Nước là nhu cầu tất yếu cho sự sống và hoạt động của vi sinh vật. Hơn nữa, nước là môi trường cần thiết cho sự di chuyển của vi khuẩn, hoạt động của các enzym ngoại bào và thuỷ hoá các polyme sinh học, tạo điều kiện cho quá trình phân huỷ.
Tuy nhiên, việc duy trì quá nhiều nước trong hầm phân huỷ sẽ làm tăng thể tích hầm và trở nên cồng kềnh. Do đó, độ ẩm trong hầm phải được duy trì ở mức tối ưu. Ở Ấn Độ, đối với hầm biogas sử dụng phân bò, hàm lượng chất rắn tối ưu khoảng 9% (TS = 9%). Hàm lượng độ ẩm đối với các loại cơ chất khác nhau sẽ có sự khác nhau, tuỳ thuộc vào tính chất hoá học và khả năng phân huỷ sinh học của chúng. Theo các nghiên cứu cho thấy, hiệu suất của quá trình phân huỷ sẽ giảm khi hàm lượng TS tăng. Do đó, điều quan trọng là phải xác định hàm lượng TS tối ưu cho hỗn hợp nguyên liệu đầu vào theo từng loại nguyên liệu và từng kiểu hầm ủ khác nhau. Ví dụ như trường hợp nguyên liệu đầu vào là phân bò, có hàm lựơng TS 18%, do đó, phải hoà trộn với nước theo tỷ lệ 1:1 (về khối lượng) để đảm bảo hỗn hợp thu được có nồng độ TS 9%. Hỗn hợp phân bò dạng bùn nhão này sẽ dễ thao tác và tự chảy dễ dàng vào hầm phân huỷ.
Đối với các dạng hầm ủ mà nguồn nguyên liệu đầu vào là chất thải rắn như giấy loại, bã mía, sinh khối… với tỷ trọng tương đối thấp thì lực đẩy nổi từ các bọt khí bám chặt vào sẽ làm cho nguyên liệu nổi lên trên mặt hầm ủ, khi đó, quá trình phân huỷ sẽ không diễn ra được. Chính vì vậy, quá trình phân huỷ đòi hỏi phải có sự hiện diện của pha lỏng. Trong trường hợp nguyên liệu là sinh khối thải, nghiên cứu cho thấy, sinh khối bùn tươi sẽ phân huỷ dễ dàng hơn so với bùn khô.
Khi thành phần độ ẩm quá cao, điều đó có nghĩa là nhiệt độ chất thải thấp, kết quả là sản lượng biogas sinh ra sẽ giảm. Nếu thành phần độ ẩm quá thấp, các axit hoạt tính sẽ tích luỹ và gây trở ngại cho quá trình lên men. Đối với hầu hết các hệ thống hầm ủ biogas, tỷ lệ nguyên liệu thô đầu vào:nước lý tưởng phải đạt mức 1:1. Hàm lượng TS tối ưu khoảng 7 - 9%.
34
Hàm lượng TS trong nguyên liệu cấp
Sản lượng khí biogas sinh ra là phụ thuộc vào hàm lượng chất rắn trong nguyên liệu đầu vào và khả năng phân huỷ sinh học của chúng trong hầm phân huỷ. Hàm lượng TS càng cao, hầm phân huỷ sẽ có thể tích càng nhỏ và chi phí đầu tư hệ thống sẽ càng thấp.
Theo báo cáo của ESCAP (Economic and Social Commission for Asia and the Pacific), hầm biogas tại Ấn Độ, nồng độ chất rắn tối ưu trong hầm đạt khoảng 7 – 9%. Tuy nhiên, hệ thống được thiết kế với thể tích đủ để lưu chứa một lượng nước ít nhất có thể. Ví dụ: điểm thuận lợi của phân lợn (TS = 10 – 13%) là có thể cấp trực tiếp vào hầm phân huỷ mà không cần pha loãng với nước. Nếu phân đã được lưu trữ trong vài ngày, quá trình cấp liệu vào hầm phân huỷ phải bổ sung thêm nước. Đối với các dạng hầm phân huỷ dạng khô, từng mẻ, quá trình vận hành có thể sử dụng nguyên liệu có hàm lượng chất rắn lên đến 60%.
