Nghiên cứu quá trình phân hủy kỵ khí chất thải chăn nuôi lợn và rác hữu cơ trong sinh hoạt nông thôn để sinh khí mêtan và phân hữu cơ
Một nghiên cứu của Đỗ Quang Trung và cộng sự đã thử nghiệm khả năng đồng phân huỷ kỵ khí chất thải chăn nuôi lợn kết hợp với rác thải hữu cơ khu vực nông thôn trên hệ pilot có dung tích 1 m3 , đánh giá khả năng loại bỏ thành phần CO2 , H2 S trong khí sinh học từ quá trình lên men yếm khí và sử dụng bùn sau biogas kết hợp với phụ phẩm hữu cơ để ủ phân compost.
Đối với các cơ sở chăn nuôi, các chất thải gây ô nhiễm môi trường có ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe con người, làm giảm sức đề kháng vật nuôi, tăng tỷ lệ mắc bệnh, năng suất bị giảm, tăng các chi phí phòng trị bệnh, hiệu quả kinh tế của chăn nuôi không cao, . . .. Sức đề kháng của gia súc, gia cầm giảm sút sẽ là nguy cơ gây nên bùng phát dịch bệnh. Vì vậy, WHO [2005] khuyến cáo phải có các giải pháp tăng cường việc làm trong sạch môi trường chăn nuôi, kiểm soát, xử lý chất thải, giữ vững được an toàn sinh học, tăng cường sức khỏe các đàn giống.
Quy trình xử lý chất thải chăn nuôi lợn phổ biến hiện nay là chất thải chăn nuôi được đưa vào hồ kỵ khí có phủ bạt hoặc hầm biogas, qua ao/hồ sinh học sau đó xả trực tiếp ra kênh mương. Mặc dù hầu hết các trang trại đều đã áp dụng một hoặc một vài phương pháp để xử lý chất thải, tuy nhiên, chất lượng nước thải sau xử lý đều chưa đạt tiêu chuẩn xả thải. Bên cạnh đó, xử lý rác thải sinh hoạt khu vực nông thôn hiện nay cũng đang là vấn đề thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học, nhà quản lý. Với đặc thù giàu các nguyên tố dinh dưỡng (N, P) của chất thải chăn nuôi lợn và giàu hợp chất hydrocacbon của rác thải sinh hoạt hữu cơ, việc kết hợp xử lý hai loại chất thải này trong một quá trình đồng phân huỷ kỵ khí hứa hẹn những kết quả triển vọng.
Ở Việt Nam, đồng phân huỷ kỵ khí mới được áp dụng thử nghiệm một số mô hình xử lý bùn thải đô thị. Trong nghiên cứu của mình, Nguyễn Việt Anh và cộng sự đã nghiên cứu xử lý kết hợp bùn tự hoại và rác thải hữu cơ bằng phương pháp sinh học kỵ khí ở chế độ lên men nóng. Các kết quả cho thấy hiệu suất xử lý COD đạt khá cao (xấp xỉ 80%), tỷ lệ CH4 trong khí biogas đạt từ 65-70%.
Bên cạnh đó một thí nghiệm của Đỗ Quang Trung và cộng sự đã thử nghiệm khả năng đồng phân huỷ kỵ khí chất thải chăn nuôi lợn kết hợp với rác thải hữu cơ khu vực nông thôn trên hệ pilot có dung tích 1 m3 , đánh giá khả năng loại bỏ thành phần CO2 , H2S trong khí sinh học từ quá trình lên men yếm khí và sử dụng bùn sau biogas kết hợp với phụ phẩm hữu cơ để ủ phân compost. Theo nghiên cứu, rác thải hữu cơ sinh hoạt được phối trộn vào chất thải chăn nuôi lợn trong một thiết bị phân huỷ kỵ khí theo tỷ lệ xác định. Ba dãy thí nghiệm TN1, TN2, TN3 được thiết lập với tỷ lệ chất thải chăn nuôi lợn:rác thải hữu cơ lần lượt là 100:0; 90:10 và 85:15. Kết quả thu được sau 25 ngày theo dõi cho thấy, hiệu suất loại bỏ CODs đạt 61,77-69,93%, cao hơn so với CODt 53,73-60,30%; thể tích khí sinh ra trong các thí nghiệm lần lượt là 107,31 ml/gCODt trong TN1; 107,24 ml/gCODt trong TN2 và 108,40 ml/gCODt trong TN3. Khí sinh học sau khi xử lý loại bỏ CO2 , hàm lượng khí CH4 tăng từ 64-65% lên 81-90%; hàm lượng khí H2S đáp ứng tiêu chuẩn sử dụng cho đun nấu (1.000 ppm). Sản phẩm thu được từ quá trình ủ bùn sau biogas kết hợp với rác thải hữu cơ có thành phần tương đương với phân hữu cơ vi sinh được quy định trong TCVN7185:2002.
Tạp chí Khoa học Công nghệ Việt Nam -Tập 61, Số 01 (1/2019)