Bài viết này giới thiệu một bộ công cụ, gọi là hệ thống đồng phân hủy của RTI. Bộ công cụ này có thể giúp người nông dân xác định sự pha trộn tối ưu của các nguyên liệu có sẵn cũng như các yếu tố cần thiết khác để tối đa hóa sản xuất khí sinh học. Mời các bạn cùng tham khảo.
TẠP CHÍ KHOA HỌC XÃ HỘI SỐ 5(177)-2013 62 MÔI TRƯỜNG VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU HỆ THỐNG ĐỒNG PHÂN HỦY THU HỒI KHÍ METHANE VÀ SỬ DỤNG TỐI ƯU HĨA QUY MƠ HỘ GIA ĐÌNH VÙNG HẠ LƯU SƠNG MEKONG DAVID M ROBBINS NGUYỄN HỮU CHIẾM ASHLEY A THOMSON TĨM TẮT Trong nhiều năm qua, hộ nơng dân nhỏ hạ lưu sông Mekong biết thu gom chất thải từ động vật xử lý kỵ khí, để tạo khí methane dùng cho nấu ăn Hơn 16 năm qua, nhà nghiên cứu Đại học Cần Thơ thử nghiệm công nghệ xử lý đồng phân hủy: phân hủy kỵ khí đồng thời nhiều chất thải hữu hệ thống - chất thải từ chăn nuôi heo từ nhà vệ sinh khu vực nhà Xử lý đồng phân hủy sử dụng để tăng cường sản lượng khí methane từ David M Robbins Trung tâm Quản lý Hệ sinh thái nước, RTI International, Bắc Carolina, Hoa Kỳ Nguyễn Hữu Chiếm Phó Giáo sư tiến sĩ Đại học Cần Thơ, Việt Nam Ashley A Thomson Đại học Duke, Durham, Bắc Carolina, Hoa Kỳ Dịch từ tiếng Anh “Codigestion for methane capture and use optimization for backyard and small commercial farmers in the Lower Mekong Basin” (bài viết tham luận Hội nghị Khoa học Công nghệ lần thứ I: "Tài nguyên môi trường phát triển bền vững" Trường Đại học Tài ngun Mơi trường Thành phố Hồ Chí Minh tổ chức ngày 14/12/2012), Nguyễn Ngọc Diễm, Võ Dao Chi, Bùi Thị Hồng Hoa dịch nguyên liệu suất thấp khó tiêu hóa Nghiên cứu tại Đại học Cần Thơ, hợp tác với tổ chức RTI International Đại học Duke, cho thấy chất thải màu xanh (phế phẩm từ trồng chất thải thực phẩm) bổ sung vào hệ thống với khối lượng xác định để tăng khả sản xuất khí methane Một cơng cụ, gọi hệ thống đồng phân hủy RTI, giới thiệu viết nhằm giúp nông dân đạt cân tối ưu chất thải màu xanh chất thải màu nâu cho việc sử dụng tốt nguyên liệu Bộ công cụ có phiên thử nghiệm, tải tại: http://watsanexp.ning.com/profiles/blogs/rti -s-co-digestion-creator-v-2-4-beta?xg_sour ce=activity GIỚI THIỆU Trong 30 năm qua, phân hủy kỵ khí quan tâm phát triển Đồng sông Cửu Long, nơi chiếm 50% tổng lượng sản xuất nông nghiệp Việt Nam Điển hình người nơng dân thu gom nước thải từ chuồng heo xử lý phân hủy kỵ khí để tạo khí sinh học Một mơ hình phân hủy kỵ khí phổ biến khu vực hệ thống DAVID M ROBBINS, NGUYỄN HỮU CHIẾM, ASHLEY A THOMSON – HỆ THỐNG ĐỒNG… VACB - Vườn (V), Ao (A), Chuồng (C), Biogas (B) - nhằm tăng cường phân hủy sinh học thơng qua q trình đồng phân hủy, đồng thời phân hủy sinh học nhiều nguyên liệu hầm phân hủy để tối đa hóa sản lượng khí sinh học Trong mơ hình VACB, nước thải từ người động vật xử lý thông qua hầm đồng phân hủy, từ sản sinh khí sinh học dùng để nấu ăn nước thải sử dụng để tưới trồng, nguồn dinh dưỡng ni cá Các mơ hình VACB xây dựng chủ yếu nông thôn, nơi mà chăn nuôi trồng trọt chiếm ưu (Nguyễn Võ Châu Ngân, 2012, tr 8-19) Mơ hình góp phần làm hệ sinh thái giảm ô nhiễm, tăng hiệu kinh tế, cung cấp đề xuất sử dụng lượng thay xử lý nước thải Nhiều yếu tố cần xem xét thiết kế hầm phân hủy sinh học cho trình đồng phân hủy, bao gồm nhiệt độ, thời gian lưu trữ pha trộn loại chất thải khác khối lượng chất thải Với yếu tố này, RTI International, Đại học Cần Thơ Đại học Duke trình phát triển cơng cụ đặt tên cho Hệ thống đồng phân hủy RTI Bộ công cụ giúp người nông dân xác định pha trộn tối ưu nguyên liệu có sẵn yếu tố cần thiết khác để tối đa hóa sản xuất khí sinh học CƠNG NGHỆ PHÂN HỦY VACB Hệ thống đồng phân hủy VACB sử dụng mơ hình dịng chảy liên tục, nơi dịng nước thải từ nguồn khác thông qua ống nhựa (polyethylene) giữ lại hệ thống từ 30 đến 40 ngày Thời gian lưu giữ dài cho phép vi sinh 63 vật hệ thống phân hủy chất thải điều kiện kỵ khí để sản xuất khí methane phần nước thải xử lý Đường kính điển hình phạm vi hầm phân huỷ từ 0,8m đến 1,4m, với độ dày tường 0,16m Chiều dài ống lên đến 12m tùy thuộc vào tốc độ chảy Đường kính ống nước thải vào thường 0,15m, đường kính van khí 0,021m lắp đầu ống phân hủy (Nguyễn Võ Châu Ngân, 2012, tr 8-19) Vì thu gom khí mục tiêu hệ thống nên tất van mối nối kết phải kín khí Hầm phân hủy đặt theo chiều ngang rãnh, vị trí để tiếp nhận nước thải tự chảy từ nhà vệ sinh chuồng heo ¾ thể tích hầm phân hủy chứa nước thải bùn, ¼ cịn lại hầm để tích tụ khí sinh học Khí sinh học từ hầm phân hủy thơng qua van khí tới túi khí sinh học lớn lưu trữ Cấu hình hồn chỉnh chi tiết hóa Hình Hình Hệ thống hầm khí sinh học (polyethylene) Chú thích: Chuồng heo; Ống thu nước thải; Hầm phân hủy; Ống đầu ra; Hồ chứa; Vườn; Ống thu khí; Van an tồn; Túi chứa khí polyethylene; 10 Bếp Nguồn: Nguyễn Võ Châu Ngân, 2011 Để hệ thống vận hành an toàn, cửa van nước đặt hầm phân hủy 64 DAVID M ROBBINS, NGUYỄN HỮU CHIẾM, ASHLEY A THOMSON – HỆ THỐNG ĐỒNG… túi lưu trữ khí trường hợp nhiều áp lực khí tích tụ Cửa van thường người nông dân làm từ chai nhựa suốt tích khoảng lít Cơ chế giúp giải phóng áp lực từ khí sinh học nhằm ngăn ngừa tượng nứt vỡ hầm khí sinh học hay túi chứa khí (Nguyễn Võ Châu Ngân, 2012, tr 8-19) LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐỒNG PHÂN HỦY TẠI THÀNH PHỐ CẦN THƠ Nguyễn Hữu Chiếm làm việc khu vực Đồng sông Cửu Long 16 năm qua, ông thúc đẩy việc sử dụng mô hình VACB hướng dẫn cho người nơng dân địa phương cách thức xây dựng mơ hình VACB Hiện có khoảng 100 mơ hình xây dựng sử dụng khu vực này, kết tốt cho việc phát triển mơ hình diện rộng Trong tháng cuối năm 2012, 200 hầm phân hủy phân phối cho người nông dân thông qua chương trình quốc tế Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Nông nghiệp Quốc tế Nhật Bản (JIRCAS) Trung tâm có số nghiên cứu mơ hình VACB Đồng sông Cửu Long đạt kết giá trị mơ hình Nghiên cứu thực mơ hình VACB, nghiên cứu so sánh nước thải đầu mô hình VACB với chất lượng nước sơng địa phương, để xác định xem mơ hình VACB đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng nước nguồn nước khu vực (Lê Tuyết Minh Trương Hoàng Dân, 2000, tr 144) Ba mẫu nước lấy thời điểm sử dụng nghiên cứu khoảng thời gian ba tháng Các mẫu phân tích độ pH, nhiệt độ, độ dẫn nhiệt (EC), độ oxy hịa tan (DO), nhu cầu oxy hóa học (COD), phốt phát (PO4), amoni (NH4) hydro sulfua (H2S) Kết trình bày Bảng Bảng trình bày thông số COD, PO4, NH4, H2S ao chứa nước thải đầu hầm khí sinh học có khác biệt mặt ý nghĩa thống kê (SD) so với nước tự nhiên Điều cho thấy cần cải tiến mơ hình VACB để giảm nồng độ chất gây ô nhiễm nước thải Tại nghiên cứu khác, hai hầm phân hủy sinh theo dõi hai tháng (Đỗ Thị Xuân An, 2011) Nước thải phân tích nhiệt độ, độ pH, COD, tổng nitrogen, phosphorus, H2S vi khuẩn Bảng Chất lượng nước ao nhận từ bể phân hủy so với sơng địa phương Phân tích Ao nhận nước thải từ bể phân hủy Nhiệt độ 26,22 26,20 29,60 Trung bình Nước sơng địa phương SD Trung bình SD 27,34 1,60 26,70 26,10 29,40 27,40 1,44 Độ pH 6,70 6,88 7,23 6,94 0,22 6,92 6,92 7,23 7,02 0,15 DO (mg/L) 0,96 3,56 3,25 2,59 1,16 3,57 3,57 3,58 3,57 0,00 COD (mg/L) 18,00 16,00 10,80 4,95 4,06 3,85 PO4 (mg/L) 14,93 3,03 8,00 8,00 7,20 7,73 0,38 4,29 0,48 1,90 1,90 1,04 1,61 0,41 NH4 (mg/L) 2,65 2,12 0,78 1,85 0,79 0,63 0,63 0,39 0,55 0,11 H2S (mg/L) 0,88 0,91 0,80 0,86 0,05 0,46 0,46 0,61 0,51 0,07 65 DAVID M ROBBINS, NGUYỄN HỮU CHIẾM, ASHLEY A THOMSON – HỆ THỐNG ĐỒNG… E.coli Quan sát thấy nhiệt độ dao động 2oC hai lần lấy mẫu, độ pH tương đồng, 7,0 7,5 Trong nghiên cứu này, COD thay đổi đáng kể hai thời điểm, kết từ gia tăng số lượng thức ăn cho vật ni, làm tăng chất thải bể phân hủy Tại thời điểm lấy mẫu ban đầu, bể phân hủy có COD 536 ± 136 mg/L Còn đối thời điểm lấy mẫu lần 2, COD bể 1,480 ± 140 mg/L Nồng độ nitrogen hai thời điểm gần tương đồng Tuy nhiên, nồng độ phosphorus tăng khoảng gấp đôi từ thời điểm đến thời điểm Điều có lẽ gia tăng lượng thức ăn chăn ni Bảng 2.Tóm tắt kết kiểm tra chất lượng nước Phân tích Ao nhận nước thải từ bể phân hủy Nước sông địa phương SD 27,34 + 1,60 27,40 + 1,44 6,94 + 0,22 7,02 + 0,15 0,19 + ,04 0,17 + 0,02 2,59 + 1,16 3,57 + 0,00 COD (mg/L) 14,93 + 3,03 7,73 + 0,38 X PO4 (mg/L) 4,29 + 0,48 1,61 + 0,41 X NH4 (mg/L) 1,85 + 0,79 0,55 + 0,11 X H2S (mg/L) 0,86 + 0,05 0,51 + 0,07 X Nhiệt độ Độ pH EC (ms/cm) DO (mg/L) Ca n a l (Kênh chính) (Hầm khí sinh học) (Mương dịng thải hầm khí sinh học) (Mương cá 1) (Mương cá 2) (Mương cá 3) (Mương cá 5) (Ruộng lúa) (Kênh thứ cấp) (Mương cá 4) Hình Phác thảo thiết kế hệ thống dẫn nước thải hầm phân hủy sinh học khu vực nông thôn 66 DAVID M ROBBINS, NGUYỄN HỮU CHIẾM, ASHLEY A THOMSON – HỆ THỐNG ĐỒNG… Các kết cho thấy chất lượng nước thải đầu vào dao động theo thời gian, phụ thuộc vào nhiều yếu tố, số lượng vật ni việc sử dụng nước, việc quan trọng mơ hình VACB xây dựng kích thước xử lý tiêu chuẩn, chất lượng nước thải đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng nước theo quy chuẩn Việt Nam nước tự nhiên Trong nghiên cứu thứ ba, chất lượng nước kiểm tra nhiều nơi khác khu vực dân cư, nơi mơ hình VACB sử dụng Trong nghiên cứu này, mẫu thu thập tuần 10 tuần liền kênh chính, kênh thứ cấp, kênh nối từ hầm phân hủy sinh học, khu vực đồng ruộng kênh dẫn ni (Xem Hình 2) Mục tiêu nghiên cứu để theo dõi khác biệt chất lượng nước địa điểm khác so sánh chúng với tiêu chuẩn chất lượng Việt Nam Kết phân tích chất lượng nước thể Bảng Nước thải đầu từ hầm phân hủy liên tục vi phạm tiêu chuẩn chất lượng nước Việt Nam DO, phosphorus, nitrogen, H2S COD Điều cho thấy hệ thống cần phải cải thiện để ngăn chặn nước thải gây ô nhiễm môi trường nước xung quanh, làm tăng tượng phú dưỡng, tảo nở hoa, vấn đề vệ sinh môi trường khác, chẳng hạn bệnh gây từ ô nhiễm nguồn nước Tuy nhiên, sau pha loãng nước thải vào ao cá, có số DO vượt ngưỡng tiêu chuẩn cho phép Cải thiện chất lượng nước thải từ hệ thống VACB mục tiêu nghiên cứu Đại học Cần Thơ Các nghiên cứu Bảng Chất lượng nước thải đầu hầm phân hủy khí sinh học chất lượng nước xung quanh Kênh Chỉ số phân tích Tiêu chuẩn Nhiệt o độ ( C) 20-30 pH 6,5-7,5 6,9 + 0,3 DO (mg/L) Kênh nối từ hầm Kênh dẫn nuôi cá phân hủy sinh học Chỉ số Vi phạm Chỉ số đo lường tiêu chuẩn đo lường 27,3 + 1,4 2,17 ± 0,49 * Khu vực đồng ruộng Kênh thứ cấp Vi phạm Chỉ số Vi phạm Vi phạm Vi phạm Chỉ số Chỉ số tiêu đo tiêu tiêu tiêu đo lường đo lường chuẩn lường chuẩn chuẩn chuẩn 27,0 + 0,5 26,8 + 1,4 27,1 + 1,6 27,2 + 1,9 6,9 + 0,1 7,0 + 0,3 7,0 + 0,3 6,9 + 0,4 0,00 ± 0,00 * 1,35 ± 0,20 * 2,88 ± 0,64 * 3,54 ± 1,20 COD (mg/L) 15-30 5,2 ± 1,2 85,6 ± 20,8 * 7,8 ± 1,3 10,7 ± 1,7 7,0 ± 2,7 P-PO4 (mg/L) 1,003,00 0,20 ± 0,28 71,07 ± 24,60 * 0,12 ± 0,06 0,16 ± 0,10 0,20 ± 0,12 N-NH4 (mg/L) 0,31 ± 0,26 124,11 ± 35,39 * 0,58 ± 0,41 1,94 ± 2,00 2,003,00 0,18 + 0,09 0,80 + 0,40 0,13 + 0,09 0,14 + 0,06 0,15 + 0,09 < 1,00 0,48 + 0,37 11,55 + 4,89 0,47 + 0,13 0,52 + 0,20 0,36 + 0,05 N-NO3 (mg/L) H2S (mg/L) - * * 0,72 ± 1,23 * * DAVID M ROBBINS, NGUYỄN HỮU CHIẾM, ASHLEY A THOMSON – HỆ THỐNG ĐỒNG… thử nghiệm với mùn dừa, phế phẩm đưa vào để lọc sinh học Nước thải từ trình đồng phân hủy xử lý thơng qua hệ thống lọc sinh học để loại bỏ chất hữu mầm bệnh nước thải Do vậy, việc tăng hiệu trình đồng phân hủy thơng qua quản lý nguồn ngun liệu tốt cải thiện chất lượng nước thải TỐI ĐA HĨA KHÍ SINH HỌC - BỘ CƠNG CỤ ĐỒNG PHÂN HỦY Khí sinh học sản xuất thơng qua q trình đồng phân hủy VACB hỗn hợp khí tạo q trình phân hủy kỵ khí chất hữu Trong hỗn hợp khí, khí methane chiếm khoảng 60% thành phần chính, cịn khí khác bao gồm carbon dioxide (CO2) H2S chiếm tỷ lệ thấp 67 Chất thải màu nâu: có nguồn gốc từ động vật, bao gồm phân người, phân bón, chất thải từ gia súc Do chất thải xử lý đường tiêu hóa động vật, nên thường phân hủy dễ dàng nhanh chóng điều kiện kỵ khí Thời gian phân rã thường từ 30-40 ngày Chất thải màu nâu thông thường chất thải từ bị heo có tốc độ phân hủy nhanh Chất thải người gia cầm phân hủy với tốc độ chậm cho lượng khí cao Chất thải màu xanh: có nguồn gốc từ thực vật, bao gồm phần bỏ trồng rơm rạ, cuống bắp, khoai tây, đậu, thực vật hoang dại lục bình nước, bèo thường sử dụng Nguyên liệu thực vật cần phải tiếp tục xử lý (băm nhỏ ủ đất) trước đưa vào hệ thống VACB nhằm thúc đẩy trình phân hủy tăng diện tích bề mặt cho vi sinh vật tiếp xúc Cách thức xử lý cắt, băm nhỏ phương pháp khác Nguyên liệu thực vật nên sử dụng theo lô nhỏ trộn với chất thải màu nâu để có kết tốt Sử dụng hỗn hợp thích hợp chìa khóa để tối đa hóa lượng khí methane sinh ra, thảo luận chi tiết Sản xuất khí methane tăng cường thông qua việc bổ sung sinh khối với số lượng xác định để đáp ứng nhu cầu nấu nướng gia đình nơng dân điển hình Điều đặc biệt hữu ích cho hoạt động canh tác nhỏ, nơi mà có phân động vật khơng đủ để tạo khí methane đủ để nấu bữa ăn Để sản xuất khí sinh học nhiều hơn, nguồn thải thực vật (chất thải màu xanh) trộn lẫn với Bảng Khối lượng khí thải sinh tính 1kg nguyên liệu đầu vào chất thải chăn nuôi chất thải từ nhà vệ sinh người Hệ thống đồng phân hủy RTI giúp nông dân xác định tỷ lệ pha trộn nguyên liệu thích hợp để tối đa hóa sản xuất khí methane Chất thải màu nâu chất thải màu xanh định nghĩa sau Nguyên liệu Lượng chất thải/ngày Số lượng khí sinh (phân) (kg) (L/kg chất thải) Bò 15–20 15–32 Trâu 18–25 15–32 Lợn 1,2–4 40–60 Gia cầm 0,02–0,05 50–60 Con người 0,18–0,34 60–70 Nguồn: Dương Nguyên Khang, 2008 68 DAVID M ROBBINS, NGUYỄN HỮU CHIẾM, ASHLEY A THOMSON – HỆ THỐNG ĐỒNG… Nhìn chung, sản xuất khí sinh học phụ thuộc vào nhiều yếu tố, đáng ý tỷ lệ C:N, tỷ lệ tối ưu hóa cách thêm nguyên liệu chất thải màu xanh với số lượng xác định vào hệ thống Việc giúp tối đa hóa hình thành khí sinh học hệ thống VACB xảy trình lên men trình methane hóa Bảng thể lượng khí thu ngày từ chất thải khác (chất thải màu nâu) 4.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến việc sản xuất khí sinh học mơ hình VACB Để tối đa hóa phát triển vi sinh vật sản xuất khí sinh học, số yếu tố phải xem xét Trong yếu tố quan tâm hàng đầu cân carbon nitrogen chất thải Carbon chủ yếu nguyên tố chủ yếu carbohydrate tìm thấy chất thải màu xanh Nitrogen chủ yếu amoniac nitrat tìm thấy chất thải màu nâu Tỷ lệ tối ưu C:N để sản xuất khí sinh học từ 25:1 đến 30:1 (Cooperative Extension Service, 2011) Bảng thể chất thải động vật khác với tỷ lệ tối ưu C:N nhằm thúc đẩy phân hủy kỵ khí hầu hết nơng dân doanh nghiệp nhỏ Hệ thống đồng phân hủy RTI công cụ tạo tối ưu việc cân tỷ lệ Người dùng cần nhập vào khối lượng chất thải loài động vật lựa chọn chất thải màu xanh có sẵn Bộ cơng cụ tính tốn khối lượng cần thiết chất thải màu xanh lựa chọn để đạt cân tỷ lệ C:N thích hợp cho thấy kích thước hầm phân hủy Hình minh họa giao diện công cụ cho người dùng Bộ công cụ cung cấp kết đầu khác nhau, bao gồm đề xuất thiết Hình Bộ cơng cụ hệ thống đồng phân hủy RTI giúp tối ưu hóa tỷ lệ C:N Xác định khối lượng thích hợp nguyên liệu khác sẵn có cần thiết để tối ưu cân tỷ lệ C:N, việc thường vượt khả Bảng Tỷ lệ tối ưu C:N cho chất thải màu nâu màu xanh khác Chất thải màu nâu Gia súc Heo Gà Con người C:N Chất thải màu xanh C:N 25:1 Thân bắp 65:1 13:1 Vỏ trái 40:1 5:1 – 10:1 Cỏ 3:1 Rơm lúa mì 17:1 127:1 Hình Bản phác thảo thiết kế từ công cụ đồng phân hủy DAVID M ROBBINS, NGUYỄN HỮU CHIẾM, ASHLEY A THOMSON – HỆ THỐNG ĐỒNG… kế hầm phân hủy theo dạng túi hay hầm ủ mái vòm Trung Quốc, giá trị lượng đầu theo số nấu ăn thắp sáng Hình minh họa khối lượng đầu 69 Thảo, 2005) 4.2 Các yếu tố khác để xem xét vận hành hệ thống đồng phân hủy Nồng độ oxy Methanogens vi sinh vật kỵ khí bắt buộc Như để methanogens phát triển phát triển mạnh mơi trường bên hầm phân hủy phải hồn tồn kỵ khí Điều địi hỏi van mối nối phải kín, tường hầm phân hủy phải phù hợp để ngăn chặn khí oxy xâm nhập vào Dưới yếu tố bổ sung phải xem xét việc thiết kế hoạt động hệ thống đồng phân hủy Bộ công cụ đề cập đến yếu tố tích hợp cơng thức: Thời gian lưu trữ Vùng khí hậu khác yêu cầu thời gian lưu trữ khác Trong khí hậu nhiệt đới lưu vực sông Mekong, 30 ngày thời gian lưu trữ tốt cho trình phân hủy Nhiệt độ Nhiệt độ tối ưu cho vi sinh vật kỵ khí dao động từ 310C đến 360C, điều dễ dàng trì cách tự nhiên khu vực sơng Mekong Ở vùng khí hậu lạnh hơn, việc cung cấp nhiệt u cầu để trì việc tạo khí, nhiệt độ từ 200C đến 300C vi sinh vật tồn Vi sinh vật tạo khí methane nhạy cảm với thay đổi đột ngột nhiệt độ (Khan Islam, 2012, tr 290), việc thay đổi nhiệt độ đột ngột xảy nhiều nguyên liệu thêm vào lúc (quá tải) Bộ công cụ cho phép người dùng nhập vào liệu khí hậu để điều chỉnh biến nhiệt độ Thành phần chất rắn Hàm lượng chất rắn 9% tối ưu cho q trình phân hủy Thơng thường, thành phần chất rắn thay đổi 7% 9%, điều ảnh hưởng đến chất lượng khí sinh học sản xuất (Patil tác giả, 2012, tr 96) Người dùng xác định chu kỳ hai bể phân