Đánh giá hiệu quả sử dụng hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi quy mô hộ gia đình tại xã Thanh Sơn - huyện Hữu Lũng - tỉnh Lạng Sơn.

70 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HOÀNG BẢO THOA Tên đề tài: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG HẦM BIOGAS TRONG XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH TẠI XÃ THANH SƠN - HUYỆN HỮU LŨNG - TỈNH LẠNG SƠN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Khoa : Môi trường Khóa học : 2010 - 2014 Thái Nguyên, năm 2014 71 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HOÀNG BẢO THOA Tên đề tài: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG HẦM BIOGAS TRONG XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH TẠI XÃ THANH SƠN - HUYỆN HỮU LŨNG - TỈNH LẠNG SƠN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Khoa : Môi trường Khóa học : 2010-2014 Giảng viên hướng dẫn : TS. Trần Thị Phả Thái Nguyên, năm 2014 69 LỜI CẢM ƠN Thực hiện phương châm “Học đi đôi với hành, lý luận gắn liền với thực tiễn”, thực tập tốt nghiệp là thời gian để mỗi sinh viên sau khi học tập, nghiên cứu tại trường có điều kiện củng cố và vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế. Đây là giai đoạn quan trọng đối với mỗi sinh viên các trường đại học nói chung và sinh viên trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên nói riêng. Với lòng kính trọng và biết ơn, em xin cảm ơn cô giáo TS. Trần Thị Phả đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện khóa luận này. Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm Khoa Môi Trường, các thầy cô giáo, cán bộ trong khoa đã tận tình giảng dạy và truyền đạt cho em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt quá trình học tập, rèn luyện tại trường. Em xin gửi lời cảm ơn tới lãnh đạo UBND xã Thanh Sơn và các cán bộ, nhân viên đang công tác tại địa phương đã giúp đỡ em trong suốt quá trình thực tập tốt nghiệp. Em cũng gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và người thân đã động viên, khích lệ em trong suốt quá trình học tập và thực hiện tốt khóa luận tốt nghiệp này. Trong quá trình thực tập và làm chuyên đề, em đã cố gắng hết sức mình nhưng do kinh nghiệm còn thiếu và kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến từ các thầy cô và bạn bè để chuyên đề được hoàn thiện hơn. Cuối cùng, em xin chúc toàn thể các thầy cô giáo luôn mạnh khỏe, hạnh phúc và thành công trong sự nghiệp giảng dạy cũng như trong nghiên cứu. Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 25 tháng 05 năm 2014 Sinh viên Hoàng Bảo Thoa 65 MỤC LỤC Trang PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1 1.1. Đặt vấn đề 1 1.2. Mục tiêu của đề tài 2 1.2.1. Mục tiêu chung 2 1.2.2. Mục tiêu cụ thể 2 1.3. Yêu cầu của đề tài 3 1.4. Ý nghĩa của đề tài 3 PHẦN 2:TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 2.1. Tổng quan về chất thải chăn nuôi 4 2.1.1. Định nghĩa về chất thải chăn nuôi 4 2.1.2. Nguồn gốc phát sinh chất thải chăn nuôi 4 2.1.3. Phân loại chất thải chăn nuôi 4 2.1.4. Khả năng gây ô nhiễm của chất thải chăn nuôi 5 2.1.5. Ứng dụng của chất thải chăn nuôi 6 2.2. Biogas và công nghệ biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi 7 2.2.1. Khái niệm Biogas 7 2.2.2. Đặc tính Biogas 8 2.2.3. Các phản ứng hóa học và sự hình thành khí biogas 8 2.2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh biogas 9 2.2.5. Ứng dụng của Biogas trong đời sống và sản xuất 12 2.2.6. Khái quát về hiệu quả và hiệu quả sử dụng hầm khí biogas 13 2.2.7. Một số dạng hầm ủ Biogas ở Việt Nam 15 2.3. Tình hình sử dụng biogas trên thế giới và ở Việt Nam 19 2.3.1. Tình hình sử dụng Biogas trên thế giới 19 2.3.2. Tình hình sử dụng Biogas tại Việt Nam 20 PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 24 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu 24 3.1.2. Phạm vi nghiên cứu 24 3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu 24 3.3. Nội dung và phương pháp nghiên cứu 24 3.3.1. Nội dung nghiên cứu 24 3.3.2. Phương pháp nghiên cứu 24 3.3.2.4. Phương pháp so sánh 25 3.3.2.5. Phương pháp thống kê, tổng hợp và xử lý số liệu 25 PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 26 4.1. Điều kiện tự nhiên, Kinh tế xã hội của xã Thanh Sơn 26 66 4.1.1. Điều kiện tự nhiên 26 4.1.2. Điều kiện Kinh tế, Văn hóa - Xã hội 29 4.1.3. Hiện trạng môi trường tại xã Thanh Sơn 31 4.2. Hiện trạng sử dụng hầm biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi tại xã Thanh Sơn 32 4.2.1. Số lượng hầm Biogas được sử dụng tại địa phương 32 4.2.2. Tình hình sử dụng hầm biogas tại xã Thanh Sơn 33 4.3. Đánh giá hiệu quả sử dụng hầm biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi tại xã Thanh Sơn 38 4.3.1. Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi của hầm biogas 38 4.3.2. Đánh giá hiệu quả đối với môi trường từ việc sử dụng hầm biogas tại xã Thanh Sơn 44 4.3.3. Đánh giá hiệu quả kinh tế từ việc sử dụng hầm biogas tại xã Thanh Sơn45 4.3.4. Đánh giá hiệu quả xã hội từ việc sử dụng hầm biogas tại xã Thanh Sơn 49 4.4. Những thuận lợi khó khăn và đề xuất giải pháp khắc phục và nâng cao hiệu quả sử dụng hầm biogas trên địa bàn xã 50 4.4.1. Những thuận lợi 50 4.4.2. Những khó khăn 50 4.4.3. Đề xuất giải pháp khắc phục và nâng cao hiệu quả sử dụng Biogas . 51 PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56 5.1. Kết luận 56 5.2. Kiến nghị 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 67 DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1: Sản lượng khí hàng ngày của một số loại nguyên liệu 8 Bảng 2.2: Tỷ lệ C/N của một số loại phân 11 Bảng 2.3: Nồng độ các chất gây ức chế quá trình lên men của vi khuẩn kị khí 12 Bảng 3.1: Phương pháp phân tích các chỉ tiêu hóa lý trong mẫu nước thải 25 Bảng 4.1: Tình hình sử dụng đất của xã Thanh Sơn 27 Bảng 4.2: Số lượng gia súc, gia cầm qua các năm của xã Thanh Sơn 29 Bảng 4.3: Số lượng hầm ủ Biogas hằng năm được xây dựng tại xã Thanh Sơn 32 Bảng 4.4: Tình hình phát triển hầm biogas trên địa bàn xã Thanh Sơn 33 Bảng 4.5: Nguồn nguyên liệu chính cung cấp cho các hầm biogas tại xã Thanh Sơn 36 Bảng 4.6: Mục đích sử dụng khí biogas tại xã Thanh Sơn 37 Bảng 4.7: Kết quả phân tích một số chỉ tiêu lý hóa trong mẫu nước thải trước và sau khi xử lý bằng hầm Biogas 39 Bảng 4.8: Giá trị pH đầu vào và đầu ra của một số bể biogas 39 Bảng 4.9: So sánh hiệu quả kinh tế mà biogas đem lại 48 Bảng 4.10: Phương pháp khắc phục sự cố hầm ủ biogas 51 68 DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 2.1: Mô hình hệ thống thu khí biogas áp dụng đối với hộ gia đình 15 Hình 2.2: Mô hình hầm Biogas trong thực tế (mô hình bể Đức - Thái Lan) 17 Hình 4.1: Các kênh thông tin mà người dân biết đến Biogas 35 Hình 4.2: Lý do lắp đặt hầm Biogas 36 Hình 4.3: Biểu đồ so sánh hàm lượng COD giữa mẫu đầu vào và đầu ra của bể biogas 40 Hình 4.4: Biểu đồ so sánh hàm lượng BOD 5 giữa mẫu đầu ra và đầu vào của bể biogas 41 Hình 4.5: Biểu đồ so sánh hàm lượng Đạm tổng số giữa mẫu đầu vào và đầu ra của bể biogas 42 Hình 4.6: Biểu đồ so sánh hàm lượng Lân tổng số giữa mẫu đầu vào và đầu ra của bể biogas 43 1 PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Sản xuất nông nghiệp ở nước ta hiện đang giữ vai trò chủ đạo, sự phát triển của ngành trồng trọt đã góp phần thúc đẩy chăn nuôi phát triển và giữ vị trí quan trọng trong sản xuất nông nghiệp. Tuy nhiên tăng trưởng chăn nuôi đã gây ra không ít tác động tiêu cực đến môi trường do chất thải trong chăn nuôi. Việc tìm giải pháp phù hợp để xử lý chất thải sau chăn nuôi trước khi thải ra môi trường là hết sức cần thiết cho sự phát triển nông nghiệp bền vững. Ở nước ta, việc nghiên cứu ứng dụng rộng rãi công nghệ khí sinh học là một trong những giải pháp chủ yếu để giải quyết tình trạng ô nhiễm môi trường, cung cấp nguồn chất đốt, tiết kiệm năng lượng rất hiệu quả ở các vùng nông thôn. Theo Cục chăn nuôi Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (NN&PTNT), mỗi năm ngành chăn nuôi gia súc gia cầm thải ra khoảng 75 - 85 triệu tấn chất thải, với phương thức sử dụng phân chuồng không qua xử lý ổn định và nước thải không qua xử lý xả trực tiếp ra môi trường gây ô nhiễm nghiêm trọng. Hiện nay, hình thức chăn nuôi truyền thống như chuồng trại gần nhà, thậm chí ở một số nơi có phong tục nuôi gia súc gia cầm trong nhà, thải chất thải chăn nuôi trực tiếp ra môi trường khi chưa qua xử lý, không những gây mùi hôi khó chịu, gây ô nhiễm môi trường xung quanh mà còn gây mất vẻ mỹ quan môi trường. Phân và nước thải từ các hộ chăn nuôi thải ra môi trường chưa qua xử lý trở thành mối đe dọa trực tiếp tới sức khỏe con người và cả vật nuôi và đó còn là môi trường lý tưởng cho ruồi nhặng phát triển. Mật độ ruồi nhặng cao gây ra những bất tiện trong sinh hoạt, chúng còn là những kí chủ trung gian truyền nhiều bệnh truyền nhiễm hết sức nguy hiểm cho con người, vật nuôi. Bên cạnh đó, mùi hôi thối của phân gia súc, gia cầm cũng là mối phiền toái đáng kể không những cho chính hộ chăn nuôi mà còn ảnh hưởng đến các hộ dân sống gần khu vực chăn nuôi. 2 Trước thực trạng đó, để ngành chăn nuôi phát triển hiệu quả và bền vững đòi hỏi phải có các biện pháp quản lý và xử lý chất thải chăn nuôi hữu hiệu. Thực tế, có rất nhiều dự án nghiên cứu của nhiều tổ chức, cá nhân về việc giải quyết chất thải từ hoạt động chăn nuôi để giảm nguy cơ ô nhiễm cũng như tận dụng lại chất thải chăn nuôi làm nguồn nguyên liệu phục vụ cho các hoạt động nông nghiệp khác. Trong đó, việc tận dụng chất thải chăn nuôi để tạo ra biogas được coi là một biện pháp hiệu quả nhất, không những giảm được nguy cơ ô nhiễm, giải quyết được bài toán năng lượng phục vụ cho sinh hoạt mà còn là giải pháp kinh tế cho những người dân ở nông thôn. Tuy nhiên, trong quá trình xây dựng và phát triển hệ thống đã gặp phải không ít khó khăn nên tốc độ mở rộng quy mô còn chậm. Xuất phát từ những yêu cầu trên, đồng thời được sự phân công của Khoa Môi trường và được sự hướng dẫn tận tình của cô giáo TS. Trần Thị Phả, em tiến hành thực hiện đề tài: “Đánh giá hiệu quả sử dụng hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi quy mô hộ gia đình tại xã Thanh Sơn - huyện Hữu Lũng - tỉnh Lạng Sơn” hướng đến mục tiêu mở rộng quy mô và phạm vi áp dụng công nghệ biogas để xử lý chất thải chăn nuôi, đem lại lợi ích kinh tế, nhằm góp phần giải quyết vấn nạn ô nhiễm đang đe dọa môi trường, đáp ứng yêu cầu phát triển nông nghiệp bền vững và xây dựng nông thôn mới ở địa phương. 1.2. Mục tiêu của đề tài 1.2.1. Mục tiêu chung Khảo sát, đánh giá hiệu quả sử dụng hầm biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi quy mô hộ gia đình tại xã Thanh Sơn - Hữu Lũng - Lạng Sơn. 1.2.2. Mục tiêu cụ thể - Qua việc điều tra phân tích về biogas được áp dụng trên địa bàn xã đưa ra những hiệu quả mà biogas đem lại. - Phát hiện những khó khăn trong quá trình sử dụng biogas và đưa ra những giải pháp hạn chế và khắc phục những khó khăn đó. - Nâng cao sự hiểu biết của người dân trong lĩnh vực bảo vệ môi trường và sự hiểu biết về ứng dụng công nghệ biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi. 3 1.3. Yêu cầu của đề tài - Khảo sát, đánh giá chính xác, trung thực, khách quan tình hình sử dụng hầm biogas quy mô hộ gia đình tại địa phương. - Thu thập đầy đủ tài liệu, số liệu có liên quan đến đề tài nghiên cứu một cách khoa học và khách quan. - Từ tài liệu và số liệu thu thập được, rút ra những thuận lợi và những hạn chế trong việc ứng dụng công nghệ biogas và đưa ra các giải pháp thiết thực phù hợp với địa phương nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng biogas. 1.4. Ý nghĩa của đề tài - Ý nghĩa học tập: Nâng cao kiến thức và kĩ năng , rút ra kinh nghiệm thực tế phục vụ công tác bảo vệ môi trường, vận dụng, phát huy và nâng cao kiến thức đã học. - Ý nghĩa thực tiễn: Đánh giá được hiệu quả xử lý chất thải chăn nuôi khi sử dụng hầm biogas ở xã Thanh Sơn - huyện Hữu Lũng - Tỉnh Lạng Sơn. Đồng thời làm cơ sở cho mở rộng quy mô và phạm vi áp dụng hầm biogas cũng như có các biện pháp quản lý và sử dụng hầm biogas hiệu quả trong xử lý chất thải chăn nuôi tại địa phương. [...]... Thời gian: Từ 20/1/2014 - 30/4/2014 3.3 Nội dung và phương pháp nghiên cứu 3.3.1 Nội dung nghiên cứu - Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của xã Thanh Sơn - huyện Hữu Lũng - tỉnh Lạng sơn - Tình hình sử dụng hầm biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi ở xã Thanh Sơn - huyện Hữu Lũng - tỉnh Lạng Sơn - Đánh giá hiệu quả sử dụng hầm khí biogas trong xử lí chất thải chăn nuôi quy mô hộ gia đình tại xã Thanh. .. bàn xã 3.1.2 Phạm vi nghiên cứu - Khảo sát tình hình sử dụng hầm biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi, đánh giá hiệu quả sử dụng, những thuận lợi khó khăn trong phát triển biogas hộ nông dân trên địa bàn xã - Các giải pháp nhằm tăng cường việc ứng dụng công nghệ hầm biogas vào chăn nuôi ở xã Thanh Sơn 3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu - Địa điểm: Xã Thanh Sơn - Huyện Hữu Lũng - Tỉnh Lạng Sơn - Thời... PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan về chất thải chăn nuôi 2.1.1 Định nghĩa về chất thải chăn nuôi Chất thải chăn nuôi là chất thải phát sinh trong quá trình chăn nuôi như phân, nước tiểu, thức ăn thừa, xác xúc vật… Chất thải trong chăn nuôi được chia ra làm ba loại: chất thải rắn, chất thải lỏng, chất thải khí Trong chất thải chăn nuôi có nhiều chất hữu cơ, vô cơ, vi sinh vật và trứng kí sinh... môi trường - Phải xem đến lợi ích trước mắt và lâu dài - Phải xem cả lợi ích riêng của người sử dụng và lợi ích chung của cả cộng đồng - Phải xem xét hiệu quả sử dụng công nghệ biogas và hiệu quả sử dụng nguồn lực khác Khi đánh giá hiệu quả ứng dụng công nghệ hầm khí biogas người ta cũng đánh giá trên 3 khía cạnh: Hiệu quả về mặt kinh tế, hiệu quả về mặt xã hội, hiệu quả về mặt môi trường 2.2.6.1 Hiệu. .. địa lý Xã Thanh Sơn nằm ở phía Tây Nam của huyện Hữu Lũng, tỉnh Lạng Sơn, cách trung tâm huyện khoảng 20 km Xã có tổng diện tích đất tự nhiên 2.304,1 ha, năm 2013 dân số của xã là 3.200 người đang sinh sống trong 8 thôn trên địa bàn xã Ranh giới hành chính xã Thanh Sơn có phía giáp: - Phía Bắc giáp xã Tân Lập và xã Thiện Kỵ, huyện Hữu Lũng - Phía Đông giáp xã Minh Tiến và xã Vân Nham, huyện Hữu Lũng -. .. nay, việc đánh giá hiệu quả xã hội của việc ứng dụng hầm khí biogas đang là vấn đề quan tâm khi áp dụng công nghệ khí đốt tiên tiến này vào chăn nuôi ở Việt Nam Sử dụng công nghệ hầm khí biogas hợp lý, hiệu quả cao và bền vững phải quan tâm tới cả ba hiệu quả trên, trong đó hiệu quả kinh tế là trọng tâm; Không có hiệu quả kinh tế thì không có điều kiện nguồn lực để thực thi hiệu quả xã hội và môi trường,... để nuôi tảo, bèo để làm thức ăn cho gia súc, gia cầm Nước thải của hệ thống đã diệt hết 99% trứng giun sán tận dụng làm phân vi sinh hoặc tưới rau sạch 2.2.6 Khái quát về hiệu quả và hiệu quả sử dụng hầm khí biogas Việc ứng dụng công nghệ hầm khí biogas trong chăn nuôi có hiệu quả hay không phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố Hiệu quả phải được xem xét trên 3 mặt: Hiệu quả kinh tế, hiệu quả xã hội, hiệu quả. .. khi lượng nước thải rửa chuồng được hòa chung với nước tiểu của gia súc và nước tắm gia súc Đây cũng là chất 5 thải khó quản lý, khó sử dụng Mặt khác nước thải chăn nuôi có ảnh hưởng rất lớn đến môi trường nhưng người chăn nuôi ít để ý đến việc xử lý nó - Chất thải khí: Mùi hôi chuồng nuôi là là hỗn hợp khí được tạo ra bởi quá trình phân hủy kị khí và hiếu khí của các chất thải chăn nuôi, quá trình... công nghệ xử lý khí từ chất thải hữu cơ trong sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt gia đình Để tránh ô nhiễm môi trường, nhất là môi trường chăn nuôi, nâng cao chất lượng cuộc sống con người, những năm qua, nhiều địa phương ở tỉnh Lạng Sơn đã tích cực hưởng ứng việc xây dựng hầm Biogas, coi công nghệ khí sinh học là một giải pháp đồng bộ, thúc đẩy sự phát triển chăn nuôi hàng hóa theo quy mô gia trại trang... phí xây dụng phù hợp với khả năng của hộ nông dân, hiện được Nhà nước hỗ trợ một phần kinh phí [1] 2.2 Biogas và công nghệ biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi 2.2.1 Khái niệm Biogas Biogas (khí sinh học) là một loại khí đốt sinh học được tạo ra khi phân hủy yếm khí phân thải ra của gia súc và các chất hữu cơ (phụ phẩm nông nghiệp) Các chất thải của gia súc và các chất hữu cơ được cho vào hầm kín, . hình sử dụng hầm biogas tại xã Thanh Sơn 33 4.3. Đánh giá hiệu quả sử dụng hầm biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi tại xã Thanh Sơn 38 4.3.1. Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi. BẢO THOA Tên đề tài: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG HẦM BIOGAS TRONG XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH TẠI XÃ THANH SƠN - HUYỆN HỮU LŨNG - TỈNH LẠNG SƠN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP. BẢO THOA Tên đề tài: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG HẦM BIOGAS TRONG XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH TẠI XÃ THANH SƠN - HUYỆN HỮU LŨNG - TỈNH LẠNG SƠN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP