tình hình và giải pháp sử dụng hầm ủ biogas

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM









ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


KHẢO SÁT TÌNH HÌNH SỬ DỤNG HẦM Ủ BIOGAS
TẠI XÃ AN PHÚ HUYỆN CỦ CHI - TPHCM VÀ
ĐƯA RA GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG
HẦM Ủ BIOGAS





Ngành: MÔI TRƯỜNG
Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Giảng viên hướng dẫn : ThS LÊ THỊ VU LAN
Sinh viên thực hiện : TRẦN TẤN ĐỊNH
MSSV: 09B1080016 Lớp: 09HMT2

TP. Hồ Chí Minh, 2011
i

LỜI CAM ĐOAN

êng tôi. 

.
 
 



ii

LỜI CẢM ƠN




















 , 












,  , ,  . 











 :




 





























.

cho tôi trong




















 
 
     

.
iii

MỤC LỤC
 U Error! Bookmark not defined.
1.1 Tính cp thit c tài Error! Bookmark not defined.
1.2 Tình hình nghiên cu Error! Bookmark not defined.
1.3 Mu Error! Bookmark not defined.
1.4 Nhim v nghiên cu Error! Bookmark not defined.
1.5 u Error! Bookmark not defined.
1.6 Các kt qu c c tài Error! Bookmark not defined.
1.7 Kt cu ca lu Error! Bookmark not defined.
NG QUAN Error! Bookmark not defined.
2.1 Tng quan công ngh biogas trong nông nghip Error! Bookmark not defined.
2.1.1 Ngun nguyên liu thô trong quá trình sn xut biogasError! Bookmark not defined.
2.1.2 Nguyên lý ca quá trình chuyn hóa. Error! Bookmark not defined.
2.1.3 Thành phn, tính cht biogas Error! Bookmark not defined.
2.1.4 Các yu t hóa lý n quá trình phân hy sinh hcError! Bookmark not defined.
2.1.5 Li ích ca công ngh biogas trong nông nghipError! Bookmark not defined.
2.2 Tình hình ng dng công ngh biogas  Vit Nam . Error! Bookmark not defined.
2.3 Tng quan v xã An Phú, huyn C Chi, TPHCM Error! Bookmark not defined.
2.3.1 u kin t nhiên  xã hi Error! Bookmark not defined.
iv

2.3.2 Dân s ng Error! Bookmark not defined.

2.2.3  vt cht Error! Bookmark not defined.
2.2.4 T ng kinh t - u ngành Error! Bookmark not defined.
2.2.5 Hin trng sn xut nông nghip Error! Bookmark not defined.
2.2.6 Tình hình phát trin mô hình biogas ti xã An PhúError! Bookmark not defined.
UError! Bookmark not defined.
3.1 Ni dung 1: Khn trng hm  biogas ti xã An Phú huyn C
Chi, TPHCM. Error! Bookmark not defined.
3.1.1 ng nghiên cu Error! Bookmark not defined.
3.1.2 Mc tiêu nghiên cu Error! Bookmark not defined.
3.1.3  thc hin Error! Bookmark not defined.
3.1.4 Ni dung thc hin Error! Bookmark not defined.
3.1.5 c hin Error! Bookmark not defined.
3.2 N xut mt s gii pháp nhm nâng cao li ích biogasError! Bookmark not defined.
3.2.1  thc hin Error! Bookmark not defined.
3.2.2 Ni dung thc hin Error! Bookmark not defined.
T QU KHO SÁT VÀ THO LUNError! Bookmark not defined.
4.1 Kt qu kho sát tình hình lt hm  biogas ca xã An PhúError! Bookmark not defined.
4.1.1 Kt qu kho sát a bàn xãError! Bookmark not defined.
v

4.1.2 i nông dân bin biogasError! Bookmark not defined.
4.1.3 i dân lt hm Error! Bookmark not defined.
4.1.4 Các kia bàn Error! Bookmark not defined.
4.1.5 Chi phí lt Error! Bookmark not defined.
4.2 Tình hình s dng biogas Error! Bookmark not defined.
4.2.1 M dng khí gas Error! Bookmark not defined.
4.2.2 Loi bp s dng cho biogas Error! Bookmark not defined.
4.2.3 Thi gian nng biogas Error! Bookmark not defined.
4.2.4 ng khói trong nhà bp Error! Bookmark not defined.
4.2.5 Mùi trong nhà bp Error! Bookmark not defined.

4.2.6 Tình hình v sinh ca xoang ni Error! Bookmark not defined.
4.3 Kt qu công tác h tr xây dng hm  Error! Bookmark not defined.
4.3.1 Công tác tp hun, hun luyn k ng hm Error! Bookmark not defined.
4.3.2 Công tác truyn thông Error! Bookmark not defined.
4.3.3 H tr vay vn Error! Bookmark not defined.
n li ci dân khi lt biogasError! Bookmark not defined.
4.4.1 Thun li Error! Bookmark not defined.
4.4.2  Error! Bookmark not defined.
5.1 Gii pháp qun lý Error! Bookmark not defined.
vi

5.2 Gii pháp k thut Error! Bookmark not defined.
5.2.1 Gii pháp 1: X  cht thm phân hyError! Bookmark not defined.
5.2.2 Gii pháp 2: Vn hành hm  u k thut và khc phc s cError! Bookmark not defined.
5.2.3 Gii pháp 3: Gim thiu n H
2
S trong biogasError! Bookmark not defined.
5.2.4 Gii pháp 4: X c thng công ngh t ngError! Bookmark not defined.
5.2.5 Gii pháp 5: s dng hiu qu b thi sau khi no vét hm Error! Bookmark not defined.
5.3 Gii pháp h tr Error! Bookmark not defined.
T LUN VÀ KIN NGH Error! Bookmark not defined.
6.1 Kt lun Error! Bookmark not defined.
6.2 Kin ngh Error! Bookmark not defined.
 97
 99
vii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

 

Tp.HCM 
UBND 
HĐND Hội Đồng Nhân Dân
Sở NN & PTNT 
VSMTNT 
TCVN 
viii

DANH MỤC CÁC BẢNG

  4
  6
  7
  8
 9

4
, CO
2
 10
  10
  10
 11
 16
 
khác nhau 16

19
 
 26

 29

Hiu qu kinh t thu c t hm biogas 31
 33
  48
Bng 2.18 Tình hình n heo ti xã An Phú 49
 Kt qu iu tra, thng kê n gia súc 52
 Lng cht thi trung bình ngày ca gia súc 53
 Các kiu hm biogas c ngi dân s dng 55
 Chi phí trung bình m
3
ca các hm  56
  59
ix

 M 59
  60
    61
  65
  70
5.3  71
x

DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ

Hình 2.1  13
Hình 2.2  15
Hình 2.3  34
Hình 2.4  35
Hình 2.5  36

Hình 2.6 .38
Hình 2.7 -BP 39
Hình 2.8 Túi biogas 40
Hình 3.1  42
Hình 4.1  52
Hình 4.2 dân 54
Hình 4.3 m biogas
Hình 4.4  57
Hình 4.5 Thi gian nu n bng biogas 58



xi

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Tài liệu trong nước
          




Minh.

- 

CM
-
  -
2010.
-


thôn.




             


-
xii




2. Tài liệu nước ngoài
B.T.NIJAGUNA, Biogas Technology, New Age Iternational Publisher
Le Thi Xuan Thu, Biogas Engineer/Extension in charge  Biogas Project Division 
The Biogas Program for the Animal husbandry sector of Viet Nam)

3. Trang Web
www.ctu.edu.vn
www.cuchi.hochiminhcity.gov.vn
xiii




26
Bảng 2.14 Thành phần N và tỷ lệ C/N của chất thải động vật, chất thải vườn và chất thải sinh hoạt

Nguyên liệu
N ( %)
Tỷ lệ C/N
Nguyên liệu
N ( %)
Tỷ lệ C/N
Nguyên liệu
N ( %)
Tỷ lệ C/N

1. Chất thải chăn nuôi
2. Chất thải từ cây trồng
3. Chất thải sinh hoạt

1. Phân bò
1,7
25
1. Cỏ cắt
xén
2,2
19
1.Chất thải
khô
2,2
25
2. Phân cừu
3,8
20,1
2. Cỏ khô
4,0

18
2.Bánh mì
2,1
20

3. Phân ngựa
2,3
25,0
3.Lá rụng
0,2
203,0
3.Khoai tây
1,5
25

4. Phân heo
3,8
14,4
4. Rơm
1,1
48,0
4.Giấy
0,1


5. Phân gia cầm
6,3
5,2
5. Chất thải
từ cây xanh

0,5
150,0
5.Chất thải từ
nhà bếp
3,3
16
6. Phân người
6,0
8,0
6.Thân cây
ngũ cốc
0,8
60,0
6.Giẻ rách
4,6
12
7. Chất thải từ
nông trại
2,2
14,0



