Chương VIII: Quản lý và xử lý chất thải chăn nuôi

CHƯƠNG VIIIQUẢN LÝ VÀ XỬ LÝCHẤT THẢI CHĂN NUÔITầm quan trọng -Theo báo của Cục chăn nuôi, hàng năm đàn vật nuôi thải ra 80 triệu tấn chất thải rắn, vài chục tỷ khối chất thải lỏng và hàng trăm triệu tấn chất thải khí. - Hiện nay chất thải ngày càng gia tăng nhưng chưa có biện pháp thu gom và xử lý. Đặc biệt ở vùng nông thôn Chất thải rắn chủ yếu làm phân bón, riêng đối với nước thải lượng đã qua xử lý chiếm 10,22% ; chưa qua xử lý chiếm 89,78% - Tại các cơ sở chăn nuôi trang trại, tập trung : + Chất thải rắn : 30- 70 % được ủ nóng đóng gói bán để làm phân bón ; 70 - 30 % được thải trực tiếp ra ao nuôi cá, ra môi trường ,bể Biogas + Chất thải lỏng: 30 % qua bể Biogas 30 % qua hồ sinh học 40 % thải trực tiếp ra môi trường qua hệ thống cống rãnh gây ô nhiễm - Ngành chăn nuôi đang phát triển mạnh về quy mô và số lượng. Tuy nhiên quy mô chăn nuôi gia tăng kéo theo nhiều vấn đề về môi trường, bùng phát dịch bệnh, ô nhiễm môi trường nước là điều khó tránh khỏi. - Chính vì vậy muốn phát triển bền vững ngành chăn nuôi thì phải chú ý đến vấn đề môi trường nhiều hơn và cần có những nghiên cứu về ảnh hưởng tiêu cực của chất thải chăn nuôi để đưa ra các biện pháp nhằm bảo vệ môi trường,đảm bảo sức khỏe cho người và gia súcI. Phân loại chất thải chăn nuôi Gồm : - Chất thải rắn: Phân, thức ăn thừa, đệm lót, xác súc vật chết - Chất thải lỏng:Nước tiểu, phân lỏng hòa tan, nước rửa chuồng - Chất thải khí:Các chất khí trong quá trình phân giải chất hữu cơ1. Chất thải rắn* Khối lượng phân gia súc thải ra hàng ngày: Loài g/s Lượng phân (kg) Trâu bò 20-25 Lợn < 10 kg 0,5-1 Lợn 15-45 kg 1-3 Lợn 45-100 kg 3-5 Gia cầm 0,08 Đây là lượng chất thải lớn nhất cần được xử lý vào các mục đích khác nhauThành phần hóa học của các loại phân(%)Phân Nước N P K CaO MgO Lợn 82 0,6 0,4 0,3 0,1 0,1Trâu bò 83 0,3 0,2 1,0 0,4 0,1 Ngựa 76 0,5 0,4 0,4 0,2 0,1 Gà 56 1,6 0,5 0,9 2,4 0,7 Vịt 56 1,0 1,4 0,6 1,7 0,4 Ngoài ra còn có một số nguyên tố vi lượng khác Đây là những chất rất dễ hòa tan nên cây trồng dễ hấp thu Nhưng phân gia súc cũng chứa lượng VSV lớn Bruxella Clostridium Escherichi coli Mycobacterium Salmonella Streptococcus Vibrio cholerae Shigella Ngoài ra trong 1 kg phân có thể chứa 2100 – 5000 trứng giun sán chủ yếu là Ascaris suum, Oesophagostomum, Fasciola Trichocephalus Đây là tác nhân gây lây lan dịch bệnh * Xác súc vật chết - Động vật chết do nhiều nguyên nhân khác nhau - Nếu chết do bệnh truyền nhiễm Cần xử lý triệt để tránh lây lan dịch bệnh ra môi trường Không được vứt ra cùng chất thải rắn mà cần đốt, chôn sâu sát trùng theo quy định của luật thú y * Thức ăn dư thừa, vật lót chuồng : Gồm : Rau xanh, cỏ, rơm rạ, trấu, mùn cưa, bột ngũ cốc, bột cá, chất khoáng bổ sung Một số chất có thành phần dinh dưỡng cao - Tạo điều kiện thuận lợi cho các loại VSV phát triển và gây bệnh - Thu hút các loại gậm nhấm, côn trùng mang theo bệnh đến khu vực chăn nuôiCần xử lý đúng cách và triệt để2. Chất thải lỏng Lượng nước tiểu của gia súc hàng ngày Loài g/s lượng nước tiểu(kg) Trâu bò 10-15 Lợn < 10 kg 0,-0,5 Lợn 15- 45 kg 0,7 – 2 Lợn 45-100 kg 2 – 4 Đây là khối lượng rất lớn lại khó quản lý,khó sử dụng; Trong nước thải còn có nhiều VSV và trứng giun sán  Dễ làm lây lan dịch bệnh3. Chất thải khí Chất khí được sinh ra do - Hô hấp của vật nuôi - Sự phân hủy các chất hữu cơ trong phân,nước tiểu,thức ăn thừa ..  tạo ra mùi khó chịu Ảnh hưởng đến sức khỏe người và gia súc Gồm: NH3 , NH2, H2S , CH4 , NO2 Cần xử lý triệt để : Làm thông thoáng, hấp phụ mùiII. Khả năng gây ô nhiễm của chất thải chăn nuôi Gồm : Ô nhiễm đất Ô nhiễm nước Ô nhiễm không khíÔ nhiễm đất * Ô nhiễm hóa học Gồm ô nhiễm chất hữu cơ và ô nhiễm kim loại nặng Ô nhiễm kim loại nặng do chúng được bổ sung vào thức ăn, do các chất sát trùng, tiêu độc chuồng trại Các chất hữu cơ vào đất sẽ phân giải thành các sản phẩm khác nhau (CHC)-N  Polypeptid  A. amin  NH4, NO2, NO3) Các chất này gây ô nhiễm môi trường đất Gây hiện tượng phì nhưỡng đất Ảnh hưởng đến hệ sinh thái đất  chuỗi thức ăn * Ô nhiễm sinh học Các mầm bệnh trong chất thải không được sử lý,sẽ tồn tại lâu dài trong đất Salmonella trong đất ở độ sâu 50 cm tồn tại 2 năm E.coli tồn tại trong đất 62 ngày Trứng giun sán tồn tại trong đất 2 năm Các tác nhân này có thể gây bệnh cho người và gia súc đặc biệt các bệnh về đường ruột, giun san 2. Ô nhiễm nguồn nước * Ô nhiễm hóa học Các thành phần trong chất thải như chất hữu cơ,vô cơ, khoáng, kim loại sẽ gây ô nhiễm nguồn nước, chủ yêu là nước bề mặt - Giảm giảm DO, tăng COD - Thay đổi mầu sắc,mùi vị của nước - Thay đổi khu hệ động và thực vật thủy sinh, các VSV có ở nước - Tạo thuận lợi cho một số VSV phát triển ngoài ý muốn - Gây hiện tượng phù dưỡng hóa Ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước ngầm * Ô nhiễm sinh học Các vi sinh vật, trứng và ấu trùng giun sán từ chất thải chăn nuôi ô nhiễm vào nguồn nước, chúng tồn tại khá lâu Là tác nhân truyền bệnh cho người và gia súc qua đường thức ăn nước uống ,qua da3. Ô nhiễm không khí Quá trình phân giải các chất hữu cơ từ nguồn chất thải chăn nuôi  Tạo ra NO2, NO3, CH4, H2S, SO3,CO, Indon, scaton - Tạo mùi hôi thối khó chịu - Gây nhiễm bệnh cho người và gia súc ,đặc biệt bệnh về đường hô hấp,tim mạch Phát tán một số bệnh theo đường không khíIII. Các phương pháp quản lý và xử lý chất thải chăn nuôi - Lắng đọng - Hồ sinh học - Ủ phân - Khí sinh học - Chế phẩm sinh học - Đệm lót sinh học - Giun quếNguyên tắc trong quản lý chất thải - Không ảnh hưởng tới sức khỏe con vật - Không gây ô nhiễm môi trường - Chi phí thấp,dễ thao tác - Đem lại hiệu quả cao nhất cho người chăn nuôi1. Phương pháp lắng đọng Áp dụng chủ yếu để sử lý chất thải lỏng - Chất thải lỏng được chẩy qua các bể chứa ( Bể lắng nhanh – bể lắng chậm )  Loại trừ một phần các chất lơ lửng - Qua bể lắng sinh học : Sử dụng một số VSV hoại sinh để phân hủy NH3,NO2 .. Hoặc qua thùng sục khí để tạo nên quá trình lên men hiếu khí Làm giảm VSV có hại Có thể khử trùng bằng vôi 10 g/ m3 (bể cơ học) 3 – 5 g/m3 ( Bể sinh học) * Ưu điểm : - Thiết kế đơn giản, giá thành hạ - Cần diện tích nhỏ * Nhược điểm - Chỉ áp dụng cho chất thải lỏng - Áp dụng cho quy mô chăn nuôi nhỏ, lượng ít - Hiệu quả sử lý chưa triệt để - có mùi2. Hồ sinh học Quá trình diễn ra trong hồ sinh học tương tự như quá trình tự làm sạch của nước Nhưng với tốc độ nhanh hơn và hiệu quả hơn do có sự tác động của con người Trong hồ có nhiều VSV,tảo, mấm ,thực vật ..cá VSV phân hủy các chất hữu cơ phức tạp thành đơn giản,vô cơ Thực vật sử dụng các chất vô cơ làm nguồn dinh dưỡng  Quang hợp để giải phóng O2 Các chất hữu cơ là thức ăn cho cá Cá hoạt động( khấy động) làm tăng lượng O2 vào nước Ôxy lại làm tăng sự hoạt động của VSV để phân giải chất hữu cơ * Ưu điểm : - Giá thành rẻ do chi phí đầu tư thấp,đơn giản - Tận dụng được các điều kiện tự nhiên * Nhược điểm - Cần diện tích rộng - Chỉ sử lý với chất thải dạng lỏng - Chỉ áp dụng với chăn nuôi có quy mô lớn - Sử lý không triệt để; còn mùi hôi3. Hệ thống khí sinh học ( Biogas) Nguyên lý : Trong môi trường yếm khí, các vi sinh vật kỵ khí sẽ phân hủy các chất hữu phức tạp thành các chất hữu cơ đơn giản và vô cơ Bao gồm : CH4 ( 50-60 %) CO2 (30 %) N2, H2S, CO Tạo thành phân bón sinh học Tạo năng lượng để đun nấu và thắp sáng * Các loại bể Biogas - Bể hoàn toàn chìm - Bể nửa nổi, nửa chìm - Túi nilon Dung tích 4-50 m3 Xuất hiện từ 1970 chủ yếu tạo nguồn năng lượng Chương trình khí sinh học thực hiện từ 2003 do Hà Lan Mục tiêu đến 2012 có 166.000 công trình khí sinh học Đến 2010 đã có 88.000 công trình tại 45 tỉnh Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh khí : - Yếm khí tuyệt đối - Nhiệt độ : từ 20 -30 độ có thể hoạt động ; nhưng hiệu quả nhất từ 30 – 36 độ - Độ ẩm đạt 90 – 95 % - Độ pH 4,5 - 5 - Tỷ lệ chất rắn và chất lỏng phù hợp Sau 30- 40 ngày sinh khí * Ưu điểm : - Sử lý được cả chất thải rắn và lỏng - Áp dụng cho cả chăn nuôi nhỏ và chăn nuôi lớn - Đảm bảo vệ sinh môi trường - Tạo nguồn phân bón sinh học tốt cho cây trồng - Tạo nguồn năng lượng cho đun nấu, thắp sáng * Nhược điểm - Chi phí đầu tư cao - Khó lấy chất thải sau khi lên men - Nếu lượng khí sinh nhiều gây mùi khó chịu Hiệu quả của bể Biogas với trứng giun sán * Lô thí nghiệm ( nuôi 100 trứng) A.suum T.suis F.buski Số trứng phát triển 76 0 0 Thời gian nởÂT(ngày) 16 0 0 * Lô đối chứng ( nuôi 100 trứng) Số trứng phát triển 93 95 92 Thời gian nở ÂT(ngày) 20 18 14 4. Phương pháp ủ phân Ủ phân yếm khí Ủ phân hiếu khí a. Ủ phân yếm khí Qúa trình phân hủy các chất hữu cơ xẩy ra trong điều kiện