Hệ số tải trọng hữu cơ:
Đây là hệ số biểu thị lượng sinh khối cấp vào hầm phân huỷ, còn được gọi là hệ số tải trọng thể tích hữu cơ, được tính bằng đơn vị gVS/lít dung tích hầm phân huỷ.ngày (gVS/l/ngày). Hệ số tải trọng này có thể điều chỉnh bằng cách thay đổi hàm lượng chất rắn trong nguyên liệu đầu vào và lưu lượng cấp vào hầm. Trong thực tế, hàm lượng TS được giữ ổn định và do đó thông số lưu lượng sẽ được thay đổi.
35
2.2.4.6.Thành phần gây độc
Bảng 2. 9 Nồng độ tối đa cho phép của một số chất độc hại
Thành phần mg/lít
Sunfate (SO42-) 5.000
Natri Chlorua (NaCl) 40.000
Đồng (Cu) 100 Crom (Cr) 200 Niken (Ni) 200 – 500 Cianua (CN) < 25 ABS (hợp chất bề mặt) 40 ppm Amonia (N) 3.000 Natri (Na) 5.500 Kali (K) 4.500 Canxi (Ca) 4.500 Magie (Mg) 1.500
36
Chương 3 KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG CHẤT THẢI CHĂN NUÔI TẠI HUYỆN HÓC MÔN
3.1. Đánh giá tình hình chăn nuôi và VSMTNT
Qua thời gian đi khảo sát thực tế ở huyện Hóc Môn tôi thấy ở xã Xuân Thới Thượng và xã Đông Thạnh, huyện Hóc Môn, phần lớn các hộ chăn nuôi heo và bò sữa đang ngày đêm xả nước thải ra kênh rạch, xung quanh các cánh đồng hoang. Đa số những hộ ở đây chăn nuôi với quy mô nhỏ và chưa tập trung vào công tác xử lý chất thải chăn nuôi. Huyện hiện có hơn 2.899 hộ chăn nuôi, trong đó chăn nuôi heo và chăn nuôi bò là chủ yếu nhưng chỉ có khoảng hơn 772 hộ xây dựng hầm biogas. Đa số các hộ chăn nuôi nhỏ đều không có hầm biogas nên nước thải được xả trực tiếp ra ao hồ, kênh rạch.
Nguồn nước thải từ chăn nuôi của các hộ dân dù đã được hoặc chưa được xử lý qua hầm biogas cũng là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm tầng nước ngầm tại khu vực. Ngay cả nước thải từ chăn nuôi đã xử lý qua hầm biogas cũng đang làm ô nhiễm nguồn nước sông rạch. Việc xây dựng hầm biogas xử lý nước thải chưa thể xử lý tối đa chất gây ô nhiễm, còn việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải đối với các hộ chăn nuôi cá thể là điều không thể, khi mà chi phí cho một hệ thống xử lý này thấp nhất cũng cả tram triệu đồng.
3.2. Kết quảđiều tra về tình hình chăn nuôi và VSMTNT
3.2.1. Phương pháp thực hiện
3.2.1.1. Đối tượng
Thu thập số liệu vệ sinh môi trường hộ gia đình (cấp xã gồm 11 xã ).
3.2.1.2. Thu thập thông tin
Địa bàn
Điều tra thu thập thông tin trên địa bàn triển khai chương trình VSMTNT của thành phố ở huyện Hóc Môn (11 xã và thị trấn).
Tổ chức thực hiện
- Thời gian thu thập thông tin:10/05 - 25/06/2011 - Thực hiện : SV Huỳnh Văn Hoang
37
- Đơn vị cung cấp số liệu: Trung tâm nước sinh hoạt và Vệ sinh Môi trường Nông thôn.
3.2.1.3. Các khái niệm áp dụng trong điều tra thu thập thông tin
(Theo công văn số 3856/BNN-TL ngày 25/12/2008 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn về việc hướng dẫn triển khai thực hiện chỉ số theo dõi – đánh giá nước sạch và vệ sinh môi trường nông thôn)
- Chuồng trại chăn nuôi gia súc hợp vệ sinh: chuồng phải cách với nhà ở; chất thải gia súc phải được quản lý và xử lý hợp vệ sinh (xây hầm biogas).
- Hộ gia đình (theo định nghĩa của Tổng Cục thống kê) bao gồm tất cả những người trong hộ gia đình sống chung trong một căn nhà và có chung một quỹ chi tiêu.
Bảng 3.1 Tình hình chăn nuôi huyện Hóc Môn
(Theo số liệu Trung tâm nước sạch và VSMT nông thôn TPHCM)
Địa phương Số hộ chăn nuôi gia súc Số hộ có chuồng trại hợp vệ sinh Tỉ lệ % Huyện Hóc Môn 2.899 772 26,63
Nhận xét: Căn cứ vào bảng thống kê cho thấy huyện Hóc Môn có số lượng hộ chăn
nuôi gia súc khá cao, trong đó số hộ tập trung xử lý chất thải bằng công nghệ biogas vẫn còn thấp.
3.2.2. Phương pháp điều tra bằng bảng câu hỏi
Đây là phương pháp điều tra thông tin dưới dạng phiếu điều tra.
- Xây dựng phiếu điều tra: Phiếu điều tra được xây dựng dưới hình thức đặt câu hỏi trực tiếp đối với người dân bao gồm các phần: thiết kế xây dựng chuồng trại, xử lý chất thải, vệ sinh chuồng trại….
- Phương pháp đánh giá đựơc tình hình chung của hiện trạng chất thải chăn nuôi của các xã thuộc huyện Hóc Môn.
- Tiến hành điều tra: việc điều tra được tiến hành phỏng vấn trực tiếp người dân theo các nội dung trong phiếu điều tra đã được chuẩn bị trước.
38
- Thông qua 120 phiếu điều tra do tôi thực hiện điều tra khảo sát thực tế ở các xã chăn nuôi của huyện Hóc Môn cho thấy số hộ chăn nuôi ở đây khá cao nhưng việc áp dụng mô hình biogas trong chăn nuôi thì còn hạn chế. Có hộ chăn nuôi với số lượng lớn nhưng không có công nghệ biogas để xử lý mà xử lý hoàn toàn bằng phương pháp truyền thống như phơi khô lấy phân hoặc thải trực tiếp ra sông, hồ, kênh đào, mương… Nguồn nước thải chăn nuôi hiện xả trực tiếp ra hệ thống kênh rạch tại nhiều nơi ở Hóc Môn đang là nguy cơ đe doạ lớn đến chất lượng nước sinh hoạt của người dân ở đây. Điển hình là hộ ông Đặng Yên Đơn ở 368/50 ấp 1 xã Đông Thạnh huyện Hóc Môn với số lượng bò sữa lên đến 35 con nhưng không có công nghệ xử lý biogas mà chất thải chăn nuôi ở đây được thải trực tiếp ra ao hồ, sông gây ô nhiễm nguồn nước và vệ sinh môi trường nông thôn.
Hình 3.1 Nước thải trực tiếp ra sông, hồ, kênh đào
Qua điều tra khảo sát số hộ chăn nuôi heo, bò với số lượng lớn tập trung ở các xã Nhị Bình, Đông Thạnh, Thới Tam Thôn, Bà Điểm, Tân Hiệp, Tân Xuân và các xã còn lại với số lượng tương đối thấp như thị trấn Hóc Môn, Xuân Thới Đông, Tân Thới Nhị, Trung Chánh, Xuân Thới Sơn, Xuân Thới Thượng. Trước đây, đất đai còn rộng nên việc chăn nuôi khá thoải mái, vài năm gần đây các hộ chăn nuôi heo đã làm mùi hôi thối bốc lên và xả nước thải ra gây phiền toái cho người dân địa phương. Các xã Đông Thạnh, Thới Tam Thôn và một số xã có số lượng vật nuôi ít thì vẫn chưa có mô hình biogas và ít quan tâm tới việc xử lý chất thải chăn nuôi.
39
Một số nơi người dân đã xử lý chất thải bằng công nghệ biogas nhưng vẫn còn những hộ thải trực tiếp ra môi trường và một số người chăn nuôi sử dụng phân của gia súc để phơi khô bán nhằm kiếm thêm thu nhập. Việc này gây ảnh hưởng nhiều đến môi trường xung quanh và mất đi vẻ mỹ quan.
Hình 3.2 Phân của gia súc đem phơi khô
Riêng đa số các hộ ở thị trấn Hóc Môn và một số hộ chăn nuôi tiên tiến khác chủ yếu nuôi bò sữa vì nguồn lợi kinh tế mà nó đem lại do đó vấn đề vệ sinh sinh chuồng trại ở đây được các hộ chăn nuôi rất quan tâm và thực hiện tốt tương đối sạch sẽ. Thiết kế chuồng trại chăn nuôi ở đây hầu hết đạt tiêu chuẩn (thoáng mát, sạch, có vật ngăn cách…) nhưng hầu hết chuồng trại ở đây điều thiết kế gần nơi ở. Phần lớn những hộ ở đây đều có sử dụng công nghệ biogas vì công nghệ biogas mang lại lợi ích về kinh tế như sử dụng làm nguyên liệu nấu nướng, tiết kiệm năng lượng khí đốt, bên cạnh đó làm giảm ảnh hưởng đến vệ sinh môi trường. Đây cũng chính là xu hướng để phát triển ngành chăn nuôi ở nước ta nói chung và đìa bàn huyện Hóc Môn nói riêng.
40
Bảng 3.2 Kết quả phiếu điều tra tình hình chăn nuôi ở huyện Hóc Môn
STT Tên thị trấn/Xã Số phiếu điều tra Số lượng vật nuôi Loại vật nuôi Lượng chất thải bình quân Công nghệ biogas Phương pháp truyền thống
1 TT Hóc Môn 10 80 Bò sữa Vừa X
2 Xã Nhị Bình 10 190 Bò sữa+Heo Cao X
3 Xã Đông Thạnh 10 90 Bò sữa Vừa X X
4 Xã Thới Tam Thôn 10 120 Bò sữa Cao X
5 Xã Bà Điểm 10 68 Bò sữa+Heo Vừa X X
6 Xã Tân Hiệp 10 61 Bò sữa+Heo Cao X
7 Xã Tân Thới Nhì 10 63 Bò sữa Vừa X
8 Xã Tân Xuân 10 53 Bò sữa Cao X
9 Xã Trung Chánh 10 56 Bò sữa Vừa X
10 Xã Xuân Thới Đông 10 96 Bò sữa Vừa X X
11 Xã Xuân Thới Sơn 10 68 Bò sữa Vừa X X
12 Xã Xuân Thới Thượng 10 60 Bò sữa Cao X
3.2.3. Phương pháp phỏng vấn, tham khảo ý kiến
Soạn sẵn các câu hỏi để người dân điền vào hoặc phỏng vấn trực tiếp rồi ghi lại các thông tin chính. Đi tới tất cả các xã của huyện. Tại mỗi xã phỏng vấn ít nhất 10 hộ chăn nuôi ngẫu nhiên
41 3.2.4. Phương pháp thu nhập số liệu Bảng 3.3 Bảng tổng hợp số liệu VSMT STT Tên huyện/Xã Số hộ Chăn nuôi gia súc Số hộ chăn nuôi HVS Tỷ lệ % I HUYỆN HÓC MÔN 68,632 2,899 772 26.63 1 Thị trấn Hóc Môn 3,903 60 51 85.00 2 Xã Bà Điểm 10,026 231 94 40.69 3 Xã Đông Thạnh 7,964 819 3 0.37 4 Xã Nhị Bình 2,585 197 74 37.56 5 Xã Tân Hiệp 5,577 240 5 2.08 6 Xã Tân Thới Nhì 4,417 121 52 42.98 7 Xã Tân Xuân 2,727 262 4 1.53
8 Xã Thới Tam Thôn 10,047 418 252 60.29
9 Xã Trung Chánh 6,567 122 6 4.92
10 Xã Xuân Thới Đông 4,785 68 7 10.29
11 Xã Xuân Thới Sơn 3,510 176 40 22.73
12 Xã Xuân Thới Thượng 6,524 185 184 99.46
3.3. Kết quả khảo sát đánh giá hiện trạng xử lý chất thải nông nghiệp bằng công nghệ biogas ở huyện Hóc Môn
Hầu hết trình độ chuyên môn về ngành chăn nuôi của người dân ở huyện Hóc Môn còn thấp, chỉ có những hộ quy mô trang trại lớn với số lượng gia súc lớn thì biết áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật vào chăn nuôi còn các hộ chăn nuôi ít thì phụ thuộc vào các phương pháp truyền thống, ít có sự đầu tư.
