HIỆU QUẢ XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI SAU BIOGAS BẰNG MỘT SỐ BIỆN PHÁP VẬT LÝ VÀ SINH HỌC

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CHĂN NUÔI ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ NÔNG NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI: “HIỆU QUẢ XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI SAU BIOGAS BẰNG MỘT SỐ BIỆN PHÁP VẬT LÝ VÀ SINH HỌC” Chuyên ngành: Chăn nuôi Mã số: 60620105 Người thực hiện: VŨ TRÀ MY Mã số học viên: 24010028 Lớp: CH24CNB Người hướng dẫn khoa học: TS HÁN QUANG HẠNH Hà Nội – 2016 PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Chăn ni nói chung chăn ni lợn nói riêng đóng vai trò quan trọng kinh tế nông nghiệp Việt Nam Từ 1990 đến 2003 chăn ni lợn phát triển nhanh chóng số lượng với 24,88 triệu (2003) gần gấp đôi số lượng đầu vòng 13 năm Mười năm từ 2004 đến 2014 số lượng lợn nước tương đối ổn định mức khoảng 26 triệu con, chăn nuôi giai đoạn diễn chuyển dịch phương thức chăn nuôi, chuyển từ chăn nuôi nhỏ lẻ, phân tán sang chăn ni tập trung theo mơ hình trang trại, gia trại, ứng dụng công nghệ khoa học kỹ thuật, nâng cao suất, tăng hiệu kinh tế (Tổng cục thống kê) Chăn nuôi trang trại tập trung góp phần đáng kể vào phát triển ngành hàng thịt lợn, nhiên với vấn đề xử lý ô nhiễm môi trường chất thải chăn nuôi gây Hiện nay, biện pháp xử lý chất thải chăn nuôi (phân nước tiểu) chủ yếu sử dụng hầm biogas Mặc dù hầm biogas hạn chế mức độ gây ô nhiễm chất thải chăn nuôi, nhiên chưa thể xử lý triệt để khiến cho câu hỏi việc xử lý sau biogas đặt ngày cấp thiết Văn Giang huyện có ngành chăn nuôi lợn thâm canh tỉnh Hưng Yên với số đầu năm 2014 108.815 con, cao toàn tỉnh Sản lượng thịt đứng đầu tỉnh với 19.672 (Cục thống kê tỉnh Hưng Yên, 2014) Với số lượng lớn chất thải thải trình chăn ni lợn việc xử lý chất thải, đảm bảo vệ sinh môi trường chăn nuôi lợn vấn đề xúc trang trại chăn ni lợn Trong khí đó, hầu hết trang trại chăn nuôi lợn nằm xen kẽ khu dân cư với quỹ đất nhỏ hẹp không đủ diện tích để xây dựng khu xử lý chất thải nên có nguy gây nhiễm mơi trường, nguồn nước khơng khí, ảnh hưởng đến đời sống người dân Vì việc tìm giải pháp xử lý chất thải phù hợp, hạn chế ô nhiễm môi trường, hướng tới phát triển chăn nuôi cách bễn vững cần thiết 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU * Mục tiêu chung: Tìm biện pháp hiệu quả, đơn giản, dễ áp dụng xử lý chất thải sau biogas * Mục tiêu cụ thể: - Đánh giá hiệu xử lý nước thải sau biogas hệ thống bể lắng có bổ sung rơm khơ hệ thống cỏ Vetiver ao thủy sinh trang trại thực nghiệm - Đánh giá khả xử lý nước thải sau biogas rơm khô quy mô phòng thí nghiệm - Đánh giá hiệu xử lý nước thải sau biogas cỏ Vetiver quy mô phòng thí nghiệm 