Gắn sản xuất nông nghiệp hiện đại với công tác bảo vệ môi trường

Máy ủ phân gà dạng bồn đứng đã mở ra hướng tiếp cận mới trong lĩnh vực chăn nuôi, qua đó giúp khai thác hiệu quả nguồn phụ phẩm, đồng thời giải quyết có hiệu quả nhiệm vụ bảo vệ môi trường trong sản xuất nông nghiệp hiện đại.

Hiện nay, các trang trại chăn nuôi gà đẻ trứng tập trung trên cả nước đã phát triển nhiều về quy mô và số lượng. Tuy nhiên, việc xử lý phân gà đang gặp rất nhiều khó khăn vì phân gà đẻ có độ ẩm rất cao, trung bình 75% và thậm chí đạt đến 90%. Chưa dừng lại ở đó, việc xử lý phân gà, cụ thể là việc ủ phân gà để tạo nguyên liệu đầu vào cho các nhà máy sản xuất phân bón hay các hộ nông dân có nhu cầu sử dụng phân tươi qua sơ chế, đã và đang đối mặt với hàng loạt khó khăn khác, chẳng hạn như: tạo ra những tác động đáng kể đến môi trường; chi phí thuê nhân công - trang thiết bị thực hiện ủ phân, vô bao thành phẩm ở mức cao trong khi giá bán thành phẩm lại thấp; hay như một số loại phân (thực hiện bằng phương pháp ủ hở) có bổ sung men vi sinh, phụ gia theo từng mẻ và phải trộn thêm trấu hoặc mùn cưa được ghi nhận rất khó bán; nguồn năng lượng sinh học được tạo ra từ khối ủ bị thất thoát ra môi trường; cũng như việc một số địa phương không cho phép vận chuyển phân từ nguồn động vật nếu chưa chưa qua xử lý, sơ chế.

Trong khi đó, trên thị trường ghi nhận sự xuất hiện của nhiều hệ thống máy ủ phân gà dạng bồn đúc được nhập từ Nhật, Đức, Trung Quốc với ưu điểm công suất cao, thời gian cho ra sản phẩm nhanh, song giá thành của trọn bộ các giải pháp này thường rất cao, cũng như phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu men vi sinh độc quyền từ đối tác vốn có giá bán cao, từ đó dẫn đến việc khó kiểm soát, ổn định giá sản phẩm đầu ra.

Trước thực tế đó, Phân viện Cơ điện nông nghiệp và công nghệ sau thu hoạch đã triển khai nhiệm vụ khoa học công nghệ "Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy ủ phân gà dạng bồn đứng năng suất 2 m3/ngày" để khắc phục những hạn chế nói trên.

Báo cáo trước hội đồng tư vấn nghiệm thu nhiệm vụ khoa học vừa được Sở KH&CN TPHCM tổ chức hồi trung tháng 6/2022, thạc sỹ Đào Vĩnh Hưng, chủ nhiệm nhiệm vụ cho biết "giải pháp của máy ủ phân gà được hoàn thiện sử dụng nguyên lý lên men tự nhiên theo phương thẳng đứng có những điểm nổi bật như máy ủ chỉ sử dụng phân gà tươi nguyên chất 100%, không cần dùng thêm men vi sinh và phế phụ phẩm".

Cũng theo lời đại diện Phân viện Cơ điện nông nghiệp và công nghệ sau thu hoạch, thì máy tận dụng lượng vi sinh chịu nhiệt độ cao có sẵn trong phân gà. Nhiệt độ phân tăng lên bởi quá trình tự lên men hiếu khí ở nhiệt độ 60-70 độ C, không cần gia nhiệt; và máy ủ giữ được nhiệt làm phân phân hủy và khô và nhanh hơn.  Nguyên lý làm việc chính của máy ủ phân gà được thể hiện cụ thể như sau:

Sơ đồ phân bố nhiệt trong máy ủ phân dạng bồn đứng

Máy ủ phân lên men theo hướng thẳng đứng dựa vào lớp đệm sinh học được đặt ở phía dưới đáy bồn. Một lớp đệm sinh học là lớp phân gà đã chứa sẵn các chủng vi sinh ưa nhiệt. Lớp đệm sinh học thường chiếm 60%-70% thể tích bồn, lớp phân mới bỏ vào sẽ chiếm 10%-15% thể tích bồn, còn lại không gian trống 15%-22%. Khi hoạt động, phân gà đầu vào có độ ẩm khoảng 75% được đưa vào gầu cấp liệu rồi đổ vào bồn chứa. Tại đây phân sẽ nằm trên lớp đệm sinh học giúp độ ẩm phân tươi giảm  xuống độ ẩm lý tưởng khoảng 55-60% trong vòng 24 giờ đầu. Vi sinh từ lớp đệm sinh học sẽ sử dụng nguồn dinh dưỡng từ phân tươi để sinh sôi phát triển. Trong quá trình phát triển vi sinh sẽ phân hủy phân tươi và thải ra lượng nhiệt lớn ra. Trong khi đó, quạt cao áp sẽ cung cấp khí thổi vào bồn với hai mục đích là cung cấp oxi cho vi sinh vật hô hấp và không khí để làm bay hơi nước trong phân. Để hỗ trợ quá trình ủ và sục khí tốt, trục khuấy sẽ quay và đảo trộn khối phân, bảo đảm khối phân luôn được tơi xốp. Hơi nước thoát ra trong quá trình ủ sẽ được quạt hút hút ra thông qua lọc bụi. Để khử hoàn toàn mùi máy có thể bố trí thêm hệ thống khử mùi sau quạt. Năng lượng làm khô phân tươi chủ yếu sử dụng do quá trình phân hủy phân tạo ra. Để không bị tổn hao nhiệt vách bồn được cách nhiệt dày khoảng 50mm. Hơn nữa trục khuấy cũng được truyền động băng cơ cấu thủy lực nguyên lý cóc bẩy đặc biệt tiếp kiệm năng lượng. Khi quá trình ủ phân trong bồn diễn ra tốt nhiệt độ các tầng của bồn ủ, cụ thể như tầng 3: 65-70 độ C, tầng 2: 55-60 độ C, tầng 1: 45-50 độ C. Quá trình ủ phân sẽ kéo dài 7-10 ngày. Khi đó từ lớp phân ban đầu có độ ẩm 75% phân sẽ được phân hủy và sẽ đạt ẩm độ dưới 30%. "Nhờ nhiệt độ này vi khuẩn phân hủy Nitơ thành Amoniac ít hoạt động giúp giảm mùi, tăng chất lượng của phân, đồng thời các vi khuẩn có hại hay hạt giống cỏ cũng bị triệt tiêu", thạc sỹ Đào Vĩnh Hưng thông tin thêm, "Ngoài ra, khí thải ra được xử lý khử mùi, để an toàn môi trường. Sau 24 giờ lớp phân có độ ẩm dưới 30% đã hoai được thải ra. Lớp phân tươi đầu vào cần 7-10 ngày để lên men và phân hủy hoàn toàn".

Với giải pháp hoàn thiện có thể tích ở mức 20 m3, bồn luôn chứa sẵn lớp đệm sinh học là 14 m3. Mỗi ngày sẽ bỏ vào 2 m3 và lấy ra 0,65-0,7 m3. Một lớp phân tươi cho vào sẽ được ủ trong bồn 10 ngày. Sau khi cho lớp phân tươi vào trong 24 giờ lớp phân này sẽ trở thành lớp đệm sinh học cho lớp ngày tiếp theo. 

Chia sẻ thêm về giải pháp máy ủ theo công nghệ mới 100% và được nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mới hoàn toàn tại Việt Nam này, thạc sỹ Đào Vĩnh Hưng cho biết, giải pháp đã giải quyết được hai vấn đề chính của sản xuất. Trước tiên là với môi trường, giải pháp đã xử lý môi trường ngay trong khuôn viên trang trại, bảo đảm vệ sinh môi trường và an toàn dịch bệnh. Thứ hai, về vấn đề kinh tế - kỹ thuật, giải pháp đã giúp nâng cao chất lượng của phân hữu cơ từ phân gà, giảm chi phí vận chuyển phân gà từ trang trại đến nơi xử lý hoặc sử dụng, giảm chi phí nguyên liệu đầu vào, giảm chi phí đầu tư nhà xưởng, giảm chi phí lao động trong vận hành máy. Máy ủ phân là cỗ máy tiết kiệm năng lượng, thân thiện môi trường vì nguồn năng lượng dùng cho máy ủ hoạt động gồm 80% là năng lượng sinh học sinh ra từ quá trình lên men tự nhiện bên trong máy ủ và 20% còn lại từ năng lượng mặt trời. Trong khi các phương pháp ủ hở  nguồn năng lượng sinh học này hầu hết bị thất thoát ra môi trường. Ngoài ra, các phương pháp sấy hoặc hấp năng lượng 100% từ điện lưới hoặc hóa thạch.

"Nhìn chung, giải pháp công nghệ và thiết bị ủ phân gà mới này đã giảm được rất đáng kể chi phí sản xuất phân hữu cơ từ phân gà so với các phương pháp hiện nay như sấy, hấp, ủ hở", thạc sỹ Đào Vĩnh Hưng nhấn mạnh. 

Được biết, máy ủ phân gà do thạc sỹ Đào Vĩnh Hưng và các cộng sự tại Phân viện Cơ điện nông nghiệp và công nghệ sau thu hoạch chế tạo đã được thử nghiệm thành công, đồng thời đã đưa vào ứng dụng trong sản xuất thực tế từ tháng 11/2021 tại Trang trại gà Hải Anh ECO thuộc Công ty TNHH Hải Anh ECO (Khánh Hòa). 

Trong sản xuất thực tế, máy ủ phân gà có năng suất xử lý 2m3 phân gà tươi/ngày. Phân gà thành phẩm là nguyên chất 100%, đạt độ hoại cần thiết, có ẩm độ 17% -30%wb và có hàm lượng chất hữu cơ lớn 42,4%-52%. 

Đại diện nhóm triển khai nhiệm vụ khoa học - công nghệ cho biết, chất lượng phân sau ủ cũng đạt tiêu chuẩn của phân hữu cơ và phân hữu cơ vi sinh theo quy định của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. 

Tựu trung, máy ủ phân gà dạng bồn đứng vừa được hoàn thiện nói trên đã không những đáp ứng được nhu cầu cấp bách về môi trường xử lý phế thải trong chăn nuôi tận gốc, mà còn nâng cao được giá trị kinh tế và chất lượng của phân ủ so với các phương pháp ủ hiện nay.