MỞ ĐẦU Trên thế giới, để giải quyết các vấn đề khó khăn về nguồn nhiên liệu cạn kiệt cũng như trái đất nóng lên mà một phần nguyên nhân là do quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, các nhà khoa học đã và đang tập trung nghiên cứu tìm nguồn năng lượng mới, sạch và bền vững. Một trong những hướng khả thi nhất là sản xuất biogas. Biogas (khí sinh học) là sản phẩm khí được sinh ra khi chất thải hữu cơ (thường là chất thải từ động vật, phụ phẩm nông nghiệp) bị lên men trong điều kiện kỵ khí. Áp dụng công nghệ lên men kỵ khí trong thực tiễn phân hủy vật chất hữu cơ có khả năng giúp giải quyết các vấn đề có tính chiến lược như sản xuất và sử dụng năng lượng tái sinh, xử lý chất thải hữu cơ trong quá trình phát triển đô thị và sản xuất công nghiệp, chăn nuôi.
Kinh tế càng phát triển thì các nhu cầu về ăn uống, đi lại của con người ngày một cao hơn. Nhu cầu sử dụng các loại thịt gia súc gia cầm cũng ngày một tăng đã kéo theo tình trạng ô nhiễm môi trường và các loại bệnh có liên quan tới môi trường và vệ sinh thực phẩm cũng ngày càng tăng. Các lò mổ hàng ngày đều thải ra một lượng lớn chất thải mà không qua xử lý chính, lượng thực phẩm dư thừa không được sử dụng hết là những nguyên nhân gây ra tình trạng ô nhiễm nguồn nước nói riêng và ô nhiễm môi trường nói chung. Đề tài:“Nghiên cứu sử dụng vi khuẩn trong phân hủy kỵ khí chất thải tại các lò giết mổ tập trung nhằm thu hồi khí sinh học” nhằm tìm kiếm các chủng vi khuẩn có khả năng phân giải các chất ô nhiễm như Bacillus, Lactobacillus, Clostridium,… phù hợp với nguồn cơ chất từ lò giết mổ, xác lập chế độ lên men kỵ khí tối ưu để tăng hiệu suất tạo khí sinh học, xây dựng mô hình xử lý kỵ khí chất thải lò giết mổ tập trung ở quy mô phòng thí nghiệm.
1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com PHẦN I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tổng quan chất thải lò giết mổ 1. Nguồn thải Môi trường đang là một vấn đề thách thức đối với các quốc gia nói chung, và với Việt Nam nói riêng. Sự phát triển của ngành lương thực, thực phẩm nhằm đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng của con người đang đồng thời gây ra những vấn đề ô nhiễm ngày một tăng, đặc biệt là ngành giết mổ gia súc gia cầm, có thể được gọi là một trong những ngành gây ra ô nhiễm cao đối với môi trường.
Trên thế giới hiện nay, để cung ứng đủ lượng thịt cho nhu cầu tiêu dùng của con người ngày một gia tăng đòi hỏi các cơ sở giết mổ gia súc, gia cầm tại các địa phương và các thành phố lớn trên thế giới phải hoạt động hết công suất. Theo báo cáo hàng năm của OECD-FAO (2011), giá gia súc trong giai đoạn 2011 – 2020 trung bình sẽ cao hơn 30% so với thập kỷ trước. Giá cao và nhu cầu tăng lên đối với tất cả các loại thịt làm gia tăng nguồn cung trong nước (OECD-FAO, 2012). Sản xuất thịt hàng năm dự kiến sẽ tăng trưởng 22% từ năm 2006 đến năm 2016 trên toàn thế giới.
Cũng theo báo cáo của Tổng cục thống kê Ireland (CSO, 2011), số xác động vật của gia súc giết lấy thịt ở Ireland là 1600 nghìn đầu gia súc, 2421 nghìn đầu lợn, 2730 nghìn đầu cừu trong năm 2009, và trong năm 2010 là 1717 nghìn đầu gia súc, 2657 nghìn đầu lợn, 2.383 nghìn đầu cừu. Kết quả là lượng chất thải từ các cơ sở giết mổ này thải ra môi trường đang là một mối lo và cần phải được các cơ quan, nhà chức trách có thẩm quyền quản lý nghiêm ngặt hơn nữa và quan trọng nhất là phải tìm ra cách thức để có thể xử lý nguồn chất thải này để giảm những tác động tiêu cực lên môi trường, tránh những ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của con người. 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ở Việt Nam, năng lực giết mổ gia súc, gia cầm này, trừ một vài nhà máy chế biến thịt công nghiệp và được quy hoạch tổ chức khá hơn ở thành phố Hồ Chí Minh, còn lại ở hầu hết các địa phương trong cả nước, đặc biệt là các tỉnh thành phố ở phía Bắc, phần lớn gia súc lớn đều được giết mổ theo cách thức giản đơn và tại chỗ, trong các lò giết mổ hình thành tự phát ngay trong cộng đồng dân cư, hay thậm chí ngay tại gia đình chăn nuôi. Theo thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn năm 2014, hiện nay trong 53/64 tỉnh thành trên toàn quốc mới có khoảng 851 cơ sở giết mổ đã được kiểm tra đánh giá, ngoài ra còn hơn 28.285 cơ sở giết mổ nhỏ lẻ, trong đó ở 12 tỉnh trọng điểm phía Bắc có khoảng 11485 điểm, trong đó chỉ có khoảng 59 cơ sở giết mổ tập trung (chưa đến 1%).
Điều này cho thấy, hiện trạng về năng lực giết mổ gia súc, gia cầm ở Việt Nam hầu hết được thực hiện theo cách thức giản đơn và tại chỗ, trong các lò giết mổ hình thành tự phát ngay trong cộng đồng dân cư, hay thậm chí ngay tại gia đình chăn nuôi. Chỉ có một số ít nhà máy chế biến thịt công nghiệp và được quy hoạch tổ chức với hệ thống xử lý nước thải và chất thải theo tiêu chuẩn, tập trung chủ yếu ở các thành phố lớn như Hà Nội, Hồ Chí Minh. Trong khi đó, các chất thải trong quá trình giết mổ gia súc, gia cầm bao gồm nước thải và chất thải rắn. Các chất thải rắn phát sinh từ các lò giết mổ thực chất là các thành phần không được sử dụng trong quá trình giết mổ như: cặn, phân, các chất bẩn trong lòng ruột của các con gia súc và các mảnh vụn từ lòng, mề, ruột, xương,.
Các thành phần này chứa lượng lớn các chất hữu cơ chưa phân hủy và rất nhiều các loại vi khuẩn, vi rút, nấm có hại cho sức khỏe của con người, nếu không được xử lý sẽ gây ô nhiễm môi trường và đe dọa nghiêm trọng tới sức khỏe của con người. Với đặc điểm của hệ thống lò giết mổ nhỏ lẻ, tự phát và thiếu tập trung, lượng chất thải và nước thải phát sinh từ các lò giết mổ thường không được xử lý mà đổ thẳng ra môi trường, hoặc nếu có cũng xử lý chưa hiệu quả, mang tính đối phó. 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đứng trước thực trạng đó, yêu cầu thực tế đặt ra là cần phải tập trung và kế hoạch hoá các khu vực lò giết mổ, để có thể xây dựng hệ thống xử lý nước thải và chất thải tập trung, nhằm đảm bảo các yêu cầu về tiêu chuẩn môi trường. Nước thải lò giết mổ Đặc tính nước thải các lò giết mổ trên thế giới Hầu hết nước thải lò giết mổ được tạo ra trong sản xuất sản phẩm thịt do các quá trình làm sạch: rửa thịt trước và sau khi giết mổ động vật và rửa sàn nhà và các trang thiết bị.
Nước thải từ lò giết mổ thường chứa một lượng lớn protein, chất béo và chất hữu cơ lơ lửng (nghĩa là thịt, xương và nội tạng). Đặc điểm của nước thải lò giết mổ phụ thuộc vào loại và số lượng gia súc bị giết hàng ngày. Nói chung, nước thải lò giết mổ có hàm lượng COD, BOD, TN, NH4+, và TSS cao (Cao và Mehrvar, 2011; Jia và cs, 2012; Bustillo Lecompte và cs, 2014; Khamtib, 2014). Hàm lượng trung bình COD, BOD, TN and TSS trong nước thải lò giết mổ có thể đạt các giá trị lần lượt là 4221mg/l, 1209 mg/l, 427 mg/l và 1164 mg/l (Bustillo- Lecompte, 2014).
Đặc tính của một số lò giết mổ theo các nghiên cứu trên thế giới được thể hiện trong Bảng 1.1; trong đó, hàm lượng BOD và COD của nước thải giết mổ là tương đối cao nằm vào khoảng 900-11000 mg/L đối với BOD, và 1820-27.500 mg/L đối với COD. Tổng nitơ và amoni thường dao động trong khoảng 190-735mg/L đối với tổng nitơ và 0-221 mg/L đối với amoni. Việc xả nước thải lò giết mổ có chứa chất gây ô nhiễm cường độ cao vào các nguồn nước là một trong những vấn đề môi trường quan trọng của các cơ sở giết mổ (Ủy ban Châu Âu, 2005). 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.1: Đặc tính nước thải tại một số lò giết mổ trên thế giới ở một số nghiên cứu Hàm lượng trung bình QCVN Thông Đơn 40:2011/BTNMT số vị (1) (2) (3) (4) (5) (cột B) pH - 7,1 7,2 6,7 7,3 6,05 5,5 - 9 BOD mg/l - 900 11.550 100 TN mg/l 735 190 - - 381 40 Amoni mg/l 221 - - 46,5 212,5 10 -N Protein mg/l 3.
E và cs (2006); (4) Rajeswari K.V và cs (2000); (5) Fuchs W. và cs (2003) Ở các nước công nghiệp phát triển, hoạt động giết mổ được quy hoạch và triển khai trong các lò giết mổ lớn, được kiểm soát thú y, an toàn thực phẩm và xử lý môi trường nghiêm ngặt. Tại hầu hết các nước phát triển đều có hệ thống xử lý nước thải tập trung cho nước thải toàn thành phố (hoặc của quận, huyện). Nước thải giết mổ cũng có thể được vận chuyển đến nhà máy xử lý nước thải tập trung và được xử lý tại đây.
Đối với lò giết mổ tại các thành phố hoặc các vùng nông thôn không có hệ thống xử lý nước thải tập trung, thì các nơi đó phải có các công nghệ xử lý nước thải tại nguồn. Chất lượng nước thải lò mổ khác nhau tùy thuộc vào việc xử lý sơ bộ/chính được sử dụng và hiệu quả của nó. 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đặc tính nước thải các lò giết mổ tại Việt Nam Theo Chỉ thị số 10/CT-TTg ngày 29 tháng 05 năm 2015 của Thủ tướng Chính phủ, về hoạt động giết gia súc, gia cầm, hiện nay, Việt Nam có hơn 35.400 cơ sở giết mổ (với 815 cơ sở giết mổ tập trung và hơn 34.600 điểm giết mổ nhỏ lẻ). Hoạt động này đang gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường, vệ sinh thú y và an toàn thực phẩm.
Các cơ sở giết mổ tập trung tuy đã xây dựng hệ thống xử lý chất thải nhưng vẫn chưa đạt yêu cầu, nhất là về tiếng ồn, ô nhiễm mùi và nguồn nước thải. Các điểm giết mổ nhỏ lẻ chủ yếu nằm trong các khu dân cư và phát triển tự phát và phần lớn không được kiểm soát bởi các cơ quan chức năng.