Nghiên cứu giải pháp công nghệ xử lý và sử dụng chất thải chăn nuôi lợn thịt quy mô trang trại tại tỉnh nam định

Nghiên cứu giải pháp công nghệ xử lý chất thải chăn nuôi lợn thịt tại Nam Định. Ứng dụng công nghệ tiên tiến, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, phát triển bền vững.

• Tác giả: Hoàng Thái Ninh
• Người hướng dẫn: PGS. Trần Văn Quy
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Môi trường và Phát triển bền vững
• Đề tài: Nghiên Cứu Giải Pháp Công Nghệ Xử Lý Và Sử Dụng Chất Thải Chăn Nuôi Lợn Thịt Quy Mô Trang Trại Tại Tỉnh Nam Định
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN ÁN
• 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
• 1.3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 1.3.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.3.2. Phạm vi nghiên cứu
• 1.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 2. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
• 3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN
• 3.1. Ý nghĩa khoa học
• 3.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 4. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 4.1. TÌNH HÌNH CHĂN NUÔI LỢN VÀ VAI TRÒ CỦA CHĂN NUÔI LỢN NƯỚC TA
• 4.1.1. Tổng quan về chăn nuôi lợn ở nước ta
• 4.1.2. Các hình thức chăn nuôi lợn hiện nay tại Việt Nam
• 4.1.3. Ý nghĩa của việc chăn nuôi lợn
• 4.2. CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG CỦA HOẠT ĐỘNG CHĂN NUÔI LỢN THỊT
• 4.2.1. Khối lượng chất thải chăn nuôi lợn
• 4.2.2. Thành phần chất thải chăn nuôi lợn
• 4.3. PHƯƠNG PHÁP VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ, QUẢN LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI LỢN
• 4.3.1. Xử lý bằng phương pháp vật lý
• 4.3.2. Xử lý bằng phương pháp sinh học
• 4.4. TÌNH HÌNH SỬ DỤNG, TÁI SỬ DỤNG CHẤT THẢI CHĂN NUÔI LỢN
• 4.4.1. Sử dụng chất thải rắn chăn nuôi lợn làm phân bón hữu cơ
• 4.4.2. Sử dụng chất thải lỏng chăn nuôi lợn làm phân bón
• 4.4.3. Sử dụng nước thải sau công trình KSH
• 4.5. KHÁI QUÁT NGÀNH NÔNG NGHIỆP VÀ HOẠT ĐỘNG CHĂN NUÔI CỦA NAM ĐỊNH
• 5. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 5.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
• 5.2. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 5.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 5.3.1. Phương pháp luận nghiên cứu
• 5.3.2. Phương pháp điều tra và thu thập tài liệu
• 5.3.3. Phương pháp lấy mẫu, bảo quản và phân tích mẫu nước thải
• 5.3.4. Khảo sát khả năng thu hồi, tuần hoàn các chất có ích từ chất thải
• 5.3.5. Xây dựng bể chứa chất thải sau chăn nuôi để hút tách phân
• 5.3.6. Lựa chọn máy tách phân
• 5.3.7. Nghiên cứu chế tạo sàng rung tích hợp cho máy tách phân
• 5.3.8. Khảo sát khả năng ứng dụng sản phẩm sau thu hồi làm phân bón
• 5.3.9. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng phân bón hữu cơ được sản xuất trên nền chất thải rắn
• 5.3.10. Thử nghiệm khả năng ứng dụng chất thải lỏng sau khí sinh học làm phân bón
• 5.3.11. Đề xuất mô hình tái sử dụng, thu hồi chất thải chăn nuôi lợn
• 5.3.12. Phương pháp thống kê và xử lý số liệu
• 6. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 6.1. HOẠT ĐỘNG CHĂN NUÔI LỢN THỊT TẠI NAM ĐỊNH VÀ CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG CHÍNH
• 6.1.1. Hoạt động chăn nuôi lợn tại tỉnh Nam Định
• 6.1.2. Hiện trạng môi trường chăn nuôi lợn thịt tại tỉnh Nam Định
• 6.2. THỰC TRẠNG CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ VÀ QUẢN LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI LỢN TẠI NAM ĐỊNH
• 6.3. NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG THU HỒI, TUẦN HOÀN CÁC CHẤT CÓ ÍCH TỪ CHẤT THẢI
• 6.3.1. Lựa chọn máy tách phân
• 6.3.2. Xây dựng bể chứa chất thải sau chăn nuôi để hút tách phân
• 6.3.3. Chế tạo sàng rung tích hợp với máy tách phân
• 6.3.4. Lựa chọn kích thước sàng và mắt sàng
• 6.3.5. Lựa chọn tần số rung và góc nghiêng
• 6.4. NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SẢN PHẨM SAU THU HỒI LÀM PHÂN BÓN
• 6.4.1. Sản xuất phân bón hữu cơ trên nền chất thải rắn
• 6.4.2. Đặc tính chất thải chăn nuôi lợn
• 6.4.3. Đặc tính của than bùn sử dụng để làm nguyên liệu phối trộn với chất thải chăn nuôi lợn
• 6.4.4. Tỷ lệ than bùn phối trộn với phân lợn ép
• 6.4.5. Bổ sung chế phẩm Compost Maker vào đống ủ
• 6.4.6. Ứng dụng chất thải lỏng sau khí sinh học làm phân bón lỏng
• 6.4.7. Lượng vật chất thu hồi và tuần hoàn từ mô hình nghiên cứu
• 6.5. ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH TÁI SỬ DỤNG, THU HỒI CHẤT THẢI CHĂN NUÔI LỢN
• 7. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• 7.1. Tài liệu tiếng Việt
• 7.2. Tài liệu tiếng Anh
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên cứu Xử Lý Chất Thải Chăn Nuôi Lợn Thịt Nam Định

Chăn nuôi đóng vai trò quan trọng trong nông nghiệp Việt Nam. Ngành chăn nuôi đang chuyển dịch từ nhỏ lẻ sang tập trung, ứng dụng khoa học công nghệ để tăng hiệu quả kinh tế. Năm 2016, giá trị sản xuất ngành chăn nuôi đạt 172.438,6 tỷ đồng, tăng 5,4% so với 2015. Sự gia tăng đàn lợn đóng góp đáng kể vào mức tăng này. Năm 2019, cả nước có khoảng 15.500 trang trại chăn nuôi lợn, hơn 5.000 trang trại quy mô lớn từ 300 đầu lợn trở lên. Tuy nhiên, sự gia tăng chăn nuôi lợn thịt tập trung tạo áp lực ô nhiễm lớn đến môi trường. Chất thải chăn nuôi lợn và phụ phẩm khí sinh học (KSH) giàu dưỡng chất, có thể dùng làm phân bón hữu cơ. Tuy nhiên, lượng nước lớn sử dụng trong chăn nuôi lợn thịt làm pha loãng chất thải, gây khó khăn cho việc thu gom và xử lý. Việc nghiên cứu các giải pháp công nghệ để xử lý và sử dụng chất thải chăn nuôi lợn để tạo ra chuỗi giá trị gia tăng mới cho chất thải chăn nuôi và phụ phẩm KSH có ý nghĩa rất lớn. Hiện nay đã có một số nghiên cứu về sử dụng một phần phụ phẩm KSH để bón cho cây trồng tạo thêm thu nhập thông qua việc tiết kiệm chi phí mua phân hóa học và cải tạo độ phì nhiêu của đất, tuy nhiên các nghiên cứu đó còn mang tính chất nhỏ lẻ, cục bộ, khó triển khai rộng rãi trên thực tế.

1.1. Tầm quan trọng của Chăn Nuôi Lợn Thịt ở Việt Nam

Thịt lợn là loại thịt được tiêu thụ phổ biến nhất trên thế giới, do tính chất giàu dinh dưỡng và dễ chế biến. Nhu cầu thịt lợn ngày càng tăng ở các nước đang phát triển. Ngành chăn nuôi lợn đang tăng trưởng nhanh chóng, đặc biệt ở các nước đông dân cư có thói quen ăn thịt lợn như Trung Quốc, Mỹ và Việt Nam. Số lượng đầu lợn và sản lượng thịt lợn của Việt Nam khá phát triển so với thế giới. Tổng đàn lợn của cả nước năm 2017 là 27,4 triệu con. Nghiên cứu giải pháp công nghệ xử lý và sử dụng chất thải chăn nuôi lợn là rất cần thiết.

1.2. Vấn đề Môi Trường từ Chất Thải Chăn Nuôi Lợn Thịt

Sản xuất trang trại chăn nuôi lợn thịt tập trung gây áp lực ô nhiễm lớn đến môi trường. Chất thải chăn nuôi lợn và phụ phẩm khí sinh học (KSH) giàu dưỡng chất có thể dùng làm phân bón hữu cơ. Nhưng lượng nước lớn sử dụng làm pha loãng chất thải, khó thu gom và xử lý. Hàng trăm nghìn tấn dưỡng chất bị mất đi và gây ô nhiễm môi trường, lây lan bệnh dịch. Do đó, quản lý chất thải chăn nuôi hiệu quả là rất quan trọng.

II. Thực Trạng Công Nghệ Xử Lý Chất Thải Chăn Nuôi Lợn ở Nam Định

Năm 2018, tỉnh Nam Định có đàn lợn gần 800 nghìn con, thải ra khối lượng chất thải lớn. Việc xử lý chất thải để đảm bảo môi trường là vấn đề đối với các trang trại. Công nghệ làm hầm KSH được xem là giải pháp tốt nhất và được hầu hết các trang trại áp dụng. Tuy nhiên, với các trang trại chăn nuôi lợn thịt quy mô lớn, việc xử lý triệt để toàn bộ lượng chất thải bằng hầm KSH thường gặp khó khăn. Công trình KSH chiếm diện tích lớn mà hiệu quả xử lý chất thải chăn nuôi không cao. Nước thải sau công trình KSH vẫn còn đậm đặc, không thể tưới trực tiếp cho cây trồng được, nếu thải ra môi trường thì sẽ gây ô nhiễm đất và nguồn nước. Ngoài ra, lượng khí gas sinh ra từ công trình KSH nhiều hơn so với nhu cầu sử dụng của trang trại nên thường không sử dụng hết, xả trực tiếp ra môi trường, gây nguy cơ ô nhiễm không khí cao.

2.1. Khó Khăn trong Xử Lý Chất Thải Bằng Hầm Biogas KSH

Việc xử lý triệt để chất thải bằng hầm KSH gặp khó khăn ở các trang trại lớn. Công trình KSH chiếm diện tích lớn mà hiệu quả xử lý không cao. Nước thải sau KSH vẫn còn đậm đặc, gây ô nhiễm nếu thải ra môi trường. Lượng khí gas dư thừa thường xả trực tiếp, gây ô nhiễm không khí. Do đó, cần giải pháp xử lý chất thải chăn nuôi lợn hiệu quả hơn.

2.2. Sử Dụng Nước trong Chăn Nuôi và Ảnh Hưởng Đến Chất Thải

Do tập quán và điều kiện chăn nuôi của Việt Nam nói chung và của tỉnh Nam Định nói riêng là sử dụng rất nhiều nước để tắm cho lợn nhằm mục đích giữ cho lợn sạch sẽ, để khử mùi và vệ sinh chuồng trại. Đồng thời cũng do chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới nóng ẩm và điều kiện nguồn nước sẵn có nên việc sử dụng nhiều nước lại càng dễ xảy ra, gây nên tình trạng ô nhiễm chất thải chăn nuôi trầm trọng, vì chất thải lỏng có hàm lượng chất khô thấp (< 1%) nên rất khó thu gom để xử lý.

III. Giải Pháp Thu Hồi và Tuần Hoàn Chất Thải Chăn Nuôi Lợn Thịt

Đề tài “Nghiên cứu giải pháp công nghệ xử lý và sử dụng chất thải chăn nuôi lợn thịt quy mô trang trại tại tỉnh Nam Định” tiếp cận hướng mới là không xử lý nước thải chăn nuôi để thải ra ngoài môi trường mà thu hồi và tuần hoàn để sử dụng hết, biến chất thải thành tài nguyên có giá trị. Nghiên cứu này góp phần tìm kiếm phương pháp hiệu quả để xử lý và sử dụng triệt để các nguồn chất thải chăn nuôi phù hợp với điều kiện của Việt Nam, góp phần công nghiệp hóa ngành chăn nuôi phát triển bền vững và thân thiện với môi trường. Mục tiêu của nghiên cứu là đánh giá thực trạng và tồn tại về xử lý, sử dụng chất thải chăn nuôi lợn thịt trang trại quy mô lớn tại Nam Định; xây dựng mô hình cải tiến hệ thống thu hồi và tuần hoàn vật chất có ích trong nước thải của trang trại chăn nuôi lợn thịt quy mô lớn; đề xuất biện pháp sử dụng hiệu quả các sản phẩm thu hồi và đáp ứng các yêu cầu về kỹ thuật.

