Kết quả điều tra trên 65 hộ cho thấy, có 4 dạng hầm ủ biogas chính là túi ủ, hầm Thái – Đức, hầm chữ nhật, hầm ống bê tông (đƣợc trình bày ở bảng 4.3). Vì vậy kết quả khảo sát đƣợc đánh giá nhƣ bảng sau:
Bảng 4.8 So sánh ƣu-nhƣợc điểm giữa các kiểu hầm
Kiểu hầm biogas Ƣu điểm Nhƣợc điểm
Túi ủ - Chi phí đầu tƣ thấp - Đào vị trí nông, thích hợp với vùng có nƣớc ngầm cao. - Rất dễ hỏng do với động vật, trẻ em…
- Cần sửa chữa thƣờng xuyên, và biện pháp bảo vệ - Áp suất khí thấp, không thích hợp cho chiếu sáng bằng biogas - Tuổi thọ thấp, nhất là khi hầm bị nắng chiếu trực tiếp (dƣới 2 năm)
- Nhạy cảm với thay đổi nhiệt độ môi trƣờng
- Đòi hỏi diện tích bề mặt lớn - Chỉ phù hợp cho những hộ
chăn nuôi với số lƣợng nhỏ.
Hầm Thái – Đức - - Đảm bảo an toàn, - Khi xây dƣ̣ng cần nhiều sƣ́c
62 phòng, chống cháy nổ. - Thiết bị có da ̣ng hình
cầu nên tiết kiê ̣m đƣơ ̣c vâ ̣t liê ̣u hơn so với các thiết bi ̣ khác hình chƣ̃ nhâ ̣t hoă ̣c hình tru ̣ . Đặc điểm này giúp ngƣời sƣ̉ dụng tiết kiê ̣m đƣơ ̣c chi phí đầu tƣ.
- Dạng hình vòm cầu có
diê ̣n tích xung quanh nhỏ nhƣng khả năng chịu lực tốt. - - Áp lực khí ổn định, diện tích mặt bằng phù hợp. - Có thể xây dựng dƣới nền chuồng nuôi, vật liệu có sẵn tại địa phƣơng, không tốn diện tích do tất cả các phần đều đƣợc đặt ngầm dƣới đất, có thể áp dụng cho những hộ chăn nuôi có diện tích hẹp,
- Vận hành đơn giản, thời
gian sử dụng từ 10 đến 15 năm và chi phí xây dựng hầm biogas 8 m3 tốn khoảng 9 triệu đồng.
lƣơ ̣ng đất phải đào là lớn;
- Kỹ thuật xây dựng thiết bị
là khá phức tạp , thông
thƣờng yêu cầu thợ xây phải qua huấn luyện;
- Kinh phí xây dựng cao hơn các kiểu hầm khác
Hầm chữ nhật, hầm ống bê tông
- Kỹ thuật xây dựng đơn giản, ngƣời dân có thể tự làm lấy, kích thƣớc tùy ý lựa chọn, không
- Thiết bi ̣ có da ̣ng hình ch ữ nhật, hình ống nên tốn nhiều vâ ̣t liê ̣u hơn so với các thiết bị hình vòm . Đặc điểm này làm chi phí đầu tƣ cao.
63 tốn diện tích do tất cả các phần đều đƣợc đặt ngầm dƣới đất, có thể áp dụng cho những hộ chăn nuôi có diện tích hẹp
tốt.
Với những ƣu, nhƣợc điểm trên, kết hợp với điều kiện tự nhiên của vùng, đề tài khuyến khích ngƣời dân nên sử dụng mô hình Thái – Đức.
4.4 Khó khăn và thuận lợi của ngƣời dân khi lắp đặt biogas
4.4.1 Thuận lợi
Đƣợc sự hỗ trợ vay vốn từ Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, thông qua Hội Phụ nữ.
Thông qua các lớp truyền thông, tập huấn ngƣời dân đƣợc phát tài liệu miễn phí, đƣợc tƣ vấn kỹ thuật và đƣợc kiểm tra chất lƣợng hầm khi hoàn thành.
Trên địa bàn xã có đội xây dựng hầm biogas chuyên trách đƣợc tập huấn chuyên môn. Hầm ủ đƣợc bảo hành 01 năm. Trong thời gian này nếu hầm gặp sự cố sẽ đƣợc sửa chữa miễn phí.
Diện tích xây dựng rộng rãi nên không ảnh hƣởng nhiều tới đất canh tác hay trồng cây lâu năm.
Ngƣời dân ngày càng nhận thức đƣợc lợi ích to lớn của biogas nên hầu hết ngƣời dân tự nguyện lắp đặt.
4.4.2 Khó khăn
Hiện nay trên địa bàn xã có 01 đội xây dựng nên khi hầm gặp sự cố thì việc gọi thợ đến sửa khá khó khăn và thƣờng thì phải đợi 03 ngày thì đội mới có mặt.
64
Chi phí xây hầm ủ còn cao, thủ tục vay vốn còn gặp nhiều khó khăn, tốn nhiều thời gian.
65
CHƢƠNG 5 : ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ HẨM Ủ BIOGAS
5.1 Giải pháp quản lý
UBND Xã tăng cƣờng thực hiện tốt các hoạt động tuyên truyền, tập huấn nhằm nâng cao ý thức của ngƣời dân và cộng đồng dân cƣ về ô nhiễm môi trƣờng trong cuộc sống và các hoạt động sản xuất, kinh doanh.
Tăng cƣờng các biện pháp quản lý Nhà nƣớc đối với việc quản lý nƣớc thải, chất thải trong sản xuất nông nghiệp nhất là trong lãnh vực chăn nuôi. Có chính sách khuyến khích ngƣời dân chăn nuôi tập trung, sử dụng hầm biogas để xử lý chất thải.
Hỗ trợ miễn phí về tài liệu, tổ chức tập huấn, cán bộ tƣ vấn kỹ thuật miễn phí. Đào tạo thợ xây dựng lành nghề, đúng kỹ thuật.
5.2 Giải pháp kỹ thuật
5.2.1 Khắc phục sự cố hầm ủ biogas
Trong quá trình vận hành, ngƣời dân cần theo dõi hoạt động của hầm ủ để nhanh chóng phát hiện các sự cố của hầm nhằm duy trì và đảm bảo chất lƣợng gas ổn định với áp lực và lƣợng gas đủ để phục vụ cho mục đích sinh hoạt của gia đình.
Bảng 5.1. Phƣơng pháp khắc phục sự cố hầm ủ
Hiện tƣợng Các vấn đề nảy sinh Phƣơng pháp giải quyết
Áp lực gas quá thấp hoặc
giảm nên không sử dụng gas
Nguyên liệu đầu vào quá ít Bổ sung nguyên liệu theo đúng yêu
cầu thể tích của bể.
Nắp của bể phân hủy bị rò rỉ
Kiểm tra, nếu thấy bong bóng nƣớc ở trên bề mặt nƣớc tức là có hiện tƣợng rò rỉ, tiến hành mở nắp bể và
66 đƣợc trát kín sau đó đóng nắp lại. ống dẫn khí hoặc van bị rò rỉ Dùng bọt xà phòng để kiểm tra chổ bị rò rỉ ở van, chỗ nối ống dẫn khí. Có cặn đóng trong ống dẫn khí của bể phân hủy
Tháo đoạn nối giữa ống dẫn khí và đƣờng vào bể phân hủy sau đó dùng que mỏng hoặc bàn chải mềm để cạo chất cặn gây tắc ống.
Vòm cố định bị nứt
Đào đất xung quanh vòm rồi dùng bọt xà phòng kiểm tra chổ rỉ.
Nơi nào xuất hiện bong bóng chứng tỏ là chổ đó bị rò rỉ. Dùng bơm hoặc nạo vét hết cặn lắng ra khỏi bể, rửa sạch bể và kiểm tra chỗ nứt bên trong vòm cố định. Đập vỡ xi măng cũ xung quanh vết nứt rồi trát xi măng mới vào, gia cố để chống thấm. Áp lực gas bình thƣờng nhƣng khí thoát nhanh Có váng đóng trên bề mặt bể phân hủy Mở nắp bể và đổ thêm nƣớc. Dùng gậy gỗ khuấy trộn cho tới khi lới váng tan ra thì đóng nắp bể lại. Có nhiêu chất cặn lắng bị
chìm dƣới đáy
Mở đƣờng tháo ra cho tới khi các chất cặn bị đẩy ra ngoài.
Có ván đóng trên bề mặt bể thu
Dùng gậy để khuấy đảo lớp váng sau đó xúc ra ngoài.
67 liệu đã sử dụng bị tắc nghẽn Áp lực quá lớn ống dẫn khí bị tắc Dùng gậy để thông ống. Khí trong bể áp lực quá lớn
Làm sạch khu vực tháo nguyên liệu đã sử dụng và đƣờng cống thoát bằng ách nạo vét bã thải đem sử dụng.
Xuất hiện các bóng nƣớc tại đƣờng vào bể
áp lực
Bổ sung quá nhiều nguyên liệu
Ngừng bổ sung nguyên liệu trong vòng 7 ngày hoặc cho mỗi ngày 5 túi vôi vào trong 4 ngày.
Áp lực khí không ổn
định
Nƣớc bị ngƣng tụ trong ống dẫn khí
Mở van của ngăn ngƣng tụ để cho thoát nƣớc trong ống sau đó đóng chặt van lại Đủ áp lực nhƣng gas có mùi khó chịu và không thể cháy đƣợc Độ pH thấp, chứng tỏ trong hầm hàm lƣợng axit cao
Bổ sung vôi để trung hòa và giảm nồng độ axit
Bổ sung quá nhiều nguyên liệu
Ngừng bổ sung nguyên liệu ( nhƣ trên)
Trong chất thải động vật có lẫn độc tố và chất diệt khuẩn
Ngừng bổ sung nguyên liệu trong vòng 2 -3 ngày, nếu khí vẫn không cháy thì phải bỏ hết nguyên liệu cũ và bắt đầu cho nguyên liệu mới lại từ đầu.
Nguyên liệu nạp vào ban đầu toàn là chất thải của lợn
Mở van dẫn khí cho tới khi khí bốc cháy hoặc phải loại bỏ hết bã thải và thay thế bằng phân bò hoặc phân
68 của động vật khác. Áp lực đủ nhƣng khí lên ít và không cháy
Có quá nhiều không khí
Điều chỉnh vòi hiệu chỉnh khí
Có nƣớc đọng lại trong ống dẫn khí
Mở van của ngăn ngƣng tụ để cho khô nƣớc rồi đónh chặt lại
Ngọn lửa
cháy yếu Áp lực khí thấp
Kiểm tra ống dẫn khí có bị rò rỉ không
Lỗ thông gas quá nhỏ hoặc nắp bếp bị tắc nghẽn
Nới rộng lỗ thông gas theo các kích thƣớc sau:
Đối với bếp nấu thì vòng
trong của lỗ thoát khí có kích thƣớc bằng 1.2 mm; còn vòng ngoài có kích thƣớc 1.6 mm.
Đối với bếp đôi có 2 vòng thì
vòng trong có lỗ thoát khí có kích thƣớc 1.6mm, còn vòng ngoài có kích thƣớc 2.3 mm. Ngọn lửa
cháy quá lớn Lỗ thoát ra quá rộng
Mở bộ phận điều chỉnh không khí cho tới khi ngọn lửa có màu xanh
Lửa cháy ngƣợc trở lại
thay vì bốc
Khí gas quay ngƣợc trở lại do phần nắp bếp bị tắc
Dùng bàn chải hoặc khăn lau sạch các lỗ lên lửa để cạo và loại bỏ các cặn bẩn khòi bếp
69 lên lỗ
Đƣờng đóng không khí vào đóng không chặt
Điều chỉnh vòng điều chỉnh không khí tại vị trí van đóng hoàn toàn
5.2.2 Xử lý nước thải chăn nuôi sau hầm ủ biogas bằng công nghệ “đất ngập nước” nước”
Nƣớc thải có khả năng tự làm sạch nhờ quá trình thấm hút qua đất cát nhƣ một phƣơng thức xử lý tự lọc sinh học, đƣợc gọi tổng quát là xử lý nƣớc thải qua đất. Bằng cách xả nƣớc thải sau khi xử lý sơ bộ qua một hào lọc ngầm hay một cánh đồng tƣới hay bãi lọc có diện tích tƣơng đối rộng, các chất cặn lơ lửng trong nƣớc sẽ bị giữ lại ở tầng mặt đất. Nhờ có oxy và vi khuẩn hiếu khí mà các chất bẩn đó đƣợc oxy hoá và nƣớc đƣợc làm sạch thấm xuống mặt đất. Điều kiện quan trọng trong phƣơng pháp này là phải có lớp đất, cát đủ dày để lọc, chiều dài tối thiểu khoảng 0,2 – 0,5m. Thực tế cho thấy khả năng xử lý nƣớc thải hữu hiệu diễn ra ở độ sâu 1,5m tính từ mặt đất.
