Bài giảng Vệ sinh gia súc

BÀI MỞ ĐẦU
1. KHÁI NIỆM MÔN HỌC
Vệ sinh gia súc là môn khoa học nghiên cứu về sự ảnh hưởng của môi trường xung quanh đối với sức khoẻ và sức sản xuất của động vật. Mọi sự biến đổi quá mức của các yếu tố môi trường xung quanh (không khí, đất, nước vv. . .) đều có những tác động, ảnh hưởng đến cơ thể và sức khoẻ của vật nuôi. Do vậy, việc nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh tới động vật sẽ giúp tìm ra giải pháp để khắc phục, khống chế, điều chỉnh một cách tối ưu, phù hợp với đặc điểm sinh lý bình thường của cơ thể gia súc, đảm bảo cho sức khoẻ, sức sản xuất, đồng thời góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm, hạn chế sự ô nhiễm môi trường sinh thái.
2. NHIỆM VỤ CỦA MÔN HỌC VỆ SINH GIA SÚC
Vệ Sinh gia súc học là khoa học khảo sát mối quan hệ giữa điều kiện ngoại Vệ Sinh gia súc học là khoa học khảo sát mối quan hệ giữa điều kiện ngoại cảnh (bao gồm các yếu tố tự nhiên và điều kiện chăm sóc, nuôi dưỡng) với cơ thể gia súc, gia cầm, nhằm bảo vệ sức khoẻ và nâng cao sức sản xuất của chúng.
Có thể nói khoa học vệ sinh gia súc là nghệ thuật giữ gìn sức khoẻ, phòng ngừa dịch bệnh, thể hiện phương châm “phòng bệnh hơn chữa bệnh”. Theo Pavlop, khi chúng ta khám phá được tất cả nguyên nhân của dịch bệnh thì y học sẽ trở thành y học của tương lai, tức là Vệ sinh học. Vận dụng trong thú y học càng cho thấy sự xác đáng, bởi phải phòng, trị bệnh cho cả đàn, không thể chỉ tập trung ở một vài con gia súc, gia cầm và việc phòng, in bệnh trước hết phải đạt được yêu cầu là có lợi về kinh tế.
Vệ sinh gia súc là môn khoa học nghiên cứu về ảnh hưởng của môi trường xung quanh đối với bảo vệ sức khoẻ và sức sản xuất gia súc bằng các chế độ hợp lý về chăm sóc nuôi dưỡng, quản lý, sử dụng gia súcđể thu lại sản phẩm cao nhất.
Ngày nay sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông, xây dựng đã tạo ra nhiều chất độc hoặc rất độc tích lũy trong môi trường khiến cho môi trường bị ô nhiễm và gây ảnh hưởng trực tiếp đến giới sinh vật (động vật, thực vật)
Vệ sinh gia súc chuyên nghiên cứu tác động của môi trường ngoại cảnh đối với cơ thể, về mối quan hệ của sản xuất đối với tác động ngoại cảnh. nhằm tìm ra các giải pháp để khắc phục, khống chế.
3. YÊU CẦU ĐỐI VỚI KHOA HỌC VỆ SINH GIA SÚC
Công tác vệ sinh gia súc phải góp phần tăng cường tác dụng phòng ngừa dịch bệnh, thực hiện phương châm “phòng bệnh hơn chữa bệnh”, cải tiến điều kiện chăn nuôi, giữ gìn sức khoẻ và nâng cao sức đề kháng cơ thể của gia súc.
Phải thực hiện các biện pháp ngăn chặn triệt để các hành vi buôn bán, giết mổ, vận chuyển gia súc ốm, chết. Thực hiện nghiêm công tác kiểm soát giết mổ, kiểm dịch vận chuyển động vật xuất, nhập khẩu, vận chuyển quá cảnh và lưu thông nội địa. Ban hành các quy định về sản xuất kinh doanh thức ăn chăn nuôi và thuốc thú y, quy định về công tác phòng chống dịch bệnh động vật, kiểm tra vệ sinh thú y nội địa và xuất nhập khẩu.
Xây dựng các tiêu chuẩn về chăn nuôi và phát triển động vật, bảo vệ gia súc cày kéo, gia súc sinh sản và gia súc non, thực hiện vệ sinh thức ăn, nước uống, thân thể, bãi chăn thả, chuồng trại, phương tiện vật dụng chăn nuôi, vệ sinh nước thải, chất thải chăn nuôi vv
Xây dựng và củng cố các hình thức chăn nuôi tập trung có quy mô lớn, phù hợp
với từng đối tượng gia súc, gia cầm theo đặc thù riêng của khu vực nhằm thực hiện tốt việc quản lý, theo dõi và phòng chống dịch bệnh.
Thường xuyên tuyên truyền, phát động phong trào thực hiện vệ sinh chăn nuôi ở hộ gia đình, vận động người dân thay đổi tập quán chăn nuôi lạc hậu, chuyển đổi sang các hình thức chăn nuôi phù hợp, khuyến khích tham gia thực hiện vệ sinh thú y phòng chống dịch bệnh cho gia súc, gia cầm.
4. TÌNH HÌNH VỆ SINH GIA SÚC HIỆN TẠI
Thực hiện chăm sóc, nuôi dưỡng gia súc không tuân thủ quy trình kỹ thuật: đặc biệt đối với gia súc cày kẻo (chủ yếu là trâu, bò), nguồn dự trữ thức ăn cho gia súc trong vụ đông luôn ở trong tình trạng thiếu hụt nghiêm trọng nên hàng năm vẫn còn rất nhiều trâu, bò chết vì đói rét, bê nghé chết vì thiếu sữa.
Mặt khác, do suy nhược cơ thể kéo dài vì thiếu thức ăn trong mùa thu - đông, đến vụ sản xuất đông - xuân gia súc lại thường phải làm việc nhiều nên dịch bệnh rất dễ phát sinh (ví dụ như bệnh Tụ huyết trùng trâu bò, Sán lá gan, các bệnh Ký sinh trùng đường máu vv) gây thiệt hại cho sản xuất nông nghiệp, ảnh hưởng đến an ninh lương thực.
Chưa thực hiện đầy đủ các biện pháp phòng chống dịch, bệnh cho gia súc: chăn nuôi gia súc không đảm bảo vệ sinh, không thực hiện tiêm phòng đúng, đủ, đối với các bệnh truyền nhiễm hay gặp nên dẫn đến hàng năm dịch bệnh gia súc vẫn thường xuyên xảy ra: ví dụ như các bệnh Gà rù (Newcastle Diseases), Cúm gia cầm (Avian Influenza), bệnh Tụ huyết trùng (Pasteurellosis), bệnh Phó thương hàn (Salmonellosis), bệnh Phân trắng lợn con và Phù đầu lợn do E.coli (Colibacillosis), bệnh Dịch tả lợn (Hog cholera) bệnh Lở mồm long móng (Foot and Mouth Diseases), bệnh Viêm phổi địa phương (Enzooticpneumoniae) vv...
Chuồng nuôi gia súc thiếu, không thiết kế theo tiêu chuẩn kỹ thuật, không đảm bảo vệ sinh: đặc biệt ở các tỉnh miền núi phía Bắc, miền Trung và Tây Nguyên, chăn nuôi đại gia Súc thường thả rông gây khó khăn không nhỏ cho công tác vệ sinh, kiểm soát phòng chống dịch bệnh và chăm sóc nuôi dưỡng gia súc non. Đối với lợn sinh sản, hầu hết các trại chăn nuôi hiện nay đều không đảm bảo vệ sinh thú y. Chăn nuôi gia cầm (đặc biệt ở các tỉnh phía Nam, đối với thuỷ cầm) chủ yếu được chăn thả tự do, người dân chưa có ý thức chấp hành Pháp lệnh thú y và Điều lệ về phòng chống dịch bệnh Do vậy, khi gặp điều kiện thuận lợi như chăm sóc, nuôi dưỡng kém, sự có mặt của nguồn bệnh kết hợp với yếu tố môi trường bất lợi (thời tiết nóng, lạnh, ẩm, thay đổi bất thường), dịch bệnh sẽ phát sinh.
Chất thải chăn nuôi (nước, chất độn chuồng, phân, xác chết gia súc) chưa được thu gom và xử lý đúng quy trình kỹ thuật: hiện nay, vì nhiều lý do khác nhau ở hầu hết các cơ sở chăn nuôi, công tác vệ sinh đối với chất thải chăn nuôi đều chưa được chú ý đã và đang gây ra sự ô nhiễm nghiêm trọng cho con người, vật nuôi và môi trường sinh thái, đồng thời tạo điều kiện cho việc lưu giữ và phát tán dịch bệnh.
Khi nghiên cứu điều kiện ngoại cảnh cần chú ý tới hai mặt: có lợi và có hại từ đó đề ra được biện pháp nhằm khắc phục, tạo cho gia súc có điều kiện sống thoải mái nhất để chăn nuôi đạt hiệu quả cao nhất. 
Trong chăn nuôi, việc hiểu rõ tác động của những nhân tố ngoại cảnh đối với cơ thể để tạo ra những gia súc khỏe mạnh, có sức chống đỡ đối với bệnh tật là điều kiện cơ bản để cải tạo giống và nâng cao sức sản xuất, mang lại lợi ích kinh tế cho ngành chăn nuôi. Đây chính là mục đích của môn học vệ sinh chăn nuôi.
	CHƯƠNG 1: VỆ SINH MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ
I.Tính chất vật lý của không khí
Tính chất vật lý của không khí bao gồm: nhiệt độ, độ ẩm, sự chuyển động của không khí, bức xạ mặt trời các yếu tố này thường xuyên bị biến đổi. 
Đặc trưng của thời tiết khí hậu, tiểu khí hậu chuồng nuôi đều phụ thuộc vào yếu tố này hoặc yếu tố khác của môi trường không khí cũng như ảnh hưởng đến nhiều chức năng sinh lý, ảnh hưởng đến sự trao đổi khí, sức sản xuất của vật nuôi
Nghiên cứu các yếu tố khí hậu tác động tới cơ thể sẽ giúp chúng ta tìm ra biện pháp tối ưu nhằm bảo vệ sức khoẻ cho vật nuôi
II. Nhiệt độ không khí
1. Sản sinh nhiệt năng
Nhiệt năng sinh ra do quá trình oxy hoá các chất trong cơ thể, do tác dụng trao đổi vật chất
Tất cả các tế bào đều không ngừng sản sinh nhiệt năng. Sự sản sinh nhiệt ở các cơ quan khác nhau phụ thuộc vào tính chất và mức độ làm việc cơ cơ quan ( gan, cơ bắp.) 
Sản nhiệt còn phụ thuộc vào khẩu phần ăn, ngoại cảnh như độ ẩm, tốc độ gió 
2. Quá trình toả nhiệt
Nhiệt năng của cơ thể toả ra môi trường có tác dụng thải đi nhiệt lượng thừa, giúp cơ thể có sự thăng bằng nhiệt lượng.
Nhiều cơ quan tham gia toả nhiệt: da, hô hấp, tiêu hoá, tiết niệutrong đó da là cơ quan toả nhiệt chủ yếu ở động vật có tuyến mồ hôi 
3. Sự thăng bằng nhiệt
Là kết quả của sự điều tiết nhiệt giúp cơ thể giữ được thăng bằng giữa sản nhiệt và toả nhiệt
4. Khu nhiệt điều hoà
Trong phạm vi nhiệt độ nhất định, cơ thể sản sinh lượng nhiệt nhỏ nhất và toả nhiệt ít nhất nhưng vẫn giữ được sự thăng bằng nhiệt. Phạm vi nhiệt độ không khí đó gọi là khu nhiệt điều hoà. Ở trong khu nhiệt điều hoà cơ thể khoẻ mạnh và cảm thấy dễ chịu nhất 
Ví dụ: 
Khu nhiệt điều hoà của lợn nái chửa: 13-18 độ C
Khu nhiệt điều hoà của lợn nái đẻ: 24-29 độ C
Khi nhiệt độ không khí thấp hơn nhiệt độ giới hạn sẽ kích thích cơ thể sản sinh nhiệt.
Ở nhiệt độ thấp hơn 1độ C tác dụng trao đổi nâng cao 2-5%, con vật đói, đòi ăn thêm. Trong điều kiện này, nếu nuôi dưỡng tốt, chăm sóc tốt gia súc sẽ khoẻ mạnh, mau lớn, tăng cân nhanh rất có lợi về kinh tế 
Khu nhiệt điều hoà liên quan mật thiết tới khẩu phần ăn. Nếu cho gia súc ăn khẩu phần duy trì sẽ làm tăng khu nhiệt điều hoà, ngược lại cho gia súc ăn khẩu phần sản xuất sẽ làm giảm thấp khu nhiệt điều hoà của gia súc. Về mùa đông rét lạnh cần nuôi dưỡng chăm sóc tốt để làm giảm thấp khu điều hoà nhiệt của chúng 
Bảng 1.1: Khu nhiệt điều hoà và nhiệt độ giới hạn của cột số gia súc
(Theo Đỗ Ngọc Hoè và cs, 2005)
Loài gia súc Khu nhiệt điều hoà (0C)	Nhiệt độ giới hạn (0C)
Lợn nái chửa 13 – 18	13
Lợn nái nuôi con 24 - 29	24
Lợn con theo mẹ 28 - 33	28
Lợn thịt nuôi vỗ béo 18 - 21	18
Bò sữa Holstein 10 - 15	10
Gà đẻ 20 – 24	20
5. Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí đối với cơ thể
Nhiệt độ và độ ẩm thích hợp
Heo đực giống	2,0 => 2,8 m/s (17-200C; AH: 85%)
Chờ phối + Phối	2,3 => 2,8 m/s (18-220C; AH: 80%)
Thai kỳ 1 +2	2,2 => 2,8 m/s (25-280C; AH: 80%)
Thai kỳ 3	2,0 => 2,5 m/s (25-280C; AH: 85%)
Nuôi con tuần 1	2,0 => 2,5 m/s (26-280C; AH: 85%)
Nuôi con tuần 2,3	2,0 => 2,8 m/s (26-280C; AH: 85%)
Heo con 4 tuần tuổi	0,3 => 0,7 m/s (32-350C; AH: 60%)
Heo con 5 tuần tuổi	0,5 => 0,8 m/s (30-340C; AH: 62%)
Heo con 6 tuần tuổi	0,7 => 1,0 m/s (28-320C; AH: 64%)
Heo con 7 tuần tuổi	0,9 => 1,2 m/s (26-300C; AH: 66%)
Heo con 8 tuần tuổi	1,1 => 1,5 m/s (24-280C; AH: 68%)
Heo con 9 tuần tuổi	1,2 => 1,7 m/s (22-260C; AH: 68%)
Heo con 10 tuần tuổi	1,3 => 1,8 m/s (20-240C; AH: 70%)
Heo 11 -14 tuần tuổi	1,5 => 2,0 m/s (18-220C; AH: 72%)
Heo 15-18 tuần tuổi	1,8 => 2,4 m/s (17-220C; AH: 75%)
Heo từ 19-25 tuần.	2,0 => 2,8 m/s (17-210C; AH: 75%)
Nhiêt độ không khí phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Vĩ độ, độ cao so với mặt nước biển, bức xạ mặt trời, địa hình và tốc độ gió.
Khi xem xét nhiệt độ không khí chuồng nuôi, chúng ta phải xem xét 3 yếu tố: Nhiệt độ chung, cấu trúc chồng trại, chế độ dọn vệ sinh. Đây là 3 yếu tố quyết định đến nhiệt độ chuồng nuôi 
a. Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí đến cơ thể gia súc
Nhiệt độ không khí ảnh hưởng trực tiếp đến nhiệt độ cơ thể, phản ứng của vật nuôi thông qua quá trình điều hòa thân nhiệt: bao gồm quá trình sinh nhiệt và quá trình tỏa nhiệt 
Sinh nhiệt: 
Là quá trình oxy hóa chất hữu cơ tạo ra năng lượng cho hoạt động sống của cơ thể (kết quả của quá trình trao đổi chất).
Sinh nhiệt là kết quả của sự phân giải hiếu khí hoặc yếm khí protit, lipit, gluxit
1 gam Protit cho 4.1Kcal
1 gam Lipit cho 9,3 Kcal
1 gam Glyxit cho 4.1Kcal
Sinh nhiệt diễn ra 1 cách thường xuyên trong tất cả các tế bào nhờ quá trình oxy hóa.
Phần lớn nhiệt được tạo ra ở cơ bắp, gan, thận, các tuyến, phổi, hệ thần kinh và mô bào Quá trình sinh nhiệt phụ thuộc vào nhiều yếu tố: chức năng của từng cơ quan, mức độ làm việc của cơ quan (khí quan). Ngoài ra, nó còn phụ thuộc vào thức ăn cung cấp cho gia súc Tỏa nhiệt: là quá trình thải đi năng lượng dư thừa trong cơ thể để duy trì mối cân bằng về nhiệt
Quá trình tỏa nhiệt gồm: tỏa nhiệt qua hô hấp, qua da (sự dẫn truyền đối lưu, bức xạ, bốc hơi nước), qua hệ tiêu hóa, bài tiết (thải nhiệt thông qua phân, nước tiểu)
Trong đó, quá trình thải nhiệt qua da đóng vai trò chủ yếu. 1g hơi nước bốc hơi giải phóng được 600 cal, quá trình bốc hơi tỏa nhiệt nhanh nhất, chiếm 40% tổng lượng nhiệt thải ra ngoài cơ thể
Tuy nhiên quá trình bốc hơi phụ thuộc vào nhiều yếu tố: nhiệt độ không khí, ẩm độ không khí. Ẩm độ không khí cao thì quá trình tỏa nhiệt bằng bốc hơi nước qua da sẽ giảm. nhiệt độ không khí cao, ẩm độ thấp thì quá trình thải nhiệt bằng bốc hơi nước qua da nhanh.
Trong điều kiện bình thường thì quá trình sinh nhiệt bằng quá trình thải nhiệt
Hai quá trình trên xảy ra ở tất cả các khí quan trong cơ thể
b. Phản ứng sinh lý khi nhiệt độ môi trường cao
Đầu tiên là quá trình sinh nhiệt sẽ giảm. Sự thải nhiệt được thực hiện thông qua hệ thống mạch máu ở da giãn nở để tăng hiệu quả thải nhiệt
Khi nhiệt độ môi trường tăng đến 31 độ C thì mạch máu không còn sự tỏa nhiệt, dẫn đến sự gia tăng về thân nhiệt nếu như không có quá trình thải nhiệt khác.
Trong điều kiện nhiệt độ môi trường tăng cao, thải nhiệt bằng bốc hơi nước giữ vai trò quan trọng, cơ thể bốc hơi nước bằng cách toát mồ hôi, thông qua hô hấp 
Trời nóng trao đổi chất giảm, tính thèm ăn giảm, hiệu quả sử dụng thức ăn thấp. Khi nhiệt độ cao, bò giảm động dục, gà bị stress nhiệt và giảm sản lượng trứng.
Cảm nóng
 Xảy ra do nhiệt độ và độ ẩm cao (không có gió), có thể do thời tiết, do mật độ nuôi hay chuồng nuôi không thông thoáng, những gia súc làm việc nặng nhọc và lâu dài trong thời gian nóng, gió lùa hoặc vận chuyển gia súc quá chật chội làm cho quá trình thải nhiệt kém hiệu quả 
Nếu quá trình này kéo dài quá mức thì cơ thể dẫn đến rối loạn: sự đổi mồ hôi và bốc hơi nước nhanh sẽ làm mất nước và chất điện giải, làm máu đặc, ảnh hưởng tới tuần hoàn. Do đó vật nuôi cần được cung cấp nước và chất điện giải đầy đủ.
Đối với gia súc quá béo, lông thưa nhưng màu lông sáng cũng như gia súc có tính thích ứng với nhiệt độ không khí cao thì ảnh hưởng ít hơn 
Để bảo vệ gia súc khỏi nóng trong chuồng nuôi cần tăng tốc độ chuyển động của không khí, tránh nuôi nhốt chật chội
Vào những lúc thời tiết nóng ẩm và ít gió cho gia súc làm việc nhẹ nhàng và nghỉ ngơi hợp lý, cho uống đủ lượng nước, tăng cường thức ăn xanh.
Vào những giờ nắng nhất định trong ngày nên cho gia súc ở chỗ có bóng râm hoặc có mái che.
Trong chăn nuôi
Đối với sức vật non và sơ sinh: Ảnh hưởng nóng không tác động hoặc tác động không đáng kể chỉ tác động đối với vật trưởng thành
Lợn: Tuyến mồ hôi kém phát triển nên việc bốc hơi chủ yếu qua bộ máy hô hấp.Do tỏa nhiệt bị trở ngại nên lợn kém ăn, sản xuất sữa giảm, tính nết thay đổi, thường tìm chổ ẩm để đái và nằm lên nên dễ bị viêm vú
Gia cầm: Gia cầm không có tuyến mồ hôi nên sự thải hơi nước được thực hiện chủ yếu qua đường hô hấp.
Khi nhiệt độ tăng gia cầm bắt đẫu xõa cánh, nhịp thở tăng và lông dương lên để tăng bốc hơi và đó cũng là con đường duy nhất để thoát nhiệt
Cảm nắng
Xảy ra khi vật nuôi bị phơi dưới ánh nắng mặt trời gay gắt trong thời gian dài, các tia hồng ngoại sẽ tác động đến trung khu thần kinh và làm rối loạn quá trình thải nhiệt 
c. Phản ứng khi nhiệt độ môi trường thấp
Khi nhiệt độ môi trường thấp cơ thể sẽ sảy ra quá trình điều hòa vật lý để giảm sự mất nhiệt: giảm sự tiếp xúc của da đối với môi trường bằng cách cuộn người lại, dựng lông để tăng sự cách nhiệt. quá tr ...  mầm bệnh, ấu trùng giun sán, côn trùng vv, có trong phân, nước tiểu gia súc. Ví dụ tiêu độc vi khuẩn E.coli, Salmonella, Vibrio cholerae, Clostridium perfringens, Leptospira, ấu trùng giun đũa, giun móc, sán lá vv Hoá chất thường dùng hiện nay: Tiêu độc phân bằng formol 1 - 5%, sữa vôi 10 - 20%, tiêu độc nguồn nước bằng hypoclorit can xi Ca (ClO)2 chloramin NH2Cl.
Xử lý hoá học bằng biện pháp ngưng kết: Thêm hoá chất vào trong phân, nước thải (chủ yếu là nước thải) để ngưng kết các phân tử dạng keo. Phương pháp này có thể loại khỏi nước thải một lượng lớn các sinh vật phù du, đất bùn, protein, chất béo, dầu mỡ và một phần vi sinh vật, trong và ấu trùng giun sán. Thường dùng các chất kết tủa như phèn chua (alumium sulphat, phèn đen fenic sulphat, sữa vôi. Lượng hoá chất sử dụng tuỳ thuộc tính chất của từng loại nước thải như độ pa, tỷ lệ chất rắn vv
2.2.2. Xử lý chất thải chăn nuôi bằng phương pháp sinh học
Dựa vào hoạt động của các vi sinh vật có trong chất thải. Vi khuẩn này có ba loại; Loại kỹ khí không cần oxy hoà tan; Loại hiếu khí cần oxy hoà tan; Loại tuỳ tiện có thể sống kỵ khí hoặc hiếu khí.
Tính chất của chất thải có thể ảnh hưởng đến phương thức hoạt động của các vi sinh vật Ví dụ, chất thải rắn dùng phương pháp hiếu khí hoặc ký khí, chất thải lỏng dùng phương pháp kỵ khí hoặc yếm khí tuỳ tiện.
Ngoài ra, đặc điểm của hầm, hố ủ sinh vật học cũng có những ảnh hưởng đến việc lựa chọn phương thức xử lý sinh vật. Hầm ủ kín, dùng phương pháp kỵ khí; Hầm không kín hoặc lộ thiên, dùng phương pháp hiếu khí hoặc tuỳ tiện.
a. Xử lý bằng phương pháp kỵ khí
Cơ chế của quá trình lên men kỵ khí sinh học: được thực hiện bởi các vi sinh vật trong điều kiện hoàn toàn không có oxy. Vi sinh vật thường trú trong đường tiêu hoá của gia súc nên sẽ xuất hiện tự nhiên trong phân (ví dụ giống Clostridium). Các vi sinh vật này nhận năng lượng từ quá trình oxy hoá các chất hữu cơ ở trong phân, phân giải các hợp chất hữu cơ để kiến tạo nên cơ thể bằng hình thức lên men yếm khí.
Các vi sinh vật kỵ khí sẽ biến nhiều chất hữu cơ thành khí metal (CH4) một số loại khí khác như H2S, Co2 vvVà nước.
Các nhân tố môi trường ảnh hưởng đến quá trình lên men kỵ khí sinh học: Quá trình lên men kỵ khí đòi hỏi các điều kiện môi trường khá nghiêm ngặt, trong đó điều kiện nhiệt độ và pH đóng vai trò quan trọng. Môi trường cũng không được chứa các chất độc hại hoặc gây ức chế tới quá trình sinh trưởng, phát triển của vi sinh vật. Các nhân tố ảnh hưởng cụ thể bao gồm:
- Lượng vi sinh vật ban đầu: Quá trình lên men kỵ khí có thể được khởi động một cách nhanh chóng nếu sử dụng chất thải của hệ thống xử lý kỵ khí sinh học đang hoạt động làm chất mồi, vì chất thải này có chứa nhiều vi sinh vật đang hoạt động thích hợp cho quá trình phân huỷ, sản sinh axit axetic và sản sinh khí metal.
- Nhiệt độ: Nhiệt độ và sự biến đổi của nhiệt độ trong ngày hoặc các mùa trong năm gây ảnh hưởng đến tốc độ sản sinh khí sinh học. Ví dụ, biên độ nhiệt từ 20 - 40oc là khoảng nhiệt độ thích hợp cho các vi sinh vật ưa ấm; Từ 50 - 65oc là biên độ nhiệt của các vi sinh vật ưa nhiệt.
Nói chung khi nhiệt độ tăng thì tốc độ sản sinh khí sẽ tăng nhưng ở nhiệt độ
trong khoảng từ 40 – 450C thì tốc độ sản sinh khí giảm vì khoảng nhiệt độ này không thích hợp cho các vi khuẩn kỵ khí sản sinh biogas. Nhiệt độ trên 600C, tốc độ sản sinh khí giảm và quá trình sinh khí sẽ bị kìm hãm hoàn toàn khi nhiệt độ môi trường >650C.
Độ pH: Độ pH thích hợp từ 6,6 - 7,6, tối ưu trong khoảng từ 7 - 7,2 (pH trung tính)
Trong giai đoạn sinh axit, độ pa thích hợp từ 5 - 6,5; Trong giai đoạn sinh khí metal, độ pH thích hợp trong khoang từ 7 - 8,5.
Khi pH thấp hơn 6,6 do sự tích tụ quá độ các axit béo trong hầm ủ nạp hoặc do các chất độc hại tích tụ trong nguyên liệu gây ức chế sự hoạt động của vi khuẩn kỵ khí sinh metal. Trong trường hợp này nên ngừng nạp nguyên liệu cho hệ thống xử lý để vi khuẩn sinh metal sử dụng hết lượng axit thừa, đến khi hệ thống xử lý đạt được tốc độ sinh khí bình thường thì mới nạp nguyên liệu trở lại.
Trong chất thải có nhiều nước tiểu thì độ pa sẽ tăng lên, có thể đạt pH8, dẫn tới làm giảm quá trình sinh metal, đồng thời còn làm tăng lượng NH3 gây ức chế sự hoạt động của các vi sinh vật.
Một số hợp chất vô cơ, các chất khoáng có thể làm tăng pH như NaOH, Na2CO3, Ca(OH)2 vv Cũng dẫn tới làm giảm khả năng phân huỷ các hợp chất hữu cơ, giảm sản sinh khí metal.
Các chất thải thực vật có thể điều chỉnh pa của hệ thống trở lại ngưỡng pa 7 thích hợp cho các vi khuẩn phân huỷ, các vi khuẩn sản sinh khí metal tăng cường khả năng hoạt động.
- Độ mặn: Nồng độ muối Nhét <0,3% không gây ảnh hưởng đến tốc độ sản sinh khí metal.
- Nhu cầu dưỡng chất: Để đảm bảo năng suất sinh khí của hầm ủ, nguyên liệu
cung cấp nên phối trộn để đạt được tỷ số C/N từ 25/1 đến 30/1 bởi vì các vi khuẩn phân huỷ sử dụng lượng cacbon nhiều hơn so với nhơ từ 25 đến 30 lần. Các nguyên tố như P, Ca, Na, K cũng cần thiết đối với quá trình sinh khí, tuy nhiên tỷ lệ C/N được coi là yếu tố dưỡng chất quyết định.
Có một số chất hữu cơ ở trong phân, chất thải cần thiết cho sự phát triển của vi sinh vật Ví dụ bổ sung bã thực vật có tác dụng kích thích gia tăng lượng khí CH4 loãng dây khoai lang cho thêm vào phân sẽ tăng thêm 88% lượng khí CH4' Johnson, 1976(Theo Lăng Ngọc Huỳnh)
- Thời gian lưu trữ: Trong phương pháp xử lý kỵ khí, ban đầu cần một thời gian tôi thiểu để phân tồn tại trong hầm ủ rồi mới tiến hành quá trình phân huỷ. Lúc này điều kiện là môi trường phải có nước, thường từ 2 - 6 ngày (cũng có khi từ 12 – 15 ngày) . Tuỳ theo từng điều kiện cụ thể mà khoảng thời gian này có sự thay đổi.
- Trộn: Nhằm duy trì nhiệt độ đồng nhất cho toàn hệ thống và đảm bảo sự khuếch tán đều các hợp chất hữu cơ để gia tăng tác dụng của vi sinh vật làm quá trình phân huỷ nhanh hơn, đồng thời giảm tối đa sự lắng đọng các chất rắn xuống đáy của hệ thống và quá trình tạo ra các bọt, váng trên mặt hầm ủ.
b. Xử lý bằng phương pháp hiếu khí
* Ủ phân compost
Ủ phân compost (phân hỗn hợp, ví dụ phân nguyên phối hợp với phân xanh) là một quá trình phân huỷ hiếu khí phân, chất thải chăn nuôi có kiểm soát, được thực hiện bởi nhiều loại vi sinh vật khác nhau thuộc hai nhóm ưa ấm và chịu nhiệt, cho ra sản phẩm CO2, nước, khoáng chất và các chất hữu cơ ổn định.
Thông thường ủ phân compost được dùng để xử lý chất thải rắn và bán rắn như phân gia súc, phế phụ phẩm chế biến nông nghiệp, trồng trọt vv
- Những thuận lợi và hạn chế của việc ủ phân compost
Thuận lợi của việc ủ phân compost: Mục đích của phương pháp ủ phân compost nhằm ổn định chất thải chăn nuôi, quá trình sinh học của ủ phân compost sau khi diễn ra đã biến đổi các chất thải hữu cơ thành những vật chất vô cơ ít gây ô nhiễm khi đưa vào môi trường tự nhiên.
Có tác dụng vô hoạt mầm bệnh: Các quá trình sinh học, sinh nhiệt làm cho nhiệt độ trong mẻ ủ compost có thể lên đến 60 - 700C. Nếu duy trì nhiệt độ này trong 1 ngày sẽ đủ để vô hoạt các mầm bệnh vi khuẩn không tạo nha bào, virus, trứng giun sán. Do đó, chất thải chăn nuôi sau khi ủ compost có thể sử dụng canh tác an toàn.
Có tác dụng cải tạo đất và cung cấp dưỡng chất cho cây trồng: Các chất dinh dưỡng hiện diện trong chất thải dưới dạng các hợp chất hữu cơ cây trồng khó hấp thu.
Sau khi ủ compost, các chất này sẽ được biến đổi thành các hợp chất vô cơ thích hợp cho cây trồng. Việc bón phân compost làm giảm quá trình rửa trôi khoáng chất.vì các chất này thường tồn tại ở dạng không hoà tan, có vai trò giữ nước làm tơi xốp đất, tạo điều kiện cho bộ rễ phát triển.
Những hạn chế của quá trình ủ phân compost: Chất lượng của sản phẩm không
ổn định để đáp ứng đầy đủ hàm lượng dinh dưỡng cần thiết của một loại phân bón.
Không đảm bảo được tỷ lệ vô hiệu hoá cần thiết đối với các vi sinh vật gây bệnh (không diệt được mầm bệnh là các vi khuẩn tạo nha bào).
2.3. Xử lý xác gia súc, gia cầm chết
Thông thường, trong một khu trại chăn nuôi luôn tồn tại ở mức độ nhất định tỷ lệ gia súc, gia cầm chết (gia cầm non khoảng <5% là hợp lý, lợn con trước cai sữa tỷ lệ chết <3%, tỷ lệ chết của bê, nghé phải <l%) vì nhiều lý do khác nhau (do suy dinh dưỡng hoặc mắc bệnh chết). Do vậy, việc xử lý xác của các gia súc, gia cầm chết phải được quan tâm, một mặt vừa đáp ứng được các yêu cầu vệ sinh, đồng thời có khả năng tận dụng được nguồn phân bón sử dụng cho cây trồng.
Nếu gia súc, gia cầm chết nhưng không phải do nguyên nhân các bệnh truyền
nhiễm gây ra thì có thể xử lý vệ sinh theo các phương pháp sinh vật học thông thường (ví dụ như ủ phân compost) để tận dụng nguồn phân bón.
Trong trường hợp gia súc, gia cầm chết do nguyên nhân gây bệnh truyền nhiễm (ví dụ bệnh Lở mồm long móng, Cúm gia cầm) thì phải xử lý vệ sinh nghiêm ngặt, cụ thể như: Phải đào hố chôn xác gia súc, gia cầm sâu 2m (chiều rộng của hố chôn tuỳ theo số lượng xác súc vật nhiều hay ít), tiêu độc, sát trùng, lấp .kín. Tuyệt đối không được khai thác xác gia súc, gia cầm chết trong trường hợp này để làm nguồn cung cấp phân bón cho cây trồng.
Nếu gia súc (trâu, bò, lợn, dê) chết do bệnh Nhiệt thán, công tác xử lý vệ sinh,
tiêu độc cũng tương tự như với các bệnh truyền nhiễm nói chung. Tuy nhiên do đặc tính tạo nha bào của vi khuẩn Bacillus anthracis nên theo Pháp lệnh thú y hiện hành phải xây mả ở các hố chôn xác súc vật chết do bệnh này và ghi rõ “mả gia súc mắc bệnh Nhiệt thán”.
2.3.1. ủ phân (ủ phân tồn lẫn các phế thải thực vật) composting
Trộn xác gia súc, gia cầm chết lẫn phân, chất độn chuồng, cây phân xanh và nước theo công thức: Phân gà tỷ lệ 2 - 3 phần khối lượng; Xác gia súc, gia cầm 1 phần; Cây phân xanh hoặc rơm, lao; Nước tạo ẩm độ 60 - 70%.
Cách trộn: Xếp từng lớp trong hố ủ, dưới cùng là lớp không thấm nước, đến lớp phân chuồng khoảng 30cm, lớp rơm 15cm. Sau hai lớp phân và rơm đến phần xác gia cầm trộn theo công thức: Rơm - Xác gia súc, gia cầm - Phân ẩm. Trên cùng ủ một lớp phân có chiều dày gấp đôi các lớp phân ở dưới.
Sau vài ngày nhiệt độ phân ủ sẽ tăng lên khoảng 60 - 700C, chờ đến lúc hạ nhiệt sẽ chuyển lớp phân ủ phía trên sang một hố khác để tăng cường thoáng khí giúp vi sinh vật hoạt động và làm tăng nhiệt trữ lại.
Khi quá trình phân huỷ của vi sinh vật dừng lại, nhiệt độ phân ủ giảm dần đến
mức ngang bằng với nhiệt độ môi trường, sau 60 ngày có thể đem phân bón đất canh tác.
2.3.2. Chôn xác gia súc, gia cầm
Kích thước hố chôn xác tuỳ thuộc yêu cầu số lượng gia súc, gia cầm cần phải xử lý. Độ sâu của hố chôn phải đạt mức tối thiểu 2m, cho xác gia súc, gia cầm xuống đáy hố, xử lý tiêu độc, khử trùng (có thể dùng hoá chất sát trùng như vôi bột hoặc đốt bằng dầu diezen), sau đó lấp đất thật kín, rào kỹ xung quanh (hoặc xây mả với các xác gia súc chết do mắc bệnh nhiệt thán).
- Lò đốt xác
Việc xây lò đốt xác gia súc, gia cầm chết hiện nay ở nước ta chưa thấy nơi nào áp dụng do chi phí tốn kém, cả về chi phí xây dựng và chi phí khi sử dụng, ngoài ra còn dễ gây ô nhiễm môi trường không khí. Tuy nhiên, hiện tượng đốt xác vẫn thường gặp trong xử lý vệ sinh xác gia súc, gia cầm chết nhưng chỉ với mục đích tiêu độc, khử trùng tại hố chôn, không phải với mục đích để đốt xác, sau đó các hố này sẽ được lấp kín và nghiêm cấm khai thác sử dụng làm nguồn cung cấp phân bón.
2.4. Xử lý sinh học nước thải chăn nuôi
Đây là phương pháp chủ yếu vì có hàng loạt các ưu điểm về mặt công nghệ, kinh tế, kỹ thuật, hiệu quả xử lý cao về nhu cầu tiêu thụ oxy sinh học (Biological Oxygen Demand, BOD). Có 3 phương pháp xử lý sinh học:
- Phương pháp hiếu khí (aerobic method).
- Phương pháp kỵ khí (anaerobic method).
Phương pháp sinh học tuỳ nghi (facultative method).
Xử lý nước thải chăn nuôi bằng phương pháp sinh học là quá trình làm biến đổi và phân huỷ chậm các hợp chất hữu cơ phức tạp, ở trạng thái ô nhiễm thành các chất đơn giản, ít ô nhiễm hơn nhờ hệ thống vi sinh vật có trong công trình xử lý. Các hợp chất hữu cơ đóng vai trò cung cấp dưỡng chất cho vi sinh vật hoạt động. Quá trình xảy ra tương tự như quá trình tự làm sạch của nước nhưng có tốc độ phân huỷ nhanh hơn trong một khoảng thời gian ngắn với sự tham gia của một số lượng lớn vi sinh vật. Sau quá trình xử lý bằng phương pháp sinh học, nước thải vẫn cần một lượng BOD dành cho các chất khó phân huỷ nhưng đã có thể xả vào nguồn nước mà không gây hại cho môi trường tự nhiên.
2.4.1. Xử lý nước thải chăn nuôi bằng ao sinh học
Ao sinh học hay hồ oxy hoá là một trong các công trình xử lý nước thải chăn
nuôi bằng phương pháp sinh vật học. Các quá trình diễn ra trong ao sinh học tương tự như quá trình tự rửa sạch của nước ở trong tự nhiên nhưng có tốc độ nhanh và hiệu quả hơn.
Trong ao sinh học thường tập trung nhiều loại thực vật thuỷ sinh, vi sinh vật, tảo, nấm, phù du, cá vv.., sinh trưởng, phát triển. Quần thể động thực vật, vi sinh vật này đóng vai trò quan trọng trong quá trình vô cơ hoá các hợp chất hữu cơ của nước thải chăn nuôi. Đầu tiên vi sinh vật phân huỷ các hợp chất hữu cơ phức tạp thành những chất hữu cơ và vô cơ đơn giản, đồng thời trung quá trình quang hợp chúng trả lại oxy cho nước. Động vật sống trong nước, vận động, khuấy trộn giúp tăng cường quá trình trao đổi chất, thúc đẩy hoạt động phân huỷ của vi sinh vật.
2.4.2. Xử lý nước thải bằng tảo
Tảo có khả năng quang hợp, cơ thể tồn tại ở dạng đơn hoặc đa bào, có tốc độ sinh trưởng nhanh. Tảo có giá trị dinh dưỡng (hàm lượng protein) cao, nguồn cung cấp thức ăn quan trọng cho nhiều loài cá. Trong môi trường sống, tảo có khả năng chịu được sự thay đổi thất thường của điều kiện tự nhiên nên có khả năng sinh trưởng, phát triển trong nước thải chăn nuôi. Do vậy, tảo được ứng dụng để xử lý nước thải và tái sử dụng chất dinh dưỡng; Biến năng lượng ánh sáng mặt trời thành năng lượng trong cơ thể vi sinh vật (thông qua quá trình quang hợp); Tiêu diệt mầm bệnh.
Thông thường phải kết hợp việc xử lý với sản xuất và thu hoạch tảo để loại bỏ
chất hữu cơ trong nước thải. Tuy nhiên, tảo rất khó thu hoạch, đa số tảo có thành tế bào dày nên gia súc rất khó tiêu hoá, hấp thu. Mặt khác, tảo thường bị nhiễm bẩn bởi kim loại nặng, thuốc trừ sâu và các mầm bệnh từ trong nước thải.
2.4.3. Xử lý nước thải bằng thuỷ sinh thực vật có kích thước lớn
Thuỷ sinh thực vật là các thực vật sinh trưởng, phát triển trong môi trường nước, có thể gây ra một số bất lợi cho con người do đặc điểm sinh sản nhanh và phân bố rộng (ví dụ như sen, súng, niễng, ngổ trâu, bèo tấm, bèo lục bình, bèo tai chuột vv).
Tuy nhiên, có thể lợi dụng những thuỷ sinh thực vật này để xử lý nước thải chăn nuôi, ủ phân compost, chế biến làm thức ăn xanh bổ sung cho gia súc.
Cây thuỷ sinh được chia làm 3 nhóm:
2.4.4. Tiêu chuẩn vệ sinh nước thải chăn nuôi
Nước thải chăn nuôi là nước được thải ra trong quá trình chăn nuôi gia súc, gia cầm, gồm nước phân, nước tiểu, nước rửa chuồng trại, dụng cụ chăn nuôi, phương tiện vận chuyển, dung dịch xử lý chuồng trại . . .Tiêu chuẩn này áp dụng cho nước thải các trại chăn nuôi gia súc, gia cầm tập trung
THỰC HÀNH 
BÀI 1: ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN VỆ SINH Ở TRẠI THỰC NGHIỆM
BÀI 2: THU THẬP THÔNG TIN VỀ KẾT CẤU CHUỒNG NUÔI GIA SÚC, GIA CẦM THÂM CANH. PHÂN TÍCH TÍNH KHẢ THI CỦA VIỆC ÁP DỤNG KIỂU CHUỒNG NÀY TẠI KHU VỰC KON TUM