Chương 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
4.4. Đề xuất các giải pháp quản lý bảo vệ môi trường trong chăn nuôi lợn trên địa bàn tỉnh Hòa Bình
4.4.2. Các giải pháp quản lý bảo vệ môi trường đối với các cơ sở chăn nuôi
a. Cơ sở chăn nuôi quy mô nhỏ
Cơ sở chăn nuôi có quy mô dưới 100 con có lượng nước thải vào khoảng dưới 3 m3/ngày.đêm. Đối với các hộ chăn nuôi quy mô nhỏ với công suất xả thải như trên, thông thường trên địa bàn khảo sát đã có trang bị bể biogas để thu gom nước thải. Tuy nhiên, chất lượng nước thải đầu ra sau bể biogas trước khi thải ra môi trường vẫn chưa đạt theo quy chuẩn xả thải cho phép.
Đối với các hộ này, nên đề xuất bổ sung thêm ao sinh học (ao ổn định nước thải tùy tiện). Đối với hồ sinh học, các hộ nên đào ao có thể tích khoảng 20 m3 (sâu khoảng từ 1 ~ 1,5 m) có lót màng chống thấm HDPE. Ao này sẽ đóng vai trò xử lý kết hợp cả hiếu khí và kỵ khí, độ sâu thích hợp cho sự phát triển của tảo và các vi sinh vật tùy nghi, ban ngày có ánh sáng có quá trình chính là hiếu khí, ban đêm là kỵ khí. Các hộ có thể nuôi cá, trồng rau muống hoặc nuôi bèo ngay tại hồ.
Hình 4.27. Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý chất thải chăn nuôi kết hợp sản xuất khí sinh học và nuôi cá trong hộ chăn nuôi quy mô nhỏ
b. Cơ sở chăn nuôi tập trung với quy mô vừa
Cơ sở chăn nuôi có quy mô từ 100 con đến 500 con có lượng nước thải vào khoảng 3 - 15 m3/ngày.
Đối với các hộ chăn nuôi quy mô cỡ vừa, đề xuất quy trình xử lý bao gồm bể kỵ khí kết hợp ngăn lắng, và hồ sinh học hiếu khí. Nước thải từ hệ thống bể Biogas đã có được tách ra một phần, đưa về bể thu gom kết hợp bể kỵ khí có ngăn lắng, được thiết kế phù hợp với thời gian lưu hơn 3h, có lắp đặt màng ngăn lớp váng, bước này sẽ xử lý khoảng 30 - 50% SS, 15 - 25% BOD.
Nước sau bể này tự chảy sang hồ sinh học và được xử lý bởi các quá trình thủy sinh học tự nhiên nhằm giảm thiểu các chất ô nhiễm. Nước sau bể sinh học hiếu khí có thể sử dụng để tưới cây và các mục đích khác.
Hình 4.28. Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý chất thải chăn nuôi trong hộ chăn nuôi quy mô vừa
Kích thước các công trình:
+ Bể kỵ khí: Bể kỵ khí kết hợp ngăn lắng, kích thước bể 2x2,5x1,5 (m) Phân hủy
hiếu khí
Biogas Hồ sinh
Bể lắng học Thải ra
môi trường
+ Hồ sinh học: Xây dựng hồ sinh học tùy tiện kích thước 10x4x1,2 (m).
c. Cơ sở chăn nuôi tập trung quy mô lớn
+ Đề xuất đối với trang trại từ 500 - 1.000 đầu lợn, có hồ sinh học:
Với các trang trại thải ra ≤ 30 m3 nước thải/ngày.đêm (≤ 1.000 lợn).
Nếu trang trại có hồ sinh học (≥ 1.000 m2): Áp dụng công nghệ biogas phủ bạt hiện hành (1.000 m3, thời gian lưu tối thiểu 40 ngày) + sục khí + ao lắng + hồ sinh học, sau đó thải ra môi trường. Cần bơm vét bùn từ biogas định kỳ dùng sản xuất phân bón.
Có thể đưa một số cây như rau muống vào bè nổi để thu sinh khối sử dụng làm thức ăn chăn nuôi, tăng thu nhập bù chi phí. Nước sau xử lý có thể tái sử dụng cho tưới cây, rửa chuồng.
