biogas tại Vĩnh Thịnh 76

MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề

Chăn nuôi là ngành cung cấp lượng protein động vật chủ yếu trong bữa

ăn hàng ngày của mỗi gia đình Đó là ngành sản xuất đang được phát triển rộng rãi nhất là ở các vùng nông thôn, khi mà người dân có thể tận dụng diện tích đất trống quanh nhà cũng như nguồn thức ăn tự nhiên phong phú để tăng thêm thu nhập cho gia đình Hiện nay, hình thức chăn nuôi truyền thống như chuồng trại nằm bên cạnh nhà ở, thậm chí ở một số nơi người ta nuôi súc vật trong nhà, hay thải chất bẩn trực tiếp ra sông không những gây mùi hôi khó chịu, làm mất vẻ mỹ quan môi trường, làm ô nhiễm những dòng sông, kênh rạch Phân và nước thải từ các hộ chăn nuôi thải ra môi trường chưa qua xử lý trở thành mối đe dọa trực tiếp tới sức khoẻ con người, vật nuôi và là môi trường lý tưởng cho ruồi nhặng, muỗi

và côn trùng phát triển Mật độ sống cao của những loài này là nguyên nhân gây

ra những bất tiện trong sinh hoạt, chúng còn là những ký chủ trung gian truyền nhiều bệnh truyền nhiễm hết sức nguy hiểm cho con người và vật nuôi Bên cạnh

đó, mùi hôi thối của phân gia cầm, gia súc cũng là mối phiền toái đáng kể không những cho chính hộ chăn nuôi mà còn ảnh hưởng đến các hộ dân sống gần khu vực chăn nuôi Nhiều nhà khoa học cho biết, mùi hôi thối của phân có thể làm ảnh hưởng sức khoẻ, tâm trạng hay căng thẳng, giận dữ, suy nhược, mệt mỏi, nhầm lẫn và có liên quan tới nhiều triệu chứng bệnh ở người như chảy nước mắt, đau xoang mũi, ngạt mũi, đau họng, khó thở, viêm da, ngứa, đau khớp

Trước thực trạng đó, để ngành chăn nuôi phát triển hiệu quả và bền vững, đòi hỏi phải có các biện pháp xử lý hữu hiệu Thực tế, có rất nhiều dự án nghiên cứu của nhiều tổ chức, cá nhân về việc giải quyết chất thải từ hoạt động chăn nuôi để giảm nguy cơ ô nhiễm cũng như tận dụng lại chất thải chăn nuôi làm nguồn nguyên liệu phục vụ cho hoạt động nông nghiệp khác Trong đó, việc tận dụng chất thải chăn nuôi để tạo ra khí sinh học đang là một giải pháp hiệu quả nhất không những giảm được nguy cơ ô nhiễm, giải quyết được bài toán năng lượng phục vụ cho sinh hoạt, mà còn là giải pháp kinh tế cho những người dân ở nông thôn

Xuất phát từ thực tiễn trên, đề tài “Đánh giá hiệu quả và tiềm năng phát

triển mô hình xử lý chất thải chăn nuôi bằng hầm ủ biogas quy mô hộ gia đình trên địa bàn huyện Tam Dương - tỉnh Vĩnh Phúc” được thực hiện hướng đến

mục tiêu phát triển mô hình hầm ủ biogas quy mô hộ gia đình, nhằm góp phần giải quyết vấn nạn ô nhiễm đang đe dọa môi trường nông thôn, đáp ứng yêu cầu phát triển nông nghiệp bền vững và xây dựng nông thôn mới ở địa phương

1.2 Mục tiêu của đề tài

Đánh giá hiệu quả của mô hình sử dụng hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi hộ gia đình, hạn chế ô nhiễm môi trường từ đó đưa ra hướng phát triển và nhân rộng hầm biogas quy mộ hộ gia đình trên địa bàn huyện Tam Dương

1.3 Yêu cầu của đề tài

Nắm được thực trạng chăn nuôi và xử lý chất thải chăn nuôi trên địa bàn nghiên cứu

Đánh giá được hiệu quả của quá trình sử dụng hầm Biogas trong quá trình chăn nuôi hộ gia đình

Các số liệu điều tra phải trung thực, phản ánh đúng thực trạng chăn nuôi và quản lý chất thải chăn nuôi trên địa bàn nghiên cứu

Các giải pháp đề xuất về cải thiện chất lượng môi trường chăn nuôi phải có

cơ sở khoa học, có tính khả thi, có thể áp dụng cho địa bàn nghiên cứu

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Thực trạng phát triển ngành chăn nuôi tại Việt Nam

Theo báo cáo dự án: “Quy hoạch phát triển nông, lâm nghiệp, thuỷ sản

tỉnh Vĩnh Phúc đến năm 2020 và tầm nhìn 2030” cho thấy sản lượng lương thực

tăng nhanh trong thời gian gần đây đã đưa Việt Nam từ một quốc gia thiếu lương thực trong thập kỷ 80 trở thành một quốc gia xuất khẩu gạo đứng thứ 2 - 3 trên thế giới Trong 16 năm xuất khẩu gạo (1989 – 2004) Việt Nam đã cung cấp cho thị trường lương thực thế giới hơn 45,14 triệu tấn gạo, thu về hơn 10,77 tỷ USD Sản lượng lương thực, thực phẩm cao đã tạo điều kiện tốt cho sự phát triển công nghiệp chế biến thức ăn gia súc, gia cầm và đưa nghành chăn nuôi trở thành nghành có tốc độ phát triển nhanh và ổn định

Năm 2003, cơ cấu kinh tế nông nghiệp nông thôn đã có sự chuyển dịch tích cực Cơ cấu tổng thu từ nghành trồng trọt chiếm 68,5%, thu từ nghành chăn nuôi chiếm 29,5% , thu từ hoạt động dịch vụ nông nghiệp chỉ 2% Trong nghành trồng trọt tỷ lệ thu từ cây hàng năm chiếm 77,8%, thu từ cây lâu năm chiếm 19,7%

Phát triển chăn nuôi theo hướng tập chung và chuyên môn hóa cao là một trong những nội dung quan trọng trong quá trình công nghiệp hóa sản xuất nông nghiệp của nước ta trong thời kỳ phát triển mới Theo kết quả điều tra dân số, đến ngày 01 tháng 4 năm 2009, Việt Nam có tổng số dân là 85.789.773 người, là một trong 10 quốc gia có mật độ dân số cao nhất trên thế giới (khỏang 260 người/km2) Nhu cầu thực phẩm trong điều kiện dân số tăng và đời sống ngày càng được nâng cao đã và đang đặt ra cho các nhà quản lý nông nghiệp phải nhanh chóng hiện đại hóa sản xuất nông nghiệp Trong khi diện tích dành cho sản xuất nông nghiệp ngày càng giảm do phát triển đô thị, công nghiệp, giao thông và các công trình dịch vụ khác, phát triển chăn nuôi theo hướng tập trung, nâng cao quy mô là xu thế tất yếu nhằm nâng cao năng suất và chất lượng thịt, trứng, sữa cung cấp cho nhân dân và cho xuất khẩu

Cùng với sự phát triển kinh tế xã hội trong thời kỳ đổi mới, nghành chăn nuôi đã đạt được những thành tích đáng kể Tốc độ tăng đàn gia súc, gia cầm trong 10 năm gần đây dao động trung bình từ 3,0 – 6,0 %, trong đó đàn lợn tăng

6,77 %, bò tăng 4,1 %, gia cầm tăng 6 – 9 % năm, riêng đàn trâu không tăng mà một số vùng có xu hướng giảm

1.1.1 Tổng quan ngành chăn nuôi trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc

Trong những năm qua tỉnh Vĩnh Phúc đã dành nhiều chương trình và dự án nghiên cứu về ngành chăn nuôi do ý nghĩa quan trọng của ngành, không chỉ nghiên cứu về tiềm năng và thực trạng, định hướng phát triển của ngành mà tỉnh Vĩnh Phúc

đã và đang lưu tâm đến những ảnh hưởng do ngành chăn nuôi tác động

Theo báo cáo: “Điều tra lượng thải và đánh giá mức độ ô nhiễm môi

trường tại các cơ sở chăn nuôi trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc - 2014” đánh giá

Vĩnh Phúc là một địa phương có nhiều tiềm năng và lợi thế để phát triển chăn nuôi một cách toàn diện; đó là nguồn nguyên liệu tại chỗ để chế biến thức ăn gia súc, gia cầm như: Gạo, ngô, sắn, đậu tương và bột cá Đặc biệt, Vĩnh Phúc có vị trí gần thủ đô Hà Nội với nhu cầu tiêu thụ lương thực - thực phẩm rất lớn Chăn nuôi công nghiệp theo mô hình trang trại đang phát triển nhanh, đạt năng suất và hiệu quả kinh tế cao gấp nhiều lần so với trồng trọt; đó là động lực giúp cho ngành chăn nuôi của tỉnh ngày càng phát triển

Để khai thác tốt tiềm năng và thế mạnh này, Vĩnh Phúc đã đưa ra các giải pháp nhằm “tăng tốc” phát triển chăn nuôi đến năm 2020, đề ra mục tiêu phương hướng đến năm 2030, mức tăng trưởng ngành chăn nuôi định hướng đạt 8,2% đến năm 2020

Trong những năm gần đây, tình hình dịch bệnh có diễn biến phức tạp đã gây ra những ảnh hưởng đến tổng số lượng đàn trâu, bò do khả năng tái đàn chậm Xu hướng phát triển trong những năm tiếp theo là phát triển đàn bò lai lấy thịt, lấy sữa để tạo ra khối lượng hàng hóa lớn, giảm dần số lượng đàn trâu do mục đích sử dụng làm sức kéo trong nông nghiệp giảm thay vào đó là sử dụng các loại máy móc hiện đại giải phóng sức người và gia súc Mặc dù gặp nhiều khó khăn như giá thức ăn gia súc, gia cầm tăng cao, nguy cơ dịch bệnh thường xuyên đe dọa nhưng trong những năm gần đây ngành chăn nuôi của tỉnh vẫn có

sự tăng trưởng cao Theo số liệu niên giám thống kê tỉnh Vĩnh Phúc năm 2013, giá trị sản xuất chăn nuôi trên địa bàn tỉnh được thể hiện trong hình sau:

Đơn vị: triệu đồng

Hình 1.1 Giá trị sản xuất ngành chăn nuôi qua các năm

(Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Vĩnh Phúc năm 2013)

Chất lượng đàn gia súc, gia cầm đã được nâng cao; nhiều giống gia súc, gia cầm mới có năng suất, chất lượng cao được đưa vào sản xuất trên địa bàn tỉnh Quy mô đàn trong nông hộ được mở rộng theo hướng sản xuất hàng hoá, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong tỉnh, cung cấp cho thị trường trong nước và nguyên liệu cho các nhà máy chế biến thực phẩm xuất khẩu, từng bước đưa chăn nuôi trở thành ngành sản xuất chính trong nông nghiệp Đến nay, toàn tỉnh có hàng trăm trang trại chăn nuôi lợn với quy mô trung bình từ 50 – 100 con, có những trang trại nuôi lợn nái lên đến 600 con, trang trại nuôi lợn thịt hàng nghìn con (tại huyện Tam Dương, huyện Vĩnh Tường) Có 8 trang trại chăn nuôi bò thịt, bò sữa với quy mô từ 30 – 60 con Đối với đàn gia cầm: Các giống được đưa vào chăn nuôi chủ yếu là gà Lương Phượng, gà Tam Hoàng, gà Ross, do đó đã nâng cao được trọng lượng xuất chuồng, các giống thuỷ cầm gồm ngan Pháp Trên địa bàn tỉnh hiện có khoảng 100 trang trại gà với quy mô từ vài ngàn đến vài chục ngàn con, tập trung ở các huyện Tam Dương, Lập Thạch, thành phố Vĩnh Yên và thị xã Phúc Yên Hiệu quả chăn nuôi theo hình thức này bước đầu đạt khá, đã tạo được khối lượng hàng hoá lớn, tập trung, hiện đang được hộ nông dân quan tâm đầu tư mở rộng sản xuất gắn với áp dụng kỹ thuật - công nghệ tiên tiến như xây chuồng lồng, làm hệ thống mát, xây dựng hệ thống biogas vừa tạo khí đốt, vừa làm sạch môi trường

Số lượng cụ thể của các loại gia súc, gia cầm không có sự tăng trưởng đồng đều do gặp nhiều biến động trong quá trình chăn nuôi Trong đó chỉ có lợn

và gà vẫn giữ được sự tăng trưởng về đàn, cụ thể đến năm 2012 tổng số lợn trên địa bàn tỉnh là 480.100 con; tổng số gà là 7.375.800 con Trong đó chăn nuôi trâu

bò tập trung nhiều ở các huyện: Vĩnh Tường, Sông Lô, Lập Thạch nơi có thể phát triển đồng cỏ chăn thả tự nhiên và kết hợp với trồng cỏ

Đơn vị: con

Hình 1.2 Diễn biến số lượng đàn gia súc, gia cầm qua các năm

(Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Vĩnh Phúc năm 2013)

Tình hình dịch bệnh và giá cả các loại thực phẩm diễn ra hết sức phức tạp gây ảnh hưởng lớn đến số lượng vật nuôi nhất là gia cầm Tuy nhiên do gia cầm

là loại vật nuôi có khả năng sinh sản nhanh nhất và giá trị của nghành chăn nuôi gia cầm lớn cho nên thời gian tái đàn ngắn Quy mô chăn nuôi gia cầm chủ yếu trên địa bàn tỉnh vẫn là chăn nuôi nông hộ, mỗi gia gia đình nuôi số nhỏ từ vài trục đến vài trăm con, hình thức chăn nuôi chủ yếu vẫn là thả vườn chưa mang tính công nghiệp nên hiệu quả kinh tế thấp Trong những năm trở lại đây trên địa bàn các huyện như: Tam Dương, Tam Đảo đã hình thành nên các trang trại chăn nuôi gia cầm tập trung mang lại hiệu quả cao vừa đảm bảo vệ sinh môi trường trong khu dân cư vừa mang lại nguồn lợi kinh tế lớn

1.1.2 Tổng quan về chất thải chăn nuôi

1.1.2.1 Đặc điểm chất thải chăn nuôi phát sinh

Chất thải chăn nuôi chia ra thành 3 nhóm:

+) Chất thải rắn: Phân, thức ăn thừa, chất độn, lông, chất hữu cơ

+) Chất thải lỏng: Nước tiểu, nước rửa chuồng, tắm rửa gia súc, vệ sinh lò

- Những dưỡng chất không tiêu hóa được của quá trình tiêu hóa vi sinh: men tiêu hóa, chất xơ, protein dư thừa, axit amin (trong nước tiểu) Các khoáng chất dư thừa như P2O5, K2O, CaO, MgO… cũng xuất hiện trong phân

- 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 vi sinh vật trong thức ăn, ruột bị thải ra ngoài theo phân

Lượng phân thải ra trong một ngày đêm tùy thuộc vào giống, loài, tuổi và khẩu phần ăn Lượng phân lợn thải ra mỗi ngày có thể ước tính 6 - 8% trọng lượng của vật nuôi

b Nước thải

Nước thải chăn nuôi là một loại nước thải rất đặc trưng và có khả năng gây ô nhiễm môi trường cao do có chứa hàm lượng cao các chất hữu cơ, cặn lơ lửng, N, P và VSV gây bệnh

Nước thải chăn nuôi xử lý chưa hợp lý hay thải trực tiếp vào môi trường nước sẽ làm suy giảm lượng oxy hòa tan do cơ chế tự làm sạch nhờ vi sinh vật hiếu khí, các vi sinh vật này sử dụng oxy để phân hủy các hợp chất hữu cơ từ phân và chất thải chăn nuôi Thêm vào đó, trong chất thải chăn nuôi hàm lượng chất dinh dưỡng nitơ, photpho cao gây hiện tượng phú dưỡng hóa ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống thủy sinh vật trong nguồn tiếp nhận

Bảng 1.1 Tính chất nước thải chăn nuôi

(Nguồn: Bùi Hữu Đoàn - 2011)