1.3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Đối tượng nghiên cứu: Nước thải sau biogas mơ hình chăn nuôi lợn thâm canh - Địa điểm nghiên cứu: + Khoa Chăn nuôi, Học viện Nông nghiệp Việt Nam +Trang trại ông Đặng Đức Binh, thôn 12, xã Xuân Quan, huyện Văn Giang - Thời gian nghiên cứu: tháng 6/2016 – 5/2017 PHẦN TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Khái niệm chất thải chăn nuôi Chất thải chăn nuôi sản phẩm phụ không mong muốn q trình sản xuất chăn ni Thơng thường lượng chất thải sử dụng cách hợp lý, với kích thước quy mơ trang trại ngày tăng lên, lượng chất thải vượt mức gây nhiễm mơi trường Các loại chất thải chăn nuôi quan trọng phân động vật, nước thải, khí thải thức ăn dư thừa Theo Conway and Pretty (1991) tất chất thải từ chăn ni có chứa chất hợp chất có giá trị tiềm cho hoạt động khác nông nghiệp cho xã hội Tuy nhiên, để tận dụng tiềm cách có lợi thường gặp khó khăn Vì vậy, thực tế, người ta thường ý đến việc giảm lượng chất thải chăn nuôi thải vào môi trường tận dụng chúng vào nhiều mục đích khác (dẫn theo Vũ Chí Cương cs, 2013) Theo (Vũ Chí Cương cs,2013) chất thải chăn ni chia thành nhóm: - Chất thải rắn bao gồm phân, thức ăn thừa, xác động vật chết, phủ tạng không sử dụng số vật dụng nhỏ chăn nuôi Chất thải rắn chủ yếu thành phần không hấp thu thức ăn dư thừa đào thải theo phân.Đây nguồn dinh dưỡng quan trọng cho vi sinh vật phân giải lên men hình thành nhiều loại khí khống chất Trong thực tế phần chất thải rắn thường tách riêng để xử lý Tỷ lệ chất hữu vô cơ, vi sinh vật chất thải rắn phụ thuộc vào phần ăn, giống, loài gia súc cách dọn vệ sinh.Trong chất thải rắn chứa 56-83% nước, 1-26% chất hữu cơ, 0,32-1,6% nito, 0,25-1,4% photpho, 0,15-0,95% Kali nhiều loại vi khuẩn, virus, trứng kí sinh trùng gây bệnh cho nhười động vật - Chất thải lỏng: Bao gồm nước phân, nước tiểu, nước tắm cho vật nuôi, nước rửa chuồng, nước từ lò mổ gia súc gia cầm, thuốc thú y, hóa chất lỏng, dung dịch xử lý chuồng trại… Thành phần nước thải từ trang trại chăn nuôi gia súc gồm chất hữu chủ yếu cellulose, protein, acid béo, carbonhydrate hầu hết chất dễ phân hủy, vi sinh vật E.coli, Samonella, giun sán… chất vô chiếm 20-30% gồm cát đất muối… - Chất thải khí: Bao gồm CO 2, NH4, CH4, H2S… loại khí gây hiệu ứng nhà kính, nhiễm mơi trường mùi Sau thải ngoài, chất thải lỏng chất thải rắn tiếp tục lên men phân giải thành nhiều chất khí khác Từ chất thải chăn ni tạo khoảng 65% lượng khí nito oxit (N2O) khơng khí Đây loại khí có tiềm gây hiệu ứng nhà kính gấp 296 lần so với khí CO2 Theo nghiên cứu Hur et al (2004), chất thải chăn nuôi lợn chứa tới 9% lượng khí CO 2, 37% lượng khí methane có tiềm gây hiệu ứng nhà kính gấp 23 lần khí CO Điều cho thấy chất thải chăn nuôi yếu tố quan trọng làm tăng hiệu ứng nhà kính (Vũ Chí Cương cs, 2013) Việc phân loại chất thải mang tính chất tương đối, thực tế thường chất thải chăn nuôi dạng hỗn hợp chất thải rắn, chất thải lỏng chất thải khí 2.2 Nguồn phát thải chất thải chăn nuôi Chăn nuôi xác định là ngành sản xuất tạo lượng chất thải nhiều môi trường Chất thải chăn nuôi tập hợp phong phú bao gồm chất tất dạng rắn, lỏng hay khí phát sinh q trình chăn ni, lưu trữ, chế biến hay sử dụng chất thải Theo (Bùi Hữu Đoàn cs, 2011) chất thải chăn nuôi phát sinh chủ yếu từ : - Chất thải thân gia súc, gia cầm phân, nước tiểu, lông, vảy da phủ tạng loại thải gia súc, gia cầm… - Nước thải chăn nuôi hỗn hợp bao gồm nước tiểu, nước tắm gia súc, nước rửa chồng Nước thải chăn ni chứa phần phân hay toàn lượng phân gia súc, gia cầm thải Nước thải dạng chất thải chiếm khối lượng lớn chăn nuôi - Xác gia súc, gia cầm chết : Là loại chất thải đặc biệt chăn nuôi Thường gia súc, gia cầm chết nguyên nhân bệnh lý, chúng nguồn phát sinh ô nhiễm nguy hiểm, dễ lây lan dịch bệnh Xác súc vật chết phân hủy tạo nên sản phẩm độc Các mầm bệnh độc tố lưu trữ đất thời gian dài hay lan truyền mơi trường nước khơng khí, gây nguy hiểm cho người, vật nuôi khu hệ sinh vật cạn hay nước Việc xử lý phải tiến hành nghiêm túc Gia súc, gia cầm bị bệnh hay chết bị bệnh phải tiêu hủy hay chôn lấp theo quy định thú y Chuồng nuôi gia súc bị bệnh, chết phải khử trùng vôi hay hóa chất chun dùng trước dùng để ni tiếp gia súc Trong điều kiện chăn nuôi phát tán, nhiều hộ gia đình vứt xác vật ni bị chết dịch bệnh ao hồ, cống rãnh, kênh mương… nguồn phát tán dịch bệnh nguy hiểm - Thức ăn thừa, ổ lót chuồng chất thải khác : Trong chuồng trại chăn nuôi người chăn nuôi dùng rơm, rạ hay chất độn khác… để lót chuồng Sau thời gian sử dụng, vật liệu loại bỏ Loại chất thải chiếm khối lượng không lớn, chúng nguồn gây ô nhiễm quan trọng, phân, nước tiểu bám theo chúng Vì vậy, chúng cần thu gom xử lý hợp vệ sinh, không vứt bỏ ngồi mơi trường tạo điều kiện cho chất thải mầm bệnh phát tán vào môi trường Ngoài thức ăn thừa, thức ăn bị rơi vãi nguồn gây nhiễm, thức ăn chứa nhiều chất dinh dưỡng dễ bị phân hủy môi trường tự nhiên Khi chúng bị phân hủy tạo chất kể chất gây mùi hôi, gây ô nhiễm môi trường xung quanh, ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển gia súc sức khỏe người - Vật dụng chăn nuôi, bệnh phẩm thú y : Các vật dụng chăn nuôi hay thú y bị loại bỏ bao bì, kim tiêm, chai lọ đựng thức ăn, thuốc thú y…cũng nguồn quan trọng dễ gây ô nhiễm môi trường Đặc biệt bệnh phẩm thú y, thuốc khử trùng, bao bì đựng thuốc xếp vào chất thải nguy hại cần phải có biện pháp xử lý chất thải nguy hại - Bùn lắng từ mương dẫn, hồ chứa hay lưu trữ chế biến hay xử lý chất thải Chất thải chăn ni chứa nhiều thành phần có khả gây ô nhiễm môi trường làm ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển gia súc, gia cầm sức khỏe người Vì vậy, việc hiểu rõ hiểu rõ thành phần tính chất chất thải chăn ni nhằm có biện pháp quản lý xử lý thích hợp, khống chế nhiễm, tận dụng nguồn chất thải giàu hữu vào mục đích kinh tế việc làm cần thiết 2.3 Ảnh hưởng chất thải với người, vật nuôi môi trường Cùng với phát triển chăn nuôi, nguy gây ô nhiễm chất thải chăn ni trở nên nghiêm trọng Đó mối quan tâm lớn tồn xã hội khơng làm nhiễm mơi trường đất, nước, khơng khí gây cảnh quan thiên nhiên mà tiềm ẩn nhiều nguy ảnh hưởng xấu tới sức khỏe cộng đồng gia tăng bệnh có nguồn gốc thực phẩm bệnh truyền lây người gia súc (Trịnh Thị Thanh, 2000) Do vậy, chất thải chăn nuôi cần phải xử lý trước đổ ngồi mơi trường.Tuy nhiên có số khó khăn q trình xử lý chất thải chăn ni nước ta quy mô chăn nuôi nhỏ lẻ, khu chăn nuôi nằm xen kẽ khu dân cư, rác thải nước thải chưa xử lý cách (Lê Viết Ly, 2007) Ở Việt Nam, chăn ni lợn ngồi mục đích cung cấp thực phẩm từ lâu coi yếu tố cần thiết nhằm trì phì nhiêu đất trồng trọt, đảm bảo suất cao q trình thâm canh trồng Và mơ hình vật ni, ao cá, trồng (mơ hình VAC) minh chứng Tuy vậy, tượng cá bị ngạt, nước ao đục mờ gây mùi khó chịu phản ánh tình trạng nhiễm ao, mà nguyên nhân dư thừa chất hữu chất khoáng, gọi tượng phù dưỡng hóa lớp nước bề mặt Với hộ ni nhiều lợn mà diện tích ao nhỏ khả ao bị phù dưỡng cao nên phải thường xuyên ý theo dõi, quản lý nước ao lượng chất thải xả xuống ao (Nguyễn Thị Hoa Lý, 2004) Từ hố ủ hay đồng ruộng bón nhiều phân, vượt khỏi nhu cầu trồng khả hấp thụ đất, chất ngấm xuống đất làm ô nhiễm tầng nước mặt nguồn nước ngầm Các kim loại nặng ngun tố khống tích tụ đất làm giảm độ phì nhiêu đất Ngồi việc gây nhiễm cho đất, nước chất thải chăn ni gây nhiễm khơng khí bay ammoniac từ chuồng trại hay hố ủ trời rải, rắc phân Mặt khác, phân sản phẩm gây mùi thu hút nhiều ruồi, muỗi trùng khác, chúng gây nhiễm bẩn mơi trường sống Chính tượng ô nhiễm làm tăng nguy mắc bệnh nguy hiểm cho người vật nuôi (Nguyễn Quế Cơi, 2006) 2.4 Hệ thống biogas Hiện có nhiều biện pháp xử ký chất thải áp dụng, hệ thống biogas biện pháp sử dụng phổ biến nhờ vào tính ưu việt Biogas cơng nghệ xử lý phân nước thải tiên tiến, sử dụng phổ biến đạt hiệu cao Hoạt động dựa nguyên tắc phân hủy kỵ khí, chất hữu phức tạp bị vi sinh vật yếm khí phân hủy tạo thành chất đơn giản dạng khí hòa tan Q trình trải qua nhiều giai đoạn với nhiều phản ứng hóa học có tham gia nhiều loại vi sinh vật kỵ khí Sự lên men hợp chất hữu tạo khí sinh học có chứa 60-70% CH4, 30-35% CO2 phần lại H2, N2, H2S, NH3, nước Khí gas tạo bể sau xử lý sử dụng vào nhiều mục đích khác đun nấu, sưởi ấm cho vật nuôi, chạy máy phát điện… Ngoài ra, nước thải sau xử lý dùng để tưới cho trồng tốt, bổ sung dinh dưỡng cho ao cá (Lê Viết Ly, 2007) MÔ HÌNH HỆ THỐNG BIOGAS * Ngun tắc hoạt động Cơng nghệ xử lý dựa nguyên tắc phân hủy kỵ khí nhờ hoạt động vi sinh vật yếm khí, phân giải chất hữu phức tạp thành chất đơn giản dạng khí hòa tan Q trình trải qua nhiều giai đoạn với hàng nghìn phản ứng hóa học, có tham gia vi sinh kỵ khí - Giai đoạn : Giai đoạn cần làm lỏng phân gia súc chất thải chăn nuôi, hay cắt nhỏ rác thải rau, cỏ ăn thừa gia súc hay phần rơm rạ, thân ngô già, bèo tây, nhằm cung cấp nguyên liệu cho vi khuẩn thủy phân chất rắn thành phân tử hòa tan - Giai đoạn (giai đoạn thủy phân) : Giai đoạn chất hữu ủ bể hở, hay tầng hầm biogas lức tác động vi khuẩn lên men thủy phân phân tử hữu lớn thành phân tử hữu nhỏ axit béo, axit amin hình thành khí H2, CO2 - Giai đoạn (giai đoạn sinh khí metan) : Giai đoạn nhờ hoạt động hệ vi khuẩn yếm khí phân giải hợp chất hữu nhỏ (sản phẩm giai đoạn 2) thành axit béo nhẹ chuyển hóa thành khí sinh học * Những yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động bể Biogas - Mơi trường yếm khí : Q trình lên men có tham gia nhiều vi khuẩn, vi khuẩn sinh khí metan quan trọng nhất, chúng vi khuẩn yếm khí bắt buộc Sự có mặt oxy kìm hãm tiêu diệt vi khuẩn này, phải đảm bảo điều kiện yếm khí tuyệt đối mơi trường lên men - Nhiệt độ Nhóm vi khuẩn yếm khí sinh metan nhạy cảm với nhiệt độ Nhiệt độ tối ưu cho nhóm vi khuẩn từ 31-36 oC, nhiệt độ giảm xuống 10 oC nhóm vi khuẩn hoạt động yếu Tuy nhiên, nhiệt độ trung bình 20-30 oC vi khuẩn hoạt động tốt Các vi khuẩn sinh metan không chịu tăng giảm nhiệt độ nhiều ngày - Ẩm độ Ẩm độ thích hợp cho hoạt động vi sinh vật 91,5-96% ẩm độ cao 96% tốc độ phân hủy chất hữu giảm - Hàm lượng vật chất khô phân hữu Hàm lượng tùy thuộc vào loại phân khác Hàm lượng vật chất khơ 9% hoạt động túi ủ tốt, hàm lượng chất rắn thay đổi khoảng 79% - Độ pH Trong trình lên men yếm khí độ pH mơi trường thường trung tính, đầu vào thường 6,8-7,2 đầu 7-7,5 Các hầm sinh học cần trì độ pH khoảng 7-8, pH tối ưu cho loại vi khuẩn hoạt động - Thời gian ủ số lượng vi khuẩn sinh khí metan Bảy ngày đầu sau nạp ngun liệu có khí ít, sản lượng khí cao sau nạp nguyên liệu 40 - 45 ngày Tuy nhiên phụ thuộc vào nhiệt độ mơi trường Nếu q trình ủ vi sinh vật khơng phát triển cần phải kiểm tra lại ngun liệu, bổ sung vi sinh vật có sẵn tự nhiên - Tỷ lệ Cacbon/Nito (C/N) C N nguồn dinh dưỡng vi khuẩn sinh metan Tốc độ tiêu thụ C nhanh N khoảng 25-30 lần, để q trình phân giải kỵ khí tốt nguyên liệu có tỷ lệ C/N 25 : đến 30 : - Thời gian lưu Quá trình phân hủy nguyên liệu xảy thời gian định Thời gian lưu dài hay ngắn tùy thuộc vào loại nguyên liệu, với nguồn nguyên liệu thực vật thời gian lưu cần dài quy định 100 ngày Thời gian lưu thời gian nguyên liệu chảy qua hệ thống từ lối vào đến lối Thời gian tính thể tích phân hủy thể tích nguyên liệu nạp bổ sung hàng ngày - Các độc tố gây trở ngại trình lên men Hoạt động vi khuẩn kỵ khí chịu ảnh hưởng số độc tố Khi hàm lượng loại có dịch phân hủy vượt giới hạn định giết chết vi khuẩn Các loại thuốc hóa học thuốc trừ sâu, diệt cỏ, thuốc sát trùng, chất kháng sinh, nước xà phòng, thuốc nhuộm, dầu nhờn làm cho số lượng vi sinh vật giảm nhanh chóng - Một số yếu tố khác Ngồi yếu tố trình bày trên, số lượng gas nhiều hay phụ thuộc số yếu tố sau + Chiều dài chiều rộng hầm biogas Yếu tố có liên quan đến thời gian lưu lại dịch phân ngắn hay dài số lượng phân + Tổng thể tích phân, nước cho vào ngày tỉ lệ nước + Các loại phân khác số lượng gas khác + Tỷ lệ phân nước : dịch phân q lỗng lượng phân khơng đủ để phân hủy, ngược lại dịch phân đặc tạo lớp váng bề mặt hầm gây cản trở q trình sinh khí (Bùi Hữu Đồn cs, 2011) * Một số lợi ích xử lý phân nước thải công nghệ Biogas - Phân bón cho hoa màu : Sử dụng nước thải sau qua bể Biogas tưới trực tiếp cho rau ăn trái Chất thải có hiệu tốt với trồng việc hấp thụ chất dinh dưỡng chất hữu phân hủy q trình lên men tạo khí, đồng thời cho suất chất lượng cao so với sử dụng phân bón trực tiếp Ngồi ra, phụ phẩm khí sinh học dùng để bón cho trồng - Nuôi cá : Phương pháp sử dụng thuận lợi, khơng cần qua chế biến, dễ kiểm sốt cần lượng phân nhỏ Các dưỡng chất phân tác động làm cho rong, rêu, tảo nước phát triển nguồn thức ăn tốt cho loài cá sử dụng trực tiếp làm thức ăn - Sản xuất rong, rêu, tảo : Có thể sản xuất bèo, rong, tảo, làm thức ăn cho gia súc, gia cầm từ chất thải Biogas cho suất cao - Dùng khí sinh học để thắp sáng, sưởi ấm đun nấu - Môi trường đẹp, giảm mùi hôi * Một số hạn chế hệ thống Biogas Mặc dù có nhiều ưu điểm nhiên hệ thống biogas tồn số nhược điểm cần khắc phục - Hệ thống biogas thơng thường làm cố định quy mô chăn nuôi tăng lên khiến cho hệ thống cũ khơng đáp ứng nhu cầu xử lý chất thải, chất thải khơng xử lý hồn tồn trước đổ môi trường - Hệ thống biogas khơng xử lý lượng kim loại có chất thải gây ô nhiễm kim loại, đặc biệt Cu Zn - Hàm lượng N P cao gây nên tượng phú dưỡng cho hệ thống nước mặt, nước ngầm hệ thống đất đai quanh trang trại Vì yêu cầu xử lý lượng chất thải sau biogas đặt ngày thiết 2.5 Các phương pháp xử lý chất thải sau Biogas Phần NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU + Khoa Chăn nuôi, Học viện Nông nghiệp Việt Nam + Các trang trại chăn nuôi lợn huyện Văn Giang, tỉnh Hưng Yên +Trang trại ông Đặng Đức Binh, thôn 12, xã Xuân Quan, huyện Văn Giang, tỉnh Hưng Yên 3.2 THỜI GIAN NGHIÊN CỨU: tháng 6/2016 – 5/2017 3.3 ĐỐI TƯỢNG/VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU - Nước thải sau biogas mơ hình chăn nuôi lợn thâm canh - Rơm khô - Cỏ Vetiver 3.