Chương 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan về ngành chăn nuôi lợn ở Việt Nam 1. Giới thiệu chung Chăn nuôi lợn đóng vai trò quan trọng trong phát triển ngành chăn nuôi của Việt Nam. Hầu hết các vùng của Việt Nam đều phát triển chăn nuôi lợn.
Thịt lợn vẫn là loại hình được ưa chuộng nhất so với các loại thịt gia súc, gia cầm khác như trâu, bò, gà. Giai đoạn 1991 - 2002, tỷ trọng thịt lợn luôn tăng trong khi tỷ trọng thịt gia cầm, trâu, bò đều giảm đi. Đến năm 2002, thịt lợn chiếm 77% trong cơ cấu tiêu dùng thịt của Việt Nam, gia cầm 15,8%, trâu 2,4%, bò 4,8%. Giá trị sản xuất của ngành chăn nuôi năm 2010 là 135.137,1 tỷ đồng; năm 2011 là 199.171,8 tỷ đồng; năm 2012 là 200.849,8 tỷ đồng; năm 2013 là 196.
Tổng đàn lợn của cả nước hiện có gần 30 triệu con, với tốc độ tăng trưởng bình quân 1,8%/năm [32]. Bên cạnh chăn nuôi hộ gia đình với quy mô nhỏ, chăn nuôi lợn theo hình thức trang trại, công nghiệp đang phát triển ở hầu khắp các địa phương. Tuy nhiên, theo ông Nguyễn Văn Trọng, Phó Cục trưởng Cục Chăn nuôi, chăn nuôi lợn ở nước ta phổ biến là quy mô nhỏ, chiếm 70% về đầu con và 60% về sản lượng, phân tán trong nông hộ với trên 4 triệu hộ; trong đó chỉ có 1% số hộ nuôi từ 50 con trở lên, 12,7% số hộ nuôi 10-50 con. Số hộ nuôi 1-2 con chiếm tới 51,8%… dẫn tới năng suất chăn nuôi thấp, giá thành đầu vào cao.
Trong khi trọng lượng bình quân xuất chuồng ở các nước phát triển là 110-120 kg/con, Thái Lan khoảng 100 kg/con thì trọng lượng lợn bình quân xuất chuồng của Việt Nam mới đạt 67 kg/con [32]. Theo kết quả điều tra sơ bộ tại thời điểm 1/4/2014 của Tổng cục Thống kê, cả nước có 26,39 triệu con lợn, tăng nhẹ (0,3%) so với cùng kỳ. Hiện tại chăn nuôi lợn khá thuận lợi do giá lợn hơi tăng và dịch lợn tai xanh không xảy ra đã kích thích người chăn nuôi đầu tư tái đàn. Sản lượng thịt lợn hơi xuất chuồng 6 tháng đầu năm ước tính đạt 1963,3 nghìn tấn, tăng 1,65% so với cùng kỳ năm trước [20].
6 Cùng với sự phát triển của ngành chăn nuôi nói chung và chăn nuôi lợn nói riêng thì vấn đề xử lý chất thải chăn nuôi cũng là một điều đáng quan tâm. Chất thải chăn nuôi được phát sinh chủ yếu từ: chất thải từ bản thân gia súc như phân, nước tiểu, lông.; nước thải từ quá trình tắm gia súc, rửa chuồng hay rửa dụng cụ và thiết bị chăn nuôi, nước làm mát hay từ các hệ thống dịch vụ chăn nuôi. Theo khảo sát trên 1000 trại nuôi lợn quy mô vừa và nhỏ ở một số tỉnh phía Nam do Trương Thanh Cảnh và cộng sự thực hiện năm 2006 cho thấy cứ 1kg chất thải chăn nuôi do lợn thải ra được pha thêm với từ 20 đến 49 kg nước. Lượng nước này có nguồn gốc từ các hoạt động tắm cho gia súc hay để rửa chuồng hàng ngày [3].
Nếu tính trung bình lợn thải ra 0,8 kg chất thải/ngày thì trung bình trang trại chăn nuôi sử dụng 16 - 39,2 lít/đầu lợn/ngày. Trung bình 27,6 lít/đầu lợn/ngày [13]. Như vậy trung bình lượng nước thải từ chăn nuôi lợn là hơn 7,2 triệu m3/ngày. Chất thải chăn nuôi lợn chứa nhiều thành phần có khả năng gây ô nhiễm môi trường như: các chất hòa tan hữu cơ hay vô cơ, trong đó nhiều nhất là các hợp chất chứa Nitơ và Photpho, vi sinh vật, ký sinh trùng, nấm, nấm men và các yếu tố gây bệnh khác [8].
Đặc trưng nước thải chăn nuôi lợn QCVN 01 - 79/ TT Chỉ tiêu Đơn vị Nồng độ 2011/BNNPTNT pH - 6,9 ÷7,8 5,5 - 9 1 DO mg/l 0,3 ÷ 1,7 - 3 BOD 5 mg/l 1.830 100 6 P tổng mg/l 28 ÷ 831 6 7 N tổng mg/l 185 ÷ 4.539 30 8 NH 4 + mg/l 85 ÷ 865 10 9 Coliform MPN/100ml 4.104 ÷ 108 5000 (Nguồn: Viện KHCN&MT - Đại học Bách Khoa, 2009 [6]) 7 Do đó với khối lượng chất thải nhiều như vậy nếu không được xử lý tốt sẽ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Tình hình thu gom nước thải chăn nuôi lợn trên thế giới và Việt Nam Tại các nước phát triển, việc thu gom nước thải chăn nuôi lợn đã được nghiên cứu và thực hiện từ cách đây hàng chục năm. Ở các nước phát triển, quy mô trang trại hàng trăm hecta, trong trang trại chăn nuôi lợn quy mô lớn (trên 10.000 con lợn), phân lợn và chất thải của lợn được thu gom và chủ yếu làm phân vi sinh và năng lượng Biogas cho máy phát điện, nước thải chăn nuôi được sử dụng cho các mục đích nông nghiệp [13]. Mô hình quản lý chất thải rắn chăn nuôi trên thế giới [13] Từ mô hình quản lý chất thải chăn nuôi được thể hiện trên hình (1.1) cho thấy, tại các nước phát triển, hệ thống thu gom chất thải chăn nuôi lợn được tách riêng dòng nước thải và dòng chất thải rắn.
Việc tách riêng nước thải và chất thải rắn để 8 thu gom giúp cho việc xử lý về sau dễ dàng và đạt hiệu quả cao hơn, đồng thời tái sử dụng chất thải đạt hiệu quả hơn. Tại Việt Nam, theo báo cáo tổng kết của Viện chăn nuôi, hầu hết các hộ chăn nuôi đều để nước thải chảy tự do ra môi trường xung quanh gây mùi hôi thối nồng nặc, đặc biệt là vào ngày oi bức [1]. Ở Việt Nam hình thức chăn nuôi nhỏ, hộ gia đình và chăn nuôi tự phát vẫn chiếm tỷ lệ cao, do đó chưa có hệ thống thu gom chất thải chăn nuôi. Chất thải (bao gồm cả nước thải và phân thải) vẫn thải ra ngoài môi trường qua các rãnh hở, không có nắp đậy kín, gây mùi hôi thối.
Vì vậy, một vấn đề cấp thiết cần phải làm hiện nay là nghiên cứu và xây dựng hệ thống thu gom chất thải chăn nuôi cho các vùng chăn nuôi để xử lý và cải thiện chất lượng môi trường.3 Một số giải pháp xử lý nước thải chăn nuôi lợn trên thế giới và Việt Nam 1. Trên thế giới a) Sử dụng cỏ vetiver Trung Quốc là nước nuôi nhiều lợn nhất trên thế giới. Xử lý nước thải ở các trại lợn là một trong những vấn đề bức xúc nhất ở những khu vực đông dân cư. Năm 1998, tỉnh Quảng Đông có tới 1.600 trại nuôi lợn, trong đó hơn 130 trại sản xuất hơn 10.000 con lợn thịt mỗi năm.
Mỗi trại lợn này xả ra 100 - 150 tấn nước thải mỗi ngày, kể cả phân lợn tập trung từ các lò mổ, chứa rất nhiều dưỡng chất. Tạo ra các vùng đất ngập nước được coi là biện pháp hiệu quả nhất nhằm tiêu giảm cả về lượng nước thải cũng như về các dưỡng chất thải ra từ các trại lợn. Người ta đã tiến hành thử nghiệm cỏ vetiver cùng với 11 giống cỏ khác để xem giống nào thích hợp nhất cho vùng đất ngập nước. Kết quả cho thấy, những giống cỏ có hiệu quả nhất là vetiver, Cyperus alternifolius và Cyperus exaltatus.
Tuy nhiên, tiếp tục thử nghiệm cho thấy giống Cyperus exaltatus tới mùa thu thì bị tàn lụi, chuyển sang trạng thái ngủ đông cho tới mùa xuân năm sau mới mọc lại, trong khi vấn đề xử lý nước thải đòi hỏi phải thực hiện quanh năm. Do vậy, chỉ có cỏ vetiver và Cyperus alternifolius là thích hợp trồng ở đất ngập nước để xử lý nước thải từ các trại nuôi lợn [16]. Cỏ vetiver trồng ở cánh đồng lọc (wetland) [27] Cũng ở Trung Quốc, chất dinh dưỡng và kim loại nặng thải ra từ các trại lợn là những chất chủ yếu nhất gây ô nhiễm nguồn nước, với nồng độ N, P và cả Cu, Zn vốn rất cao trong thức ăn tăng trọng. Kết quả thử nghiệm cho thấy, cỏ vetiver có khả năng làm sạch nước thải rất cao.
Nó có thể hấp thụ và lọc Cu và Zn tới trên 90%; As và N tới trên 75%; Pb trong khoảng 30 - 71% và P trong khoảng 15 - 58%. Có thể sắp xếp thứ tự hiệu quả thanh lọc kim loại nặng và các chất N, P của cỏ Vetiver đối với nước thải từ trại lợn như sau: Zn>Cu>As>N>Pb>Hg>P [28]. b) Xử lý nước thải chăn nuôi bằng công nghệ biogas Biogas là một loại khí đốt sinh học được tạo ra khi phân hủy yếm khí phân thải ra của gia súc. Các chất thải của gia súc được cho vào hầm kín (hay túi ủ), ở đó các vi sinh vật sẽ phân hủy chúng thành các chất mùn và khí, khí này được thu lại qua một hệ thống đường dẫn tới lò để đốt, phục vụ sinh hoạt của gia đình.
Các chất thải ra sau quá trình phân hủy trong hầm kín (hay túi ủ) gần như sạch và có thể thải ra môi trường, đặc biệt nước thải của hệ thống biogas có thể dùng tưới cho cây trồng [21]. Thụy Điển là quốc gia đầu tiên ở Châu Âu triển khai dự án thí điểm “Thành phố biogas”. Từ năm 2008, tất cả các phương tiện công cộng như xe bus, taxi hoạt động trong thành phố sử dụng biogas. Tại đây, cứ 10 trạm bơm nhiên liệu thông 10 thường sẽ có một trạm biogas.
Chính phủ Thụy Điển đã đề ra các chính sách thuế để đảm bảo giá biogas rẻ hơn 30% so với xăng [21]. Hầm biogas nắp cố định c) Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng bèo lục bình Cây bèo lục bình (bèo Nhật Bản) có nguồn gốc từ Nam Mỹ (Venezuala) và đã lan rộng ra hơn 50 nước trên thế giới, sinh trưởng và phát triển nhanh, khỏe và nổi trên mặt nước. Quy trình xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng bèo Nhật Bản như sau: Nước thải từ các chuồng gia súc trước tiên cho chảy vào bể lắng, để chất thải rắn lắng xuống đáy. Sau vài ngày cho nước thải trong chảy vào bể mở có bèo lục bình.
Mặt nước trong bể được cây che phủ. Bèo lục bình phù hợp với thời tiết ấm. Kích cỡ của bể tuỳ thuộc vào lượng nước thải cần được xử lý. Trong một thí nghiệm xử lý nước thải bằng bèo lục bình được thực hiện bởi Nofal Abdel Gabbar Al-Masry (khoa kỹ thuật - Trường đại học Baghdad) cho kết quả như sau: hiệu quả loại bỏ amoni từ (81-84%), nitrat (75-87%) và phosphate (71-77%); tỷ lệ loại bỏ BOD và trầm tích là 60-80% và 73-79% [26].
d) Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng cây sậy Hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi bằng sậy (hệ thống Reed bed) dựa trên nguyên tắc sinh học. Nước thải được dẫn cho chảy vào hệ thống Reed bed.