Nước thải chăn nuôi với hàm lượng các chất ô nhiễm cao, có các đặc tính sau:

+) Các chất hữu cơ: Hợp chất hữu cơ chiếm 70 – 80% bao gồm cellulose,

protit, acid amin, chất béo, hidrat carbon và các dẫn xuất của chúng, thức ăn thừa

+) N và P: Khả năng hấp thụ N và P của các loài gia súc, gia cầm rất kém,

nên khi ăn thức ăn có chứa N và P thì chúng sẽ bài tiết ra ngoài theo phân và nước tiểu Trong nước thải chăn nuôi heo thường chứa hàm lượng N và P rất cao

P – tổng = 36 – 72 mg/l

+) Sinh vật gây bệnh: Nước thải chăn nuôi chứa nhiều loại vi trùng, virus

và trứng ấu trùng giun sán gây bệnh

c Khí thải

Chất thải khí: Chăn nuôi phát thải nhiều loại khí thải (CO2, NH3, CH4,

H2S, thuộc các loại khí nhà kính) do hoạt động hô hấp, tiêu hóa của vật nuôi,

do ủ phân, chế biến thức ăn,

1.1.2.2 Lượng phát sinh nước thải chăn nuôi trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc

Cùng với quá trình đô thị hoá diễn ra nhanh chóng, theo dự báo và quy hoạch phát triển ngành chăn nuôi tỉnh Vĩnh Phúc đến năm 2020 và tầm nhìn đến năm 2030

số lượng các trang trại chăn nuôi tập trung tiếp tục gia tăng về số lượng và quy mô

Do đó tiềm ẩn trong tốc độ phát triển của ngành chăn nuôi là các vấn đề về môi

trường, đặc biệt nguy cơ gây ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm do chất thải chưa

được xử lý đạt Quy chuẩn cho phép để xả thải vào môi trường

Trong quá trình điều tra các trang trại chăn nuôi trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc, tôi đã triển khai điều tra lượng phát sinh nước thải tính trên đầu vật nuôi

trong 01 ngày đêm, cụ thể lượng nước thải vật nuôi phát sinh là: Bò thải 22

lít/con/ngày đêm, lợn thải 41 lít/con/ngày đêm, gia cầm thải 0,58 lít/con/ngày

đêm Qua đó dựa trên tổng đàn chăn nuôi biến động qua các năm ta sẽ tính toán

và ước lượng được tổng lượng nước thải do vật nuôi phát sinh, cụ thể được thể

hiện qua bảng số liệu sau:

Bảng 1.2 Ước tính tổng lượng nước thải do vật nuôi phát sinh

Lượng thải (m 3 /năm)

Số lượng (con)

Lượng thải (m 3 /năm)

Số lượng (con)

Lượng thải (m 3 /năm)

Tổng 9.081.760 10.010.096 9.140.760 9.560.926 13.505.000 16.077.000

(Nguồn: Báo cáo điều tra lượng thải và đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường tại

các cơ sở chăn nuôi trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc - 2014)

Qua bảng trên chúng ta cũng nhận thấy được các đối tượng vật nuôi khác nhau cũng có định mức nước thải phát sinh khác nhau, trong đó lợn có định mức

nước thải phát sinh là cao nhất 41 lít/con/ngày đêm còn gia cầm nếu như trong

quá trình chăn nuôi các hộ làm lớp đệm lót tốt thì lượng phát sinh nước thải thấp

Như vậy, tổng lượng nước thải chăn nuôi phát sinh không đồng đều qua các năm, cụ thể trong năm 2012 lượng nước thải chăn nuôi phát sinh ít hơn so

với năm 2011 do tốc độ phát triển đàn chăn nuôi giảm Theo dự kiến phát triển

đàn chăn nuôi đến năm 2020 ta có thể biết được lượng nước thải phát sinh là rất lớn, cụ thể lượng nước thải chăn nuôi phát sinh trong năm là 16.077.000 m3/năm

Hình 1.3 Tổng lượng nước thải do vật nuôi phát sinh biến động qua các năm

Chúng ta đặc biệt phải quan tâm đến chất thải lỏng phát sinh trong hoạt động chăn nuôi, vì dạng chất thải này có mức độ ô nhiễm cao và khó kiểm soát

được lưu lượng, tải lượng ô nhiễm

Nước thải chăn nuôi là một loại nước thải rất đặc trưng và có khả năng gây ô nhiễm môi trường cao nhưng chúng là loại nước thải giàu hữu cơ có nguồn gốc từ sinh khối động vật; ngoài ra trong thành phần nước thải còn đặc trưng bởi các thông số như: cặn lơ lửng, N, P và VSV gây bệnh Theo kết quả báo cáo:

“Điều tra lượng thải và đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường tại các cơ sở chăn

nuôi trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc ” của Sở Tài nguyên và môi trường Vĩnh Phúc

năm 2012 đã tiến hành lấy mẫu và phân tích trên địa bàn tỉnh (trong đó có 03 huyện có mật độ chăn nuôi lớn là: Bình Xuyên, Tam Dương và Vĩnh Tường)

1.1.2.3 Ảnh hưởng của chất thải chăn nuôi phát sinh không được xử lý tới môi trường và sức khỏe người dân

Trong những năm gần đây, để đáp ứng nhu cầu thực phẩm trước mắt và lợi nhuận kinh tế, ngành chăn nuôi đã phát triển với tốc độ rất nhanh Tuy vậy cùng với đó thì sự nhận thức của người chăn nuôi trong việc áp dụng các tiêu chuẩn kỹ thuật về chuồng trại và kỹ thuật chăn nuôi vẫn chưa được áp dụng phổ biến Với phương thức sử dụng phân chuồng và nước thải không qua xử lý xả

trực tiếp ra môi trường đã và đang gây ra ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Điều này không những làm giảm năng suất chăn nuôi, đồng thời còn ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe con người và môi trường sống xung quanh

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 hoá, 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

Cho đến nay số lượng một báo cáo đánh giá chi tiết và đầy đủ về ô nhiễm môi trường do ngành chăn nuôi gây ra còn rất ít 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 H2S và NH3 cao hơn mức cho phép khoảng 30 - 40 lần Trong điều kiện

kỵ khí cộng với sự có mặt của vi khuẩn trong phân và nước thải xảy ra quá trình khử các ion sunphát (SO42-) thành sunphua (S2-) Trong điều kiện bình thường thì

H2S là một trong những nguyên nhân gây ra các vấn đề về màu và mùi Nồng độ

S2- tại hố thu nước thải chăn nuôi lợn có thể lên đến 330 mg/l cao hơn rất nhiều

so với tiêu chuẩn 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 có chứa Coliform, e.coli, , và trứng giun sán cao hơn rất nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép Trong điều kiện bình thường thì H2S là một trong những nguyên nhân gây ra các vấn đề về màu

và mùi, nồng độ S2- tại hố thu nước thải chăn nuôi lợn có thể lên đến 330 mg/l cao hơn rất nhiều so với tiêu chuẩn

Việc kiểm soát chất thải chăn nuôi là một nội dung cấp bách cần được các cấp quản lý, các nhà sản xuất và cộng đồng dân cư cần có sự quan tâm nhằm hạn

chế ô nhiễm môi trường, bảo vệ sức khỏe của con người, cảnh quan khu dân cư cũng như không kìm hãm sự phát triển của ngành

1.1.3 Công tác quản lý và giảm thiểu chất thải chăn nuôi

1.1.3.1 Thực trạng công tác quản lý môi trường chăn nuôi

Công tác quản lý, chỉ đạo, hướng dẫn của ngành nông nghiệp nói chung và ngành chăn nuôi nói riêng trong việc bảo vệ môi trường chăn nuôi bước đầu cũng

