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 NI BẰNG HẦM Ủ BIOGAS QUY MƠ 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 MƠ 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 Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Các thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Tác giả luận văn Đào Thị Hồng Nhung Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn đến tồn thể thầy giáo Khoa Môi trường, Học viện Nông nghiệp Việt Nam truyền đạt cho kiến thức tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành chương trình học cao học suốt năm qua Đặc biệt tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Hoàng Thái Đại TS Trịnh Quang Huy dành nhiều thời gian trực tiếp hướng dẫn, bảo tận tình cho tơi hồn thành đề tài nghiên cứu Tôi xin cảm ơn lãnh đạo Trung tâm Quan trắc Tài nguyên môi trường – Sở Tài nguyên Môi trường Vĩnh Phúc, UBND huyệnTam Dương, Phịng TN&MT huyện Tam Dương, Phịng Nơng nghiệp & phát triển nông thôn huyện Tam Dương tạo điều kiện thuận lợi cho tiếp cận thu thập thơng tin, lấy mẫu phân tích cần thiết cho đề tài Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, người động viên giúp đỡ tinh thần, vật chất suốt trình học tập thực đề tài Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Học viên Đào Thị Hồng Nhung Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iii MỤC LỤC Lời cam đoan ii Lời cảm ơn iii Mục lục iv Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt vii Danh mục bảng biểu viii Danh mục sơ đồ hình vẽ x MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Yêu cầu đề tài CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Thực trạng phát triển ngành chăn nuôi Việt Nam 1.1.1 Tổng quan ngành chăn nuôi địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc 1.1.2 Tổng quan chất thải chăn nuôi 1.1.3 Công tác quản lý giảm thiểu chất thải chăn nuôi 12 1.1.4 Một số phương pháp quản lý xử lý chất thải chăn nuôi 18 1.2 TỔNG QUAN VỀ HẦM Ủ BIOGAS 23 1.2.1 Lịch sử phát triển 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 hệ thống biogas 28 1.2.5 Các sản phẩm thu 30 1.2.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình sinh biogas 30 1.2.7 Ứng dụng biogas đời sống sản xuất 32 1.2.8 Tình hình sử dụng biogas giới Việt Nam 33 1.2.9 Ưu điểm hầm ủ biogas 34 1.2.10 Các dạng hầm ủ Việt Nam 35 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iv 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 ni huyện Tam Dương, tỉnh Vĩnh Phúc 38 2.3.3 So sánh hiệu xử lý biogas hình khác địa bàn huyện Tam Dương 38 2.3.4 Đề xuất giải pháp phát triển mơ hình hầm ủ biogas chăn ni 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 bảo quản 40 2.4.4 Phương pháp lấy mẫu 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 xử lý số liệu 42 CHƯƠNG 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 ni huyện Tam Dương 49 3.2.1 Tình hình phát triển chăn nuôi huyện 49 3.2.2 Thực trạng môi trường khu vực chăn nuôi huyện Tam Dương 52 3.3 So sánh hiệu xử lý chất thải chăn ni Biogas với hình thức khác địa bàn huyện Tam Dương 65 3.3.1 Chi phí đầu tư 65 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page v 3.3.2 So sánh hiệu 69 3.3.3 Đề xuất giải pháp phát triển mơ hình hầm ủ biogas chăn ni hộ gia đình 72 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 78 Kết luận: 78 Kiến nghị: 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT BOD Nhu cầu oxy sinh hóa COD Nhu cầu oxy hóa học FAO Tổ chức Lương thực Nơng nghiệp Liên Hiệp Quốc KH&CN Khoa học công nghệ KSH Khí sinh học NN&PTNT Nơng nghiệp Phát triển nơng thơn NQ-CP Nghị – Chính phủ NT Nước thải TN&MT Tài nguyên Môi trường TSS Tổng chất rắn lơ lửng UBND Ủy ban nhân dân UNICEF Quỹ Nhi đồng Liên Hiệp Quốc USD Đồng đô la Mỹ VAC Vườn ao chng VACB Vườn, ao, chuồng, khí sinh học) VACVINA Hội làm vườn VSV Vi sinh vật WHO Tổ chức y tế giới Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vii DANH MỤC BẢNG BIỂU STT Tên bảng Trang Bảng 1.1 Tính chất nước thải chăn ni Bảng 1.2 Ước tính tổng lượng nước thải vật ni phát sinh địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc Bảng 1.3 Số lượng hầm biogas Sở Tài nguyên Môi trường hỗ trợ giai đoạn 2010 – 2014 13 Bảng 2.1 : Bảng thu thập số liệu sơ cấp phiếu điều tra 39 Bảng 2.2 Vị trí lấy mẫu nước thải sau xử lý bể Biogas 40 Bảng 2.3 Mẫu nước thải theo quy mơ hình thức xử lý 41 Bảng 3.1 Giá trị trung bình qua nhiều năm yếu tố khí tượng khu vực nghiên cứu năm 2014 46 Bảng 3.2 Tăng trưởng kinh tế giai đoạn 2005– 2014 48 Bảng 3.3 Chuyển dịch 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 tiếng ồn hoạt động chăn nuôi tới người dân 52 Bảng 3.6 Bảng Đánh giá mức độ ảnh hưởng mùi hoạt động chăn nuôi tới người dân 53 Bảng 3.7 Lượng nước sử dụng cho việc rửa chuồng chăn nuôi gia súc hộ có quy mơ chăn ni khác 54 Bảng 3.8 Các hình thức xử lý nước thải sở chăn nuôi tập trung địa bàn huyện Tam Dương 55 Bảng 3.9 Kết phân tích tiêu nước thải hộ chăn nuôi 59 Bảng 3.10 Chi phí xây dựng hầm biogas vòm cầu nắp cố định gạch 12 m3 66 Bảng 3.11 Chi phí xây dựng hầm biogas vịm cầu nắp cố định gạch 8m3 66 Bảng 3.12: Chi phí xây dựng hầm biogas vịm cầu nắp cố định gạch 6m3 67 Bảng 3.13 Chi phí – lợi ích hộ đầu tư xây dựng hầm biogas 69 Bảng 3.14 Chi phí – lợi ích hộ đầu tư dạng xử lý khác 69 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page viii Bảng 3.15 Bảng so sánh hiệu với quy mô ≤ 50 71 Bảng 3.16 Bảng so sánh hiệu với quy mô ≥ 50; ≤ 100 71 Bảng 3.17 Bảng so sánh hiệu với quy mô ≥ 100 72 Bảng 3.18 Khuyến cáo quy mơ kích thước hầm ủ Biogas phù hợp 73 Bảng 3.19 Những cố thường gặp cách khắc phục hầm ủ biogas nắp cố định dạng vòm cầu 75 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page ix Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 94 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 95 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 96 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 97 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 98 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 99 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 100 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 101 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 102 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 103 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 104 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 105 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 106 PHỤ LỤC III MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG Q TRÌNH KHẢO SÁT Chuồng ni bị nhà ơng Nguyễn Văn Minh, X An Hịa, H.Tam Dương Hầm ủ Biogas nhà ông Nguyễn Văn Minh, X An Hịa, H.Tam Dương Học viện Nơng nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 107 Hầm ủ Biogas nhà bà Lê Thị Đơng, xã Hồng Lâu, H.Tam Dương Hầm ủ Biogas nhà ông Nguyễn Văn Trường, xã Kim Long, H.Tam Dương Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 108