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Điều tra tình trạng xử lý nước thải chăn nuôi sau biogas trang trại chăn nuôi lợn huyện Văn Giang, Hưng Yên - Đánh giá hiệu xử lý nước thải chăn ni sau biogas (pH, DO, BOD, COD, sunfua hòa tan, N tổng số, P tổng số, Cu, Zn, N-NO 3, N-NH4) phương pháp kết hợp sử dụng rơm khô hệ thống cỏ Vetiver trang trại thực nghiệm (trang trại ông Đặng Đức Binh, huyện Văn Giang, tỉnh Hưng Yên) - Đánh giá hiệu xử lý nước thải chăn nuôi sau biogas (pH, DO, BOD, COD, sunfua hòa tan, N tổng số, P tổng số, Cu, Zn, N-NO 3, N-NH4) phương pháp vật lý, sử dụng rơm khô khoa Chăn nuôi, Học viện Nông nghiệp Việt Nam - Đánh giá hiệu xử lý nước thải chăn nuôi sau biogas (pH, DO, BOD, COD, sunfua hòa tan, N tổng số, P tổng số, Cu, Zn, N-NO 3, N-NH4) phương pháp sinh học, sử dụng hệ thống cỏ Vetiver khoa Chăn nuôi, Học viện Nông nghiệp Việt Nam 3.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.5.1 Nội dung điều tra - Lựa chọn trang trại nghiên cứu trang trại chăn nuôi lợn đạt tiêu chí trang trại theo thơng tư liên tịch, Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn, số: 27/2011/TT-BNNPTNT, ngày 13 tháng năm 2011, hướng dẫn tiêu chí để xác định kinh tế trang trại - Điều tra trang trại chăn nuôi lợn câu hỏi bán cấu trúc huyện Văn Giang, tỉnh Hưng Yên - Phân loại theo quy mơ để phân tích kết 3.5.2 Nội dung thí nghiệm a) Giai đoạn chuẩn bị Chuẩn bị loại rơm khơ cho thí nghiệm trại thực nghiệm thí nghiệm phòng thí nghiệm Cỏ Vetiver trồng từ hom khoa Chăn nuôi tháng Lựa chọn phát triển tốt, đồng đều, đưa trồng thủy canh nước tuần trước thí nghiệm Sau tỉa lại cỏ cho chiều dài thân cách gốc 40cm chiều dài rễ cách gốc 5cm, đưa vào thí nghiệm b) Trang trại thực nghiệm * Bố trí thí nghiệm Mơ hình thí nghiệm trại thực nghiệm bố trí theo sơ đồ sau: BỂ BIOGAS BỂ LẮNG Bổ sung rơm khô với tỷ lệ 10 kg/m3 BỂ LẮNG AO THỦY SINH Thả bè cỏ Vetiver với tỷ lệ kg/m3 * Lấy mẫu Mẫu nước lấy theo TCVN 4556-88; lấy mẫu lần/tuần liên tục tuần vị trí: sau biogas, bể lắng 1, bể lắng ao thủy sinh Mẫu rơm lấy lần/tuần liên tục tuần Cách lấy: Lấy 100g mẫu đại diện, cố định axit H2SO4 10% để phân tích N tổng số; cố định axit HNO 10% để phân tích kim loại (Cu, Zn) * Các tiêu phân tích - Mẫu nước phân tích tiêu pH, DO, BOD, COD, sunfua hòa tan, N tổng số, P tổng số, Cu, Zn, N-NO3, N-NH4 - Mẫu rơm phân tích N tổng số, P tổng số, Cu, Zn, N-NO3, N-NH4 Cỏ đo chiều dài thân chiều dài rễ, cân khối lượng sinh khối lần/tuần liên tục tuần c) Phòng thí nghiệm * Bố trí thí nghiệm - Phương pháp vật lý Bố trí lơ thí nghiệm với mức tỷ lệ rơm khơ 5g/lít, 10g/lít, 20g/lít lơ đối chứng Sử dụng 10 thùng xốp tích 40 lít, đó, thùng/1 cơng thức thí nghiệm thùng đối