3.1. Hướng Tiếp Cận Mới Thu Hồi Thay Vì Thải Bỏ

Hướng tiếp cận mới là không xử lý nước thải để thải ra môi trường mà thu hồi và tuần hoàn để sử dụng hết, biến chất thải thành tài nguyên có giá trị. Giải pháp kỹ thuật kết hợp 2 phương pháp vật lý (tách ép lỏng rắn) và sinh học (khí sinh học), vật lý trước sinh học sau để đảm bảo việc sử dụng triệt để chất thải chăn nuôi, không thải ra ngoài môi trường.

3.2. Mục Tiêu Nghiên Cứu Mô Hình Tuần Hoàn Vật Chất

Nghiên cứu đánh giá thực trạng và tồn tại về xử lý, sử dụng chất thải chăn nuôi lợn thịt trang trại quy mô lớn tại Nam Định. Xây dựng mô hình cải tiến hệ thống thu hồi và tuần hoàn vật chất có ích trong nước thải. Đề xuất biện pháp sử dụng hiệu quả các sản phẩm thu hồi và đáp ứng các yêu cầu về kỹ thuật. Việc sử dụng chất thải làm phân bón là một mục tiêu quan trọng.

IV. Nghiên Cứu Ứng Dụng Sàng Rung Tách Phân và Than Bùn Làm Phân Bón

Nghiên cứu đã xây dựng giải pháp kỹ thuật kết hợp phương pháp vật lý (tách ép lỏng rắn) và sinh học (khí sinh học). Việc áp dụng sàng rung để nâng cao nồng độ chất khô giúp thu hồi tối đa lượng chất khô từ chất thải chăn nuôi (30%) để làm phân bón hữu cơ. Đồng thời, thu hồi chất khô bằng phương pháp vật lý giúp giảm tải cho công trình KSH và làm loãng nước thải sau công trình KSH giúp cho cây trồng có thể sử dụng trực tiếp (tổng lượng thu hồi tới 55,6% N và 72,8% P). Nghiên cứu ứng dụng sản phẩm sau thu hồi đã đưa ra giải pháp đồng bộ để sử dụng toàn bộ chất thải chăn nuôi, chuyển thành nguồn tài nguyên có giá trị đáp ứng mục tiêu phát triển kinh tế trang trại bền vững, tuần hoàn, không đánh đổi giá trị môi trường lấy giá trị kinh tế.

4.1. Nâng Cao Hiệu Quả Tách Phân Bằng Sàng Rung

Áp dụng sàng rung để nâng cao nồng độ chất khô và cung cấp ổn định đầu vào cho hệ thống tách phân. Điều này giúp thu hồi tối đa lượng chất khô từ chất thải chăn nuôi (30%) để làm phân bón hữu cơ. Sử dụng sàng rung giúp giảm tải cho công trình KSH và làm loãng nước thải sau công trình KSH, giúp cây trồng có thể sử dụng trực tiếp.

4.2. Than Bùn và Phân Lợn Ép Nguyên Liệu Làm Phân Bón Hữu Cơ

Chất thải chăn nuôi lợn, sau khi được tách ép, có thể kết hợp với than bùn để tạo ra phân bón hữu cơ chất lượng. Tỷ lệ phối trộn than bùn và phân lợn ép ảnh hưởng đến chất lượng phân bón. Việc bổ sung chế phẩm Compost Maker vào đống ủ cũng giúp cải thiện chất lượng phân hữu cơ. Kết quả cho thấy sử dụng chất thải làm phân bón là khả thi.

V. Mô Hình Tái Sử Dụng Chất Thải Chăn Nuôi Lợn cho Nông Nghiệp

Nghiên cứu đã đề xuất mô hình tái sử dụng chất thải chăn nuôi lợn, trong đó chất thải lỏng sau khí sinh học được sử dụng làm phân bón lỏng. Lượng vật chất thu hồi và tuần hoàn từ mô hình nghiên cứu là rất lớn. Mô hình này giúp tạo ra chu trình luân chuyển chất hữu cơ và dinh dưỡng khép kín. Nghiên cứu cũng đánh giá hiệu quả sử dụng chất thải qua xử lý làm nước tưới dinh dưỡng trên cây rau mồng tơi, rau muống và rau dền đỏ. Kết quả cho thấy việc sử dụng chất thải qua xử lý giúp cây rau phát triển tốt và cho năng suất cao.

5.1. Sử Dụng Chất Thải Lỏng Sau Biogas Làm Phân Bón Lỏng

Chất thải lỏng sau khí sinh học có thể sử dụng làm phân bón lỏng cho cây trồng. Nghiên cứu đã đánh giá hiệu quả sử dụng chất thải qua xử lý làm nước tưới dinh dưỡng trên cây rau mồng tơi, rau muống và rau dền đỏ. Kết quả cho thấy việc sử dụng chất thải qua xử lý giúp cây rau phát triển tốt và cho năng suất cao. Đây là một giải pháp tái sử dụng chất thải hiệu quả.

5.2. Chu Trình Tuần Hoàn Dinh Dưỡng Khép Kín

Mô hình tái sử dụng chất thải chăn nuôi lợn giúp tạo ra chu trình luân chuyển chất hữu cơ và dinh dưỡng khép kín. Chất thải được thu gom, xử lý và tái sử dụng làm phân bón cho cây trồng. Cây trồng hấp thụ chất dinh dưỡng từ phân bón và cung cấp thức ăn cho lợn. Vòng tuần hoàn này giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường và tăng hiệu quả kinh tế.

VI. Kết Luận Giải Pháp Công Nghệ Xử Lý Chất Thải Chăn Nuôi Bền Vững

Nghiên cứu đã bổ sung thêm cơ sở khoa học trong việc lựa chọn và hoàn thiện giải pháp kỹ thuật xử lý chất thải chăn nuôi lợn thịt để nâng cao khả năng thu hồi và tuần hoàn vật chất theo quan điểm phát triển chăn nuôi lợn bền vững. Giải pháp này giúp giải quyết tồn tại trong vấn đề xử lý môi trường chăn nuôi lợn thịt. Tạo ra giá trị mới về kinh tế, góp phần nâng cao giá trị gia tăng và tạo động lực cho người chăn nuôi trong công tác xử lý môi trường. Nghiên cứu đã chứng minh rằng việc xử lý chất thải chăn nuôi lợn một cách hiệu quả và bền vững là hoàn toàn khả thi.

6.1. Đóng Góp Khoa Học và Ý Nghĩa Thực Tiễn

Nghiên cứu bổ sung cơ sở khoa học trong việc lựa chọn và hoàn thiện giải pháp kỹ thuật xử lý chất thải chăn nuôi lợn thịt để nâng cao khả năng thu hồi và tuần hoàn vật chất. Giải pháp này giúp giải quyết tồn tại trong vấn đề xử lý môi trường chăn nuôi lợn thịt. Tạo ra giá trị mới về kinh tế, góp phần nâng cao giá trị gia tăng và tạo động lực cho người chăn nuôi.

6.2. Hướng Tới Chăn Nuôi Lợn Bền Vững và Thân Thiện Môi Trường

Nghiên cứu đã chứng minh rằng việc xử lý chất thải chăn nuôi lợn một cách hiệu quả và bền vững là hoàn toàn khả thi. Điều này góp phần thúc đẩy ngành chăn nuôi lợn phát triển theo hướng bền vững và thân thiện với môi trường. Cần có thêm các chính sách hỗ trợ và khuyến khích để các trang trại áp dụng các giải pháp công nghệ xử lý chất thải tiên tiến.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU. TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN ÁN. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU.

Đối tƣợng nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU. Nghiên cứu hoạt động chăn nuôi lợn thịt tại Nam Định và các vấn đề môi trƣờng chính.

