Đánh giá thực trạng và định ra giải pháp phát triển bền vững hệ thống biogas sinh học trong quan hệ với các ngành sản xuất có liên quan ở nông thôn huyện chương mỹ hà tây

Phần I MỞ ĐẦU 1.1: Tính cấp thiết đề tài nghiên cứu Cùng với phát triển kinh tế thị trường, khu vực kinh tế nông thôn có nhiều khởi sắc chuyển biến rõ rệt Cơ cấu kinh tế nơng nghiệp, nơng thơn có nhiều thay đổi, ngành chăn nuôi bước phát triển giữ vị trí quan trọng sản xuất nơng nghiệp Năm 2002, ngành chăn ni Việt Nam có tốc độ phát triển cao với 9,9 % Tăng trưởng chăn nuôi kéo theo vấn đề môi trường, tác hại môi trường chất thải từ gia súc bắt đầu rõ nét số nước phát triển Chất thải từ gia súc có mùi hơi, thối, làm ô nhiễm không khí, ô nhiễm đất, ô nhiễm nguồn nước, gây lên bệnh đường hô hấp đường tiêu hoá, bệnh ngứa da, ngứa mắt, viêm gan, ảnh hưởng đến sức khoẻ, đời sống nhân dân Việc quản lý chất thải từ gia súc cần tổng hợp biện pháp kỹ thuật, giáo dục, sách mơi trường sách kinh tế Các biện pháp kỹ thuật phổ biến để xử lý chất thải từ gia súc bao gồm hệ thống biogas; bể chứa phân: bón phân xử lý vào đất; sử dụng xanh để hấp thu chất thải sử dụng phân gia súc thành phần thức ăn gia súc Trong đó, xây dựng hệ thống biogas giải pháp xử lý chất thải từ chăn nuôi tốt hiệu Biogas biến đổi chất thải từ gia súc thành nguồn lượng dùng để đun nấu, sưởi ấm, thắp sáng, tạo nguồn phân bón cho trồng làm mơi trường Biogas ưa chuộng khả làm giảm mùi hôi phân gia súc phân huỷ xảy điều kiện yếm khí nguồn lượng rẻ tiền Hiện nay, nước ta áp dụng số mơ hình biogas nước ấn Độ, Trung Quốc, Colombia có hiệu bà nơng dân ủng hộ Tuy nhiên q trình xây dựng phát triển hệ thống biogas gặp phải khơng khó khăn nên tốc độ mở rộng quy mơ cịn chậm Để mở rộng quy mơ phạm vi áp dụng mơ hình biogas có hiệu cơng việc nghiên cứu biogas ngành khác có liên quan quan trọng Vì việc tìm hiểu giải pháp phát triển bền vững biogas quan hệ với phát triển ngành sản xuất nông nghiệp, nông thôn huyện Chương Mỹ-Hà Tây cần thiết 1.2 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.2.1 Mục tiêu tổng quát: Đánh giá thực trạng định giải pháp phát triển bền vững hệ thống biogas sinh học quan hệ với ngành sản xuất có liên quan nơng thơn huyện Chương Mỹ-Hà Tây 1.2.2 Mục tiêu cụ thể - Hệ thống hoá sở lý luận thực tiễn phát triển bền vững hệ thống biogas phát triển bền vững nông thôn - Đánh giá thực trạng phát triển hiệu hệ thống biogas thực trạng phát triển ngành sản xuất Từ tìm hiểu mối quan hệ phát triển hệ thống biogas với số ngành sản xuất nông thôn yếu tố ảnh hưởng đến - Đề xuất phương hướng giải pháp để phát triển hệ thống biogas quan hệ tích cực với phát triển ngành sản xuất khác huyện Chương Mỹ-Hà Tây 1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.3.1: Đối tượng nghiên cứu - Nghiên cứu vấn đề kinh tế - kỹ thuật ngắn liền với phát triển bền vững hệ thống biogas phát triển ngành sản xuất nông thôn huyện Chương Mỹ - Đối tượng trực tiếp nghiên cứu hộ có hầm biogas số hộ chăn nuôi nhiều mà chưa xây hầm 1.3.2: Phạm vi nghiên cứu - Địa điểm: huyện Chương Mỹ- Hà Tây - Thời gian: từ 10/2/2003- 10/6/2003 Phần II TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cơ sở lý luận 2.1.1 Những vấn đề phát triển Biogas 2.1.1.1 Khái niệm Biogas sinh học Cơng nghệ khí sinh học Biogas cơng nghệ sử dụng q trình phân huỷ mơi trường yếm khí chất thải có hàm lượng hữu cao phụ phẩm nông nghiệp; phân động vật; nước thải sinh hoạt; nước thải lò mổ, trại chăn nuôi tập trung; nhà máy chế biến thực phẩm Sản phẩm trình phân huỷ kỵ khí khí sinh học bã thải Khí sinh học nhiên liệu khí có giá trị, cháy với lửa xanh lơ nhạt khơng khói, dùng để tạo lượng phục vụ sản xuất, sinh hoạt, đồng thời để bảo quản số loại rau quả, ngũ cốc cho hiệu kinh tế cao Bã thải dùng trực tiếp làm phân bón loại cây, xử lý hạt giống, trồng lấm làm thức ăn bổ sung để nuôi lợn, nuôi thuỷ sản mang lại hiệu kinh tế cao 2.1.1.2 Vai trò Biogas Nước thải chất thải sản xuất nơng nghiệp sinh hoạt gia đình hợp chất hữu có phân tử lớn Các chất điều kiện nóng ẩm bị phân hoá nhanh sinh lượng chất hữu phân tử nhỏ chất vô Trong điều kiện tự nhiên khơng kiểm sốt tập trung q trình làm nhiễm mơi trường từ tác động ảnh hưởng trực tiếp vào trình trao đổi chất người sinh vật khác Ngược lại chất thải xử lý hợp lý tạo nguồn lượng tái sinh hữu ích chất dinh dưỡng dễ hấp thụ cho trồng vật ni, làm ngun liệu cho chu trình sản xuất khép kín hệ kinh tế sinh thái VAC Để tìm giải pháp hợp lý bền vững việc xử lý chất thải chăn nuôi chất thải sinh hoạt việc ứng dụng cơng nghệ Biogas biện pháp tích cực giai đoạn nay, khu vực địa bàn nông thôn nhằm giải vấn đề sau: - Tạo nguồn lượng tái sinh rẻ phục vụ đời sống người - Giữ gìn bảo vệ môi trường vệ sinh trong khu vực cơng đồng nơng thơn qua góp phần giữ gìn bảo vệ mơi trường, bảo vệ sức khoẻ tồn xã hội thơng qua việc giảm nhiễm mơi trường sản xuất, cung cấp sản phẩm nông nghiệp - Giảm chặt phá rừng khu vực trung du miền núi Vì sử dụng Biogas giảm nhu cầu tiêu thụ gỗ, củi - Tăng thu nhập cho hộ gia đình thơng việc giảm chi phí nhu cầu chất đốt phục vụ sinh hoạt - Tạo nguồn phân bón hữu vi sinh, giảm bớt sử dụng phân hố học, qua giảm bớt thối hoá cải thiện đất trồng, nâng cao suất trồng nuôi cá hệ thống VAC gia đình - Hỗ trợ phát triển chăn ni tốt hơn, tạo điều kiện nâng cao mức sống tiếp cận điều kiện văn minh đô thị cho người dân nông thơn việc cải tạo hố xí gia đình, sử dụng khí sinh học vào việc nội trợ - Giảm sức lao động phụ nữ công việc nội trợ 2.1.1.3 Đặc điểm kinh tế, kỹ thuật Biogas Cơng nghệ khí sinh học với dạng hầm Biogas khác có đặc điểm kinh tế kỹ thuật khác Có nhiều dạng hầm Biogas phổ biến hầm xây chìm lịng đất có nắp hình vòm khối, hầm Biogas nắp Trung Quốc, hầm Biogas túi ủ chất dẻo Colombia * Hầm Biogas có nắp vịm - Cấu tạo hầm gồm: + Bể phân huỷ xây chìm lịng đất có thân bể hình trụ, nắp bể hình vịm Nắp vịm xây gạch bê tông cốt thép, vật liệu Côm- pô - sít + Hệ thống đầu vào dẫn nguyên liệu nạp vào hầm phân huỷ theo đường ống dẫn thẳng xuống đáy hầm + Đầu gắn vào hầm phân huỷ, đóng vai trị bể điều áp - Ưu điểm: Tạo áp lực ga lớn, sử dụng ga để thắp sáng - Nhược điểm: + Bản vẽ thiết kế phức tạp, thi công xây dựng khó khăn địi hỏi xác cao thi cơng xây dựng, trình độ thợ xây dựng vùng nơng thơn cịn hạn chế Do việc phổ cập nhân rộng, phát triển mơ hình khó khăn + áp lực ga hầm lớn nên cần vết nứt nhỏ vịm cầu q trình sử dụng làm cho ga thất hồn tồn mà việc xác định vết nứt rị rỉ vịm cầu khó khăn + Lớp váng xuất phát triển gây nhiều khó khăn trở ngại cho phân huỷ nguyên liệu hầm + Trường hợp bể điều áp thiết kế mà xây dựng không quy cách tiêu chuẩn xuất tình trạng hầm phân huỷ thường xuyên xẩy tượng thiếu nước làm cho hiệu sản xuất ga thấp +Khi đầu vào nước thường bị dềnh lên làm cho việc nạp nguyên liệu vào hầm gặp nhiều trở ngại + Giá thành xây dựng cao (4-5 triệu đồng/1hầm 7m3) * Biogas túi chất dẻo - Cấu tạo: + Túi ủ Biogas cấu tạo 2-3 lớp túi nilong lồng vào làm một, dài 7-10m, đường kính 1,4m đặt nửa chìm nửa mặt đất Túi gắn với hệ thống ống sành tạo đầu vào đầu + Túi dự trữ ga có nhiệm vụ thu dự trữ khí sinh học tù túi ủ để dẫn tới bếp sử dụng - Nhược điểm: + Túi ủ Biogas hay bị thủng bị tác động học + Vật liệu chất dẻo dễ bị lão hoá tác dụng ánh nắng mặt trời + Mơ hình chiếm diện tích đất lớn (10 m3) túi Biogas đặt nửa chìm nửa mặt đất làm cho gia đình có diện tích đất trật nên khơng có điều kiện để áp dụng mơ hình * Biogas VACVINA cải tiến: - Cấu tạo: + Hầm Biogas VACVI NA cải tiến nói giao kết mơ hình vịm cố định lịng đất mơ hình túi Biogas nilong + Hầm phân huỷ thơng thường có hình khối hộp chữ nhật xây dựng gạch, xi măng, độ sâu vừa phải lịng đất Khơng cần bể phối trộn, thay vào hoạt động liên hồn với kỹ thuật đơn giản loại xi-phông đầu vào với hoạt động linh hoạt dẫn chất thải vào hầm đồng thời thực phá váng liên tục trình sử dụng Thực chất chất thải đưa vào hầm rơi tự với gia tốc trọng trường làm phá vỡ lớp váng bề mặt thuỷ tĩnh hầm + Ga sản sinh hầm ủ dẫn tới hệ thống túi dự trữ ga chất dẻo, nhờ hệ thống đường ống dẫn nhựa kim loại Hệ thống túi dự trữ ga treo bếp chuồng trại - Ưu điểm: + Hầm xây lịng đất với cấu tạo hình khối hộp hình chữ nhật đơn giản, khơng cần xây lắp hình vịm hình cầu, làm cho việc xây dựng dễ dàng rễ nhiều Cấu trúc thiết kế đơn giản, việc xây dựng hầm phân huỷ dễ dàng, phù hợp với trình độ thợ xây vùng nông thôn + Thiết kế hầm phân huỷ việc sử dụng bê tông cốt thép đổ liền khối chỗ nắp phẳng cho phép độ dung sai rò rỉ nhỏ, mà đảm bảo kín khí cho hầm + Phương pháp lưu giữ ga bên đơn giản hiệu phù hợp với việc sản xuất ga hoàn cảnh + Phương pháp phá váng tự động liên tục giải vấn đề nan giải thiết kế hầm Biogas vòm với việc nạp nguyên liệu từ đáy hầm + Nắp hầm phẳng tận dụng việc xây dựng chuồng trại nhà xí trực tiếp + Hầm có độ bền cao, khơng tiền bảo hành trì hoạt động hầm hàng năm 2.1.1.4 Những nhân tố ảnh hưởng đến phát triển hệ thống Biogas * Yếu tố xã hội - ích lợi Biogas: Biogas đem lại yếu tố ích lợi ga đốt, phân bón vệ sinh Hầu khu vực Đơng Nam Á- Thái Bình Dương thích sử dụng gas, sau quan tâm đến lợi ích phân bón Tuy nhiên ngày người ta ý đến việc sử dụng phân bón cịn vấn đề vệ sinh nêu lên - Đặc tính dân tộc nơng dân Mỗi nước có đặc tính dân tộc riêng đặc tính dân tộc nơng dân nước có ý nghĩa quan trọng việc lựa chọn loại hình Biogas thích hợp với điều kiện cụ thể địa phương Nhìn chung, nơng dân thường có tập quán sử dụng trực tiếp phân bón gia súc với trồng, đun nấu củi gỗ, rơm rạ, họ e ngại với việc sử dụng khí đốt Biogas * Yếu tố ảnh hưởng đến loại hình thiết kế - Nguyên vật liệu xây dựng: Kỹ thuật xây dựng Biogas tuỳ thuộc vào nguyên vật liệu sẵn có địa phương đá, gạch, bê tơng Hầm ủ làm nhiều loại vật liệu khác - Mực nước ngầm: Là mực nước sẵn có hố đào đất Khi mực nước dâng cao tới gần mặt gọi mực nước ngầm cao Trong khu vực ngập nước phải xây dựng loại hình bể sinh khí đặc biệt - Nguyên liệu cho vào hầm ủ: Khí đốt sinh học phát sinh loại phân xanh, phân chuồng có loại hình loại hình vịm cố định sử dụng phân xanh, rau cỏ loại mà không cần phải nghiền chúng trước Đa số loại hình bể sinh khí thiết kế bể sử dụng phân lợn, phân trâu, bò; số mơ hình thiết kế để sử dụng phân gà, vịt, phân người Khi dùng phân động vật bể sinh khí hoạt động liên có lượng chất thải tương đương thoát khỏi bể sinh khí Khi dùng phân xanh có tỷ trọng nhỏ nên chúng khơng thể tự chảy khỏi bể sinh khí mà trước đổ phân xanh vào hầm ủ ta phải vớt lượng phân xanh cũ thay phân xanh từ đến hai lần năm, lần thay phải đợi thời gain vi khuẩn bắt đầu hoạt động có ga Như dùng phân xanh bị gián đoạn trình cung cấp ga Hơn lượng phân thu từ gia súc, gia cầm người phụ thuộc vào nhiều yếu tố kích thước vật, loại thực phẩm cho gia súc ăn ngày mức sản sinh súc vật *Những yếu tố ảnh hưởng đến trình vận hành - Lượng nước: Thường kg phân phải trộn với kg nước Không thể dùng nước biển làm cản trở phát sinh vi khuẩn - Thời gian sử dụng bể sinh khí: Bể sinh khí xây xi măng sử dụng 20 năm Khi định xây dựng bể sinh khí, người sử dụng phải hiểu việc đầu tư vốn lâu dài phải tính tốn đến số lượng gia súc tương lai việc sử dụng gas tương lai - Lớp váng hầm ủ: Đóng váng tượng bể sinh khí vận hành liên tục tạo rau cỏ, rơm rạ, phân xanh không bị mục rữa, lớp lót ổ cho súc vật vỏ trấu, mạt cưa Nừu lớp váng có ta quấy tan Nừu lớp váng đóng q dày phải vớt 2.1.2 Những vấn đề phát triển bền vững nông nghiệp, nông thôn 2.1.2.1 Khái niệm phát triển nông nghiệp bền vững - Phát triển kinh tế xã hội: Là trình nâng cao điều kiện sống, vật chất tinh thần người dân phát triển lực lượng sản xuất, thay đổi quan hệ sản xuất, quan hệ xã hội, nâng cao chất lượng hoạt động văn hoá - Phát triển bền vững: Là phát triển để đáp ứng nhu cầu đời mà không làm tổn hại đến khả đáp ứng nhu cầu đời sau Hay phát triển bền vững cải thiện chất lượng sống người khả chịu đựng hệ sinh thái - Phát triển nông nghiệp bền vững: Phát triển nông nghiệp bền vững quản lý bảo tồn thay đổi tổ chức kỹ thuật nhằm đảm bảo thoả mãn nhu cầu ngày tăng người tương lai Sự phát triển nông nghiệp (bao gồm lâm nghiệp nuôi trồng thuỷ sản) đảm bảo không tổn hại đến môi trường, không giảm cấp tài nguyên, phù hợp kỹ thuật cơng nghệ, có hiệu kinh tế chấp nhận phương diện xã hội 2.1.2.2 Các nội dung phát triển nơng nghiệp bền vững - Đa dạng hố sản xuất nơng nghiệp: Đa dạng hố sản xuất nơng nghiệp kinh tế nông thôn sản xuất nhiều loại sản phẩm hàng hoá với tỷ suất hàng hoá cao, tận dụng triệt để lợi so sánh hộ, vùng Trước hết nguồn lực đất đai, lao động điều kiện tự nhiên ưu đãi để đáp ứng nhu cầu chỗ góp phần tham gia vào q trình phân cơng chỗ góp phần tham gia vào q trình phân cơng hợp tác kinh tế nội gia đình nông thôn phạm vi huyện Đa dạng hố sản xuất nơng thơn nhằm chuyển đổi kinh tế nông thôn từ kinh tế nông, lấy sản xuất lương thực sang cấu mới: nông công nghiệp dịch vụ, sản xuất lấy đa dạng hố trồng, chăn ni theo hướng sản xuất hàng hoá làm trọng tâm - Chuyên mơn hố: - Thâm canh hố: