Khảo sát hiện trạng xây dựng và sử dụng hầm ủ biogas tại xã Tri Phương, huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh

LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian thực hiện đề tài: “Khảo sát hiện trạng xây dựng
và sử dụng hầm ủ Biogas tại xã Tri Phương, huyện Tiên Du, tỉnh Bắc
Ninh”.
Ngoài sự cố gắng của bản thân, em còn nhận được sự giúp đỡ, hướng dẫn chỉ
bảo tận tình của cô giáo Th.s Lưu Thị Uyên và sự giúp đỡ của các cán bộ xã
Tri Phương.
Tới nay, khóa luận của em đã được hoàn thành. Em xin chân thành
cảm ơn cô giáo Th.s Lưu Thị Uyên đã giúp đỡ em rất tận tình và chu đáo về
chuyên môn trong quá trình thực hiện đề tài. Đồng thời em xin gửi lời cảm
ơn chân thành tới các cán bộ xã Tri Phương đã tạo điều kiện tốt nhất để em
hoàn thành khỏa luận này.
Em kính chúc các thầy cô luôn luôn mạnh khỏe và hạnh phúc.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng 5 năm 2013 Sinh Viên
Nguyễn Thị Hà
LỜI CAM ĐOAN
Khóa luận tốt nghiệp này của em được hoàn thành dưới sự hướng dẫn
nhiệt tình của cô giáo Th.s Lưu Thị Uyên cùng với sự cố gắng của bản thân.
Trong quá trình nghiên cứu, em đã tham khảo và kế thừa những thành
quả nghiên cứu của các nhà khoa học và các nhà nghiên cứu với sự trân
trọng và lòng biết ơn.
Em xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong khóa luận này là
trung thực và không có sự trùng lặp với kết quả của các tác giả khác.
Nếu sai em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.
Hà Nội, ngày tháng 5 năm 2013 Sinh Viên
Nguyễn Thị Hà
MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
ĐH Đại học

NXB Nhà xuất bản
VAC Vườn ao chuông
vsv
Vi sinh vật
TCN Tiêu chuân ngành
UBND ủy ban nhân dân
THCS Trung học cơ sở
QĐ-BNN Quyết định - bộ nông nghiệp
KHCNVN Khoa học công nghệ Việt Nam
NN&PTNN Nông nghiệp & phát triên nông thôn
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Việt Nam là nước nông nghiệp với khoảng 73% dân số sống ở vùng
nông thôn, phát triển kinh tế nông nghiệp và nông thôn là một trong những
mục tiêu được Đảng và Nhà nước hết sức chú trọng, trong đó có phát triển
kinh tế hộ gia đình thông qua các hoạt động phát triển chăn nuôi. Những năm
qua, chăn nuôi có sự tăng trưởng nhanh cả về quy mô và giá trị. Tuy vậy, tại
một số địa phương do chăn nuôi thiếu quy hoạch đã gây ra tình trạng ô nhiễm
môi trường trầm trọng. Nếu không được xử lý triệt để, các chất thải chăn nuôi
là một trong những nguồn gây ô nhiễm nguồn nước, không khí và đất, ảnh
hưởng xấu đến môi trường sống và sức khoẻ của cộng đồng dân cư. [ 5]
Theo tính toán của các chuyên gia, hàng năm tổng đàn gia súc, gia cầm
của nước ta thải vào môi trường khoảng 84-85 triệu tấn chất thải rắn. Đây là
một trong các nguồn chất thải lớn có nguy cơ cao gây ô nhiễm môi trường ở
nông thôn. Bên cạnh đó, một khối lượng lớn chất thải sinh hoạt, chất thải
làng nghề, chất thải nông nghiệp khác được thải ra môi trường. [5]
Việc quản lý chất thải từ gia súc cần một giải pháp tổng họp (kỹ thuật,
giáo dục, chính sách môi trường và chính sách kinh tế). Riêng về các biện
pháp kỹ thuật, trong những năm gần đây công nghệ khí sinh học Biogas đã
được đề xuất, ứng dụng nhằm xử lý chất thải chăn nuôi, tạo khí đốt phục vụ
nhu cầu tiêu thụ năng lượng và bảo vệ môi trường. Xây dựng hệ thống biogas

được đánh giá là một giải pháp xử lý chất thải từ chăn nuôi tốt và hiệu quả
nhất, ở các vùng nông thôn nước ta nông dân bước đầu đã tiếp cận và vận
dụng mô hình công nghệ đa mục tiêu này.
Xã Tri Phương, huyện Tiên Du là một trong những xã có
đàn gia súc lớn nhất huyện với hàng chục nghìn đầu lợn
và trâu bò. Việc quản lý chất thải
PHẦN 1. MỞ ĐẦU
4
từ chăn nuôi gia súc là vô cùng cần thiết, vừa để giải quyết tình trạng ô
nhiễm môi trường vừa tận dụng nguồn chất thải. Các nhà quản lí chuyên
môn và chính quyền địa phương cũng xác định xây dựng hệ thống biogas là
một giải pháp xử lý chất thải chăn nuôi tốt nhất đối với Tri Phương, tuy
nhiên trong quá tình triển khai xây dựng và phát triển hệ thống biogas bên
cạnh những thuận lợi như sự hỗ trợ về kỹ thuật và tài chính của chính quyền
địa phương, của các Dự án .còn có không ít những khó khăn nên tốc độ mở
rộng quy mô còn chậm, hiệu quả sử dụng biogas còn chưa cao. [7]
Để đẩy mạnh phát triển mô hình biogas và nâng cao hiệu quả sử dụng
thì những nghiên cứu về thực trạng phát triển, tình hình sử dụng và hiệu quả
của mô hình này là rất cần thiết và quan trọng.
Từ thực tế đó, em đã tiến hành đề tài: “Khảo sát hiện trạng xây dựng
và sử dụng hầm ủ biogas tại xã Trì Phương, huyện Tiên Du, tình Bắc Ninh”.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
Đề tài nhằm đạt được những mục tiêu sau:
- Khảo sát tình hình phát triển chăn nuôi của xã Tri Phương, Tiên Du,
Bắc Ninh
- Khảo sát hiện trạng xây dựng và sử dụng hầm ủ biogas tại xã Tri
Phương, Tiên Du, Bắc Ninh.
- Thuận lợi và khó khăn khi xây dựng và sử dụng hầm biogas của hộ
gia đình nói riêng và địa phương nói chung.
- Đề xuất giải pháp nhằm đẩy mạnh tốc độ xây dựng và sử dụng hầm

biogas tại địa phương.
CHƯƠNG 1. Cơ SỞ LÍ LUÂN VÀ THƯC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
• •
PHẦN 1. MỞ ĐẦU
5
1.1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ BIOGAS
1.1.1. Nguồn nguyên liệu thô để sản xuất biogas [3],[6]
1.1.1.1. Đặc tính chung của nguyên liệu
Biogas (khí sinh học) là một loại khí được sinh ra khi chất thải động
vật và các chất hữu cơ (phụ phẩm nông nghiệp) bị lên men trong điều kiện
kỵ khí. Biogas là một hỗn họp bao gồm metan, cacbon dioxit, nitơ, hydro
suníua
Chất thải của động vật (phân, nước tiểu) trong chăn nuôi là nguồn
nguyên liệu lớn, chứa nhiều thành phần hữu cơ có khả năng chuyển hóa sinh
học để tạo biogas. Thành phần, tính chất của các loại chất thải có sự khác
nhau giữa các loại gia súc. Yếu tố này sẽ quyết định khả năng phân hủy sinh
học và năng suất sản sinh biogas.
Thảnh phần chất thải bao gồm phần rắn (phân), phần lỏng (nước tiểu
của động vật, nước dội rửa chuồng) và vật liệu lót chuồng, rác, rau, cỏ đặc
tính và tỷ lệ tương ứng các thành phần này thay đổi nhiều hay ít tùy thuộc
vào loại động vật, thức ăn, hình thức chuồng trại
Theo số liệu thống kê của ngành nông nghiệp Ấn Độ, Napal, Việt
Nam khối lượng phát sinh và thành phần, tính chất của các loại chất thải
được ước tính như sau:
PHẦN 1. MỞ ĐẦU
6
(a) Chất thải của trâu, bò
Tại Ấn Độ, hầu hết chất thải từ trâu bò được sử dụng làm biogas do
thành phần này có tính đồng nhất cao, tỷ lệ C:N của chất thải ở gần mức tối
ưu (30:1), thuận lợi cho quá trình phân hủy sinh học. Ở Ấn Độ, theo ước

tính, mỗi ngày có khoảng 2

triệu tấn chất thải phát sinh chủ yếu từ trâu bò, chỉ
1

nửa khối lượng này được sử dụng để chuyển hóa thành biogas thì lượng khí
sinh ra có mức năng lượng tương đương 80 triệu tấn than đá. [3]
(b)Chất thải của lợn
Tỷ lệ C:N trong chất thải của lợn thấp hơn so với trâu bò, tỷ lệ này dao
động trong khoảng 13-15:1. Do tỷ lệ C:N thấp nên để tăng hiệu quả của quá
trình sản xuất biogas người ta thường bổ sung thêm một số thành phần khác
trong nguồn nguyên liệu đầu vào của hầm ủ. Thành phần hỗn họp có thể bao
gồm:
- 60% phân lợn, 2 0

% phân người và 20

% chất thải từ trồng trọt (lá cây, cỏ
cắt xén ).
- 60% phân lợn, 20% phân bò và 15% chất thải từ trồng trọt.
63% phân lợn, 25% phân bò và 12% phân gà.
Bảng 1: ước lượng chất thải phát sinh từ động vật
Khôi lượng chât thải phát
sinh (kg/ngày/1

con)
Khôi lượng chât thải có
khả năng thu gom
(kg/ngày/1

con)
(a) Trâu, bò 10-15 5-8
(b) Lợn 1,3 0,3
(c) Cừu 0,75 0,25
(d) Gia câm (gà, vịt) 0,75 0,75
Nguồn:B.T.NIJẢGUNẢ, Biogas Technology, New Age IternationalPublỉsher.
[3]
7
(c) Chất thải từ gia cầm
Loại chất thải này có tỷ lệ C:N thấp, khoảng 15:1, do đó khi sử dụng
cần bổ sung thêm các thành phần chất thải khác.
1.1.1.2. Khả năng sản sinh biogas [3]
Hầu hết các thành phần hữu cơ bao gồm protein, lipit, cacbohydrat,
xenlulo (trừ dầu khoáng, lignin) đều có khả năng chuyển hóa sinh học thành
biogas (CH
4
, C0
2
). Khả năng sinh khí đối với một số loại chất thải khác nhau
được thống kê theo bảng 2
1.1.2. Nguyên lý của quá trình chuyển hóa. [3],[6]
về nguyên tắc, khi một lượng sinh khối được lưu giữ trong hầm kín
vài ngày sẽ chuyển hóa và sản sinh ra một họp chất dạng khí - khí sinh học
(biogas), có khả năng cháy được với thành phần chính là metan và cacbon
dioxide, trong đó thành phần metan chiếm khoảng trên 50%. Quá trình này
được gọi là quá trình lên men kỵ khí hoặc quá trình sản xuất khí metan sinh
học.
Trong quá trình lên men, phần sinh khối phân rã và chất thải động vật
sẽ được các vi sinh vật kỵ khí, nấm và vi khuẩn chuyển hóa thành các hợp
chất dinh dưỡng cơ bản có ích cho thực vật và đất mùn. Quá trình này đòi

hỏi một số điều kiện tối ưu như độ ẩm, nhiệt độ, bóng tối .trong hầu hết các
8
Bảng 2: Khả năng sinh khí của một số loại chất thải
Loại chất thải Khả năng sinh khí m
3
/kg phân
Chât thải của bò 0,023 -0,04
Chất thải của lợn 0,04-0,059
Chât thải của gia câm 0,065-0,116
Chât thải của người 0,02

- 0,028
Nguồn: B.T.NIJAGUNA, Biogas Technology, New Age Iternationaỉ Publisher
giai đoạn của quá trình phân hủy, không có sự hiện diện của oxy từ môi
trường không khí, sự tồn tại của vi khuẩn kỵ khí chiếm ưu thế.
Một hệ thống biogas bao gồm hầm biogas, thiết bị thu khí được lắp đặt
trực tiếp trên nắp hầm, hệ thống ngăn và đường ống cấp nguyên liệu đầu vào
(chất thải thô và nước). Bộ phận đầu ra bao gồm bể chứa và đường ống dẫn
chất thải (bùn sau khi lên men) để sử dụng làm phân bón sinh học.
Nguyên tắc thành công của quá trình vận hành hệ thống biogas là duy
trì điều kiện nhiệt độ và nguồn cung cấp nguyên liệu đầu vào ổn định. Khi đó,
mật độ vi khuẩn sẽ đảm bảo đủ để đáp ứng những điều kiện trên.
1.1.3. Thành phần, tính chất biogas [3],[6]
Biogas là một hỗn họp khí nhẹ hơn không khí, nhiệt độ bốc lửa khoảng
700°c (đối với dầu DO, khoảng 350°C; đối với xăng gas và propane khoảng
50°C). Nhiệt độ ngọn lửa sử dụng biogas khoảng 870°c.
Thảnh phần biogas bao gồm 50-70% CH4; 35-50%C0
2
, hàm lượng hơi
nước khoảng 30-160 g/m

3
; hàm lượng H
2
S 4-6 g/m
3
.
Hàm lượng khí CH4 trong biogas phụ thuộc vào nhiệt độ, nhiệt độ càng
thấp, hàm lượng CH4

trong biogas càng cao, nhưng lưu lượng biogas sinh ra
thì ngược lại. Hàm lượng CH4

sinh ra đối với từng loại chất thải điển hình
được liệt kê như sau:
-
-
- Giá trị năng lượng của 1 m
3

biogas chứa 62% CH4

khoảng
22MJ, tương ứng với năng lượng điện khoảng 6

kWh. về hệ số tỷ lượng cháy,
nhu cầu không khí cho quá trình cháy khoảng 9,6 m
3

không khí/m
3

CH4

, tức
khoảng 5,75 m
3

không khí/m
3

biogas.
9
1.1.4. Các yếu tố hóa lý ảnh hưởng đến quá trình phân hủy sinh học [3],
[6]
- Quá trình chuyển hóa các thành phần hữu cơ tạo biogas được
thực hiện bởi các nhóm vsv. Các YSY này sử dụng một số enzym để làm chất
xúc tác cho phản ứng sinh học. Hoạt động của các enzym này đòi hỏi các điều
kiện hóa lý riêng (hay còn gọi là điều kiện môi trường) nhằm tối ưu hóa quá
trình chuyển hóa sinh học. Các yếu tố hóa lý quan trọng ảnh hưởng đến tốc độ
của phản ứng sinh khối bao gồm nhiệt độ, pH, tỷ lệ C/N, điều kiện dinh
dưỡng, tốc độ oxy hóa khử của cơ chất, thành phần độ ẩm, thời gian lưu trong
hầm. Mức độ ảnh hưởng của các yếu tố này xét trên nhiều khía canh khác
nhau được trình bày chi tiết như sau:
1.1.4.1. Nhiệt độ
- Trong quá trình phân hủy tạo biogas, nhiệt độ ảnh hưởng tới tốc
độ của phản ứng sinh học, độ hòa tan của C0
2

và thành phần biogas sinh ra.
Khi nhiệt độ môi trường tăng, tốc độ phản ứng sinh học sẽ tăng theo và do đó

tốc độ sinh khí biogas sẽ cao.
- Tốc độ sinh khí biogas sẽ tăng gấp đôi khi nhiệt độ tăng 10°c.
Tuy nhiên, điều này hầu như không xảy ra, vì hầu hết các loại vi khuẩn tham
gia vào quá trình chuyển hóa biogas chỉ hoạt động trong một khoảng nhiệt độ
nhất định. Ba khoảng nhiệt độ mà vi khuẩn hoạt động hiệu quả nhất là:
- T < 15°C: Khoảng hoạt động của vi khuẩn ưa lạnh;
- T = 15 - 45°C: Khoảng hoạt động của vi khuẩn ưa nhiệt độ trung bình;
- T = 45 - 65°C: Khoảng hoạt động của vi khuẩn ưa nhiệt;
- Trong phản ứng biogas, hai khoảng nhiệt độ hoạt động của hai
nhóm vi khuẩn ưa nhiệt độ trung bình (khoảng 25 - 37°C) và vi khuẩn ưa
nhiệt (khoảng 55°C) là quan trọng vì quá trình phân hủy yếm khí sẽ dừng lại
khi nhiệt độ thấp hơn 10

°c.
1
0
1.1.4.2. Thời gian lưu
- Thời gian lưu (là khoảng thời gian lý thuyết mà một phần tử
hoặc một đơn vị chất lỏng đi vào và lưu tại hầm phân hủy). Đại lượng này
được tính bằng tỷ số giữa thể tích hầm phân hủy và thể tích nguyên liệu đi vào
hầm trong 1

ngày, đơn vị thời gian lưu nước là ngày.
- _ Thể tích hầmphân hủy (m
3
)
- T (ngày) =, ~~ 77: “7 ,3

,—rr
- Khôi lượng nguyên liệu đâu vào (m /

ngày)
- Quá trình phân hủy hoặc lên men của chất hữu cơ dưới điều
kiện kỵ khí diễn ra rất chậm, do đó những cơ chất này phải được duy trì trong
hầm ủ trong thời gian dài để quá trình phân hủy diễn ra hoàn toàn. Trong một
số thiết kế hầm biogas, phần tế bào hoạt tính ở đầu ra được tuần hoàn lại hầm
phân hủy nhằm tăng thời gian lưu của phần sinh khối này.
- Thời gian lưu của các nguồn cơ chất khác nhau được quyết định
bởi khả năng phân hủy sinh học của chúng, khả năng thích ứng với các enzym
và tính chất lý hóa của nguồn cơ chất. Thời gian lưu quyết định chi phí xây
dựng hầm ủ. Thời gian lưu càng cao, đồng nghĩa lượng khí sinh ra sẽ nhiều
hơn nhưng điều đó sẽ làm gia tăng chi phí đầu tư ban đầu của hầm ủ. Thời
gian lưu ngắn sẽ dẫn đến hiện tượng tổn thất sinh khối và gia tăng chi phí vận
hành.
- Thời gian lưu và nhiệt độ là hai yếu tố quan trọng đối với việc
loại trừ các tác nhân gây bệnh. Nếu yếu tố an toàn vệ sinh và sức khỏe được
xem xét đến thì các giá trị này phải lớn hơn ngưỡng giá trị nhỏ nhất.
- 1.1.43. TỷlệC/N
- Để tạo điều kiện sinh trưởng và hoạt động tối ưu của vi khuẩn,
điều cần thiết là phải cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng dưới dạng các họp chất
hóa học với nồng độ thích họp. Cacbon và nitơ (có trong protein, nitrat ) là
1
1
những thành phần dinh dưỡng chính của vi khuẩn kỵ khí. Nguồn c sẽ cung
cấp năng lượng cho hoạt động vi khuẩn, N cần thiết cho quá trình tổng hợp tế
bào. Để hàm lượng N được cung cấp họp lý, nguồn cơ chất đầu vào sẽ được
xem xét đến tỷ lệ C/N. Tỷ lệ c có khả năng phân hủy sinh học và lượng N có
sẵn trong cơ chất khoảng 25:1 là điều kiện lý tưởng của quá trình phân hủy
tạo biogas. Khi tỷ lệ này bị thay đổi, hiệu quả của quá trình phân hủy sẽ bị
giảm.
- Yì thế, mặc dù các loại chất thải hữu cơ khác nhau có tỷ lệ C:N

khác nhau nhưng hỗn họp của các nguyên liệu này trước khi vào hầm phân
hủy phải đảm bảo đạt tỷ lệ C/N khoảng 25-30:1.
1.1.4.4. Độ ẩm trong nguyên liệu đầu vào
- Nước là nhu cầu tất yếu cho sự sống và hoạt động của vi sinh
vật. Hơn nữa, nước là môi trường cần thiết cho sự di chuyển của vi khuẩn,
hoạt động của các enzym ngoại bào và thủy hóa các polyme sinh học, tạo điều
kiện cho quá trình phân hủy.
- Tuy nhiên việc duy trì quá nhiều nước trong hầm phân hủy sẽ
làm tăng thể tích hầm và trở nên cồng kềnh. Do đó, độ ẩm trong hầm phải
được duy trì ở mức tối ưu. Hàm lượng độ ẩm đối với từng loại cơ chất khác
nhau sẽ khác nhau, tùy thuộc vào tính chất hóa học và khả năng phân hủy sinh
học của chúng. Theo các nguyên cứu cho thấy, hiệu suất của quá trình phân
hủy sẽ giảm khi hàm lượng chất rắn lơ lửng (TS) tăng. Do đó điều quan trọng
là phải xác định hàm lượng TS tối ưu cho hỗn họp nguyên liệu đầu vào theo
từng loại nguyên liệu và từng kiểu hầm ủ khác nhau. Yí dụ như trường họp
nguyên liệu đầu vào là phân bò, có hàm lượng TS 18%, do đó phải hòa trộn
với nước theo tỷ lệ 1:1 về khối lượng để đảm bảo hỗn họp thu được có nồng
độ TS 9%.
1
2
1.1.5. Lợi ích của công nghệ biogas [1],[2],[4]
- Nước thải và chất thải trong sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt
gia đình là các hợp chất hữu cơ có phân tử lớn. Trong điều kiện tự nhiên
không được kiểm soát và tập trung thì quá trình này sẽ làm ô nhiễm môi
trường từ đó tác động và ảnh hưởng trực tiếp vào quá trình trao đổi chất của
con người và các sinh vật khác. Ngược lại nếu các chất thải đó được xử lý họp
lý sẽ tạo ra nguồn năng lượng tái sinh hữu ích và các chất dinh dưỡng dễ hấp
thụ hơn cho cây trồng và vật nuôi, làm nguyên liệu cho chu trình sản xuất
khép kín tiếp theo trong hệ kinh tế sinh thái VAC.
- Để tìm một giải pháp họp lý và bền vững trong việc xử lý chất

thải chăn nuôi cũng như chất thải sinh hoạt thì việc ứng dụng công nghệ
Biogas là biện pháp tích cực nhất trong giai đoạn hiện nay, đối với khu vực
địa bàn nông thôn nhằm giải quyết các vấn đề sau:
- Tạo nguồn năng lượng tái sinh rẻ và sạch phục vụ đời sống con
- người.
- Giữ gìn và bảo vệ môi trường vệ sinh trong sạch trong các khu vực
công đồng nông thôn qua đó góp phần giữ gìn và bảo vệ môi trường,
bảo vệ sức khoẻ toàn xã hội thông qua việc giảm ô nhiễm môi trường
sản xuất, cung cấp sản phẩm nông nghiệp sạch.
- Giảm chặt phá rừng ở các khu vực trung du miền núi. Vì sử dụng
Biogas sẽ giảm nhu cầu tiêu thụ gỗ, củi.
- Tăng thu nhập cho các hộ gia đình thông việc giảm chi phí về nhu cầu
chất đốt phục vụ sinh hoạt.
- Tạo nguồn phân bón hữu cơ vi sinh, giảm bớt sử dụng phân hoá học,
qua đó giảm bớt sự thoái hoá và cải thiện đất trồng, nâng cao năng suất
cây trồng và nuôi cá trong hệ thống YAC gia đình.
1
3
- Hỗ trợ phát triển chăn nuôi tốt hơn, tạo điều kiện nâng cao mức sống
và tiếp cận điều kiện văn minh đô thị cho người dân nông thôn trong
việc cải tạo hố xí gia đình, sử dụng khí sinh học vào việc nội trợ.
- Giảm sức lao động của phụ nữ trong công việc nội trợ.
1.2. TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BIOGAS Ở VIỆT NAM
1.2.1. Lịch sử quá trình hình thành và phát triển công nghiệp biogas [2],[4]
- Kỹ thuật biogas được phát triển tại Việt Nam từ năm 1960. Sau
ngày thống nhất đất nước (1975) cho đến năm 1990, kỹ thuật này được xem là
một trong những ưu tiên hàng đầu của đất nước trong chương trình nghiên
cứu tìm nguồn năng lượng mới và năng lượng tái tạo. Trong khuôn khổ
chương trình, rất nhiều nguyên cứu đã được thực hiện, tập trung vào công
nghệ biogas. Các đơn vị tham gia vào chương trình phát triển biogas bao gồm

Viện Năng Lượng, Đại học Bách Khoa Hà Nội, Đại học Bách Khoa TpHCM,
Đại học Bách Khoa Đà Nằng, Đại Học cần Thơ, các Sở Khoa học, Công Nghệ
và Môi trường địa phương.
- Từ năm 1992, trong chương trình dự án của Bộ Nông nghiệp và
Phát triển nông thôn với sự hỗ trợ của các tổ chức như FAO, SAREC, SIDA
và Viện chăn nuôi Quốc gia, trường Đại học Nông Lâm TpHCM đã phát triển
mô hình hầm ủ biogas dạng túi. Với ưu thế chi phí đầu tư thấp, kỹ thuật lắp đặt
và vận hành đơn giản, kỹ thuật này đã nhanh chóng được chấp nhận và nhân
rộng bởi Hội Làm vườn Việt Nam và các tổ chức cá nhân khác.
- Bên cạnh đó, chương trình biogas của Ngành chăn nuôi Nông
nghiệp - dự án liên kết của chính phủ Việt Nam và Hà Lan đã hỗ trợ nông dân
xây dựng 18.000 hầm biogas trong giai đoạn 1 (2003 - 2005) tại 12 tỉnh thành
của 8

vùng sinh thái; 27.000 hầm vào cuối năm 2006 và đến năm 2007, hơn
1
4
16.1 hầm đã được xây dựng. Trong giai đoạn 2 (2008 - 2011) chương trình
mở rộng ra trên 50 tỉnh thành trong số 64 tỉnh thành của Việt Nam với số
lượng khoảng 14.000 hầm ủ. Hiện nay, trên cả nước có khoảng 150.000 hầm ủ
biogas, hầu hết thuộc dạng hầm ủ nắp vòm cố định và dạng túi. [8

], [10

]
1.2.2. Một số kiểu hầm biogas ở Việt Nam [8]
- Hiện nay, ở Việt Nam có rất nhiều loại hình biogas được sử
dụng ở nhiều địa phương khác nhau.
1.2.2.1. Hầm xây KT1
- Hầm kiểu KT1 được ứng dụng tại những vùng có nền đất tốt,

mực nước ngầm thấp, có thể đào sâu và diện tích mặt bằng hẹp.
-
- Hình 1: Thiết bị khí sinh học nắp cố định kiểu KT.l
I.2.2.2. Hầm xây KT2
- Hầm kiểu KT2 phù họp với những vùng có nền đất yếu, mực nước
ngầm cao, khó đào sâu và diện tích mặt bằng rộng.
-
- Bể Nạp
-
H H
Bê phan mái
1
5
-
-°-
000
Bể điều áp
-
-
ĩ
-
-
-
-
-
-
-
-
- Hình 2: Thiết bị khí sinh học nắp cố định kiểu KT.2
1

6
Mức xã trau
-
1.2.2.3. Hầm ủ quy mô hộ gia đình
- Từ năm 2008 đến năm 2010, Trung tâm Năng lượng mới và tái
tạo, Viện Khoa học Năng lượng đã tiến hành thực hiện dự án “Hoàn thiện
công nghệ và xây dựng hầm Bỉogas quy mô hộ gia đình cho khu vực nông
thôn chăn nuôi tập trung ở tỉnh Hà Nam” vói mục tiêu nắm bắt, hoàn thiện và
cải tiến công nghệ phù hợp vói điều kiện nông thôn Việt Nam, từ đó nâng cao
hiệu qủa sản xuất, giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi và cải
thiện đòi sống của bà con nông dân. Đây là dự án sản xuất thử nghiệm do
Viện Khoa học Năng lượng, Viện KHCNVN chủ trì.
- về nguyên lý, mô hình hệ thống hầm Bỉogas do Trung tâm
Năng lượng mới và tái tạo sản xuất và triển khai có một số thay đổi so với
các loại hầm truyền thống khi bể điều áp được phân thành hai phần riêng biệt
là ngăn điều áp và ngăn thải cặn.
-
- So với những mô hình Biogas đang được lưu hành hiện nay, hệ
thống hầm Biogas quy mô gia đình này có một số điểm ưu việt:
- Thi công đơn giản.
- Có kết cấu bền vững, bảo đảm chống dò ri nước và khí do được tăng
cường bằng keo chống thấm, vì thế tăng khả năng sinh khí.
- Có khả năng tự tống cặn bã nên không bị ùn tắc cặn, có khả năng tự
phá váng bề mặt.
- Mức độ sinh khí nhanh, sản lượng khí cao, ổn định trong mọi điều
kiện thời tiết.
- Thiết bị khử H
2
S tiên tiến đã nâng cao chất lượng Biogas, làm tăng
tuổi thọ của thiết bị sử dụng như bếp, nồi cơm, đèn

- Diện tích chiếm đất nhỏ.
- Giúp bảo vệ sức khoẻ con người, tiêu diệt vi trùng gây bệnh.
- Các thiết bị sử dụng khí đồng bộ và chuyên dụng nên bảo đảm độ tin
- cậy.
- Dịch vụ hậu mãi hoàn thiện. Bảo hành hầm sinh khí, bể điều áp trong
10 năm. Bảo trì, bảo dưỡng hệ thống trong 15 năm.
- Thiết bị đo áp lực, bếp đun, đèn, ấm đun siêu tốc, bình tắm nóng lạnh,
máy phát điện được chế tạo chuyên dụng cho Biogas.
- Ngay sau khi nghiệm thu kỹ thuật, Trung tâm Năng lượng mới
và tái tạo đã chính thức bàn giao hầm Biogas cho hộ gia đình sử dụng và bảo
quản. Kết quả theo dõi vận hành bước đầu cho thấy khả năng sinh khí rất tốt.
1.2.2.4. Hầm ủ nắp vòm cố định Trung Quốc [10]
- Loại hầm này có phần chứa khí được xây dựng ngay trên phần
ủ phân, do đó, thể tích của hầm ủ bằng tổng thể tích của 2 phần này. Hầm ủ
có dạng bán cầu được chôn hoàn toàn dưới đất để tiết kiệm diện tích và ổ
định nhiệt độ. Phần chứa khí được tô bằng nhiều lớp vữa để đảm bảo yêu cầu
kín khí. Ở phần trên có một nắp đậy được hàn kín bằng đất sét, phần nắp này
giúp cho thao tác làm sạch hầm ủ khi các chất rắn lắng đầy hầm. Loại hầm
này rất phổ biến ở Trung Quốc nhưng có nhược điểm là phần chứa khí rất
khó xây dựng và bảo đảm độ kín khí do đó hiệu suất của hầm thấp.
-
1.2.2.5. TúiBiogas
- + Túi ủ Biogas được cấu tạo bởi 2-3 lóp túi nilong lồng vào
nhau làm một, dài 7-1 Om, đường kính l,4m được đặt nửa chìm nửa nổi trên
mặt đất. Túi này được gắn với hệ thống ống sành tạo đầu vào và đầu ra.
-
- Hình 4: Hầm ủ nắp vòm cố định Trung Quốc
- + Túi dự trữ gas có nhiệm vụ thu và dự trữ khí sinh học từ túi
ủ để dẫn tới bếp sử dụng.
- Loai này cô uu diém là vôn dâu tu thâp phù hçrp voi mue thu

nhâp cua bà con nông dân hiên nay, nhung nhuac diêm:
- + Tui ü Biogas hay bi thung do bi tac dçng co hoc.
- + Vât lieu chât déo dê bi lâo hoâ dudi tac dung cüa ânh nang
mat treri.
- + Mô hinh chiêm dien tich dât lôm (10 m
3
) vl tui Biogas dat
nira chlm nüa noi trên mat dât làm cho câc gia dinh co diçn tich dât trât nên
không cô dièu kien dé âp dung mô hinh này.
-
I.2.2.6. Biogas VACVINA câi tiên [10]
- + Ham Biogas VACVINA cài tien là mot sir giao két giüa mô
hinh vôm cuôn cô dinh duori long dât và mô hinh tui Biogas bang nilong.
- + Hâm phân huÿ thông thucmg cô hinh khôi hôp chir nhât
duçrc xây dung bâng gach, xi mâng, dô sâu vira phài ducri long dât. Không
-
- Hinh 5: Tüi biogas bâng plastic
cân bê phôi trôn, nhung thay vào dô là môt su hoat dông liên hoàn vôi kÿ
thuât don giàn bâng mot loai xi-phông dâu vào veri hoat dông linh hoat dân
chât thài vào hâm dông thài thuc hiên phâ vâng liên tue trong quâ trinh sû
dung. Thuc chât là khi chât thài dua vào hâm duçrc rai tu do veri gia tôc
trong trucmg làm phâ va lôrp vâng trên bè mat thuÿ tïnh trong ham.
- + Gas sản sinh trong hầm ủ được dẫn tới một hệ thống túi dự
trữ gas bằng chất dẻo, nhờ hệ thống đường ống dẫn bằng nhựa hoặc kim loại.
Hệ thống túi dự trữ gas này được treo trên nóc bếp hoặc nóc chuồng trại.
- Ưu điểm:
- + Hầm có thể xây dưới lòng đất với cấu tạo hình khối hộp hình
chữ nhật đơn giản, không cần xây lắp hình vòm cuốn hoặc hình cầu, làm cho
việc xây dựng được dễ dàng hơn và rễ hơn rất nhiều, cấu trúc và thiết kế đơn
giản, việc xây dựng hầm phân huỷ dễ dàng, phù họp với trình độ của thợ xây

ở vùng nông thôn.
- + Thiết kế của hầm phân huỷ và việc sử dụng bê tông cốt thép
đổ liền khối tại chỗ đối với nắp phẳng cho phép độ dung sai và rò ri nhỏ, mà
vẫn đảm bảo kín khí cho hầm.
- + Phương pháp lưu giữ gas ở bên ngoài đơn giản và hiệu quả
phù họp với việc sản xuất gas trong mọi hoàn cảnh.
- + Phương pháp phá váng tự động và liên tục giải quyết được
một trong những vấn đề пал giải của các thiết kế hầm Biogas vòm cuốn với
việc nạp nguyên liệu từ dưới đáy hầm.
- + Nắp hầm bằng phẳng có thể tận dụng việc xây dựng chuồng
trại hoặc nhà xí trực tiếp ngay trên đó.
- + Hầm có độ bền cao, không mất tiền bảo hành duy trì hoạt
động hầm hàng năm.
1.2.3. Tiêu chuẩn kỹ thuật về hầm ủ biogas tại Việt Nam [8]
- Để thống nhất trong toàn quốc, Bộ Nông nghiệp và Phát triển
nông thôn đã ban hành quyết định số 21/2002/QĐ-BNN ngày 21 tháng 3
năm 2002 về việc ban hành tiêu chuẩn ngành về lĩnh vực môi trường. Ban
hành cùng quyết định này là 8

tiêu chuẩn ngành về lĩnh vực môi trường, áp
dụng cho các công trình khí sinh học nhỏ 1 0

m
3
, đơn giản, dùng để xử lý chất
thải, sản xuất
- khí sinh học và phân hữu cơ với nguyên liệu là các loại phân người,
phân động vật và thực vật.
- Tiêu chuẩn này đã góp phần chuẩn hóa chất lượng và sử
dụng toàn diện các công trình biogas, bảo vệ quyền lợi của người ứng

dụng và phát triển công nghệ biogas một cách vững chắc.
- Tiêu chuẩn ngành 10 TCN 492-2002.
- Tiêu chuẩn ngành 10 TCN 493-2002.
- Tiêu chuẩn ngành 10 TCN 494-2002.
- Tiêu chuẩn ngành 10 TCN 495-2002.
- Tiêu chuẩn ngành 10 TCN 496-2002.
- Tiêu chuẩn ngành 10 TCN 497-2002.
- Tiêu chuẩn ngành 10 TCN 498-2002.
- Tiêu chuẩn ngành 10 TCN 499-2002.
- CHƯƠNG 2

. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
cứu
2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN cứu
- Mô hình Biogas tại xã Tri Phương, huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh
- Hệ thống các biện pháp kinh tế, kỹ thuật, chủ trương chính sách liên
quan đến phát triển mô hình biogas tại xã Tri Phương, huyện Tiên Du,
tỉnh Bắc Ninh.
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu
2.2.1. Phương pháp điều tra bằng câu hỏi
- Lập bảng câu hỏi theo các nhóm tiêu chí để thu được kết quả đúng với
mục tiêu nghiên cứu
- Lựa chọn đối tượng khảo sát
- Phiếu khảo sát: số lượng phiếu - chi tiết nội dung phiếu điều tra
Số phiếu phát ra là 120 phiếu, chia đều cho 4 thôn
- Bảng 3: Thống kê số phiếu phát ra ở các địa bàn khảo sát
- S
TT
- Tên thôn - sổ phiếu phát ra - Số phiếu thu lại
- 1

- Thôn Đinh - 30 - 30
- 2
- Thôn Cao
Đình
- 30 - 30
- 3 - Thôn Lương - 30 - 30
- 4 - Thôn Giáo - 30 - 30
-
- m Ẵ Ấ 7 »
- Tong so cả
- 120 - 120
-
- Nội dung khảo sát
- Các nội dung khảo sát của đề tài gồm có
- Cơ cấu vật nuôi (heo, trâu, bò, gà, vịt, dê, ngựa)
- Hình thức sử dụng chất thải chăn nuôi (ủ làm khí đốt biogas, làm
phân bón, làm thức ăn nuôi cá, bán lại, đổ bỏ, hình thức khác)
- Dạng năng lượng hộ dân đang sử dụng (Biogas, gas dân dụng, củi, trấu, rơm
rạ, nhiên liệu khác)
- Mức chi phí xây dựng hầm ủ
- Tình hình sử dụng các túi ủ/ hầm ủ hiện có (Năm sử dụng, dung tích
túi ủ/ hầm ủ, vị trí đặt, chi phí xây dựng, nguyên liệu sử dụng, các
hình thức tái sử dụng sản phẩm từ túi ủ/ hầm ủ - ví dụ phục vụ cho
nuôi cá/trồng trọt/mục đích khác, hiệu quả sử dụng, các sự cố và cách
khắc phục)
2.2.2. Phương pháp phỏng vấn, tham khảo ý kiến
- Phỏng vấn trực tiếp người phụ trách, người dân trên địa bàn xã về
hoạt động chăn nuôi và việc xây dựng, vận hành hầm ủ biogas.
2.2.3. Phuong pháp thu thập số liệu
- Thu thập và tham khảo số liệu thống kê của các cơ quan có

liên quan và các nguồn thông tin trên Internet.
- UBND xã Tri Phương, UBND huyện Tiên Du
- Chi cục thú y tỉnh Bắc Ninh
- Sở Khoa học công nghệ tỉnh Bắc Ninh
- Trang web UBND tỉnh Bắc Ninh
2.3. NỘI DUNG NGHIÊN cứu
- Hiện trạng phát triển chăn nuôi của xã Tri Phương, Tiên Du, Bắc Ninh.
- Hiện trạng xây dựng và sử dụng hầm ủ biogas tại xã Tri Phương, Tiên
Du, Bắc Ninh.
- Thuận lợi và khó khăn khi xây dựng và sử dụng hầm biogas của hộ
gia đình nói riêng và địa phương nói chung.
- Đề xuất giải pháp nhằm đẩy mạnh tốc độ xây dựng và sử dụng hầm
biogas tại địa phương.
- CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN cứu VÀ THẢO LUẬN
3.1. TỔNG QUAN VỀ XÃ TRI PHƯƠNG, HUYỆN TIÊN DU, TỈNH BẮC NINH
3.1.1. Điều kiện tự nhiên [7],[9]
• Vị trí địa lý
- Xã Tri Phương nằm ở phía Tây Nam huyện Tiên Du, tỉnh Bắc
Ninh, có tổng diện tích tự nhiên là 564,95 ha, được chia thành 4 thôn, bao
gồm thôn: Thôn Đinh, thôn Cao Đình, thôn Lương, thôn Giáo.
• Thổ nhưỡng
- Đất đai chủ yếu do phù sa sông Đuống bồi tụ. Khu đồng cao
dễ bị khô hạn, khu đồng thấp dễ bị ngập úng. Vùng đất ven sông Đuống, đất
đai màu mỡ thuận lợi cho việc trồng trọt, do đó sản xuất nông nghiệp đã trở
thành ngành kinh tế chính của địa phương.
-
- Tổng diện tích đất đai xã Tri Phương là 606,14ha, trong đó
diện tích đất nông nghiệp là 265.17ha, chiếm 43,7% diện tích đất tự nhiên.
Đất nông nghiệp chủ yếu là trồng lúa nước 1

năm 2

vụ.
- Đất chuyên dùng có diện tích 176,13 ha chiếm 29% tổng diện
tích đất tự nhiên. Đây là diện tích để xây dựng các công trình công cộng
như: Trụ sở UBND xã, Trường học, Trạm y tế, Đình chùa, đường xá
- Đất công nghiệp có diện tích 71,99 ha chiếm 11,8% tổng diện
tích đất tự nhiên, toàn xã có 8

công ty, doanh nghiệp sản xuất công nghiệp
- Bảng 4: Tình hình sử dụng đất ở xã Tri Phương 2012
- Loai đất • - Diện tích (ha) - Tỷ Lệ (%)
- Đất tự nhiên - 606,14 - 100
- Đất nông nghiệp - 265,17 - 43,7
- Đất chuyên dùng - 176,13 - 29,0
- Đất thổ cư - 66,41 - 10,9
- Đất công nghiệp - 71,99
- 11,8
- Đất ao hồ sông
ngòi
- 26,44 - 4,36
- (Nguồn: Ban thống kê xã Tri Phương)