1.3.2.1. Sử dụng phụ phẩm nông nghiệp
Hiện nay, PPNN (rơm rạ) thường được sử dụng làm thức ăn gia súc, trồng nấm và tận dụng làm phân bón hữu cơ. Trong vài năm gần đây PPNN đang thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học, các ngành về tiềm năng sản xuất điện và etanol.
a- Làm thức ăn gia súc
PPNN thường được làm thức ăn cho gia súc. Đặc biệt được ủ với u rê làm
nguyên liệu giàu dinh dưỡng, dự trữ cho mùa đông thiếu thức ăn xanh.
Các PPNN thường dùng là rơm rạ, thân cây lạc, ngọn lá sắn, bã mía, v.v. [14]
b- Tận dụng phế phụ phẩm làm phân bón hữu cơ
Khi được sử dụng là nguồn nguyên liệu sản xuất phân bón hữu cơ sinh học,
PPNN được phối trộn lẫn với một số nguyên liệu khác như phân chuồng, đạm, chế
phẩm vi sinh vật. Các PPNN thường dùng là xác bã thực vật như xác rau xanh, thân cây lạc.[22]
Ngoài ra còn sử dụng một số nguồn nguyên liệu là PPNN khác như vỏ cà phê, rơm rạ…
c- Sản xuất điện
Sử dụng PPNN sản xuất điện đã và đang được nghiên cứu. Các PPNN được
Nguyễn Thị Hằng Nga 26 Cao học Môi trường K15
Năm 2006, Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch đã hoàn
thiện công nghệ sản xuất điện từ các loại PPNN. Viện đã xây dựng được 7 lò sấy và
phát nhiệt ở tỉnh Long An, Kiên Giang, Tp Hồ Chí Minh, Gia Lai... [20,21]
Dây chuyền công nghệ sản xuất điện gồm 6 bộ phận: nồi hơi và lò đốt, tuốc bin
hơi, máy phát, thiết bị trao đổi nhiệt, máy sấy tầng sôi, máy sấy thấp. Nguyên lý hoạt
động khá đơn giản: Nước sạch từ hệ thống cấp nước được đưa vào bộ xử lý nước rồi chảy vào bể chứa.
Theo tính toán của Phạm Văn Lang, sản xuất 1 KW điện cần khoảng 3 - 4 kg
chất thải là PPNN.
d- Sản xuất etanol sinh học
Nghiên cứu sản xuất etanol làm nhiên liệu sinh học làm nhiên liệu từ PPNN đã được quan tâm.
Các nhà khoa học Đài Loan thành công trong phòng thí nghiệm biến chế etanol
từ rơm rạ, cứ mỗi 10 kg rơm rạ thu được 2 lít cồn 99,5% để pha làm xăng sinh học
(Taipei Times, 19/2/2008), nhưng phải mất vài năm nữa mới có thể sản xuất quy mô thương mại. Các nghiên cứu ở Trung quốc cho thấy, xăng sinh học sản xuất từ rơm rạ đắt hơn xăng dầu mỏ khoảng 250 USD/tấn. Hãng General Motors của Hoa Kỳ đã hợp
tác với Công ty sản xuất etanol Coskata để sản xuất thanol từ thân bắp vào cuối năm
2008, và kể từ 2011 sẽ sản xuất 50 – 100 triệu gallons/năm, với giá 1 USD/gallon [23,28].
Ở Việt Nam, theo nghiên cứu thuộc đề tài “Nghiên cứu công nghệ xử lý một số
loại PPNN bằng nước áp suất cao để thu dung dịch đường có khả năng lên men tạo thành Etanol” của Nguyễn Hoàng Dũng (Đại học Bách Khoa, TP.HCM), PPNN được sử dụng là rơm, rạ, trấu. Để “biến” thành etanol, rơm, rạ, trấu được xử lý bằng thiết bị
phản ứng thủy nhiệt ở quy mô phòng thí nghiệm. Sau đó được tiếp tục nghiên cứu ở
quy mô pilot trên thiết bị cấp hơi nước áp suất cao. Thiết bị thủy nhiệt này do Trường Đại học Tokyo (Nhật Bản) cung cấp.
Nguyễn Thị Hằng Nga 27 Cao học Môi trường K15
Cả 3 loại phụ phẩm trên được xử lý hơi nước ở nhiều chế độ thí nghiệm khác
nhau, sau đó chúng được phân tích bằng acid để xác lập chế độ tối ưu cho quá trình xử lý hơi nước.
Trên cơ sở đó, nghiên cứu quá trình thủy phân Enzym và lên men để chứng
minh khả năng chuyển hóa rơm rạ, trấu là các nguồn phế PPNN chủ yếu hiện nay thành
cồn nhiên liệu. Nhóm nghiên cứu đã thu được cồn nhiên liệu trên 900.
1.3.2. Vấn đề phát thải sau thu hoạch
Hiện nay, PPNN không còn được sử dụng nhiều trong chăn nuôi do xu hướng
sử dụng thức ăn chăn nuôi công nghiệp đang diễn ra mạnh mẽ. Hơn nữa, việc sử dụng phụ phẩm theo cách thức truyền thống cho việc đun nấu không còn nữa. Do vậy, người dân sau khi thu hoạch sản phẩm chính, phần còn lại (phụ phẩm) được thải bỏ tại đồng ruộng, chất đống rồi đốt. Việc đốt phụ phẩm này không những gây ô nhiễm môi trường do phát thải vào không khí nhiều khí độc hại mà còn lãng phí tài nguyên và gây ra nhiều tác hại khác.
Theo nghiên cứu của Ấn
Độ, việc đốt rơm rạ hay tàn dư
cây trồng trong vùng đồng bằng
sông Hằng thải ra khoảng 0,14
triệu tấn khí metan (CH4). Số
lượng này tương đương 20% của
tổng khí CH4 thoát ra từ cánh
đồng lúa nước trong cùng một
vùng. Khí CO2 sinh ra do việc Hình 6: Đốt rơm rạ sau thu hoạch tại ruộng
dùng dầu diesel để chạy máy nông nghiệp và do quá trình đốt cháy tàn dư cây trồng
hoặc rơm rạ. Khí N2O do đốt cháy tàn dư cây trồng sản sinh ra 40g N2O/tấn rơm rạ.
Nếu như giả định cả đồng bằng sông Hằng với 12 triệu ha được đốt cháy thì 2.000 tấn
Nguyễn Thị Hằng Nga 28 Cao học Môi trường K15