Mơ hình xử lí chất thải hiệu quả VACB từ Vườn - Ao - Chuồng – Biogas đang được áp dụng rộng rãi. Mơ hình này cung cấp thức ăn cho con người và cũng cung cấp qua lại cho nhau: - Vườn cung cấp rau, củ tươi cho con người, rau củ hỏng cho gia súc, gia cầm hay cho cá (dùng cho chuồng và ao). Các chất thải nông nghiệp như rơm rạ, cành cây khô được tận dụng để làm thức ăn cho gia súc, gia cầm, để lót chuồng vào mùa đơng hay làm compost (phân rác để bón ngược lại cho vườn). - Ao cung cấp thức ăn cho con người (cá, tép, hến, ốc...), cung cấp bèo tấm để làm thức ăn cho gia súc, gia cầm. Các loại chất thải và các thứ khác từ ao như bèo, khoai nước có thể dùng làm thức ăn cho chuồng. Bùn ao sau mỗi lần nạo vét có thể dùng bón cho cây hay ủ chung với rơm, rạ làm phân cho vườn. Chuồng gồm các loại gia súc, gia cầm, cung cấp thịt cho con người. Phân, nước tiểu của gia súc, gia cầm được đưa vào hệ thống biogas để bón cho vườn, đưa vào ao ni cá. Nếu thiếu có thể bổ sung thêm một số loại bèo, lá cây vào hệ thống biogas. Phân, nước tiểu người cũng được đưa vào hệ thống biogas sinh ra metan (CH4).Theo tính tốn, 1m3 khí này tương đương với 2,2kW điện năng nên có thể sử dụng để nấu nướng, thắp sáng... (Phan Văn Hòa, 2014)
Đề tài “Đánh giá hiệu suất xử lý nước thải sau túi ủ biogas của một số chế phẩm sinh học” (Nguyễn Thanh Văn, 2017) kết quả cho thấy hiệu suất xử lý tổng chất rắn lơ lửng (TSS), COD, tổng đạm (TKN), tổng lân (TP), tổng Coliform và E.coli của các chế phẩm sinh học đạt từ 28 - 97,3%. Chế phẩm sinh học BioEm và Emc đạt hiệu suất xử lý
cao nhất với hiệu suất xử lý TSS, COD, TKN, TP và tổng Coliform dao động trong khoảng 55,4 - 86,89%.
Đề tài “Xử lý chất thải chăn ni hộ gia đình - nghiên cứu thử nghiệm kiểu túi ủ mới HDPE” (Phạm Minh Trí, 2013) nghiên cứu hiệu quả xử lý chất thải của túi HDPE trong khoảng 70 ÷ 85%, so sánh giữa túi HDPE và túi PE về xử lý chất thải khơng có q nhiều chênh lệch. Độ bền của túi HDPE cao hơn túi PE do được thiết kế, và lắp đặt túi HDPE cũng dễ dàng và nhanh hơn, vì vậy có thể nhanh chóng khắc phục khi có sự cố. Từ kết nghiên cứu cho thấy, túi biogas HDPE có hiệu suất xử lý tốt, độ bền cao phù hợp với hộ chăn nuôi tiếp cận với cơng nghệ biogas.
Đề tài “Đánh giá phát thải khí nhà kính từ chăn ni lợn tập trung tại Lâm Đồng” (Nguyễn Thị Thanh Thuận, 2017) khảo sát trên 200 trang trại chăn ni trên tồn tỉnh Lâm Đồng với quy mô từ 100 con lợn thịt trở lên. Trong q trình hoạt động chăn ni phát thải khoảng 0,0007 tCO2/con/tháng; q trình tiêu hóa thức ăn tạo ra lượng KNK khoảng 152,796 tCO2/con/tháng; do phân thải KNK phát thải 400,08 tCO2/con/tháng. Qua đó, khi sử dụng biogas để quản lý chất thải chăn ni lợn và thu hồi KSH có thể giảm lượng KNK được lên đến 87% so với xả thải trực tiếp ra môi trường, 31% so với hệ thống quản lý hiện tại. Vì vậy, cần hỗ trợ cho người dân về mặt kỹ thuật trong việc xử lý khí tạo ra từ hầm Biogas để người dân khơng cịn ngại trong việc đưa khí sinh học vào sử dụng, cụ thể là tư vấn cho người dân việc vận hành và lắp đặt các hệ thống xử lý khí. Đồng thời cần nghiên cứu thêm và sâu hơn nữa để có thể đánh giá được sự khác biệt trong chăn nuôi tập trung và chăn ni nơng hộ nhỏ lẻ, để từ đó có thể xây dựng biogas phù hợp cho 2 hình thức này.
