MỞ ĐẦU Chăn nuôi là một trong hai lĩnh vực quan trọng trong nền nông nghiệp (chăn nuôi, trồng trọt), nó không những đáp ứng nhu cầu thực phẩm cho tiêu dùng hàng ngày của mọi người dân trong xã hội mà còn là nguồn thu nhập quan trọng của hàng triệu người dân hiện nay. Đặc biệt nông nghiệp lại có ý nghĩa quan trọng đối với nước ta khi có tới hơn 70% dân cư sống dựa vào nông nghiệp [7]. Sự gia tăng của các sản phẩm nông nghiệp kết hợp với nhu cầu về thực phẩm ngày càng cao của cuộc sống đã thúc đẩy ngành chăn nuôi phát triển mạnh mẽ. Sự phát triển bùng nổ của ngành chăn nuôi để đáp ứng các nhu cầu là một tất yếu.
Công nghiệp hóa chăn nuôi có thể là hệ quả tất yếu của chuỗi thực phẩm liên kết theo chiều dọc và cung ứng cho các cửa hàng bán lẻ lớn, nhưng cũng có thể xảy ra một cách độc lập. Khi các nước tiến hành công nghiệp hóa họ đi theo mô hình tổ chức vùng chuyên canh. Chăn nuôi truyền thống dựa vào nguồn thức ăn sẵn có của địa phương như đồng cỏ tự nhiên và phụ phẩm cây trồng. Những nguồn thức ăn sẵn có trên, giải thích sự phân bố của ngành chăn nuôi gia súc nhai lại.
Trong lúc đó phân bổ chăn nuôi lợn và gia cầm lại sát với dân cư vì chúng chuyển hóa các vật phế thải thành thịt và trứng. Ví dụ, ở Việt Nam, nước mới bắt đầu công nghiệp hóa 90% mô hình chăn nuôi gia cầm đều gắn với phân bố dân cư [4]. Khi còn chăn nuôi nhỏ lẻ, kết hợp với việc sử dụng chất thải từ chăn nuôi cho hoạt động sản xuất nông nghiệp thì chất thải chăn nuôi từ các hộ gia đình gần như không phải là một mối hiểm họa đối với môi trường. Phát triển chăn nuôi bền vững, nhất là chăn nuôi lợn hàng hóa như thế nào trong hoàn cảnh cuộc sống của phần lớn các hộ nông dân còn chật vật khó khăn, đại bộ phận người dân chăn nuôi theo kinh nghiệm; thiếu kiến thức chuyên môn, ít quan tâm về thông tin thị trường, nếu có thì thiếu cụ thể; hiểu biết về sản xuất hàng hóa chưa trở thành tiềm thức; kinh tế phát triển chưa đồng đều giữa các vùng,.
là những rào cản trong phát triển chăn nuôi lợn hàng hóa hiện nay. 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Khi công nghiệp hóa chăn nuôi cộng với sự gia tăng mạnh mẽ về số lượng đàn gia súc thì chất thải từ hoạt động chăn nuôi của các trang trại, gia trại đã làm cho môi trường chăn nuôi đặc biệt là môi trường xung quanh bị ô nhiễm trầm trọng, nó đã gây nên một làn sóng mới phản đối các trang trại chăn nuôi từ phía người dân ở gần các trang trại. 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 những ngày oi bức. Tổng số VSV và bào tử nấm cũng cao hơn mức cho phép rất nhiều lần.
Ngoài ra nước thải chăn nuôi còn có chứa coliform, e.coli, COD , và trứng giun sán cao hơn rất nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép [4]. Hiện nay với sự hội nhập quốc tế kèm với nó là sự gia tăng những quy định về bảo vệ môi trường, ý thức ngày càng được nâng cao của cộng đồng về các vấn đề môi trường thì vấn đề môi trường nói chung và môi trường chăn nuôi nói riêng đã nhận được nhiều sự quan tâm của cộng đồng. Trên thế giới môi trường chăn nuôi đã được đánh giá một cách khá toàn diện, một trong số đó là các nghiên cứu về xử lý chất thải chăn nuôi.Tại Việt Nam, mặc dù đã phần nào cảm nhận được tác hại về môi trường do chăn nuôi gây ra xong gần như chưa có một nghiên cứu đầy đủ nào về quản lý, xử lý chất thải chăn nuôi. Vì vậy, chúng tôi tiến hành “Nghiên cứu khả năng xử lý nƣớc thải chăn nuôi bằng kỹ thuật tầng vi sinh chuyển động".
MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Đánh giá kĩ thuật tầng vi sinh chuyển động (Moving Bed Reactor) sử dụng vật liệu mang polyuretan nhằm nâng cao hiệu quả xử lý nước thải giàu C và N. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Tổng quan tài liệu xử lý nước thải chăn nuôi bằng kĩ thuật tầng vi sinh chuyển động (Moving Bed Reactor) và kỹ thuật bùn hoạt tính lơ lửng hệ thống SBR (Biological Activated Suspended Sludge) thường được áp dụng trong xử lý nước thải chăn nuôi. - Chọn vật liệu mang Polyuretan sử dụng trong kỹ thuật tầng vi sinh chuyển 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. - Nghiên cứu khảo sát khả năng xử lý nước thải chăn nuôi bằng kĩ thuật bùn hoạt tính lơ lửng hệ thống SBR và kĩ thuật tầng vi sinh chuyển động sử dụng vật liệu mang Polyuretan trong các điều kiện hiếu khí, thiếu khí khi thay đổi: + Nồng độ tải N vào khác nhau; + Thời gian lưu nước và bùn khác nhau; - So sánh, đánh giá hiệu quả xử lý và thông số năng suất xử lý C, N, P bằng kỹ thuật bùn hoạt tính lơ lững và kỹ thuật tầng vi sinh chuyển động.
8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chƣơng 1.1 Tình hình phát triển chăn nuôi trên thế giới và ở Việt Nam trong những năm gần đây Trong những năm gần đây, ngành chăn nuôi trên thế giới đã có nhiều biến động cả về tốc độ phát triển, phân bố lại địa bàn và phương thức sản xuất, đồng thời xuất hiện nhiều nhân tố bất ổn như gây ô nhiễm môi trường trầm trọng, vệ sinh an toàn thực phẩm và nhiều dịch bệnh mới….1 Tình hình chăn nuôi trên thế giới Lương thực, thực phẩm và vệ sinh an toàn thực phẩm là vấn đề sống còn của nhân loại. Ngày nay nông nghiệp có vai trò quan trọng cung cấp lương thực và các loại thực phẩm nuôi sống cả nhân loại trên trái đất. Ngành chăn nuôi không chỉ có vai trò cung cấp thịt, trứng, sữa là các thực phẩm cơ bản cho dân số của cả hành tinh mà còn góp phần đa dạng sinh học trên trái đất. Số lượng vật nuôi theo số liệu thống kê của Tổ chức Nông lương thế giới - FAO năm 2009 số lượng đầu gia súc và gia cầm chính của thế giới như sau: Tổng đàn trâu 182,2 triệu con và phân bố chủ yếu ở các nước Châu Á, tổng đàn bò 1.164,8 triệu con, dê 591,7 triệu con, cừu 847,7 triệu con, lợn 887,5 triệu con, gà 14.191,1 triệu con và tổng đàn vịt là 1.
Tốc độ tăng về số lượng vật nuôi hàng năm của thế giới trong thời gian vừa qua thường chỉ đạt trên dưới 1% năm. Hiện nay các quốc gia có số lượng vật nuôi lớn của thế giới như sau: Về số lượng đàn bò nhiều nhất là Brazin 204,5 triệu con, thứ hai Ấn Độ 172,4 triệu con, thứ ba Hoa kỳ 94,5 triệu con, thứ tư là Trung Quốc 92,1 triệu con, thứ năm Ethiopia và thứ sáu Argentina có trên 50 triệu con bò. Các cường quốc về chăn nuôi lợn của thế giới: số đầu lợn hàng năm số một là Trung Quốc 451,1 triệu con, đứng thứ hai là Hoa Kỳ 67,1 triệu con, thứ ba là Brazin 37,0 triệu con, Việt Nam đứng thứ 4 có 27,6 triệu con [8]. Về số lượng vật nuôi của thế giới, các nước Trung quốc, Hoa kỳ, Ấn Độ, Brazin, Indonesia, Đức là những cường quốc, trong khi đó Việt Nam cũng là nước 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com có tên tuổi về chăn nuôi: đứng thứ 2 về số lượng vịt, thứ 4 về heo, thứ 6 về số lượng trâu và thứ 13 về số lượng gà [22].
Phương thức chăn nuôi hiện nay của các nước trên thế giới có ba hình thức cơ bản đó là: Chăn nuôi quy mô công nghiệp thâm canh công nghệ cao; Chăn nuôi trang trại bán thâm canh; Chăn nuôi nông hộ quy mô nhỏ và quảng canh: Phương thức chăn nuôi gia súc, gia cầm quy mô lớn thâm canh sản xuất hàng hóa chất lượng cao chủ yếu ở các nước phát triển ở Châu Âu, Châu Mỹ, Châu Úc và một số nước ở Châu Á, Phi và Mỹ La Tinh. Chăn nuôi công nghiệp thâm canh các công nghệ cao về cơ giới và tin học được áp dụng trong chuồng trại, cho ăn, vệ sinh, thu hoạch sản phẩm, xử lý môi trường và quản lý đàn. Các công nghệ sinh học và công nghệ sinh sản được áp dụng trong chăn nuôi như nhân giống, lai tạo nâng cao khả năng sinh sản và điều khiển giới tính. Chăn nuôi bán thâm canh và quảng canh gia súc gia cầm tại phần lớn các nước đang phát triển ở Châu Á, Châu Phi, Mỹ La Tinh và các nước Trung Đông.
Trong chăn nuôi quảng canh, tận dụng, dựa vào thiên nhiên sản phẩm chăn nuôi năng xuất thấp nhưng được thị trường xem như là một phần của chăn nuôi hữu cơ. Chăn nuôi hữu cơ, chăn nuôi sạch đang được thực hiện ở một số nước phát triển, sản phẩm chăn nuôi được người tiêu dùng ưu chuộng. Xu hướng chăn nuôi gắn liền với tự nhiên đang được đặt ra cho thế kỷ 21 không chăn nuôi gà công nghiệp trên lồng tầng và không chăn nuôi heo trên nền xi măng. Tuy nhiên chăn nuôi hữu cơ năng xuất thấp, giá thành sản phẩm chăn nuôi cao thường là mâu thuẫn với chăn nuôi công nghiệp quy mô lớn do đó đang là thách thức của nhân loại trong mở rộng quy mô và phổ cập chăn nuôi hữu cơ [22].
Tình hình chăn nuôi ở Việt Nam Phát triển chăn nuôi theo hướng tập trung và chuyên môn hóa cao là một trong những nội dung quan trọng trong quá trình công nghiệp hóa sản xuất nông nghiệp của nước ta trong thời kỳ phát triển mới. Theo kết quả điều tra dân số, đến tháng 4 năm 2009, Việt Nam có tổng số dân là 85.773 người, là một trong 10 quốc gia có mật độ dân số cao nhất trên thế giới (khoảng 260 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com người/km2) [20]. Nhu cầu thực phẩm trong điều kiện dân số tăng và đời sống ngày càng được nâng cao đã và đang đặt ra cho các nhà quản lý nông nghiệp phải nhanh chóng hiện đại hóa sản xuất nông nghiệp. Trong khi diện tích dành cho sản xuất nông nghiệp ngày càng giảm do phát triển đô thị, công nghiệp, giao thông và các công trình dịch vụ khác, phát triển chăn nuôi theo hướng tập trung, nâng cao quy mô là xu thế tất yếu nhằm nâng cao năng suất và chất lượng thịt, trứng, sữa cung cấp cho nhân dân và cho xuất khẩu.1 Chăn nuôi thâm canh công nghiệp Bảng 1.