Biogas thường được dùng để chỉ khí sinh học được sản xuất từ sự phân hủy kỵ khí hay lên men của chất hữu cơ bao gồm chất thải gia súc, rác thành phố, các chất thải phân rã sinh học khác trong điều kiện thiếu không khí. Biogas cơ
bản chứa methane và khí carbonic.
Biogas chứa methane là chất khí có giá trị dùng để sản sinh năng lượng trên ô tô hay nhà máy điện. Nó cũng có thểđược sử dụng trực tiếp đểđun nấu, sấy, sưởi, thắp sáng hay làm lạnh bằng máy lạnh hấp thụ.
Thành phần khí biogas thay đổi theo nguồn gốc của quá trình phân hủy kỵ
khí. Biogas từ bãi chôn lấp rác có thành phần methane khoảng 50%. Với công nghệ xử lý rác hiện đại, thành phần biogas có thểđạt 55-75%CH4.
Công nghệ biến nước thải thành năng lượng sinh học đã và đang được triển khai nhiều tại Việt Nam. Mô hình này đã được tỉnh Tây Ninh áp dụng thành công với việc xây dựng nhà máy tạo biogas - một dạng năng lượng sinh học, từ xử lý nước thải trong quá trình chế biến tinh bột khoai mì. Các nhà máy này sẽ xử lý bình quân 3.000m3 nước thải mỗi ngày để tạo ra 10.000 - 12.000 m3 khí biogas/ngày. Khí biogas sản xuất ra có thể dùng để thay thế dầu đốt cho nhà máy chế biến tinh bột khoai mì. Ngoài ra, lượng khí biogas dư sẽ được chuyển thành năng lượng điện sử dụng cho việc vận hành toàn bộ nhà máy khí sinh học sau khi xây dựng, việc chuyển hoá nước thải thành năng lượng sạch sẽ làm giảm đến 90% mức độ ô nhiễm môi trường của các nhà máy chế biến tinh bột khoai mì, (Lương Thế Vinh, 10/2011).
Theo đánh giá của Công ty Asia Thái Lan, Công ty Hải Nam Trung Quốc, Công ty Carbotech Thụy Sĩ, Công ty Hoài Nam Hoài Bắc Việt Nam thì nguồn nước thải của nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì hoàn toàn phù hợp để sản xuất khí biogas, dùng khí đốt này quay lại phục vụ sản xuất giảm giá thành sản phẩm, làm sạch môi trường. Ý thức được tầm quan trọng về việc bảo vệ môi trường thiên nhiên trong sạch, từ những đánh giá này các nhà máy nên tiến hành triển khai dự án đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải thu hồi khí biogas từ nước sản xuất và nước sinh hoạt, hạn chế việc xử lý cuối đường ống, (Nguyễn Phước Lộc, 12/2010).
Với điều kiện tự nhiên thuận lợi, đất đai phì nhiêu, An Giang phát triển rất mạnh về nông nghiệp. Đặc biệt là ngành trồng trọt trong đó có trồng lúa với năng suất cao. Tuy ngành chăn nuôi không phát triển mạnh bằng các tỉnh
Chăn nuôi ở An Giang chủ yếu là chăn nuôi theo mô hình kinh tế hộ gia
đình, chưa có một nông trại chăn nuôi thật sự. Người dân chăn nuôi tự phát để
tăng gia sản xuất, tăng nguồn thu nhập. Do đó, đầu tư vào một hệ thống xử lý ô nhiễm môi trường chăn nuôi gia súc, gia cầm có hiệu quả chất lượng thì rất
đắt. Dân số ngày càng tăng, kinh tế xã hội ngày càng phát triển, càng ngày càng nảy sinh nhiều bất cập, đặc biệt đáng báo động là vấn đề ô nhiễm môi trường sống ngày càng trầm trọng. Với tiêu chí phát triển bền vững đặt ra cho An Giang câu hỏi về việc phải xử lý ô nhiễm môi trường do các hoạt động của con người nói chung và xử lý ô nhiễm trong chăn nuôi nói riêng, trong đó việc
đầu tiên là phải xử lý được môi trường nước thải. Hơn nữa các dịch bệnh thường bùng phát do điều kiện môi trường không đảm bảo, do đó, việc xử lý ô nhiễm môi trường sống càng trở nên bức bách, cần thiết phải xử lý kịp thời.
Để khắc phục vấn đề nước thải này, các chất thải của gia súc được cho vào hầm kín (hay túi ủ), ở đó các vi sinh vật sẽ phân hủy chúng thành các chất mùn và khí, khí này được thu lại qua một hệ thống đường dẫn tới lò để đốt, phục vụ sinh hoạt của gia đình. Các chất thải ra sau quá trình phân hủy trong hầm kín (hay túi ủ) gần như sạch và có thể thải ra môi trường, đặc biệt nước thải của hệ thống Biogas có thể dùng tưới cho cây trồng. Với khoảng 1,5 triệu
đồng chi phí lắp đặt một hệ thống biogas hoàn toàn phù hợp với điều kiện nông dân. Người nông dân có thể hoàn toàn tiết kiệm được khoản tiền chi phí cho gas đốt.
Theo thống kê năm 2009 có khoảng 27.000 công trình biogas đã được xây dựng tại 24 tỉnh ở Việt Nam. Năm 2010, khoảng 167.000 công trình tại 50 tỉnh, thay thế khoảng 200.000 tấn củi hoặc phế thải nông nghiệp mỗi năm bằng nguồn năng lượng sạch. Hiện nay một số huyện ở An Giang, đặc biệt ở
Phú Tân, hầu hết các nhà chăn nuôi đều có lắp đặt hệ thống biogas và canh tác theo mô hình VACB (Vườn - Ao - Chuồng - Biogas), (Ngô Đình Ba, 10/2010).
Lợi ích từ việc thu hồi khí biogas
- Lợi ích về kinh tế
Biogas là hỗn hợp khí sinh học (KSH) (trong đó chiếm tới 70% là khí metan), được tạo từ quá trình phân hủy những chất thải của người, động vật và cả thực vật trong điều kiện được ủ kín. Theo tính toán, 1 khối (m3) khí này tương đương với 2,2 KWh điện năng nên có thể dùng để nấu nướng, thắp sáng
hoặc có thểđược sử dụng làm nguồn nhiên liệu chạy máy bơm nước, máy phát
điện,...
Theo tính toán của các nhà chuyên môn, mỗi con heo thải ra môi trường khoảng 1 tấn phân/năm. Nếu thu gom hết, sử dụng sản xuất biogas thì mỗi năm có thể sản xuất được 13,5 triệu khối khí metan, cung cấp gần 30 triệu KWh điện năng. Ở mỗi gia đình ở nông thôn, nếu biết cách sử dụng biogas có thể tiết kiệm tiền điện, chất đốt, làm giảm đáng kể giá thành chăn nuôi (khoảng 7 - 10%), (Trịnh Quốc Việt, 2010).
Ngoài ra, chất thải từ công trình biogas gồm nước thải lỏng và phụ phẩm
đặc (bã thải) là những sản phẩm có giá trị được sử dụng vào nhiều mục đích: phân bón, nuôi cá, nuôi giun,... Sau khi được lấy ra từ hầm, túi ủ, chất thải này hầu như không còn các loại vi sinh vật gây bệnh như trước khi đưa vào bể ủ. Kết quả nghiên cứu cho thấy, dùng phụ phẩm lỏng phun trên lá giúp tăng năng suất cây trồng khoảng 10% so với bón trực tiếp vào đất. Ngoài ra, bón bã thải kết hợp với phân vô cơ sẽ làm tăng độ hòa tan và hấp thu phân bón hóa học của đất; đồng thời hạn chế sự suy giảm chất dinh dưỡng, tăng hiệu suất sử
dụng NPK lên 10- 30%....
• Dự án khí biogas
Trong đó, công trình hầm biogas theo kiểu vòm cầu (do trung tâm Năng lượng mới và Trường Đại học Cần Thơ thiết kế) có nhiều ưu điểm được chọn làm công trình mẫu trong dự án KSH cho ngành chăn nuôi Việt Nam từ năm 2003 đến nay. Hầm biogas theo kiểu này tốn khoảng 1,2- 2 triệu đồng, dung tích trên 3m3, tuổi thọ trung bình khoảng 10- 15 năm. Kỹ thuật xây dựng hầm khá đơn giản, các gia đình ở nông thôn có thể tự làm dựa trên những bản vẽ
thiết kếđơn giản, diện tích xây dựng hầm ủ không lớn, có thể làm chìm dưới
đất, (Sở khoa học và công nghệ Cần Thơ, 2009).
Mới đây, dự án chương trình khí sinh học cho ngành chăn nuôi Việt Nam giai đoạn 2007-2011, do Cục Chăn nuôi (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn) và Tổ chức Phát triển Hà Lan thực hiện được triển khai tại Kbang. Chỉ
tiêu giao 20 công trình nhưng đã có gần 100 hộ đăng ký thực hiện. Xã Kông Lơng Khơng có 12 hộ tham gia. Các hộ tham gia đợt này được hỗ trợ 1,2 triệu
Hình 2.2. Hầm biogas theo kiểu vòm cầu
- Lợi ích về môi trường
Nếu chất thải từ những ngành chăn nuôi, ngành công nghiệp không được thu gom để đưa vào hầm ủ khí biogas thì chẳng những chúng ta bỏ đi nguồn nhiên liệu quý giá mà còn góp phần làm ô nhiễm môi trường nông thôn. Biogas giúp hạn chế mùi hôi thối, ruồi nhặng, giảm lượng khí CO2 thải ra môi trường xung quanh khu chăn nuôi.
Riêng đối với nước thải trong các ngành công nghiệp, ngành chế biến áp dụng phương án xử lý nước thải thu hồi biogas sẽ làm giảm bớt phát thải khí nhà kính, chất lượng nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải. Chi phí vận hành hệ thống xử lý nước thải giảm đáng kể, tạo thế cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường, giúp doanh nghiệp phát triển theo hướng bền vững.