Đề xuất mô hình nông nghiệp tích hợp biogas phù hợp cho hộ chăn nuôi trên địa bàn xã hiếu liêm

Luận văn công nghệ môi trường Đề xuất mô hình nông nghiệp tích hợp biogas phù hợp cho hộ chăn nuôi trên địa bàn xã hiếu liêm Luận văn công nghệ môi trường Đề xuất mô hình nông nghiệp tích hợp biogas phù hợp cho hộ chăn nuôi trên địa bàn xã hiếu liêm

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nội dung nghiên cứu

Mục tiêu của đề tài là đánh giá hiện trạng môi trường chăn nuôi tại Bình Dương và xác định các tiêu chí cho mô hình chăn nuôi phù hợp Đề tài sẽ áp dụng mô hình cho một đối tượng cụ thể và đề xuất giải pháp nhân rộng cho hộ chăn nuôi trong tỉnh theo quy hoạch phân vùng chăn nuôi Để đạt được các mục tiêu này, đề tài sẽ thực hiện các nội dung cần thiết.

- Tổng quan về biogas và mô hình nông nghiệp tích hợp biogas

Tỉnh Bình Dương hiện có một hệ thống chăn nuôi đa dạng với sự phân bố các cơ sở chăn nuôi rộng khắp Các vùng phát triển chăn nuôi được xác định rõ ràng, tạo điều kiện cho việc áp dụng các mô hình nông nghiệp hiệu quả tại các hộ chăn nuôi Những mô hình này không chỉ nâng cao năng suất mà còn góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành chăn nuôi tại địa phương.

- Tổng quan các nguồn thải chăn nuôi, đánh giá hiện trạng môi trường chăn nuôi

Để phát triển mô hình chăn nuôi tại Bình Dương, trước tiên cần xác định các tiêu chí phù hợp với điều kiện địa phương Sau đó, đề xuất một mô hình chăn nuôi cụ thể dựa trên các tiêu chí đã xác định Mô hình này sẽ được áp dụng cho một hộ chăn nuôi cụ thể nhằm đánh giá hiệu quả và tính khả thi Cuối cùng, cần đề xuất các giải pháp nhằm nhân rộng mô hình này cho nhiều hộ chăn nuôi khác trong khu vực Bình Dương.

Sơ đồ tiến trình thực hiện

Hình 2.1 Sơ đồ tiến trình thực hiện

Thu thập, tổng hợp tài liệu

Khảo sát thực địa tại các hộ chăn nuôi ở tỉnh Bình Dương nhằm đánh giá hiện trạng phân bố và môi trường chăn nuôi trong khu vực Việc này giúp hiểu rõ hơn về tình hình phát triển chăn nuôi, từ đó đưa ra các giải pháp cải thiện môi trường và nâng cao hiệu quả sản xuất.

Để xác định tiêu chí cho mô hình chăn nuôi phù hợp tại tỉnh Bình Dương, cần đề xuất một mô hình cụ thể cho một hộ chăn nuôi Đồng thời, cũng cần đưa ra các giải pháp nhằm nhân rộng mô hình này cho nhiều hộ chăn nuôi khác trong khu vực.

Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu

Phương pháp này được sử dụng để thu thập các tài liệu liên quan đến đề tài và đối tượng nghiên cứu:

Các cơ sở lý thuyết về hầm biogas và mô hình VACB đóng vai trò quan trọng trong việc nghiên cứu và phát triển các giải pháp bền vững cho vấn đề xử lý chất thải Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước cho thấy sự quan tâm ngày càng tăng đối với mô hình này, nhằm tối ưu hóa hiệu suất và ứng dụng thực tiễn Tổng quan về các nghiên cứu hiện có sẽ giúp làm rõ những lợi ích và thách thức trong việc triển khai mô hình VACB.

Để đảm bảo xử lý hiệu quả nước thải và chất thải từ hoạt động chăn nuôi, cần thu thập tài liệu về nguồn thải trong chăn nuôi và các phương pháp xử lý nước thải Đồng thời, cần tham khảo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 62-MT:2016/BTNMT về nước thải chăn nuôi để tuân thủ các quy định hiện hành.

Để thu thập thông tin từ cơ quan quản lý nhà nước, cần nắm rõ tình hình chăn nuôi và hiện trạng phân bố trong tỉnh Cũng cần xem xét các quyết định liên quan đến phân vùng quy hoạch chăn nuôi, các mô hình nông nghiệp của hộ gia đình, cùng với quy hoạch vùng chuyên canh trồng trọt Bên cạnh đó, việc xử lý nước thải và thu gom, xử lý chất thải rắn tại các hộ chăn nuôi cũng là những vấn đề quan trọng cần được khảo sát.

2.3.2 Phương pháp khảo sát thực địa

Phương pháp khảo sát thực địa là công cụ quan trọng giúp nhận diện thực tế đối tượng nghiên cứu, mang lại độ tin cậy và chính xác cao Việc khảo sát trực tiếp các hộ chăn nuôi trong tỉnh không chỉ cung cấp thông tin quý giá mà còn tạo cơ hội để triển khai mô hình hiệu quả Sơ đồ quy trình thực hiện công tác khảo sát và lựa chọn hộ chăn nuôi sẽ hỗ trợ quá trình này.

Hình 2.2 Quy trình thực hiện công tác khảo sát

Khảo sát thực tế ở các hộ

Lựa chọn hộ điển hình

Lên kế hoạch khảo sát

Liên hệ với chính quyền địa phương Thu thập thông tin tại Chi cục Chăn nuôi, Thú y Bình Dương

Khi lựa chọn địa điểm khảo sát, cần xem xét các yếu tố như phân vùng quy hoạch chăn nuôi, vùng phát triển chăn nuôi của tỉnh, và các khu vực chuyên canh trồng trọt để đảm bảo phù hợp với mô hình đề xuất.

Quy trình khảo sát được thực hiện thông qua việc tham quan các hộ chăn nuôi để thu thập thông tin và số liệu liên quan đến việc thu gom và xử lý chất thải trong chăn nuôi Nghiên cứu này nhằm đánh giá tác động của nước thải chăn nuôi đối với ô nhiễm nguồn nước và môi trường nước một cách thực tế.

Để áp dụng tính toán mô hình một cách hiệu quả, cần lựa chọn đối tượng cụ thể và khảo sát kỹ lưỡng về tình hình sử dụng biogas của đối tượng đó Cần xác định xem họ đã thực hiện việc thu gom và xử lý chất thải hay chưa, cũng như việc áp dụng các biện pháp ủ phân nhằm tận dụng nguồn thải trong chăn nuôi để bón cho cây vườn.

2.3.3 Phương pháp điều tra bằng phiếu khảo sát và phỏng vấn nhanh

Phương pháp điều tra bằng phiếu khảo sát được thực hiện tại Chi cục Chăn nuôi, Thú y và Thủy sản tỉnh Bình Dương, nhằm khảo sát cán bộ quản lý nhà nước và chính quyền cấp xã Mỗi xã sẽ khảo sát 5 hộ chăn nuôi để điều tra hiện trạng chăn nuôi và tình hình phát sinh, xử lý chất thải, từ đó làm cơ sở xây dựng các tiêu chí cho mô hình Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng giúp đánh giá công tác quản lý môi trường chăn nuôi của các cấp chính quyền Phiếu khảo sát chi tiết được đính kèm ở phụ lục.

Phương pháp phỏng vấn nhanh là một cách hiệu quả để thu thập và cập nhật thông tin bổ sung chưa có trong bảng câu hỏi, đồng thời lấy thêm ý kiến từ các đối tượng liên quan Sau khi thực hiện phỏng vấn, việc phân tích và tổng hợp thông tin thu thập được sẽ giúp cải thiện chất lượng dữ liệu.

2.3.4 Phương pháp thống kê, xử lý số liệu

Sử dụng phần mềm excel để thống kê số liệu thu thập được trong quá trình thực hiện đề tài:

+ Quy mô các cơ sở chăn nuôi, sự phân bố của các cơ sở này trên địa bàn, các loại mô hình nông nghiệp tại cơ sở

2.3.4.2 Phương pháp xử lý số liệu

Sử dụng phần mềm Excel để phân tích số liệu về số lượng vật nuôi giúp đánh giá hiện trạng phát sinh nước thải, khí nhà kính và chất thải rắn Phương pháp này còn hỗ trợ tính toán hệ thống xử lý nước thải cho từng đối tượng cụ thể và đánh giá hiệu quả kinh tế của dự án tại một thời điểm nhất định Các công thức tính toán được áp dụng trong quá trình này rất quan trọng.

- Nhu cầu sử dụng nước và phát sinh nước thải

+ Nhu cầu sử dụng nước cho chăn nuôi

Nhu cầu nước hàng năm cho từng loại vật nuôi được tính bằng cách nhân hệ số nhu cầu nước (lít/con/ngày) với thời gian nuôi trung bình (tháng) chia cho 12, sau đó nhân với số lượng vật nuôi (con), nhân với 10^-3 và cuối cùng nhân với 365.

Bảng 2.1 Hệ số nhu cầu nước và thời gian nuôi trung bình của từng vật nuôi

STT Loại vật nuôi Hệ số nhu cầu nước

Thời gian nuôi trung bình

(Nguồn: Quyết định 88/QĐ-UBND ban hành hướng dẫn thu thập, tính toán chỉ thị môi trường trên địa bàn tỉnh Bình Dương giai đoạn 2013 – 2020, 2014)

Nước thải chăn nuôi (m 3 /năm) = Hệ số phát thải nước thải của vật nuôi (m 3 /con.năm) x Thời gian nuôi trung bình (tháng) / 12 (tháng) x Số lượng vật nuôi (con)

Bảng 2.2 Hệ số phát thải nước thải của vật nuôi

STT Loại vật nuôi Hệ số phát thải nước thải

(Nguồn: Quyết định 88/QĐ-UBND ban hành hướng dẫn thu thập, tính toán chỉ thị môi trường trên địa bàn tỉnh Bình Dương giai đoạn 2013 – 2020, 2014)

Khí nhà kính trong chăn nuôi phát sinh từ quá trình lên men đường ruột của vật nuôi và quản lý phân

+ Phát thải CH4 Áp dụng các công thức tính toán lượng phát thải CH4 từ quá trình lên men đường ruột và quản lý phân

E: Lượng phát thải metan từ quá trình lên men đường ruột (kgCH4/năm);

EF(T): Hệ số phát thải, kgCH4/năm

Bảng 2.3 Hệ số phát thải metan từ quản lý phân và lên men đường ruột

Hệ số phát thải lên men đường ruột (kg CH 4 /năm)

Hệ số phát thải từ quản lý phân (kg CH 4 /năm)

(Nguồn: Ngăn ngừa và giảm thiểu phát thải khí nhà kính, 2016)

+ Phát thải N2O từ quá trình quản lý phân

N2O: Lượng phát thải N2O từ quản lý phân, (kg N2O/năm);

N(T): Số vật nuôi từng loại (con);

MS (T,S) : Hệ số, tra bảng 10A-4 đến 10A-9 của IPPC, Vol4, 2006;

EF 3(s) : Hệ số phát thải (kgN2O- N/kgN), tra bảng 10.21 của IPPC, Vol4, 2006; 44/28: Hệ số chuyển đổi từ phát thải ( N2O- N);

Nex T : Lượng phát thải N trung bình hàng năm, (kg N/con/năm);

1000× 365 trong đó: N rate(T) : Tốc độ thải N, kg N (1000kg animal mass) -1 ;

TAM: Sinh khối của từng loại vật nuôi

Bảng 2.4 Hệ số Nrate và TAM của một số vật nuôi

STT Loại vật nuôi N rate

Hệ số EF 3(s) theo IPPC: Đối với quản lý và xử lý phân khác: EF = 0,005 kgN2O- N/kgNexT Đối với hệ thống ủ khí: EF = 0,005 kgN2O- N/kgNexT

N2OG (MM) = (Nvolatilization - MMS ×EF4) × 44

N2OG (MM): Lượng phát thải N2O gián tiếp dựa vào lượng N bay hơi từ quá trình quản lý phân;

EF4: Hệ số phát thải, theo IPPC, 2006, vol 4 là 0,01 kg N2O – N;

Nvolatilization – MMS =[∑ (∑ (N T × Nex T × MS (T,S) ) × ( Frac GasMS

(T,S) trong đó: Nvolatilization – MMS: Lượng nitơ thất thoát do bay hơi, (kg N/năm);

N(T): Số vật nuôi từng loại (con);

Nex T : Lượng phát thải N trung bình hàng năm, (kg N/con/năm);

MS (T,S) : Hệ số, tra bảng 10A-4 đến 10A-9 của IPPC, Vol4, 2006;

Frac GasMS : Phần trăm nitrogen thất thoát, %, tra bảng 10.22 của IPPC, Vol4, 2006

Nleaching – MMS =[∑ (∑ (N T × Nex T × MS (T,S) ) × ( Frac LossMS

Nleaching – MMS: Lượng nitơ thất thoát do rò rỉ, (kg N/năm);

N(T): Số vật nuôi từng loại (con);

Nex T : Lượng phát thải N trung bình hàng năm, (kg N/con/năm);

MS (T,S) : Hệ số, tra bảng 10A-4 đến 10A-9 của IPPC, Vol4, 2006;

Frac GasMS : Phần trăm nitrogen thất thoát, %, tra bảng 10.22 của IPPC, Vol4, 2006 Tổng hợp phát thải từ quá trình chăn nuôi

Hệ số chuyển đổi từ CH4 và N2O sang CO2 tương đương như sau:

- Phát sinh chất thải rắn

Lượng chất thải phát sinh (kg/ngày) = Lượng phân thải hàng ngày từng loại vật nuôi (kg/con) x Số lượng vật nuôi (con)

Bảng 2.5 Lượng phân thải ra ở các loại vật nuôi hàng ngày

STT Loại vật nuôi Lượng phân thải hàng ngày (kg/con)

(Nguồn: Bài giảng Quản lý chất thải chăn nuôi, 2011)

- Tính toán hệ thống xử lý nước thải trong mô hình

+ Song chắn rác bằng thép

Bảng 2.6 Các thông số thiết kế cho song chắn rác

Thông số Làm sạch thủ công

Khe hở giữa các thanh, mm 10 ÷ 30 Độ dốc theo phương đứng, độ 30 ÷ 45

Tốc độ dòng chảy trong mương đặt song chắn rác m/s 0.3 ÷ 0.6

Tổn thất áp lực cho phép 150

(Nguồn: Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình, 2010)

Chiều cao lớp nước trong mương:

Trong đó: v: vận tốc nước chảy trong mương v= 0,4 m/s

B: chiều rộng mương đặt song chắn rác, chọn B = 0,5 m

Số khe hở song chắn: (trang 117, (Lâm Minh Triết, 2010))

Trong đó: v: tốc độ nước chảy qua song chắn, chọn v = 0,9 m/s l: khoảng cách giữa các khe hở, chọn b = 16 mm = 0,016 m ( theo điều 8.2.1

TCVN 7957 – 2008, khoảng 15 – 20 mm) k: hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy do hệ thống cào rác, k = 1,05 h: chiều cao mực nước trong song chắn rác,

Chiều rộng song chắn rác được tính theo công thức:

Bs = S × (n - 1) + (l × n) (trang 118, (Lâm Minh Triết, 2010))

S là chiều dày của thanh đan, lấy S = 0,008 m

Kiểm tra lại tốc độ dòng chảy ở phần mở rộng trước song chắn Vận tốc này không được nhỏ hơn 0.4 (m/s)

𝐵 𝑠 × ℎ Chọn góc nghiêng của song chắn so với hướng dòng chảy, 𝛼 = 60°

Chiều dài đoạn mở rộng trước trước song chắc rác (góc 20°):

Bs: chiều rộng của song chắn;

Bm: chiều rộng của mương dẫn nước thải vào;

Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn rác:

Chiều dài xây dựng của phần mương để lắp đặt song chắn:

L = L1 + L2 + Ls (trang 119, (Lâm Minh Triết, 2010))

Ls: chiều dài phần mương đặt song chắn rác, Ls = 1,5 m

Chiều sâu xây dựng của phần mương đặt song chắn:

H = h + hs + 0,5 (trang 119, (Lâm Minh Triết, 2010))

Trong đó: h: chiều cao lớp nước trong mương, m hs: tổn thất áp lực ở song chắn rác, m

0,5: khoảng cách giữa cốc sàn nhà đặt song chắn rác mược nước cao nhất

Xác định lượng phân heo thải ra trong ngày: mphân = p*N, trong đó p: lượng phân heo thải ra trong một ngày, p = 1,2 – 4,0 (kg/con) (Bùi Hữu Đoàn, 2011)

Để xác định thể tích khí sinh học được sinh ra, công thức được sử dụng là VKSH = mphân * Y, trong đó Y đại diện cho hiệu suất sinh khí của heo dao động từ 40-60 lít/kg/ngày và của người từ 60-70 lít/kg/ngày (Bùi Hữu Đoàn, 2011).

Bảng 2.7 Lượng chất thải và hiệu suất sinh khí của heo

Hiệu suất sinh khí (lít/kg.ngày)

Tỷ lệ pha loãng (kg/lít)

(Nguồn: Quản lý chất thải chăn nuôi, 2011)

Lượng nguyên liệu nạp vào hằng ngày:

N: Tỷ lệ pha loãng (lít/kg) Md: Lượng chất thải nạp vào hàng ngày (kg/ngày) Thể tích phân giải:

Vd = Sd*RT/1.000 (trang 39, (Bùi Hữu Đoàn, 2011)) Trong đó:

Vd: Thể tích phân giải (m 3 );

RT: Thời gian lưu giữ, đối với động vật là 30-60 ngày

Bảng 2.8 Thời gian lưu chất thải theo nhiệt độ

Nhiệt độ trung bình ( 0 C) Thời gian lưu (ngày)

(Nguồn: Tiêu chuẩn ngành: 10TCN492-2002)

Vg: Thể tích trữ khí (m 3 );

G: Công suất của hầm biogas (m 3 );

K: Hệ số tích trữ khí

Để sử dụng khí cho đun nấu và thắp sáng hàng ngày, chỉ cần trữ khí vào ban đêm trong 12 giờ, do đó K/24 = 0,5 Nếu khí chỉ được dùng cho máy phát điện hoặc thắp sáng ban đêm, thời gian trữ khí tối đa là 20 giờ/ngày, dẫn đến K/24 ≈ 0,8.

Thể tích bể điều áp (Vc): Thể tích hữu hiệu của bể điều áp phải bằng thể tích khí cần trữ Vc = Vg

Tổng thể tích hầm biogas:

Bể được cấu tạo từ ba bộ phận chính: bể phân giải, bộ phận chứa khí và bộ phận điều áp, tất cả đều được kết hợp trong một khối duy nhất Toàn bộ khối bể này được chôn chìm dưới mặt đất.

Bảng 2.9 Thông số phục vụ tính toán bể BASTAF

STT Thông số Giá trị

2 Tiêu chuẩn thải nước, q(lít/người.ngày) 340

4 Lượng bùn tích lũy hàng năm, r (lít/người.năm) 40

5 Thời gian cần thiết để phân hủy cặn, tb (ngày) 40

6 Chu kỳ hút bùn, T (năm) 3

(Nguồn: Bài giảng bể tự hoại và bể tự hoại cải tiến, 2007)

Bể BASTAF có cấu trúc bao gồm một ngăn chứa, hai ngăn dòng hướng lên và một ngăn lọc kỵ khí Tổng thể tích của bể BASTAF (m³) được xác định bằng tổng dung tích ướt của bể Vư và dung tích phần lưu không tính từ mặt nước đến tấm che đan nắp bể Vk.

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

Hiện trạng chăn nuôi trên địa bàn

Xã Hiếu Liêm, bao gồm ấp Cây Dâu, ấp Chánh Hưng và ấp Cây Dừng, nổi bật với ngành chăn nuôi phát triển mạnh mẽ, là một trong những xã trọng điểm của huyện Bắc Tân Uyên về chăn nuôi tập trung với tổng diện tích 2.671,5 m² Theo điều tra chăn nuôi tính đến tháng 5/2020, cơ cấu vật nuôi trên địa bàn xã đã được xác định rõ ràng.

Bảng 3.1 Số lượng vật nuôi

STT Loại vật nuôi Lượng vật nuôi (con)

Đàn heo tại xã Hiếu Liêm đã có sự gia tăng đáng kể, với mức tăng trung bình lên tới 4,3% mỗi năm Sự tăng trưởng này không chỉ làm tăng tổng số lượng đàn heo mà còn mở rộng quy mô, biến ngành chăn nuôi heo trở thành một trong những lĩnh vực kinh tế quan trọng của xã.

Hình 3.1 Biểu đồ tổng đàn heo trên địa bàn xã

Đàn heo tại xã hiện có tổng số 32.959 con, bao gồm 1.260 heo nái và 31.699 heo thịt Sự phân bố đàn heo không đồng đều giữa các ấp, với ấp Cây Dừng dẫn đầu với 20.489 con, cao gấp hơn 8 lần so với ấp có số lượng heo thấp nhất Khu vực này có nhiều trang trại, đất rộng và trồng cao su lâu năm Tiếp theo là ấp Cây Dâu với 10.082 con và ấp Chánh Hưng với 2.388 con.

Cây Dừng Cây Dâu Chánh Hưng khi phát triển lớn sẽ gia tăng khả năng ô nhiễm từ chất thải chăn nuôi, do đó cần đánh giá chính xác hiện trạng để áp dụng các biện pháp xử lý hiệu quả.

Về chăn nuôi gia cầm đa số là chăn nuôi tập trung và các trang trại chủ yếu ở ấp Chánh Hưng với 8 trang trại

Theo khảo sát thực tế, xã có 106 cơ sở chăn nuôi, bao gồm 24 trang trại (22,64%) và 82 hộ chăn nuôi (77,36%) Sự phân bố các cơ sở này trên địa bàn rất đa dạng.

Hình 3.2 Phân bố các cơ sở chăn nuôi trên địa bàn

Trong đó, 98 cơ sở chăn nuôi heo với quy mô chăn nuôi như sau:

Hình 3.3 Tỷ trọng quy mô chăn nuôi heo trong tổng cơ sở chăn nuôi

Cây Dừng Cây Dâu Chánh Hưng

1-9 con 10-19 con 20-49 con 50-99 con100-149 con 150-249 con 250-499 con >P0 con

Biểu đồ cho thấy chăn nuôi trong khu vực chủ yếu là quy mô nhỏ, với số hộ nuôi từ 20-49 con chiếm 22 hộ, tiếp theo là quy mô 50-99 con với 28 hộ Số lượng trang trại lớn, nuôi trên 500 con, vẫn còn hạn chế, chỉ có 16 trang trại.

Hiện trạng quản lý chất thải của các cơ sở chăn nuôi

3.2.1 Hiện trạng thu gom, xử lý nước thải

3.2.1.1 Tình hình phát sinh nước thải

Nước thải là yếu tố chính ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng môi trường do chứa hàm lượng cao các chất hữu cơ, cặn lơ lửng và vi sinh vật gây bệnh Thành phần ô nhiễm trong nước thải thay đổi theo quy mô chăn nuôi, chế độ dinh dưỡng và biện pháp thu gom Nếu không được xử lý, nước thải chăn nuôi sẽ gây áp lực lớn lên môi trường nước mặt, nước ngầm và ô nhiễm không khí Đối với nước thải sinh hoạt, khảo sát cho thấy nhiều nơi không thu gom và xử lý, chỉ dựa vào bể tự hoại và tự thấm.

Bảng 3.2 Lượng phát sinh nước thải chăn nuôi trên địa bàn tỉnh Bình Dương

Hệ số phát thải nước thải (m 3 /con.năm)

Thời gian nuôi trung bình (tháng)

Lưu lượng nước thải (m 3 /năm)

Tổng lượng nước thải phát sinh tại các cơ sở chăn nuôi trên toàn địa bàn ước tính khoảng 243.709 m³/năm Hiện nay, hầu hết các cơ sở chăn nuôi chưa được trang bị hệ thống thu gom và xử lý nước thải tập trung Do đó, toàn bộ lượng nước thải chưa qua xử lý được xả thải trực tiếp ra kênh, rạch hoặc môi trường đất, gây ra nguy cơ ô nhiễm môi trường.

3.2.1.2 Thành phần và tính chất nước thải

Việc sử dụng nước tắm cho vật nuôi và rửa chuồng tạo ra một lượng nước thải lớn, dẫn đến nồng độ ô nhiễm cao của các chất như BOD5, COD và N trong nước thải chăn nuôi.

P, vi sinh vật gây bệnh, khi xả vào nguồn nước sẽ làm suy giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước gây lan truyền dịch bệnh Nếu không có biện pháp xử lý phù hợp sẽ ngấm vào gây ô nhiễm nguồn nước ngầm làm phát sinh hàm lượng lớn các chất ô nhiễm, vượt xa nhiều lần quy chuẩn cho phép đồng thời làm tăng đáng kể lượng nước thải Ngoài ra, ở các hộ chăn nuôi còn có nước thải sinh hoạt là nước thải sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt của cộng đồng như: tắm, giặt giũ, tẩy rữa, vệ sinh cá nhân,…từ các khu dân cư, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ, các cơ sở dịch vụ và từ các công trình công cộng khác Đặc trưng của nước thải sinh hoạt là hàm lượng hữu cơ và cặn lơ lửng lớn (hàm lượng chất hữu cơ chiếm 55% - 65% tổng lượng chất ô nhiễm), giàu Nitơ và Photpho, chứa nhiều vi sinh vật có hại cho con người

3.2.1.3 Hệ thống thu gom nước thải

Theo khảo sát, các cơ sở chăn nuôi heo đã xây dựng hệ thống thu gom nước thải hiệu quả, ngăn chặn tình trạng nước thải chảy tràn ra ngoài Mương dẫn nước thải được xây dựng bằng gạch và tráng xi măng, có độ dốc phù hợp để dẫn nước về bể thu gom hoặc biogas.

Hình 3.4 Nước thải chăn nuôi được thu gom trước khi vào hầm biogas

Các cơ sở chăn nuôi quy mô nhỏ chỉ có khoảng 30% hệ thống mương dẫn nước thải, trong khi đó, các trang trại lớn với hơn 500 con có tỷ lệ này lên tới trên 60% Điều này cho thấy rằng các trang trại lớn đang đầu tư mạnh mẽ vào kỹ thuật chăn nuôi, con giống và chuồng trại, đồng thời ngày càng chú trọng cải thiện vấn đề môi trường.

Hình 3.5 Nước thải chăn nuôi chảy ra mương dẫn 3.2.1.4 Phương thức vệ sinh chuồng nuôi

Phương thức vệ sinh chuồng trại hàng ngày của các cơ sở gồm 2 hình thức: + Thu gom phân rồi mới tiến hành rửa chuồng

+ Rửa chuồng luôn phân về hố thu gom hoặc biogas

Hiện nay, hầu hết các cơ sở chăn nuôi trong khu vực đã áp dụng công nghệ Biogas để xử lý chất thải Việc thu gom chung phân và nước thải sẽ gia tăng lượng khí biogas, từ đó hỗ trợ sản xuất khí sinh học hiệu quả hơn.

Hình 3.6 Nước thải qua hầm biogas bị chảy tràn

Hình 3.7 Nước thải chăn nuôi về hố thu gom

Tỷ lệ rửa chuồng trong chăn nuôi luôn chiếm hơn 80%, trong khi tỷ lệ hốt phân trước khi rửa chuồng chỉ khoảng 10% Việc rửa chuồng luôn phân không phải là phương pháp quản lý chất thải hiệu quả, vì nó làm tăng mùi hôi và nồng độ ô nhiễm trong nước thải Đối với quy mô trang trại, việc tách riêng phân và nước thải là rất cần thiết để nâng cao hiệu quả xử lý của hệ thống nước thải và tận dụng phân để sản xuất phân bón.

3.2.1.5 Công trình xử lý nước thải

Hình 3.8 Hình thức xử lý nước thải hộ chăn nuôi

Theo kết quả điều tra, 57% hộ chăn nuôi xử lý nước thải bằng biogas và sau đó để tự thấm qua ao, trong khi 43% hộ không thực hiện xử lý, chỉ để nước thải tự thấm qua ao.

Thải ra ao Xử lý bằng biogas

Hình 3.9 Nước thải chăn nuôi được thải ra trực tiếp ra ao

Các cơ sở chăn nuôi quy mô nhỏ dưới 100 con heo có 57% sử dụng hầm biogas xây bằng gạch, trong khi 43% không xử lý bằng biogas Đối với cơ sở chăn nuôi quy mô vừa (100 – 500 con), 79,65% áp dụng hầm biogas dạng túi ủ Ở quy mô lớn (trên 500 con), 96% sử dụng biogas phủ bạt HDPE, nhưng chỉ 3,2% có công trình xử lý sau biogas Công nghệ xử lý biogas hiện tại không loại bỏ hoàn toàn ô nhiễm từ chất thải chăn nuôi, dẫn đến việc cần thiết phải có biện pháp xử lý bổ sung Chi phí đầu tư và vận hành cho việc xử lý triệt để ô nhiễm rất cao, và các biện pháp hỗ trợ như ao hồ sinh học hay vườn cây cần diện tích đất để tận dụng nước thải làm nước tưới.

Việc áp dụng hầm biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi không chỉ giúp tiết kiệm chi phí cho các hộ chăn nuôi thông qua việc sử dụng khí sinh ra để nấu ăn hoặc phát điện, mà còn mang lại hiệu quả cao trong việc xử lý chất thải từ chăn nuôi heo Tuy nhiên, tỷ lệ tận dụng khí biogas vẫn còn thấp, với chỉ khoảng 18 hộ sử dụng khí sinh học cho mục đích nấu ăn, chiếm 22% tổng số hộ chăn nuôi.

3.2.2 Hiện trạng chất lượng không khí

3.2.2.1 Thành phần và tính chất khí thải

Chăn nuôi là ngành sản xuất ra nhiều loại khí thải nhất, điển hình là các khí CO2,

CH4, NH3, H2S, N2O là những khí thải chủ yếu từ chăn nuôi, có thể gây độc hại cho con người và môi trường Thành phần của các khí thải này phụ thuộc vào từng giai đoạn phân hủy chất hữu cơ và tình trạng sức khỏe của vật nuôi Mùi hôi phát sinh từ chăn nuôi là kết quả của quá trình trao đổi chất và lên men kị khí của chất thải rắn do hoạt động của vi sinh vật Dựa vào khả năng ảnh hưởng, các khí thải có thể được phân loại thành nhiều nhóm khác nhau.

Các khí kích thích: NH3, H2S gây tổn thương đến phổi và đường hô hấp, đặc biệt

NH3 có thể gây giảm thị lực và kích thích nghiêm trọng đến thị giác Các khí như CH4 và CO2 gây ngạt thở do giảm khả năng tiếp nhận oxy Nồng độ và sự phát tán các khí này vào không khí phụ thuộc vào điều kiện của hệ thống chuồng trại, cũng như quy trình thu gom, lưu giữ và xử lý chất thải chăn nuôi.

Ngoài ra, trong môi trường chuồng trại có bụi nguồn gốc từ bản thân vật nuôi, chất lót chuồng, thức ăn, thường gây bệnh mãn tính về hô hấp

Bảng 3.3 Khí thải phát sinh trong chăn nuôi

Khí Mùi Nguồn phát sinh

NH3 Khai Trong phân và nước tiểu chứa lượng ure lớn, thải ra môi trường nhờ vi sinh vật chuyển thành NH3

CO2 Không mùi Từ hoạt động hô hấp vật nuôi, quá trình oxy hóa kỵ khí các chất hữu cơ trong chất thải

H2S Trứng thối Từ quá trình lưu trữ phân, ủ phân trong các hầm kỵ khí, khí độc dễ gây cháy

CH4 Không mùi Từ quá trình oxy hóa kỵ khí các chất hữu cơ trong chất thải, lên men đường ruột của chính vật nuôi

(Nguồn: Nguyễn Thanh Cảnh và cộng tác viên, 1998)

3.2.2.2 Lượng phát thải khí nhà kính

- Tính phát thải khí metan được trình bày trong Bảng 3.5 và Bảng 3.6

Bảng 3.4 Hệ số phát thải metan

Hệ số phát thải lên men đường ruột (kg CH 4 /năm)

Hệ số phát thải từ quản lý phân (kg CH 4 /năm)

(Nguồn: Ngăn ngừa và giảm thiểu phát thải khí nhà kính, 2016)

Bảng 3.5 Lượng phát thải CH 4 từ quá trình lên men đường ruột

STT Loại vật nuôi Hệ số phát thải

Bảng 3.6 Lượng phát thải CH 4 từ quá trình quản lý phân

STT Loại vật nuôi Hệ số phát thải

Tổng lượng phát thải CH4 trong chăn nuôi lên đến hơn 263.750 kg CH4/năm

- Tính N2O phát thải trực tiếp từ quá trình quản lý phân được trình bày trong Bảng 3.8

Bảng 3.7 Thông số tính phát thải N 2 O trực tiếp từ quản lý phân

Hệ số phát thải EF 3(S)

(Nguồn: Ngăn ngừa và giảm thiểu phát thải khí nhà kính, 2016)

Bảng 3.8 Lượng phát thải N 2 O trực tiếptừ quá trình quản lý phân

Lượng phát thải N trung bình 𝐍𝐞𝐱 𝐓 (kg N/con/năm)

Lượng phát thải N 2 O (kg N 2 O/năm)

- Tính N2O phát thải gián tiếp dựa vào lượng N bay hơi từ quá trình quản lý phân được trình bày trong Bảng 3.10

Bảng 3.9 Thông số tính phát thải N 2 O gián tiếp từ quản lý phân

Hệ số phát thải EF 4

Lượng phát thải N trung bình 𝐍𝐞𝐱 𝐓 (kg N/con/năm)

Phần trăm nitrogen thất thoát Frac GasMS

(Nguồn: Ngăn ngừa và giảm thiểu phát thải khí nhà kính, 2016)

Bảng 3.10 Lượng phát thải N 2 O gián tiếptừ quá trình quản lý phân

Lượng nitơ thất thoát do bay hơi

Lượng phát thải N 2 O (kg N 2 O/năm)

Tổng lượng phát thải N2O trong chăn nuôi lên đến hơn 3,34 kg N2O /năm

Bảng 3.11 Lượng khí nhà kính từ quá trình chăn nuôi

Tải lượng khí nhà kính (tấn/năm) Lượng KNK (kgCO 2 eq/năm)

Hiện nay, lượng khí nhà kính phát sinh từ chăn nuôi tại Bình Dương đạt khoảng 5.539 tấn CO2eq mỗi năm, chiếm khoảng 0,006% tổng lượng phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực nông nghiệp tại Việt Nam, với tổng lượng phát thải là 88,3 triệu tấn CO2tđ (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2017) Để giảm thiểu lượng khí nhà kính, cần tập trung vào các giải pháp quản lý phân, bao gồm xử lý bằng phương pháp ủ compost và biogas.

3.2.3 Hiện trạng quản lý và thu gom chất thải rắn

Chất thải chăn nuôi là xúc tác tăng quá trình phân hủy yếm khí tạo ra các sản phẩm

H2S và NH3 là những hợp chất gây mùi hôi, ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường và sức khỏe con người Chất thải chứa nhiều hợp chất hữu cơ, vô cơ cùng với vi sinh vật và ký sinh trùng Tuy nhiên, nó cũng chứa các chất dinh dưỡng như Nito và Photpho, có khả năng hỗ trợ sự phát triển của cây trồng và cải thiện độ màu mỡ của đất, do đó thường được tái sử dụng làm phân bón.

Thành phần hóa học trong phân có thể thay đổi phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Quá trình thu gom, lưu trữ sử dụng, các điều kiện môi trường như độ ẩm không khí, nhiệt độ, ánh sáng,

- Chế độ dinh dưỡng, độ tuổi và tình trạng sức khỏe vật nuôi

Bảng 3.12 Hiện trạng phát sinh chất thải chăn nuôi

Lượng phân thải hàng ngày (kg/con)

Tổng CTR trong ngày (tấn)

Vậy trung bình mỗi ngày tổng chất thải rắn tại các cơ sở chăn nuôi trên địa bàn 85.829 kg chủ yếu là phân heo

3.2.3.2 Thu gom và xử lý phân heo

Các hoạt động quản lý môi trường

3.3.1 Tuyên truyền nâng cao nhận thức về bảo vệ môi tr ư ờng

Hàng năm, Phòng Tài nguyên và Môi trường xã tổ chức hiệu quả công tác tuyên truyền pháp luật và nâng cao nhận thức cộng đồng thông qua nhiều hoạt động thiết thực.

- Công tác tuyên truyền, phổ biến, giáo dục pháp luật về bảo vệ môi trường góp phần nâng cao nhận thức và ý thức trách nhiệm của cộng đồng

Cần phối hợp với các ngành và địa phương để tổ chức tuyên truyền và phổ biến pháp luật liên quan đến môi trường và tài nguyên nước, đặc biệt là cho cán bộ cấp xã và các hộ chăn nuôi.

Tham gia đóng góp ý kiến cho các dự thảo văn bản quy định về môi trường và tư vấn ban hành các chỉ đạo liên quan đến môi trường và tài nguyên nước, nhằm đảm bảo tính phù hợp với đặc thù của địa phương.

Phòng Tài nguyên và Môi trường thường xuyên hỗ trợ các hộ chăn nuôi heo trong việc lựa chọn vị trí đầu tư trang trại phù hợp với quy hoạch địa phương Ngoài ra, phòng cũng hướng dẫn các thủ tục môi trường cần thực hiện và các biện pháp bảo vệ môi trường cần áp dụng khi trang trại đi vào hoạt động.

Công tác tuyên truyền và tập huấn về môi trường và tài nguyên nước đã được thực hiện kịp thời, nâng cao chất lượng và hiệu quả Những nỗ lực này góp phần quan trọng vào việc nâng cao nhận thức pháp luật cho người dân và các hộ chăn nuôi trong xã.

3.3.2 Thẩm định cam kết bảo vệ môi trường

Trước khi cấp chủ trương cho các cơ sở chăn nuôi, UBND xã cần xem xét tính phù hợp của vị trí chăn nuôi, bao gồm khoảng cách đến trục đường chính, khu dân cư tập trung, vành đai cách ly và nguồn nước mặt Chỉ khi đáp ứng đầy đủ các tiêu chí này, chủ trương đầu tư mới được cấp Nếu địa điểm không đạt bất kỳ tiêu chí nào, dự án sẽ không được chấp thuận.

Trong quá trình thẩm định hồ sơ môi trường, chỉ các dự án chăn nuôi theo mô hình trang trại lạnh mới được phê duyệt nhằm hạn chế mùi hôi từ hoạt động chăn nuôi Các dự án chăn nuôi sử dụng công nghệ hở, gây ô nhiễm môi trường, sẽ không được xem xét Đồng thời, cần thẩm định kỹ lưỡng các phương án giảm thiểu ô nhiễm từ hoạt động chăn nuôi, đảm bảo phù hợp với điều kiện địa phương và ưu tiên tận dụng, tái sử dụng chất thải.

Đề xuất mô hình

3.4.1 Xác định các tiêu chí của mô hình

Để xác định tiêu chí phù hợp cho các hộ chăn nuôi tại địa phương, cần nghiên cứu các mô hình tương tự đã được áp dụng thực tế Tiêu chí xây dựng phải dựa trên các yếu tố cụ thể và thực tiễn, nhằm đảm bảo tính khả thi và hiệu quả trong chăn nuôi.

Chiến lược quốc gia về tăng trưởng xanh giai đoạn 2011-2020 và tầm nhìn đến năm 2050 nhằm thúc đẩy việc sử dụng năng lượng sạch và tái tạo, phù hợp với mục tiêu giảm thiểu phát thải khí nhà kính Một trong những nhiệm vụ quan trọng là chuyển đổi cơ cấu chất đốt từ than và củi sang các nguồn năng lượng sinh học và gas với mức phát thải khí nhà kính thấp Tiêu chí sử dụng năng lượng sạch và tái tạo để giảm thiểu phát thải khí nhà kính chính là một trong những yếu tố cốt lõi của mô hình phát triển bền vững.

Theo Quyết định số 923/QĐ-BNN-KH, kế hoạch hành động tăng trưởng xanh của ngành nông nghiệp và phát triển nông thôn đến năm 2020 được phê duyệt với nhiệm vụ khuyến khích đầu tư cho các dự án nghiên cứu và công nghệ xử lý nguồn thải Địa phương hỗ trợ việc tái sử dụng phụ phẩm, biogas và phân bón hữu cơ nhằm giảm phát thải ô nhiễm và xử lý bùn thải trong nuôi trồng thủy sản Các tiêu chí tái sử dụng chất thải làm phân bón hữu cơ được chú trọng để nâng cao hiệu quả kinh tế cho mô hình.

Tóm lại các tiêu chí phù hợp cho các hộ chăn nuôi trên địa bàn tỉnh Bình Dương như sau:

Tiêu chí 1: Sử dụng khí sinh học giảm thiểu phát thải khí nhà kính;

Tiêu chí 2: Tái chế các nguồn phế phẩm;

Tiêu chí 3: Hiệu quả kinh tế của mô hình

Mô hình tiếp cận giảm thiểu tại nguồn tập trung vào việc sử dụng và tái chế các nguồn thải để phục vụ cho các hoạt động khác trong nội bộ các hộ làm nghề Đồng thời, việc tận dụng tối đa điều kiện tự nhiên và mặt bằng hiện có của hộ sẽ giúp xử lý chất thải hiệu quả thông qua hệ sinh thái.

Các mô hình chăn nuôi hiện nay không chỉ giúp các hộ chăn nuôi xử lý chất thải hiệu quả mà còn kết hợp với sinh kế địa phương, từ đó tạo ra lợi nhuận bền vững.

Hình 3.13 Mô hình VACBNXT cho các hộ dệt chiếu trên địa bàn ĐBSCL

Hình 3.14 Mô hình VACBNXT cho làng nghề sản xuất bột kết hợp nuôi heo ĐBSCL

NT sản xuất Lát vụn Rác hữu cơ NT sinh hoạt

Bể Biogas (B) Bùn NT chăn nuôi

CTR khó phân hủy Tái chế

NT sản xuất Bã, cặn Rác hữu cơ NT sinh hoạt

Ao tùy nghi (A) Tưới cây (V)

Hầu hết các hộ dân khảo sát đang áp dụng mô hình vườn cây trái có múi kết hợp với hệ thống tưới tiêu tiết kiệm, trong khi một số ít hộ sử dụng hệ thống tuần hoàn nước thải trong chăn nuôi, nhưng chưa triệt để, gây nguy cơ ô nhiễm cao Qua điều tra thực tế, các hộ này có những đặc điểm nổi bật.

▪ Việc đốt các loại sinh khối (thân cành, ) gây ô nhiễm môi trường không khí

▪ Có một số hộ có chăn nuôi, nước thải chăn nuôi có hàm lượng N, P cao, chưa được sử dụng hiệu quả có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường

Việc đề xuất mô hình sinh thái khép kín nhằm tái sử dụng chất thải từ nông nghiệp, chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản là rất cần thiết Mô hình này không chỉ xử lý hiệu quả nước thải, phân thải và rác thải hữu cơ mà còn giúp nhà vườn tiết kiệm chi phí thông qua việc tận thu các sản phẩm sau tuần hoàn Mô hình TTX theo hướng sản xuất sinh thái khép kín được đề xuất nhằm ngăn ngừa và giảm thiểu ô nhiễm môi trường cho các vườn cây trái có múi trong khu vực.

Hình 3.15 Mô hình VACB phù hợp hộ chăn nuôi trên địa bàn

Chuồng Nhà Ủ phân/ than sinh học Bùn đáy ao/bèo

Nước, phân thải chăn nuôi Nước sau biogas

Mô hình đề xuất cho các hộ trồng cây có múi đầu tư vào chuồng trại chăn nuôi heo, nhằm tận dụng chất thải để thu hồi khí sinh học phục vụ nấu bếp, giảm thiểu ô nhiễm khí thải Nước thải chăn nuôi sau biogas có nồng độ N, P thấp sẽ được xử lý sinh học bằng thực vật trong ao Nước ao và bùn đáy ao được tuần hoàn cung cấp nguồn phân bón và nước tưới cho cây trồng Rác thải hữu cơ từ trồng trọt và sinh hoạt sẽ được thu gom và đưa vào lò nhiệt phân để tạo than sinh học (biochar) bón cho cây Điểm nổi bật của mô hình là mở rộng vườn cây ăn trái và nuôi trồng thủy sản trong ao, thiết lập mô hình khép kín và chuyển đổi nguồn năng lượng nấu bếp sang năng lượng sinh học sạch Mô hình sinh thái khép kín này không chỉ sử dụng hợp lý tài nguyên mà còn thúc đẩy tăng trưởng kinh tế, giải quyết triệt để các vấn đề khí thải, nước thải và chất thải rắn từ canh tác.

Áp dụng mô hình cho đối tượng cụ thể

3.5.1 Các hộ chăn nuôi trên địa bàn xã

Hình 3.16 Hình ảnh thực tế của hộ anh Nguyễn Đức Tùng

Để đánh giá hiệu quả mô hình VACB, nghiên cứu được thực hiện trên các hộ chăn nuôi có vườn và ao, nhằm tận dụng tối đa các điều kiện tự nhiên sẵn có Hình ảnh thực tế của hộ cô Nguyễn Thị Thủy minh họa cho mô hình này.

3.5.2 Mô tả đối tượng áp dụng mô hình Để đánh giá sự đáp ứng của mô hình đề xuất với các chỉ tiêu của mô hình, đề tài tiến hành tính toán cho một hộ đại diện Mô tả hộ được lựa chọn: Địa điểm

- Nằm trong phân vùng quy hoạch phát triển chăn nuôi lớn của tỉnh với diện tích khuyến khích phát triển chăn nuôi là 250 ha;

Loại mô hình nông nghiệp: mô hình nông nghiệp của hộ là vườn ao chuồng chiếm

60,67% tổng mô hình của các hộ trên địa bàn xã Hộ cụ thể vừa canh tác cây có múi vừa trồng cây cao su

Quy mô: đa số hộ chăn nuôi của xã có quy mô từ 40-60 con

Cơ sở vật chất: điều kiện chuồng trại, diện tích trồng trọt lớn a Thông tin chung

Họ tên chủ hộ: Nguyễn Văn Chiến Địa chỉ: Tổ 7, ấp Cây Dừng, xã Hiếu Liêm, huyện Bắc Tân Uyên, tỉnh Bình Dương b Tình hình chăn nuôi

Cơ cấu chăn nuôi bao gồm 10 con heo nái và 50 con heo thịt, với sản lượng hàng năm đạt 5,4 tấn và lợi nhuận 45 triệu đồng Nhu cầu sử dụng nước cho hoạt động chăn nuôi là 4 m³ mỗi ngày, đảm bảo điều kiện tự nhiên thuận lợi cho việc phát triển.

Hộ gia đình có 5 nhân khẩu và tổng diện tích 2ha, trong đó có 500m² dành cho chăn nuôi Hiện tại, hộ trồng cao su trên diện tích 1ha và sở hữu một ao với kích thước dài 7m, rộng 3m, sâu 3,6m, tổng thể tích đạt 75,6m³.

Hình 3.18 Chuồng và ao lục bình của hộ

Hình 3.19 Vườn cao su và diện tích đất canh tác bưởi d Hiện trạng môi trường

Hộ gia đình hiện đang sử dụng chất thải để bón cho cây trồng và tận dụng nước thải chăn nuôi sau khi lắng tự nhiên để tưới vườn cao su Một phần nước thải còn lại được tự chảy qua ao lục bình để phục vụ cho việc tưới cây bưởi Để giảm thiểu ô nhiễm nguồn thải, hộ đề xuất xây dựng hầm biogas.

Hình 3.20 Mô hình cho hộ điển hình

Hộ gia đình hiện đang sử dụng cành cây khô từ vườn bưởi để nấu bếp, gây ra khí thải ô nhiễm môi trường Để giảm thiểu ô nhiễm, sinh viên đề xuất xây dựng hầm biogas để thu hồi khí sinh học, thay thế củi phục vụ nấu nướng Cành cây khô sẽ được thay thế bằng sản xuất than sinh học (biochar) để bón cho cây trồng Nước thải sinh hoạt và chăn nuôi sẽ được đưa vào biogas, sau đó nước thải sẽ được dẫn vào ao nuôi cá có lục bình để xử lý, phục vụ tưới tiêu và rửa chuồng Lượng bùn ở đáy ao sẽ được nạo vét để làm phân bón cho cây.

Nguyên lý cơ bản của phương pháp chế biến phân compost là quá trình phân hủy thành phần hữu cơ nhờ hệ vi sinh vật trong môi trường được kiểm soát các thông số như nhiệt độ, độ ẩm, pH và lượng oxy Quá trình ủ phân dưới tác dụng của nhiệt và men vi sinh sẽ tạo ra mùn hữu cơ, từ đó phân compost trở thành nguyên liệu quý giá để cải tạo đất.

Phần chất thải tách ra được sử dụng để ủ phân hữu cơ, kết hợp với bã thực vật, phân bón hóa học và chế phẩm vi sinh Quy trình này bao gồm các bước cụ thể để đảm bảo hiệu quả trong việc tạo ra phân bón chất lượng cao.

Nước, phân thải chăn nuôi Nước sau biogas

Bước 1: Trộn đều tất cả nguyên liệu

Bước 2: Hòa chế phẩm Trichodema với nước, tưới đều nước lên đống phân đến độ ẩm 50 – 55%

Bước 3: Đảo trộn đều, đánh đống phân ủ cao 1- 1,5m sau đó dùng bạt nylon màu tối đậy kín

Bước 4: Sau 15-20 ngày, mở bạt ra, đảo trộn đều, tưới thêm nước, tiếp tục đậy lại ủ thêm 15- 20 ngày

Bước 5: Sau 35-50 ngày kể từ ngày ủ, phân hoại mục hoàn toàn đã có thể sử dụng bón cho cây được

3.5.4 Đánh giá mô hình với các tiêu chí

3.5.4.1 Tiêu chí 1 – Sử dụng khí sinh học giảm thiểu phát thải khí nhà kính

Trong mô hình đề xuất sử dụng khí sinh học được thu hồi từ hệ thống biogas Khí sinh học được biết đến là một loại năng lượng sạch

Mô hình đề xuất nhằm đảm bảo cung cấp đủ khí sinh học cho các hoạt động sinh hoạt hàng ngày Khí sinh học sẽ được sử dụng thay thế cho khí gas hóa lỏng LPG, từ đó cho phép so sánh hệ số phát thải của hai loại nhiên liệu này.

Bảng 3.13 Hệ số phát thải của một số loại nhiên liệu

Loại nhiên liệu Hệ số phát thải (tấnCO 2 e/TJ)

(Nguồn: United Nations Framework Convention on Climate Change, 2010)

Khi chuyển từ gas sang khí sinh học làm nhiên liệu đun nấu, lượng khí nhà kính CO2 phát thải giảm hơn 10% so với gas hóa lỏng, cho thấy mô hình này hoàn toàn đáp ứng tiêu chí 1.

3.5.3.2 Tiêu chí 2 - Tái chế nguồn phế phẩm

Mô hình đề xuất cho hộ điển hình tập trung vào việc tái chế phế phẩm nông nghiệp và rác thải hữu cơ từ vườn cũng như sinh hoạt thành than sinh học (biochar) để bón cho cây trồng Hệ thống biogas được sử dụng để xử lý triệt để chất thải chăn nuôi như nước thải và phân heo, đồng thời thu hồi khí sinh học phục vụ cho việc nấu nướng, từ đó nâng cao giá trị sản xuất và giảm thiểu ô nhiễm môi trường Ngoài ra, chất thải từ heo nái (10 con) được tận dụng làm phân compost, góp phần đáp ứng tiêu chí 2 – Tái chế các nguồn phế phẩm.

3.5.4.3 Tiêu chí 4 - Hiệu quả kinh tế của mô hình

Khi áp dụng mô hình, chi phí đầu tư và lợi ích thu được như sau: a Khí sinh học

Sử dụng khí sinh học thay cho gas LPG trong sinh hoạt đun nấu giúp gia đình tiết kiệm khoảng 320.000 đồng mỗi tháng, tương đương 3.840.000 đồng mỗi năm Ngoài ra, việc ủ phân hữu cơ cũng là một phương pháp hiệu quả để tái chế chất thải và cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng.

Sử dụng phân hữu cơ từ bùn đáy ao, bùn sau Biogas và than sinh học (biocharr) cho cây trồng có thể giảm 80% lượng phân bón hóa học NPK Văn Điển 12.8.12, tương đương 1 tấn/năm Chi phí phân bón cho 1ha vườn cao su là 10.500.000 đồng/năm, do đó, việc áp dụng phân hữu cơ giúp tiết kiệm 8.400.000 đồng/năm Đầu tư cho lò đốt Biochar chỉ cần 1.000.000 đồng.

Bảng 3.14 Tổng lợi ích thu được

STT Nội dung Chi phí đầu tư ban đầu

Mỗi năm lợi nhuận là cho hộ điển hình là 11.240.000 đồng

Đề xuất các giải pháp nhân rộng cho các hộ chăn nuôi trên địa bàn

3.6.1 Đánh giá sự cần thiết để nhân rộng mô hình

Mô hình được đề xuất sẽ hỗ trợ việc thực hiện các chủ trương, chính sách và pháp luật của Nhà nước, góp phần thúc đẩy sự phát triển bền vững và nâng cao hiệu quả quản lý.

Quyết định 3194/QĐ-BNN-CN năm 2015 cung cấp hướng dẫn chi tiết về kỹ thuật lắp đặt và sử dụng các công trình khí sinh học nắp cố định, cũng như công trình khí sinh học làm từ vật liệu composite Ngoài ra, quyết định này còn quy định quy trình kỹ thuật áp dụng chế phẩm sinh học để làm đệm lót sinh học trong chăn nuôi lợn và gà, nhằm nâng cao hiệu quả chăn nuôi và bảo vệ môi trường.

Quyết định 510/QĐ-UBND đã được ban hành nhằm quy định mức hỗ trợ cho việc xây dựng mới các công trình xử lý chất thải chăn nuôi nông hộ tại tỉnh Bình Dương trong giai đoạn 2017-2020 Mục tiêu của quyết định này là nâng cao hiệu quả quản lý chất thải, bảo vệ môi trường và phát triển bền vững trong ngành chăn nuôi Hỗ trợ này sẽ giúp nông dân cải thiện điều kiện sản xuất và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

- Quyết định số 50/2014/QĐ-TTg ngày 4/9/2014 của Thủ tướng Chính phủ về chính sách hỗ trợ nâng cao hiệu quả chăn nuôi nông hộ giai đoạn 2015-2020

Thông tư 26/2011/TT-BTNMT, ban hành ngày 18/07/2011 bởi Bộ Tài nguyên và Môi trường, quy định chi tiết một số điều của Nghị định số 29/2011/NĐ-CP, ngày 18/04/2011 của Chính phủ về đánh giá môi trường, đánh giá tác động môi trường và cam kết bảo vệ môi trường Thông tư này nhằm hướng dẫn cụ thể các quy trình và yêu cầu liên quan đến việc đánh giá tác động môi trường, đảm bảo việc bảo vệ môi trường được thực hiện hiệu quả.

- Thông tư 04/2010/TT-BNNPTNT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về điều kiện trại chăn nuôi lợn, trại chăn nuôi gia cầm an toàn sinh học

- QCVN 62-MT:2016/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chăn nuôi có hiệu lực thi hành từ ngày 15/06/2016

- Quyết định 35/2013/QĐ-UBND Ban hành quy định về quản lý hoạt động chăn nuôi trên địa bàn tỉnh Bình Dương

- Quyết định 13/2016/QĐ-UBND Ban hành quy định bảo vệ môi tường tỉnh Bình Dương

- Quyết định số 543/QĐ-BNN&KHCN ngày 23 tháng 03 năm 2011 của Bộ Trưởng

Bộ Nông Nghiệp và Phát triển Nông thôn đã ban hành kế hoạch hành động ứng phó với biến đổi khí hậu cho ngành nông nghiệp và phát triển nông thôn giai đoạn 2011 – 2015, đồng thời xác định tầm nhìn đến tương lai Kế hoạch này nhằm tăng cường khả năng thích ứng và giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu đối với sản xuất nông nghiệp và bảo vệ môi trường.

- Quyết định số 3119/QĐ-BNN-KHCN ngày 16 tháng 12 năm 2011 của Bộ Trưởng

Bộ NN&PTNT về việc phê duyệt đề án giảm phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp, nông thôn đến năm 2020

Mô hình khí sinh học được đánh giá là phù hợp với các yêu cầu trong các chủ trương, chính sách và pháp luật của Nhà nước Vì vậy, cần thiết phải triển khai giải pháp để nhân rộng mô hình này.

3.6.2 Những thuận lợi và khó khăn trong quá trình ứng dụng mô hình

Theo khảo sát, tỉnh đã có 19.682 hộ chăn nuôi (chiếm 50,25% tổng số hộ nhỏ) bắt đầu áp dụng mô hình biogas Các huyện phía Bắc tỉnh Bình Dương, như Dầu Tiếng và Phú Giáo, với đặc điểm kinh tế tương tự, có tiềm năng lớn để mở rộng mô hình này.

Mô hình biogas mang lại nhiều lợi ích rõ rệt về kinh tế và môi trường Khi áp dụng mô hình này, cần chú ý đến việc lựa chọn loại hầm và dung tích phù hợp với quy mô chăn nuôi và mục đích sử dụng khí biogas Ngoài ra, việc lắp đặt, xây dựng, vận hành và sử dụng mô hình cũng cần được quan tâm để đảm bảo hiệu quả.

3.6.2.1 Thuận lợi Ứng dụng mô hình KSH trong xử lý chất thải chăn nuôi sẽ mang lại nhiều lợi ích cho hộ dân, cộng đồng và môi trường xung quanh Tuy nhiên, việc phát triển ứng dụng rộng rãi mô hình KSH trên địa bàn toàn tỉnh cần dựa vào thế mạnh vốn có của tỉnh, hiện tại tỉnh có những thuận lợi như:

Các tổ chức thẩm định kế hoạch bảo vệ môi trường tại tỉnh đã đề xuất các giải pháp nhằm giảm ô nhiễm từ chất thải chăn nuôi, phù hợp với quy mô và điều kiện địa phương Trong đó, ưu tiên hàng đầu là tái sử dụng chất thải, qua đó thúc đẩy mô hình KSH (Khép kín, Sạch, Hiệu quả) trên toàn tỉnh.

Chính quyền đã tăng cường công tác tuyên truyền nhằm nâng cao nhận thức bảo vệ môi trường, qua đó khơi dậy ý thức trách nhiệm cộng đồng Nhiều hình thức tuyên truyền được triển khai đã thu hút sự quan tâm và tham gia tích cực của người dân.

Việc áp dụng mô hình biogas tại các nông hộ điển hình đã chứng minh hiệu quả kinh tế và bảo vệ môi trường, từ đó khuyến khích các hộ chưa sử dụng hầm biogas có nhu cầu phát triển chăn nuôi Mô hình này giúp nông hộ sử dụng hợp lý nước, phân bón và khí biogas Để hỗ trợ việc ứng dụng mô hình, chương trình đã được triển khai với việc lắp đặt hệ thống biogas cho 16 hộ chăn nuôi, với kinh phí hỗ trợ lên đến 80.000.000 đồng từ ngân sách tỉnh.

Việc mở rộng mô hình biogas đang gặp nhiều thách thức do ảnh hưởng của các yếu tố kinh tế, kỹ thuật và xã hội.

Nguồn vốn từ Nhà nước hỗ trợ cho mô hình biogas còn hạn chế, không đủ để phát triển cho các nông hộ Chi phí đầu tư xây dựng và lắp đặt biogas cao hơn so với thu nhập của nông dân, khiến họ chưa đủ khả năng tài chính để áp dụng mô hình này.

Công tác quản lý tại cơ sở chăn nuôi hiện chưa đạt hiệu quả, đặc biệt là trong việc xử lý nước thải không đúng quy trình kỹ thuật, dẫn đến chất lượng nước thải sau xử lý không đạt quy chuẩn Mô hình chăn nuôi này bao gồm nhiều khu vực với chức năng riêng biệt, do đó cần có diện tích đủ rộng Khi áp dụng mô hình, cần xem xét yếu tố diện tích khu chăn nuôi, bên cạnh đó, người dân cũng thiếu kỹ thuật và kinh nghiệm trong việc bố trí mô hình.