Ngoài ra một số nơi còn áp dụng việc xử lý nƣớc thải qua các vùng dất ngập nƣớc, độ sâu trong khoảng 0,1 - 1,8m, hoặc dùng nƣớc thải xả vào các vùng trũng thấp để nuôi trồng các thực vật thuỷ sinh nổi nhƣ lục bình, rong, cây cỏ nền, bèo tầm...
5.2.3 Sử dụng hiệu quả bả thải sau khi nạo vét hấm ủ
Bã thải khí sinh học là một loại phân hữu cơ nên nó không những có những đặc tính của phân hữu cơ truyền thống mà còn có nhiều ƣu điểm khác do kết quả của quá trình phân hủy kỵ khí mang lại.
70
- Bã thải lỏng: Gồm các chất hoà tan và lơ lửng.
- Bã thải đặc: Gồm phần váng và phấn lắng đọng ở đáy thiết bị.
Hầu hết các hầm biogas cỡ nhỏ đều hoạt động theo cơ chế liên tục nên bã thải lõng đƣợc đậy ra thƣờng xuyên mang theo số lƣợng nhỏ chất khô vào khoảng 6-10%. Bã thải đặc nằm trong đáy thiết bị và đƣợc lấy ra định kỳ theo ống thoát đáy.
Thành phần N,P, K trong thành phần bã thải phụ thuộc vào nguyên liệu của
hầm ủ. Trung bình 1m3 bã thải chứa khoảng 0,16 – 2,4 kg N, tƣơng đƣơng với 0,34
– 5,2 kg urê ( chứa 46%N); khoảng 0,5 – 2,7 kg P2O5, tƣơng đƣơng 2,5 – 13,5 kg
phân lân ( chứa 20% P2O5); khoảng 0,9 – 4,0 kg K2O, tƣơng đƣơng khoảng 1,8 –
8,0 kg phân kali ( chứa 50% K2O).
Bảng 5.2: Thành phần N,P,K trong bã thải sau hầm biogas
Thông số N tổng số NH+4 P2O5 tổng số K2O tổng số pH Phần lỏng (mg/l) 170-2240 130-930 56-320 100-434 1,7- 8,5 % 0,017-0,22 0,013-0,093 0,0056- 0,032 0,01-0,043 Phần rắn (mg) 140-3800 30,8-261,7 246-620 434-3100 7,0-8,6 % 0,07-1,9 0,015-0,13 0,123-0,31 0,217-1,55
( Nguồn: Le Thi Xuan Thu, biogas engineer – Biogas Projec) Thành phần dinh dƣỡng trong bả thãi của từng loại động vật khác nhau cũng có sự khác nhau và đƣợc thống kê theo bảng 5.3.
71
Bảng 5.3 Thành phần dinh dƣỡng đa lƣợng và vi lƣợng trong bã thải
Bã thải của các loại nguyên liệu Nồng độ chất dinh dƣỡng N (g/l) P2O5 (g/l) K2O (g/l) Ca (ppm) Mg (ppm) Zn (ppm) Mn (ppm) Bã thải lỏng sau hầm ủ phân heo 0,47 0,18 0,32 109,7 91,8 5,3 1,1 Bã thải lỏng sau hầm ủ phân bò 0,8 0,31 0,56 239,6 125,6 3,3 5,7 Bã thải lỏng sau hầm ủ phân heo và bò 0,37 0,17 0,32 71,2 81,3 1,4 0,6
( Theo nghiên cứu của viện Đất trồng và phân bón quốc gia năm 2005)
Kết quả nghiên cứu trên cho thấy, thành phần dinh dƣỡng trong bã thải của hầm ủ phụ thuộc vào loại nguyên liệu của hầm ủ. Tại Việt Nam, phân heo và phân bò là những thành phần nguyên liệu chủ yếu của hầm ủ.
a. Lưu chứa và bảo quản bã thải trước khi sử dụng
Theo phân tích ở trên, hàm lƣợng các chất dinh dƣỡng trong thành phần bã thải sễ suy giảm do điều kiện thời tiết khí hậu nóng ẩm của miền Nam Việt Nam. Chính vì vậy, việc bảo quản lƣợng bã thải này trƣớc khi sử dụng là điều hết sức cần thiết.
Một giải pháp khác để bảo quản bã thải là làm phân compost. Đây là giải pháp quen thuộc của nông dân ở vùng nông thôn vì họ đã thƣờng xuyên sử dụng giải pháp này đối với phân tƣơi để tạo ra nguồn phân bón hữu cơ. Phân compost khi sử dụng nguồn nguyên liệu là bã thải có chất lƣợng tƣơng đƣơng với phân tƣơi của động vật.
72
b. Giải pháp sử dụng bã thải trực tiếp, không qua chế biến
Bón trực tiếp
Việc sử dụng phân hữu cơ nhƣ thế nào là việc vô cùng quan trọng để có hiệu quả đến cây trồng nhƣ: Thúc đẩy sự phát triển và góp phần tăng năng suất cây trồng. Vì vậy, khi sử dụng bón trực tiếp phải tuân theo các điểm sau:
Bã thải lỏng bao gồm nhiều chất dinh dƣỡng hòa tan nên cây trồng dễ hấp thụ nên đƣợc sử dụng nhƣ là các loại phân bón thúc.
Bả thải đặc có hàm lƣợng chất dinh dƣỡng cao, giàu các chất hữu cơ, nhiều
axít Humic, đồng thời có tác dụng về phân bón cả tác dụng nhanh và tác dụng chậm nên sẽ phù hợp cho bón lót.
Bã thải lỏng vừa ra khỏi thiết bị lên men sẽ cạnh tranh oxy với cây trồng, do
vậy ảnh hƣởng đến sự nảy mầm của hạt và sự phát triển của bộ rễ, thậm chí còn cho mầm cây bị héo. Do đó, để sử dụng hiệu quả, bã thải vừa ra khỏi thiết bị nên giữ lại vài ngày ở một hầm khác (hầm lắng - lọc), phần bã thải đặc nên ủ từ 10 – 15 ngày trƣớc khi sử dụng.
Bón phối hợp với phân hóa học
Việc phối hợp giữa phân hóa học và bã thải biogas sẽ bù trừ cho sự thiếu hụt và làm giảm mâu thuẫn giữa nhu cầu dinh dƣỡng của cây trổng và việc cấp phân cho đất.
Việc bổ sung đạm sunfat và đạm carbonat (Amoni – carbonate) vào bã thải lỏng biogas sẽ làm tăng tốc độ hòa tan và hấp thụ phân bón hóa học cho đất, giúp cho cây trồng dễ đồng hóa các chất dinh dƣỡng, nhờ đó hạn chế sự suy giảm của nitơ và tăng cƣờng hệ số sử dụng của phân hóa học dẫn, thức đẩy sự tăng trƣởng của cây trồng và vi sinh vật trong đất. Giải pháp này sẽ làm giảm nhu cầu về phân hóa học, giảm chi phí cho nông nghiệp, ngăn ngừa sự phá hủy cấu trúc đất do bón
73
nhiều phân hóa học, bảo vệ môi trƣờng sinh thái và góp phần tăng năng suất cây trồng. Sự cân đối tối ƣu giữa phân bón hóa học và bã thải biogas tùy thuộc vào các loại đất, điều kiện khí hậu và các loại cây trồng khác nhau, từng khu vực khác nhau.
Ngoài ra khi phối hợp bã thải biogas và phân lân sẽ tạo thành phân