đã có kết quả đáng ghi nhận Bộ Nông nghiệp và PTNT đã ban hành gần 30 văn bản có nội dung liên quan chi tiết đến công tác bảo vệ môi trường trong chăn nuôi

từ khâu xuất nhập khẩu con giống, chỉ đạo sản xuất, phòng chống dịch bệnh, và nhiều văn bản khác có yêu cầu chú ý đến môi trường trong sản xuất, kinh doanh vật nuôi thông thường và vật nuôi quý hiếm Chính quyền một số tỉnh, thành phố trực thuộc trung ương đã ban hành quy định hoặc hướng dẫn bảo vệ môi trường trong chăn nuôi Nhiều mô hình khuyến nông chăn nuôi (lợn, gà) được xây dựng

có tiêu chí an toàn sinh học và thân thiện với môi trường được áp dụng ở hầu hết các tỉnh thành trong toàn quốc Hiện cũng đã có những nghiên cứu về môi trường trong hoạt động sản xuất chăn nuôi và đề xuất các giải pháp thích ứng

Công tác bảo vệ môi trường trong chăn nuôi (thụ động đối phó) và giảm thiểu rủi ro cho chăn nuôi do ô nhiễm và sự cố môi trường (chủ động ứng phó) là công tác đã và đang được nhiều bộ, ngành, các cấp chính quyền, cơ quan nhà nước liên quan và người chăn nuôi quan tâm

Tuy nhiên, các hoạt động thiết thực như đẩy mạnh công tác nghiên cứu, ban hành các tiêu chuẩn, quy chuẩn, thông tư hướng dẫn xây dựng đánh giá tác động môi trường, bản cam kết bảo vệ môi trường công tác thanh tra, kiểm tra, công tác hỗ trợ kỹ thuật, thiết bị xử lý chất thải, cải thiện môi trường cho các quy mô chăn nuôi, còn chưa đáp ứng yêu cầu thực tế

1.1.3.2 Công tác kiểm soát và giảm thiểu ảnh hưởng của nước thải chăn nuôi tại Vĩnh Phúc

Cùng với tốc độ phát triển kinh tế, số lượng trang trại tiếp tục gia tăng nhanh, qua đó tổng lưu lượng nước thải phát sinh cũng gia tăng gây nên các áp lực về môi trường nói chung và môi trường nước nói riêng tại tỉnh Vĩnh Phúc Nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường do chất thải chăn nuôi phát sinh, trong những năm qua tỉnh Vĩnh Phúc đã triển khai các dự án hỗ trợ xử lý chất thải chăn nuôi bằng hầm biogas Cụ thể như dự án: Hỗ trợ và nhân rộng mô hình

hầm biogas (Sở Tài nguyên và Môi trường), dự án Khí sinh học (Sở Nông nghiệp

và Phát triển nông thôn), dự án hỗ trợ sử dụng biogas chạy máy phát điện (Sở Khoa học và Công nghệ) Trong năm 2012, Sở Tài nguyên và Môi trường Vĩnh

Phúc đã triển khai dự án: “Điều tra lượng thải và đánh giá mức độ ô nhiễm môi

trường tại các cơ sở chăn nuôi trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc” nhằm có những

đánh giá tổng quát về ngành chăn nuôi, lượng phát sinh chất thải và cũng qua đó

đề xuất các biện pháp giảm thiểu

Bảng 1.3 Số lượng hầm biogas do Sở Tài nguyên và Môi trường hỗ trợ giai

1.1.3.3 Nguyên nhân của yếu kém trong công tác quản lý môi trường hoạt động chăn nuôi

a Trình độ quản lý của cơ quan nhà nước và kỹ thuật chăn nuôi, tổ chức thực hiện các biện pháp bảo vệ môi trường của người chăn nuôi còn yếu

Hiện nay việc xử lý chất thải, tiêu hủy gia súc, gia cầm của người chăn nuôi hầu hết còn chưa đúng kỹ thuật, gây ảnh hưởng lớn đến nguồn nước, chất đất và chất lượng không khí khu vực có chăn nuôi

Đa số các chủ khu chăn nuôi chưa có ý thức kỷ luật đầy đủ về việc cần thiết xử lý chất thải và ngăn ngừa dịch bệnh trong quá trình sản xuất Hầu hết cơ

sở chăn nuôi không có hệ thống nước thải hoàn chỉnh

Nguyên nhân chủ yếu của những tồn tại về môi trường (vừa là môi trường sống đồng thời cũng là môi trường lao động của người chăn nuôi) ở nông thôn nêu trên do: Trình độ học vấn của người nông dân còn thấp cùng với tâm lý, thói quen lao động tiểu nông, giản đơn đã cản trở người lao động trong việc tiếp cận những kiến thức lao động chuyên môn và kiến thức về an toàn vệ sinh lao động Chỉ có khoảng 8% người lao động nông nghiệp qua đào tạo nghề, trong đó khu vực đồng bằng sông Cửu Long số thanh niên lao động nông thôn có trình độ

(2005),có trình độ sơ cấp nghề chiếm 2,64% và chưa có trình độ chuyên môn kỹ thuật là 87,16%(Hồ Thị Kim Hoa, Lê Thanh Hiền, Trần Thị Dân (2005),Vấn đề an toàn lao động trong hoạt động chăn nuôi và an toàn sức khỏe cho những người chịu ảnh hưởng từ hoạt động chăn nuôi ở nước ta là một mối quan tâm cấp thiết trong giai đoạn hiện nay và thời gian tới

Vì chăn nuôi là ngành kinh tế quan trọng trong sản xuất nông nghiệp, tăng

tỷ trọng chăn nuôi là giải pháp tất yếu để duy trì và nâng cao giá trị của sản xuất nông nghiệp, trong khi đó hiện nay tỷ trọng chăn nuôi trong nông nghiệp ở nước

ta đang chiếm trên 25% và tăng dần qua các năm, nhiều địa phương có tỷ trọng chăn nuôi trong nông nghiệp trên 30%, trong đó ở tỉnh Bắc Giang 46%, TP Hồ Chí Minh 39,2% (Hồ Thị Kim Hoa, Lê Thanh Hiền, Trần Thị Dân (2005), nhìn chung nông nghiệp càng phát triển thì tỷ trọng chăn nuôi càng lớn hơn so với

trồng trọt nhưng việc quan tâm đến bảo vệ môi trường trong hoạt động chăn nuôi còn bất cập

Hơn nữa, càng phát triển kinh tế xã hội thì quy mô và phương thức chăn nuôi cũng ngày càng phát triển cho nên các dạng tác động đến con người

và môi trường sống cũng thay đổi Trong những năm gần đây, bên cạnh phương thức chăn nuôi truyền thống, chăn nuôi trang trại, tập trung đã hình thành và có xu hướng ngày càng phát triển, nhất là từ khi có Nghị quyết 03/2000/NQ-CP ngày 02/02/2000 của Chính Phủ về phát triển kinh tế trang trại Nhiều tỉnh, thành phố trực thuộc trung ương đã hưởng ứng tích cực bằng những chủ trương, chính sách cụ thể để khuyến khích phát triển kinh tế trang trại nói chung và loại hình trang trại chăn nuôi nói riêng Điển hình là các tỉnh, thành phố như Hải Phòng, Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Quảng Ninh, Thái Nguyên, Bắc Giang, Thanh Hóa,

Trong khi đó, thực tế quá trình chuyển đổi nền kinh tế, xu thế và định hướng phát triển ngành chăn nuôi trong thời kỳ tới ở nước ta sẽ có nhiều cơ hội phát triển, bởi các lý do chính sau đây:

- Xu thế của chăn nuôi thế giới sẽ phát triển mạnh về khu vực Châu Á Thái Bình Dương, theo đánh giá của Tổ chức Nông Lương Thế giới (FAO) chăn nuôi đang hướng tới năm 2020 như một cuộc cách mạng về thực phẩm trong mối phát triển tương quan về mức thu nhập, môi trường, gia tăng dân số và y tế cộng đồng, Sản xuất chăn nuôi đang có xu hướng chuyển dịch từ các nước phát triển sang các nước đang phát triển, từ phương Tây sang các nước Châu Á Thái Bình Dương Châu Á sẽ trở thành khu vực sản xuất và tiêu dùng các sản phẩm chăn nuôi lớn nhất, sự thay đổi về chăn nuôi ở khu vực này có ảnh hưởng quyết định đến “cuộc cách mạng” về chăn nuôi trên toàn cầu

- Thị trường và định hướng chăn nuôi khu vực Châu Á Thái Bình Dương trùng hợp với chăn nuôi Việt Nam Nhu cầu tiêu thụ thịt, sữa/người ngày càng tăng nhanh ở các nước đang phát triển, chẳng hạn giai đoạn 2006 - 2010 tăng trưởng về nhu thực phẩm ở khu vực này tăng khoảng 7 - 8%/năm

Phát triển chăn nuôi giúp nhiều quốc gia đang phát triển thực hiện chính sách xoá đói giảm nghèo Phát triển chăn nuôi gắn với bảo vệ môi trường và sức khoẻ cộng đồng

- Đối với Việt Nam thị trường các sản phẩm chăn nuôi còn rất nhiều tiềm năng, nhu cầu thực phẩm và nguyên liệu cho công nghệp chế biến trong nước tăng mạnh, bình quân thời kỳ 2007 - 2020 tăng khoảng trên 8%/năm; bên cạnh

đó là nhu cầu về thực phẩm của các tỉnh phía Tây Nam Trung Quốc tăng cao sẽ

có nhiều cơ hội mở rộng thị trường chăn nuôi Việt Nam

Trong tương lai không xa để cân bằng cán cân thương mại khi Việt Nam phải nhập siêu nhiều sản phẩm công nghiệp thì thị trường xuất khẩu nông sản, trong đó có sản phẩm chăn nuôi sẽ có nhiều cơ hội nếu chúng ta đáp ứng đựơc các yêu cầu về hàng rào kỹ thuật

- Phát triển chăn nuôi là chủ trương được hầu hết các địa phương ưu tiên đầu tư; chăn nuôi nông hộ quy mô nhỏ giảm dần, chăn nuôi trang trại và công nghiệp có xu thế phát triển nhanh;

- Điều kiện tự nhiên và môi trường sinh thái của Việt Nam không hoàn toàn thuận lợi nhưng không phải là yếu tố hạn chế đến phát triển chăn nuôi, nhất

là chăn nuôi theo hướng công nghiệp;

- Tiềm năng về lao động lớn và nguồn nguyên liệu trong nước thuộc nhóm các nước khá, nếu biết tận dụng chúng ta hoàn toàn có thể tự túc được phần lớn nguyên liệu cho công nghiệp hóa ngành chăn nuôi

b Phương thức và tập quán chăn nuôi ở nước ta còn lạc hậu

Chăn nuôi nông hộ: thường phân tán, thả rông, nhất là chăn nuôi trâu bò, chăn nuôi gia cầm và chăn nuôi lợn ở các vùng trung du miền núi Chất thải hoàn toàn xả tự nhiên ra môi trường Đây là tập quán, truyền thống lâu đời rất khó thay đổi và nguy cơ gây ô nhiễm môi trường trực tiếp, phạm vi, quy mô rộng lớn

Chăn nuôi nông hộ làng nghề: đây là đặc trưng rõ nét của nhiều làng nghề Việt Nam Các làng nông thôn có nghề chế biến nông sản như chế biến bột sắn, làm miến rong, nấu rượu… thường kết hợp nuôi lợn để tận dụng phụ phẩm Cùng với sự phát triển của nghề chính, chất thải của quá trình sản xuất đã gây ô nhiễm

môi trường chăn nuôi mật độ cao do tận dụng phụ phẩm của quá trình chế biến

đã gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng tại nhiều làng quê, nhất là khu vực Bắc

bộ hiện nay Làng nghề thường đất chật, người đông (do có nghề), không có nơi

xử lý chất thải, thậm chí chất thải xả luôn ra ngay vườn, trong đường làng, ngõ

xóm rất mất vệ sinh

Chăn nuôi trang trại: Các trang trại hiện nay phần lớn phát triển tự phát, ít theo quy hoạch, xây dựng ngay trong vườn nhà, thôn xóm Chỉ có một số ít trang trại được được xây dựng theo quy hoạch, cách ly khu dân cư, có đầu tư xử lý môi

trường nhưng cũng chưa triệt để

Như vậy, phát triển chăn nuôi thiếu quy hoạch, chưa gắn với xử lý môi trường, không đánh giá tác động của môi trường khi sản xuất, kinh doanh là nguyên nhân gây nên thực trạng ô nhiễm môi trường hiện nay

Ngoài ra một nguyên nhân quan trọng dẫn đến công tác quản lý ngành chăn nuôi của nước ta còn kém do chưa nhận được sự quan tâm và đầu tư đúng mức Trong khi chăn nuôi vốn đã là nghề sản xuất đòi hỏi đầu tư lớn mà quy trình xử lý môi trường thường cần phải áp dụng các công nghệ cao, chi phí lớn

nên dễ bị người chăn nuôi bỏ qua khi đầu tư cho chăn nuôi

Do đa số các địa phương còn thiếu quỹ đất dành cho chăn nuôi mà chăn nuôi muốn đảm bảo vệ sinh môi trường thì cần diện tích lớn để đủ cơ sở xây dựng chuồng trại, nhà kho, khu xử lý chất thải, Bên cạnh đó, chăn thả gia súc, gia cầm tự do, thả rông còn là tập quán phổ biến và hầu như không có công nghệ chế biến chất thải là các nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường lớn ở nước ta Nhận thức về công tác quản lý môi trường trong chăn nuôi của các cấp quản lý và người chăn nuôi chưa cao, chưa triệt để

Công tác quản lý nhà nước về môi trường trong chăn nuôi còn nhiều bất cập, thiếu cả về nhân lực và vật lực Hệ thống tổ chức ngành chưa được kiện toàn Hiện còn nhiều tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương chưa có phòng chăn nuôi thuộc Sở Nông nghiệp và PTNT và khoảng 80% các huyện, thị thuộc tỉnh các tỉnh, thành phố trực thuộc trung ương chưa có cán bộ chuyên trách chăn nuôi Các Trung tâm giống vật nuôi của các địa phương đang xây dựng hoặc mới đi

vào hoạt động, những nội dung khảo nghiệm, kiểm nghiệm, kiểm định giống vật nuôi hầu như chưa được đề cập

1.1.4 Một số phương pháp quản lý và xử lý chất thải chăn nuôi

Quản lý và xử lý chất thải chăn nuôi nhằm hạn chế ô nhiễm môi trường Chất thải chăn nuôi đặc biệt là phân và nước tiểu gia súc sau khi được thải ra thì khả năng ô nhiễm còn thấp, khả năng này chỉ tăng khi phân và nước tiểu gia súc được để lâu trong môi trường bên ngoài Do đó để giải quyết kịp thời khả năng ô nhiễm thì chúng ta cần phải quản lý và xử lý chất thải chăn nuôi ngay từ lúc mới thải ra môi trường bằng một số biện pháp như:

- Thu gom, vận chuyển

- Lưu trữ

- Xử lý

Phân và nước tiểu sau khi gia súc thải ra phải được thu gom và vận chuyển

ra khỏi chuồng trại chăn nuôi càng sớm càng tốt để tránh vấy bẩn ra chuồng trại

và gia súc đồng thời tránh tạo mùi hôi thối trong chuồng nuôi làm thu hút ruồi muỗi tới, thuận tiện cho việc dọn rửa chuồng trại, tiết kiệm điện nước Tùy theo tình trạng của phân mà ta có thể thu gom bằng cách hốt phân rắn hay xịt cho phân trôi theo dòng chảy vào những thời điểm nhất định trongngày

Việc thu gom vận chuyển chất thải có thể dùng nước bơm xịt trôi theo đường cống thoát Hay dùng thùng chứa (phân lỏng) hoặc có thể dùng sọt, bao, thùng xe để vận chuyển phân rắn

bao kín để xử lý chuyên biệt, nơi lưu trữ phân phải cách biệt với chuồng trại chăn nuôi để tránh ảnh hưởng đến sức khỏe gia súc

Việc xử lý chất thải chăn nuôi chấp nhận được trong điều kiện chăn nuôi

tự phát như hiện nay do khoảng không gian giữa khu chăn nuôi và khu dân cư càng bị thu hẹp thì một hệ thống xử lý chất thải chăn nuôi phải được thiết kế đúng tiêu chuẩn kỹ thuật và phải có thiết bị sử dụng phế thải dạng rắn và lỏng ở công đoạn cuối cùng sau khi được thải vào môi trường tùy theo điều kiện kinh tế của từng cơ sở và các hộ chăn nuôi mà đưa vào áp dụng cụ thể như:

1.1.4.1 Sản xuất phân bón hữu cơ từ phân gia súc

Phương pháp sản xuất phân bón hữu cơ từ phân gia súc đã có từ rất lâu đó

là phương pháp ủ phân hiếu khí (composting)(Cục chăn nuôi/Chương trình khí sinh học cho ngành chăn nuôi Việt Nam - 2011) Phương pháp này được dựa trên quá trình phân hủy các chất hữu cơ có từ trong phân dưới tác dụng của vi sinh vật

có trong thành phần của phân, tính chất và giá trị của phân bón phụ thuộc vào quá trình ủ phân, phương pháp ủ và kiểu ủ

*Ủ phân hiếu khí (Composting)

Nhằm xử lý nguồn chất thải rắn trong chăn nuôi, có thể áp dụng trong chăn nuôi công nghiệp với số lượng chất thải lớn Trong khi ủ phân có rất

nhiều vi sinh vật tiến hành công phá các chất cellulose, glucose, protein, lipid có trong thành phần của phân chuồng Quá trình này gồm hai sự kiện: phá vỡ các hợp chất không chứa N và sự khoáng hóa các hợp chất có chứa N Chính do sự phân hủy này mà thành phần phân chuồng luôn bị biến đổi, có nhiều loại khí như: H2, CH4, CO2, NH3… và hơi nước thoát ra làm cho đống phân ngày càng giảm khối lượng

Quá trình ủ gồm có 4 giai đoạn biến đổi

- Giai đoạn phân tươi

- Giai đoạn phân hoai dang dở

- Giai đoạn phân hoai

- Giai đoạn phân chuyển sang dạng mùn

Các cách ủ phân

- Ủ nóng (ủ tơi): Phân để thành từng đống sao cho tơi, xốp, thoáng khí, giữ

ẩm 50 - 60%, ở ẩm độ này nhiệt độ trong đống ủ sẽ lên cao 60 -700C, phân mau hoai, diệt cỏ dại, diệt mầm bệnh nhưng mất nhiều N

- Ủ nguội (ủ chặt): phân được đổ thành đống nén chặt đảm bảo đống phân tiến hành ủ trong điều kiện yếm khí, ở ẩm độ 50 - 60% nhiệt độ đống phân không lên cao quá 35oC Trong điều kiện này CO2 thoát ra kìm hãm sự hoạt động của vi sinh vật, phân lâu hoai, không diệt được mầm bệnh và cỏ dại nhưng giữ được N

- Ủ hỗn hợp (ủ nóng trước sau đó ủ nguội): Đối với phân chuồng có nhiều rác

độn, hạt cỏ dại, mầm bệnh cần ủ tơi xốp 5 - 7 ngày để nhiệt độ lên đến 60 700C, phân mau hủy sau đó nén chặt lại nhiệt độ sẽ hạ xuống dần còn khoảng 350C hạn chế mất N

Khi ủ cần trộn thêm Super P để giữ NH3: Ca(H2PO4) + 4NH3 + H2O -> 2(NH4)2 HPO4 + Ca(OH)2 hoặc có thể dùng tro trấu độn với phân chuồng khi ủ,vì tro trấu có chứa SiO2 có khả năng giữ NH3

Trong quá trình ủ phân không nên dùng tro bếp trộn với phân chuồng vì có thể tạo ra các chất kiềm mạnh

CaO, K2O + H2O -> Ca(OH)2, KOH

Nếu sử dụng phân này không đúng đối tượng sẽ làm ảnh hưởng đến sức sinh trưởng và sức sản xuất của cây trồng và làm biến đổi tính chất của đất theo chiều hướng xấu

Theo Nguyễn Xuân Nguyên, Hoàng Đại Tuấn (2004) phương pháp ủ hiếu khí

có đặc điểm như sau:

- Nguồn phân có ẩm độ vừa phải 56 - 83%

- Nguồn cung cấp carbon làm tăng tỷ lệ C/N khoảng 25/1 Điều này thúc đẩy quá trình phân hủy và tránh thất thoát nguồn đạm do làm giảm các hợp chất khí chứa Nitơ

- Dụng cụ chứa phân ủ phải đảm bảo sự hiếu khí cho toàn bộ khối phân

- Chất mới: Thông thường sự phân hủy hoàn toàn xảy ra khoảng 40 - 60 ngày, để tăng hiệu quả ủ phân và rút ngắn thời gian người ta có thể bổ sung các chất hữu cơ để tăng hoạt động của các vi sinh vật hoặc bổ sung trực tiếp các

vi sinh vật khi ủ phân, thời gian ủ phân có thể rút ngắn còn 20 - 40 ngày

Ủ phân kích thích các vi sinh vật hoạt động làm nhiệt độ tăng đáng kể khoảng 45 – 70oC sau 4 - 5 ngày đầu vào lúc này pH acid khoảng 4 - 4,5 Với nhiệt độ và pH này các vi sinh vật gây bệnh hầu hết kém chịu nhiệt dễ dàng

bị tiêu diệt, ngoài ra trứng ký sinh trùng, hạt cỏ dại cũng bị phá hủy, quá trình ủ còn làm thoát ra một lượng lớn hơi nước và khí CO2 ra môi trường, sự thoát khí nhiều hay ít còn phụ thuộc vào diện tích đống ủ Quá trình kết thúc hợp chất hữu

cơ bị phân hủy trở nên xốp, màu nâu sậm không có mùi khó ngửi

Ủ phân hiếu khí là biện pháp sử dụng nhiều nhất trong việc chế biến, xử lý phân động vật, là quá trình phân hủy sinh học của các chất rắn trong điều kiện hiếu khí Hợp chất hữu cơ sau khi xử lý có thể dùng làm phân bón một cách an toàn, ít làm ô nhiễm môi trường so với phân tươi thải ra ngoài môitrường Ủ phân

có thể được thực hiện ở quy mô công nghiệp, ở các trại chăn nuôi lớn, phân sau khi ủ có thể được đóng gói bán ra thị trường Ở quy mô gia đình phương pháp ủ được sử dụng rộng rãi nhằm tận thu nguồn phân và urê hữu cơ sẵn có để làm phân bón trong vườn

1.1.4.2 Bể lắng

Cấu tạo vận hành: Nước thải được chảy qua lưới lọc 1 x 1 hay 1,5 x 1,5 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 – 3 m, ngăn thứ 2 sâu 1,2 - 1,5 m và ngăn 3 sâu

< 1m Nước được luân chuyển theo kiểu tràn

Chức năng của bể lắng 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 1 m3 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 làm phân bón

1.1.4.3 Hồ sinh học

Từ những năm 50, ở các nước như: Trung Quốc, Ấn Độ, Thái Lan, Philippine, Mỹ đã nghiên cứu và ứng dụng hồ sinh học trong việc xử lý nước thải sinh hoạt và cả nước thải công nghiệp Ở Việt Nam nhiều nông hộ đã áp dụng mô hình kinh tế VACB (vườn, ao, chuồng, khí sinh học) sản phẩm thu được làm thức

ăn cho người và gia súc

Các quá trình diễn ra trong hồ sinh học tương tự như quá trình tự rửa sạch ở sông hồ nhưng tốc độ nhanh hơn và hiệu quả hơn Trong hồ có nhiều loại thực vật nước, tảo, vi sinh vật, phiêu sinh vật, nấm… sinh sống và phátbtriển hấp thụ các chất ô nhiễm quần thể động thực vật này đóng vai trò quan trọng trong quá

trình vô cơ hoá các hợp chất hữu cơ của nước thải Trước tiên vi sinh vật công phá các chất hữu cơ phức tạp thành các chất hữu cơ đơn giản và vô cơ Tảo, thực vật sử dụng các chất vô cơ làm nguồn dinh dưỡng, đồng thời quá trình quang hợp chúng lại giải phóng ra oxy cung cấp cho các phiêu sinh vật và vi sinh vật, tảo oxy hoà tan cung cấp cho vi khuẩn hoại sinh tang phân hủy vật chất hữu cơ, tảo, phiêu sinh làm thức ăn cho cá, cá bơi lội khuấy trộn nước có tác dụng tăng sự tiếp xúc của oxy như một tác nhân xúc tác thúc đẩy sự hoạt động phân hủy của vi sinh vật Cứ như thế trong hồ sinh học tạo ra sự cân bằng vững chắc và cá trong

hồ phát triển bình thường tốc độ lớn nhanh Phẩm chất thịt không thay đổi Quy trình này có ưu điểm là công nghệ và vận hành khá đơn giản giá thành

rẻ nhưng có 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

1.1.4.4 Thùng sục khí ( Aerotank)

Sau khi nước thải cho qua bể lắng, nước thải được chuyển vào một thùng được sục khí tạo thành quá trình lên men hiếu khí