Nghiên cứu thực trạng các công nghệ xử lý và quản lý chất thải chăn nuôi lợn tại Nam Định. Nghiên cứu khả năng thu hồi, tuần hoàn các chất có ích từ chất thải. Nghiên cứu ứng dụng sản phẩm sau thu hồi làm phân bón. Đề xuất mô hình tái sử dụng, thu hồi chất thải chăn nuôi lợn.

NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN. Ý nghĩa khoa học. Ý nghĩa thực tiễn.

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU. TÌNH HÌNH CHĂN NUÔI LỢN VÀ VAI TRÒ CỦA CHĂN NUÔI LỢN NƢỚC TA. Tổng quan về chăn nuôi lợn ở nƣớc ta. Các hình thức chăn nuôi lợn hiện nay tại Việt Nam.

Ý nghĩa của việc chăn nuôi lợn. CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƢỜNG CỦA HOẠT ĐỘNG CHĂN NUÔI LỢN THỊT. Khối lƣợng chất thải chăn nuôi lợn. Thành phần chất thải chăn nuôi lợn.

PHƢƠNG PHÁP VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ, QUẢN LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI LỢN. Xử lý bằng phƣơng pháp vật lý. Xử lý bằng phƣơng pháp sinh học. TÌNH HÌNH SỬ DỤNG, TÁI SỬ DỤNG CHẤT THẢI CHĂN NUÔI LỢN.

Sử dụng chất thải rắn chăn nuôi lợn làm phân bón hữu cơ. Sử dụng chất thải lỏng chăn nuôi lợn làm phân bón. Sử dụng nƣớc thải sau công trình KSH:. KHÁI QUÁT NGÀNH NÔNG NGHIỆP VÀ HOẠT ĐỘNG CHĂN NUÔI CỦA NAM ĐỊNH.

ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU54 2. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU. PHẠM VI NGHIÊN CỨU. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.

Phƣơng pháp luận nghiên cứu. Phƣơng pháp điều tra và thu thập tài liệu. Phƣơng pháp lấy mẫu, bảo quản và phân tích mẫu nƣớc thải. Khảo sát khả năng thu hồi, tuần hoàn các chất có ích từ chất thải.

Xây dựng bể chứa chất thải sau chăn nuôi để hút tách phân. Lựa chọn máy tách phân. Nghiên cứu chế tạo sàng rung tích hợp cho máy tách phân. Khảo sát khả năng ứng dụng sản phẩm sau thu hồi làm phân bón.

Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng phân bón hữu cơ được sản xuất trên nền chất thải rắn. Thử nghiệm khả năng ứng dụng chất thải lỏng sau khí sinh học làm phân bón. Đề xuất mô hình tái sử dụng, thu hồi chất thải chăn nuôi lợn. Phƣơng pháp thống kê và xử lý số liệu.

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN. HOẠT ĐỘNG CHĂN NUÔI LỢN THỊT TẠI NAM ĐỊNH VÀ CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƢỜNG CHÍNH. Hoạt động chăn nuôi lợn tại tỉnh Nam Định. Hiện trạng môi trƣờng chăn nuôi lợn thịt tại tỉnh Nam Định.

THỰC TRẠNG CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ VÀ QUẢN LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI LỢN TẠI NAM ĐỊNH. NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG THU HỒI, TUẦN HOÀN CÁC CHẤT CÓ ÍCH TỪ CHẤT THẢI. Lựa chọn máy tách phân. Xây dựng bể chứa chất thải sau chăn nuôi để hút tách phân.

Chế tạo sàng rung t ch hợp với máy tách phân. Lựa chọn kích thước sàng và mắt sàng. Lựa chọn tần số rung và góc nghiêng. NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SẢN PHẨM SAU THU HỒI LÀM PHÂN BÓN.

Sản xuất phân bón hữu cơ trên nền chất thải rắn. Đặc tính chất thải chăn nuôi lợn. Đặc tính của than bùn sử dụng để làm nguyên liệu phối trộn với chất thải chăn nuôi lợn. Tỷ lệ than bùn phối trộn với phân lợn ép.

