Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả và phát triển mô hình xử lý chất thải chăn nuôi bằng công nghệ biogas tại xã cầu lộc huyện hậu lộc tỉnh thanh hóa

LỜI CẢM ƠN Đƣợc trí ban giám hiệu nhà trƣờng, ban chủ nhiệm Khoa Quản lý tài nguyên rừng & Môi trƣờng thời gian thực tập tốt nghiệp tiến hành đề tài: “Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu phát triển mô hình xử lý chất thải chăn ni cơng nghệ Biogas xã Cầu Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa” Trong suốt q trình thực hồn thành Khóa luận tốt nghiệp này, ngồi cố gắng nhiều thân, nhận đƣợc hƣớng dẫn, giúp đỡ nhiệt tình thầy khoa Với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới: Các thầy cô trƣờng Đại học Lâm nghiệp Việt Nam, đặc biệt thầy cô Khoa Quản lý tài nguyên rừng & Môi trƣờng trang bị cho tảng kiến thức vững môi trƣờng nhiều lĩnh vực liên quan khác Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới Giảng viên, ThS.Trần Thị Hƣơng, ngƣời tận tình bảo, hƣớng dẫn giúp đỡ tơi nhiều để tơi hồn thành đƣợc nội dung đề tài Tôi xin gửi lời cảm ơn tới cô chú, anh chị UBND xã Cầu Lộc, bác Trƣởng Xóm hộ gia đình đƣợc điều tra địa bàn xã nhiệt tình giúp đỡ tơi q trình học tập nghiên cứu sở Cuối xin gửi lời cảm ơn tới tồn thể gia đình, bạn bè hết lòng động viên, giúp đỡ tạo điều kiện vật chất tinh thần cho suốt trình học tập nghiên cứu Do trình độ thời gian thực đề tài có giới hạn nên đề tài không tránh khỏi sai sót Tơi mong nhận đƣợc góp ý thầy cô bạn để đề tài đƣợc hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Sinh viên thực Nguyễn Văn Công i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT .v DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC HÌNH vii ĐẶT VẤN ĐỀ CHƢƠNG I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .3 1.1 Lịch sử hình thành phát triển cơng nghệ Biogas .3 1.1.1 Thế giới 1.1.2 Việt nam .4 1.1.3 Tiêu chuẩn kỹ thuật hầm ủ Biogas Việt Nam 1.2 Tổng quan công nghệ Biogas nông nghiệp .7 1.2.1 Nguồn nguyên liệu thô trình sản xuất Biogas 1.2.2 Ngun lý q trình chuyển hóa 10 1.2.3 Thành phần, tính chất khí sinh học 11 1.2.4 Các yếu tố hóa lý ảnh hƣởng đến trình phân hủy sinh học .14 1.2.5 Vai trị cơng nghệ Biogas 18 1.2.6 Tiềm ứng dụng Biogas 18 CHƢƠNG MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .22 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 22 2.2 Đối tƣợng – phạm vi nghiên cứu .22 2.3 Nội dung nghiên cứu .22 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 23 2.4.1 Phƣơng pháp nghiên cứu thực trạng chất thải chăn nuôi xã Cầu Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa .23 2.4.2 Phƣơng pháp nghiên cứu thực trạng sử dụng mơ hình xử lý chất thải chăn nuôi công nghệ Biogas xã Cầu Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa 24 2.4.3 Phƣơng pháp đánh giá hiệu mơ hình mơ hình xử lý chất thải chăn ni cơng nghệ Biogas khu vực nghiên cứu 26 ii 2.4.4 Phƣơng pháp đề xuất giải pháp nâng cao hiệu phát triển mô hình xử lý chất thải chăn ni cơng nghệ Biogas khu vực nghiên cứu 27 CHƢƠNG ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KINH TẾ, XÃ HỘI 28 3.1 Điều kiện tự nhiên .28 3.1.1 Vị trí địa lý .28 3.1.2 Địa hình 28 3.1.3 Đặc điểm hệ thống giao thông thủy lợi, xây dựng NTM 29 3.1.4 Đặc điểm khí hậu, thời tiết .30 3.1.5 Các nguồn tài nguyên thiên nhiên 31 3.1.6 Đánh giá thuận lợi khó khăn 33 3.2 Đặc điểm dân sinh, kinh tế , văn hóa, xã hội [9] .34 3.2.1 Dân số .34 3.2.2 Về phát triển kinh tế 34 3.2.3 Văn hóa xã hội 35 3.2.4 Quốc phòng an ninh 36 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 38 4.1 Thực trạng chất thải chăn nuôi xã Cầu Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa 38 4.1.1 Thực trạng chất thải chăn nuôi xã Cầu Lộc 38 4.1.2 Tình hình quản lý chất thải chăn ni lợn địa phƣơng .41 4.2 Thực trạng sử dụng mơ hình xử lý chất thải chăn ni công nghệ Biogas xã Cầu Lộc 42 4.2.1 Tình hình lắp đặt hầm Biogas xã Cầu Lộc 42 4.2.2 Tiềm phát sinh khí CH4 từ chất thải chăn ni