thiếu ôxy hoặc lượng ôxycung cấp bị hạn chế Lượng VSV yếm khí là chủ yếu chúng phân giải thành các chất trung gian nhiệt độ đóng phân tăng 55 60 độ kéo dài 10-15 ngày Diệt phần lớn vi rút, vi khuẩn không có nha bào, trứng và ấu trùng giun sán Tạo ra sản phẩm sau khi ủ giầu chất dinh dưỡng ,rất tốt cho cây trồng Trộn lẫn chất thải răn + lá xanh,rơm rạ +vôi bột ; phủ kín * Ưu điểm : - Đơn giản , rẻ tiền, công lao động ít  dễ áp dụng - Diệt hầu hết các loại mầm bệnh - Cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng * Nhược điểm ; - Chỉ xử lý với chất thải rắn - Cần thời gian xử lý dài - Không tiêu diệt hết các tác nhân gây bệnh và không phân hủy triệt để các thành phần vật chất b. Ủ phân hiếu khí : - Đây là sự phân hủy các chất hữu cơ dưới tác động của VSV hiếu khí . Trong điều kiện hiếu khí VSV phân giải hầu hết các chất  CO2, NH3, H2O ,SO2 ,các sản phẩm trung gian Nhiệt sinh ra lại thúc đẩy quá trình phân hủy Protein, chất béo và celluloz Quá trình được diễn ra giống quá trình phân hủy trong tự nhiên nhưng tốc độ cao hơn, triệt để hơn nhờ có tác động của con người Sản phẩm tạo ra không gây ô nhiễm môi trường * Quá trình ủ hiếu khí diễn ra 4 quá trình (pha) - Pha sản nhiệt :Nhiệt độ tăng lên rất nhanh ( 70-80 độ) - Pha nhiệt : Nhiệt độ ổn định(50-70 độ) Đảo và cung cấp ôxy và độ ẩm tăng nhiệt độ - Pha nguội : Nhiệt độ giảm xuống (40 độ) - Pha chín : Nhiệt độ bằng nhiệt độ môi trường  Sản phẩm cuối cùng đồng nhất, mầu nâu, lượng giảm * Các yếu tố ảnh hưởng : - Cần lượng ôxy lớn - Độ ẩm :50- 60 % - Nhiệt độ :20-45 độ (đầu) 50-70 độ (sau) - pH : 5,5 - 8 - Cần đảo (40 đô) để cung cấp ôxy, độ ẩm .. - Chất bổ sung :Nấm Trichodema,Pleurotus - Sơ chế nguyên liệu :tránh có kích thước lớn, nhiều nước, xơ cứng. * Ưu điểm : - Do nhiệt độ cao  Diệt mầm bệnh - Thời gian ủ nhanh - Không gây ô nhiễm môi trường * Nhược điểm : - Không có khả năng thu hồi năng lượng - Quy trình phức tạp ,tốn nhân công. - Chỉ áp dụng với chất thải rắn - Một số chất dinh dưỡng bị mất 5 . Dùng các chế phẩm sinh học : Như EM, EMC, Bio-F ,Gem-K, Bamix - Tăng khả năng tiêu hóa hấp thu - Kích thích sinh trưởng  tăng sản lượng,chất lượng - Phân hủy nhanh các chất hữu cơ - Ức chế các VSV gây bênh - Làm mất mùi hôi  Giảm lượng côn trùng - Không gây độc cho gia súc, người,môi trường - Giá thành rẻ 6. Đệm lót sinh học : Bao gồm : chất xơ, mùn cưa, bã sắn để làm nền chuồng thay thế nền bê tông Các VSV sẽ phân hủy các chất hữu cơ ở phân, nước tiểu - Giảm mùi hôi giảm lượng côn trùng - Tạo môi trường thông thoáng - Đơn giản ,tiết kiệm 7. Giun quế : Dựa vào giun quế để phân giải chất thải thành chất hữu cơ giầu chất dinh dưỡng Sau khi đồng hóa giun cũng thải ra một lượng phân giầu chất dinh dưỡng - Thúc đẩy nhanh quá trình phân giải chất thải - Bổ sung chất dinh dưỡng cho cây trồng - Chỉ áp dụng quy mô nhỏ, khó áp dụng rộng rãi