CHƯƠNG III NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. Cơ sở lý luận
3.1.4. Một số phương pháp xử lý chất thải chăn nuôi
- Quản lý và xử lý chất thải chăn nuôi nhằm hạn chế ô nhiễm môi trường. Chất thải chăn nuôi đặc biệt là phân và nước tiểu gia súc sau khi được thải ra thì khả năng ô nhiễm còn thấp. Khả năng này chỉ tăng khi phân và nước tiểu gia súc được để lâu trong môi trường bên ngoài. Do đó để giải quyết kịp thời khả năng ô nhiễm thì chúng ta phải quản lý và xử lý chất thải chăn nuôi ngay từ lúc mới thải ra môi trường bằng một số biện pháp như: Thu gom, vận chuyển, lưu trữ, xử lý.
Phân và nước tiểu sau khi gia súc thải ra phải được thu gom và vận chuyển ra khỏi chuồng trại chăn nuôi càng sớm càng tốt để tránh vấy bẩn ra chuồng trại và gia súc đồng thời tránh tạo mùi hôi thối trong chuồng nuôi làm thu hút ruồi muỗi tới, thuận tiện cho việc dọn rửa chuồng trại, tiết kiệm điện nước. Tuỳ theo tình trạng của phân mà ta có thể thu gom bằng cách hốt phân rắn hay xịt cho phân heo trôi theo dòng chảy vào những thời điểm nhất định trong ngày.
Việc thu gom vận chuyển chất thải có thể dùng nước bơm xịt trôi theo đường cống thoát hay dùng thùng chứa (phân lỏng) hoặc có thể dùng sọt, bao, thùng xe để vận chuyển phân rắn.
19
Nơi lưu trữ phân phải là hố chứa, bể lắng, thùng đựng được đậy kín hay bao kín để xử lý chuyên biệt. Nơi lưu trữ phân phải cách biệt với chuồng trại chăn nuôi để tránh ảnh hưởng đến sức khoẻ gia súc.
Việc xử lý chất thải chăn nuôi chấp nhận được trong điều kiện chăn nuôi tự phát như hiện nay do khoảng không gian giữa khu chăn nuôi và khu dân cư càng bị thu hẹp thì một hệ thống xử lý chất thải chăn nuôi phải được thiết kế đúng tiêu chuẩn kĩ thuật và phải có thiết bị sử dụng phế thải dạng rắn và lỏng ở công đoạn cuối cùng sau khi được thải vào môi trường tuỳ theo điều kiện kinh tế của từng cơ sở và các hộ chăn nuôi mà đưa vào áp dụng cụ thể như:
a) Sản xuất phân bón hữu cơ từ phân gia súc
Phương pháp sản xuất phân bón hữu cơ từ phân gia súc đã có từ rất lâu đó là phương pháp ủ phân hiếu khí (composting). Phương pháp này được dựa trên quá trình phân huỷ các chất hữu cơ có từ trong phân dưới tác dụng của vi sinh vật có trong thành phần của phân, tính chất và giá trị của phân bón phụ thuộc vào quá trình ủ phân, phương pháp ủ và kiểu ủ.
- Ủ phân hiếu khí (composting)
Nhằm xử lý nguồn chất thải rắn trong chăn nuôi, có thể áp dụng trong chăn nuôi công nghiệp với số lượng chất thải lớn. Trong khi ủ phân có rất nhiều vi sinh vật tiến hành công phá các chất celllose, glucose, protein, lipid có trong thành phần của phân chuồng. Qúa trình này gồm hai sự kiện: phá vỡ các hợp chất không chứa N và sự khoáng hoá các hợp chất có N. Chính do sự phân huỷ này mà thành phần phân chuồng luôn bị biến đổi, có nhiều loại khí như: H2, CH4, CO2, NH3…. Và hơi nước thoát ra làm cho đống phân ngày càng giảm khối lượng
Qúa trình ủ phân có 4 giai đoạn biến đổi:
- Giai đoạn phân tươi
- Giai đoạn phân hoai dang dỡ - Giai đoạn phân hoai
- Giai đọan phân chuyển sang dạng mùn
Các cách ủ phân
- Ủ nóng (ủ tơi): Phân để thành từng đống sao cho tơi, xốp, thoáng khí, giữ ẩm 50 -60%, ở ẩm độ này nhiệt độ trong đống ủ sẽ lên cao 60 -700C, phân mau hoai, diệt cỏ dại, diệt mầm bệnh nhưng mất nhiều N.
- Ủ nguội (ủ chặt): phân được đổ thành đống nén chặt đảm bảo đống phân tiến hành ủ trong điều kiện yếm khí, ở ẩm độ 50 – 60% nhiệt độ đống phân không lên cao quá 350C. Trong điều kiện này CO2 thoát ra kìm hãm sự hoạt động của vi sinh vật, phân lâu hoai, không diệt được mầm bệnh và cỏ dại nhưng giử được N.
- Ủ hổn hợp (ủ nóng trước sau đó ủ nguội): Đối với phân chuồng có nhiều rác độn, hạt cỏ dại, mầm bệnh cần ủ tơi xốp 5 -7 ngày để nhiệt độ lên đến 60 - 700C, phân mau huỷ sau đó nén chặt lại nhiệt độ sẽ hạ xuống dần còn khoảng 350C hạn chế mất N.
b) Bể lắng
Cấu tạo vận hành: Nước thải được chảy qua lưới lọc 1x1 hay 1,5x1,5 để loại bỏ cặn lớn. Sau đó, nước thải được cho chảy vào bể lắng 3 ngăn (thường xây bằng xi măng ) có ngăn 1 sâu 2,5 – 3m. Ngăn thứ 2 sâu 1,2 – 1,5 m và ngăn 3 sâu <1m. Nước được luân chuyển theo kiểu tràn.
Chức năng của bể lắng là giảm đi phần lớn các phần rắn trong nước thải nhưng giải quyết không triệt để các tác nhân gây bệnh trong nước thải.
Trung bình 1m3 xử lý cho dưới 10 heo trưởng thành, hoặc dưới 50 heo con.
Yêu cầu vận hành: đạnh kì lấy bùn lắng trong các bể (2 -3 lần/tháng) sử dụng làm phân bón.
c) Thùng sục khí (Aerotank)
Sau khi nước thải cho qua bể lắng, nước thải được chuyển vào một thùng được sục khí tạo thành quá trình lên men hiếu khí.
Quá trình này làm giảm lược các phần lơ lững trong nước, giảm một số vi sinh có hại. Ưu điểm là thiết kế gọn, cần diện tích vận hành nhỏ nhưng giá thành cao.
d) Khử mùi hôi chuồng trại
Sự hình thành khí chuồng nuôi chủ yếu trong quá trình thối rữa của phân do các vi sinh vật gây thối, quá trình này ngoài NH3 và H2S còn có một số khí trung gian được hình thành góp phần vào việc tạo mùi hôi cho chuồng nuôi.
21
Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều phế phẩm để khử mùi hôi trong chăn nuôi, càng ngày các phế phẩm vi sinh được sử dụng nhiều trong chăn nuôi vì nó khá thân thiện với môi trường.
Bảng 3.7. Các Loại Phế Phẩm Khử Mùi Hôi trong Chăn Nuôi
STT Tên sản phẩm Bản chất sản phẩm Tác dụng Xuất sứ 1 Deodorase Chất trích từ cây yacca Gỉam khả năng sinh NH3
Thái Lan, Đức 2 Desarsaponi 30 Chất trích từ cây yacca Gỉam khả năng sinh NH3 Hoa Kì 3 EM Tổ hợp vi sinh
đa chủng
Tăng hấp thu thức ăn, giảm
bài tiêt dưỡng chất Nhật Bản
4 EMC Thảo mộc khoáng chất
thiên nhiên Gỉam sinh NH3, H2S, SO2, giải độc trong ống tiêu hoá
Việt Nam
5 Kemzym Enzym tiêu hoá Tăng hấp thu thức ăn, giảm bài tiết dưỡng chất
Thái Lan, Đức 6 Pyrogreen Hoá sinh tự nhiên Gỉam khả năng sinh NH3 Đại Hàn 7 Yeasac Tế bào men
Saccharomyces
Tăng hấp thu thức ăn, giảm bài tiết dưỡng chất Đức 8 Lavedoe Hoá chất Diệt dòi phân Thái Lan,
Đức 9 Manure
management Hoá chất
Thúc đẩy phân huỷ chất thải giảm thiểu mùi hôi, ruồi nhặng
Việt Nam
Nguồn: Bùi Xuân An và CTV (2000).