hộ gia đình 48 4.2.3 Các kiểu hầm Biogas địa bàn xã .50 4.2.4 Chi phí xây dựng hầm Biogas 51 4.2.5 Loại bếp đƣợc sử dụng cho Biogas 51 4.2.6 Thời gian nấu ăn Biogas 53 4.2.7 Mùi nhà bếp 54 4.3 Đánh giá hiệu mô hình xử lý chất thải chăn ni cơng nghệ Biogas khu vực nghiên cứu 55 iii 4.3.1 Đánh giá hiệu kinh tế xử dụng hầm Biogas 55 4.3.2 Đánh giá hiệu môi trƣờng chăn nuôi sử dụng hầm Biogas .57 4.3.3 Đánh giá hiệu xã hội sử dụng hầm Biogas 58 4.3.4 Đánh giá hiệu mặt y tế sử dụng hầm Biogas 59 4.3.5 Những thuận lợi khó khăn ngƣời dân lắp đặt hầm Biogas .60 4.4 Những tồn sử dụng mơ hình Biogas khu vực 62 4.4.1 Xả bớt nhiên liệu từ hầm Biogas 62 4.4.2 Rị rỉ khí gas .63 4.4.3 Bùng phát tảo 63 4.5 Giải pháp nâng cao hiệu phát triển mơ hình xử lý chất thải chăn nuôi công nghệ Biogas khu vực nghiên cứu .64 4.5.1 Giải pháp chung .64 4.5.2 Giải pháp cụ thể .65 KẾT LUẬN – TỒN TẠI – KHUYẾN NGHỊ 68 Kết luận 68 Tồn 69 Khuyến nghị 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ BIỂU iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng việt TDTT Thể dục thể thao HTX Hợp tác xã MTTQ Mặt trận tổ quốc TTANXH Trật tự an ninh xã hội ATGT An tồn giao thơng (FAO) Tổ chức Lƣơng thực Thế giới (N2O) Nitơ oxit (CH4) Khí mêtan NLM Năng lƣợng KSH Khí sinh học H2S Hidro-sun-phua VAC Vƣờn ao chuồng IPCC Ủy ban Liên phủ Biến đổi khí hậu BGD&ĐT Bộ giáo dục đào tạo BHYT Bảo hiểm y tế BTXH Bảo trợ xã hội NVQS Nguyện vọng quân VSV Vi sinh vật CTR Chất thải rắn v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Ƣớc lƣợng chất thải phát sinh từ động vật Bảng 1.2 Thành phần hóa học loại phân gia súc, gia cầm Bảng 1.3 Thành phần hóa học phân lợn (Trọng lƣợng lợn từ 70 kg đến 100 kg) Bảng 1.4 Khả sinh khí số loại chất thải Giai đoạn thủy phân 10 Bảng 1.5 Thành phần khí sinh học 12 Bảng 1.6 Thời gian lƣu chất thải động vật theo tiêu chuẩn ngành 17 Bảng 1.7 Hàm lƣợng chất ức chế q trình lên men yếm khí 17 Bảng 1.8 Bảng thống kê số lƣợng phân ngày gia súc 19 Bảng 2.1 Hệ số phát sinh CTR vật nuôi 24 Bảng 2.2 Mẫu biểu điều tra lƣợng khí gas 24 Bảng 3.1 Hiện trạng hệ thống giao thông xã Cầu Lộc năm 2012 29 Bảng 4.1 Số đàn gia súc, gia cầm xã Cầu Lộc năm 2012-2014 39 Bảng 4.2 Tổng lƣợng vật nuôi xã Cầu Lộc năm 2017 40 Bảng 4.3 Khối lƣợng phát sinh CTR chăn nuôi giai đoạn 2017 xã Cầu Lộc 41 Bảng 4.4 Tỷ lệ sử dụng hầm Biogas thôn điều tra địa bàn xã 43 Bảng 4.5 Tỷ lệ nghề nghiệp hộ gia đình đƣợc điều tra có sử dụng hầm Biogas địa bàn xã 44 Bảng 4.6 Các kênh thông tin Biogas cho hộ gia đình đƣợc điều tra 45 Bảng 4.7 Lý hộ gia đình đƣợc điều tra lắp đặt Biogas 47 Bảng 4.11 Kết thời gian nấu ăn Biogas hộ gia đình đƣợc điều tra 53 Bảng 4.12 Tỷ lệ mùi nhà bếp hộ gia đình đƣợc điều tra 54 Bảng 4.13 Hiệu kinh tế áp dụng hầm Biogas địa bàn xã Cầu Lộc 57 Bảng 4.14 Tổng hợp lợi ích từ việc sử dụng hầm Biogas mang lại 61 vi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 4.1 Chăn ni lợn xã Cầu Lộc 38 Hình 4.2 Chất thải chăn nuôi lợn thải môi trƣờng 39 Hình 4.3 Biểu đồ thể tỷ lệ sử dụng hầm Biogas thôn điều tra địa bàn xã 43 Hình 4.4 Biểu đồ thể tỷ lệ dung tích hầm Biogas hộ gia đình 44 Hình 4.5 Biểu đồ thể tỷ lệ nghề nghiệp hộ gia đình đƣợc điều tra có sử dụng hầm Biogas địa bàn xã Cầu Lộc 45 Hình 4.6 Biểu đồ thể tỷ lệ kênh thông tin Biogas cho hộ gia đình đƣợc điều tra 46 Hình 4.7 Biểu đồ thể lý hộ gia đình đƣợc điều tra lắp đặt Biogas 47 Hình 4.8 Hầm bể xây gạch cố định 50 Hình 4.9 Hầm composite 50 Hình 4.10 Biểu đồ tỷ lệ kiểu hầm Biogas đƣợc điều tra địa bàn xã 50 Hình 4.11 Biểu đồ thể loại bếp đƣợc sử dụng cho Biogas hộ đƣợc điều tra 52 Hình 4.12 Biểu đồ thể tỷ lệ thời gian nấu ăn Biogas hộ gia đình đƣợc điều tra 53 Hình 4.13 Biểu đồ thể tỷ lệ mùi nhà bếp hộ gia đình đƣợc điều tra 54 vii ĐẶT VẤN ĐỀ Cùng với phát triển nhanh chóng kinh tế nƣớc ta, vấn đề ô nhiễm môi trƣờng trở thành vấn đề thiết Một nguồn chất thải gây ô nhiễm từ chăn nuôi Ngành chăn nuôi nƣớc ta năm gần phát triển nhanh chóng chất lƣợng quy mơ Tuy nhiên chăn ni hộ gia đình nhỏ lẻ nhƣ trang trại chăn nuôi lớn việc quản lý sử dụng nguồn chất thải từ chăn ni cịn nhiều bất cập Một số trang trại lớn có biện pháp xử lý nguồn chất thải chăn nuôi Song số trang trại chƣa đƣợc quan tâm, đặc biệt chăn ni nhỏ lẻ hộ gia đình việc xử lý chất thải hầu nhƣ bị thả Một nguyên nhân ngƣời chăn nuôi chƣa hiểu rõ tầm quan trọng việc xử lý nguồn chất thải Kinh phí phục vụ cho việc xử lý chất thải thấp, luật xử lý chất thải cịn chƣa đồng khó áp dụng, chăn ni nhỏ lẻ nguyên nhân làm việc quản lý xử lý chất thải gặp nhiều khó khăn [ ] Theo số liệu Tổng cục thống kê, năm 2014 đàn lợn nƣớc ta có khoảng 26,76 triệu con, đàn trâu bị khoảng 7,75 triệu con, đàn gia cầm khoảng 327,69 triệu Trong chăn ni nơng hộ chiếm tỷ trọng khoảng 65-70% số lƣợng sản lƣợng Từ số đầu gia súc, gia cầm có quy đổi đƣợc lƣợng chất thải rắn (phân chất độn chuồng, loại thức ăn thừa rơi vãi) đàn gia súc, gia cầm thải khoảng 76 triệu khoảng 30 triệu khối chất thải lỏng(nƣớc tiểu, nƣớc rửa chuồng, nƣớc từ sân chơi, bãi vận động, bãi chăn) Phân vật nuôi chứa nhiều chất chứa nitơ, phốt pho, kẽm, đồng, chì, Asen, Niken ( kim loại nặng) vi sinh vật gây hại khác, khơng gây nhiễm khơng khí mà cịn làm nhiễm đất, làm rối loạn độ phì đất, mặt nƣớc mà nguồn nƣớc ngầm Theo báo cáo Tổ chức Lƣơng thực Thế giới (FAO), chất thải gia súc toàn cầu tạo 65% lƣợng Nitơ oxit(N2O) khí Đây loại khí có khả hấp thụ lƣợng mặt trời cao gấp 296 lần so với khí CO2 Cùng với loại khí khác nhƣ CO2, CH4, gây nên hiệu ứng nhà kính làm trái đất nóng lên [ ] Trƣớc tình trạng đó, để ngành chăn ni phát triển hiệu bền vững nhƣ giảm thiểu ô nhiễm mơi trƣờng nơng thơn có giải pháp hiệu quả: Làm hầm Biogas hộ gia đình Sử dụng biogas phục vụ cho đun nấu, thắp sáng gia đình, đồng thời chất thải động vật ni cịn chất hữu đƣợc xử lý hầm kín, tránh đƣợc mùi thối, xử lý nhiễm chất cặn bã xử dụng làm phân bón, đóng góp vào phát triển kinh tế, cải thiện đời sống cho nhân dân vùng nông thôn [ 8] Xã Cầu Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa xã tiếng sản xuất rƣợu Chi Nê, sản phẩm lại sau chƣng cất để tạo rƣợu bã rƣợu đƣợc dùng làm thức ăn cho lợn, nên Cầu Lộc đƣợc đánh giá xã có đàn gia súc lớn đặc biệt chăn ni lợn Vì việc quản lý chất thải từ gia súc cần tổng hợp biện pháp kỹ thuật, giáo dục, sách mơi trƣờng 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 Trong đó, xây dựng hệ thống Biogas biện pháp xử lý chất thải chăn nuôi tốt hiệu Tuy nhiên, trình xây dựng phát triển hệ thống Biogas gặp khơng khó khăn nên tốc độ mở rộng quy mơ cịn chậm Xuất phát nguyện vọng thân trí Khoa Quản lý tài nguyên rừng & Môi trƣờng, Trƣờng Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam, tiến hành nghiên cứu đề tài:“Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu phát triển mơ hình xử lý chất thải chăn ni công nghệ Biogas xã Cầu Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa” CHƢƠNG I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Lịch sử hình thành phát triển công nghệ Biogas 1.1.1 Thế giới 1.1.1.1 Các nguồn lịch sử cơng nghệ khí sinh học Các hệ thống nghiên cứu sản xuất khí sinh học bắt đầu nhà nhà khoa học Ý tên Allesandro Volta, ngƣời tham gia vào nghiên cứu điện nay, tên đơn vị điện áp đo đƣợc gọi “V” Vào năm 1770 Volta để ý đến khí đầm lầy trầm tích hồ miềm Bắc Italy, sau ơng bắt đầu tiến hành thí nghiệm cháy khí Faraday, nhà vật lý ngƣời Anh thử nghiệm với khí đầm lầy xác định nhƣ Hydrocacbon Chỉ năm 1821, nhà nghiên cứu Avogadro thiết lập cơng thức hóa học khí mêtan (CH4) Nhà vi khuẩn học tiếng Pháp, Pasteur vào năm 1884 tiến hành thử nghiệm với phân rắn Ông ngƣời đề xuất việc sử dụng phân từ chuồng nuôi gia súc Paris để sản xuất khí đốt giúp chiếu sáng đƣờng phố Cùng với phát triển công nghệ, năm 1897 bệnh viện cho bệnh nhân Bombay, Ấn Độ đƣợc xây dựng nhà máy đầu tiên, khí đốt đƣợc sử dụng cho chiếu sáng năm 1907 đƣợc cung cấp công cụ để sản xuất điện [10] Tại Đức, kỹ sƣ từ nhà máy xử nƣớc thải, gọi “Emshersky” Hôm nay, nhà máy xử lý giai đoạn kỵ khí sản xuất khí thải từ đƣợc sử dụng để sƣởi ấm lò lên men cho nhiệt điện Trƣớc chiến tranh giới II Đức, để đáp ứng nhu cầu tăng lên “nhiên liệu khí đốt” ngƣời ta cố gắng gia tăng sản xuất khí thải cách cho thêm chất thải rắn hữu đƣợc sử dụng phƣơng pháp gọi Kofermentatsiey ngày hôm Năm 1940, Stuttgart lần cho thành cơng pha trộn với dầu tách chất béo [10] loại bệnh da nguy hiểm khác nhƣ gẻ, lở… Khi mơ hình hầm Biogas đƣợc đƣa vào sử dụng hộ dân thu gom xác loại động vật xuống hầm gas để phân hủy tạo khí CH4, cách tận dụng hợp lý, tiết kiệm nguồn khí CH4 giải đƣợc vấn đề có liên quan đến sức khỏe ngƣời động vật Về giáo dục cơng trình Biogas mơ hình thiết thực giúp cho học sinh, sinh viên sinh lớn lên địa phƣơng nghiên cứu, tìm tịi sáng tạo cơng cụ thiết thực loại khí sinh học giáo dục nhận thức thực tế lợi ích mà cơng trình Biogas địa phƣơng từ vận dụng, nghiên cứu khắc phục dần nhƣợc điểm nhƣ nhân rộng phát triển hoàn thiện đồng thời nghiên cứu sáng tạo loại nhiên liệu sinh học tƣơng tự nhƣ khí Biogas để từ giúp ích cho phát triển địa phƣơng đất nƣớc 4.3.5 Những thuận lợi khó khăn người dân lắp đặt hầm Biogas - Thuận lợi  Đƣợc hỗ trợ vay vốn từ Sở Nông nghiệp Phát triển nông thôn, thông qua Hội Phụ nữ  Thông qua lớp truyền thông, tập huấn ngƣời dân đƣợc phát tài liệu miễn phí, đƣợc tƣ vấn kỹ thuật đƣợc kiểm tra chất lƣợng hầm hồn thành  Diện tích xây dựng rộng rãi nên không ảnh hƣởng nhiều tới đất canh tác hay trồng lâu năm  Ngƣời dân ngày nhận thức đƣợc lợi ích to lớn Biogas nên hầu hết ngƣời dân tự nguyện lắp đặt - Khó khăn  Sự hỗ trợ Nhà nƣớc đầu tƣ nghiên cứu phát triển nhƣ kinh phí, trang thiết bị, kỹ thuật cho sản xuất, ứng dụng cơng nghệ Biogas cịn nhiều hạn chế  Sự nhận thức xã hội Biogas thấp 60  Trên địa bàn xã chƣa có đội xây dựng hầm Biogas chuyên trách nên hầm gặp cố việc gọi thợ đến sửa khó khăn thƣờng phải đợi 03 ngày đội có mặt  Thủ tục vay vốn cịn gặp nhiều khó khăn, tốn nhiều thời gian Bảng 4.14 Tổng hợp lợi ích từ việc sử dụng hầm Biogas mang lại Lợi ích Nhóm hộ gia đình chăn ni sử dụng hầm Biogas Chỉ tiêu Nhóm hộ gia đình chăn ni khơng sử dụng hầm Biogas Tiết kiệm đƣợc 3,81 – 6,57 triệu  đồng/năm Tiết kiệm chi phí xây dựng bảo Kinh  dƣỡng hầm Biogas tế Tiết kiệm đƣợc tiền xây bể phốt –  triệu đồng Mơi trƣờng khơng khí  Mơi trƣờng nƣớc, đất không bị ô nhiễm  Môi Phân gia súc, gia cầm đƣợc thải vào hầm  trƣờng Biogas Hạn chế thải khí hiệu ứng nhà kính  từ chất đốt thơng thƣờng Góp phần giải phóng phụ nữ trẻ em khỏi gánh nặng vất vả công việc nội  trợ, Xã hội Tiết kiệm thời gian cho công việc học  tập nghỉ ngơi Hạn chế dịch bệnh, tiết kiệm chi phí  Y tế khám, chữa bệnh Cung cấp kiến thức thực tiễn cho học sinh sinh viên từ xây dựng, sáng tạo Giáo  ý tƣởng khí sinh học phục vụ cho dục hệ tƣơng lai (Nguồn: Kết điều tra hộ gia đình, 2018) (chú thích: dấu “” thể nhóm hộ gia đình đƣợc hƣởng lợi ích.) 61 Nhƣ việc xây dựng cơng trình Biogas hộ gia đình chăn ni hiệu mơ hình nên đƣợc áp dụng rộng rãi khơng địa bàn tồn xã mà địa bàn huyện, tỉnh nƣớc tiến tới đất nƣớc phát triển bền vững 4.4 Những tồn sử dụng mơ hình Biogas khu vực 4.4.1 Xả bớt nhiên liệu từ hầm Biogas Hầm Biogas giúp nhiều gia đình địa phƣơng có chất đốt hàng ngày, tiết kiệm chi phí giảm thiểu đáng kể ô nhiễm môi trƣờng từ chất thải chăn ni Nhƣng thực tế, khơng hầm Biogas địa phƣơng có lƣợng khí q lớn so với nhu cầu sử dụng, nhiều hộ phải xả bớt nhiên liệu gây mùi khó chịu cho ngƣời dân gần khu vực, may chƣa xảy cố đáng tiếc Tuy nhiên, xảy cố nổ hầm dễ gây thƣơng vong cho ngƣời dân Đồng thời gây nhiễm mơi trƣờng khơng khí xung quanh, nhƣ môi trƣờng đất, nƣớc khu vực Ơ nhiễm khơng khí từ q trình chăn ni lợn khí độc nhƣ CO, SO2, NO2 , H2S, CH4 phát sinh từ phân huỷ chung chất thải (phân nƣớc tiểu) dãy chuồng khu vực lân cận bể Biogas bể điều hoà Đây nguồn phát tán sinh khí liên tục Các yếu tố có tác động nhiều đến môi trƣờng xung quanh, sức khoẻ hộ gia đình Đặc biệt khí CH4 có tiềm làm nóng trái đất cao CO2 (gấp 72 lần khoảng thời gian 20 năm), CH4 thúc đẩy oxy hóa nƣớc khí quyển, gia tăng nƣớc gây hiệu ứng nhà kính mạnh nhiều so với hiệu ứng trực tiếp CH4 (danang.gov.vn) Ngồi cịn có khí NO2 chiếm lƣợng nhỏ thành phần khí nhà kính, nhƣng khả làm nóng trái đất cao (gấp 289 lần khoảng thời gian 20 năm) làm tổn hai tầng ozon Do có thời gian tồn khí lâu dài, nên lƣợng NO2 thải tiếp tục gây ấm lên toàn cầu kéo dài đến kỷ sau (danang.gov.vn) Hoạt động xả bớt nhiên liệu từ hầm Biogas nguyên nhân gây cố góp phần gia tăng khí nhà kính khí quyển, làm cho Trái Đất nóng lên gây Biến đổi khí hậu Do vậy, quan liên quan cần phối hợp 62 với quyền sở thƣờng xuyên tuyên truyền, khuyến cáo ngƣời dân việc xây dựng, bảo dƣỡng vận hành cơng trình kỹ thuật, nâng cao ý thức trách nhiệm bảo đảm an toàn cho thân cộng đồng, hạn chế tối đa việc gây ô nhiễm môi trƣờng 4.4.2 Rị rỉ khí gas Các hộ gia đình sử dụng hầm composite khơng có tƣợng rị rỉ khí gas, khơng gây mùi Tuy nhiên hộ sử dụng hầm Biogas xây gạch, bê tông thƣờng có tƣợng rị rỉ khí gas hầm ủ bị rạn nứt hay ống dẫn khí gas bị hƣ hỏng, số mơ hình Biogas địa phƣơng nhiều khuyết điểm thiết kế, xây dựng Ở số mơ hình, đƣờng ống dẫn chất thải vào hầm phân hủy đƣợc đặt mặt đất, miệng ống dẫn vào hầm ủ khơng kín, lƣợng khí hầm ủ bay ngoài, ảnh hƣởng tới hiệu suất hầm ủ, gây nhiễm Có q nhiều khí H2S nguyên nhân làm phận kim loại nhƣ ống thép, cút, van đồng bị rỉ đen dẫn tới việc rị rỉ khí gas H 2S khí khơng màu nhƣng có mùi trứng thối đặc trƣng dễ nhận nồng độ thấp, hoạt động mạnh nguy hiểm cho ngƣời tiếp xúc H2S nồng độ thấp không gây nguy hiểm cho ngƣời tiếp xúc, nồng độ cao gây đau đầu choáng váng, chảy nƣớc mắt, hắt hơi, ngạt thở, chí tử vong Mặt khác, gặp nguồn nhiệt đủ lớn bắt nhiệt gây cháy nổ 4.4.3 Bùng phát tảo Bã thải từ hầm Biogas, nƣớc chảy tràn từ bể điều hòa có đặc trƣng giàu chất đạm, bổ sung chất dinh dƣỡng vào thủy vực nhận nƣớc thải Khi hàm lƣợng nitơ, phốt nƣớc lớn, dƣ thừa so với nhu cầu dẫn đến tƣợng phú dƣỡng đặc biệt thủy vực tĩnh khả tự làm nhƣ lƣu lƣợng nƣớc trao đổi thấp Nitơ phốt đóng vai trị quan trọng trình phát triển loài tảo lam Sự phát triển bùng nổ tảo làm cho nƣớc trở nên đục có màu xanh lục Tảo dƣ thừa, chết phân hủy gây nên mùi khó chịu ảnh hƣởng trực tiếp đến thủy sinh vật mơi trƣờng khơng khí xung quanh Quá trình phân hủy sinh học chất hữu tảo làm giảm nồng độ oxy hoà tan nƣớc Khi nồng độ oxy hoà tan xuống thấp, 63 loài thủy sinh vật giảm Tại khu vực có nồng độ oxy hồ tan xuống q thấp chất hữu phân hủy mạnh thƣờng xảy q trình phân hủy kỵ khí lớp bùn đáy, phát sinh mùi hôi thối Đây môi trƣờng không thuận lợi cho sinh vật sống dƣới nƣớc Ngƣợc lại, nấm vi khuẩn phát triển mạnh nhờ phân hủy chất hữu làm tăng hàm lƣợng NH4+ Ngoài ra, phân hủy chất hữu sinh lƣợng lớn ion sunfat nƣớc Trong điều kiện khí, sunfat bị phân hủy sinh học giải phóng khí H2S Khí H2S phát sinh mùi khó chịu độc hại cho ngƣời Cùng với tác động yếu tố hoá lý nói trên, nguồn nƣớc thải cịn phƣơng tiện lan truyền vi sinh vật gây bệnh Nguồn nƣớc ngầm dùng sinh hoạt ăn uống ẩn chứa số tác nhân gây bệnh Ngoài ra, thải bã thải từ hầm Biogas, nƣớc chảy tràn từ bể điều hòa trực tiếp ruộng rau chứa nhiều mầm bệnh Đặc biệt coliform gây bệnh đƣờng ruột mang lại nguy mặt sức khỏe cho ngƣời ăn phải loại rau thủy sinh chƣa đƣợc nấu chín 4.5 Giải pháp nâng cao hiệu phát triển mơ hình xử lý chất thải chăn nuôi công nghệ Biogas khu vực nghiên cứu 4.5.1 Giải pháp chung Động lực lớn để thúc đẩy nông dân áp dụng công nghệ Biogas giải chất đốt, sau vấn đề ô nhiễm môi trƣờng Công nghệ Biogas thực thân thiện với nhà nông Tuy nhiên, vấn đề đặt sử dụng mơ hình để thực phù hợp với điều kiện nơng thơn Mơ hình Biogas đem lại lợi ích trực tiếp cho hộ nơng dân đồng thời đem lại lợi ích cho cộng đồng Các điều kiện liên quan đến tập quán, thói quen, điều kiện đất đai, vốn đầu