Bổ sung chế phẩm Compost Maker vào đống ủ. Ứng dụng chất thải lỏng sau khí sinh học làm phân bón lỏng. Lƣợng vật chất thu hồi và tuần hoàn từ mô hình nghiên cứu. ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH TÁI SỬ DỤNG, THU HỒI CHẤT THẢI CHĂN NUÔI LỢN.129 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .142 DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN .143 TÀI LIỆU THAM KHẢO .144 Tài liệu tiếng Việt: .144 Tài liệu tiếng Anh: .158 4 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT BOD Nhu cầu ôxy sinh hóa (Biochemical Oxygen Demand) COD Nhu cầu ôxy hóa học (Chemical Oxygen Demand) ĐBSH Đồng bằng sông Hồng ĐBSCL Đồng bằng sông Cửu Long ĐVT Đơn vị tính HDPE Nhựa nhiệt dẻo mật độ cao (High Density Polyethylene) HTX Hợp tác xã KH&CN Khoa học và Công nghệ KSH Khí sinh học QCVN Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia STD Độ lệch chuẩn (Standard deviation) TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TSS Tổng chất rắn lơ lửng (Total suspended solid) VSV Vi sinh vật WHO Tổ chức Y tế Thế giới (World health organization) 5 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.

Tổng đàn lợn, sản lƣợng thịt xuất chuồng năm 2018. Địa điểm điều tra và lấy mẫu nƣớc thải trƣớc khi thải ra môi trƣờng. Công thức thử nghiệm k ch thƣớc mặt sàng và độ rộng mắt sàng. Công thức thử nghiệm tần số rung và góc nghiêng mặt sàng.

Chỉ tiêu và phƣơng pháp phân t ch đánh giá chất lƣợng nguyên liệu và sản phẩm phân lợn ép ủ. Tổng đàn lợn trên địa bàn tỉnh Nam Định qua các năm. Quy mô đàn lợn trên địa bàn các huyện của Nam Định từ 2016 - 2019. Đặc điểm nƣớc thải chăn nuôi lợn thịt quy mô trang trại trƣớc khi thải ra môi trƣờng.

Đặc điểm nƣớc thải của trang trại nghiên cứu trƣớc và sau công trình khí sinh học. Thực trạng thu gom chất thải chăn nuôi lợn tỉnh Nam Định. Công nghệ xử lý chất thải chăn nuôi nói chung trên địa bàn tỉnh Nam Định hiện nay (%). Phƣơng thức sử dụng chất thải chăn nuôi lợn thịt tại tỉnh Nam Định năm 2018.

Tỷ lệ chất thải chăn nuôi đƣợc thu gom sử dụng (%). Thông số kỹ thuật của hệ thống máy tách phân khảo sát. Thông số kỹ thuật của các hệ thống máy tách phân đƣợc lựa chọn làm thử nghiệm. Hiệu quả thu hồi chất khô của bể lắng.

Kết quả nghiên cứu xác định k ch thƣớc mặt sàng và mắt sàng trong hiệu quả tách phân. Kết quả nghiên cứu độ nghiêng mặt sàng và tần số rung của sàng trong hiệu quả tách chất thải rắn. Kết quả thử nghiệm khả năng thu hồi của thiết bị sàng rung. Một số thành phần chính trong phân lợn.

Chất lƣợng chất thải trƣớc và sau ép của một số trang trại tỉnh Nam Định. Chất lƣợng chất thải rắn sau ép phân (phân lợn ép) tại địa điểm nghiên cứu. Đặc điểm than bùn đƣợc sử dụng trong nghiên cứu. Tỷ lệ phối trộn và độ ẩm của nguyên liệu sau phối trộn.

Chất lƣợng của phân hữu cơ thu đƣợc sau 40 ngày ủ phân lợn ép và than bùn. Đặc điểm nƣớc thải sau khi đƣợc tách phân trƣớc và sau công trình khí sinh học. Kết quả đánh giá hiệu quả sử dụng chất thải qua xử lý làm nƣớc tƣới dinh dƣỡng trên cây rau mồng tơi. Kết quả đánh giá hiệu quả sử dụng chất thải qua xử lý làm nƣớc tƣới dinh dƣỡng trên cây rau muống.

