Đặt vấn đề Hiện nay sản xuất nông nghiệp ở nước ta hiện đang giữ vai trò chủ đạo,sự phát triển của ngành trồng trọt đã góp phần thúc đẩy ngành chăn nuôi phát triển và giữ vị trí quan trọng trong sản xuất nông nghiệp.Tuy nhiên việc tăng trưởng chăn nuôi một cách nhanh chóng đã gây ra không ít tác động tiêu cực đến môi trường do chất thải trong chăn nuôi.Việc tìm giải pháp phù hợp để xử lý chất thải sau chăn nuôi trước khi thải ra môi trường là hết sức cần thiết cho sự phát triển nông nghiệp bền vững. Ở nước ta, việc nghiên cứu các ứng dụng rộng rãi,công nghệ khí sinh học là một trong những 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. Theo Cục chăn nuôi Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển nông thôn (NN&PTNT), mỗi năm nghành 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 nay, hình thức chăn nuôi truyền thống như chuồng trại gần nhà, thậm chí ở một số nơi nuôi gia súc gia cầm trong nhà, chất thải chăn nuôi trược tiếp thải ra môi trường khi chưa qua xử lý, không những gây mùi hôi khó chịu, gây ô nhiễm môi trường xung quanh mà còn gây mất vẻ mỹ quan môi trường.
Phân và nước thải từ các hộ chăn nuôi thải ra môi trường chưa qua xử lý trở thành mối đe dọa trực tiếp tới sức khỏe con người và cả vật nuôi và đó còn là môi trường lý tưởng cho ruồi nhặng phát triển. Mật độ ruồi nhặng cao gây ra những bất tiện trong sinh hoạt, chúng còn là những kí chủ trung gian truyền nhiều bệnh truyền nhiễm hết sức nguy hiểm cho con người, vật nuôi. Bên cạnh đó, mùi hôi thối của phân gia súc, gia cầm cũng là mối 2 phiền toái đáng kể không những cho chính hộ chăn nuôi mà còn ảnh hưởng đến các hộ dân sống gần khu vực chăn nuôi. Trước thực trạng đó, để ngành chăn nuôi phát triển hiệu quả và bền vững đòi hỏi phải có các biện pháp quản lý và xử lý chất thải chăn nuôi hữu hiệu.
Thực tế, có rất nhiều dự án nghiên cứu của nhiều tổ chức, cá nhân về việc giải quyết chất thải từ hoạt động chăn nuôi để giảm nguy cơ ô nhiễm cũng như tận dụng lại chất thải chăn nuôi làm nguồn nguyên liệu phục vụ cho các hoạt động nông nghiệp khác. Trong đó, việc tận dụng chất thải chăn nuôi để tạo ra biogas được coi là một biện pháp hiệu quả nhất, không những giảm được nguy cơ ô nhiễm, giải quyết được bài toán năng lượng phục vụ cho sinh hoạt mà còn là giải pháp kinh tế cho những người dân ở nông thôn. Tuy nhiên, trong quá trình xây dựng và phát triển hệ thống đã gặp phải không ít khó khăn nên tốc độ mở rộng quy mô còn chậm. Xuất phát từ những yêu cầu trên, em tiến hành thực hiện đề tài: “Đánh giá hiệu quả bể Biogas Plastic nổi trong xử lý chất thải chăn nuôi lợn quy mô hộ gia đình tại Phường Thịnh Đán, TP Thái Nguyên, Tỉnh Thái Nguyên ’’ hướng đến mục tiêu mở rộng quy mô và phạm vi áp dụng công nghệ Biogas để xử lý chất thải chăn nuôi, đem lại lợi ích kinh tế, nhằm góp phần giải quyết vấn nạn ô nhiễm đang đe dọa môi trường, đáp ứng yêu cầu phát triển nông nghiệp bền vững và xây dựng nông thôn mới ở địa phương.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 1. Mục tiêu chung Đánh giá được hiệu quả xử lý môi trường của bể Biogas Plastic nổi trong xử lý chất thải chăn nuôi lợn Đánh giá hiệu quả mô hình Biogas đem lại Xem xét đề xuất mô hình Biogas hiệu quả cao trong chăn nuôi 3 1.Mục tiêu cụ thể - Đánh giá hiệu quả sử lý nước thải chăn nuôi của bể Biogas Plastic nổi tại trại - Thu thập số liệu, mẫu nước đem về phân tích và đánh giá hiệu quả sử lý của bể Biogas Plastic - Học hỏi được những kiến thức khi làm việc tại trang trại để áp dụng đối với cá nhân sau này, thu thập số liệu để hoàn thành báo cáo. Yêu cầu của đề tài - Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của bể Biogas tại Trại lợn hộ gia đình ông Hoàng văn Thăng - Tình hình sử dụng Biogas tại trang Trại - Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả xử dụng Biogas tại trang trại lợn hộ gia đình ông Hoàng văn Thăng 1. Ý nghĩa của đề tài - Ý nghĩa học tập và 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.
+ Kết quả nghiên cứu của để tài là cơ sở khoa học cho những nghiên cứu tiếp theo về vật liệu và thiết kế các bể Biogas hiệu quả kinh tế và môi trường - Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở cho mở rộng quy mô và phạm vi áp dụng bể Biogas Plastic nổi trong xử lý chất thải chăn nuôi tại địa phương 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Tổng quan về chất thải chăn nuôi 2. Định nghĩa về chất thải chăn nuôi Chất thải chăn nuôi là chất thải phát sinh trong quá trình chăn nuôi như phân, nước tiểu, thức ăn thừa, xác xúc vật…. Chất thải trong chăn nuôi được chia ra làm ba loại: chất thải rắn, chất thải lỏng, chất thải khí.
Trong chất thải chăn nuôi có nhiều chất hữu cơ, vô cơ, vi sinh vật và trứng kí sinh trùng có thể gây bệnh cho động vật và con người (bộ NN&PTNT,cục nông nghiệp, 2005)[2]. Ô nhiễm môi trường Theo định nghĩa của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) thì “Ô nhiễm môitrường là sự đưa vào môi trường các chất thải nguy hại hoặc năng lượng đếnmức ảnh hưởng tiêu cực đến đời sống sinh vật, sức khỏe con người hoặc làm suy thoái chất lượng môi trường”. Ô nhiễm môi trường nước - Sự ô nhiễm môi trường nước là sự thay đổi thành phần và tính chất của nước gây ảnh hưởng đến hoạt động sống bình thường của con người và sinh vật. - Theo hiến chương Châu Âu: Ô nhiễm môi trường nước là sự biến đổi chu yếu do con người gây ra đối với chất lượng nước làm ô nhiễm nước và gây nguy hại cho việc sử dụng, cho nông nghiệp, nuôi cá… 2.
Nguồn gốc phát sinh chất thải chăn nuôi Chất thải rắn bao gồm chủ yếu là phân, xác xúc vật chết, thức ăn dư thừa của vật nuôi, vật liệu lót chuồng và các chất thải khác, độ ẩm từ 50% - 83% và tỉ lệ NPK cao. Chất thải lỏng (nước thải) có độ ẩm cao hơn thường là từ 93% - 98% gồm phần lớn là nước thải của vật nuôi, nước rửa chuồng và phần phân lỏng hòa tan. Chất thải khí là các loại khí sinh ra trong quá trình chăn nuôi, quá trình phân hủy các chất hữu cơ ở dạng rắn và lỏng (Nguyễn Quang khải. Phân loại chất thải chăn nuôi - Chất thải rắn: + Phân: Lượng phân gia súc thải ra trong một ngày đêm tùy thuộc vào giống, loài, tuổi, khẩu phần thức ăn, trọng lượng gia súc.
+ Xác xúc vật chết: Xác xúc vật chết do bệnh là nguồn ô nhiễm chính cần phải xử lý triệt để nhằm tránh lây lan bệnh cho người và vật nuôi. + Thức ăn dư thừa, vật liệu lót chuồng và các chất thải khác: Loại chất thải này có thành phần đa dạng như cám, bột cá, bột thịt, các khoáng chất bổ sung, rau xanh, rơ rạ…Vì vậy nếu không được xử lý tốt hoặc không đúng phương pháp thì nó sẽ là tác nhân gây ô nhiễm môi trường tác động đến cơ sở chăn nuôi. - Chất thải lỏng: Trong các loại chất thải của chăn nuôi, chất thải lỏng là loại chất thải có khối lượng lớn nhất. Đặc biệt khi lượng nước thải rửa chuồng được hòa chung với nước tiểu của gia súc và nước tắm gia súc.
Đây cũng là chất thải khó quản lý, khó sử dụng. Mặt khác nước thải chăn nuôi có ảnh hưởng rất lớn đến môi trường nhưng người chăn nuôi ít để ý đến việc xử lý nó - Chất thải khí: Mùi hôi chuồng nuôi là là hỗn hợp khí được tạo ra bởi quá trình phân hủy kị khí và hiếu khí của các chất thải chăn nuôi, quá trình thối rữa của các chất hữu cơ trong phân, nước tiểu gia súc hay thức ăn thừa sẽ sinh ra các khí độc hại và các khí có mùi hôi thối khó chịu. Các khí này có mặt thường xuyên và gây ô nhiễm chính, các khí này có thể gây hại đến sức khỏe con người và vật nuôi, trong đó NH3, H2S, CH4 được quan tâm nhất. Khí NH3 và H2S được hình thành chủ yếu trong quá trình thối rữa của phân, ngoài ra NH3 còn được hình thành từ sự phân giải urê của nước tiểu.
Khả năng gây ô nhiễm của chất thải chăn nuôi - Ô nhiễm môi trường không khí: Trong chất thải chăn nuôi luôn tồn tại một lượng lớn vi sinh vật hoại sinh. Vi sinh vật hiếu khí sử dụng oxy hòa tan phân hủy các chất hữu cơ và tạo ra các chất vô cơ: NO2, NO3, SO3, CO3 quá 6 trình này xảy ra nhanh không tạo mùi thối. Nếu lượng chất hữu cơ có quá nhiều vi sinh vật hiếu khí sẽ sử dụng hết lượng oxy hòa tan trong nước làm khả năng hoạt động phân hủy của chúng kém, gia tăng quá trình phân hủy yếm khí tạo ra các sản phẩm NH3, H2S, CH4, H2, indol…tạo mùi hôi, nước có màu đen có váng, là nguyên nhân làm gia tăng bệnh về đường hô hấp, tim mạch ở người và động vật(BNN&PTNT,2011)[4]. - Ô nhiễm đất: Chất thải chăn nuôi khi không được xử lý nhiều nghiên cứu cho thấy khả năng tồn tại của mầm bệnh trong đất, cây cỏ có thể gây bệnh cho người và gia súc đặc biệt là các bệnh về đường ruột như thương hàn, phó thương hàn, viêm gan, giun đũa, sán lá…khi dùng nước thải chưa được xử lí người ta thấy rằng có salmonella và trứng kí sinh trùng trong đất ở độ sâu 50 cm và có thể tồn tại được 2 năm (Nguyễn phước Dân 2007) [5].
Bên cạnh đó việc sử dụng qua nhiều chất kháng sinh, chất diệt trùng, chất kích thích sinh trưởng sẽ gây ảnh hưởng đến môi trường sống của người và gia súc.