Khóa luận Đánh giá hiệu quả sử dụng hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi lợn tai trang trại chăn nuôi lợn Long Cương xã Lương Phú, huyện Phú Bình , Tỉnh Thái Nguyên

62 trang thiennha21 13/04/2022 6900

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Khóa luận Đánh giá hiệu quả sử dụng hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi lợn tai trang trại chăn nuôi lợn Long Cương xã Lương Phú, huyện Phú Bình , Tỉnh Thái Nguyên", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

khoa_luan_danh_gia_hieu_qua_su_dung_ham_biogas_trong_xu_ly_c.pdf

Nội dung text: Khóa luận Đánh giá hiệu quả sử dụng hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi lợn tai trang trại chăn nuôi lợn Long Cương xã Lương Phú, huyện Phú Bình , Tỉnh Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN TRƯỜNG GIANG Tên đề tài: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG HẦM BIOGAS TRONG XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI LỢN TAI TRANG TRẠI CHĂN NUÔI LONG CƯƠNG XÃ LƯƠNG PHÚ, HUYỆN PHÚ BÌNH, TỈNH THÁI NGUYÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Khoa : Môi trường Khóa học : 2014- 2018 Thái Nguyên, 2018
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN TRƯỜNG GIANG Tên đề tài: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG HẦM BIOGAS TRONG XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI LỢN TAI TRANG TRẠI CHĂN NUÔI LONG CƯƠNG XÃ LƯƠNG PHÚ, HUYỆN PHÚ BÌNH, TỈNH THÁI NGUYÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Khoa : Môi trường Khóa học : 2014- 2018 Giảng viên hướng dẫn : Th.S Dương Minh Ngọc Thái Nguyên, 2018
i LỜI CẢM ƠN Được sự nhất trí của ban giám hiệu nhà trường, ban chủ nhiệm khoa Môi trường trong thời gian thực tập tốt nghiệp em đã tiến hành đề tài: “Đánh giá hiệu quả sử dụng hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi lợn tai trang trại chăn nuôi lợn Long Cương xã Lương Phú, huyện Phú Bình , Tỉnh Thái Nguyên”. Trong suốt quá trình thực hiện đề tài này ngoài sự cố gắng rất nhiều của bản thân, em đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô trong khoa. Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới: Các thầy cô trong trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên, đặc biệt là thầy cô trong khoa Môi trường và khoa Quản lý tài nguyên đã trang bị cho em nền tảng kiến thức vững chắc về môi trường cũng như các phương pháp quản lý và xử lý bảo vệ môi trường và nhiều lĩnh vực liên quan khác. Em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo ThS. Dương Minh Ngọc – khoa Môi Trường, người đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ em rất nhiều để em hoàn thành được nội dung đề tài này. Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới các cô chú,anh chi đã nhiệt tình giúp đỡ em trong quá trình học tập và nghiên cứu tại cơ sở. Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn tới toàn thể gia đình, bạn bè đã hết lòng động viên, giúp đỡ tạo điều kiện cả về vật chất và tinh thần cho em trong quá trình học tập và nghiên cứu. Do trình độ và thời gian thực hiện đề tài có giới hạn nên đề tài không tránh khỏi những sai sót. Em rất mong nhận được sự góp ý của thầy cô và các bạn để đề tài của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn và kính chúc quý thầy cô và các bạn sức khỏe! Sinh viên thực hiện Nguyễn Trường Giang
ii DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 2.1 Khối lượng phân và nước tiểu của gia súc thải ra trong 1 ngày đêm 8 Bảng 2.2 Thành phần hóa học của phân một số loại gia súc 9 Bảng 2.3. Điển hình thành phần của khí sinh học 14 Bảng 2.4 Ảnh hưởng của các loại phân đến sản lượng và 15 thành phần của khí thu được 15 Bảng 2.5 Nồng độ tối đa cho phép của một số chất độc hại 19 Bảng 3.1 Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích 30 Bảng 4.1. Kết quả phân tích một số chỉ tiêu vật lý, hóa học của nước thải chăn nuôi lợn trước công trình khí sinh học Biogas. 36 Bảng 4.2 Kết quả phân tích một số chỉ tiêu vật lý, hóa học của nước thải chăn nuôi lợn sau công trình khí sinh học Biogas 40 Bảng 4.3 Hiệu suất xử lý nước thải chăn nuôi lợn của hầm biogas tại trang trại chăn nuôi Long Cương 42
iii DANH MỤC HÌNH Trang Hình 2.1 Mô hình hầm Biogas trong thực tế 17 Hình 2.2 Mô hình hầm Biogas Composite 19 Hình 4.1 Vị Trí trang trại Long Cương 31 Hình 4.2 Biểu đồ chỉ tiêu TSS trong nước thải chăn nuôi trước khi xử lý so với QCVN 62-MT:2016/BTNMT 37 Hình 4.3 Biểu đồ chỉ tiêu COD trong nước thải chăn nuôi trước khi xử lý so với QCVN 62-MT:2016/BTNMT 38 Hình 4.4 Biểu đồ chỉ tiêu BOD trong nước thải chăn nuôi trước khi xử lý so với QCVN 62-MT:2016/BTNMT 38 Hình 4.5 Biểu đồ chỉ tiêu T-P trong nước thải chăn nuôi trước khi xử lý so với QCVN 62-MT:2016/BTNMT 39 Hình 4.6 Biểu đồ các chỉ tiêu TSS, COD, BOD, T-P trong nước thải chăn nuôi sau khi xử lý so với QCVN 62-MT:2016/BTNMT 41 Hình 4.7 Biểu đồ Hiệu xuất xử lý của hệ thống hầm Biogas tại trang trại chăn nuôi Long Cương 43
iv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt Diễn giải 1 C Cacbon 2 COD Nhu cầu oxy hóa học 3 CNKSH Công nghệ khí sinh học 4 CH4 Metan 5 Cu Đồng 6 BOD Nhu cầu Oxy sinh hóa 7 DO Nồng độ Oxy tự hòa tan trong nước 8 TDS Tổng chất rắn hòa tan 9 E.M Effective Microorganisms 10 ThS Thạc sĩ 11 K Kali 12 N Nitơ Kali 13 Na Natri 14 NNPTNT Nông Nghiệp và Phát triển nông thôn 15 T – N Tổng Nitơ 16 T – P Tổng phốtpho 17 TCCP Tiêu chuẩn cho phép 18 TNHH Trách nhiệm hữu hạn 19 UBND Uỷ ban nhân dân 20 VNĐ Việt Nam đồng 21 VSV Vi sinh vật 22 WHO Tổ chức Y tế Thế giới 23 TSS Tổng chất rắn lơ lửng
v MỤC LỤC Trang PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1 1.1 Đặt vấn đề 1 1.2 Mục tiêu, yêu cầu của đề tài 2 1.2.1 Mục tiêu 2 1.3 Ý nghĩa của đề tài 3 1.3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học 3 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn 3 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 2.1 Cơ sở lý luận của đề tài 4 2.1.1 Một số khái niệm liên quan 4 2.1.2 Những ảnh hưởng của chất thải chăn nuôi 5 2.1.3 Đặc điểm các loại chất thải chăn nuôi 7 2.1.4. Tình hình quản lý chất thải chăn nuôi lợn 11 2.1.5 Một số phương pháp xử lý chất thải chăn nuôi 12 2.1.6 Công nghệ Biogas 14 2.2 Cơ sở pháp lý của đề tài 19 2.3 Cơ sở thực tiễn của đề tài 21 2.3.1 Hiện trạng xử lý chất thải chăn nuôi bằng công nghệ Biogas trên thế giới 21 2.3.2 Hiện trạng xử lý chất thải chăn nuôi bằng công nghệ Biogas ở việt nam Công nghệ khí sinh học đã được dụng ở Việt Nam từ năm 1960. Lịch sử phát triển ở Việt Nam có thể chia làm 5 thời kỳ 23 2.3.3 Tình hình nghiên cứu và xử lý chất thải chăn nuôi tại Thái Nguyên 26 PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28
vi 3.1 Đối tượng và pham vi nghiên cứu 28 3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 28 3.3 Nội dung nghiên cứu 28 3.3.1 Giới thiệu về trang trại chăn nuôi lợn Long Cương tại xã Lương Phú, huyện Phú Bình Tỉnh Thái nguyên. 28 3.3.2 Đánh giá hiệu quả hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi lợn tai trang trại Long Cương xã Lương Phú, huyện Phú Bình, Tỉnh Thái Nguyên . 28 3.3.3. Đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng hầm ủ Biogas tại trang trại chăn nuôi lơn Long Cương xã Lương Phú, huyện Phú Bình, tỉnh Thái Nguyên 28 3.4 Phương pháp nghiên cứu 28 3.4.1 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp 28 3.4.2. Phương pháp lấy mẫu, phân tích mẫu 28 3.4.3 Phương pháp xử lý và thống kê số liệu, tổng hợp viết báo cáo 30 PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 31 4.1 Giới thiệu khái quát về trang trại chăn nuôi Long Cương tại xã Lương Phú – huyện Phú Bình – Thành Phố Thái nguyên 31 4.1.1 Vị trí địa lý trang trại Long Cương 31 4.1.2 Giới thiệu chung về quy mô cơ cấu đất đai trang trại chăn nuôi Long Cương 31 4.1.3 Hiện trạng sử dụng hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi của Trang trại Long cương xã Lương Phú, huyện Phú Bình, Tỉnh Thái Nguyên. 32 4.1.3.1 Loại hầm ủ Biogas được sử dụng ở trang trại 32 4.1.3.2 Những khó khăn và thuận lợi khi lắp đặt hầm ủ Biogas 34 4.2. Đánh giá hiệu quả hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi lợn tai trang trại Long Cương xã Lương Phú, huyện Phú Bình, Tỉnh Thái Nguyên 36
vii 4.2.1. Nước thải chăn nuôi lợn trước khi xử lý bằng hầm biogas tại trang trại chăn nuôi Long Cương 36 4.2.2 Nước thải chăn nuôi lợn sau khi qua xử lý bằng hầm biogas Tải trang trại chăn nuôi Long Cương 40 4.2.3 Hiệu xuất xử lý của hệ thống hầm Biogas của trang trại chăn nuôi Long Cương 42 4.2.4. Đánh giá hiệu quả hầm biogas 44 4.3 Đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng hầm ủ Biogas tại trang trại chăn nuôi lơn Long Cương xã Lương Phú, huyện Phú Bình, tỉnh Thái Nguyên 45 4.3.1 Giải pháp chung 45 4.3.2 Giải pháp cụ thể 46 PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49 5.1 Kết luận 49 5.2 Kiến nghị 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52
1 PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Việt Nam là một nước nông nghiệp phát triển trong khu vực Đông Nam Á. Nhắc đến sự phát triển nông nghiệp thì không chỉ riêng trồng trọt, mà nuôi ở Việt Nam cũng là một ngành kinh tế mũi nhọn đã góp phần cải thiện đời sống và nâng cao mức sống của người dân, đặc biệt người dân vùng nông thôn. Những năm gần đây, ngành chăn nuôi phát triển rộng khắp trên các tỉnh cả nước, đồng thời với sự phát triển đó cũng đặt ra cho ngành những thách thức lớn về vấn đề ô nhiễm môi trường. Do vậy, để khắc phục vấn đề ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi, các nhà chuyên môn đã chú trọng đến vấn đề xử lý phân và chất thải. Các biện pháp kỹ thuật phổ biến để xử lý chất thải từ gia súc bao gồm hệ thống biogas, Bể chứa phần, sử dụng cây xanh để hấp thu chất thải ở nước ta., Việc Nghiên cứu ứng dụng rộng rãi công nghệ Biogas là một giải pháp chủ yếu để giải quyết tình trạng ô nhiễm môi trường, cung cấp nguồn chất đốt, tiết kiệm năng lượng rất hiệu quả ở các vùng nông thôn. Thái Nguyên là một trong những tỉnh trong cả nước có số lượng trang trại chăn nuôi lớn với nhiều trang trại quy mô trên 16 nghìn con gà/lứa; 4.000 con lợn thịt. Các trang trại tập trung chủ yếu ở các địa phương như: Phú Bình, Phổ Yên, Đồng Hỷ, Phú Lương, T.X Sông Công. Tính đến nay, toàn tỉnh có hơn 750 trang trại chăn nuôi. Trong đó,Phú Bình là một huyện trong những tỉnh Thái Nguyên, sản xuất nông nghiệp vẫn là chủ yếu, công nghiệp dịch vụ vẫn chưa phát triển nhiều. Chăn nuôi đặc biệt đóng vai trò quan trọng trong kinh tế và là Một trong những nguồn thu nhập chủ yếu của nông hộ. Trong đó, xã Lương Phú,
2 huyện Phú Bình, Tỉnh Thái Nguyên có số lượng đàn gia súc với 1300 con heo, 580 còn trâu, 220 còn bò. Vì thế việc quản lý chất thải từ gia súc gia cầm cần tổng hợp các biện pháp kỹ thuật, chính sách môi trường và chính sách kinh tế. Các biện pháp kỹ thuật phổ biến để xử lý chất thải gia súc bao gồm hệ thống biogas , Bể chứa phần, sử dụng cây xanh để hấp thu chất thải trong đó, Xây dựng hệ thống hầm bioga là biện pháp xử lý chất thải chăn nuôi tốt nhất và hiệu quả nhất Để khắc phục tình trạng ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi nói chung và chăn nuôi lợn tại xã Lương Phú nói riêng .Nhiều hộ nông dân trên địa bàn xã trong thời gian vừa qua đã xây dựng hầm ủ Biogas không những mang lại hiệu quả thiết thực cho người chăn nuôi mà còn tạo cho môi trường sống ngày càng trong sạch và bảo vệ sức khoẻ con người. Vì thế, việc quản lý chất thải từ gia súc cần một tổng hợp các biện pháp kỹ thuật, giáo dục, chính sách môi trường và chính sách kinh tế. Xuất phát nguyện vọng của bản thân và sự nhất trí của khoa Môi trường, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, em tiến hành nghiên cứu đề tài : “Đánh giá hiệu quả sử dụng hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi lợn tai trang trại chăn nuôi Long Cương xã Lương Phú, huyện Phú Bình, Tỉnh Thái Nguyên” để đánh giá những lợi ích mà Biogas đem lại. Để mở rộng phạm vi áp dụng mô hình Biogas có hiệu quả thì công việc nghiên cứu về Biogas là rất quan trọng. 1.2 Mục tiêu, yêu cầu của đề tài 1.2.1 Mục tiêu 1.2.1.1. Mục tiêu tổng quát - Đánh giá hiệu quả sử dụng hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi lợn tai trang trại Long Cương xã Lương Phú, huyện Phú Bình, Tỉnh Thái Nguyên.