Kết quả đánh giá hiệu quả sử dụng nƣớc thải qua xử lý làm nƣớc tƣới dinh dƣỡng trên cây rau dền đỏ. Lƣợng vật chất thu hồi và tuần hoàn. Tổng khối lƣợng phân ép thu đƣợc hằng năm theo các kịch bản biến động số đầu lợn khác nhau. Hiệu quả kinh tế của việc sử dụng chế phẩm Compost Maker để sản xuất phân bón hữu cơ từ phân lợn ép.

Hiệu quả kinh tế của việc ủ phân bón hữu cơ từ sản phẩm phân ép. Đánh giá hiệu quả kinh tế của mô hình đề xuất .138 7 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1. Số đầu lợn trên một số nƣớc chủ đạo và Việt Nam năm 2017. Sản lƣợng thịt lợn một số nƣớc chủ đạo và Việt Nam năm 2017.

Sơ đồ tổng quát phƣơng pháp nghiên cứu. Sơ đồ quy trình ủ (composting) xử lý chất thải chăn nuôi. Sơ đồ bố trí thí nghiệm đồng ruộng sử dụng nƣớc thải sau KSH bón cho rau muống, mùng tơi, dền đỏ. Sơ đồ mô phỏng thiết kế sàng rung.

Biến động nhiệt độ đống ủ. Chu trình luân chuyển chất hữu cơ và dinh dƣỡng của mô hình nghiên cứu128 Hình 3. Sơ đồ đề xuất hệ thống xử lý chất thải của trang trại nghiên cứu. TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN ÁN Ngành chăn nuôi luôn có tỷ trọng lớn và quan trọng trong sản xuất nông nghiệp.

Từ năm 2016 trở lại đây, ngành chăn nuôi đã có những bƣớc chuyển dịch rõ ràng theo hƣớng tích cực, từ chăn nuôi nhỏ lẻ, phân tán sang chăn nuôi tập trung theo mô hình trang trại, gia trại, ứng dụng khoa học và công nghệ để tăng hiệu quả kinh tế. Theo Tổng cục Thống kê, giá trị sản xuất ngành chăn nuôi năm 2016 đạt 172.438,6 tỷ đồng, tăng 5,4% so với năm 2015. Mức tăng này là do đóng góp của sự gia tăng đàn lợn (+4,8%), đem lại nhiều hiệu quả kinh tế, xã hội cho ngƣời nông dân. Năm 2019, cả nƣớc có khoảng 15.500 trang trại chăn nuôi lợn trong đó có khoảng hơn 5.000 trang trại có quy mô lớn từ 300 đầu lợn trở lên.

Với sự gia tăng của sản xuất trang trại chăn nuôi lợn thịt tập trung, vấn đề chất thải đã và đang tạo áp lực ô nhiễm lớn đến môi trƣờng, lây lan dịch bệnh, gây ảnh hƣởng ngƣợc lại đến hiệu quả kinh tế và phát triển của ngành chăn nuôi. Chất thải chăn nuôi lợn và phụ phẩm khí sinh học (KSH) rất giàu các dƣỡng chất nhƣ N, P và có thể đƣợc dùng làm phân bón hữu cơ và nƣớc tƣới dinh dƣỡng cho cây trồng. Ở các trang trại chăn nuôi lợn nái, chất thải đƣợc thu gom theo hình thức thủ công tƣơng đối đơn giản và chất thải này có hàm lƣợng dinh dƣỡng cao nên sau khi đóng bao có thể dễ dàng bán đƣợc để sử dụng làm phân bón cho cây trồng. Tuy nhiên, ở các trang trại chăn nuôi lợn thịt, lƣợng nƣớc trung bình sử dụng cho một đầu lợn lên đến 35 - 50 lít/ngày dẫn đến toàn bộ chất thải bị pha loãng vào nƣớc, khó có thể thu gom để xử lý hoặc sử dụng, làm cho hàng trăm nghìn tấn dƣỡng chất bị mất đi và gây ô nhiễm môi trƣờng, lây lan bệnh dịch.

Năm 2018, tỉnh Nam Định với đàn lợn gần 800 nghìn con, trong đó có khoảng 200 trang trại chăn nuôi tập trung đã thải ra một khối lƣợng chất thải 9 rất lớn, gần 2.