Quá trình này làm giảm lược các phần lơ lửng trong nước, giảm một số vi sinh

có hại Ưu điểm là thiết kế gọn, cần diện tích vận hành nhỏ nhưng giá thành cao

1.1.4.5 Khử mùi hôi chuồng trại

Sự hình thành khí chuồng nuôi chủ yếu trong quá trình thối rữa của phân do các vi sinh vật gây thối, quá trình này ngoài NH3 và H2S còn có một số khí trung gian được hình thành góp phần vào việc tạo mùi hôi cho chuồng nuôi

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều chế phẩm để khử mùi hôi trong chăn nuôi, càng ngày các chế phẩm vi sinh được sử dụng nhiều trong chăn nuôivì nó khá thân thiện với môi trường

1.1.4.6 Xử lý bằng hệ thống Biogas

Nhằm xử lý tốt nguồn nước thải trong chăn nuôi, cung cấp nước tưới sạch

và phân bón tốt cho trồng trọt bên cạnh đó tận dụng nguồn khí metan làm khí đốt cho gia đình, góp phần nâng cao kinh tế cho nhà nông

xử lý phân động vật Nhưng đến năm 1970 khi cuộc khủng hoảng năng lượng xảy ra đã tạo tiền đề cho việc phát triển phân huỷ yếm khí phân thải để sản xuất

ra khí đốt (Nguyễn Quang Khải, 2009) Một số công trình nghiên cứu và kết quả thành công đánh dấu sự phát triển này là:

+ Cuốn sách Sản xuất Mêtan từ phân lợn bằng quá trình Mesophillic của tác giả Humenik và cộng sự, năm 1979

+ Tài liệu về phân huỷ yếm khí của Hội nghị quốc tế về Chất thải chăn nuôi, năm 1980

Tuy nhiên, những năm sau đó mối quan tâm dành cho công nghệ biogas bị suy giảm do giá thành của nhiên liệu tạo ra thấp và do gặp phải một số vấn đề kỹ thuật với bể ủ biogas Mối quan tâm này chỉ thực sự được phục hồi vào những năm 1990, được đánh dấu bởi một số công trình:

+ Chương trình AgSTAR của Mỹ về xử lý chất thải và sản xuất năng lượng: kết quả là 75 hệ thống ủ cho các trại nuôi lợn và trại sản xuất bơ sữa

+ Dự án NCSU Smithfield, năm 2001 ở trang trại Barham về khôi phục tài nguyên sinh học - Xử lý chất thải chăn nuôi lợn bằng biogas ở nhiệt độ thường + Cuốn sách Smithfield Belt System - Ủ biogas cho chất thải khô, ở nhiệt

độ cao của Humenik và cộng sự năm 2004

Trên đây là những nghiên cứu lý thuyết về công nghệ biogas Vận dụng kết quả này trong thực tế đã thành công ở nhiều nước như Na Uy, Đan Mạch, Phần Lan, Đức, Thuỵ Điển, Lavita, Ledniznis và một số nhà máy đã được thiết

kế ở các quốc gia khác nhau tại Châu Á và Châu Phi Các giải pháp giữa chế biến

và tái chế chất thải hữu cơ có những lợi ích lớn như: Biến đổi chất thải hữu cơ thành những nguồn tài nguyên có giá trị thương mại, tiết kiệm đất cho những nơi chôn lấp chất thải, kiểm soát ô nhiễm môi trường do chất thải độc hại và mang lại

sự vững mạnh về khả năng tài chính cho các đô thị hay cộng đồng nơi nhà máy phục vụ

Công nghệ biogas ngày càng phát triển và hướng tới nhiều đặc tính tốt hơn Điều đầu tiên được nhắc đến trong hoàn cảnh thiếu đất đai như hiện nay là công nghệ phải gọn nhẹ, thiết kế tiết kiệm không gian Chức năng của hệ thống

ổn định, sản xuất ra khí, chế tạo phân bón trung tính Công nghệ khí sinh học đang chú ý phát triển để xử lý chất thải công nông nghiệp ở các nước đang phát triển lẫn các nước phát triển

Riêng Trung Quốc, tính tới cuối năm 1988 đã có 2.719 công trình khí sinh học cỡ lớn và trung bình đã được xây dựng tại các trại chăn nuôi, nhà máy chế biến thực phẩm, khu dân cư (trung bình tăng 300 công trình/năm) Hàng năm sản xuất 20 triệu m3 khí sinh học, cung cấp cho 5,59 triệu gia đình sử dụng và phát điện với công suất 866kW, sản xuất thương mại 24.900 tấn phân bón và 7.000 tấn thức ăn gia súc (Nguyễn Quang Khải, 2009)

Ở Cộng hoà Liên bang Đức việc xây dựng các công tŕnh khí sinh học tăng

từ 100 thiết bị/năm trong những năm 1990 lên tới 200 thiết bị/năm vào năm

2000 Hầu hết các công trình có thể tích phân huỷ từ 1000 – 1500 m3, công suất khí từ 100 – 500m3 Năm 1996 – 1997, nhà thầu đã xây dựng một nhà máy khí vi sinh tại Pastitz, công suất 2.880 tấn/ngày (Nguyễn Quang Khải, 2009) Thiết kế

kỹ thuật và xây dựng hệ thống điều khiển bằng máy tính và điện cho nhà máy khí

vi sinh Năm 1999 – 2000, ở Mering đã đấu thầu cho việc thiết kế kỹ thuật và xây dựng hệ thống kiểm soát điện tại một nhà máy khí vi sinh, đây là nhà máy chế biến thịt và xương

1.2.1.2 Tại Việt Nam

Công nghệ biogas đã được nghiên cứu và triển khai ở Việt Nam từ những năm 1960 Tuy nhiên giai đoạn 1960 – 1980, chỉ có một vài nghiên cứu nhỏ lẻ diễn ra tại một số Viện nghiên cứu và Trường đại học Các nghiên cứu thử

nghiệm với hầm ủ biogas có thể tích khoảng 15 – 20 m3 đã được tiến hành nhưng gặp phải một số hạn chế như không đủ nguyên liệu đầu vào và cấu trúc hầm không hợp lý (Nguyễn Quang Khải, 2009) Tóm lại, do những hạn chế về kỹ thuật cũng như quản lý nên những nghiên cứu này đã không đạt kết quả và nhanh chóng chấm dứt

Chỉ thực sự đến những năm 1990, cuộc vận động phát triển công nghệ hầm ủ biogas mới trỗi dậy ở Việt Nam với sự trợ giúp kỹ thuật của các Viện nghiên cứu và các trường đại học chuyên ngành, thu được một số thành công:

- Hầm biogas xây bằng gạch, nắp kim loại nổi và nắp dạng vòm (Viện Năng Lượng)

- Hầm biogas xi măng cốt tre, nắp hình trụ Loại này sau đó không được

áp dụng do bị nứt, rò rỉ

- Hầm biogas xi măng cốt thép nắp hình trụ (Đại học Cần Thơ)

Quá trình nghiên cứu đã được chuẩn bị rất chi tiết và được triển khai rất nhiều dự án Biogas trong những năm gần đây

Từ những năm 1994, Hội VAC Việt Nam dưới sự giúp đỡ của Oxfam – Quebec (Canada) đã khởi động dự án thử nghiệm lắp đặt 10 thiết bị biogas túi nhựa Sau đó, với sự giúp đỡ của tổ chức FAO, UNICEF, JIVC, TOYOTA (Nhật Bản), hội VAC Việt Nam tiếp tục mở rộng hoạt động này trên phạm vi cả nước Tổng cộng hội VAC đã lắp đặt 5.000 thiết bị ủ Biogas trên phạm vi 40 tỉnh thành (Nguyễn Quang Khải, 2009)

