Tài liệu Khảo sát đánh giá hiện trạng chất thải chăn nuôi huyện hóc môn (1)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CHẤT THẢI CHĂN NUÔI HUYỆN HÓC MÔN Ngành: MÔI TRƯỜNG Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Sinh viên thực hiện MSSV: 0811080013 : Huỳnh Văn Hoang Lớp: 08CMT TP. Hồ Chí Minh, 2011 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CHẤT THẢI CHĂN NUÔI HUYỆN HÓC MÔN Ngành: MÔI TRƯỜNG Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Sinh viên thực hiện MSSV: 0811080013 : Huỳnh Văn Hoang Lớp: 08CMT TP. Hồ Chí Minh, 2011 Khoa: Môi trường và Công nghệ Sinh học LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn: - Ban Giám hiệu Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ Tp. Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện trong suốt thời gian học tập. - Các thầy cô trong Khoa Môi trường và Công nghệ Sinh học cùng các thầy cô đã truyền đạt kiến thức trong suốt ba năm học. - Ban lãnh đạo và Chú Hồ Chí Tuấn - Trung Tâm Nước Sạch và Vệ sinh Môi trường Nông thôn Tp. HCM đã cho phép và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian thực hiện đề tài. - Các bạn lớp 08CMT luôn động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập. - Các gia đình ở huyện Hóc Môn đã tận tình giúp đỡ trong suốt quá trình điều tra số liệu. Và cuối cùng, con xin thành kính ghi ơn cha mẹ và những người thân trong gia đình đã tạo điều kiện và là niềm tin vững chắc cho con được như hôm nay. Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2011 Huỳnh Văn Hoang i LỜI CAM ĐOAN Tôi tên là Huỳnh Văn Hoang là sinh viên khoa Môi trường và Công nghệ Sinh học, lớp 08CMT. Tôi xin cam đoan tự thực hiện khóa luận với đề tài “khảo sát đánh giá hiện trạng chất thải chăn nuôi huyện Hóc Môn” là tự thực hiện, không sao chép dưới bất cứ hình thức nào, các số liệu trích dẫn trong khóa luận là trung thực và tôi xin chịu trách nhiệm về lời cam đoan của mình. ii MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn .......................................................................................................................... i Tóm tắt nội dung luận văn ................................................................................................. ii Mục lục................................................................................................................................ iv Danh mục các từ viết tắt..................................................................................................... viii Danh mục các bảng biểu .................................................................................................... ix Danh mục các hình ảnh ...................................................................................................... x Chương 1 MỞ ĐẦU ......................................................................................................... 1 1.1. Đặt vấn đề .................................................................................................................... 1 1.2. Mục đích đề tài ............................................................................................................ 2 1.3. Nội dung thực hiện ...................................................................................................... 2 1.4. Phương pháp thực hiện……………………………………………………………2 1.5. Phạm vi đề tài……………………………………………………………………..2 1.6.Ý nghĩa đề tài………………………………………………………………………3 Chương 2 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI .................................................................................. 4 2.1. Giới thiệu khái quát huyện Hóc Môn......................................................................... 4 2.1.1. Hành chính................................................................................................................ 5 2.1.2. Địa lý......................................................................................................................... 5 2.1.3. Kinh tế....................................................................................................................... 5 2.1.4. Ngành chăn nuôi ...................................................................................................... 7 2.2. Tổng quan công nghệ biogas trong nông nghiệp ...................................................... 8 2.2.1. Nguồn nguyên liệu thô trong quá trình sản xuất biogas ........................................ 8 2.2.1.1. Đặc tính chung của nguyên liệu……………………………………………… 8 2.2.1.2. Khả năng sản sinh biogas……………………………………………………. . 13 2.2.2. Nguyên lý của quá trình chuyển hóa……………………………….. .................. 15 2.2.2.1. Giai đoạn tạo axit (thủy phân)……………………………………………….. . 16 2.2.2.2. Giai đoạn khử axit…………………………………………………………… . 17 iii 2.2.2.3. Giai đoạn tạo CH4…………………………………………………………… . 17 2.2.3. Thành phần, tính chất biogas…………………………………………………...21 2.2.4. Các yếu tố hóa lý ảnh hưởng đến quá trình PHSH..............................................24 2.2.4.1. Nhiệt độ……………………………………………………………………….24 2.2.4.2. Thời gian lưu………………………………………………………………….27 2.2.4.3. PH……………………………………………………………………………..29 2.2.4.4. Tỷ lệ C/N………………………………………………………………………29 2.2.4.5. Thành phần độ ẩm trong nguyên liệu đầu vào………………………………...32 Chương 3 KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG CHẤT THẢI CHĂN NUÔI TẠI HUYỆN HÓC MÔN……………………………………………………………………………..39 3.1. Tình hình chăn nuôi và VSMTNT Đánh giá ……………………………………39 3.2. Kết quả điều tra về tình hình chăn nuôi và VSMTNT……………………………..39 3.2.1. Phương pháp thực hiện…………………………………………………………..39 3.2.1.1. Đối tượng……………………………………………………………………….39 3.2.1.2. Thu thập thông tin………………………………………………………………40 3.2.1.3. Các khái niệm áp dụng trong điều tra thu thập thông tin……………………….40 3.2.2. Phương pháp điều tra bằng bảng câu hỏi………………………………………….41 3.2.3. Phương pháp phỏng vấn, tham khảo ý kiến……………………………………….44 3.2.4. Phương pháp thu thập số liệu………………………………………………….......46 3.3. Kết quả khảo sát đánh giá hiện trạng tận dụng chất thải nông nghiệp huyện Hóc Môn……………………………………………………………………………………….46 3.4. Đề xuất các giải pháp cải thiện, nâng cao hiệu quả tận dụng chất thải……………...47 iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TP. HCM Thành phố Hồ Chí Minh VSMT Vệ sinh môi trường VSMTNT Vệ sinh môi trường nông thôn DNTN Doanh nghiệp tư nhân PTNT Phát triển nông thôn NN & PTNT TP.HCM Nông nghiệp và Phát triển nông thôn thành phố Hồ Chí Minh GVHD Giáo viên hướng dẫn SV Sinh viên v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1: Bảng đồ huyện Hóc Môn……………………………………………….. Bảng 2.1: ước lượng chất thải phát sinh từ động vật…………………………... Bảng 2.2: Tính chất của chất thải động vật……………………………………. Bảng 2.3: Lượng chất thải phát sinh và tính chất……………………………… Bảng 2.4: Khối lượng chất thải từ động vật……………………………………. Bảng 2.5: Thành phaafnhosa học của một số loại phân từ động vật…………… Bảng 2.6 Thành phần CH4 và CO2 trong Biogas sinh ra từ các hợp chất hữu cơ [15] …………………………………………………………………………… Bảng 2.7 Định mức năng suất tạo biogas từ chất thải chăn nuôi [15]………… Bảng 2.8 Khả năng sinh khí của một số loại chất thải [18]………………….. Bảng 2.9 Sản lượng khí hàng ngày [16]…………………………………….. Bảng 2.10 Đặc điểm của quá trình chuyển hoá sinh hoá [21] ……………… Bảng 2.11 Các phản ứng diễn ra trong quá trình phân huỷ kỵ khí ứng với các loại cơ chất khác nhau [21]………………………………………………………………… Bảng 2.12 Mối tương quan của lưới năng lượng Bảng 2.13 Thành phần, tính chất biogas Bảng 2.14 Thành phần N và tỷ lệ C/N của chất thải động vật Bảng 2.15 Nồng độ tối đa cho phép của một số chất độc hại………………………….. Bảng 3.1 Bảng điều tra tình hình chăn nuôi TP.HCM……………………………… Bảng3.2 Bảng khảo sát tình hình chăn nuôi huyện Hóc Môn……………………… Bảng 3.3 Bảng tổng hợp số liệu VSMT…………………………………………….. vi DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Chăn nuôi bò sữa thả rông………………………………………………… Hình 2.1 Đàn bò sữa nuôi theo quy mô lớn ……………………………………….. Hình 2.2 Mô hình chăn nuôi heo sạch ……………………………………………… Hình 3.1 Chuồng trại hợp vệ sinh ………………………………………………… Hình 3.2 Nước thải trực tiếp ra sông, hồ, kênh đào, mương ……………………… Hình 3.3 Phân của gia súc đem phơi khô …………………………………………. Hình 3.4 Chuồng trại chưa hợp vệ sinh …………………………………………... vii Chương 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Việt nam là một nước tăng dân số nhanh, là một quốc gia có số dân đông thứ 12 trên thế giới, chủ yếu tập trung ở các thành phố lớn nên nhu cầu sử dụng thực phẩm tại các thành phố là rất lớn kéo theo đó là sự phát triển của ngành chăn nuôi. Ở nước ta, chất thải chăn nuôi cũng đã trở thành vấn nạn. Theo báo cáo 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. Theo báo cáo của Trung tâm nước sinh hoạt và Vệ sinh Môi trường Nông thôn – Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Tp. HCM (tháng 06/2008) ngành chăn nuôi nông nghiệp có những đặc điểm như sau: - Tổng số lượng đàn lợn toàn Tp. HCM: 248.755 con, trung bình mỗi con thải ra khoảng 1 – 5 kg phân/con/ngày và 10 lít nước tiểu/con/ngày. - Tổng số lượng đàn bò: 106.207 con (trong đó bò sữa khoảng 59.682 con), trung bình mỗi con thải ra khoảng 10 – 15 kg phân/con/ngày. - Ước tính, tổng lượng chất thải (phân, nước tiểu) của ngành chăn nuôi khoảng 1.500.000 tấn/năm. - Nhiều gia đình chăn nuôi trong những chuồng trại tạm, không có công trình thu gom, xử lý phân, nước thải. Tình trạng này không những làm ảnh hưởng vệ sinh môi trường xung quanh khu dân cư mà còn là nguyên nhân gây ô nhiễm khá nghiêm trọng bầu không khí, nguồn nước trong khu vực, ảnh hưởng tới đời sống, sức khỏe của cộng đồng dân cư. Chất lượng sống ở khu vực nông thôn và thành thị ngày càng cách biệt hơn. Đề tài “Khảo sát đánh giá hiện trạng chất thải chăn nuôi huyện Hóc MônTPHCM” được thực hiện nhằm đánh giá tình hình chất thải chăn nuôi ở đây, qua đó có những giải pháp xử lý cấp thiết. 1 1.2. Mục đích đề tài Đề tài được thực hiện nhằm mục đích đánh giá hiện trạng về tình trạng xử lý chất thải chăn nuôi tại huyện Hóc Môn, Tp. HCM. 1.3. Nội dung thực hiện Thu thập, tổng hợp số liệu và đánh giá tình hình chất thải chăn nuôi tại huyện Hóc Môn. Khảo sát, điều tra về tình hình chăn nuôi và vệ sinh môi trường nông thôn tại vùng nghiên cứu, thông qua việc phát phiếu điều tra. Đánh giá hiện trạng tận dụng chất thải nông nghiệp tại vùng nghiên cứu. Đề xuất các giải pháp cải thiện, nâng cao hiệu quả tận dụng chất thải của huyện Hóc Môn. 1.4. Phương pháp thực hiện Bằng phương pháp đi khảo sát thực tế, phỏng vấn lấy ý kiến, trao đổi trực tiếp với người chăn nuôi về việc xử lý chất thải chăn nuôi tại địa phương và việc tận dụng chất thải chăn nuôi để làm gì, có biết gì về lợi ích hay tác hại của chất thải chăn nuôi hay không. Thu thập số liệu về tình hình chăn nuôi và vệ sinh môi trường nông thôn tại trung tâm nước sinh hoạt và vệ sinh môi trường nông thôn, tìm hiểu hiểu về tình hình chăn nuôi của Tp. HCM. 1.5. Phạm vi đề tài Khảo sát hiện trạng chất thải chăn nuôi tại Huyện Hóc Môn. Thời gian thực hiện: 10/05 - 25/06/2011. 1.6. Ý nghĩa đề tài Đánh giá thực trạng có cơ sở xây dựng dữ liệu vệ sinh môi trường nông thôn và chất thải chăn nuôi cho việc chỉ đạo, điều hành vệ sinh môi trường nông thôn tại địa 2 phương. Đồng thời nâng cao nhận thức cho người dân nhằm nâng cao đời sống sức khỏe cho bản thân, gia đình và cộng đồng. Giúp người dân hiểu biết thêm về nguồn lợi và tác hại của chất thải chăn nuôi. 3 Chương 2 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 2.1. Giới thiệu khái quát về huyện Hóc Môn Huyện Hóc Môn là một huyện ngoại thành của Thành phố Hồ Chí Minh. Huyện nằm giữa Quận 12 và huyện Củ Chi. Hình 2.1 Bản đồ huyện Hóc Môn 5 2.1.1. Hành chính Huyện có 11 xã: Nhị Bình, Xuân Thới Đông, Xuân Thới Thượng, Xuân Thới Sơn, Bà Điểm, Đông Thạnh, Tân Hiệp, Thới Tam Thôn, Trung Chánh, Tân Xuân, Tân Thới Nhì và thị trấn Hóc Môn. 7 xã của huyện này đã được tách ra để lập nên Quận 12: Thạnh Lộc, An Phú Đông, Tân Thới Hiệp, Đông Hưng Thuận, Tân Thới Nhất, một phần của Tân Chánh Hiệp và một phần của Trung Mỹ Tây. 2.1.2. Địa lý Huyện Hóc Môn nằm về phía Tây Bắc các quận nội thành của Tp. HCM. Vị trí địa lý của huyện như sau: phía Bắc giáp với huyện Củ Chi, phía Đông giáp thị xã Thuận An tỉnh Bình Dương, phía Đông Nam giáp Quận 12, phía Nam giáp Quận Bình Tân, phía Tây Nam giáp huyện Bình Chánh và phía Tây giáp huyện Đức Hòa - tỉnh Long An. Với vị trí như trên Hóc Môn đóng vai trò là cửa ngỏ của thành phố. Trong hoàn cảnh nhu cầu về thực phẩm của nội thành và các tỉnh lân cận ngày càng tăng cao, đồng thời với diện tích đất nông nghiệp vẫn còn nên Hóc Môn có lợi thế lớn trong việc phát triển ngành chăn nuôi, đặc biệt là bò sữa. Tuy nhiên song song với tình hình phát triển chăn nuôi thì một vấn đề cấp thiết cần giải quyết là xử lý chất thải chăn nuôi. 2.1.3. Kinh tế Năm 2001 - 2005 nhờ khai thác tốt tiềm năng lợi thế về đất đai, lao động, huy động mọi nguồn vốn, tích cực mời gọi đầu tư, khai thác tốt lợi thế từng ngành, nên nền kinh tế của huyện, nhất là công nghiệp – tiểu thủ công nghiệp, thương mại - dịch vụ, thu chi ngân sách đều có mức tăng trưởng cao và liên tục. Ngành nông nghiệp đã vượt lên trên những thử thách khắc nghiệt, những khó khăn chồng chất về thiên tai, dịch bệnh (nhất là 2 năm liền bị dịch cúm gia cầm H5N1), sự biến động khó lường của giá cả, của quan hệ cung cầu và việc sử dụng đất sản xuất nông nghiệp giảm mạnh. Những năm gần đây huyện đã thu hút các doanh nghiệp đầu tư và đổi mới trang thiết bị công nghệ, kết hợp với việc nhạy bén chuyển một số khu vực đất nông nghiệp sản xuất kém hiệu quả sang xây dựng cụm công nghiệp, công nghiệp - dân cư, phát triển và nâng cấp một số cụm thương mại - dịch vụ đưa cơ cấu kinh tế của huyện chuyển qua một bước ngoặc mới: từ cơ cấu công - nông - 6 thương mại - dịch vụ sang cơ cấu công - thương mại - dịch vụ - nông nghiệp làm cho cơ cấu từng ngành kinh tế có sự dịch chuyển đáng kể: Trong công nghiệp – tiểu thủ công nghiệp: chuyển dịch mạnh theo hướng công nghiệp hóa – hiện đại hóa: tập trung đổi mới công nghệ, tạo ra sản phẩm có chất lượng cao, đồng thời đầu tư phát triển mạnh các ngành có tỷ trọng lớn, sử dụng nhiều lao động như chế biến lương thực thực phẩm, dệt may (da giày), chế biến gỗ, giấy, bao bì, ngành nhựa (cao su). Trong nông nghiệp: có sự dịch chuyển mạnh giữa các loại cây trồng, vật nuôi: chuyển diện tích trồng lúa kém hiệu quả sang trồng cây ăn trái, trồng sen, nuôi thuỷ sản, trồng cỏ phục vụ chăn nuôi; chuyển từ lúa thịt sang trồng lúa giống, lúa đặc sản chất lượng cao; chuyển trồng mía sang trồng lài; chuyển từ rau củ, quả sang rau ăn lá, rau an toàn; chuyển từ vườn tạp qua vườn cây ăn trái, cây kiểng, chuyển từ trâu bò thịt sang nuôi bò sữa; chuyển từ heo thường sang heo giống, heo hướng nạc. Trong đó việc đưa mô hình nhà lưới trong sản xuất rau an toàn là bước đột phá mới trong việc đưa công nghệ tiên tiến vào sản xuất. Đặc biệt chăn nuôi đã phát triển vượt trội trở thành ngành chính trong nông nghiệp. Trong thương mại: mở rộng hoạt động thương mại, chuyển mạnh từ bán lẻ sang tăng dần tỷ trọng bán buôn; tăng nhanh tỷ trọng ăn uống và dịch vụ. Đã mời gọi đầu tư cơ sở hạ tầng nhiều khu dân cư và khu công nghiệp. Nhiều cụm dân cư mới đã hoàn thiện cơ sở hạ tầng như: cụm dân cư của công ty Việt Tân, công ty Hoàng Hải, công ty Đại Hải, DNTN Anh Toàn, Công ty Thịnh Hưng Phú, Công ty xây dựng và Phát triển Nhà Gò Môn, Công ty Xuất Nhập Khẩu; cụm công nghiệp Xuân Thới Sơn đang xây dựng cơ sở hạ tầng. Nhiều cụm dân cư và cụm công nghiệp đang được lập dự án đầu tư. Sự hình thành các cụm dân cư mới, các cụm công nghiệp đã thúc đẩy nhanh quá trình đô thị hóa của huyện, thúc đẩy phát triển kinh tế. 2.1.4. Ngành chăn nuôi Hóc Môn là một huyện ngoại thành, diện tích trên 10.952 ha, nằm phía Tây Bắc của Tp. HCM, do có những điều kiện thiên nhiên thuận lợi nên trong những năm qua mặc dù tốc đô thị hoá trên điạ bàn huyện khá cao nhưng hoạt động nông nghiệp tại huyện đặc biệt là lĩnh vực chăn nuôi vẫn không ngừng phát triển. Với tổng đàn gia súc khoảng 7 25.000 con trâu bò và khoảng 50.000 con heo việc đảm bảo an toàn dịch bệnh cho đàn gia súc là mối quan tâm hàng đầu của các ngành các cấp. Trong những năm gần đây, cùng với huyện Củ Chi, Hóc Môn cũng là huyện đi đầu trong việc phát triển đàn bò sữa tại Tp. HCM. Hiện nay đàn bò sữa tại Hóc Môn đã trên 21.000 con. Gia cầm Qua khảo sát nhận thấy nhiều hộ dân nuôi theo quy mô tập trung gà công nghiệp chưa có ý muốn khôi phục hoặc phát triển đàn gia cầm trở lại. Mặt khác, tình hình dịch cúm gia cầm còn khả năng tái phát, chưa ngăn chặn được triệt để thì không nên khuyến cáo phát triển mạnh đàn gia cầm ở quy mô hộ gia đình tại xã Xuân Thới Thượng. Bò sữa Một trong những nguyên nhân tác động đàn bò sữa của huyện tăng nhanh là do: - Huyện là một địa bàn trọng tâm về chương trình bò sữa của Thành phố, nên một số hộ trong chương trình được hưởng các hỗ trợ về: vốn, chuồng trại mẫu, kỹ thuật, phối giống,... - Đất trồng trọt của huyện phù hợp với trồng cỏ phục vụ cho phát triển đàn bò. Phần lớn các hộ nuôi bò sữa đều dành diện tích đất nông nghiệp cho việc trồng cỏ (cỏ voi, cỏ Ruzi là những giống cỏ cho năng suất cao), cùng với rơm rạ có sẵn trong trồng trọt đã cung cấp thức ăn thô giúp tăng chất lượng và hiệu quả nuôi bò. - Hóc Môn là một huyện ngoại thành của Tp. HCM nên có điều kiện thuận lợi trong công tác phục vụ ngành chăn nuôi. Việc nuôi bò sữa phổ biến ở các hộ gia đình từ 4 đến 5 con, nhiều hộ nuôi trên 10 con, đây là yếu tố góp phần tăng năng suất, hiệu quả của ngành chăn nuôi. Đàn heo So với đàn trâu, bò thì đàn heo có tốc độ phát triển cao hơn, mức tăng bình quân năm 2001 - 2003 là 27,8% (trâu, bò là 22,9%). Trong đó mức tăng đàn heo thịt (30,8%) nhanh hơn đàn heo nái (15,6%). Nguyên nhân của sự tăng trưởng đàn heo thịt nhanh là do: - Đàn heo của huyện trước đây được nuôi phổ biến trong các hộ gia đình và là vật nuôi gắn liền với kinh tế nông hộ quy mô nhỏ. Trong thời gian gần đây nhiều hộ chăn 8 nuôi heo phát triển với quy mô vài chục con đến vài trăm, thậm chí có hộ nuôi đến 1400 con. Việc nuôi tập trung này là nhân tố lợi thế về quy mô giúp chăn nuôi heo đạt hiệu quả và làm tăng đàn heo của huyện. Song song với những thuận lợi để phát triển chăn nuôi thì vấn đề xử lý chất thải chăn nuôi trở thành vấn đề cấp thiết. Phương pháp giải quyết hữu hiệu nhất là phát triển mô hình công nghệ khí sinh học (biogas). 2.2. Tổng quan công nghệ biogas trong nông nghiệp 2.2.1. Nguồn nguyên liệu thô trong quá trình sản xuất biogas 2.2.1.1. Đặc tính chung của nguyên liệu Chất thải của động vật (phân, nước tiểu) trong chăn nuôi là nguồn nguyên liệu lớn, chứa nhiều thành phần hữu cơ có khả năng chuyển hoá sinh học để tạo Biogas. Khối lượng chất thải phát sinh có sự khác nhau, tuỳ thuộc vào từng loại gia súc, gia cầm, điều kiện chăn nuôi, đặc điểm chuồng trại và đặc điểm ngành của từng quốc gia. Theo số liệu thống kê của ngành nông nghiệp Ấn Độ, Nepal và Việt Nam, khối lượng phát sinh và thành phần tính chất của các loại chất thải được ước tính như sau: Bảng 2.1 Ước lượng chất thải phát sinh từ động vật [15] Loại động vật (a) Trâu, bò Khối lượng chất thải phát Khối lượng chất thải có khả sinh (kg/ngày/1 con) năng thu gom (kg/ngày/1 con) 10 – 15 5–8 (b) Lợn 1,3 0,3 (c) Cừu 0,75 0,25 (d) Gia cầm (gà, vịt) 0,75 0,75 (e) Chất thải của người 0,06 0,06 9 (a) Chất thải của trâu, bò Tại Ấn Độ, hầu hết chất thải từ trâu bò được sử dụng làm biogas do thành phần này có tính đồng nhất cao, tỷ lệ C:N trong chất thải ở gần mức tối ưu (30:1), thuận lợi cho quá trình phân huỷ sinh học. Theo ước tính, mỗi ngày, toàn Ấn Độ có khoảng 2 triệu tấn chất thải phát sinh từ 257 con trâu bò. Nếu như chỉ có một nửa khối lượng được sử dụng để chuyển hoá thành biogas thì lượng khí sinh ra có mức năng lượng tương đương 80 triệu tấn than đá. Thành phần chất thải của bò (tính theo phần trăm khối lượng) bao gồm tổng chắt rắn (TS) 17,63%; chất rắn bay hơi (VS) 13,65%; thành phần hữu cơ (OC) 44,01%; tổng Nitơ (N) 1,37%; tỷ lệ C:N = 32:10 và pH = 5. (b) Chất thải của lợn Tỷ lệ C:N trong chất thải của lợn thấp hơn so với trâu, bò, tỷ lệ này dao động trong khoảng 13 – 15:1. Do tỷ lệ C:N thấp nên để tăng hiệu quả của quá trình sản xuất biogas, người ta thường bổ sung thêm một số thành phần khác trong nguồn nguyên liệu đầu vào của hầm ủ. Thành phần hỗn hợp có thể bao gồm: - 60% phân lợn, 20% phân người và 20% chất thải từ trồng trọt (lá cây, cỏ cắt xén…); hoặc - 60% phân lợn, 25% phân bò và 15% chất thải từ trồng trọt; hoặc - 63% phân lợn; 25% phân bò và 12% phân gà. (c) Chất thải từ gia cầm Loại chất thải này có tỷ lệ C:N thấp, khoảng 15:1, do đó quá trình sử dụng cần bổ sung thêm các thành phần chất thải khác. Thành phần, tính chất của chất thải có sự khác nhau giữa các loại gia súc. Yếu tố này sẽ quyết định khả năng phân huỷ sinh học và năng suất sản sinh biogas. Các số liệu thống kê và so sánh được trình bày trong các bảng 2.2 và 2.3 10 Bảng 2.2 Tính chất của chất thải động vật [15] Loại chất thải Tỷ lệ C/N % H2O kgVS/con/ngày Lít nước thải/con/ngày 16 – 25 78 – 80 4,2 37,3 Chất thải của ngựa 25 75 - - Chất thải của lợn 14 82 2,7 28,3 Chất thải của gia súc 9,3 65 5,9 28,3 Chất thải của cừu 20 68 - - Chất thải của bò Ngoài chất thải của động vật và con người, thực vật cũng là nguồn nguyên liệu được sử dụng để sản xuất biogas và phân bón sinh học. Ví dụ: một kg chất thải từ các vụ thu hoạch và bèo tây có thể tạo thành 0,037 và 0,045 m3 biogas. Các loại nguyên liệu hữu cơ khác nhau sẽ có tính chất hoá sinh khác nhau và do đó, khả năng tạo biogas của chúng cũng có sự khác nhau. Hai hoặc nhiều loại nguyên liệu có thể được sử dụng kết hợp để đảm bảo các yêu cầu cơ bản cho quá trình phân huỷ sinh học tạo khí. Bảng 2.3 Lượng chất thải phát sinh và tính chất (tính trên 454 kg thịt sống) [15] Bò sữa Thành phần Đơn vị Chất thải thô (RW) kg/ngày 37,2 Tỷ lệ phân/nước tiểu Bò cái 2,2 Bò lấy thịt Lợn Gia cầm Bê cái (182- > 318 318 kg) kg Lợn thịt Cừu Gà Gà Lợn đẻ giò giống trứng Ngựa 38,6 40,8 27,2 29,5 22,7 18,1 24 32,2 20,4 1,2 1,8 2,4 1,2 - 1,0 - - 4,0 - 1.050 1.050 - Tỷ trọng kg/m3 Chất rắn tổng cộng (TS) kg/ngày 4,7 402 502 3,1 2,7 1,9 4,5 6,1 7,7 4,3 % RW 10,8 12,8 11,6 9,2 8,6 25 25,2 25,2 20,5 Chất rắn bay hơi kg/ngày 3,8 - - 2,7 2,2 1,4 3,8 4,3 5,4 3,4 1.005 1.005 1.010 1.010 1.010 1.010 12,7 11 (VS) % TS 82,5 - - 85 80 75 85 70 70 80 BOD5 % TS 16,5 - - 23 33 30 9 27 - - COD % TS 88,1 - - 95 95 90 118 90 - - TKN % TS 3,9 3,4 3,5 49 7,5 - 4,5 5,4 6,8 2,9 Hàm lượng lân (P) % TS 0,7 3,9 - 1,6 2,5 - 0,66 2,1 1,5 0,49 Hàm lựơng kali % TS (K) 2,6 - - 3,6 4,9 - 3,2 2,3 2,1 1,8 Đối với Việt Nam – một quốc gia có ngành nông nghiệp là chủ yếu, đặc điểm về chất thải của gia súc, gia cầm ở các vùng nông thôn, ngoại thành theo số liệu thông kê của Trung tâm nước sinh hoạt và Vệ sinh Môi trường Nông thôn (TTNSH & VSMTNT) – Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn Tp. HCM (SNN & PTNT Tp.HCM) như sau: Khối lượng chất thải của động vật thay đổi rất lớn tuỳ theo từng điều kiện chăn nuôi và chuồng trại. Lượng phân động vật sản xuất mỗi năm ước tính theo bảng 2.4. Bảng 2.4 Khối lượng chất thải từ động vật [11] Hàm lượng Nitơ (kg/năm/454 kg thịt sống) Tấn/năm (tính trên 454 kg thịt sống) Trong nước tiểu Trong phân Tổng Ngựa 20,0 5,4 8,8 14,2 Bò 30,0 4,8 4,9 9,7 Lợn 33,7 4,0 3,6 7,6 Cừu 13,9 9,9 10,7 20,6 Gà, vịt 9,5 - 20,0 20,0 Động vật Thành phần chất thải bao gồm phần rắn (phân), phần lỏng (nước tiểu của động vật, nước dội rửa chuồng) và vật liệu lót chuồng, rác, rau, cỏ… Đặc tính và tỷ lệ tương ứng của các thành phần này thay đổi nhiều hay ít tuỳ thuộc vào loại động vật, thức ăn, hình thức chuồng trại… Rơm và cây cỏ thường được sử dụng để lót chuồng, chứa một lượng 12