Qua quá trình xử lý tại hầm Biogas, thành phần amonia của phân hữu cơ được ủ men trong 30 ngày đã tăng lên 19,3%, thành phần photphat hữu ích tăng 31,8%. Đây là nguồn phân bón rất tốt cho cây trồng vì nó giúp cây trồng hấp thu nhanh hơn và năng suất cũng tăng lên. Phân từ Biogas cũng hạn chế được sâu bệnh, ức chế một số vi khuẩn gây bệnh. Như vậy, dùng phân từ Biogas cũng nhằm hạn chế thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ và góp phần bảo vệ mơi trường. Nước thải từ hầm Biogas có thể sử dụng để tưới rau, cây và cỏ vì nó diệt hết 99% vi khuẩn, an tồn cho người sử dụng. Các vi sinh vật có trong phân tươi gây các bệnh về đường hơ hấp. Sau khi xử lý qua hầm Biogas, lượng vi sinh vật này trong chất thải đã giảm 95 - 97% so với phân tươi. Lượng vi khuẩn Ecoli giảm 99,99%; Coliform giảm 100%, đồng nghĩa với việc xử lý hầm Biogas giảm 100% nguy cơ nhiễm bệnh ở người. Nhìn chung, hệ thống phân hủy kị khí (biogas) kết hợp thu hồi khí biogas được áp dụng ở nhiều nước. Do tính chất của nước thải chăn ni đặc
trưng với hàm lượng SS cao, có mùi nặng, nồng độ các chất hữu cơ rất lớn (giàu N và P) nên có rất nhiều phương pháp được áp dụng tùy vào hiệu quả của phương pháp, không gian xử lý, giá thành xử lý để vừa có thể xử lý đảm bảo không gây ô nhiễm môi trường nhưng lại vừa đảm bảo lợi ích kinh tế (Lê Thanh Hải, 2016).
Trên địa bàn tỉnh Bình Dương triển khai Quyết định số 50/2014/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ: Về chính sách hỗ trợ nâng cao hiệu quả chăn ni nơng hộ giai đoạn 2015-2020, tồn tỉnh đã lắp đặt được trên 20 hầm biogas composite (số liệu năm 2018) tiết kiệm năng lượng chất đốt cho các hộ gia đình mang lại lợi ích kinh tế, đặt biệt quan trọng trong bảo vệ môi trường. (Chi cục Chăn nuôi, Thú y và Thủy sản, 2018).
1.4. Tổng quan về địa điểm nghiên cứu
Xã Hiếu Liêm là xã thuộc huyện Bắc Tân Uyên, Bình Dương
1.4.1. Vị trí địa lý
Huyện Bắc Tân Un, tỉnh Bình Dương với diện tích là 40.030,8 ha bao gồm 10 đơn vị hành chính là: Thị trấn Tân Thành; các xã Tân Bình, Tân Lập, Đất Cuốc, Tân Định, Hiếu Liêm, Lạc An, Thường Tân, Tân Mỹ, Bình Mỹ, với tứ cận tiếp giáp như sau:
+ Phía Bắc giáp huyện Phú Giáo và huyện Bàu Bàng.
+ Phía Nam giáp thị xã Tân Uyên và sông Đồng Nai (huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai).
+ Phía Đơng giáp sơng Đồng Nai và sông Bé (huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai). + Phía Tây giáp thị xã Bến Cát.