- Thời kỳ 1995 – 1998, trên địa bàn 16 tỉnh miền Bắc và miền Trung, VACVINA đã triển khai chương trình phát triển biogas, thông qua các hoạt động: Xây dựng mô hình trình diễn, tập huấn đào tạo cán bộ kỹ thuật cho địa phương, hỗ trợ kỹ thuật cho các gia đình nông dân xây dựng hầm biogas

Năm 1996, chương trình vệ sinh môi trường và nước sạch quốc gia đã phát động phong trào biogas, hàng trăm bể biogas bằng các loại vật liệu khác nhau như gạch, xi măng, composite đã được lắp đặt ở một số tỉnh như Hà Tây, Nam Định Loại bể composite có nhiều ưu điểm, tuy nhiên giá thành đắt nên không khả thi với đại đa số nông dân

- Từ những năm 1998, phong trào chăn nuôi phát triển mạnh trên cả nước cùng với nhu cầu nâng cao chất lượng cuộc sống và nhận thức về cải thiện điều kiện vệ sinh môi trường ở nông thôn, công nghệ biogas trở nên nổi tiếng và được đón nhận ở mọi nơi Cho đến thời điểm này đã có khoảng 20.000 bể biogas trên phạm vi cả nước, trong đó có 12.000 bể nhựa Tuy nhiên, so với tỷ lệ nông thôn chiếm tới 75% dân số Việt Nam (80 triệu người) thì số lượng bể Biogas này vẫn còn khiêm tốn

Từ năm 1993 đến 2003 công nghệ bắt đầu được phát triển mạnh mẽ với nhiều kiểu biogas mới Thiết bị dạng túi dẻo P.E theo mẫu của Colombia được phát triển nhờ dự án SAREC-S2-VIE22 do Viện chăn nuôi, Hội làm vườn (VACVINA), Cục Khuyến nông và Khuyến lâm, Đại học nông lâm TP HCM triển khai Thời gian này không có tổ chức đầu mối quốc gia nên tình trạng phát triển khí sinh học rất đa dạng Đến tháng 3/2002 Bộ NN&PTNT đã ban hành tiêu chuẩn ngành về Công trình khí sinh học nhỏ, đến tháng 12/2006 thì ban hành tiêu chuẩn mẫu bổ sung (áp dụng hai kiểu KT1 và KT2)

Tại Việt Nam công tác thí nghiệm, triển khai áp dụng công nghệ biogas đã được chú ý và phổ biến ở hầu hết các tỉnh thành trên cả nước Ngày nay khi công nghệ càng phát triển thì các nhà khoa học đã tạo nên công trình có tuổi thọ cao, phù hợp với mức sống và thu nhập của người dân Các ứng dụng khí sinh học ngày càng đa dạng hơn cùng với thiết bị sử dụng như bếp đun, lò sưởi, lò nấu nước nóng,

- Từ những năm 2003 - 2005, dự án hợp tác Hà Lan - Việt Nam với số vốn hơn 2,5 triệu Euro tài trợ cho xây dựng bể biogas quy mô hộ gia đình ở 12 tỉnh, thành phố ở Việt Nam Đến năm 2006 dự án mở rộng triển khai ở thêm 8 tỉnh nữa Tiếp theo đó Chính phủ Hà Lan sẽ viện trợ không hoàn lại cho Việt Nam 3,1 triệu euro để xây dựng thêm 140.000 công trình biogas ở 50 tỉnh, thành phố trên

cả nước trong giai đoạn 2007 – 2012

Từ năm 2003 – 2010, theo Bộ NN&PTNT - 2010, dự án đã hỗ trợ xây dựng hơn 100.000 công trình khí sinh học quy mô hộ gia đình, đào tạo hơn 800 cán bộ kỹ thuật cấp tỉnh và cấp huyện, đào tạo hơn 1.400 đội thợ xây, tổ chức tập huấn cho gần

100.000 hộ gia đình

Riêng tại tỉnh Vĩnh Phúc, Dự án khí sinh học cho ngành chăn nuôi đã hỗ trợ xây dựng 2.458 công trình hầm biogas (Báo cáo Điều tra lượng thải và đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường tại các cơ sở chăn nuôi trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc – 2014) Ngoài sự hỗ trợ dự án này, tỉnh Vĩnh Phúc đã giao Sở TN&MT triển khai Dự án Hỗ trợ xây dựng hầm biogas nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường ở nông thôn giai đoạn 2006 – 2010, với tổng số hầm biogas hỗ trợ xây dựng là 15.000 hầm Các hầm biogas được xây dựng tạo ra khí sinh học phục vụ cho đun nấu, thắp sáng, chạy máy phát điện thay thế cho năng lượng truyền thống đang dần cạn kiệt, đồng thời góp phần BVMT nông thôn

Các chất thải ra sau quá trình phân hủy trong hầm kín (hay túi ủ) gần như sạch và có thể thải ra môi trường, đặc biệt nước thải của hệ thống Biogas có thể dùng tưới cho cây trồng

1.2.3 Đặc tính biogas

Đối với khí của biogas thì trọng lượng riêng khoảng 0.9 - 0.94 kg/ m3, trọng lượng riêng này thay đổi là do tỉ lệ CH4 so với các khí khác trong hỗn hợp Lượng H2S chiếm một lượng ít nhưng có tác dụng trong việc xác định nơi hư hỏng của túi để sửa chữa

Gas có tính dễ cháy trong không khí nếu được hòa lẫn với tỉ lệ từ 6 - 25% mới có thể cháy được (vì thế khi sử dụng gas này có sự an toàn cao) Nếu hỗn

khi đốt cháy tốt cần tỷ lệ gas trên không khí từ 1/9 -1/10

1.2.4 Cơ chế tạo biogas trong hệ thống biogas

Sự tạo thành khí sinh vật là một quá trình lên men phức tạp xảy ra rất nhiều phản ứng, cuối cùng tạo ra khí CH4 và CO2 và một số chất khác Quá trình này được thực hiện theo nguyên tắc phân hủy kỵ khí, dưới tác dụng của vi sinh vật yếm khí đã phân hủy từ những chất hữu cơ dạng phức tạp chuyển thành dạng đơn giản, một lượng đáng kể chuyển thành khí và dạng chất hòa tan Sự phân hủy kỵ khí diễn ra qua nhiều giai đoạn với hàng ngàn sản phẩm trung gian với sự tham giữa các chủng loại vi sinh vật đa dạng Đó là sự phân hủy protein, tinh bột, lipid

để tạo thành acid amin, glycerin, acid béo, acid béo bay hơi, methylamin cùng các chất độc hại như: Tomain (Độc tố thịt thối), sản phẩm bốc mùi như: Indol, Scatol (Nguyễn Quang Khải - 2009) Và cuối cùng là liên kết cao phân tử mà nó không phân hủy được dễ dàng bởi vi khuẩn yếm khí như lignin, cellulose

Những chất hữu cơ liên kết phân tử thấp như: đường, protêin, tinh bột và ngay cả cellulose có thể phân hủy nhanh tạo ra acid hữu cơ Các acid hữu cơ này tích tụ nhanh sẽ gây giảm sự phân hủy Ngược lại lignin, cellulose được phân hủy

từ từ nên gas được sinh ra một cách liên tục Tóm lại, quá trình tạo khí methane

có thể diễn ra theo hai con đường và mỗi con đường gồm hai giai đoạn (Nguyễn Quang Khải - 2009) như sau:

- Thủy phân acid tạo CO2 và H2

Chúng biến dưỡng ở điều kiện yếm khí cho ra: CO2, H2 và một số chất tan

trong nước như formate, acetate, alcohol, methylique, methylamine Trừ CO2, những chất còn lại đều có khả năng cho electron và dùng để dinh dưỡng cho nhóm vi khuẩn sinh methane (Nguyễn Xuân Nguyên, Hoàng Đại Tuấn - 2004) riêng nhóm vi khuẩn yếm khí methane rất chuyên biệt và được nghiên cứu kỹ bởi