hủy, để từ dùng ứng dụng cụ thể tốt Các chất cản trở q trình lên men kỵ khí Hoạt động Methanogenic bị ảnh hưởng diện độc tố hợp chất vô Ví dụ, oxy coi chất độc hại vi sinh vật kỵ khí Methanogenic, thiết kế hầm phân hủy phải tối ưu hóa để giảm thiểu xâm nhập oxy Độ ẩm Bộ công cụ cho phép người sử dụng nhập lượng nước thải đầu vào, từ tính tốn độ ẩm dựa tổng khối lượng nguyên liệu Kích thước hầm phân hủy Thiết kế kích thước phù hợp quan trọng cho chức lâu dài Bộ công cụ cung cấp kích thước phù hợp khối lượng chất thải đầu vào cho người dùng Độ pH Hiện tượng methane hóa xảy phạm vi độ pH từ 6,5 đến Khi độ pH lớn thấp 6, methanogens giảm cách nhanh chóng (Nguyễn Xuân Thủy Nguyễn Minh Đặc điểm nước thải đầu Khi lập kế hoạch thiết kế hệ thống đồng phân hủy, bắt buộc phải xem xét cẩn thận chất thải đầu vào xem xét khả mở rộng tương lai Các hầm xây dựng 70 DAVID M ROBBINS, NGUYỄN HỮU CHIẾM, ASHLEY A THOMSON – HỆ THỐNG ĐỒNG… theo module cho gia tăng tải lượng nước mở rộng quy mô KẾT LUẬN Mơ hình VACB mơ hình dễ dàng lắp đặt chi phí thấp Hệ thống đồng phân hủy VACB hỗ trợ cho người nông dân gia đình lượng khí đốt sinh hoạt đáng kể, họ khơng cần phải tìm thân trồng chặt gỗ để làm củi nấu nướng Trên quy mô rộng hơn, triển khai thực rộng rãi mơ hình góp phần vào việc xây dựng chiến lược quan trọng việc giảm lượng khí thải carbon nạn phá rừng Cuối cùng, với hình thức quản lý chất thải thích hợp, mơ hình giúp ngăn chặn nguồn nước thải thải môi trường, tránh làm ô nhiễm nguồn nước tự nhiên gây tượng phú dưỡng Điều khiến vi khuẩn, ký sinh trùng tác nhân gây bệnh khác khơng xâm nhập vào mơi trường, hạn chế nguy sức khỏe người Ngoài sản xuất lượng dùng sinh hoạt, nước thải từ hệ thống đồng phân hủy chứa lượng nitrogen phosphorus có ích việc ni cá tưới lên mặt đất trồng để tăng chất dinh dưỡng giúp thực vật ăn tăng suất Mặc dù lợi ích hệ thống thể rõ ràng, hệ thống VACB cần phải nâng cao việc giảm nồng độ chất gây ô nhiễm nước thải đầu Các nghiên cứu chứng minh cách tốt để cải thiện chất lượng nước thải kích thước hệ thống đồng phân hủy phải phù hợp Hệ thống đồng phân hủy mô hình VACB cần phải thiết kế kích thước đủ lớn để xử lý biến động lượng chất thải chảy vào hệ thống Sự cần thiết cải thiện chất lượng nước góp phần đề xuất nội dung cho nghiên cứu Thành phần cung cấp xử lý nước thải than bùn dừa dùng để lọc sinh học nên kiểm tra, giám sát kỹ Ngoài ra, việc cải thiện chất lượng nước thải thơng qua tối ưu hóa trình đồng phân hủy nên định lượng tốt Mơ hình VACB phổ biến có nhu cầu mở rộng Đồng sông Cửu Long Nhiều nơng dân thấy lợi ích việc cải thiện vệ sinh môi trường chăn nuôi, chẳng hạn giúp làm giảm tình trạng tảo nở hoa ao cá; lợi ích lớn sản xuất khí sinh học Bộ cơng cụ hệ thống đồng phân hủy RTI bước tiến cho người nông dân doanh nghiệp nhỏ hoạt động lĩnh vực nông nghiệp Với công cụ đơn giản này, họ tính tốn khơng pha trộn chất thải màu nâu màu xanh, mà loạt biến khác để tối đa hóa khí methane sản xuất theo mơ hình VACB Những lợi ích có thật Một người nơng dân ước tính tiết kiệm khoảng 240 USD/năm cho nhiên liệu dùng để nấu nướng, mà chưa tính đến lợi ích sản lượng cá đạt chất lượng tốt, tiết kiệm thời gian, tăng cường vệ sinh mơi trường Khí sinh học cịn giúp cho người nội trợ khơng cần phải tìm kiếm củi dùng cho nấu nướng vào mùa mưa giúp làm môi trường khơng khí nhà bếp TÀI LIỆU THAM KHẢO Cooperative Extension Service 2011 Composting in Alaska, University of Alaska DAVID M ROBBINS, NGUYỄN HỮU CHIẾM, ASHLEY A THOMSON – HỆ THỐNG ĐỒNG… 71 Fairbanks, HGA-01027, http://www.uaf.ed u/files/ces/publications-db/catalog/anr/HGA01027.pdf, accessed on 26/10/2012 application of the KT2 and composite biogas plants in Ca Mau Thuyết trình Hội thảo WATSAN, Cà Mau Dương Nguyên Khang 2008 Hiện trạng xu hướng phát triển công nghệ biogas Việt Nam TPHCM: Đại học Nông Lâm Nguyễn Võ Châu Ngân 2012 Review On The Most Popular Anaerobic Digester Models in The Mekong Delta Journal of Vietnamese Environment, 2(1) Đỗ Thị Xn An 2011 Thử nghiệm mơ hình túi ủ biogas kết hợp Luận văn tốt nghiệp đại học Đại học Cần Thơ, Cần Thơ Khan, M M M R Islam 2012 Zero Waste Engineering Co-published John Wiley & Sons, Inc Hoboken, New Jersey, and Scrivener Publishing LLC, Salem, Massachusetts Lê Tuyết Minh Trương Hoàng Dân 2000 Bước đầu nghiên cứu tính khả thi mơ hình VACB vùng nơng thơn ven thành phố Cần Thơ Kỷ yếu Hội thảo “Bảo tồn môi trường nông nghiệp bền vững” lần thứ Cần Thơ Nguyễn Võ Châu Ngân 2011 Results of Nguyễn Xuân Thủy Nguyễn Minh Thảo 2005 Nghiên cứu công nghệ thiết bị xử lý chất thải từ trình chế biến tinh bột sắn quy mô làng nghề tập trung Đề tài nghiên cứu thuộc Chương trình “Quản lý tài ngun, bảo vệ mơi trường phịng chống thiên tai” giai đoạn 2002-2005 Viện Cơ điện nông nghiệp Công nghệ sau thu hoạch Patil, Jagadish H et al 04/2012 Kinetics of Anaerobic Digestion of Water Hyacinth Using Poultry Litter as Inoculum International Journal of Environmental Science and Development, Vol 3, No ... Thời gian lưu trữ Vùng khí hậu khác yêu cầu thời gian lưu trữ khác Trong khí hậu nhiệt đới lưu vực sông Mekong, 30 ngày thời gian lưu trữ tốt cho trình phân hủy Nhiệt độ Nhiệt độ tối ưu cho vi... cho Hệ thống đồng phân hủy RTI Bộ công cụ giúp người nông dân xác định pha trộn tối ưu nguyên liệu có sẵn yếu tố cần thiết khác để tối đa hóa sản xuất khí sinh học CƠNG NGHỆ PHÂN HỦY VACB Hệ thống. .. phụ thu? ??c vào nhiều yếu tố, đáng ý tỷ lệ C:N, tỷ lệ tối ưu hóa cách thêm nguyên liệu chất thải màu xanh với số lượng xác định vào hệ thống Việc giúp tối đa hóa hình thành khí sinh học hệ thống