1.4.2. Đặc điểm địa hình, địa mạo
Địa hình chung huyện Bắc Tân Uyên thấp dần từ Bắc xuống Nam, phía Bắc có cao trình 40-50m , một số đồi cao độc lập có cao trình 70-80m, phía Nam có cao trình thấp khoảng 20-30m, đất đai bằng phẳng, ít bị chia cắt, tạo thành vùng rộng lớn rất thuận lợi cho xây dựng cơ sở hạ tầng, khu công nghiệp - đô thị và trồng cây công nghiệp lâu năm. Đặc biệt, có dải đất nghiêng chạy dọc theo sơng Đồng Nai và các cù lao ven sơng có nhiều cảnh quan để khai thác phát triển du lịch.
1.4.3. Đặc điểm khí hậu
Theo số liệu quan trắc khí tượng, khí hậu từ năm 2012-2017 ở Bình Dương cho thấy: Bình Dương nói chung và huyện Bắc Tân Un nói riêng nằm trong vùng nhiệt đới cận xích đạo, khí hậu có những đặc trưng chính như sau: Khu vực có nền nhiệt độ
cao đều quanh năm: Nhiệt độ trung bình hàng năm đạt 26,0-27,00C. Chênh lệch nhiệt độ trung bình giữa tháng nóng nhất và tháng lạnh nhất là 3,5oC. Nhìn chung, nguồn nhiệt lượng và thời gian nắng của khu vực khá dồi dào, là điều kiện thuận lợi cho động thái phát triển của thực vật cũng như quá trình phân giải hữu cơ và biến đổi trạng thái vật chất trong đất. Mưa phân bố theo mùa rõ rệt, lượng mưa khá cao và mùa mưa kéo dài, tính trung bình năm, lượng mưa và số ngày mưa đều khá cao, lên đến 1.900-2.100 mm và 140- 160 ngày có mưa. Tuy nhiên, cũng như đặc điểm chung của các tỉnh phía Nam, sự phân bố lượng mưa trong năm khơng đều, có đến 84-90% tổng lượng mưa năm được rơi vào các tháng mùa mưa (tháng 5 đến tháng 10). Mùa khô, từ đầu tháng 11 đến đầu tháng 4 năm sau, kéo dài 130-150 ngày song mưa rất ít chỉ chiếm khoảng 10-16 tổng lượng mưa năm. Mưa ít, nắng nóng nhiều, bề mặt đất thường khơ làm cho các q trình phân hủy chất hữu cơ và q trình bốc thốt hơi nước bề mặt càng thêm mãnh liệt. Lượng bốc hơi hàng năm tương đối lớn, trung bình năm vào khoảng 1.000-1.100 mm. Tuy nhiên tổng lượng bốc hơi trong các tháng mùa khô (tháng 11-4) lớn hơn nhiều so với các tháng mùa mưa. Tổng lượng bốc hơi các tháng mùa khô lên đến 730- 800 mm chiếm khoảng 66-67% tổng lượng bốc hơi năm. Trong các tháng mùa mưa (tháng 5- 10), trong khi lượng mưa rơi lên đến 1.600-2.400 mm, lượng bốc hơi chỉ khoảng 350- 400 mm, làm cho chỉ số ẩm lên đến 4,0-6,0 lần. Độ ẩm khơng khí khá cao, trung bình các tháng trong năm là 79-91 và có sự biến đổi theo mùa khá r , chênh lệch độ ẩm giữa hai mùa khoảng 9-10 . Độ ẩm khơng khí trung bình các tháng mùa mưa đạt khoảng 80- 91% và trung bình các tháng mùa khơ là 70-82% . Tuy nhiên cần chú ý là vào các tháng mùa khô, độ ẩm thấp nhất có thể xuống.
1.4.4. Tính chất, chức năng và vai trị
- Tính chất: Huyện Bắc Tân Uyên đến năm 2030 được xác định là Nông nghiệp - Công nghiệp, đến năm 2040 được xác định là Nông nghiệp - Công nghiệp - Đô thị, đến 2050 được xác định là đô thị phát triển bền vững.
- Chức năng: Vùng sản xuất nông nghiệp quan trọng của tỉnh, trong đó nơng nghiệp ứng dụng cơng nghệ đóng vai trị chủ lực. Vùng sản xuất cơng nghiệp mới của khu vực phía Bắc tỉnh với các khu cơng nghiệp, cụm công nghiệp và các khu vực sản xuất dọc theo các tuyến đường cấp vùng.
- Vai trò: Là huyện thuộc khu vực phía Bắc là khu vực phát triển nơng nghiệp chủ đạo của tỉnh. Đồng thời trên địa bàn huyện có 02 đơ thị vệ tinh quan trọng của tỉnh là
Tân Thành và Tân Bình, cùng với các đơ thị vệ tinh ở phía Bắc tỉnh Bình Dương hình thành nên chuỗi các đô thị vệ tinh tạo động lực phát triển cho khu vực phía Bắc.
1.4.5. Khu vực kinh tế nông nghiệp
Trong cơ cấu kinh tế ngành nơng nghiệp thì vai trị của sản xuất nơng nghiệp ngành trồng trọt chiếm vai trò chủ đạo, chăn nuôi, lâm nghiệp và thủy sản chiếm tỷ trọng nhỏ.
Tốc độ tăng trưởng giá trị sản xuất ngành nơng nghiệp trồng giai đoạn 2013-2015 tăng bình qn khoảng 2,93%/năm, trong đó ngành trồng trọt chiếm 86,78% và ngành chăn nuôi chiếm 10,62%.
Đối với các vùng chuyên canh sản xuất từng bước phát huy hiệu quả kinh tế, đặc biệt là vùng chuyên canh cây lâu năm. Nhờ triển khai các chương trình áp dụng khoa học kỹ thuật và các mơ hình, dự án sản xuất trong nơng nghiệp được thường xun đầu tư, khảo nghiệm, trình diễn nên năng suất và sản lượng các loại cây trồng chủ yếu đều tăng so với đầu nhiệm kỳ, thu nhập bình qn/ha đất nơng nghiệp đạt 132 triệu đồng/ha/năm.
Chăn nuôi cũng ngày càng phát triển theo hướng ứng dụng các tiến bộ kỹ thuật, đưa giống mới vào sản xuất với các chương trình Sind hóa đàn bị, nạc hóa đàn heo, ... nuôi gia cầm theo hướng công nghiệp, tổ chức chăn ni theo mơ hình trang trại quy mơ lớn bước đầu đã đem lại hiệu quả.
Đánh giá chung: Huyện Bắc Tân Uyên có nền kinh tăng trưởng nhanh. Tốc độ tăng trưởng kinh tế giai đoạn 2013-2015 đạt 12,8-14%. Nhịp độ tăng trưởng kinh tế năm sau cao hơn năm trước. Cơ cấu kinh tế Huyện Bắc Tân Uyên là Công nghiệp - Dịch vụ - Nông nghiệp với tỷ trọng tương ứng 65,14%-31,49%-3,37%. Cơ cấu kinh tế có sự chuyển dịch theo hướng công nghiệp tăng và giảm tỷ trọng dịch vụ - nông nghiệp.
1.4.6. Hiện trạng sử dụng tài nguyên
1.4.6.1. Tài nguyên đất
- Đất nông nghiệp
Đất nông nghiệp hiện nay chiếm tỷ lệ 65,38% tổng diện tích đất tự nhiên tồn huyện, trong đó:
+ Đất trồng cây hàng năm: 3.489,8 ha, chiếm 27,84% diện tích đất nơng nghiệp. + Đất trồng cây lâu năm: 8.948 ha, chiếm 71,37% diện tích đất nơng nghiệp.
+ Đất lâm nghiệp: 89 ha, chiếm 0,71% diện tích đất nơng nghiệp. Huyện Bắc Tân Uyên là một thị xã nơng nghiệp đang trong q trình đơ thị hóa nên tiềm năng chuyển đổi mục đích sang đất phi nơng nghiệp khá cao.
- Đất phi nông nghiệp
Đất phi nông nghiệp trên địa bàn thị xã hiện nay 6.639,2ha, chiếm 34,62% tổng diện tích tự nhiên.
Đánh giá chung:
Diện tích đất trên địa bàn huyện chủ yếu phục vụ cho cơng tác nơng nghiệp chiếm 65,38%, trong đó diện tích trồng cây lâu năm chiếm 71,37%. Có sự biến đổi mục đích sử dụng đất từ đất nông nghiệp sang đất công nghiệp qua các năm 2011- 2014 theo hướng tăng dần, do được quy hoạch sử dụng đất cho cơng nghiệp nên sự thay đổi hồn toàn phù hợp với định hướng, quy hoạch sử dụng đất.
1.4.6.2. Tài nguyên nước
Huyện Bắc Tân Uyên được bao bọc bởi sông Đồng Nai. Ngồi ra, cịn có hệ thống suối nhỏ phụ lưu dẫn nước trong nội thị xã đổ ra sơng Đồng Nai. Sơng Đồng Nai có độ cao khoảng 2.000m chảy qua các tỉnh Lâm Đồng, Đồng Nai, Bình Phước, Bình Dương, Tp. Hồ Chí Minh và cuối cùng đổ ra cửa biển Vũng Tàu. Đây là con sông lớn với diện tích lưu vực khoảng 21.100 km2 . Đoạn sông Đồng Nai đoạn chảy qua Huyện Bắc Tân Uyên có chiều dài 58 km, có khả năng khai thác nước với lưu lượng 200.000m3 /ngày. Sơng Đồng Nai có giá trị lớn về giao thông vận tải, cung cấp nước cho khu công nghiệp, đô thị, du lịch, sản xuất nông nghiệp, đặc biệt đối với Bắc Tân Uyên, một vùng trồng cây công nghiệp và ăn trái quan trọng của tỉnh. Đồng thời, cát dưới lịng sơng là nguồn khoáng sản được khai thác cung cấp nguyên liệu xây dựng rất tốt, là nguồn lợi lớn cho tỉnh Bình Dương.
1.5. Các nguồn thải chăn ni
Ngành chăn nuôi đang phát triển với tốc độ rất cao để đáp ứng nhu cầu về thực phẩm ngày càng tăng của con người. Bên cạnh nhiều mặt tích cực, ngành chăn ni đã và đang gây ô nhiễm môi trường trầm trọng từ các chất thải mà chúng sinh ra. Bảo vệ mơi trường nói chung, mơi trường chăn ni nói riêng đang là một vấn đề lớn, được cả xã hội quan tâm.
Trong chăn ni có hai nguồn gây ô nhiễm nguồn nước, gồm:
- Nước thải sinh hoạt: phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt của người dân như tắm giặt, nấu nướng, vệ sinh,...với các thông số ô nhiễm đặc trưng BOD, TSS, N-tổng, N- NH4+, Coliform,...
- Nước thải chăn ni: phát sinh từ q trình vệ sinh chuồng trại, tắm vật ni, nước tiểu với các thành phần ô nhiễm đặc trưng gồm chất rắn lơ lửng, COD, BOD, TSS, N - tổng, N-NH4+, P – tổng, Coliform, vi sinh vật,...gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người và sinh vật sống khác nếu khơng được xử lý.
Hình 1.2. Nước thải phát sinh từ hoạt động chăn nuôi
1.5.2. Các nguồn gây ơ nhiễm mơi trường khơng khí
Trong hoạt động chăn ni, vấn đề ơ nhiễm khơng khí như phát tán khí thải gây mùi từ quá trình phân hủy phân động vật vào môi trường chứa nhiều H2S và NH3. Đặc biệt vấn đề nghiêm trọng hiện nay là phát thải khí nhà kính (KNK) làm ảnh hưởng ơ nhiễm khí quyển, hệ sinh thái và sức khỏe con người. Nguồn khí nhà kính phát sinh chủ yếu từ hoạt động chăn nuôi như:
- Phát thải KNK do quản lý phân, sử dụng năng lượng chất đốt phục vụ sinh hoạt và hoạt động chăn nuôi: sử dụng chạy phát điện sưởi ấm,...
- Phát thải KNK do q trình tiêu hóa của gia súc, gia cầm.