Đơn vị: Triệu tấn Chỉ tiêu 2009 2010 2011 2012 Sản xuất 271,5 274,7 280,9 387,3 Thịt bò 65,7 67,2 68,0 68,7 Thịt gia cầm 85,4 89,5 92,9 96,6 Thịt lợn 101,7 98,8 100,6 102,1 Thịt dê cừu 13,3 13,7 14,0 14,3
Nguồn: FAO World Food Outlook (2012) Đến năm 2015 Trung Quốc đạt sản lượng 51,7 triệu tấn thịt lợn, chiếm 70% tổng sản lượng thịt của nước này. Năm 2014 Trung Quốc sản xuất gần một nửa sản lượng thịt lợn của thế giới, với 650 triệu con lợn ni. Trong khi đó nước Mỹ đứng thứ 2 thế giới về sản xuất thịt lợn chỉ có khoảng 100 triệu con. Ở Trung Quốc, nuôi quy mô nhỏ, với số lượng dưới 90 con/cơ sở chiếm tới 70 - 80 %. Chuyển dịch nhanh, mạnh và vững chắc từ chăn nuôi nhỏ sang chăn nuôi bán công nghiệp và cơng nghiệp là ưu tiên hàng đầu trong chính sách chăn nuôi lợn của nước này.
Phương thức chăn nuôi hiện nay của các nước trên thế giới vẫn là 3 hình thức cơ bản: Chăn ni quy mơ công nghiệp thâm canh công nghệ cao chủ yếu phát triển ở các nước châu Âu, châu Mỹ, châu Úc và một số nước ở châu Á, Phi, Mỹ La Tinh. Chăn nuôi công nghiệp thâm canh các công nghệ cao về cơ giới và tin học được áp dụng trong chuồng trại, cho ăn, vệ sinh, thu hoạch sản phẩm, xử lý môi trường và quản lý đàn. Các công nghệ sinh học và công nghệ sinh sản được áp dụng trong chăn nuôi như nhân giống, lai tạo nâng cao khả năng sinh sản và điều khiển giới tính. Chăn ni trang trại bán thâm canh và chăn nuôi nông hộ quy mô nhỏ và quảng canh phần lớn ở các nước đang phát triển ở châu Á, châu Phi, Mỹ La Tinh và một số nước Trung Đông. Trong chăn nuôi quảng canh tận dụng và dựa vào thiên nhiên, sản phẩm chăn nuôi năng suất thấp nhưng được thị trường xem như một phần của chăn nuôi hữu cơ.
Tại các nước phát triển việc ứng dụng phương pháp sinh học trong xử lý nước thải chăn nuôi đã được nghiên cứu, ứng dụng và cải tiến trong nhiều năm qua.
đoạn: Giai đoạn hiếu khí chuyển hóa thành phần hữu cơ thành CO2, nhiệt năng và nước, Amoni được Nitrat hóa thành Nitrit và/hoặc khí Nitơ; Giai đoạn kỵ khí xảy ra q trình đề nitrat hóa thành khí Nitơ. Phốtphat được loại bỏ từ pha lỏng bằng định lượng vơi vào bể sục khí (Willers et al., 1994).
Tại Tây Ban Nha, nước thải chăn nuôi được xử lý bằng quy trình VALPUREN (được cấp bằng sáng chế Tây Ban Nha số P9900761). Đây là quy trình xử lý kết hợp phân hủy kỵ khí tạo hơi nước và làm khô bùn bằng nhiệt năng được cấp bởi hỗn hợp khí sinh học và khí tự nhiên.
Tại Thái Lan, công trình xử lý nước thải sau Biogas là UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket). Đây là cơng trình xử lý sinh học kỵ khí ngược dịng. Nước thải được đưa vào từ dưới lên, xuyên qua lớp bùn kỵ khí lơ lửng ở dạng các bơng bùn mịn. Q trình khống hóa các chất hữu cơ diễn ra khi nước thải tiếp xúc với các bơng bùn này. Một phần khí sinh ra trong q trình phân hủy kỵ khí (CH4, CO2 và một số khí khác) sẽ kết dính với các bơng bùn và kéo các bông bùn lên lơ lửng trong bùn, tạo sự khuấy trộn đều giữa bùn và nước. Khi lên đến đỉnh bể, các bọt khí được giải phóng với khí tự do và bùn sẽ rơi xuống. Để tăng tiếp xúc giữa nước thải với các bơng bùn, lượng khí tự do sau khi thốt ra khỏi bể được tuần hoàn trở lại hệ thống (Dr. Arux Chaiyakul, 2007).
Hình 2.1. Sơ đồ cấu tạo bể UASB
Nguồn: Trịnh Xuân Lai (2000)
2.3.2. Tình hình quản lý và xử lý chất thải chăn nuôi tại Việt Nam
Tại Việt Nam, mỗi năm đàn vật nuôi thải ra khoảng trên 73 triệu tấn chất
進流水分配器 出流水 甲烷氣 進流水 氣固液三相分離裝置 污泥床區 污泥毯區 溢流堰
Nước thải vào
Hệ thống phân phối
nước Tầng bùn lơ
lửng
Nước thải sau bể UASB Khí Biogas Máng thu nước quanh Tầng pha nước, pha khí Vách ngăn tách khí
thải rắn, 25 - 30 triệu khối chất thải lỏng và hàng trăm triệu tấn chất thải khí. Trong đó, khoảng 50% tổng lượng chất thải rắn và 80% tổng lượng chất thải lỏng bị xả thẳng ra môi trường mà khơng qua xử lý (Lưu Anh Đồn, 2006).
Theo thống kê, Việt Nam có khoảng 8,5 triệu hộ có chăn ni với trên 5 triệu con bò; 2,8 triệu con trâu; 27,6 triệu con lợn; 220 triệu gia cầm. Ước tính lượng chất thải rắn mà các vật nuôi trưởng thành mỗi ngày có thể thải ra: bò 10kg/con, trâu 15kg/con, lợn 2kg/con, gia cầm 0,2kg/con. Một tấn phân chuồng tươi không qua xử lý sẽ phát thải vào khơng khí 0,24 tấn CO2 (Trần Minh Châu, 1984). Vì vậy, nghiên cứu việc xử lý ô nhiễm trong chăn nuôi bằng các biện pháp sinh học sẽ giúp người chăn nuôi biết được thực trạng ô nhiễm do chính họ gây ra. Từ đó, có các biện pháp xử lý chất thải nhằm phát triển sản xuất đi đôi với việc bảo vệ cuộc sống, môi trường sống của chính mình. Nghiên cứu hiện trạng chất thải chăn nuôi gia cầm cịn giúp các cơ quan chức năng có cơ sở để đưa ra những giải pháp, những quyết định xử phạt hợp lý nhằm hạn chế, ngăn chặn những tác động gây hại đến môi trường. Một số giải pháp xử lý chất thải chăn nuôi hiện nay.
