Đánh giá hiệu quả xử lý chất thải rắn trong chăn nuôi bò sữa bằng chế phẩm sinh học coste tv05

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT BỘ GIÁO DỤC VÀTRƢỜNG ĐÀO TẠOĐẠI HỌC BỘTHỦY NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT LỢI TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI -*** -*** - TRẦN NGỌC LINH TRẦN NGỌC LINH ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN TRONG CHĂN NI BỊ SỮA BẰNG CHẾ PHẨM SINH HỌC COSTE – TV05 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN TRONG CHĂN Chun NIngành: BỊ SỮA BẰNG CHẾ PHẨM SINH HỌC KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG COSTE – TV05 Mã số : 60440301 NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN THỊ HÒA LUẬN VĂN THẠC SỸ TS NGUYỄN THỊ XUÂN THẮNG HÀ NỘI - 2018 HÀ NỘI - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân tác giả Các kết nghiên cứu kết luận luận văn trung thực, không chép từ nguồn dƣới hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu (nếu có) đƣợc thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Tác giả luận văn Trần Ngọc Linh i LỜI CẢM ƠN Trƣớc hết, học viên xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Thị H a, Trƣởng ph ng Nghiên cứu triển khai – Trung tâm Khoa học Công nghệ Môi trƣờng, Liên minh Hợp tác xã Việt Nam TS Nguyễn Thị Xuân Thắng, Khoa Mơi trƣờng, Trƣờng Đại học Thuỷ lợi tận tình hƣớng dẫn, định hƣớng tạo điều kiện cho em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cám ơn Ban lãnh đạo cán bộ, nghiên cứu viên cơng tác Phịng Nghiên cứu triển khai – Trung tâm Khoa học Công nghệ Môi trƣờng, Liên minh Hợp tác xã Việt Nam tạo điều kiện sở trang thiết bị cho em suốt trình thực đề tài Đặc biệt, em xin cảm ơn giúp đỡ vô to lớn Ban quản lý hợp tác xã chăn nuôi bò tập trung xã Trác Văn, huyện Duy Tiên, tỉnh Hà Nam, nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện thí nghiệm thực nghiệm đƣợc hồn thành với kết tốt nhất, định tới thành công đề tài Cuối cùng, em xin chân thành cám ơn thầy, cô Khoa Môi trƣờng, ph ng Đào tạo Đại học Sau đại học, Trƣờng Đại học Thuỷ lợi Lãnh đạo, đồng nghiệp Viện Công Nghệ Môi Trƣờng - Viện Hàm Lâm Khoa Học Cơng Nghệ Việt Nam động viên, khích lệ đóng góp ý kiến quý báu cho em việc soạn thảo, hƣớng dẫn thủ tục để em hoàn thành Luận văn thuận lợi Trong q trình thực hồn thành luận văn, thời gian kiến thức cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến, bảo tận tình quý Thầy, cô bạn để luận văn đƣợc hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Học viên Trần Ngọc Linh ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH v DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vii MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu 3 Đối tƣợng, phạm vi nội dung nghiên cứu 3.1 Đối tƣợng nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu 3.3 Nội dung nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn .4 4.1 Ý nghĩa khoa học 4.2 Ý nghĩa thực tiễn CHƢƠNG I TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Hiện trạng chăn nuôi b sữa Việt Nam địa bàn tỉnh Hà Nam 1.1.1 Hiện trạng chăn nuôi b sữa Việt Nam 1.1.2 Hiện trạng chăn nuôi b sữa Hà Nam 1.2 Các vấn đề môi trƣờng chuồng trại chăn nuôi b sữa 17 1.2.1 Thành phần chất thải rắn chăn nuôi b sữa .17 1.2.2 Ảnh hƣởng chất thải rắn chăn nuôi b sữa đến môi trƣờng .19 1.3 Các phƣơng pháp xử lý chất thải rắn chăn nuôi b sữa 24 1.3.1 Các phƣơng pháp xử lý giới 24 1.3.2 Các phƣơng pháp xử lý Việt Nam 27 1.4 Cở sở khoa học sử dụng chế phẩm sinh học học COSTE-TV05 xử lý CTR CNBS .30 1.4.1 Lý thuyết ủ phân 30 1.4.2 Các kỹ thuật ủ phân 34 1.4.3 Các phƣơng pháp ủ phân 34 1.4.4 Vai trò vi sinh vật xử lý ô nhiễm môi trƣờng chăn nuôi b sữa .36 iii 1.5 Chế phẩm vi sinh COSTE TV05 40 CHƢƠNG II VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 45 2.1 Vật liệu nghiên cứu 45 2.1.1 Chế phẩm vi sinh COSTE TV05 .45 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 45 2.2.1 Phƣơng pháp phân tích vi sinh vật 45 2.2.2 Phƣơng pháp phân tích tiêu hóa học phân .46 2.2.3 Bố trí thí nghiệm 46 CHƢƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 52 3.1 Đánh giá hiệu xử lý chất thải rắn quy mơ phịng thí nghiệm 52 3.1.1 Sự biến động chủng vi sinh vật hữu ích đống ủ .52 3.1.2 Sự biến động chủng vi sinh gây bệnh (total colifrom, E.coli, Salmonella) .55 3.1.3 Phân tích thành phần chất thải trƣớc sau ủ 57 3.2 Đánh giá hiệu xử lý phân bò sữa trang trại .58 3.2.1 Sự biến đổi nhiệt độ trình ủ khu vực trang trại .58 3.2.2 Các tiêu hóa sinh q trình ủ xử lý phân bị 61 3.3.3 Các tiêu làm phân bón .64 3.3 Kết khảo nhiệm lúa 64 3.4 Đề xuất quy trình xử lý CTR CNBS chế phẩm sinh học COSTETV05 66 KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ .69 Kết luận .69 Kiến nghị, đề xuất .70 PHỤ LỤC 76 iv DANH MỤC HÌNH Hình 1: Chất thải từ khu CNBS tập trung xã Trác Văn thải kênh tiêu, gây ô nhiễm môi trƣờng 14 Hình 2: Mơ hình xử lý chất thải ủ phân hữu 26 Hình 3: Xây bể KSHcomposite túi khí dự trữ 28 Hình 4: Hầm KSH trùm nhựa HDPE 28 Hình 5: Khu chứa phân số trang trại chăn nuôi b sữa xã Trác Văn 16 Hình 6: Hệ thống tách chất thải rắn trang trại chăn ni b sữa xã Trác Văn 16 Hình 7: Chất thải chăn nuôi b sữa đƣợc sử dụng để ni giun quế .16 Hình 1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 45 Hình 2: Bình ủ phân đƣợc sử dụng phịng thí nghiệm 488 Hình 3: Lớp trấu dày 5cm 60 Hình 4: Đống ủ đƣợc che phủ bạt nilon .60 Hình 1: Đo nhiệt độ đống ủ thiết bị đo nhiệt cầm tay 60 Hình 2: Cây lúa 35 ngày sau cấy .65 Hình 3: Đề xuất quy trình xử lý phân bón cho trồng/ lúa 67 v DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Tổng đàn b , sản lƣợng sữa nƣớc Bảng 1.2: Các loại vi khuẩn có phân 187 Bảng 3: Đặc điểm khí sinh phân hủy kị khí 21 Bảng 4: Tác hại amoniac lên ngƣời, gia súc, gia cầm 22 Bảng 1.5: Tác hại H2S lên ngƣời 23 Bảng 1.6 Một số chất men bổ sung 25 Bảng 7: Tỷ lệ Carbon/Nitơ số loại chất thải 33 Bảng 8: Đặc điểm hiệu xử lý trình ủ phân 36 Bảng 1.9: Phân loại Lactobacillus .436 Bảng 2.1: Các thống số theo dõi q trình thực thí nghiệm, tần suất lấy mẫu 61 Bảng 1: Kết mật độ sinh trƣởng nhóm Bacillus đống ủ .52 Bảng 2: Kết mật độ sinh trƣởng xạ khuẩn Steptomyces.sp 54 Bảng 3: Kết mật độ vi khuẩn Lactobacillus đống ủ 55 Bảng 4: Kết đánh giá tác động đến VSV gây bệnh 56 Bảng 5: Kết đánh giá chất lƣợng mẫu phân trƣớc sau ủ đc xử lý chế phẩm vi sinh COSTE TV05 ph ng thí nghiệm .57 Bảng 6: Sự biến đổi nhiệt độ trình ủ 59 Bảng 7: Sự phát triển vi sinh vật có lợi đống ủ (CFU/g) 61 Bảng 8: Sự biến đổi mật độ vi sinh vật gây bệnh đống ủ (CFU/g) 62 Bảng 3.9: Kết phân tích chất lƣợng mùn hữu sau tuần ủ phân 63 Bảng 10: Sự sinh trƣởng lúa thí nghiệm (35 ngày sau cấy) 64 Bảng 11 : Ảnh hƣởng phân bón đến suất lúa .65 vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BOD: Nhu cầu oxy hóa sinh học COD: Nhu cầu oxy hóa học CNBS: Chăn ni bị sữa CTR: Chất thải rắn ĐC: Đối chứng TN: Thí nghiệm FAO: Tổ chức Liên Hợp Quốc lƣơng thực nông nghiệp EM: Vi sinh vật hữu hiệu KH & CN: Khoa học công nghệ NNPTNT: Nông nghiệp Phát triển nông thôn VK: Vi khuẩn VSV: Vi sinh vật TCTK: Tổng cục Thống kê TCCP: Tiêu chuẩn cho phép TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam TCN: Tiêu chuẩn ngành ƠNMT Ơ nhiễm mơi trƣờng QCVN: Quy chuẩn Việt Nam XK: Xạ khuẩn Xoo: Xanthomonas oryzae pv oryzae vii MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Chăn nuôi b sữa (CNBS) ngành kinh tế kỹ thuật, đóng góp quan trọng cho phát triển kinh tế an sinh xã hội Đây giải pháp xố đói giảm nghèo khu vực nông thôn, với lợi so sánh nhiều so với ngành chăn ni khác, nhờ đặc tính dễ nuôi, tận dụng đƣợc lao động địa phƣơng sản phẩm nông nghiệp, đem lại thu nhập cao… Tuy nhiên, phát triển nhanh chóng số lƣợng quy mô ngành chăn nuôi kéo theo nhiều vấn đề ô nhiễm môi trƣờng liên quan đến chất thải, đặc biệt chất thải rắn Theo thống kê, năm ngành chăn nuôi thải 76 triệu chất thải rắn, bao gồm phân khô, thức ăn thừa 20-30 triệu khối chất thải lỏng (phân lỏng, nƣớc tiểu, nƣớc rửa chuồng tr�n 220 kg/sào bắc Ngồi ra, việc áp dụng tỷ lệ phân bón khác có ảnh hƣởng định tới suất trồng Trong đó, TN2, số nhánh hữu hiệu, trọng lƣợng chiều cao lúa đề thấp so với TN1 nhƣng lại có suất trọng lƣợng hạt cao Cụ thể, TN1 trọng lƣợng 1000 hạt tƣơi 23,282g, 1000 hạt khô 20,3065g, suất lúa đạt 200 kg/sào C n TN2, trọng lƣợng hạt tƣơng ứng 23,57g; 20,33g suất 220 kg/sào 3.4 Đề xuất quy trình xử lý CTR CNBS chế phẩm sinh học COSTETV05 Chất thải rắn chăn nuôi loại chất thải có nồng độ ô nhiễm cao, đặc biệt BOD, COD, SS, Nitơ, phospho vsv gây bệnh… xả vào nguồn nƣớc làm suy giảm nồng độ oxy h a tan nƣớc vsv sử dụng ôxy h a tan để phân hủy chất hữu Các chất rắn lơ lửng làm cho nƣớc đục có màu, hạn chế độ sâu tầng nƣớc đƣợc ánh sáng chiếu xuống, gây ảnh hƣởng tới trình quang hợp tảo, rong rêu… Các chất dinh dƣỡng (N, P) với nồng độ cao gây tƣợng phú dƣỡng nguồn nƣớc, rong tảo phát triển làm suy giảm chất lƣợng nguồn nƣớc Các vsv đặc biệt vi khuẩn gây bệnh trứng giun sán nguồn nƣớc nguồn ô nhiễm đặc biệt Con ngƣời trực tiếp sử dụng nguồn nƣớc nhiễm bẩn hay qua nhân tố lây bệnh truyền dẫn bệnh dịch cho ngƣời nhƣ bệnh lỵ, thƣơng hàn, bại liệt, nhiễm khuẩn đƣờng tiết niệu, tiêu chảy cấp tính… 66 Qua q trình nghiên cứu, khảo sát kỹ thuật chăn nuôi b sữa trại chăn nuôi b sữa xã Trác Văn, huyện Duy Tiên tỉnh Hà Nam, học viên đƣa quy trình xử lý Hình 3.3 CTR chăn nuôi b sữa Chế phẩm vsv COSTE TV05 Chất thải rắn chăn nuôi b sữa bổ sung chế phẩm vsv COSTE 05 Đống 4-5 tuần Đảo trộn ngày/ lần Mùn hữu Sử dụng làm phân bón cho trồng/ lúa Hình 3: Đề xuất quy trình xử lý CTR từ trang trại CNBS làm phân bón hữu cho trồng/ lúa từ chế phẩm COSTE 05 Các bƣớc tiến hành thực cụ thể nhƣ sau: Bƣớc Thu gom chất thải: phân b đƣợc thu gom từ chuồng chăn nuôi, bùn cặn đƣợc thu từ sân phơi sau trình xử lý đƣợc thu gom tập kết bãi tập kết Bƣớc Bổ sung chế phẩm vsv COSTE TV05 vào cách h a tan phun trực tiếp tung lên bề mặt Bƣớc Ủ đảo trộn: sau bổ sung chế phẩm, chất thải đƣợc cho vào nhà ủ đắp thành đống cao từ 1-1,5 m, dùng nilong phủ kín đống ủ để đảm bảo nhiệt độ cao độ ẩm cho hoạt động vsv COSTE TV05 Sau ngày tiến hành đảo trộn lần để đảm bảo thơng thống oxy cho vsv hoạt động phân hủy nhanh 67 ...ỹ thuật chăn nuôi b sữa trại chăn nuôi b sữa xã Trác Văn, huyện Duy Tiên tỉnh Hà Nam, học viên đƣa quy trình xử lý Hình 3.3 CTR chăn ni b sữa Chế phẩm vsv COSTE TV05 Chất thải rắn chăn nuôi b sữ... hƣởng chất thải rắn chăn nuôi b sữa đến môi trƣờng .19 1.3 Các phƣơng pháp xử lý chất thải rắn chăn nuôi b sữa 24 1.3.1 Các phƣơng pháp xử lý giới 24 1.3.2 Các phƣơng pháp xử lý Việt...g ứng 23,57g; 20,33g suất 220 kg/sào 3.4 Đề xuất quy trình xử lý CTR CNBS chế phẩm sinh học COSTETV05 Chất thải rắn chăn nuôi loại chất thải có nồng độ nhiễm cao, đặc biệt BOD, COD, SS, Nitơ, phosph