MT
Hình 4.29. Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý chất thải chăn nuôi trong hộ chăn nuôi quy mô lớn, có hồ sinh học
+ Đề xuất đối với trang trại từ 1.000 - 2.000 lợn trở lên, với lượng nước thải trung bình từ 50 - 60 m3/ngày đêm:
Hình 4.30. Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý chất thải chăn nuôi trong chăn nuôi quy mô từ 1.000 - 2.000 đầu lợn trở lên
NT Hầm
Biogas
Ao Sục
khí Aeroten
Ao lắng Ao sinh học
Bể lắng, lọc
Phân huỷ
thiếu khí Aeroten
Biogas
Hồ sinh học
Thải ra MT Bể lắng
Bùn tuần hoàn
Tùy vào lưu lượng thải và diện tích đất có thể bổ sung thêm 1 - 2 đơn nguyên Biogas để tăng hiệu quả xử lý nước thải.
Các thông số của hệ thống như sau:
+ Bể Biogas: Hệ thống bể Biogas gồm 2 hầm có thể tích mỗi hầm là 30 m3;
+ Bể thiếu khí: Thể tích bể 12,6 m3; kích thước bể: BxLxH = 2,0x1,8x3,5 (m). Thời gian lưu nước 4,0 h;
+ Bể Aeroten: Kích thước bể: BxLxH = 3,6x2,0x3,5 m; lớp nước trong bể là 3,1 m.Thời gian làm thoáng 7 - 8 giờ;
+ Bể lắng: Thời gian lắng 1,5h (trong bể có bố trí bơm bùn tuần hoàn).
4.4.2.2. Đề xuất một số biện pháp giảm thiểu khác
a. Sử dụng bổ sung chế phẩm sinh học hoặc hồ sinh học sau biogas - Kỹ thuật sử dụng các vi sinh vật có ích (EM) để xử lý chất thải của lợn.
Công nghệ sử dụng EM trong chăn nuôi đã và đang là một trong những hướng đi được nghiên cứu và phát triển nhiều ở những năm gần đây. Với những hộ chăn nuôi tập trung, lượng phân sinh ra rất lớn. Vì thế làm thế nào để xử lý phân hiệu quả, nhanh, đạt tiêu chuẩn phân bón và vệ sinh thú y là rất cần thiết cho việc giải quyết ô nhiễm môi trường cho cộng đồng khu vực.
Việc sử dụng các chế phẩm EM sẽ làm tăng cường khả năng xử lý phân vừa rút ngắn thời gian ủ vừa thỏa mãn các yêu cầu về vệ sinh thú y và tái sử dụng chất thải chăn nuôi.
Hiện có nhiều chế phẩm sinh học được sử dụng hiệu quả trong ngành chăn nuôi. Ví dụ: Việc sử dụng chế phẩm sinh học Openamix - LSC với mức 3 - 4 lít Openamix - LSC/1 tấn phân lợn giúp hạn chế thất thóat amoniac, tăng hàm lượng đạm tổng số, tăng hàm lượng phốt pho và kali tổng số trong đống phân ủ. Việc bổ sung chế phẩm sinh học Openamix - LSC rất có hiệu quả trong việc nâng cao hàm lượng khoáng trong khối ủ. Phương pháp ủ hiếu khí làm phân lợn nhanh hoai, có thời gian ủ chỉ trong vòng 28 ngày ngắn hơn nhiều so với ủ hiếm khí.
Quy trình kiểm soát và các hệ thống xử lý chất thải có ảnh hưởng rất lớn đến những thay đổi trong thành phần amino axit trong phân lợn. Nhiều nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng phương pháp xử lý phân lợn với nước rửa và nước uống đã có EM đã cải tiến một cách đáng kể hàm lượng các amino axit, đặc biệt là các amino axit thiết yếu trong phân lợn khô. Thêm vào đó, phân lợn được xử lý chỉ với nước rửa có EM chứa một lượng amino axit nhiều hơn tương đối so với phân lợn chưa được xử lý và cũng an toàn hơn với môi trường chứa đựng chất thải của trại lợn đó.
- Phương pháp xử lý phân lợn tổng hợp sử dụng quy trình lọc sinh học BIOSORTM (Comprehensive pig manure treatment using the BIOSORTM biofiltration process):
Ngày nay, sự gia tăng của các tiêu chuẩn nghiêm ngặt và ý thức ngày càng được nâng cao của cộng đồng về các vấn đề môi trường đã và đang dẫn đến sự gia tăng nghiên cứu về các phương pháp xử lý phân lợn ở nhiều quốc gia khác nhau. Trong các nghiên cứu về xử lý phân lợn, phương pháp sử dụng đệm lọc sinh học tỏ ra là một phương pháp rất đáng tin cậy trong xử lý và tái sinh chất lỏng và chất khí thải ra từ các trại chăn nuôi lợn.
Liên quan đến tiềm năng của công nghệ này, nhiều nghiên cứu và phát triển với quy mô sản xuất đã và đang được tiến hành để chứng minh rằng quy trình xử lý BIOSORTM là một phương pháp hiệu quả trong việc xử lý phân lợn và mùi tại các trang trại nuôi lợn.
Cơ sở của phương pháp lọc sinh học là đưa nước thải và khí thải đi qua một máy lọc có chứa một tầng đệm hữu cơ. Để loại bỏ các tác nhân gây ô nhiễm, lớp đệm hữu cơ này có thể thực hiện theo 2 cách, thứ nhất đóng vai trò như một chất nhựa tự nhiên có chức năng lưu giữ chất gây ô nhiễm; thứ hai là làm môi trường cho các vi sinh vật có thể biến đổi các vật chất được giữ lại trong lớp đệm. Các chất gây ô nhiễm được chuyển hóa thành CO2 và H2O do hoạt động của các vi sinh vật. Bộ phận cấu thành lớp đệm, đặc biệt là lignin
và các axit hữu cơ, có chứa nhiều nhóm chức phân cực như: rượu, phenol, aldehit, xeton, axit và ete. Đặc tính phân cực này làm các phân tử hữu cơ và các kim loại chuyển tiếp có khả năng hấp phụ tốt. Tính hấp phụ cũng có liên quan đến các yếu tố như cấu trúc lỗ rỗng, tính dẫn điện (đối với hấp phụ vật lý).
Trước tiên trong quá trình xử lý phân lợn người ta chia phân lợn thành các pha lỏng và pha rắn trong một bể phân hủy - bể lắng gạn kết hợp có dung tích 1.200 m3 (thực chất là một thùng chứa được lắp ráp lại). Bùn lắng (thường chiếm từ 15 - 20% tổng thể tích phân thải ra) được ổn định và khử mùi bằng quá trình xử lý yếm khí. Lượng chất lỏng còn lại (chiếm từ 80 - 85%) được dẫn vào một máy lọc thô có thể tích 8 m3, máy này được cấu tạo từ các vật liệu tự nhiên có cấu trúc thô. Tiếp theo đó, phần lỏng được bơm lên bề mặt của tầng lọc sinh học thể tích 400 m3 được cấu tạo từ một lớp đệm hữu cơ nhiều lớp (vỏ bào, than bùn và vỏ cây). Để đáp ứng các quy chuẩn hiện tại, nước phân đã qua xử lý được lưu trữ trong những thùng chứa trước khi được sử dụng làm nước rửa hay dùng để tưới ruộng. Không khí bị nhiễm mùi của các chuồng nuôi cũng đồng thời được dẫn vào máy lọc sinh học; sau khi xử lý nó được hồi lưu trở lại khu chuồng nuôi.
Các kết quả từ nghiên cứu về kỹ thuật này đã chỉ ra rằng máy lọc sinh học với lớp đệm hữu cơ (BIOSORTM) là một phương pháp sinh học rất đáng tin cậy để xử lý nước và khí thải từ các trang trại nuôi lợn. Thực tế thì kỹ thuật BIOSORTM đã được sử dụng để xử lý phân lợn trên toàn thế giới. Kỹ thuật này có thể làm giảm lượng chất gây ô nhiễm trong phân lợn tới hơn 90%
và loại bỏ gần 95% lượng mùi hôi thóat ra từ chuồng nuôi, kho chứa, từ quá trình vận chuyển và rải phân. Hệ thống BIOSORTM được lắp đặt trực tiếp tại trại nuôi mà không làm ảnh hưởng đến quá trình sản xuất của trang trại. Nó cũng cho phép tái sử dụng các hệ thống đã lắp đặt trước.
Sau khi xem xét các kết quả nghiên cứu trên, giới khoa học thế giới có thể khẳng định một điều rằng quy trình xử lý BIOSORTM là một kỹ thuật
đáng tin cậy, đơn giản và hiệu quả, là một giải pháp mang tính toàn cầu nhằm xử lý các vấn đề về môi trường do chất thải của lợn gây ra. Do đó, từ nay kỹ thuật này có thể giải quyết cơ bản những lo ngại của con người nảy sinh trong quá trình phát triển ngành chăn nuôi lợn.
Trong các nghiên cứu về xử lý phân lợn, quy trình xử lý BIOSORTM là một phương pháp hiệu quả trong việc xử lý phân lợn và mùi tại các trang trại nuôi lợn.Hệ thống này bao gồm một bể phân hủy - bể lắng gạn kết hợp, một bộ lọc trước bảo vệ và một máy lọc sinh học hoạt động kép.
b. Xây dựng chuồng trại chăn nuôi sử dụng lớp đệm lót sinh học để xử lý mùi
- Xây dựng nền chuồng:
Nền chuồng được chia làm 2 phần: Phần chứa đệm lót chiếm 2/3 diện tích ô chuồng, có chiều sâu khoảng 50 - 60 cm; phần lát gạch hoặc láng xi măng chiếm 1/3 diện tích. Nếu nền chuồng đã được xây dựng thì tiến hành cải tạo: dùng máy cắt 2/3 diện tích bê tông chuồng, đào sâu 50 - 60 cm. Phần còn lại 1/3 diện tích ô chuồng giữ nguyên.
- Chuẩn bị nguyên vật liệu dùng cho 1 m2 đệm lót gồm:
+ Mùn cưa, vỏ trấu: Cứ mỗi m2 làm đệm lót cần 1 m3 (gồm 2/3 là mùn cưa và 1/3 vỏ trấu) nguyên liệu phải sạch, không độc hại được phơi nắng khô 1 tuần trước khi làm đệm lót;
+ Ngô nghiền nhỏ: 1,8 kg/m2; + Men vi sinh: 0,1 kg/m2. - Cách làm đệm lót như sau:
+ Bước 1: Tạo nước men: Ngâm 0,8 kg bột ngô + 50 gam men vi sinh vào 10 lít nước khấy đều để khoảng 1 - 2 giờ, rồi đậy kín và ủ ấm 2 ngày, sau đó ta mở nắp ra thấy có mùi men bốc lên;
+ Bước 2: Tạo hỗn hợp bột: Sau 2 ngày lấy 1 kg ngô nghiền + 50 gam men vi sinh trộn đều với một ít nước men (bước 1) trộn đều bảo đảm độ ẩm
vừa phải không ướt, không khô để rải trên nền đệm lót. Sau khi tạo hỗn hợp bột xong tiến hành làm đệm lót;
+ Bước 3: Làm nền đệm lót: Gồm 3 lớp.
Lớp 1: Cho mùn cưa (hoặc trấu) vào nền chuồng làm đệm lót có độ dày 20 cm sau đó tưới nước sạch, trộn đều bảo đảm độ ẩm vừa phải không khô và không ướt, đồng thời tưới 5 lít nước men và rắc 0,5 kg bột hỗn hợp (bước 2) trên nềm đệm lót và đảo đều.
Lớp 2: Cho tiếp mùn cưa vào nền chuồng dày 20 cm và phun nước, trộn đều bảo đảm độ ẩm vừa phải không khô và không ướt, đồng thời tưới 3 lít nước men và rắc 0,25 kg bột hỗn hợp (bước 2) trên nềm đệm lót và đảo đều.
Lớp 3: Cho tiếp mùn cưa vào nền chuồng dày 20 cm và phun nước trộn đều bảo đảm độ ẩm vừa phải không khô và không ướt đồng thời tưới số nước men còn lại và rắc số bột hỗn hợp còn lại (bước 2) trên nền đệm lót và đảo đều, dẫm nhẹ bề mặt đệm lót, sau đó phủ bạt kín.
+ Bước 4: Thả lợn: Sau 3 - 5 ngày đậy bạt, ta mở bạt ra và kiểm tra độ ấm trong nền chuồng thấy ấm tay thì cào xới lên, sau 60 phút thì cho lợn vào.
c. Điều chỉnh thành phần trong khẩu phần ăn
Một nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm 3 công thức phối trộn, với các kết quả thu được qua thử nghiệm, họ đã chọn bài thuốc có ký hiệu là CP2, bài thuốc đã cho hiệu quả tốt nhất có thành phần như sau: Mạch nha (25%), sơn trà (15%), thần khúc (20%), sử quân (5%), xa tiền (5%), ngưu tất (30%). Sử dụng chế phẩm CP2 với liều lượng 1.000 g CP2/1 tấn thức ăn hỗn hợp cho nuôi lợn thịt sẽ cho khối lượng tăng trọng/ngày cao hơn đối chứng là 4,42%, tiêu tốn thức ăn/kg tăng trọng thấp hơn 9,58%; chi phí thức ăn/kg tăng trọng giảm 7,89%. Đối với chăn nuôi lợn nái nuôi con, sử dụng CP2 với liều lượng như trên cho kết quả: Đã góp phần làm giảm đáng kể mùi hôi của chuồng nuôi lợn; ở chuồng nuôi lợn thịt, hàm lượng NH3 giảm 41,30% và hàm lượng
H2S giảm 44,44% so với lô đối chứng. Ở chuồng nuôi lợn nái sinh sản, NH3 giảm 45,26%, H2S giảm 43,90% so với lô đối chứng.
Một nghiên cứu khác đã cho lợn vỗ béo ăn 4 khẩu phần ăn khác nhau:
KP1 dựa trên cơ sở là ngũ cốc; KP2 dựa trên cơ sở các phụ phẩm nông nghiệp; KP3 dựa trên cơ sở sắn củ và KP4 dựa trên cơ sở là bột củ cải đường.
Phân và nước tiểu của lợn được thu để đánh giá mức độ phát xạ NH3. Các kết quả thu được đã cho thấy: Với các khẩu phần ăn khác nhau đã làm cho pH của hỗn hợp phân và nước tiểu của lợn, tương ứng với 4 khẩu phân trên là 8.90, 8.80, 8.83 và 8.07 (P,0.001) và mức thóat NH3 ra môi trường tương ứng là 32.7, 30.1, 31.1 và 17.12 mol (P,0.001). Hệ số tương quan thu được giữa pH của hỗn hợp thải và lương NH3 thóat ra là r = + 0.83. Như vậy, rõ ràng có thể điều chỉnh thành phần của khẩu phần ăn ở lợn để làm giảm pH của hỗn hợp thải, nhờ đó mà có thể giảm thiểu sự thoát NH3 ra môi trường.
KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
- Hiện trạng chăn nuôi lợn: Ngành chăn nuôi lợn tỉnh Hòa Bình nói riêng và cả nước nói chung một vài năm gần đây đã có biến động do thị trường giá lợn không ổn định. Giai đoạn 2016 - 2019, tốc độ tăng trưởng ngành chăn nuôi lợn bị giảm sút, nguyên nhân là do giá lợn hơi lao dốc (có thời điểm đạt 18.000/kg) và ảnh hưởng của dịch tả Châu Phi. Nhiều cơ sở phải hoạt động cầm chừng, hoặc dừng hoạt động, treo chuồng, có cơ sở phải chuyển đổi loại hình hoạt động. Sang đầu năm 2020, giá lợn hơi tăng cao, thị trường có dấu hiệu khởi sắc, tuy nhiên để phục hồi đàn lợn về mức ban đầu còn mất nhiều thời gian và kinh phí.
Chăn nuôi lợn trên địa bàn tỉnh, chăn nuôi nông hộ chiếm chủ đạo, trung bình một vài năm gần đây chiếm khoảng 87% tổng đàn lợn của tỉnh.
Chăn nuôi tập trung trang trại, gia trại mặc dù đã có bước phát triển mạnh nhưng vẫn chiếm tỷ lệ thấp. Tính đến năm 2020, trên địa bàn tỉnh Hòa Bình có khoảng 52 trang trại chăn nuôi lợn tập trung chăn nuôi lợn, trong đó, có 42 trang trại đang hoạt động với quy mô từ vài trăm đến vài nghìn con.
- Công tác vệ sinh môi trường:
+ Đối với chăn nuôi nông hộ: Công tác xử lý môi trường đối với chất thải phát sinh chưa được các nông hộ quan tâm. Phần lớn chất thải được sử dụng trực tiếp bón cho cây trồng hoặc thải trực tiếp ra môi trường;
+ Đối với các trang trại chăn nuôi tập trung: Cơ bản các cơ sở đã quan tâm đến vấn đề xử lý các chất thải phát sinh, xây dựng các công trình xử lý theo các hồ sơ môi trường như: Báo cáo ĐTM/CKBVMT/KHBVMT/
ĐABVMT được cấp có thẩm quyền phê duyệt, xác nhận; thực hiện quan trắc môi trường định kỳ, quản lý chất thải (thu gom, xử lý); Tuy nhiên, phần lớn hệ thống xử lý được đầu tư chưa đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật… chất lượng nước thải sau xử lý chưa đảm bảo đủ điều kiện xả thải, cần có giải pháp khắc phục.