7.Chất thải hộ
gia đình
0,5
41
8. Phân thỏ
3,8
20,1

9. Nước tiểu người
17,0
0,8







Nguồn: B.T.NIJAGUNA, Biogas Technology, New Age Iternational Publisher



27




Bảng 2.14 Thành phần và một số tính chất cơ bản của biogas
Thông số
Đơn vị
CH

4

CO
2

H
2

H
2
S
Hỗn Hợp Khí
Biogas ( 60% CH
4

;40% CO
2
)
% thể tích
%
55-70
27-44
1,0
3
100
Giá trị lưới năng lượng (n.c.v)
Kj/Nm
3

35.800

-
10.800
22.800
21.500
Giới hạn cháy nổ
%V
8-10
-
4-80
4 – 4,5
6 – 12
Điểm bốc cháy
0
C
650-750
-
585
-
650 – 750
Tỷ trọng (thông thường)
g/l
0,72
1,98
0,09
1,55
1,2
Hệ số tỷ trọng với không khí

0,55
2,5

0,07
1,2
0,83



28
Kết quả phân tích chất lượng nước thải trước và sau hầm ủ biogas
Chỉ tiêu
Đầu vào
Đầu ra
Hiệu suất
hầm ủ
biogas
Ao nuôi cá
TCVN
6774 -
2000
TCVN
5945-2005
(B)
Rạch tiêu
thoát nước
QCVN
08:2008/BTNMT
( cột B2)
pH
6,84
6,75
-

7,2
6,5 – 8,5
5,5 – 9
6,6
5,5 – 9, 0
SS
1820
174
90,43
87
< 100
100
81
100
BOD
5

956
335
64,95
123
< 10
50
152
25
COD
1760
876
51,36
137

-
80
186
50
Coliform
149.10
17
282.10
4
 100
14310
5

-
5000
112. 10
4

10.000

1

CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Trong bi cng hóa thch trên th gii ngày càng cn
ki  ng mi tái t   thành mi quan tâm không phi ch
riêng mi quc gia nào mà tr thành v toàn cc tình hình trên, t 
u nhà khoa hc trên th giu truy tìm nhiu lo
ng khác nhau, nhng tái lp. Mt trong nhng g
nht vng có t s phân hy rác ha gia 

phân chung khí sinh hc hay
còn gi là Biogas.
 c ta, vic nghiên cu ng dng rng rãi công ngh khí sinh hc là mt
gii pháp ch yu  gii quyt tình trng ô nhing, cung cp ngun cht
t, tit king rt hiu qu  các vùng nông thôn. Nhu cu s dng công
ngh biogas cho các h c bii vi các h 
nuôi trâu, bò, ln vi quy mô ln.
Riêng ti C Chi - mt huyn ngoi thành ca Thành ph H Chi Minh, có
s n nht thành ph
gia súc ln nht huyn vi 15263 con heo, 2326 con bò. Vì th vic qun lý cht
thi t gia súc cn mt tng hp các bin pháp k thut, giáo dc, chính sách môi
ng và chính sách kinh t. Các bin pháp k thut ph bi x lý cht thi t
gia súc bao gm h thng biogas; b ch t; s dng
 hp thu cht thi và s dt thành phn ca thc
ng h thng biogas là mt gii pháp x lý cht thi t
t nht và hiu qu nht. Tuy nhiên trong quá trình xây dng và phát
trin h thp ph m rng quy mô
còn chm.
2

 m rng quy mô và phm vi áp dng mô hình biogas có hiu qu thì công
vic nghiên cu v biogas là rt quan trng. Vì vy  tài luKhảo sát tình
hình sử dụng hầm ủ biogas tại xã An Phú, huyện Củ Chi, TP.HCM và đưa ra
giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng hầm ủ biogas trong sn xut trong
nông nghip là rt cn thit.
1.2 Mục đích nghiên cứu
Tìm hiu hin trng s dng mô hình biogas  xã An Phú huyn C Chi-
TpHCM, nhng thun la tng h  dng.
T  xut nhng gii pháp nhm khc phu qu s
dng mô hình biogas t

1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu
Các ni dung nghiên cu ca Lum:
- Khn trng s dng hm  biogas xã An Phú huyn C
Chi-TpHCM.
-  xut mt s gii pháp nhm khc phu qu s
dng mô hình biogas t
1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu
1.4.1 Phương pháp điều tra bằng câu hỏi
- Lp câu h các thông tin cn kho sát v hong
i ( loi gia súc, gia cm, s c qun lý cht thi
i b hoc dùng làm phân bón hoc xây dng hm biogas), tình
hình s dng hm  biogas ( loi hm, th tích, quá trình vn hành ca hm

- ng kho sát: Các h a bàn.
- S phiu kho sát: 65 phiu. ( chi tit ni dung phi
 ph lc).
3

1.4.2 Phương pháp phỏng vấn, tham khảo ý kiến
- Phng vn trc tip mt s h a bàn Xã v ho
công tác ng dng xây dng, vn hành hm  
1.4.3 Phương pháp thu thập số liệu
- Thu thp và tham kho s liu thng kê c
 Chi cc thú y TpHCM
 c sch và VSMT nông thôn TpHCM.
 Trang web UBND huyn C Chi: www.cuchi.hochiminhcity.gov.vn
1.5 Đối tƣợng nghiên cứu
ng nghiên cu là xã An Phú huyn C Chi, TpHCM.
1.6 Các kết quả đạt đƣợc của đề tài
 tình hình s dng mô hình biogas ti xã An Phú huyn

C Chi-Thành ph H Chí Minh
i pháp nhm nâng cao li ích biogas trong cng
1.7 Kết cấu của đồ án
 tài “Kho sát tình hình s dng mô hình biogas ti xã An Phú huyn C
Chi-i pháp nhm nâng cao li ích biogam nhng ni
dung chính 
- Tng quan v công ngh biogas.
- Tng quan v xã An Phú huyn C Chi  TpHCM.
- Kt qu kho sát tình hình s dng hm  biogas ti xã An Phú huyn C
Chi-TpHCM.
-  xut mt s gii pháp nhm nâng cao hiu qu s dng mô hình biogas.
4

CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ BIOGAS
2.1 Tổng quan công nghệ biogas trong nông nghiệp
2.1.1 Nguồn nguyên liệu thô trong quá trình sản xuất biogas
2.1.1.1 Đặc tính chung của nguyên liệu
Biogas ( khí sinh hc) là mt loc sinh ra khi cht thng vt và các
cht h phm nông nghip) b u kin k khí. Vi sinh vt
phân hy các cht tng hc sinh ra. Biogas là mt hn hp bao gm

Cht thi cng vt c tip là ngun
nguyên liu ln, cha nhiu thành phn h n hóa sinh h
to biogas. Khng cht thi phát sinh có s khác nhau, tùy theo tng loi gia
súc, gia cu kim chung trm ngành ca tng
quc gia.
Theo s liu thng kê ca ngành nông nghip , Napal, Vikhi
ng phát sinh và thành phn tính cht ca các loi cht th
sau:
Bảng 2.1: Ƣớc lƣợng chất thải phát sinh từ động vật

Long vt
Kh ng cht thi phát
sinh ( kg/ngày/1 con)
Kh ng cht thi có
kh   
(kg/ngày/1 con)
(a) Trâu, bò
10 -15
5-8
(b) Ln
1,3
0,3
(c) Cu
0,75
0,25
5

(d) Gia cm ( gà, vt)
0,75
0,75
(e) Cht thi
0,06
0,06
Nguồn: B.T.NIJAGUNA, Biogas Technology, New Age Iternational Publisher
(a) Chất thải của trâu, bò
Ti , hu ht cht thi t c s dng làm biogas do thành phn
ng nht cao, t l C:N ca cht thi  gn mc tn
li cho quá trình phân hy sinh hc. Theo c tính, mi ngày toàn  c có
khong 2 triu tn cht thi phát sinh ch yu t trâu bò. N có 1 na khi
c s d chuyng khí sinh ra có mc

u tn cht thi ca bò ( tính
theo phng) bao gn tng cht thi rn (TS) là 17,63%; cht rn bay
n h (OC) 44,01%; t l C:N =
32,1 và pH = 5,0.
(b) Chất thải của lợn
T l C:N trong cht thi ca ln thi trâu bò, t l ng
trong khong 13-15:1. Do t l C:N th u qu ca quá trình sn
xu  sung thêm mt s thành phn khác trong ngun
nguyên liu vào ca hm . Thành phn hn hp có th bao gm:
- 60% phân li và 20% cht thi t trng trt ( lá cây, c
cc
- 60% phân ln, 20% phân bò và 15% cht thi t trng trt; hoc
- 63% phân ln, 25% phân bò và 12% phân gà.
(c) Chất thải từ gia cầm
6

Loi cht thi này có t l C:N thp, kho  dng cn b
sung thêm các thành phn cht thi khác.
Thành phn, tính cht ca các loi cht thi có s khác nhau gia các loi gia
súc. Yu t này s quynh kh y sinh hc và nâng sut sn sinh
biogas. Các s lic thc trình bày trong các bng 2.2 và
2.3
Bảng 2.2 Tính chất của chất thải động vật
Loi cht thi
T l C:N
% H
2
O
kgVS/con/ngày
c

thi/con/ngày
Cht thi ca gia
súc
9,3
65
5,9
28,3
Cht thi ca bò
16-25
78-80
4,2
37,3
Cht thi ca
nga
25
75
-
-
Cht thi ca ln
14
82
2,7
28,3
Cht thi ca cu
20
68
-
-
Nguồn: B.T.NIJAGUNA, Biogas Technology, New Age Iternational Publisher
Ngoài cht th ng v   i, thc v  n nguyên liu

c s d sn xut biogas và phân bón sinh hc. Ví d, mt kg cht thi t
các v thu hoch và bèo tây có th to thành 0,037 và 0,045 m
3
biogas. Các loi
nguyên liu h  có tính cht hóa sinh khác nhau v 
o ra biogas cc nhiu loi nguyên liu có
th c s dng kt h m bo các yêu cn cho quá trình phân hy
sinh hc to ra khí.
7

Bảng 2.3 Lƣợng chất thải phát sinh và tính chất ( tính trên 454 kg thịt sống)
Thành
phn

v
Bò sa
Bò ly tht
Ln
Gia cm
Bò cái
Bê cái
182-
318
kg
>318
kg
Ln
tht
Ln
ging


trng
Gà
giò
Cht thi
thô
Kg/
ngày
37,2
38,6
40,8
27,2
29,5
22,7
24
32,2
T l
phân/
c tiu
-
2,2
1,2
1,8
2,4
1,2
-
-
-
T trng
Kg/m

3

1.005
1.005
1.010
1.010
1.010
1.010
1.005
1.005
Cht rn
tng cng
Kg/
ngày
4,7
402
502
3,1
2,7
1,9
6,1
7,7
% TS
12,7
10,8
12,8
11,6
9,2
8,6
25,2

25,2
Cht rn

% TS
3,8
-
-
2,7
2,2
1,4
4,3
5,4
% TS
82,5
-
-
85
80
75
70
70
BOD
5

% TS
16,5
-
-
23
33

30
27
-
COD
% TS
88,1
-
-
95
95
90
90
-
TKN
% TS
3,9
3,4
3,5
49
7,5

5,4
6,8
Hàm
ng P
% TS
0,7
3,9
-
1,6

2,5

2,1
1,5
8

Hàm
ng K
% TS
2,6
-
-
3,6
4,9

2,3
2,1
Nguồn: B.T.NIJAGUNA, Biogas Technology, New Age Iternational Publisher
i vi Vit Nam, mt quc gia có nn nông nghip là chính ym v
cht thi gia súc, gia cm  các vùng nông thôn, ngoi thành theo s liu thng kê
cc sch và V ng nông thôn  S Nông nghip và
Phát trin nông 
Khng cht thi cng vi rt lu ki
và chung tri. ng ng vt sn xut mt c tính theo bng 2.4
Bảng 2.4 Khối lƣợng chất thải từ động vật
ng vt
T
trên 454 kg
tht sng)
t sng)

c
tiu
Trong phân
Tng
Nga
20
5,4
8,8
14,2
Bò
30
4,8
4,9
9,7
Ln
33,7
4,0
3,6
7,6
Cu
13,9
9,9
10,7
20,6
Gà, vt
9,5
-
20
20
Nguồn: Trung tâm nước sạch và VSMTNT, tài liệu hướng dẫn kỹ thuật xây dựng,

vận hành, bảo dưỡng hầm biogas Thái-Đức, 2008
Thành phn cht thi bao gm phn rn (phân), phn lc tiu cng
vc di ra chung) và vt liu lót chung, rác, rau, cc tính và t l
ng các thành phi nhiu hay ít tùy thuc vào long vt,