- Giới thiệu về Multienzym manure management
Đây là một công nghệ men vi dưỡng. Nó là một sản phẩm lên men được sản xuất và đóng gói tại công ty TNHH NÔNG VIỆT. Địa chỉ A4 Ung Văn Khiêm P25 Quận Bình Thạnh tp. HCM
Manure management là một sản phẩm hữu cơ bao gồm thành phần hữu cơ 25%, thành phần vô cơ 14%. Nó không độc hại với con người, gia súc, sinh vật biển, động thực vật. Hiện nay, Manure management đang được sử dụng khử mùi thân thiện với môi trường chất thải chăn nuôi tại Việt Nam.
- Công dụng chính của Manure management Kiểm soát các loại côn trùng nhỏ
Manure management hoạt động như một chất kiểm soát hữu hiệu loại trừ ruồi, muỗi, ve, nhặng và các loại côn trùng nhỏ khác mang mầm bệnh việc phun xịt chung quanh chuồng nuôi, vũng nước, bể lắng, nơi lưu trữ chất thải sẽ làm giảm mức độ ảnh hưởng của các loại côn trùng này.
Kiểm soát mùi hôi:
- Manure management loại trừ mùi hôi thối bằng cách biến đổi về mặt hoá học các chất như: Aminia, Hydrogensulphid, Phenol và các Acid béo dể bay hơi khác.
- Gia tăng tiến trình phân huỷ vi sinh vật:
- Manure management phân huỷ chất thải từ các chuồng trại chăn nuôi rất hiệu quả, tiến trình phân huỷ được diễn ra một cách tự nhiên đảm bảo giá trị phân bón của phân chuồng và nước thải trong chăn nuôi đảm bảo sự phân huỷ tối đa cải thiện môi trường chăn nuôi.
Lợi ích của Manure management trong xử lý môi trường:
- Thúc đẩy phân huỷ chất thải trong chăn nuôi heo tiến trình tự nhiên - Gia tăng giá trị phân bón
- Giảm thiểm mùi hôi ruồi nhặng
- Chi phí cho công tác vệ sinh môi trường ít e) Xử lý bằng biogas
Ở Việt Nam đến cuối thập niên 70 thì khí sinh học mới được chú ý, do tình hình thiếu hụt năng lượng và xu hướng đi tìm nguồn năng lượng mới, trong đó có sự phát triển khí sinh học từ hầm ủ được đặc biệt chú ý. Tuy nhiên, đến những năm gần đây, túi ủ khí làm bằng nilon mới thực sự phát triển và được áp dụng rộng rãi trong cả nước do ưu điểm là giá rẻ, dễ lắp đặt và phù hợp với mô hình chăn nuôi hộ gia đình và đã được một số hộ chăn nuôi tại Tân Uyên áp dụng.
- Hoạt động của túi ủ biogas
Theo Bùi Xuân An và ctv (1994) thì bản chất của quá trình sản xuất biogas là một loại rất nhiều các quá trình phân hủy các chất hữu cơ phức tạp thành các chất hữu cơ đơn giản hơn dưới tác dụng của các vi khuẩn kị khí.
23
Các sản phẩm thu được từ hệ thống biogas: Với hệ thống xử lý phân và nước thải chăn nuôi sản xuất biogas, ta có thể thu được các sản phẩm hữu cơ hữu ích như:
khí đốt, phân bón, thức ăn cho cá.
- Khí đốt: Biogas với thành phần 60 - 75% CH4, 25 - 40% CO2(A.F.van Velsen, 1981) là một nguồn nguyên liệu mới, thay thế một phần than củi dầu…biogas có thể sử dụng vào việc đun nấu các bữa ăn hằng ngày, không để lại mụi than và tro bếp nên việc làm vệ sinh và dụng cụ nấu nướng cũng dễ dàng hơn, nâng cao chất lượng cuộc sống cho các vùng nông thôn.
- Phân bón: Thành phần dinh dưỡng của cận nước thải sau khi qua biogas có các chất dinh dưỡng thích hợp để làm phân bón. Đặc biệt theo nghiên cứu của tác giả Nguyễn Thị Hoa Lý (1994) thì số lượng các ấu trùng và trứng giun sán giảm so với phân tươi, do đó an toàn hơn khi sử dụng nước thải này để tưới cây.
Bảng 3.8. Hiệu Quả Xử Lý Phân của Hệ Thống Biogas
Chỉ tiêu Trước khi xử lý Sau khi xử lý
pH 7,4 7.9-8
COD(mg/l) 32000 58-66
BOD(mg/l) 10600 34-39
E.coli( MPN/ml) 15,76.107 12x104-15.26x104 Coliform (MPN/ml) 18,79.1010 12.3x103-25.74x105 Streptococcus (MPN/ml) 54,5.106 0.31x102-2.7x102 Trứng kí sinh trùng (trứng /g) 2750 105-175
Nguồn: Nguyễn Thị Hoa Lý, 1994 f) Hồ sinh học
Từ những năm 50, ở các nước như Trung Quốc, Ấn Độ, Thái Lan, Philippine, Mỹ đã nghiên cứu và ứng dụng hồ sinh học trong việc xử lý nước thải sinh hoạt và cả
Hệ thống biogas Phân và nước tiểu
Khí sinh học
Phân bón và thức ăn cho cá
nước thải công nghiệp. Ở Việt Nam nhiều nông hộ đã áp dụng mô hình kinh tế VACB (vườn, ao, chuồng và khí sinh học) sản phẩm thu được làm thức ăn cho người và gia súc.
Các quá trình diễn ra trong hồ sinh học tương tự như quá trình tự rửa sạch ở sông hồ nhưng tốc độ nhanh hơn và hiệu quả hơn. Trong hồ có nhiều loại thực vật nước, tảo, vi sinh vật, phiêu sinh vật, nấm…sinh sống và phát triển hấp thụ các chất ô nhiễm quần thể động thực vật này đóng vai trò quan trọng trong quá trình vô cơ hoá các hợp chất hữu cơ của nước thải. Trước tiên vi sinh vật công phá các chất hữu cơ phức tạp thành các chất hữu cơ đơn giản và vô cơ. Tảo, thực vật sử dụng các chất vô cơ làm nguồn dinh dưỡng, đồng thời quá trình quang hợp chúng lại giải phóng ra oxy cung cấp cho các phiêu sinh vật và vi sinh vật, tảo oxy hoà tan cung cấp cho vi khuẩn hoại sinh tăng phân huỷ vật chất hữu cơ, tảo, phiêu sinh làm thức ăn cho cá, cá bơi lội khuấy trộn nước có tác dụng tăng sự tiếp xúc của oxy như một tác nhân xúc tác thúc đẩy sự hoạt động phân huỷ của vi sinh vật. Cứ như thế trong hồ sinh học tạo ra sự cân bằng vững chắc và cá trong hồ phát triển bình thường tốc độ nhanh hơn. Phẩm chất thịt không thay đổi.
Quy trình này có ưu điểm là công nghệ và vận hành khá đơn giản giá thành rẻ nhưng có nhược điểm là xử lý không triệt để khí thải còn mùi hôi đặc biệt cần diện tích rộng để xử lý đạt hiệu quả.