chứng Mẫu nước sau biogas khuấy trộn đồng đổ đầy vào thùng - Phương pháp sinh học Bố trí lơ thí nghiệm với mức tỷ lệ cỏ Vetiver 2,5g/lít, 5g/lít, 10g/lít lơ đối chứng Sử dụng thùng xốp tích 40 lít, công thức trồng thùng thùng đối chứng Mẫu nước sau biogas khuấy trộn đồng đổ đầy vào thùng * Lấy mẫu • Mẫu nước lấy theo TCVN 4556-88, mẫu lấy lơ thí nghiệm lơ đối chứng lần/tuần liên tục tuần • Mẫu rơm:  Tuần phân tích rơm nguyên liệu  tuần tiếp theo: tuần lấy toàn rơm thùng tất lô; cố định axit H2SO4 10% để phân tích N tổng số; cố định axit HNO3 10% để phân tích kim loại (Cu, Zn) d) Phương pháp phân tích * pH: Được đo máy Five Easy * DO: Định lượng oxy hòa tan hòa tan (DO) theo phương pháp Wilker Nguyên lý: Dùng hóa chất để cố định oxy dạng kết tủa MnCl2 + NaOH → NaCl + Mn(OH)2 Mn(OH)2 + ½ O2 + H2O → Mn(OH)2 - Chuyển hóa thành giai đoạn trung gian I2 (giai đoạn axit hóa) Mn(OH)3 + HCl → MnCl3 + 3H2O MnCl3 → MnCl2 + Cl2 Cl2 + KI → KCl + I2 - Chuẩn độ I2 Na2S2O3 I2 + Na2S2O3 → Na2S4O6 + NaI * BOD Nguyên tắc: Đổ tràn mẫu vào chai kín khí tích xác định, ủ nhiệt độ xác định (20 oC) ngày Đo nồng độ oxy hòa tan trước sau ủ mẫu BOD tính từ chênh lệch giá trị DO trước sau ủ mẫu * Kim loại (Cu, Zn): Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử dùng kỹ thuật lửa (F-AAS) * Sulfua hòa tan Nguyên tắc: Xác định H2S muối tạo thành kết tủa CdS, PbS Hòa tan kết tủa dung dịch iot Sau chuẩn độ lượng iot dư thiosunfat TÀI LIỆU THAM KHẢO Vũ Chí Cương, Vũ Khánh Vân, Lê Đình Phùng, Hồ Trung Thơng, Trần Minh Tiến, Chu Mạnh Thắng, Đặng Thị Thanh Sơn, Đàm Văn Tiện (2013) Môi trường chăn nuôi quản lý sử dụng chất thải chăn nuôi hiệu bền vững Nhà xuất khoa học tự nhiên cơng nghệ Bùi Hữu Đồn, Nguyễn Xn Trạch, Vũ Đình Tơn (2011) Bài giảng quản lý chất thải chăn nuôi Nhà xuất Nông nghiệp Trịnh Thị Thanh (2000), Độc chất học môi trường sức khỏe người, NXB Quốc gia Hà Nội Lê Viết Ly, Lê Văn Liễn, Bùi Văn Chính, Nguyễn Hữu Tào (2007), Phát triển chăn ni bền vững q trình chuyển dịch cấu nông nghiệp, NXB Nông nghiệp Nguyễn Thị Hoa Lý, Hồ Kim Thoa (2004), Môi trường sức khỏe vật nuôi, Đại học Nông Lâm- TP Hồ Chí Minh Nguyễn Quế Cơi, Vincent Porphyre (2006), Thâm canh chăn nuôi lợn- quản lý chất thải bảo vệ môi trường, Nghiên cứu thực tỉnh Thái Bình, miền Bắc Việt Nam Tổng cục thống kê (https://www.gso.gov.vn/default.aspx?tabid=717) Cục thống kê Hưng Yên (http://thongkehungyen.tk/anphamthongke/niemgiam2014/) KẾ HOẠCH THỰC HIỆN LUẬN VĂN TT Nội dung thực Thời gian thực Thông qua đề cương luận văn 6/2016 Thực đề tài 7/2016 - 4/2016 Báo cáo tiến độ 12/2016 Viết luận văn Thẩm định luận văn 3/2017 Hoàn thiện luận văn 4/2017 Bảo vệ luận văn 5/2017 12/2016 - 3/2017 Giáo viên hướng dẫn Người viết đề cương TS Hán Quang Hạnh Vũ Trà My