tƣ ban đầu đại phận nông dân nên đòi hỏi phải giản đơn thiết kế xây dựng Vì vậy, để phát triển mơ hình Biogas cần phải có quan tâm tồn thể cộng đồng có đạo tổ chức, quan cấp chƣơng trình Biogas Phổ biến rộng rãi tới hộ nông dân tác dụng việc xây hầm Biogas đặc biệt giúp vốn kỹ thuật 64 4.5.2 Giải pháp cụ thể Căn vào thực trạng phát triển Biogas xã ngành sản xuất có liên quan Căn vào nhu cầu phát triển, nhu cầu sử dụng nhiên, nguyên liệu ngày tăng mà nguồn nguyên liệu hóa thạch ngày khan phủ ngành cấp từ trung ƣơng đến địa phƣơng cần phải phối hợp với để đề phƣơng án phát triển ngành công nghiệp sinh học ứng dụng, mở rộng mơ hình khí sinh học quê hƣơng địa phƣơng Dƣới số biện pháp mà đề tài mạnh rạn đƣa nhằm nhân rộng mô hình Biogas khắc phục tác động đến mơi trƣờng xã Cầu Lộc: - Biện pháp vốn Hỗ trợ vốn cho xây dựng Biogas đồng thời tăng cƣờng đầu tƣ vốn cho ngành sản xuất chăn nuôi Vốn đầu tƣ ban đầu cho hầm Biogas lớn so với thu nhập hộ gia đình nên số gia đình chăn ni nhiều xong chƣa có đủ kinh phí để xây dựng hầm Do vậy, cần hỗ trợ phần vốn để động viên, khuyến khích bà nơng dân xây hầm thành lập quỹ cho vay với lãi suất thấp thời gian hồn lại lâu, khuyến khích hộ gia đình cách khen thƣởng, tuyên dƣơng cá nhân, hộ gia đình có ý thức tun truyền, vận động ngƣời dân xây dựng cá nhân đầu phong trào nhƣ phong trào xây dựng hầm Biogas - Biện pháp quản lý Uỷ ban nhân dân xã tăng cƣờng thực tốt hoạt động tuyên truyền, tập huấn nhằm nâng cao ý thức ngƣời dân cộng đồng dân cƣ ô nhiễm môi trƣờng sống hoạt động sản xuất, kinh doanh Tăng cƣờng biện pháp quản lý Nhà nƣớc việc quản lý nƣớc thải, chất thải sản xuất nông nghiệp lĩnh vực chăn ni Có sách khuyến khích ngƣời dân chăn nuôi tập trung, sử dụng hầm Biogas để xử lý chất thải 65 Hỗ trợ miễn phí tài liệu, tổ chức tập huấn, cán tƣ vấn kỹ thuật miễn phí Đào tạo thợ xây dựng lành nghề, kỹ thuật - Biện pháp kỹ thuật Xây dựng cơng trình Biogas phức tạp, địi hỏi độ xác cao nên thợ xây dựng cơng trình Biogas phải có tay nghề cao, cẩn thận, có trách nhiệm xây dựng sau cơng trình vào hoạt động Các kỹ thuật viên phải thƣờng xuyên giám sát cơng trình suốt q trình xây dựng, phát giải cố gặp phải Tránh rủi ro xảy trình hoạt động cơng trình Trong thời gian cơng trình hoạt động, kỹ thuật viên phải kiểm tra tình hình sử dụng cơng trình hộ gia đình Khắc phục cố mà hộ gia đình gặp phải trình sử dụng Phổ biến kỹ thuật cho bà nông dân việc đào tạo, bồi dƣỡng kỹ thuật xây hầm cho đội ngũ thợ xây sở địa phƣơng Mở rộng phát triển hệ thống hầm composite để phát huy hiệu sử dụng loại hầm này, hạn chế xây hầm bê tơng cố định loại hầm hạn chế mặt kỹ thuật, dễ bị hƣ hỏng tác động ngoại cảnh - Biện pháp công tác khuyến nông Đối với ngƣời dân cần tuyên truyền, phổ biến sâu rộng cho ngƣời dân cơng trình Biogas Giải thích lợi ích mà đem lại cho ngƣời dân xã hội Do vậy, Nhà nƣớc phải có kế hoạch, chƣơng trình phổ biến mơ hình Biogas tới gia đình thơng qua hình thức tuyên truyền nhƣ: tổ chức buổi tập huấn, tuyên truyền địa phƣơng thông qua việc phát tài liệu, đƣa tin phƣơng tiện thông tin đại chúng địa phƣơng đƣa lãnh đạo địa phƣơng số nơng dân điển hình tham quan nơi có phong trào sử dụng mơ hình Biogas phát triển Qua đó, vận động nơng dân tự nguyện xây dựng hầm Biogas - Phát triển ngành nghề có liên quan 66 Phát triển ngành nghề có liên quan đến phát triển Biogas nhƣ chăn nuôi, trồng trọt, đầu Biogas đầu vào ngành trồng trọt Nhƣ muốn phát triển Biogas trƣớc hết phải chăn nuôi trồng trọt việc chuyển đổi cấu trồng vật nuôi, đƣa trồng, vật ni có giá trị kinh tế vào sản xuất - Biện pháp quy hoạch đất đai để xây dựng chuồng trại lắp đặt hầm Biogas Phát triển Biogas gắn với phát triển nông nghiệp đặc biệt chăn nuôi, để xây dựng hầm Biogas cần phải có lƣợng phân gia súc, gia cầm định Do phải phát triển chăn nuôi theo quy mô lớn, tập trung; xã cần tích cực việc khuyến khích hộ dân chăn ni theo quy mơ trang trại tạo điều kiện giúp đỡ hộ dân Đối với hộ cần thực quy định xây dựng chuồng trại chăn nuôi quy định xây hầm Biogas Trên số biện pháp để nhân rộng mơ hình Biogas khắc phục tác động đến môi trƣờng xã Cầu Lộc Các giải pháp có mối liên hệ chặt chẽ với nhau, bổ sung cho Nếu biện pháp đƣợc áp dụng cách đồng hiệu q trình nhân rộng mơ hình Biogas chăn nuôi xã Cầu Lộc định thành công 67 KẾT LUẬN – TỒN TẠI – KHUYẾN NGHỊ Kết luận Qua thời gian tiến hành điều tra, khảo sát mơ hình Biogas địa bàn xã Cầu Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa cho thấy: Trong tồn xã có 13 thơn với tổng số 1726 hộ gia đình tính năm 2017 vừa qua tổng số lƣợng đàn trâu, bị tồn xã 368 con; đàn lợn 2.827 con; đàn gia cầm 25.047 Với số lƣợng vật ni nhƣ lƣợng chất thải rắn (CTR) chăn nuôi thải môi trƣờng ngày 31-39 Từ năm 2009 đến năm 2017, tồn xã có tất 152 hộ gia đình sử dụng hầm Biogas xử lý chất thải chăn nuôi điều cho thấy công nghệ Biogas ngày đƣợc ứng dụng nhiều Đây giải pháp đem lại hiệu cao việc xử lý chất thải chăn nuôi nhiều mặt: Kinh tế: Hầm ủ Biogas mang lại lợi ích khơng nhỏ cho ngƣời dân, tháng hộ gia đình tiết kiệm đƣợc từ 317,5 – 547,5 nghìn đồng/tháng Ngồi ra, chất thải hầm ủ mang lại lợi ích kinh tế cao, giúp cải thiện đất, tăng suất trồng… Về môi trường: Hầm ủ Biogas giảm thiểu tình trạng nhiễm mơi trƣờng Các cơng trình hầm Biogas góp phần làm giảm phát thải khí nhà kính, bảo vệ khí Trái Đất Về xã hội: Các cơng trình Biogas trực tiếp mang lại cuốc sống tiện nghi cho ngƣời dân nhƣ sử dụng chất đốt có chất lƣợng cao, khu cơng trình phụ, chuồng trại vệ sinh, đẹp thuận tiện Về y tế - giáo dục: Từ xây dựng hầm Biogas tỷ lệ bệnh tật ngƣời động vật gia đình địa phƣơng giảm Đồng thời giúp cho học sinh, sinh viên sinh lớn lên địa phƣơng nghiên cứu, tìm tịi, sáng tạo loại nhiên liệu sinh học tƣơng tự nhƣ khí Biogas Và sử dụng hầm ủ Biogas hộ gia đình gặp nhiều thuận lợi nhƣ: Đƣợc hỗ trợ vay vốn từ Sở Nông nghiệp Phát triển nông thôn, 68 thông qua Hội Phụ nữ Thông qua lớp truyền thông, tập huấn ngƣời dân đƣợc phát tài liệu miễn phí, đƣợc tƣ vấn kỹ thuật đƣợc kiểm tra chất lƣợng hầm hoàn thành Ngƣời dân ngày nhận thức đƣợc lợi ích to lớn Biogas nên hầu hết ngƣời dân tự nguyện lắp đặt Tuy nhiên sử dụng mô hình hầm ủ Biogas xã Cầu Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa bên cạnh thuận lợi cịn số khó khăn nhƣ: Sự hỗ trợ Nhà nƣớc đầu tƣ nghiên cứu phát triển cơng nghệ Biogas cịn nhiều hạn chế Sự nhận thức xã hội Biogas chƣa cao Trên địa bàn xã chƣa có đội xây dựng hầm Biogas chun trách Thủ tục vay vốn cịn gặp nhiều khó khăn, tốn nhiều thời gian Vì để phát triển mơ hình Biogas có hiệu cao có giải pháp đƣợc đƣa ra, cần phải tuyên truyền phổ biến rộng rãi tới hộ nông dân tác dụng việc xây hầm Biogas mang lại đặc biệt đƣợc hỗ trợ vốn cho xây dựng Biogas, tăng cƣờng biện pháp quản lý Nhà nƣớc việc quản lý nƣớc thải, chất thải lĩnh vực chăn nuôi Phổ biến kỹ thuật cho bà nông dân việc đào tạo, bồi dƣỡng kỹ thuật xây hầm cho đội ngũ thợ xây sở địa phƣơng Phát triển ngành nghề có liên quan đến phát triển Biogas nhƣ chăn nuôi, trồng trọt, đầu Biogas đầu vào ngành trồng trọt Tồn - Thời gian thực tập địa phƣơng ngắn khơng đủ để tìm hiểu sâu hoạt động chăn ni, cơng trình Biogas hộ gia đình - Các tiêu chí nhƣ tác động mơ hình Biogas đến chất lƣợng môi trƣờng chƣa đƣợc lấy mẫu quan trắc, đo tính trang thiết bị chuyên dụng dẫn tới kết thu đƣợc chƣa khách quan Khuyến nghị Xuất phát từ kết nghiên cứu đề tài, để hỗ trợ cho công tác triển khai nhân rộng mơ hình Biogas, nâng cao hiệu kinh tế, kỹ thuật 69 trình vận hành hầm Biogas, nhƣ khắc phục đƣợc tác động đến môi trƣờng, số khuyến nghị đƣợc đề xuất nhƣ sau: - Các cơng trình nghiên cứu vấn đề cần phải tìm hiểu sâu hoạt động chăn ni, cơng trình Biogas hộ gia đình - Cần phải lấy mẫu quan trắc, đo tính trang thiết bị chuyên dụng để đánh giá tác động mơ hình Biogas đến chất lƣợng mơi trƣờng Từ đánh giá đƣợc trạng môi trƣờng khu vực nghiên cứu cách xác 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt 1) Đặng Bình An (2007) Khảo sát hoạt động nhà máy phát điện công suất 10 kVA sử dụng nhiên liệu Biogas ủ từ phân heo Đại học Nông lâm TP.HCM 2) Công ty cổ phần Tiến Việt Thái (2016) Chất thải chăn nuôi gia súc số biện pháp xử lý 3) Trần Tấn Định (2011) Khảo sát tình hình sử dụng hầm ủ Biogas xã An Phú, huyện Củ Chi, TP.HCM đưa giải pháp nhằm nâng cao hiệu sử dụng hầm Biogas Đại học Kỹ thuật Công nghệ TP.HCM 4) PGS/TS Hồng Kim Giao (2011) Cơng nghệ khí sinh học quy mơ hộ gia đình Văn phịng dự án Khí sinh học Trung ƣơng- BPD/cục chăn nuôi-DLPV 5) Nguyễn Thị Hà (2013) Khảo sát trạng xây dựng sử dụng hầm ủ Biogas xã Tri Phương, huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh Đại học Sƣ phạm Hà Nội 6) Ks.Phạm Công Khải (2012) Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình tạo khí Biogas Cổng thơng tin điện tử hội nông dân tỉnh Đăk Nông 7) Hồ Hữu Lộc (2012) Cơng nghệ khí sinh học Biogas Đại học khoa học tự nhiên Hà Nội 8) Phan Công Ngọc (2013) Áp dụng nâng cao hiệu xử lý chất thải chăn nuôi hầm biogas kết hợp hồ sinh học Đại học Quốc Gia Hà Nội 9) Số liệu thống kê UBND xã Thành Lộc 10) Lƣơng Đức Anh Tuấn (2015) Đánh giá hiệu sử dụng hầm ủ Biogas để xử lý chất thải chăn ni quy mơ hộ gia đình xã Tân Cương, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên Đại học Nông lâm Thái Nguyên 11) Trần Minh Trí (2013) Xử lý chất thải chăn nuôi Biogas Đại học Khoa học tự nhiên Thành phố Hồ Chí Minh 12) Lƣơng Thị Xuân (2015) Đánh giá hiệu sử dụng hầm ủ biogas xử lý chát thải chăn nuôi lợn quy mơ hộ gia đình xã Xn Quang-huyện Bảo Thắng-tỉnh Lào Cai Đại học Nông lâm Thái Nguyên PHỤ BIỂU BẢNG CÂU HỎI PHỎNG VẤN I Ngƣời cung cấp thông tin Họ tên:………………………… Nghề nghiệp:………………… Địa chỉ: Thôn………… Xã Cầu Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa Thời gian vấn:……………………………………………… II Thơng tin điều tra vấn Gia đình sử dụng hầm Biogas đƣợc năm? ………………………………………………………………………… Gia đình biết đến Biogas thơng qua hình thức nào? (truyền thơng, tập huấn; qua bạn bè, hàng xóm; qua tivi, đài báo…) Truyền thơng, tập huấn Bạn bè, hàng xóm Tivi, đài báo Lý gia đình xây dựng, lắp đặt hầm Biogas? (cải thiện môi trƣờng, hỗ trợ vốn, sử dụng gas…) Cải thiện môi trƣờng Hỗ trợ vốn Sử dụng gas Hệ thống hầm Biogas gia đình cịn hoạt động khơng? Đang hoạt động Khơng cịn hoạt động Kinh phí xây dựng, lắp đặt hầm Biogas ban đầu? ………………………………………………………………………… Dạng hầm dạng gì? Hầm KT1 Hầm Composite Hầm bê tơng xây cố định Loại hầm khác Thể tích hầm bao nhiêu? .m3 Nguồn nguyên liệu đầu vào? ………………………………………………………………………… Số lƣợng gia súc gia đình ni con? ………………………………………………………………………… Bao nhiêu lâu gia đình hút cặn bã lần? ………………………………………………………………………… Bã thải sau thải đƣợc sử dụng cho mục đích gì? Bón Bón ruộng Thải trực tiếp môi trƣờng Ý kiến khác 10 Mục đích sử dụng khí gas gia đình? Đun nấu Thắp sáng Mục đích khác 11 Loại bếp gia đình sử dụng cho Biogas? (bếp đơn, bếp đôi, hai…) Bếp đơn Bếp đôi Cả hai loại 12 Thời gian nấu ăn Biogas? …………………………….phút/ngày 13 Khoản kinh phí tiết kiệm hàng tháng gia đình sử dụng Biogas? ……………………….VNĐ/tháng 14 Trong trình sử dụng hầm Biogas xảy cố lần chƣa? Đã xảy cố Nếu xảy Chƣa xảy ra cố cố gì? 15 Gia đình có đƣợc tập huấn cách xây dựng, khắc phục cố q trình sử dụng hầm Biogas? Có Không ... nuôi công nghệ Biogas xã Cầu Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa - Đánh giá hiệu mơ hình mơ hình xử lý chất thải chăn nuôi công nghệ Biogas khu vực nghiên cứu 22 - Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu. .. dụng mơ hình xử lý chất thải chăn ni công nghệ Biogas xã Cầu Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa 24 2.4.3 Phƣơng pháp đánh giá hiệu mơ hình mơ hình xử lý chất thải chăn nuôi công nghệ Biogas khu... thực trạng sử dụng mơ hình Biogas xã Cầu Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa - Đề xuất đƣợc giải pháp nâng cao hiệu phát triển mơ hình xử lý chất thải chăn nuôi công nghệ Biogas khu vực nghiên