3 1.2.1.2. Mục tiêu cụ thể - Đánh giá hiện trạng nước thải chăn nuôi trước khi xử lý tại trang trại - Đánh giá hiện trạng nước thải chăn nuôi sau khi xử lý tại trang trại - Đánh giá hiệu quả xử lý của hầm Biogas trong xử lý nước thải chăn nuôi lợn tại trang trại . - Đánh giá hiệu quả kinh tế, xã hội, môi trường do hầm ủ Biogas đem lại. - Đề xuất các giải pháp quản lý và kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng của hầm ủ Biogas. 1.3 Ý nghĩa của đề tài 1.3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học - Nâng cao kiến thức và kĩ năng, rút ra kinh nghiệm thực tế phục vụ công tác bảo vệ môi trường. - Vận dụng, phát huy và nâng cao kiến thức đã học. 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn - Đánh giá được hiện trạng, những thuận lợi và khó khăn về việc sử dụng mô hình Biogas tại trang trại chăn nuôi lớn Long Cương xã Lương Phú huyện Phú Bình Thành Phố Thái Nguyên. - Đề xuất giải pháp khắc phục khó khăn, nâng cao hiệu quả sử dụng mô hình Biogas tại trang trại.
4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cơ sở lý luận của đề tài 2.1.1 Một số khái niệm liên quan Chất thải chăn nuôi là chất phát sinh trong quá trình chăn nuôi như phân, nước tiểu, xác động vật . Được chia làm 3 loại: chất thải rắn, chất thải long, chất thải khi. Trong chất thải chăn nuôi có nhiều chất hữu cơ, vô cớ Vi sinh vật và trứng ký trùng có thể gây bệnh cho vật nuôi và con người. Trong chăn nuôi nông nghiệp là nguồn nguyên liệu lớn, chứa nhiều thành phần hữu cơ có khả năng chuyển hóa sinh học để tạo khí Biogas. Khối lượng chất thải phát sinh có sự khác nhau, tùy theo từng loại gia súc, gia cầm, điều kiện chăn nuôi, đặc điểm chuồng trại và đặc điểm nghành của từng quốc gia. Môi trường là tập hợp tất cả các yếu tố tự nhiên và xã hội bao quanh con người, ảnh hưởng tới con người và tác động đến các hoạt động sống của con người như: không khí, nước, độ ẩm, sinh vật, xã hội loài người và các thể chế. Ô nhiễm môi trường là hiện tượng môi trường tự nhiên bị bẩn, đồng thời các tính chất Vật lý, hóa học, sinh học của môi trường bị thay đổi gây tác hại tới sức khỏe con người và các sinh vật khác. Ô nhiễm môi trường chủ yếu do hoạt động của con người gây ra. Ngoài ra, ô nhiễm còn do một số hoạt động của tự nhiên khác có tác động tới môi trường Ô nhiễm nước là hiện tượng các vùng nước như sông, hồ, biển, nước ngầm bị các hoạt động của con người làm nhiễm các chất độc hại như chất có trong thuốc bảo vệ thực vật, chất thải công nghiệp chưa được xử lý, tất cả có thể gây hại cho con người và cuộc sống các sinh vật trong tự nhiên.
5 TSS là tổng lượng vật chất lơ lửng trong nước. Hàm lượng chất rắn lơ lửng tổng hoặc chất rắn có khả năng lắng tụ là chỉ tiêu đánh giá mức ô nhiễm của nước. TSS được xác định theo phương pháp khối lượng COD (Chemical Oxygen Demand) là nhu cầu oxy hóa, đây một thông số môi trường dùng trong kiểm định chất lượng nước, là lượng oxygen cần thiết oxy hóa hóa học các chất hữu cơ có trong nước. Thông số này có ý nghĩa thể hiện toàn bộ các chất hữu cơ có thể bị oxy hóa bởi tác nhân hóa học. BOD5: (Biochemical Oxygen Demand) là nhu cầu oxy sinh hóa, BOD5 là một thông số chất lượng nước, là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật tiêu thụ trong quá trình oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước. Thông số này có ý nghĩa là thể hiện lượng chất hữu cơ có thể bị oxy hóa nhờ vai trò của vi sinh vật Photpho tổng số: Lân tổng số (T-P) là tất cả các dạng hợp chất chứa photpho có trong nước thải. Cũng giống như Nito nước thải mà chứa hàm lượng lân tổng số cao khi thải ra môi trường nước gây thừa chất dinh dưỡng và là nguyên nhân gây ra hiện tượng phú dưỡng 2.1.2 Những ảnh hưởng của chất thải chăn nuôi Chất thải chăn nuôi là nguyên nhân gây ô nhiễm lớn cho môi trường tự nhiên do lượng lớn các khí thải và chất thải từ chăn nuôi. Các khí thải từ vật nuôi cũng chiếm tỷ trọng lớn trong các khí thải gây hiệu ứng nhà kính. Theo báo cáo của FAO, chất thải của gia súc toàn cầu tạo ra 65% lượng Nitơ oxit (N2O) trong khí quyển. Đây là loại khí có khả năng hấp thụ năng lượng mặt trời cao gấp 296 lần so với khí CO2. Động vật nuôi còn thải ra 9% lượng khí CO2 toàn cầu, 37% lượng khí Methane (CH4) – loại khí có khả năng giữ nhiệt cao gấp 23 lần khí CO2.
6 Theo Cục chăn nuôi Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (NN&PTNT), mỗi năm, ngành chăn nuôi gia súc gia cầm thải ra khoảng 75- 85 triệu tấn chất thải, với phương thức sử dụng phân chuồng không qua xử lý ổn định và nước thải không qua xử lý xả trực tiếp ra môi trường gây ô nhiễm nghiêm trọng. Hiện cả nước có 8,5 triệu hộ chăn nuôi quy mô gia đình, 18.000 trang trại chăn nuôi tập trung, nhưng mới chỉ có 8,7% số hộ xây dựng công trình khí sinh học (hầm Biogas). Tỷ lệ hộ gia đình có chuồng trại chăn nuôi hợp vệ sinh cũng chỉ chiếm 10% và chỉ có 0,6% số hộ có cam kết bảo vệ môi trường. Vẫn còn khoảng 23% số hộ chăn nuôi không xử lý chất thải bằng bất kỳ phương pháp nào mà xả thẳng ra môi trường bên ngoài gây sức ép đến môi trường Chất thải chăn nuôi tác động đến môi trường và sức khỏe con người trên nhiều khía cạnh: Gây ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm, môi trường khí, môi trường đất và các sản phẩm nông nghiệp. Đây chính là nguyên nhân gây ra nhiều căn bệnh về hô hấp, tiêu hóa, do trong chất thải chứa nhiều vi sinh vật gây bệnh. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã cảnh báo, nếu không có biện pháp thu gom và xử lý chất thải chăn nuôi một cách thỏa đáng sẽ ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe con người, vật nuôi và gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Đặc biệt là các virus biến thể từ các dịch bệnh như: lở mồm long móng, dịch bệnh tai xanh ở lợn có thể lây lan nhanh chóng và có thể cướp đi sinh mạng của rất nhiều người. Theo Báo cáo tổng kết của Viện Chăn nuôi (Bộ NN&PTNT), nồng độ khí H2S và NH3 trong chất thải chăn nuôi cao hơn mức cho phép khoảng 30-40 lần. Tổng số vi sinh vật và bào tử nấm cũng cao hơn mức cho phép rất nhiều lần. Ngoài ra, nước thải chăn nuôi còn chứa Coliform, E.coli, COD và trứng giun sán cao hơn rất nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép.
7 2.1.2.1. Ô nhiễm không khí Trong chất thải chăn nuôi, nếu lượng chất hữu cơ có quá nhiều vi sinh vật hiếu khí sẽ xử dụng hết oxy hòa tan trong nước làm khả năng hoạt động phân hủy của chúng kém, gia tăng quá trình yếm khí tạo ra các sản phẩm CH4, H2, H2S, . Tạo mồ hôi thối 2.1.2.2. Ô nhiễm đất Chất thải chăn nuôi khi không được xử lý mang đi sử dụng trong trồng trọt như tưới, bón cho cây . Nghiên cứu cho thấy khả năng tồn tại của các mầm bệnh trong đất và cây có thể gây hại cho sức khỏe con người và gia súc. Bệnh các bệnh về đường ruột 2.1.2.3. Ô nhiễm môi trường nước Lượng chất thải chăn nuôi không được xử lý đúng cách thải vào môi trường quá lớn làm gia tăng hàm lượng chất hữu cơ, vô cơ trong nước, làm giảm quá mức oxi hòa tan trong nước, làm giảm chất lượng Nước mặt ảnh hưởng đến hệ VSV nước là nguyên nhân tạo nên các dòng nước chết. Trong nước thải chăn nuôi có chứa một lượng lớn các vi sinh vật và trứng ký sinh trùng gây bệnh. Như vậy, chất thải chăn nuôi Nếu không được xử lý chất thải triệt để sẽ ảnh hưởng đến môi trường nước từ đó sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe con người và gia súc 2.1.3 Đặc điểm các loại chất thải chăn nuôi Các loại chất thải chăn nuôi bao gồm: - Phân từ gia súc, gia cầm. - Chất độn chuồng. - Nước thải từ chuồng trại: nước tiểu, nước tắm gia súc, nước vệ sinh chuồng trại. - Các thức ăn chăn nuôi thừa. - Xác súc vật chết.
8 - Phế phụ phẩm nông nghiệp: lá cây, cành cây,vỏ, hạt .  Chất thải rắn – Phân Là những thành phần từ thức ăn nước uống mà cơ thể gia súc không hấp thụ được và thải ra ngoài cơ thể. Phân gồm những thành phần: + Những dưỡng chất không tiêu hóa được của quá trinh tiêu hóa vi sinh. + Các chất cặn bã của dịch tiêu hóa (trypsin, pepsin ), các mô tróc ra từ các niêm mạc của ống tiêu hóa và chất nhờn theo phân ra ngoài. + Các loại VSV trong thức ăn, ruột bị thải ra ngoài theo phân. -Lượng phân: Lượng phân thải ra trong một ngày đêm tùy thuộc vào giống, loài, tuổi và khẩu phần ăn. Lượng phân thải ra mỗi ngày có thể ước tính 6 – 8% trọng lượng của vật nuôi. Lượng phân thải trung bình của lợn trong 24 giờ được thể hiện dưới bảng sau: Bảng 2.1 Khối lượng phân và nước tiểu ủac gia súc thải ra trong 1 ngày đêm Lượng phân Nước tiểu Loại gia súc (kg/ngày) (kg/ngày) Trâu bò lớn 20 – 25 10 – 15 Lợn (<10kg) 0,5 – 1 0,3 – 0,7 Lợn (15 – 45kg) 1 – 3 0,7 – 2,0 Lợn (45 – 100kg) 3 – 5 2 – 4 (Nguồn: Bùi Xuân An, 2007) - Thành phần trong phân lợn - Những chất không tiêu hóa được hoặc những chất thoát khỏi sự tiêu hóa của VSV hay các men tiêu hóa (chất xơ, protein không tiêu hóa được), acid amin thoát khỏi sự hấp thụ (được thải qua nước tiểu: acid uric ở gia cầm, ure ở gia súc). Các khoáng chất cơ thể không sử dụng được K2O, P2O5, CaO, MgO
9 - Các chất cặn bã của dịch tiêu hóa : trypsin, pepsin - Các mô tróc ra từ niêm mạc của ống tiêu hóa và chất nhờn theo phân ra ngoài. - Các VSV bị nhiễm tong thức ăn, ruột: virus, vi trùng, ấu trùng, trứng giun sán bị tống ra ngoài. Thành phần các chất trong phân lợn phụ thuộc vào nhiều yếu tố: - Thành phần dưỡng chất của thức ăn và nước uống. - Độ tuổi của lợn (mỗi độ tuổi sẽ có khả năng tiêu hóa khác nhau). - Tình trạng sức khỏe vật nuôi và nhu cầu cá thể: nếu nhu cầu cá thể cao thì sử dụng dưỡng chất nhiều thì lượng phân thải sẽ ít và ngược lại. Ngoài ra, trong phân còn có chứa nhiều loại vi khuẩn, virus và trứng ký sinh trùng, trong đó vi khuẩn thuộc họ Enterobacteriacea,chiếm đa số với các giống điển hình như Escherichia, Salmonella, Shigella, Proteus, Klebsiella. Trong 1kg phân có chứa 2000 – 5000 trứng giun sán gồm chủ yếu các loại: Ascaris suum, Oesophagostomum, Trichocephalus (Nguyễn Thị Hoa Lý, 2004). Bảng 2.2 Thành phần hóa học của phân một số loại gia súc Thành phần hóa học % Loại gia súc Nước Nito P2O5 K2O Trâu, bò 80 1,67 1,11 0,056 Ngựa 75 2,29 1,25 1,38 Lợn 82 3,75 3,13 2,2 Gà 56 6,27 5,92 3,27 Bồ câu 52 5,68 5,74 3,23 (Nguồn: Trung tâm nước sạch và VSMTNT, 2008)  Nước phân Nước phân chuồng là hỗn hợp phân, nước tiểu và nước rửa chuồng.
10 Vì vậy nước phân chuồng rất giàu dinh dưỡng và có giá trị lớn về mặt phân bón. Trong 1m3 nước phân có khoảng: 5 – 6kg N nguyên chất; 0,1kg P2O5; 12kg K2O (Bergmann,1965). Nước phân chuồng là nghèo lân, giàu đạm và rất giàu Kali. Đạm trong nước phân chuồng tồn tại theo 3 dạng chủ yếu là: urê, axit uric và axit hippuric,khi tiếp xúc với không khí một thời gian hay bón vào đất thì bị VSV phân giải axit uric và axit hippuric thành urê và sau đó chuyển hóa thành amoni carbonat.  Nước tiểu gia súc - Thành phần của nước tiểu gia súc tùy thuộc vào điều kiện dinh dưỡng và khí hậu. - Đặc tính chung: Nước tiểu gia súc là một loại phân bón giàu đạm và kali, hàm lượng lân ít hoặc không đáng kể. Nước tiều của lợn nghèo đạm hơn các loại gia súc khác.  Nước thải Nhìn chung nước thải chăn nuôi không chứa các chất độc hại như nước thải các nghành công nghiệp khác nhưng chứa nhiều ấu trùng, vi trùng, trứng giun sán.  Khí thải Chất thải khí: Chăn nuôi phát thải nhiều loại khí thải (CO2, NH3, CH4 H2S, thuộc các loại khí nhà kính chính) do hoạt động hô hấp, tiêu hóa của vật nuôi, do ủ phân, chế biến thức ăn, ước khoảng vài trăm triệu tấn/năm. Theo Delgado (1999), 16% lượng CH4 sản xuất hàng năm trên thế giới từ hoạt động chăn nuôi.
11 2.1.4. Tình hình quản lý chất thải chăn nuôi lợn  Chất thải rắn Công tác quản lý chất thải rắn trong chăn nuôi lợn đang gặp nhiều khó khăn, việc sử dụng phân lợn trong nông nghiệp vẫn còn bị hạn chế do phân lợn không giống phân bò, trâu hay gia cầm khác. Phân lợn ướt và hôi thối nên khó thu gom và vận chuyển, phân lợn là phân “nóng” khó sử dụng, hiệu quả không cao và có thể làm chết hoặc mất năng suất.Theo điều tra cho thấy tình hình quản lý chất thải chăn nuôi trên địa bàn xã như sau: phần lớn các hộ dân sử dụng phân để bón cho lúa, một số hộ lắp đặt hầm Biogas thì sủ dụng phân cho hầm Biogas. Chất thải rắn bao gồm chủ yếu là phân, chất độn chuồng, thức ăn thừa và đôi khi là xác gia súc, gia cầm chết. Những hộ chăn nuôi lợn với số lượng lớn mà không xây dựng hầm ủ Biogas thì khi lượng phân lợn thải quá nhiều mà sử dụng bón ruộng không hết thì gây ra tình trạng ứ đọng phân, cùng với việc che chắn không hợp lý làm gia tăng sự phát triển của ruồi nhặng, các loại VSV có hại cho sức khỏe vật nuôi và con người. Đối với những hộ nuôi lợn trên sàn bê tông phía dưới là hầm thu gom thì không thu được chất thải rắn. Toàn bộ chất thải bao gồm phân, nước tiểu, nước rủa chuồng được hòa lẫn và dẫn về bể Biogas.  Chất thải lỏng Đây là loại chất thải ít được sử dụng và khó quản lý do: - Lượng nước thải lớn, lượng nước sử dụng cho nhu cầu uống, rửa chuồng và tắm cho lợn là 30-50 lít nước /1 con/ngày. - Nước thải có mùi hôi thối, khó vận chuyển đi xa để sử dụng cho các mục đích nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản.
12 - Lượng nước thải quá lớn, không thể sử dụng hết cho diện tích đất canh tác xung quanh. - Nước thải của các hộ gia đình chăn nuôi lợn bao gồm nước tiểu, rửa chuồng, máng ăn, máng uống và nước tắm cho lợn. Nhìn chung, việc quản lý chất thải chăn nuôi lợn đang gặp nhiều khó khăn. Nhu cầu sử dụng chất thải chăn nuôi lợn trong nông nghiệp còn rất thấp. Vì vậy, cần có nhiều biện pháp tích cực kết hợp để giải quyết vấn đề quản lý và khắc phục sự ô nhiễm môi trường do một lượng chất thải chăn nuôi gây ra. 2.1.5 Một số phương pháp xử lý chất thải chăn nuôi 2.1.5.1 Sử dụng chế phẩm EM sinh học E.M (Effective Microorganisms) có nghĩa là các vi sinh vật hữu hiệu. Chế phẩm này do Giáo sư Tiến sĩ Teruo Higa - trường Đại học Tổng hợp Ryukyus, Okinawoa, Nhật Bản sáng tạo và áp dụng thực tiễn vào đầu năm 1980. Trong chế phẩm này có khoảng 80 loài vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí thuộc các nhóm : vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn. 80 loài vi sinh vật này được lựa chọn từ hơn 2.000 loài được sử dụng phổ biến trong công nghiệp thực phẩm và công nghệ lên men. Bao gồm 5 nhóm vi sinh vật: Vi khuẩn Bacillus, vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn Lactic, nấm men, xạ khuẩn. Tác dụng của chế phẩm EM + làm tăng sức khỏe của vật nuôi, tăng sức đề kháng và khả năng chống chịu đối với các điều kiện ngoại cảnh + Tăng cường khả năng tiêu hóa và hấp thụ các loại thức ăn + Kích thích khả năng sinh sản + Tăng sản lượng và chất lượng trong chăn nuôi
13 + Tiêu diệt các vi sinh vật có hại, hạn chế sự ô nhiễm trong chuồng trại chăn nuôi - Có nhiều cách để sử dụng chế phẩm EM trong chăn nuôi như: Cho vào thức ăn, nước uống của vật nuôi, phun xịt xung quanh chuồng trại, cho vào bồn chứa phân. 1 2.1.5.2 Sử dụng Zeolit ( SiO2) - Zeolit là loại vật liệu không gây độc đối với người và vật nuôi có ứng dụng hiệu quả trong lĩnh vực nuôi trồng thủy sản, nông nghiệp, chăn nuôi, bảo vệ môi trường - Zeolit được sản xuất dưới dạng bột hoặc viên xốp từ cao lanh tự nhiên có sẵn ở Việt Nam. Nhờ cấu trúc nên cao lanh bị phá vỡ hoàn toàn và tự chúng sắp xếp lại tạo thành lỗ rỗng, nên có khả năng hấp phụ các ion kim loại, amoni, chất hữu cơ độc hại lơ lững trong nước và tự chìm xuống đáy. - Ngoài ra, người ta còn sử dụng loại sản phẩm này để chộn lẫn với phân bón tạo ra một loại phân bón phân hủy chậm, vừa có tác dụng tiết kiệm nguồn phân bón, giữ độ ẩm mà còn có tác dụng điều hòa PH cho đất. 2.1.5.3 Dùng thực vật - Cây muỗi nước (còn gọi là cây cần tây nước) là loại bản địa của vùng Đông Nam Á, thân và lá của nó có thể ăn sống hoặc chín như một loại rau. Nó sinh sản theo cách phân chia rễ và sinh trưởng tốt trong môi trường nước nông cho tới 20cm. - Cây bèo lục bình ( bèo Nhật Bản) có nguồn gốc Nam Mỹ, sinh trưởng và phát triển nhanh, khỏe và nổi trên mặt nước. - Ngoài ra còn có cây Thủy Trúc, rau muống cũng có thể xử lý chất thải chăn nuôi. - Các cây thủy sinh này có thể thu hoạch và dùng làm phân hữu cơ.
14 2.1.5.4 Mô hình VAC VAC là phương pháp hữu hiệu và bền vững để xử lý chất thải chăn nuôi tiến tới nền nông nghiệp sạch. Gắn kết chặt chẽ chồng trọt và chăn nuôi vừa hạn chế ô nhiễm môi trường vừa sử dụng ít phân bón hóa học, tiết liệm năng lượng.và đây cũng là mô hình dễ áp dụng đối với chăn nuôi quy mô trang trại.8 2.1.6 Công nghệ Biogas Về thực chất Biogas là dạng khí sinh học, được tái tạo từ quá trình phân hủy chất thải của người và động vật trong điều kiện hầm kín. Nhờ vào hoạt động của các vi sinh vật, các chất thải này sẽ lên men, tạo khí trong đó chiếm 70% là khí mê tan, được sử dụng làm chất đốt và chạy động cơ đốt trong. Nguồn nguyên liệu là bùn từ ao tù, đầm lầy, phế liệu, phế thải trong sản xuất nông lâm nghiệp và các hoạt động sống, sản xuất và chế biến nông lâm sản. Vi sinh vật thường sử dụng nguồn hữu cơ cacbon nhanh hơn sử dụng nitơ khoảng 30 lần. Do vậy nguyên liệu có tỷ lệ C/N là 30/1 sẽ thích hợp nhất cho lên men kỵ khí. Phân động vật và các chất thải rắn như rơm, rạ rất thích hợp cho lên men kỵ khí. Trong thực tế người ta rất cố gắng đảm bảo tỷ lệ trên trong khoảng 20 – 40. Phân gia súc có tỷ lệ C/N nằm trong giới hạn này nên được xem là nguyên liệu chủ yếu trong sản xuất Biogas.3 Cơ sở lý thuyết của công nghệ Biogas : dựa vào các vi khuẩn yếm khí để lên men phân huỷ kỵ khí các chất hữu cơ sinh ra một hỗn hợp khí có thể cháy được : H2, H2S, NH3, CH4, C2H2 trong đó CH4 là sản phẩm khí chủ yếu ( nên còn gọi là quá trình lên men tạo Metan). Bảng 2.3. Điển hình thành phần của khí sinh học Hợp chất Ký hiệu % Methane CH4 50-75 Carbon dioxide CO2 25-50 Nitơ N2 0-10 Hydrogen H2 0-1 Hydrogen sunphide H2S 0-3 Oxy O2 0-0
15 Khi đốt cháy 1m3 hỗn hợp khí Biogas sinh ra nhiệt lượng khoảng 4.500-6.000 calo/m3 tương đương với 1 lít cồn, 0,8 lít xăng, 0,6 lít dầu thô, 1,4 kg than tổ hoa hay 2,2 kW điện. Tùy thuộc vào thành phần và tính chất nước thải chăn nuôi, thời gian lưu nước, tải trọng chất hữu cơ, nhiệt độ mà lượng khí sinh ra là khác nhau. Bảng 2.4 Ảnh hưởng của các loại phân đến sản lượng và thành phần của khí thu được Sản lượng khí Hàm lượng CH4 Thời gian lên Nguyên liệu m3/kg phân khô (%) men (ngày) Phân bò 1,11 57 10 Phân gia cầm 0,56 69 9 Phân gà 0,31 60 30 Phân lợn 1,02 68 20 Phân người 0,38 21 (Nguồn: Báo Nông nghiêp Việt Nam, 2009) Vai trò của Biogas - Tạo nguồn năng lượng tái sinh rẻ và sạch phục vụ đời sống con người. - Giữ gìn và bảo vệ môi trường vệ sinh trong sạch trong các khu vực công đồng nông, cung cấp sản phẩm nông nghiệp sạch. - Tăng thu nhập cho các hộ gia đình thông việc giảm chi phí về nhu cầu chất đốt phục vụ sinh hoạt. - Tạo nguồn phân bón hữu cơ vi sinh, giảm bớt sử dụng phân hoá học, qua đó giảm bớt sự thoái hoá và cải thiện đất trồng, nâng cao năng suất cây trồng và nuôi cá trong hệ thống VAC gia đình. - Hỗ trợ phát triển chăn nuôi tốt hơn, tạo điều kiện nâng cao mức sống và tiếp cận điều kiện văn minh đô thị cho người dân nông thôn trong việc cải tạo hố xí gia đình, sử dụng khí sinh học vào việc nội trợ.
16 - Giảm sức lao động của phụ nữ trong công việc nội trợ. Các loại hình Biogas Công nghệ Biogas xuất hiện trên thế giới từ rất sớm và qua thời gian đã có rất nhiều cải tiến và ứng dụng. Cấu tạo trong các nhà máy sẽ phức tạp hơn nhiều. Để tiện theo dõi, có thể chia Biogas thành hai loại: trong khu vực nông thôn và khu vực công nghiệp. Trong khu vực nông thôn, hầu hết các hầm Biogas được áp dụng ở các nước đang phát triển là những thiết bị đơn giản, hoạt động theo chế độ nạp nguyên liệu bổ sung thường xuyên. Hầm Biogas được xây dựng cho các hộ gia đình riêng biệt. Loại 1: Hầm Biogas có nắp hình vòm cuốn Trong quá trình xây dựng cần đảm bảo những kỹ thuật cần thiết: hầm phải kín, xây bằng gạch để không rò rỉ, phần bể thải phải cao hơn hầm phân huỷ nhưng chiều ngang của lối vào và lối ra là bằng nhau. Cấu tạo của Hầm Biogas bao gồm các bộ phận sau:  Ngăn trộn: là nơi mà nước và phân động vật được trộn lẫn với nhau trước khi vào ngăn phân huỷ.  Ngăn phân huỷ: là nơi mà phân và nước từ ngăn trộn được lên men và sinh ra khí ga.  Ngăn áp lực: thu các lớp cặn lắng từ ngăn phân huỷ, khi sử dụng khí ga, các chất cặn lắng ở dạng lỏng trong ngăn áp lực sẽ chảy ngược lại vào ngăn phân huỷ để đẩy khí ga ra.  Ngăn chứa và lọc cát: thu phần cặn lắng có thể sử dụng được như là phân bón để cải thiện đất cho sản xuất nông nghiệp hoặc bán ra thị trường.  Ga tích luỹ được sẽ đẩy phần cặn và nước trong đáy ngăn phân huỷ để chảy vào ngăn áp lực. Khi sử dụng khí ga thì nước trong ngăn áp lực sẽ
17 chảy ngược lại vào ngăn phân huỷ và sẽ đẩy khí ga ra để sử dụng. Hệ thống này được gọi là hệ thống động lực. Cấu tạo của các hầm Biogas ở nông thôn khá đơn giản, có thể được xây dựng theo hình trụ tròn hoặc hình trụ đứng. Trên đây là mô hình những hầm Biogas theo lý thuyết, nhưng trong thực tế thường xây dựng theo dạng hình tròn. Mô hình hầm Biogas phổ biến trong thực tế. Đối với các hầm xây dựng giành riêng cho các hộ gia đình, Các hầm này có 5 bộ phận như sau:  Bộ phận phân huỷ: là nơi chứa nguyên liệu và đảm bảo những điều kiện thuận lợi cho quá trình phân huỷ kỵ khí xảy ra. Đây là bộ phận chủ yếu của hầm, hay còn gọi là thể tích phân huỷ.  Bộ phận chứa khí: Khí sinh ra từ bộ phận phân huỷ được thu và chứa ở đây. Yêu cầu cơ bản của bộ phận chứa khí là phải kín. Hình 2.1 Mô hình hầm Biogas trong thực tế  Lối vào: Là nơi để nạp nguyên liệu bổ sung vào bể phân huỷ.  Lối ra: Nguyên liệu sau khi đã phân huỷ được lấy ra (gọi là bã thải) qua đây để nhường chỗ cho nguyên liệu mới bổ sung vào.
18  Lối lấy khí: Khí được đưa từ bộ phận tích khí tới nơi sử dụng qua lối lấy khí này. Loại 2: Biogas bằng túi chất dẻo Mô hình này được du nhập từ Cô-lôm-bia. Về cấu tạo, túi ủ Biogas được cấu tạo bởi 2 – 3 lớp túi ni-lông lồng vào nhau làm một, dài 7 – 10 m, đường kính 1.4m được đặt nửa chìm nửa nổi trên mặt đất. Túi này được gắn với hệ thống ống sành tạo đầu vào và đầu ra. Túi dự trữ có nhiệm vụ thu và giữ khí sinh học từ túi ủ để dẫn tới bếp sử dụng. Mô hình này có những thuận lợi là rẻ tiền, dễ lắp đặt, dễ sử dụng, nhưng cũng có những nhược điểm sau:dễ bị thủng do các tác động cơ học, vật liệu chất dẻo dễ bị lão hoá dưới tác dụng của ánh nắng mặt trời và mô hình chiếm diện tích đất gần 10 m2. Loại 3: Biogas coposite Composit là vật liệu nhựa tổng hợp bao gồm: nhựa, phụ gia (bột đá) tăng độ cứng của nhựa, sợi thủy tinh quang học hoặc sợi Carbon tạo sự liên kết bền vững . Bể Biogas composite là loại bể đúc sẵn thuận lợi trong xây lắp, độ bền cao do chế tạo bằng vật liệu composite. Hiệu suất xử lý cao, kín khí, cho thu được nhiều gas. Loại bể này phù hợp cả vùng đất lún, sình lầy. Có khả năng chịu được tác động cơ học và áp lực cao: Vì vậy có thể lắp đặt ở mọi điều kiện thổ nhưỡng từ đất mềm, đất cứng kể cả vùng đá sỏi mà không bị dập,vỡ. Không bị tác động hóa học hay điều kiện môi trường: do vậy có thể lắp đặt ở vùng nhiễm mặm, đất phèn hoặc những vùng có hóa chất khác, không bị lão hóa dưới tác động của mưa, nắng như các loại vật liệu khác. Hầm Biogas bằng vật liệu Composit nhẹ, có thể di chuyển, thay đổi vị trí lắp đặt khi cần. Phù hợp cho chăn nuôi nhỏ lẻ, số lượng vật nuôi ít.[8]
19 Hình 2.2 Mô hình hầm Biogas Composite Ba loại hình cơ bản trên được giới thiệu dùng để sử dụng cho qui mô hộ gia đình ở nông thôn. Bảng 2.5 Nồng độ tối đa cho phép của một số chất độc hại Thành phần mg/l 2- Sunfate SO4 5.000 NaCl 40.000 Cu 100 Cr 200 Ni 200-500 Cianua (CN) <25 Hợp chất bề mặt 40 ppm Amonia 3.000 Na 5500 K 4.500 Ca 4.500 Mg 1.500 (Nguồn: Tài liệu kỹ thuật tập huấn xây hầm Biogas năm 2009 ) 2.2 Cơ sở pháp lý của đề tài Luật Bảo vệ môi trường ngày 23 tháng 06 năm 2014:
20 - Nghị định số 19/2015/NĐ-CP Quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Bảo vệ môi trường có hiệu lực từ ngày 01/04/2015. - Nghị định 18/2015/NĐ-CP Quy định về quy hoạch bảo vệ môi trường, đánh giá môi trường chiến lược, đánh giá tác động môi trường và kế bảo vệ môi trường có hiệu lực từ ngày 01/04/2015. - Nghị định 154/2016/NĐ-CP của Chính Phủ về phí bảo vệ môi trường đối với nước thải có hiệu lực từ ngày 01/01/2017. - QCVN 08-MT:2015/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt. - QCVN 62-MT:2016/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chăn nuôi. - Thông tư 36/2015/TT-BTNMT Thông tư về quản lý chất thải nguy hại có hiệu lực từ ngày 01/09/2015. - QCVN 08-MT:2015/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt. - QCVN 09-MT:2015/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ngầm. - QCVN 38:2011/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt bảo vệ đời sống thủy sinh - QCVN 09-MT:2015/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ngầm. Quy chuẩn này áp dụng để đánh giá và giám sát chất lượng nguồn nước ngầm, làm căn cứ để định hướng cho các mục đích sử dụng nước khác nhau
21 - QCVN 39:2011/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước dùng cho tưới tiêu - Thông tư 43/2015/TT-BTNMT Thông tư về báo cáo hiện trạng môi trường, bộ chỉ thị môi trường và quản lý số liệu quan trắc môi trường có hiệu lực ngày 01/12/2015. - Thông tư 27/2015/TT-BTNMT Thông tư hướng dẫn về đánh giá môi trường chiến lược, đánh giá tác động môi trường và kế hoạch bảo vệ môi trường có hiệu lực từ ngày 15/07/2015. 2.3 Cơ sở thực tiễn của đề tài Trên thế giới nói chung và tại Việt Nam nói riêng thì khi nghành chăn nuôi ngày càng phát triển mạnh mẽ thì việc đầu tư tìm ra giải pháp xử lý chất thải một cách hiệu quả là điều tất yếu. 2.3.1 Hiện trạng xử lý chất thải chăn nuôi bằng công nghệ Biogas trên thế giới Cuối những năm 1890 đánh dấu sự xuất hiện của một loại bể chứa phân được đậy kín bởi việc đăng ký bản quyền của Louis Mouras (ở Pháp). Đến năm 1930, phân huỷ hiếm khí các phế thải nông nghiệp để tạo ra khí ga bắt đầu xuất hiện. Phong trào này phát triển mạnh ở Pháp và Đức vào những năm 1940 (khoảng thời gian diễn ra chiến tranh thế giới thứ 2). Những năm 1960, quá trình ủ lên men tạo khí gas chỉ được chú trọng áp dụng để xử lý phân động vật. Nhưng đến năm 1970 khi cuộc khủng hoảng năng lượng xảy ra đã tạo tiền đề cho việc phát triển phân huỷ yếm khí phân thải để sản xuất ra khí đốt. Một số công trình nghiên cứu và kết quả thành công đánh dấu sự phát triển này là: - Cuốn sách Sản xuất Mêtan từ phân lợn bằng quá trình Mesophillic của tác giả Humenik và cộng sự, năm 1979. - Tài liệu về phân huỷ yếm khí của Hội nghị quốc tế về Chất thải chăn nuôi, năm 1980.
22 Tuy nhiên, những năm sau đó mối quan tâm giành cho công nghệ Biogas bị suy giảm do giá thành của nhiên liệu tạo ra thấp và do gặp phải một số vấn đề kỹ thuật với bể ủ Biogas. Mối quan tâm này chỉ thực sự được phục hồi vào những năm 1990, được đánh dấu bởi: - Chương trình AgSTAR của Mỹ về xử lý chất thải và sản xuất năng lượng: kết quả là 75 hệ thống ủ cho các trại nuôi lợn và trại sản xuất bơ sữa. - Dự án NCSU Smithfield, năm 2001 ở trang trại Barham về khôi phục tài nguyên sinh học - Xử lý chất thải chăn nuôi lợn và ử Biogas ở nhiệt độ thường. - Cuốn sách Smithfield Belt System - Ủ Biogas cho chất thải khô, ở nhiệt độ cao của Humenik và cộng sự năm 2004. - Trung Quốc: Theo số liệu thống kê của Bộ nông nghiệp Trung Quốc riêng trong lĩnh vực chăn nuôi năm 2006 có 460 công trình khí sinh học cung cấp cho 5,59 triệu gia đình sử dụng, phát điện với công suất 866 KW, sản xuất thương mại 24.900 tấn phân bón và 700 tấn thức ăn gia súc. Tới cuối năm 2008 số công trình lớn tăng lên đến 573 và đến năm 2010 có 2000 bể cỡ lớn và 8,5 triệu hầm. - Đức: Việc xây dựng công trình khí sinh học tăng từ 100 thiết bị/ năm tăng lên 200 thiết bị/ năm vào năm 2000 hầu hết các công trình có thể tích phân huỷ từ 1000 tới 1500 m3, công suất khí 100 tới 150 m3. Có trên 30 công trình quy mô lớn với thể tích phân huỷ 4000 tới 8000 m3. Khí sinh học sản xuất ra được sử dụng để cung cấp cho các tổ máy đồng phát nhiệt và phát điện có công suất điện là 20, 150. 200 và 500 KWe. - Nepal: Lịch sử của Biogas bắt đầu từ năm 1965, nền tảng là sự hướng dẫn chỉ đạo của Late Father B.R.Saubolle trường Xavier's. Tuy nhiên trên thực tế
23 Biogas chỉ được quan tâm đến sau khi giá nhiên liệu đột ngột tăng cao. Nó được bắt đầu từ năm 1975 với tên gọi là "Năm nông nghiệp". Trong thời gian này có tổng số 200 gia đình lắp đặt với quy mô là loại hầm nổi hình vòm cầu. Năm 1977, cùng với sự đưa vào của công ty Gobar, Biogas sinh học được phổ biến. Tuy nhiên, kết thúc năm 1978, phổ biến được tất cả 708 hầm Biogas loại hầm nổi hình vòm cầu.Thấy được tầm quan trọng của Biogas sinh học và sự quan tâm chú ý của người dân, chính phủ đã đưa ra nhiệm vụ lắp đặt 4000 hầm phân hủy loại kế hoạch thứ 7 trong giai đoạn bắt đầu từ năm 1985. Với sự giới thiệu của chương trình hỗ trợ Biogas, dưới sự hỗ trợ của tổ chức phát triển Hà Lan, nhịp độ bắt đầu đạt được về sự tăng tiến của Biogas .Trong suốt giai đoạn đầu và giai đoạn thứ 2 chương trình hỗ trợ Biogas có 31000 hầm. Dưới giai đoạn thứ 3 đã xây dựng được 1.000.000 hàm Biogas cố định. - Đan Mạch: Việc xây dựng các nhà máy kị khí tập trung đang trở thành một lựa chọn phổ biến để quản lý chất thải ở những nơi chất thải từ vài nguồn có thể được xử lý phân động vật, phụ phân cây trồng, chất thải hữu cơ của các gia đình. - Tại Indonesia, người dân có thể tiết kiệm khoảng 30 USD/tháng nhờ sử dụng Biogas. Chính phủ Indonesia đang đẩy mạnh việc sử dụng Biogas như là giải pháp cho những vấn đề môi trường. 2.3.2 Hiện trạng xử lý chất thải chăn nuôi bằng công nghệ Biogas ở việt nam Công nghệ khí sinh học đã được dụng ở Việt Nam từ năm 1960. Lịch sử phát triển ở Việt Nam có thể chia làm 5 thời kỳ. - Giai đoạn 1960- 1975: Năm 1960 nhà xuất bản Bộ Công Nghiệp đã xuất bản tài liệu “ cách sinh ra hơi metan nhân tạo và lấy hơi metan thiên nhiên” của Trung Quốc được dịch ra tiếng Việt. Năm 1964 tỉnh Bắc Thái đã xây dựng “ Xưởng phát
24 điện metan” đầu tiên của Việt Nam. Tuy nhiên sau một thời gian ngắn đã bị bỏ không sử dụng. Tới cuối những năm 1960 và đầu những năm 1970 công nghệ KSH gần như bị lãng quên, - Giai đoạn 1976-1980: Sau khi đất nước thống nhất (1975), trước nhu cầu phát triển kinh tế xã hội và do cuộc khủng hoảng dầu mỏ, các dạng năng lượng mới ( NLM), năng lượng tái tạo (TT) nói chung trong đó có KSH nói riêng lại được chú ý tới Năm 1976, Phân viện Năng lượng thuộc bộ Điện và Than đã soạn thảo “Đề án sử dụng khí sinh vật ở Việt nam”. Năm 1977, Bộ Điện và Than giao cho Viện Quy hoạch và Thiết kế Điện chủ trì đề tài “ Nghiên cứu ứng dụng hầm ủ lên men sinh khí Metan”. Từ đó vấn đề KSH chính thức được đưa vào thành các đề tài nghiên cứu Nhà nước. Viện Nông hoá thổ nhưỡng (Bộ Nông nghiệp) đã xây dựng một công trình thí điểm ở trại Nông hoá thổ nhưỡng Cầu Diễn (Từ Liêm, Hà Nội) với sự giúp đỡ của chuyên gia FAO nhưng không thu được kết quả. Tháng 12/1979 Uỷ ban Khoa học và Kỹ thuật Nhà nước đã tổ chức “Hội nghị chuyên đề về bể khí sinh vật” tại Hà nội để sơ kết kinh nghiệm về thiết kế, xây dựng và vận hành. - Giai đoạn 1981-1990: Trong hai kế hoạch 5 năm 1981-1985 và 1986-1990 CNKSH đã trở thành một trong những lĩnh vực ưu tiên trong Chương trình nghiên cứu nhà nước về Năng lượng mới mang mã số 10C do Bộ Điện lực chủ trì. Ngoài chương trình Năng lượng mới, Bộ Y tế cũng đã thực hiện một số dự án ứng dụng KSH với mục tiêu vệ sinh môi trường. Lĩnh vực CNKSH ở Việt Nam cũng đã thu hút được sự giúp đỡ và hợp tác của nhiều tổ chức nước ngoài như Viện Sinh lý Sinh hoá Vi sinh vật của
25 Liên xô, Tổ chức OXFAM của Anh, UNICEF của Liên hợp quốc, ACCT của các nước sử dụng tiếng Pháp, tổ chức SIDA của Thuỵ Điển Tháng 3 năm 1989, Chương trình 52C tổ chức Hội thảo quốc gia lần thứ nhất về KSH với sự tham gia của hầu hết những người làm công tác nghiên cứu và triển khai trong toàn quốc. Cho tới 1990 đa số các tỉnh trong toàn quốc đã có những công trình KSH được xây dựng Phát triển mạnh mẽ. Tính chung trong toàn quốc có khoảng trên 2000 công trình, chủ yếu thuộc loại nắp nổi. Phần lớn là công trình cỡ gia đình với thể tích phân giải từ 2 m3 tới 10 m3. Cá biệt có công trình có thể tích phân giải tới 200 m3(Đồng Nai). -Giai đoạn 1991-2002: Sau khi kết thúc kế hoạch năm năm 1986-1990, chương trình 52C giải thể. Hoạt động chủ yếu là triển khai ứng dụng dưới hình thức các dự án do nhiều tổ chức thực hiện tuỳ theo mục tiêu và nguồn kinh phí có được. Từ năm 1993 trở đi, công nghệ được phát triển trong khuôn khổ các dự án về vệ sinh môi trường, nông nghiệp và phát triển nông thôn với nhiều kiểu thiết bị KSH mới. Thiết bị dạng túi chất dẻo PE theo mẫu của Cô-lôm-bi-a, được phát triển nhờ dự án SAREC - S2 - VIE22 do viện Chăn nuôi, Hội làm vườn trung ương (VACVINA), Cục Khuyến nông và Khuyến lâm và Đại học Nông - Lâm TP. Hồ Chí Minh triển khai. Dự án điểm của chương trình "Chương trình vệ sinh chăn nuôi xử lý chất thải bằng hầm ủ bioga" ở huyện Đan Phượng tỉnh Hà tây đã thành công với khoảng 3000 công trình được xây dựng. Nhiều Sở KHCN&MT hoặc Sở Công nghiệp cũng tự nghiên cứu và đưa ra những kiểu riêng như Phú thọ, Quảng trị, Thừa Thiên - Huế, Tiền Giang
26 Đại học Nông - Lâm TP. Hồ Chí Minh tiếp tục phát triển kiểu túi ni lông. Đại học Cần Thơ phát triển thiết bị nắp cố định vòm cầu kiểu của Dự án hợp tác Thái Lan và Đức. Đội thợ tư nhân Đồng Nai, Dự án Năng lượng tái tạo Bắc Trung bộ (RENC) phát triển kiểu thiết bị nắp cố định của Đồng Nai. Tóm lại trong giai đoạn này do không có tổ chức đầu mối quốc gia nên tình trạng phát triển KSH rất đa dạng. Để đưa tình trạng phát triển bắt đầu vào tiêu chuẩn, Bộ Nông nghiệp và PTNT đã ban hành Tiêu chuẩn ngành về Công trình Khí sinh học nhỏ (3/2002). - Giai đoạn 2003 - nay: Đây là thời kỳ CNKSH được phát triển mạnh mẽ nhất trong tất cả các lĩnh vực ứng dụng: nông nghiệp, công nghiệp và đô thị với quy mô từ nhỏ (gia đình) tới lớn (trang trại, nhà máy). (Nguyễn Quang Khải)4 2.3.3 Tình hình nghiên cứu và xử lý chất thải chăn nuôi tại Thái Nguyên Tại Thái Nguyên, theo kết quả tổng điều tra cho thấy số lượng gia súc và gia cầm của tỉnh mỗi năm thải ra khoảng trên 815 nghìn tấn chất thải rắn và khoảng 5 triệu khối chất thải lỏng mỗi năm. Trong đó khoảng 40% chất thải này được xử lý bằng phương pháp ủ để làm phân bón hữu cơ Trước khi bón ruộng và khoảng 60% chất thải được sử dụng trực tiếp thông qua xử lý như bón rau bằng phân tươi, cho cá ăn, nước tưới cho rau màu. Khoa môi trường – đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã nghiên cứu ứng dụng thành công đệm lót sinh học bằng chế phẩm EM áp dụng tại nhiều địa phương như: Thái Nguyên, Bắc Giang, . Nhiều tỉnh và các doanh nghiệp trong thời gian qua đã hợp tác với khoa để áp dụng sản phẩm và quy trình này vào giải quyết các vấn đề thực tiễn. Trong buổi làm việc với các đồng chí cán bộ sở khoa học và công nghệ Vĩnh Phúc, công ty cổ phần và sản xuất thương
27 mại, VMC Việt Nam vừa qua đã đánh giá cao về sản phẩm này và nhất trí với hợp áp dụng tại địa phương. Tỉnh Thái Nguyên cũng đang đẩy mạnh việc ứng dụng các thành tựu về công nghệ phát triển hầm khí sinh học và cuộc sống dân sinh và đặc biệt đối với khu vực nông thôn. Từ năm 1998 đến nay bên cạnh việc đẩy mạnh công tác thông tin, giáo dục, truyền thông, vì việc sử dụng khí sinh học, chương trình phát triển hầm khí sinh học đã đầu tư xây dựng trên 500 thí điểm cho các hộ dân bằng sự tài trợ một phần từ ngân sách sự nghiệp khoa học của tỉnh. Sự thành công của mô hình đã thúc đẩy nhanh việc mở rộng xây dựng các loại hầm khí sinh học trong dân cư.
28 PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng và pham vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu của đề tài: Chất thải chăn nuôi lợn - Phạm vi nghiên cứu: trang trại chăn nuôi Long Cương xã Lương Phú huyện Phú Bình Thành Phố Thái Nguyên 3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu - Địa điểm nghiên cứu của đề tài: trang trại chăn nuôi lợn Long Cương xã Lương Phú huyện Phú Bình Tỉnh Thái nguyên. - Thời gian nghiên cứu: Đề tài này được thực hiện từ ngày 01/01/2018 đến ngày 30/04/2018. 3.3 Nội dung nghiên cứu 3.3.1 Giới thiệu về trang trại chăn nuôi lợn Long Cương tại xã Lương Phú, huyện Phú Bình Tỉnh Thái nguyên. - Vị trí địa lý trang trại - Quy mô cơ cấu trang trại chăn nuôi Long Cương - Hiện sử dụng hầm bioga tại trang trại 3.3.2 Đánh giá hiệu quả hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi lợn tai trang trại Long Cương xã Lương Phú, huyện Phú Bình, Tỉnh Thái Nguyên 3.3.3. Đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng hầm ủ Biogas tại trang trại chăn nuôi lơn Long Cương xã Lương Phú, huyện Phú Bình, tỉnh Thái Nguyên 3.4 Phương pháp nghiên cứu 3.4.1 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp - Thu thập những số liệu, tài liệu có sẵn về trang trại chăn nuôi lợn Long Cương xã Lương Phú huyện Phú Bình, Tỉnh Thái Nguyên.
29 - Thu Thập các tài liệu liên quan đến nội dung nghiên cứu từ các số liệu có sẵn tại khu vực thực hiện tham khảo các tài liệu sách báo các nghiên cứu khoa học - Điều tra kết hợp theo dõi tình hình sử dụng hầm biogas 3.4.2. Phương pháp lấy mẫu, phân tích mẫu - Vị trí lấy mẫu : Nước thải chăn nuôi lợn trước và sau khi xử lý qua hầm Biogas của trang trại chăn nuôi Long Cương xã Lương Phú, huyện Phú Bình, Tỉnh Thái Nguyên. STT Vị Trí lấy mẫu Kí Hiệu Số Lượng Mẫu 1 Nước thải trước Khi xử lý M1 1 qua hầm Biogas 2 Nước thải sau Khi xử lý qua M2 1 hầm Biogas - Dụng cụ lấy mẫu + Dùng chai đựng mẫu bằng thủy tinh hoặc polime + Chai có nút đậy, được rửa sạch và dùng nước cất để tráng + Găng tay, phích đá - Phương pháp lấy mẫu + Tiến hành lấy mẫu tại các vị trí, thời điểm khác nhau. Các mẫu lấy đều được bảo quản và vận chuyển không quá 2h ngoài thực địa, sau đó được đem về phòng thí nghiệm đại học Nông Lâm Thái Nguyên để tiến hành xác định hàm lượng các chất ô nhiễm. + Tại cửa vào và ra của hệ thống xử lý biogas: Lấy 2 mẫu tại trang trại - Các chỉ tiêu và phương pháp thử nghiệm: * Cách xác định nhiệt độ, pH, TDS: Bằng máy đo đa chỉ tiêu * Cách xác định màu sắc, mùi: quan sát, ngửi * Cách xác định Nitơ tổng số theo Kjendhal:
30 Bảng 3.1 Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích STT Chỉ tiêu phân tích Phương pháp phân tích 1 Màu sắc Cảm quan 2 Mùi Cảm quan 3 TSS TCVN 6625: 2000 4 COD TCVN 4565: 1988 5 BOD TCVN 6001: 2008 6 T-P TCVN 6202: 2005 7 T-N TCVN 5887: 1995 8 t° Máy đo chỉ tiêu 9 pH Máy đo chỉ tiêu 3.4.3 Phương pháp xử lý và thống kê số liệu, tổng hợp viết báo cáo Các số liệu thu thập được từ các tài liệu, trong quá trình điều tra, khảo sát được tổng hợp lại và tính toán, xử lý, thống kê bằng phương pháp thủ công và trên máy vi tính bằng các phần mềm chuyên dụng tạo các số liệu phục vụ cho việc nghiên cứu và đánh giá.
31 PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.1 Giới thiệu khái quát về trang trại chăn nuôi Long Cương tại xã Lương Phú – huyện Phú Bình– Thành Phố Thái nguyên 4.1.1 Vị trí địa lý trang trại Long Cương Trang trại chăn nuôi Long Cương thuộc xóm Việt Ninh, xã Lương Phú, huyện Phú Bình, Tỉnh Thái Nguyên Phía tây giáp với xã Kha Sơ, phía đông gần với UBND xã Lương Phú Hình 4.1 Vị Trí trang trại Long Cương 4.1.2 Giới thiệu chung về quy mô cơ cấu đất đai trang trại chăn nuôi Long Cương Hiện nay trang trại chăn nuôi Long Cương có diện tích hơn 2 ha, với 3 dãy chuồng lạnh chăn nuôi 7.000 gà mái đẻ, 8.000 gà mái hậu bị; sở hữu 7 máy ấp trứng công suất mỗi máy 16.000 quả trứng/mẻ; cùng với 5 dãy chuồng lợn nuôi 200 lợn nái ngoại sinh sản và 550 lợn thịt.
32 Từ thành công nuôi gà đẻ trứng, đầu năm 2015 trang trại tiếp tục đầu tư nuôi lợn nái ngoại theo quy mô công nghiệp hiện đại. Chọn nuôi lợn giống của công ty GreenFeed và CP, là các công ty có nguồn lợn giống chất lượng tốt và an toàn dịch bệnh. Chuồng trại được thiết kế theo từng khu riêng biệt nhưng liên hoàn gồm các dãy chuồng nuôi lợn nái chờ phối và nái chửa - nái đẻ - lợn con sau cai sữa - lợn hậu bị và lợn thịt. Đồng thời xây hầm biogas xử lý chất thải chăn nuôi. Phương pháp thụ tinh nhân tạo cũng được áp dụng cho chăn nuôi lợn sinh sản. Trang trại cung cấp gà giống (gà lai mía, gà lai chọi), lợn giống, đại lý thức ăn chăn nuôi cho các hộ, trang trại, gia trại chăn nuôi trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên, Bắc Giang ; đồng thời cung cấp lợn thịt cho thị trường. Năm 2015 tổng doanh thu toàn trang trại đạt trên 13 tỷ đồng, lợi nhuận trên 2,6 tỷ đồng; dự kiến năm 2016 trang trại thu lãi trên 3 tỷ đồng. Không chỉ làm giàu cho gia đình, trang trại chăn nuôi Long Cương còn tạo việc làm ổn định cho 10 lao động thường xuyên có thu nhập ổn định và 25 lao động thời vụ với mức lương trung bình 5 triệu đồng/tháng. Bên cạnh phát triển kinh tế gia đình thì Trang trại còn giúp nhiều hộ chăn nuôi địa phương về giống lợn, gà, thức ăn chăn nuôi; đồng thời thường xuyên tư vấn, hướng dẫn phổ biến kỹ thuật, kinh nghiệm chăn nuôi cho hàng trăm lượt hộ nông dân ở địa phương. Trực tiếp nhận hỗ trợ, giúp đỡ cho 20 hộ gia đình hội viên nông dân nghèo để phát triển kinh tế; đến nay 11 hộ nông dân đã thoát nghèo. 4.1.3 Hiện trạng sử dụng hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi của Trang trại Long cương xã Lương Phú, huyện Phú Bình, Tỉnh Thái Nguyên. 4.1.3.1 Loại hầm ủ Biogas được sử dụng ở trang trại Qua khảo sát cho thấy, trang trại đã lắp đặt hầm ủ Biogas xử dụng loại hầm ủ đó là: Hầm ủ Biogas nắp vòm cố định.  Cấu tạo của hầm ủ Biogas
33 - Về mặt cấu tạo bể bao gồm 3 bộ phận chính là bể phân giải, bộ phận chứa khí và bộ phận điều áp. Cả ba bộ phận này đều được kết hợp nằm trong một khối. Cả khối được chôn chìm dưới mặt đất. - Thiết kế của thiết bị compozite gồm những bộ phận sau: + Bể phân giải: Là nơi chứa nguyên liệu đảm bảo những điều kiện thuận lợi cho quá trình phân hủy kỵ khí sinh ra. Đây là bộ phận chủ yếu của thiết bị. - Ngăn chứa khí: khí sinh ra từ bể phân giải được thu và chứa ở đây. Yêu cầu cơ bản là phải kín khí. - Của nạp nguyên liệu (ống lối vào): là nơi nạp nguyên liệu bổ sung vào bộ phận phân hủy. - Của xả (ống lối ra): nguyên liệu sau khi phân hủy được lấy ra đáy để nhường chỗ cho nguyên liệu mới bổ sung vào. - Ống dẫn khí: khí được tách ra từ bộ tích khí tới nơi sử dụng qua lối lấy khí này.  Nguyên lý hoạt động Nguyên liệu nạp được nạp vào bể phân giải qua của nạp nguyên liệu vào cho đến khi ngập mép dưới cửa cửa, cửa nạp nguyên liệu và cửa xả khoảng 60 cm. Lúc này áp suất khí trong bể phân giải bằng (P=0). Khí sinh ra được tích tụ trong ngăn chứa khí sinh ra áp suất đẩy dịch phân giải dâng lên theo của nạp nguyên liệu/của xả và ngăn chứa khí tạo nên áp suất trong bể đẩy khí sinh ra và ống thu khí và đường ống dẫn khí đến nơi sử dụng. Khí được sử dụng để đun nấu, thắp sáng, bình nước tắm nóng lạnh tự động, máy phát điện Khí được sử dụng hết, áp suất trong ngăn chứa khí bằng 0, thiết bị trở về trạng thái ban đầu. Vì cửa nạp nguyên liệu đã được bịt kín nên ở trạng thái Pmax, dịch phân giải chỉ được đẩy ra theo cửa xả. Trong quá trình hoạt động, bề mặt của dich phân giải luôn luôn lên xuống làm cho tiết diện luôn
34 luôn thay đổi trong ngày do vậy có tác dụng phá váng. Năng suất khí m3 khí/m3 phân giải/ngày 0,32 lượng khí đủ dùng. Sản lượng khí trung bình đạt 2,24m3/ngày. Từ 10kg phân lợn trở lên hàng ngày có thể sản xuất được 400- 500 lít khí, đủ để cung cấp nhiên liệu cho gia đình 04 người sử dụng, đối với chiếu sáng có thể đạt độ sáng tương đương đèn sợi tóc 60w  Một số ưu điểm của bể xây bằng gạch - Đảm bảo an toàn, phòng, chống cháy nổ. - Có thể xây dựng dưới nền chuồng nuôi, diện tích mặt bằng phu hợp. Không tốn diện tích do tất cả các phần đều được đặt ngầm dưới đất. - Vận hành đơn giản, thời gian sử dụng 10 đến 15 năm và chi phí xây dựng hầm tốn khoảng 10 triệu đồng. 4.1.3.2 Những khó khăn và thuận lợi khi lắp đặt hầm ủ Biogas  Lợi ích của Biogas Việc sản xuất Biogas tạo ra rất nhiều thuận lợi cho người dân nhất là nông dân đang hoạt động trong lĩnh vực chăn nuôi, giải quyết được vấn đề năng lượng cho địa phương và ngay cả trên phương diện quốc gia. Hai lĩnh vực môi trường và kinh tế có nhiều lợi ích nhất từ Biogas. - Về lợi ích môi trường: khí methane sinh học (biomethane) là một loại năng lượng sạch nhất tính đến ngày hôm nay. Methane là khí tạo ra hiệu ứng nhà kính cao gấp 21 lần khí cacbonic. Nếu methane không được thu hồi từ các khí bãi rác, chất thải, phế thải sẽ là một nguồn ô nhiễm đến hiệu ứng nhà kính lớn nhất. Môi trường không còn mùi hôi thối, ruồi nhặng. Giảm lượng khí CO2 thải ra môi trường do quá trình phân hủy chất thải của động vật. Theo ước tính của Bộ Năng Lượng Hoa Kỳ, nếu sử dụng tất cả nguồn nguyên liệu có thể tạo ra khí sinh học để dùng trong vận chuyển thì năng lượng này có thể làm giảm 500 triệu tấn khí cacbonic hàng năm.
35 Một lợi ích nữa nói về môi trường đó là hệ thống sinh khí sẽ giải tỏa được diện tích lớn phế thải từ chăn nuôi và tạo thêm nguồn thu nhập mới cho nông dân. - Về lợi ích kinh tế: Biogas ngày càng tăng trưởng dẽ giúp cho nhu cầu sử dụng năng lượng trong nước ổn định hơn và dần dần thay thế một số lượng không nhỏ các loại năng lượng hóa thạch đang dùng như than đá, dầu mỏ Kỹ thuật sản xuất không quá phức tạp nên có thể áp dụng khắp các vùng nông thôn. Đặc biệt người dân khi sử dụng Biogas hộ gia đình sẽ độc lập về khí đốt và bã thải của Biogas sẽ là nguồn cung cấp phân bón rất hữu ích trong trồng trọt.  Thuận lợi của Biogas - Được sự hỗ trợ vay vốn từ Ngân hàn Nông nghiệp và Phát triển nông thôn thông qua Hội Phụ nữ, Hội Nông dân. - Diện tích xây dựng rộng rãi nên không ảnh hưởng nhiều tới đất canh tác hay trồng cây lâu năm.  Khó khăn của Biogas Sự hỗ trợ của Nhà nước về đầu tư nghiên cứu và phát triển cũng như kinh phí, trang thiết bị, kỹ thuật cho sản xuất, ứng dụng công nghệ Biogas còn nhiều hạn chế. Sự nhận thức của xã hội về Biogas còn thấp Khi có sự cố thì không có thợ chuyên môn kỹ thuật sửa chữa, bảo dưỡng. Chi phí xây dựng hầm ủ Biogas còn khá cao, thủ tục vay vốn còn gặp nhiều khó khăn, tốn nhiều thời gian. 4.1.3.3 Chi phí lắp đặt hầm Biogas Để phát triển Biogas thì trước hết phải phát triển chăn nuôi. Ngoài quy mô chăn nuôi ra thì kinh tế chính là yếu tố quyết định vì vốn đầu tư ban đầu cho xây hầm Biogas tương đối lớn (trung bình khoảng 7 - 15triệu đồng/ hầm).
36 4.2. Đánh giá hiệu quả hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi lợn tai trang trại Long Cương xã Lương Phú, huyện Phú Bình, Tỉnh Thái Nguyên 4.2.1. Nước thải chăn nuôi lợn trước khi xử lý bằng hầm biogas tại trang trại chăn nuôi Long Cương Kết quả phân tích một số chỉ tiêu vật lý, hóa học của nước thải chăn nuôi lợn trước khi xử lý bằng hầm bioga được thể hiện qua bảng sau: Bảng 4.1. Kết quả phân tích một số chỉ tiêu vật lý, hóa học của nước thải chăn nuôi lợn trước công trình khí sinh học Biogas. STT Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả QCVN62- M1 MT:2016/BTNMT (cột B) 1 Màu sắc - Xanh đen - 2 Mùi - Hôi Không có mùi 3 TSS Mg/l 102, 00 150 4 COD Mg/l 1250 300 5 BOD5 Mg/l 875 100 6 t0 oC 30 40 7 pH - 6,74 5.5 -9 8 P tổng Mg/l 8,7 6 (Nguồn: Kết quả phân tích tại phòng thí nghiệm 2018)  Chú thích: - QCVN62-MT:2016/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chăn nuôi. - M1: Nước thải trước Khi xử lý qua hầm Biogas  Nhận xét: Qua bảng ta thấy Nguồn gốc các cặn bẩn là từ các chất hữu cơ có trong thức ăn chưa được tiêu hóa hoàn toàn và một số cặn bẩn có nguồn gốc từ các
37 - chất vô cơ (20 – 30%) như; đất, muối, ure, amonium, muối clorua, SO 4 ở dạng lơ lửng và hòa tan, ngoài ra một phần cặn bẩn có nguồn gốc từ nước tiểu, nước rửa chuồng. Nước thải chăn nuôi lợn trước khi xử lý qua bể Biogas có hàm lượng các chất hữu cơ, các cặn bẩn, VSV rất cao vượt nhiều lần so với TCCP. 4.2.1.1 Chỉ tiêu TSS trong nước thải trước xử lý Kết quả phân tích chỉ tiêu TSS của nước thải chăn nuôi lợn trước khi xử lý bằng hầm biogas so với QCVN được thể hiện qua biểu đồ sau: TSS 160 140 120 100 80 150 M1 60 102 40 20 0 TSS QCVN Hình 4.2 Biểu đồ chỉ tiêu TSS trong nước thải chăn nuôi trước khi xử lý so với QCVN 62-MT:2016/BTNMT Nhận xét:. Nồng độ TSS theo quy chuẩn cho phép là 150 mg/lít nhưng theo kết quả phân tích mẫu nước thải chăn nuôi lợn trước khi xử lý là 102 mg/l có giá trị nồng độ nằm trong ngưỡng quy chuẩn QCVN 62-MT:2016/BTNMT 4.2.1.2 Chỉ tiêu COD trong nước thải trước xử lý Kết quả phân tích chỉ tiêu COD của nước thải chăn nuôi lợn trước khi xử lý bằng hầm biogas so với QCVN được thể hiện qua biểu đồ sau:
38 COD 1400 1250 1200 1000 800 600 M1 400 300 200 0 COD QCVN Hình 4.3 Biểu đồ chỉ tiêu COD trong nước thải chăn nuôi trước khi xử lý so với QCVN 62-MT:2016/BTNMT Nhận xét: Nồng độ COD theo quy chuẩn cho phép là 300 mg/lít nhưng theo kết quả phân tích mẫu nước thải chăn nuôi lợn trước khi xử lý là 1250 mg/l đều có giá trị nồng độ cao hơn ngưỡng quy chuẩn QCVN 62-MT:2016/BTNMT 3,16 lần. 4.2.1.3 Chỉ tiêu BOD trong nước thải trước xử lý Kết quả phân tích chỉ tiêu BOD của nước thải chăn nuôi lợn trước khi xử lý bằng hầm biogas so với QCVN được thể hiện qua biểu đồ sau: BOD 1000 800 600 400 875 M1 200 100 0 BOD QCVN Hình 4.4 Biểu đồ chỉ tiêu BOD trong nước thải chăn nuôi trước khi xử lý so với QCVN 62-MT:2016/BTNMT
39 Nhận xét: . Nồng độ BOD5 theo quy chuẩn cho phép là 100 mg/lít nhưng theo kết quả phân tích mẫu nước thải chăn nuôi lợn trước khi xử lý là 875 mg/l có giá trị nồng độ cao hơn ngưỡng quy chuẩn QCVN 62-MT:2016/BTNMT 7,75 lần. 4.2.1.4 Chỉ tiêu T- P trong nước thải trước xử lý Kết quả phân tích chỉ tiêu T-P của nước thải chăn nuôi lợn trước khi xử lý bằng hầm biogas so với QCVN được thể hiện qua biểu đồ sau: T-P 10 9 8 7 6 5 M1 4 8.7 3 6 2 1 0 T-P QCVN Hình 4.5 Biểu đồ chỉ tiêu T-P trong nước thải chăn nuôi trước khi xử lý so với QCVN 62-MT:2016/BTNMT Nhận xét: Nồng độ T-P theo quy chuẩn cho phép là 6 mg/lít nhưng theo kết quả phân tích mẫu nước thải chăn nuôi lợn trước khi xử lý là 8,7 mg/l có giá trị nồng độ cao hơn ngưỡng quy chuẩn QCVN 62-MT:2016/BTNMT 0,45lần.
40 4.2.2 Nước thải chăn nuôi lợn sau khi qua xử lý bằng hầm biogas Tải trang trại chăn nuôi Long Cương Kết quả phân tích một số chỉ tiêu vật lý, hóa học của nước thải chăn nuôi lợn sau khi xử lý bằng hầm biogas được thể hiện qua bảng sau: Bảng 4.2 Kết quả phân tích một số chỉ tiêu vật lý, hóa học của nước thải chăn nuôi lợn sau công trình khí sinh học Biogas STT Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả QCVN62- M2 MT:2016/BTNMT (cột B) 1 Màu sắc - Vàng nâu - 2 Mùi - Hôi Không có mùi 3 TSS Mg/l 63,00 150 4 COD Mg/l 480 300 5 BOD5 Mg/l 336 100 6 to oC 30 40 7 pH - 6.58 5.5 – 9 8 P tổng Mg/l 3,9 6 (Nguồn: Kết quả phân tích tại phòng thí nghiệm năm 2018)  Chú thích: - QCVN62-MT:2016/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chăn nuôi. - M2: Nước thải sau Khi xử lý qua hầm Biogas  Nhận xét; Qua bảng 4.2 cho ta thấy: Nước thải chăn nuôi lợn sau khi xử lý qua bể Biogas các chỉ tiêu BOD, COD, TSS, T-P,VSV, Mùi, Màu giảm nhưng vẫn cao hơn TCCP thể hiện cụ thể qua hình sau:
41 600 500 480 400 336 300 300 Mẫu 2 QCVN 200 150 100 100 63 3.9 6 0 TSS COD BOD T-P Hình 4.6 Biểu đồ các chỉ tiêu TSS, COD, BOD, T-P trong nước thải chăn nuôi sau khi xử lý so với QCVN 62-MT:2016/BTNMT Nhận xét: qua hình cho thấy Nồng độ TSS trong nước thải sau xử lý là 63 mg/l đạt ngưỡng cho phép của QCVN 62-MT:2016/BTNMT Giá trị TSS thấp như vậy là do trong quá trình xử lý nước thải và phân đã được đi qua bể lắng phân sau đó mới vào bể biogas. Bể biogas xử lý được một lượng TSS lớn, nước sau biogas được thải ra hồ tùy nghi rồi đến hồ hiếu khí, tại đây có sự phân hủy các hạt hữu cơ của VSV, sự lắng đọng các hạt có nguồn gốc vô cơ trong quá trình xử lý. Vì vậy, nồng độ TSS cuối hệ thống xử lý là thấp và đạt ngưỡng cho phép. T-P có giá trị trung bình là 3,9 mg/l đạt ngưỡng cho phép của QCVN Các thông số BOD5, COD, đều vượt quá ngưỡng QCVN. BOD vượt qua quy chuẩn 2,36 lần, COD vượt qua quy chuẩn 0,6 lần Các thông số BOD5, COD đều vượt ngưỡng cho phép của quy chuẩn do tính chất của nước thải chăn nuôi là giàu chất hữu cơ, COD, BOD có giá trị vượt qua quy chuẩn mà hệ thống xử lý nước thải của trang trại vẫn chưa đạt hiệu quả cao
42 4.2.3 Hiệu xuất xử lý của hệ thống hầm Biogas của trang trại chăn nuôi Long Cương Hiệu xuất xử lý của hệ thống hầm Biogas của trang trại chăn nuôi Long Cương được thể hiện qua bảng sau: Bảng 4.3 Hiệu suất xử lý nước thải chăn nuôi lợn của hầm biogas tại trang trại chăn nuôi Long Cương: Bảng 4.3 Hiệu suất xử lý nước thải chăn nuôi lợn của hầm biogas tại trang trại chăn nuôi Long Cương STT Chỉ Đơn Kết quả QCVN62- Hiệu tiêu vị MT:2016/BTNMT Suất(%) M1 M2 (cột B) 1 Màu - Xanh Vàng - - sắc đen nâu 2 Mùi - Hôi Hôi Không có mùi - 3 TSS Mg/l 102,00 63,00 150 38,23 4 COD Mg/l 1250,00 480 300 61,6 5 BOD5 Mg/l 875 336 100 61,6 6 to oC 30 30 40 - 7 pH - 6,74 6.58 5.5 – 9 - 8 T-P Mg/l 8,7 3,9 6 55,17  Chú thích: - QCVN62-MT:2016/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chăn nuôi. - M1: Nước thải trước Khi xử lý qua hầm Biogas - M2: Nước thải sau Khi xử lý qua hầm Biogas  Nhận xét:
43 Qua bảng ta thấy các chỉ tiêu COD, BOD, T-P giảm đáng kể nhưng vẫn vượt ngưỡng TCCP hiệu quả xử lý các chỉ tiêu trên đạt hiệu suất cao. Hiệu suất xử lý COD đạt 61,6%, Hiệu suất xử lý BOD đạt 61,6%, Hiệu suất xử lý T-P đạt 55,17%. Có thể nhận thấy rõ hiệu quả xử lý của hầm ủ Biogas, dù cho vẫn còn vượt quá TCCP nhưng so với nước ban đầu đã rất hiệu quả 1400 1250 1200 1000 875 800 Mẫu 1 Mẫu 2 600 480 QCVN 400 336 300 200 102 63150 100 8.7 3.9 0 6 TSS COD BOD T-P Hình 4.7 Biểu đồ Hiệu xuất xử lý của hệ thống hầm Biogas tại trang trại chăn nuôi Long Cương Nhận xét: Như vậy ta có thể nhận thấy rõ hiệu quả xử lý của hầm ủ Biogas, dù cho vẫn còn vượt quá TCCP nhưng so với nước ban đầu đã rất hiệu quả ta thấy các chẻ tiêu COD, BOD, T-P giảm đáng kể nhương vẫn vượt ngưỡng TCCP hiệu quả xử lý các chỉ tiêu trên đạt hiệu suất cao Vì vậy Hiệu suất xử lý COD, BOD , TSS, T-P đều đạt trong khoảng 38.23% đến 61,6% để đạt hiệu quả xử lý cao hơn thì cần phải xử lý qua các mô hình công nghệ khác, như xử lý bằng bãi lọc trồng cây, thực vật thủy sinh
44 Về mặt cảm quan thì việc xử lí thải chăn nuôi tốt sẽ tạo nên môi trường xung quanh thoáng đãng, không khí không bị ô nhiễm mùi, tạo nên cảm giác dễ chịu cho hộ gia đình và gia đình khác sinh sống xung quanh. Như vậy, việc triển khai và áp dụng mô hình hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi đã góp phần giảm thiểu một lượng chất thải tương đối lớn phát thải vào môi trường, giảm thiểu ô nhiễm môi trường. . 4.2.4. Đánh giá hiệu quả hầm biogas 4.2.4.1. Đánh giá hiệu quả kinh tế Về kinh tế hầm biogas mang lại lợi ích không nhỏ mỗi tháng các hộ gia đình tiết kiệm Các chi phí cho nhiên liệu như than củi gà công nghiệp - Nếu sử dụng phụ phẩm này làm phân bón cho cây trồng thay cho các loại phân bón hóa học thì cũng sẽ giảm đi một phần chi phí tương đối lớn cho việc mua phân, tiết kiệm được. Các phụ phẩm từ hầm Biogas có thể tận dụng làm thức ăn cho cá, giúp chúng tăng trưởng nhanh hơn và đạt hiệu quả kinh tế cao + Nước xả: Là loại phân bón có tác dụng nhanh, chứa nhiều chất dinh dưỡng hoà tan trong nước nên cây trồng dễ hấp thu khi tưới nước xả cho cây. + Bã cặn: Gồm các yếu tố dinh dưỡng, các hợp chất hữu cơ và các chất hấp thu nhiều yếu tố dinh dưỡng có hiệu quả. Cho đến nay phụ phẩm sinh hoạt đã có nhiều ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp như dùng làm phân bón cho cây trồng, nuôi trồng nấm, xử lý hạt giống Ngoài ra, hầm Biogas còn tiết kiệm được 3 – 4 triệu đồng tiền xây dựng bể phốt vì có thể nối trực tiếp công trình vệ sinh của gia đình với hầm Biogas, vì vậy mà không cần phải xây bể phốt. 4.2.4.2. Đánh giá hiệu quả xã hội Việc áp dụng mô hình hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi không chỉ mang lại hiệu quả về kinh tế, môi trường mà còn về cả mặt xã hội.
45 Đối với các gia đình nông thôn, trước khi có công trình Biogas, hộ dân thường dùng củi hoặc khí hóa lỏng để đun nấu. Để có được những nhiên liệu này, hộ dân thường phải đi tìm kiếm, nhặt nhạnh hoặc tìm mua. Sau khi có công trình Biogas, các hộ dân sử dụng Biogas gần như đã sử dụng khí sinh ra để thay thế hoàn toàn các nhiên liệu phục vụ cho hoạt động đun nấu trước đây và tính trung bình mỗi hộ có thể tiết kiệm được từ 1 -2 giờ/ngày để nấu ăn. Ngoài ra, việc sử dụng khí sinh học trong đun nấu thuận tiện và sạch sẽ cũng đã góp phần giải phóng phụ nữ và trẻ em khỏi gánh nặng vất vả của công việc nội trợ, tiết kiệm thời gian cho công việc học tập và nghỉ ngơi. Khi đầu tư xây dựng công trình khí sinh học, thông thường các hộ gia đình thường kết hợp nâng cấp chuồng trại, khu công trình phụ, nhà vệ sinh . Chính vì thế xây dựng công trình khí sinh học trực tiếp mang lại cuốc sống tiện nghi cho người dân như sử dụng chất đốt có chất lượng cao, khu công trình phụ, chuồng trại vệ sinh, sạch đẹp và thuận tiện như cuộc sống ở thành thị. 4.2.4.3. Đánh giá hiệu quả về môi trường Từ khi xây hầm Biogas đã xử lý được toàn bộ chất thải của gia súc ở trạng trai, nước phân sau khi xử lý không còn mu hôi thối như trước và sức khỏe của con người được bảo vệ. Hơn nữa, phần đã được xử lý qua hầm Biogas bốn ra đồng ruộng là nguồn phận ách, không gây mùi hôi thối, giảm sâu bệnh, tránh ô nhiễm môi trường nguồn nước. Nơi nào phát triển hầm Biogas nói đó sẽ kiểm soát có hiệu quả các bệnh ký sinh trùng và bệnh giun sán 4.3 Đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng hầm ủ Biogas tại trang trại chăn nuôi lơn Long Cương xã Lương Phú, huyện Phú Bình, tỉnh Thái Nguyên 4.3.1 Giải pháp chung Động lực lớn nhất để thúc đẩy nông dân áp dụng công nghệ Biogas là giải quyết chất đốt, sau đó mới là vấn đề ô nhiễm môi trường. Công nghệ
46 Biogas thực sự thân thiện với nhà nông. Tuy nhiên, vấn đề đặt ra là sử dụng mô hình nào để thực sự phù hợp với điều kiện ở nông thôn. Mô hình Biogas đem lại lợi ích trực tiếp cho hộ nông dân đồng thời nó cũng đem lại lợi ích cho cả cộng đồng. Các điều kiện này liên quan đến tập quán, thói quen, điều kiện đất đai, vốn đầu tư ban đầu của đại bộ phận nông dân nên đòi hỏi phải giản đơn trong thiết kế và xây dựng. Vì vậy, để phát triển mô hình Biogas thì cần phải có sự quan tâm của toàn thể cộng đồng có sự chỉ đạo của các tổ chức, các cơ quan cấp trên về chương trình Biogas. Phổ biến rộng rãi tới từng hộ nông dân về tác dụng của việc xây hầm Biogas và đặc biệt là giúp vốn và kỹ thuật. 4.3.2 Giải pháp cụ thể - Giải pháp về nguồn vốn Hỗ trợ vốn cho xây dựng Biogas đồng thời tăng cường đầu tư vốn cho ngành sản xuất chăn nuôi Vốn đầu tư ban đầu cho một hầm Biogas là lớn so với thu nhập của hộ gia đình nên một số gia đình mặc dù chăn nuôi nhiều xong vẫn chưa có đủ kinh phí để xây dựng hầm. Do vậy, cần hỗ trợ một phần vốn để động viên, khuyến khích bà con nông dân xây hầm hoặc thành lập quỹ cho vay không lấy lãi đối với các hộ vay vốn để xây hầm Biogas. - Giải pháp quản lý UBND Xã tăng cường thực hiện tốt các hoạt động tuyên truyền, tập huấn nhằm nâng cao ý thức của người dân và cộng đồng dân cư về ô nhiễm môi trường trong cuộc sống và các hoạt động sản xuất, kinh doanh. Tăng cường các biện pháp quản lý Nhà nước đối với việc quản lý nước thải, chất thải trong sản xuất nông nghiệp nhất là trong lĩnh vực chăn nuôi. Có chính sách khuyến khích người dân chăn nuôi tập trung, sử dụng hầm Biogas để xử lý chất thải.
47 Hỗ trợ miễn phí về tài liệu, tổ chức tập huấn, cán bộ tư vấn kỹ thuật miễn phí. Đào tạo thợ xây dựng lành nghề, đúng kỹ thuật. - Giải pháp về mặt kỹ thuật Phổ biến kỹ thuật cho bà con nông dân bằng việc đào tạo, bồi dưỡng kỹ thuật xây hầm cho đội ngũ thợ xây ngay chính tại từng cơ sở địa phương. Hình thành các tổ dịch vụ, các tổ dịch vụ này cần được hỗ trợ ban đầu về kỹ thuật xây dựng hầm Biogas. Nhà nước cần tiếp tục đầu tư cho nghiên cứu về thiết kế, ứng dụng mô hình Biogas để tìm ra loại hầm Biogas thích hợp hơn và có hiệu quả hơn. Mở rộng và phát triển hệ thống hầm composite để phát huy hiệu quả sử dụng loại hầm này, hạn chế xây hầm dạng túi plastic và bể hình cầu có nắp cố định vì loại hầm này hạn chế về mặt kỹ thuật, dễ bị hư hỏng do các tác động ngoại cảnh. - Giải pháp kỹ thuật + cần có chế độ theo dõi, phát hiện, khắc phục sự cố và bảo dưỡng, thông hút bể theo định kỳ. Trong quá trình vận hành, Cần theo dõi hoạt động của hầm để nhanh chóng phát hiện các sự cố của hầm nhằm duy trì và đảm bảo chất lượng cao ổn định và áp lực và lượng ra đủ để phục vụ mục đích sinh hoạt của gia đình + Ứng dụng tiến bộ kỹ thuật thân thiện với môi trường: hầm bioga có thể kết hợp với bể lắng, thùng sục khí vàao sinh học. Một số loại cây có thể nuôi trên ao sinh học như: các loại bèo, lục bình, rau muống . - Giải pháp về công tác khuyến nông Tuyên truyền, phổ biến mô hình Biogas tới từng hộ nông dân. Hầu như mô hình Biogas chỉ được người dân xã biết đến qua bạn bè, người dân chưa hiểu hết về vai trò và tác dụng của Biogas cũng như chưa thấy hết trách nhiệm của mình đối với cộng đồng. Do vậy, Nhà Nước phải có kế hoạch, chương
48 trình phổ biến mô hình Biogas tới từng gia đình thông qua các phương tiện thông tin đại chúng như đài, sách, báo, truyền hình; qua các cuộc hội thảo, các buổi tập huấn. Các tổ chức, cơ quan của xã cũng cần có sự phối hợp chặt chẽ để tạo điều kiện thúc đẩy phong trào phát triển Biogas bằng việc mở các lớp tập huấn, đưa lãnh đạo địa phương và một số nông dân điển hình đi tham quan những nơi có phong trào Biogas phát triển. Qua đó, vận động nông dân tự nguyện xây dựng hầm Biogas. - Phát triển các ngành nghề có liên quan đến phát triển Biogas như chăn nuôi, trồng trọt. trồng trọt và chăn nuôi, đầu ra của Biogas là đầu vào của ngành trồng trọt. Như vậy muốn phát triển Biogas thì trước hết phải chăn nuôi và trồng trọt bằng việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng vật nuôi, đưa cây trồng, vật nuôi có giá trị kinh tế vào sản xuất - Giải pháp về quy hoạch đất đai để xây dựng chuồng trại và lắp đặt hầm Biogas. Phát triển Biogas luôn gắn với phát triển nông nghiệp đặc biệt là chăn nuôi, để xây dựng hầm Biogas cần phải có lượng phân gia súc, gia cầm nhất định. Do vậy phải phát triển chăn nuôi theo quy mô lớn, tập trung. Vì vậy xã cần tích cực hơn trong việc khuyến khích các hộ dân chăn nuôi theo quy mô trang trại tạo điều kiện giúp đỡ các hộ dân. Đối với các hộ cần thực hiện đúng các quy định về xây dựng chuồng trại chăn nuôi và quy định về xây hầm Biogas. Trên đây là một số giải pháp chủ yếu để tăng cường ứng dụng công nghệ hầm Biogas vào chăn nuôi . Các giải pháp này có mối liên hệ chặt chẽ với nhau, bổ sung cho nhau. Nếu các giải pháp trên được áp dụng một cách đồng bộ và hiệu quả thì quá trình ứng dụng công nghệ hầm khí Biogas vào chăn nuôi nhất định sẽ thành công.
49 PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Qua thời gian tiến hành điều tra, khảo sát công nghệ Biogas trên địa bàn:  Nước thải chăn nuôi trước khi xử lý - Từ kết quả phân tích trên ta thấy nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải chăn nuôi, lợn của trang trại Long Cương là cao, các chỉ tiêu phân tích đều vượt quá ngưỡng cho phép. kết quả phân tích mẫu nước thải chăn nuôi lợn trước khi xử lý là 1250 mg/l đều có giá trị nồng độ cao hơn ngưỡng quy chuẩn QCVN 62-MT:2016/BTNMT 3,16 lần, theo kết quả phân tích mẫu nước thải chăn nuôi lợn trước khi xử lý là 875 mg/l có giá trị nồng độ cao hơn ngưỡng quy chuẩn QCVN 62-MT:2016/BTNMT 7,75 lần.  Nước thải chăn nuôi sau khi xử lý - Các thông số BOD5, COD đều vượt ngưỡng cho phép của quy chuẩn do tính chất của nước thải chăn nuôi là giàu chất hữu cơ, COD, BOD có giá trị cao mà hệ thống xử lý nước thải của trang trại vẫn chưa đạt hiệu quả cao. Các thông số BOD5, COD, đều vượt quá ngưỡng QCVN. BOD vượt qua quy chuẩn 2,36 lần, COD vượt qua quy chuẩn 0,6 lần. Bể biogas và ao hồ sinh học chỉ giảm được một lượng T-P nhất định.  Hiệu suất xử lý hầm Biogas - Ứng dụng mô hình biogas đã hạn chế mùi hôi thối và làm giảm đáng kể nồng độ các chất ô nhiễm. Tuy nhiên, hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải chăn nuôi lợn vẫn còn cao hơn các chỉ tiêu trong mô hình hầm biogas tại trang trại chăn nuôi Long Cương so với QCVN 40: 2011/BTNMT . Hiệu suất xử lý các chỉ tiêu COD, BOD , TSS, T-P đều đạt trong khoảng 38.23% đến 61,6% để đạt hiệu quả xử lý cao hơn thì cần phải xử lý qua các
50 mô hình công nghệ khác, như xử lý bằng bãi lọc trồng cây, thực vật thủy sinh  Hiệu quả hầm Biogas trong kinh tế môi trường - Về kinh tế: Hầm ủ Biogas mang lại lợi ích không nhỏ cho, mỗi tháng các hộ gia đình tiết kiệm được từ 150 – 250 nghìn đồng/tháng. Ngoài ra, chất thải của hầm ủ cũng mang lại lợi ích kinh tế cao, giúp cải thiện đất, tăng năng xuất cây trồng . - Về môi trường: hầm ủ Biogas tạo môi trường thoáng đãng, không khí trong lành không bị ô nhiễm, tạo cảm giác dễ chịu cho mọi người xung quanh. - Việc áp dụng mô hình hầm ủ biogas gặp một số khó khăn như: + Sự nhận thức của người dân về Biogas còn chưa cao. + Chi phí xây dựng hầm Biogas còn khá cao + Khi hầm Biogas gắp sự cố thì không có thợ chuyên môn kỹ thuật sửa chữa, bảo dưỡng.  Đề xuất - Để xử lý triệt để các chất ô nhiễm có trong nước thải Biogas đạt TCCP thải ra môi trường thì cần tăng cường tiếp cận, phổ biến các biên pháp thứ cấp như : bãi lọc ngầm trồng cây, hoặc sử dụng thực vật thủy sinh 5.2 Kiến nghị Nhận thấy rõ tình hình sử dụng và tiếp nhận hầmBiogas tại trang trại , đề tài xin có một số những kiến nghị như sau: - Có những chính sách khuyến khích, ưu tiên phát triển xây dựng công trình Biogas hơn nữa để người dân có điều kiện xây dựng mô hình này cho gia đình. - Nghiên cứu và ứng dụng các mô hình xử lý chất thải chăn nuôi gia súc khác trên địa bàn xã, như mô hình sử dụng chế phẩm EM, Bio TMT
51 tăng cường tuyên truyền kiến thức về Biogas cho người dân bằng nhiều hình thức khác nhau. - Để xử lý triệt để các chất ô nhiễm có trong nước thải Biogas đạt TCCP thải ra môi trường thì cần tăng cường tiếp cận, phổ biến các biên pháp thứ cấp như : bãi lọc ngầm trồng cây, hoặc sử dụng thực vật thủy sinh
52 TÀI LIỆU THAM KHẢO I. TIẾNG VIỆT 1. Bùi Xuân An: Nguy cơ tác động đến môi trường và hiện trạng quản lý chất thải trong chăn nuôi vùng Đông Nam Bộ, Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh, 2007 2. Lương Đức Tuấn Anh (2015), Báo cáo khóa luận “Đánh giá hiệu quả sử dụng hầm khí Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi quy mô hộ gia đình tại xã Tân Cương, huyện Phú Binh, tỉnh Thái Nguyên”. 3. Báo Nông nghiệp Việt Nam (2009), Ảnh hưởng của các loại phân đến sản lượng và thành phần của khí thu được. 4. Nguyễn Quang Khải (2006), Hướng dẫn sử dụng và bảo dưỡng công trình khí sinh học, Nxb Nông nghiệp. 5. Tài liệu kỹ thuật tập huấn xây dựng hầm Biogas – dự án chương trình khí sinh học Quốc gia giành cho ngành chăn nuôi năm 2009. 6. Trung tâm nghiên cứu, phát triển cộng đồng nông thôn, Mô hình phát triển kinh tế VAC. 7. Trung tâm nước sạch và VSMTNT, 2008. Tai liệu hướng dẫn kỹ thuật xây dựng, vận hành, bảo dưỡng hầm biogas Thái - Đức. II. Tài liệu Internet: 8. ban-phap-luat-hien-hanh-ve-moi-truong-62.html 9. 10.
PHỤ LỤC MỘT SỐ HÌNH ẢNH TẠI TRANG TRẠI CHĂN NUÔI LONG CƯƠNG