Bài viết nêu lên một trong những vấn đề nổi bật trong ngành chăn nuôi là tạo ra khí đốt phục vụ cho đời sống sinh hoạt nông dân và đặc biệt là phục vụ cho chính ngành chăn nuôi đó, cũng như tạo nguồn phân bón cho ngành nông nghiệp sạch. Mời các bạn cùng tham khảo!
KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG XÂY DỰNG HẦM Ủ BIOGAS CỦA CÁC HỘ GIA ĐÌNH CHĂN NI QUẬN THỦ ĐỨC Đặng Ngọc Như Mỹ, Lương Kim Ngọc Ánh, Hoàng Thị Thùy* Viện Khoa học Ứng dụng HUTECH, Trường Đại học Công nghệ TP Hồ Chí Minh GVHD: Ths Vĩnh Sơn TĨM TẮT Công nghệ Biogas đánh giá giải pháp hiệu xử lý chất thải chăn nuôi nay, đem lại nhiều lợi ích kinh tế, môi trường xã hội Mặc dù Biogas không đem lại thu nhập trực tiếp giải vấn đề ô nhiễm môi trường chăn nuôi hiệu hạn chế khả phát thải mùi hôi, hạn chế dịch bệnh quanh vùng chăn nuôi làm giảm hiệu ứng nhà kính Một vấn đề bật ngành chăn nuôi tạo khí đốt phục vụ cho đời sống sinh hoạt nông dân đặc iệt phục vụ cho ch nh ngành chăn ni đó, tạo nguồn phân bón cho ngành nơng nghiệp [1] Qua bảng khảo sát đánh giá số hộ gia đình ta thấy 80% hộ sử dụng Biogas để xử lý chất thải thu khí với hiệu suất xử lý khoảng 75-80% lượng chất thải sinh Từ khóa: Cơng nghệ Biogas, nước thải chăn ni ĐẶT VẤN ĐỀ Trong năm gần vấn đề ô nhiễm môi trường tất ngành nước có xu gia tăng, ngành chăn ni không ngoại lệ với tốc độ phát triển liên tục góp phần phát triển kinh tế cải thiện sống người nông dân Tuy nhiên mặt trái ngành hàng năm khu vực sản xuất sinh lượng chất thải, nước thải lớn gây vệ sinh môi trường, gây mùi thối, nhiễm nguồn nước, đất khơng khí xuất nhiều dịch bệnh xung quanh khu vực chăn nuôi đe dọa đến sức khỏe người dân [1] Thời gian qua công nghệ xây Biogas áp dụng nhiều Việt Nam nước châu Á Công nghệ làm giảm tác động gây nhiễm mơi trường mà cịn tạo nguồn lượng phục vụ cho đời sống sản xuất, sinh hoạt như: đun nấu, thắp sáng, phân hữu [2] Phương pháp chủ yếu dựa vào hoạt động phân hủy chất hữu chủng vi sinh vật điều kiện kỵ khí yếm khí Tuy nhiên khả xử lý cơng nghệ hầm ủ Biogas chưa đánh giá tính tốn cụ thể Nghiên cứu ‚Khảo sát trạng xây dựng hầm Biogas hộ gia đình chăn ni Quận Thủ Đức, Thành phố Hồ Ch Minh‛ góp phần đánh giá trạng xử l chất thải hộ chăn nuôi địa bàn thành phố 258 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ BIOGAS 2.1 Giới thiệu v cơng nghệ Biogas Khí sinh học (Biogas) hỗn hợp khí hữu bao gồm chủ yếu khí CH4, H2S, CO2 nước, tạo sau trình ủ lên men kỵ kh sinh khối hữu phế thải nông nghiệp, chủ yếu cellulose, tạo thành sản phẩm dạng khí Khí sinh học nguồn lượng tái tạo sạch, dễ dàng kiểm sốt từ chất thải hữu cơ, thay củi đun nhiên liệu hóa thạch khí gas tự nhiên nhiều trường hợp [2] Bảng Thành phần khí sinh học Tên khí Thể tích (%) Methane (CH4 ) 55 – 65 Carbon dioxide (CO2) 35 – 45 Nitrogen (N2) 0–3 Hydrogen (H2) 0–1 Hydrogen sulfide (H2S) 0–1 2.2 Giới thiệu số mô h nh hầm Biogas nước 2.2.1 Một số mơ hình hầm Biogas Việt Nam Hầm Biogas nắp cố định hình vịm KT1 KT2 (gọi tắt KT) [2] Thiết bị khí sinh học nắp cố định kiểu KT có dạng hình cầu, cụ thể hình đới cầu cho mẫu KT1 hình bán cầu cho mẫu KT2 Cấu tạo mẫu thiết bị KT1 KT2 trình bày Hình Hình Cấu tạo thiết bị khí sinh học hình vịm KT Ưu điểm – Thiết bị xây dựng vật liệu thông thường gạch, đất nung có nhiều cỡ để hộ dân lựa chọn – Thiết bị có dạng hình cầu nên tiết kiệm vật liệu so với thiết bị khác – Trong trình vận hành, bề mặt dịch phân giải thay đổi chuyển động lên - xuống theo chiều cong tường bể làm giảm khả hình thành váng nguyên liệu nạp 259 Nhược điểm – Kỹ thuật xây dựng thiết bị phức tạp, thông thường yêu cầu thợ xây phải qua huấn luyện – Chiếm nhiều diện tích mặt loại thiết bị nắp cố định có bể phân giải, buồng chứa khí, bể điều áp nằm khối Hầm Biogas nắp [3] Hình 2: Cấu tạo hầm Biogas nắp Cấu tạo – Một phần hầm hình trụ – Bộ phận chứa khí có dạng nắp trôi bề mặt Ưu điểm – Có cấu trúc gọn – Chiếm diện tích xây dựng – Áp suất khí ổn định Nhược điểm – Giá thành cao – Áp suất gas thấp bất tiện việc đun nấu thắp sáng – Nắp hầm ủ dễ bị ăn mòn 260 Hầm Biogas phủ bạc nhựa HDPE (CIGAR) [4] Hình 3: Hầm Biogas phủ bạc nhựa HDPE Cấu tạo – Hầm Biogas phủ bạt nhựa HDPE (CIGAR) đơn giản có ngăn: Ngăn phản ứng ngăn lắng Ưu, nhược điểm – Ưu điểm: Chi phí đầu tư thấp so với hầm xây dựng bê tông, vận hành đơn giản, dễ bảo trì – Nhược điểm: Tuổi thọ thấp, tỉ suất phát sinh Biogas thấp, dung tích bể lớn 2.2.2 Một số mơ hình hầm Biogas giới Bảng Một số mơ hình hầm Biogas giới [1, 2] Tên hầm Biogas Nắp cố định hình vòm KT1 Tên nước áp dụng Cấu tạo hầm Thông dụng – Cửa nạp liệu nghiên cứu rộng – Bể xử lý rãi Trung Quốc – Ống thu kh – Bể điều áp Nắp (Ấn Độ) gọi hầm ủ kiểu KVIC Xuất xứ từ Ấn Độ Hầm Biogas phủ bạt nhựa HDPE (CIGAR) Sử dụng xử l chất thải Trung Quốc Thái Lan Ưu điểm Nhược điểm – Có cấu trúc vững độ ền cao – Cần có kỹ thuật viên có tay nghề cao để xây dựng ảo trì – Biogas sinh có áp suất cao – Giá thành cao – Một phần hầm hình – trụ – – Bộ phận chứa kh có dạng – nắp trôi ề mặt Có 02 ngăn: ngăn phản ứng ngăn lắng Có cấu trúc gọn – Giá thành cao Chiếm t diện tích xây dựng – Địi hỏi ảo dưỡng thường xun Áp suất gas thấp Áp suất kh ổn định – Chi ph đầu tư thấp so với hầm êtông – Tuổi thọ thấp – Tỷ suất phát sinh iogas thấp – Vận hành đơn giản, ảo trì dễ – Dung t ch ể lớn 261 Tên nước áp dụng Tên hầm Biogas Hầm ủ loại UASB Được thiết kế ởi Cấu tạo hầm – Phần ùn đặc Lettinga cộng tác viên năm Netherlands Nhược điểm – Khả chịu tải hầm ủ Khó kiểm soát trọng COD lớn – Lớp thảm ùn 1983 Ưu điểm tượng ùn – Vận hành tốn t hầm dung lượng Có khả dịch lỏng hoạt động theo mùa Túi ủ Biogas polyethylene (PE) Được sử dụng – Giá thành thấp – Gồm 2-3 lớp túi rộng rãi nilông lồng vào Columbia – Dễ ị thủng côn trùng cắn – Dễ lắp đặt, vận phá tác động hành đơn giản – Túi thu dự trữ học – Sửa chữa ảo trì dễ gas – Mơ hình chiếm dàng đặt diện t ch lớn mặt nước Mơ hình VACVINA cải tiến – Hai cửa vào để nạp – Có thể tự xây dựng Campuchia nguyên liệu lần đầu Cộng hịa nạp ngun liệu Tanzania áp định kì Ở ch nh dụng diện hầm có vách – Cấu trúc đơn giản rộng ngăn mở – Tự động phá váng dễ dàng để sửa – Lượng chất thải tự chữa, ảo trì – Khi xây dựng cần trát kỹ – Dễ xây dựng, tiết – Khi rò rỉ kh kiệm diện t ch độc động đưa khỏi – Một cửa để thải hầm bã sau phân hủy – Một lỗ thoát kh để đưa kh vào sử dụng HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG HẦ BI G ẬN THỦ ĐỨC TP HỒ CH MINH 3.1 ết khảo sát phường Linh Trung, Quận Thủ Đức Bảng 3: Thông tin hộ chăn nuôi khảo sát phường Linh Trung, Quận Thủ Đức Tên chủ hộ Địa Quy mô (con) Sử dụng Biogas Năm xây dựng Loại hầm Biogas Chi phí xây dựng hầm Biogas Mục đích sử dụng Biogas Ý kiến chủ hộ Trần Văn 12/2 30 không _ _ _ _ Xây bể tự Bảo khu phố 262 hoại Tên chủ hộ Địa Quy mô (con) Sử dụng Biogas Năm xây dựng Loại hầm Biogas Chi phí xây dựng hầm Biogas Mục đích sử dụng Biogas Ý kiến chủ hộ Ngơ 32/2 155 có 2004 Túi PE 4,5 triệu Nấu, thắp Tốt, Minh khu sáng, chạy chưa đủ Thanh phố máy phát điện cho điện máy phát Nấu, thắp Tốt Trần Văn Tấn 38/4 210 có 2004 KT1 triệu khu sáng phố Nguyễn 76/5 Ngọc khu Quý phố Phan Thị 55/2 Bảo khu Ngân phố Nguyễn 48/7 Xuân khu Phong phố Phạm 65/4 Quốc khu Trịnh phố Võ Thanh 27/7 Minh khu 98 có 2006 Nắp triệu Nấu, thắp Đã bị hư sáng khơng thu khí 75 có 2006 20 Không _ KT1 3,5 triệu Nấu _ Không có ý định xây 60 có 2008 Túi PE Hơn triệu Nấu 58/3 Ngọc khu Tâm phố Nguyễn 43/3 Thanh Trực Khí gas có mùi, dư khí 80 có 2008 VACVINA triệu Nấu, thắp Tốt, đơi sáng chưa đủ điện phố Đinh Đã bị hư 220 có 2006 KT1 8,5 triệu Nấu, thắp Tốt sáng 135 có 2004 KT1 7,3 triệu Nấu, thắp Bình khu sáng, chạy thường, có phố máy phát thiếu khí điện 263 Hình 4: Biểu đồ trạng sử dụng hầm Biogas phường Linh Trung Nhận xét: Biểu đổ Hình cho thấy hầm KT1 người dân sử dụng nhiều chiếm 40 ; so với 20% dùng túi PE; 10% dùng hầm nắp nổi; 10% sử dụng hầm VACVINA 20% không xử lý Qua bảng khảo sát số hộ gia đình nhận thấy 80% hộ dân sử dụng hầm Biogas để xử lý chất thải thu khí với hiệu suất xử lý chất thải khoảng 75-80% Khí gas dùng để nấu nướng thắp sáng chủ yếu, có số hộ chăn ni với số lượng lớn dùng để chạy máy phát điện cho phục vụ cho hệ thống chăn nuôi 3.2 ết khảo sát phường Linh Xuân, Quận Thủ Đức Bảng 4: Thông tin hộ chăn nuôi khảo sát phường Linh Xuân, Quận Thủ Đức Tên chủ hộ Nguyễn Ngọc Đấu Trần Văn Chiến Địa 37/4 KP4 43/4 KP4 Mục đích sử dụng Biogas 200 Có 2004 KT1 8,2 triệu thắp sáng, chạy máy 160 Có 2006 KT1 7,6 triệu thắp sáng, chạy máy phát điện KP 264 Chi phí xây dựng hầm Biogas Đun nấu, Thị Mai Quốc Loại hầm Biogas phát điện 28/6 Hoài Năm xây dựng Đun nấu, Đặng Phan Quy mô (con) Sử dụng Biogas 52/7 KP5 55 Có 2007 KT1 triệu 120 Có 2004 KT1 triệu Ý kiến chủ hộ Khá tốt, tiết kiệm chi phí Khá tốt, đơi khơng đủ chạy máy phát điên Đun nấu Đã bị hỏng Đun nấu, Khá tốt,có thắp sáng rị rỉ Năm xây dựng Loại hầm Biogas Chi phí xây dựng hầm Biogas Mục đích sử dụng Biogas Ý kiến chủ hộ Có 2008 VACVINA 3,8 triệu Đun nấu Khí gas có mùi 25 Khơng - Xây sau - 65 Có 2008 Nắp triệu Đun nấu Khí gas có mùi 6,9 triệu Đun nấu, thắp sáng, chạy máy phát điện Khá tốt, dư khí Đun nấu, thắp sáng Chưa tốt, khí gas cịn mùi Tên chủ hộ Địa Quy mơ (con) Sử dụng Biogas Nguyễn Văn Định 17/3 KP 45 Hà Khắc Nam 49/4 KP5 Hồ Minh Luyện 64/7 KP - - Phan Thị Châu 81/9 KP Phạm Văn Thành 24/8 KP 70 Có 2007 KT2 6,5 triệu Lý Ngọc Văn 34/9 KP 20 Không - Không xử lý - - - Nguyễn Văn Tân 58/3 khu phố 120 120 2006 KT1 6,6 triệu 6,6 triệu Tốt Đinh Văn Lý 43/3 khu phố triệu Nấu, thắp sáng, chạy máy phát điện Bình thường 150 170 Có có 2004 2004 Nắp KT1 Hình 5: Biểu đồ trạng sử dụng hầm Biogas phường Linh Xuân 265 Nhận xét: Biểu đồ Hình cho thấy hầm KT1 người dân sử dụng nhiều chiếm 50 so với 17% dùng hầm nắp nổi; 9% sử dụng hầm KT2, 8% sử dụng hầm VACVINA 8% không xử lý 8% xây dựng hầm Biogas tương lai Qua bảng khảo sát số hộ gia đình nhận thấy 84% hộ sử dụng hầm Biogas để xử lý chất thải thu khí với hiệu suất xử lý chất thài khoảng 75-80% Khí gas dùng để nấu nướng thắp sáng chủ yếu, có số hộ chăn ni với số lượng lớn dùng để chạy máy phát điện phục vụ cho hệ thống chăn nuôi KẾT LUẬN Công nghệ hầm Biogas đánh giá hiệu xử lý chất thải chăn nuôi đem lại nhiều lợi ích kinh tế, mơi trường xã hội Mặc dù hầm Biogas không đem lại thu nhập trực tiếp giải vấn đề ô nhiễm môi trường l nh vực chăn nuôi Đồng thời tạo khí đốt phục vụ cho đời sống sinh hoạt nơng dân, tạo nguồn phân bón cho ngành nơng nghiệp sạch, góp phần làm giảm hiệu ứng nhà kính… Sau sử dụng hầm Biogas để xử lý chất thải tượng ruồi muỗi xuất giảm đáng kể, chuồng trại chăn nuôi sẽ, môi trường sống quanh khu vực chăn nuôi lành hơn, có mùi thối, sức khỏe hộ gia đình hàng xóm nâng cao, 90% hộ gia đình đánh giá lượng ruồi muỗi giảm chuồng trại xung quanh địa bàn quận Qua việc điều tra khảo sát địa bàn quận Thủ Đức cho ta thấy ý thức người dân chăn nuôi vấn đề môi trường cao trước nhiều Khoảng 80% hộ gia đình sử dụng hầm Biogas để xử lý chất thải chăn nuôi Đa số hộ chăn ni đánh giá tốt sử dụng khí sinh học chất lượng cơng trình Biogas ổn Tuy nhiên phụ kiện hư hỏng nhiều Đặc iệt hư thiết bị nấu, thắp sáng, rị rỉ đường ống dẫn khí số hộ dùng bình khử mùi để lọc mùi TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Quang Khải (2010) - Giáo trình Cơng nghệ khí sinh học Biogas (CH4) [2] Nguyễn Quang Khải (2010) - Giáo trình Cơng nghệ khí sinh học chuyên khảo [3] Nhóm giảng viên Bùi Thị Mai Phụng, KS Võ Thanh Đan, KS Dương Mai Linh - Giáo trình Sản xuất khí sinh học (Biogas) [4] Hầm Biogas phủ bạc nhựa HPDE - https://biogasviet.com/ham-biogas-phu-bat-hdpe-vanhung-dieu-chua-biet/ [5] Trần Mạnh Hải - Luận văn Giải pháp công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi lợn phương pháp sinh học phù hợp với điều kiện Việt Nam 266 ... G ẬN THỦ ĐỨC TP HỒ CH MINH 3.1 ết khảo sát phường Linh Trung, Quận Thủ Đức Bảng 3: Thông tin hộ chăn nuôi khảo sát phường Linh Trung, Quận Thủ Đức Tên chủ hộ Địa Quy mô (con) Sử dụng Biogas. .. điện cho phục vụ cho hệ thống chăn nuôi 3.2 ết khảo sát phường Linh Xuân, Quận Thủ Đức Bảng 4: Thông tin hộ chăn nuôi khảo sát phường Linh Xuân, Quận Thủ Đức Tên chủ hộ Nguyễn Ngọc Đấu Trần Văn... Năm xây dựng Loại hầm Biogas Chi phí xây dựng hầm Biogas Mục đích sử dụng Biogas Ý kiến chủ hộ Trần Văn 12/2 30 không _ _ _ _ Xây bể tự Bảo khu phố 262 hoại Tên chủ hộ Địa Quy mô (con) Sử dụng Biogas