Xử lý chất thải chăn nuôi: Lựa chọn công nghệ nào?

Không thể xem nhẹ !
Theo thống kê, hiện nay, tổng đàn lợn cả nước đạt 27,2 triệu con, ngành chăn nuôi lợn phát triển với tốc độ rất nhanh nhưng chủ yếu là tự phát và chưa đáp ứng được các tiêu chuẩn kỹ thuật về chuồng trại và kỹ thuật chăn nuôi. Do đó năng suất chăn nuôi thấp và gây ô nhiễm môi trường một cách trầm trọng. Mỗi năm ngành chăn nuôi gia súc gia cầm thải ra khoảng 75-85 triệu tấn chất thải, với phương thức sử dụng phân chuồng không qua xử lý ổn định và nước thải không qua xử lý xả trực tiếp ra môi trường gây ô nhiễm nghiêm trọng.
Chất thải chăn nuôi tác động đến môi trường và sức khỏe con người trên nhiều khía cạnh: Gây ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm, môi trường khí, môi trường đất và các sản phẩm nông nghiệp. Đây chính là nguyên nhân gây ra nhiều căn bệnh về hô hấp, tiêu hóa, do trong chất thải chứa nhiều VSV gây bệnh, trứng giun. Tổ chức Y tế Thế giới đã cảnh báo, nếu không có biện pháp thu gom và xử lý chất thải chăn nuôi một cách thỏa đáng sẽ ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe con người, vật nuôi và gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Đặc biệt là các virus biến thể từ các dịch bệnh như lở mồm long móng, dịch bệnh tai xanh ở lợn có thể lây lan nhanh chóng và có thể cướp đi sinh mạng của rất nhiều người. Theo Báo cáo tổng kết của Viện Chăn nuôi, nồng độ khí H2S và NH3 trong chất thải chăn nuôi cao hơn mức cho phép khoảng 30-40 lần. 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.
Ô nhiễm môi trường khu vực trại chăn nuôi do sự phân hủy các chất hữu cơ có mặt trong phân và nước thải của lợn. Sau khi chất thải ra khỏi cơ thể của lợn thì các chất khí đã lập tức bay lên, khí thải chăn nuôi bao gồm hỗn hợp nhiều loại khí trong đó có trên 40 loại gây mùi, chủ yếu là H2S và NH3. Trong điều kiện kỵ khí cộng với sự có mặt của vi khuẩn trong phân và nước thải xảy ra quá trình khử các ion sunphát (SO42-) thành sunphua          (S2-). Trong điều kiện bình thường thì H2S là một trong những nguyên nhân gây ra các vấn đề về màu và mùi. Nồng độ S2- tại hố thu nước thải chăn nuôi lợn có thể lên đến 330 mg/l cao hơn rất nhiều so với tiêu chuẩn (theo TCVN 5945 - 2005 cột C nồng độ  sunfua là 1,0mg/l).
Biogas – rẻ, hiệu quả
Hiện nay, số lượng bể Biogas ở Việt Nam đạt 140.000 bể tại 53 tỉnh thuộc các vùng khác nhau trong cả nước. Theo nghiên cứu qua một số tài liệu trong nước, hầu hết các loại bể Biogas được xây dựng với quy mô nhỏ phục vụ cho các hộ gia đình nông thôn, kết cấu hầm bằng vật liệu gạch, xi măng hay các dạng túi nilon đã phát huy được tác dụng lớn trong việc bảo vệ môi trường, tao khí đốt phục vụ đời sống con người
Bể Biogas hoạt động có hiệu quả phụ thuộc nhiều yếu tố như độ pH, nhiệt độ…, lượng chất thải hàng ngày và một số yếu tố khác. Ứng dụng phương pháp lên men ky khí xử lý chất thải chăn nuôi đòi hỏi đáy bể Biogas đạt độ sâu nhất định (4 - 7m), đồng thời đặt trên mực nước ngầm. Thực tế cho thấy, chất thải chăn nuôi lợn là hỗn hợp bao gồm phân tươi, nước tắm và rửa chuồng lợn.
Theo kết quả tính toán, với lượng chất thải 120-150m3/ngày với thời gian sinh khí 30 ngày thì dung tích bể chứa đạt 4.500m3. Vật liệu xây dựng bể Biogas sử dụng loại màng chống tia bức xạ mặt trời HDPE thay thế các loại vật liệu truyền thống như xi măng, cát, đá mà từ trước đến nay nước ta vẫn thường sử dụng. Một ưu việt dễ nhận thây sử dụng màng HDPE xây dựng bể Biogas có khả năng chống thấm tốt và kín. Khi xây lắp bể Biogas dung tích lớn cần lưu ý là tạo ra dòng chảy khuấy trộn trong bể. Quá trình lên men ky khí sẽ tạo nên lớp váng bề mặt ngăn cản sự thoát khí vào buồng chứa khí. Vì vậy, thông thường người ta hay sử dụng các thiết bị khuấy, đảo để phá váng bề mặt. Để tạo ra dòng chảy trong bể, quan trọng nhất là vị trí và cao trình đặt ống dẫn chất thải vào bể và ống thoát nước thải sau bể Biogas. Bể Biogas quy mô lớn được vận hành liên tục cụ thể là nạp nguyên liệu và lấy chất thải ra khỏi bể được tiến hành liên tục. Bể Biogas sẽ hoạt động ổn định sau 30 ngày kể từ lúc bắt đầu vận hành sẽ tạo ra lượng khí trên 1.500m3.
Theo cơ sở thực tế và lý thuyết tính toán, nước thải chăn nuôi sau khi đi qua bể Biogas hàm lượng BOD, COD... giảm đáng kể và tiếp tục chảy vào hồ hiếu khí. Hồ hiếu khí với tổng diện tích 40m x 60m, độ sâu mực nước thải tại hồ hiếu khí là 0,7m. Nước thải sau bể Biogas vào hồ hiếu khí các chất bẩn hữu cơ ở dạng hòa tan, phân tán nhỏ được hấp thụ lên bề mặt tế bào vi khuẩn, sau đó chúng được chuyển hóa và phân hủy. Nước thải từ hồ hiếu khí được dẫn vào hồ sinh học thông qua mương đất ướt. Mương đất ướt tiếp tục góp phần giảm đáng kể hàm lượng amoni trong nước thải. Kết quả cho thấy, các chỉ tiêu đều đạt tiêu chuẩn cho phép theo quy chuẩn Việt Nam.