Theo số liệu khảo sát toàn huyện có khoảng 26,63 % số các hộ chăn nuôi ở đây sử dụng công nghệ biogas trong việc xử lý chất thải. Riêng ở xã Nhị Bình có 197 hộ chăn nuôi có khoảng 6,79 % số hộ có sử dụng công nghệ biogas. Bên cạnh đó những hộ chăn
42
nuôi nhỏ lẻ thì chưa có hầm xử lý biogas và chưa biết hết lợi ích của biogas hoặc không biết đến công nghệ biogas như ở xã Tân Xuân có 262 hộ chăn nuôi có khoảng 1,563 % số hộ có sử dụng công nghệ biogas.
3.4. Đề xuất các giải pháp cải thiện, nâng cao hiệu quả tận dụng chất thải
Chăn nuôi lợn luôn phải đối mặt với lượng chất thải rất lớn và mùi khó chịu. Nguyên nhân là do lợn thải khoảng 2 kg phân /con/ngày nhưng hiện naychăn nuôi lợn với quy mô công nghiệp, lượng thức ăn tinh nhiều nên phân thường có mùi hôi nồng nặc, rất khó chịu. Chưa kể chất độn chuồng trong chăn nuôi lợn không được xử lý triệt để sẽ làm ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của đàn lợn và đặc biệt là sức khỏe người chăn nuôi, dân cư xung quanh đồng thời ảnh hưởng tới thành phần cơ giới đất, gây hiện tượng phì dưỡng, ảnh hưởng tới chất lượng nước ngầm, ô nhiễm không khí,...
Do những yêu cầu cấp thiết đó cần phải có những giải pháp nhằm cải thiện và nâng cao hiệu quả của việc xử lý chất thải trong chăn nuôi.
Trước hết nên tổ chức các lớp tập huấn về việc sử dụng công nghệ biogas trong xử lý chất thải, đồng thời nâng cao ý thức bảo vệ môi trường của người dân nơi đây.
Đã có nhiều biện pháp xử lý chất thải trong chăn nuôi lợn như phương pháp sử dụng khí sinh học bằng hầm Biogas, ủ phân yếm khí,... nhưng mỗi phương pháp đều có những nhược điểm của nó nên chưa thực sự giải quyết triệt để và thuận tiện trong việc sử dụng. Hiện có một phương pháp được giáo sư Ngô Kế Sương (Viện Sinh học nhiệt đới) cùng các cộng sự giới thiệu với nhiều điểm ưu việt. Đây là phương pháp không hề sử dụng hóa chất, hoàn toàn dựa vào sự lọc tự nhiên nhờ vào vai trò của các vi sinh vật dựa trên sự thiết kế các bể lọc để chất thải tự chảy qua từng khâu xử lý nhằm giảm dần sự ô nhiễm, cuối cùng là có thể tái sử dụng sản phẩm an toàn.
Đầu tiên phải thu gom phân, nước tiểu, nước rửa chuồng và nước tắm lợn vào một bể lớn. Trong bể này, các vi sinh vật hiếu khí và kỵ khí sẽ phân huỷ một phần chất thải