a. Giải pháp xây dựng hầm Biogas
Hầm Biogas và quá trình xử lý sau Biogas
Hình 2.2. Hầm biogas
cơng nghiệp như hiện nay, việc xử lý nước thải sau chăn nuôi lợn là vấn đề cần phải lưu ý và quan tâm. Vì nước thải trong chăn ni lợn thường có mùi hơi thối, các chất tạo mùi thường có sẵn trong nước hoặc do vi sinh vật tạo thành từ các chất hữu cơ, nước thải càng thiếu oxy thì các chất tạo mùi được hình thành càng nhiều. Hầm Biogas là một giải pháp hữu hiệu. Quá trình phân hủy sinh học kỵ khí được xem là giải pháp thích hợp để xử lý chất thải có nồng độ chất hữu cơ và chất rắn cao như nước thải chăn nuôi lợn. Sản xuất khí sinh học (Biogas) từ chất thải là giải pháp tạo ra lợi ích kép: giảm thiểu ô nhiễm và biến chất thải thành nguồn năng lượng sạch hữu ích. vì vậy hiện nay, ở Việt Nam nước thải chăn nuôi lợn chủ yếu được xử lý bằng hầm phân hủy yếm khí (hầm biogas), sau q trình này các thành phần gây ơ nhiễm mơi trường vẫn cịn ở mức rất cao. Việc tiếp tục xử lý nước thải sau biogas trước khi thải ra môi trường là rất cần thiết và cần phải xử lý đồng thời nhiều tác nhân gây ô nhiễm, đặc biệt là chất hữa cơ, nitơ và phốt pho. Có nhiều giải pháp kỹ thuật được triển khai nghiên cứu và ứng dụng, tùy theo quy mô, trong đó có phương pháp lọc sinh học nhỏ giọt. Các nhà khoa học thuộc Viện Công nghệ môi trường đã tiến hành nghiên cứu đánh giá khả năng ứng dụng của kỹ thuật lọc sinh học nhỏ giọt trong việc xử lý nước thải chăn nuôi lợn sau biogas. Nước thải từ hệ thống bể Biogas được tách ra một phần (3-5 m3/ngày) đưa về bể thu gom kết hợp bể phân hủy thiếu khí có ngăn lắng, thời gian lưu nước tại ngăn thiếu khí khoảng 4 giờ. Nước sau bể này được bơm lên bể lọc sinh học nhỏ giọt, diện tích bể lọc 1m2. Nước sau lọc sinh học nhỏ giọt được tuần hoàn khoảng 20-30% lưu lượng về bể lắng. Nước thải còn lại sau lọc sinh học nhỏ giọt tự chảy sang ao sinh học dạng tùy tiện và được xử lý bởi các quá trình thủy sinh học tự nhiên (thời gian lưu nước khoảng 10 ngày). Kết quả phân tích Kết quả phân tích chất lượng nước thải sau xử lý cho thấy các giá trị ô nhiễm trong nước thải giảm đáng kể, đặc biệt, khi có sự tuần hồn nước sau xử lý sẽ làm cho quá trình oxy hóa các chất diễn ra nhanh hơn. Nồng độ các chất ơ nhiễm cịn lại là TSS 9%, COD 21%, ΣN 36%, ΣP 33% và các thông số gây ơ nhiễm chính này đã được xử lý đến gần tiêu chuẩn ngành TCN-678: 2006.
Hình 2.3. Sơ đồ cơng nghệ xử lý (1, 2, 3, 4 là điểm lấy mẫu)
Ngoài ra đối với việc xử lý chất thải lỏng còn nhiều phương pháp được áp dụng như:
+ Hồ sinh học: Gồm các loại hồ ổn định hiếu khí, hồ ổn định chất thải kị khí, hồ tùy nghi;
+ Sử dụng cánh đồng lọc và cánh đồng tưới;
+ Sử dụng các thực vật thủy sinh: Gồm các nhóm nổi(bèo tấm, lục bình...), nhóm nửa nổi nửa chìm(lau, sậy...), nhóm ưa chìm(rong đi chó..).
b. Xử lý chất thải bằng ủ phân hữu cơ (Compost)
Ủ phân là sự phân huỷ sinh học được kiểm soát của chất thải rắn có thể phân huỷ được (nổi bật nhất là trong điều kiện háo khí) để trở thành trạng thái ổn định một cách có hiệu quả về bảo quản khơng gây nên phiền tối và đủ độ an tồn để dùng trong nơng nghiệp. Có thể ủ phân chuồng và cả các chất rắn tách biệt. Phân chuồng thì thu thập tại nền chuồng, bên dưới sàn lát chuồng hoặc trong các hố phân.
Mục đích của ủ phân compost:
+ Ni dưỡng đất;
+ Thúc đẩy quá trình hoạt động của các vi sinh vật, nấm có lợi trong đất, phân, tận dụng tối đa nguồn chất thải có nguồn gốc hữu cơ.
Lợi ích từ ủ phân:
+ Đơn giản, dễ tiến hành; tiết kiệm thời gian ủ phân;
+ Tận dụng tối đa nguồn nguyên liệu tại chỗ; cải thiện độ phì, độ ẩm cho đất; + Năng suất cây trồng tăng theo hàng năm; hạn chế sự phát triển của sâu bệnh; + Phân ủ khơng có mùi, khơng ảnh hưởng tới môi trường xung quanh, không ảnh hưởng tới sức khỏe con người;
+ Bón cho tất cả các loại cây trồng vào bất cứ thời điểm nào trong năm; tăng tính bền vững của hệ sinh thái.
- Ủ nóng: Khi lấy phân ra khỏi chuồng để ủ, phân được xếp thành từng lớp ở nơi có nền khơng thấm nước, nhưng khơng được nén. Sau đó tưới nước phân lên, giữ độ ẩm trong đống phân 60 – 70%. Có thể trộn thêm 1% vơi bột (tính theo khối lượng) trong trường hợp phân có nhiều chất độn. Trộn thêm 1 – 2% supe lân để giữ đạm. Sau đó trát bùn bao phủ bên ngoài đống phân. Hàng ngày tưới nước phân lên đống phân. Sau 4 – 6 ngày, nhiệt độ trong đống phân có thể lên đến 600C. Các loài vi sinh vật phân giải chất hữu cơ phát triển nhanh và mạnh. Các lồi vi sinh vật háo khí chiếm ưu thế. Do tập đồn vi sinh vật hoạt động mạnh cho nên nhiệt độ trong đống phân tăng nhanh và đạt mức cao. Để đảm bảo cho các lồi vi sinh vật háo khí hoạt động tốt cần giữ cho đống phân tơi, xốp, thoáng. Phương pháp ủ nóng có tác dụng tốt trong việc tiêu diệt các hạt cỏ dại, loại trừ các mầm mống sâu bệnh. Thời gian ủ tương đối ngắn. Chỉ 30 – 40 ngày là ủ xong, phân ủ có thể đem sử dụng. Tuy vậy, phương pháp này có nhược điểm là để mất nhiều đạm.trong đống phân thiếu oxy, môi trưởng trở nên
yếm khí, khí cacbonic trong đống phân tăng. Vi sinh vật hoạt động chậm, bởi vậy nhiệt độ trong đống phân không tăng cao và chỉ ở mức 30 – 350C. Đạm trong đống phân chủ yếu ở dạng amơn cacbonat, là dạng khó phân huỷ thành amôniăc, nên lượng đạm bị mất giảm đi nhiều. Theo phương pháp này, thời gian ủ phân phải kéo dài 5 – 6 tháng phân ủ mới dùng được. Nhưng phân có chất lượng tốt hơn ủ nóng.
- Ủ nóng trước, nguội sau: Phân chuồng lấy ra xếp thành lớp không nén chặt ngay. Để như vậy cho vi sinh vật hoạt động mạnh trong 5 – 6 ngày. Khi nhiệt độ đạt 50 -600C tiến hành nén chặt để chuyển đống phân sang trạng thái yếm khí. Sau khi nén chặt lại xếp lớp phân chuồng khác lên, không nén chặt. Để 5 – 6 ngày cho vi sinh vật hoạt động. Khi đạt đến nhiệt độ 50 – 600C lại nén chặt. Cứ như vậy cho đến khi đạt được độ cao cần thiết thì trát bùn phủ chung quanh đống phân. Quá trình chuyển hố trong đống phân diễn ra như sau: ủ nóng cho phân bắt đầu ngấu, sau đó chuyển sang ủ nguội bằng cách nén chặt lớp phân để giữ cho đạm khơng bị mất. Để thúc đẩy cho phân chóng ngấu ở giai đoạn ủ nóng, người ta dùng một số phân khác làm men như phân bắc, phân tằm, phân gà, vịt… Phân men được cho thêm vào lớp phân khi chưa bị nén chặt. Ủ phân theo cách này có thể rút ngắn được thời gian so với cách ủ nguội, nhưng phải có thời gian dài hơn cách ủ nóng. Tuỳ theo thời gian có nhu cầu sử dụng phân mà áp dụng phương pháp ủ phân thích hợp để vừa đảm bảo có phân dùng đúng lúc vừa đảm bảo được chất lượng phân.
c, Xử lý bằng men sinh học
Từ đầu thập kỷ 80 của thế kỷ trước người ta đã sử dụng các chất men để giảm ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi được gọi là “Chế phẩm EM (Effective Microorganisms) có nghĩa là vi sinh vật hữu hiệu”. Ban đầu các chất này được nhập từ nước ngoài nhưng ngày nay các chất men đã được sản xuất nhiều ở trong nước. Các men nghiên cứu sản xuất trong nước cũng rất phong phú và có ưu điểm là phù hợp hơn với điều kiện tự nhiên, khí hậu nước ta. Người ta sử dụng men sinh học rất đa dạng như: Dùng bổ sung vào nước thải, dùng phun vào chuồng nuôi, vào chất thải để giảm mùi hôi, dùng trộn vào thức ăn…
Dưới đây là một vài trong số những chất men bổ sung làm giảm ô nhiễm trong chăn nuôi được sản xuất và nhập khẩu.
Bảng 2.7. Một số những chất men bổ sung trong chăn nuôi được sản xuất và nhập khẩu
TT Tên sản phẩm Bản chất sản phẩm Tác dụng Xuất xứ
1 Deodorase Chất tách từ thảo mộc
Giảm khả năng sinh NH3 Thái Lan, Đức
2 EM Tổ hợp nhiều loại
vi sinh vật
Tăng hấp thụ thức ăn, giảm bài tiết chất dinh dưỡng qua phân
Nhật Bản
3 EMC Thảo mộc, khoáng
chất thiên nhiên
Giảm sinh NH3, H2S, SO2, giải độc đường tiêu hóa
Việt Nam
4 Kemzym Enzym tiêu hóa Tăng hấp thụ thức ăn, giảm bài tiết chất dinh dưỡng qua phân
Thái Lan, Đức
5 Pyrogreen Hóa sinh thiên nhiên
Giảm khả năng sinh NH3 Hàn Quốc
6 Yeasac Tế bào men
Sacharomyces
Tăng hấp thụ thức ăn, giảm bài tiết chất dinh dưỡng qua phân
Đức, Thái Lan
7 Lavedae Hóa chất Diệt dòi phân Thái Lan,
Đức 8 DK, Sarsapomin
30
Chất chiết từ thảo mộc
Giảm khả năng sinh NH3 Hoa Kỳ
Nguồn: Mai Thế Hào (2015)
2.3.3. Định hướng chăn nuôi lợn ở Việt Nam
Tốc độ gia tăng dân số và q trình đơ thị hóa đã làm giảm diện tích đất nơng nghiệp ở Việt Nam. Để đảm bảo an tồn quốc gia về an ninh lương thực và thực phẩm biện pháp duy nhất là thâm canh chăn nuôi trong đó chăn ni lợn là một thành phần quan trọng trong định hướng phát triển tùy theo đặc điểm vùng miền mà quy mô chăn nuôi cũng khác nhau trong phạm vi cả nước Trong những
năm gần đây việc phát triển theo quy mô trang trại tập trung phát triển mạnh: Xu hướng chuyển từ chăn nuôi nhỏ lẻ, phân tán theo hộ gia đình dần chuyển theo trang trại tập trung theo hướng sản xuất hàng hóa diến ra mạnh ở nước ta.
Theo quyết định số 10/2008/QĐ-TTg ngày 16/01/2008 của Thủ tướng chính phủ về việc phê duyệt chiến lược phát triển chăn nuôi đến năm 2020: