Đánh giá hiệu quả sử dụng hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi quy mô hộ gia đình tại xã Thanh Sơn - huyện Hữu Lũng - tỉnh Lạng Sơn.

70

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM




HOÀNG BẢO THOA


Tên đề tài:
ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG HẦM BIOGAS TRONG
XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH TẠI XÃ
THANH SƠN - HUYỆN HỮU LŨNG - TỈNH LẠNG SƠN


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC


Hệ đào tạo : Chính quy
Chuyên ngành : Khoa học môi trường
Khoa : Môi trường
Khóa học : 2010 - 2014




Thái Nguyên, năm 2014

71
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM




HOÀNG BẢO THOA


Tên đề tài:
ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG HẦM BIOGAS TRONG
XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH TẠI XÃ
THANH SƠN - HUYỆN HỮU LŨNG - TỈNH LẠNG SƠN


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC


Hệ đào tạo : Chính quy
Chuyên ngành : Khoa học môi trường
Khoa : Môi trường
Khóa học : 2010-2014
Giảng viên hướng dẫn : TS. Trần Thị Phả





Thái Nguyên, năm 2014

69
LỜI CẢM ƠN

Thực hiện phương châm “Học đi đôi với hành, lý luận gắn liền với thực
tiễn”, thực tập tốt nghiệp là thời gian để mỗi sinh viên sau khi học tập, nghiên
cứu tại trường có điều kiện củng cố và vận dụng những kiến thức đã học vào
thực tế. Đây là giai đoạn quan trọng đối với mỗi sinh viên các trường đại học nói
chung và sinh viên trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên nói riêng.
Với lòng kính trọng và biết ơn, em xin cảm ơn cô giáo TS. Trần Thị Phả đã
tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện khóa luận này.
Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm
Khoa Môi Trường, các thầy cô giáo, cán bộ trong khoa đã tận tình giảng dạy và
truyền đạt cho em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt quá trình
học tập, rèn luyện tại trường.
Em xin gửi lời cảm ơn tới lãnh đạo UBND xã Thanh Sơn và các cán bộ,
nhân viên đang công tác tại địa phương đã giúp đỡ em trong suốt quá trình thực
tập tốt nghiệp.
Em cũng gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và người thân đã động viên,
khích lệ em trong suốt quá trình học tập và thực hiện tốt khóa luận tốt nghiệp này.
Trong quá trình thực tập và làm chuyên đề, em đã cố gắng hết sức mình
nhưng do kinh nghiệm còn thiếu và kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi
những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến từ các thầy cô và
bạn bè để chuyên đề được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng, em xin chúc toàn thể các thầy cô giáo luôn mạnh khỏe, hạnh
phúc và thành công trong sự nghiệp giảng dạy cũng như trong nghiên cứu.
Em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày 25 tháng 05 năm 2014

Sinh viên


Hoàng Bảo Thoa


65
MỤC LỤC
Trang
PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1
1.1. Đặt vấn đề 1
1.2. Mục tiêu của đề tài 2
1.2.1. Mục tiêu chung 2
1.2.2. Mục tiêu cụ thể 2
1.3. Yêu cầu của đề tài 3
1.4. Ý nghĩa của đề tài
3
PHẦN 2:TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
2.1. Tổng quan về chất thải chăn nuôi 4
2.1.1. Định nghĩa về chất thải chăn nuôi 4
2.1.2. Nguồn gốc phát sinh chất thải chăn nuôi 4
2.1.3. Phân loại chất thải chăn nuôi 4
2.1.4. Khả năng gây ô nhiễm của chất thải chăn nuôi 5
2.1.5. Ứng dụng của chất thải chăn nuôi 6
2.2. Biogas và công nghệ biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi 7
2.2.1. Khái niệm Biogas 7
2.2.2. Đặc tính Biogas 8
2.2.3. Các phản ứng hóa học và sự hình thành khí biogas 8
2.2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh biogas 9

2.2.5. Ứng dụng của Biogas trong đời sống và sản xuất 12
2.2.6. Khái quát về hiệu quả và hiệu quả sử dụng hầm khí biogas 13
2.2.7. Một số dạng hầm ủ Biogas ở Việt Nam 15
2.3. Tình hình sử dụng biogas trên thế giới và ở Việt Nam 19
2.3.1. Tình hình sử dụng Biogas trên thế giới 19
2.3.2. Tình hình sử dụng Biogas tại Việt Nam 20
PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU 24
3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 24
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu 24
3.1.2. Phạm vi nghiên cứu 24
3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu 24
3.3. Nội dung và phương pháp nghiên cứu 24
3.3.1. Nội dung nghiên cứu 24
3.3.2. Phương pháp nghiên cứu 24
3.3.2.4. Phương pháp so sánh 25
3.3.2.5. Phương pháp thống kê, tổng hợp và xử lý số liệu 25
PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 26
4.1. Điều kiện tự nhiên, Kinh tế xã hội của xã Thanh Sơn 26

66
4.1.1. Điều kiện tự nhiên 26
4.1.2. Điều kiện Kinh tế, Văn hóa - Xã hội 29
4.1.3. Hiện trạng môi trường tại xã Thanh Sơn 31
4.2. Hiện trạng sử dụng hầm biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi tại xã
Thanh Sơn 32
4.2.1. Số lượng hầm Biogas được sử dụng tại địa phương 32
4.2.2. Tình hình sử dụng hầm biogas tại xã Thanh Sơn 33
4.3. Đánh giá hiệu quả sử dụng hầm biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi
tại xã Thanh Sơn 38

4.3.1. Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi của hầm biogas 38
4.3.2. Đánh giá hiệu quả đối với môi trường từ việc sử dụng hầm biogas tại
xã Thanh Sơn 44
4.3.3. Đánh giá hiệu quả kinh tế từ việc sử dụng hầm biogas tại xã Thanh Sơn45
4.3.4. Đánh giá hiệu quả xã hội từ việc sử dụng hầm biogas tại xã Thanh Sơn 49
4.4. Những thuận lợi khó khăn và đề xuất giải pháp khắc phục và nâng cao
hiệu quả sử dụng hầm biogas trên địa bàn xã 50
4.4.1. Những thuận lợi 50
4.4.2. Những khó khăn
50
4.4.3. Đề xuất giải pháp khắc phục và nâng cao hiệu quả sử dụng Biogas . 51
PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56
5.1. Kết luận 56
5.2. Kiến nghị 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO 58

67
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1: Sản lượng khí hàng ngày của một số loại nguyên liệu 8
Bảng 2.2: Tỷ lệ C/N của một số loại phân 11
Bảng 2.3: Nồng độ các chất gây ức chế quá trình lên men của vi khuẩn kị khí 12
Bảng 3.1: Phương pháp phân tích các chỉ tiêu hóa lý trong mẫu nước thải 25
Bảng 4.1: Tình hình sử dụng đất của xã Thanh Sơn 27
Bảng 4.2: Số lượng gia súc, gia cầm qua các năm của xã Thanh Sơn 29
Bảng 4.3: Số lượng hầm ủ Biogas hằng năm được xây dựng tại xã Thanh Sơn 32
Bảng 4.4: Tình hình phát triển hầm biogas trên địa bàn xã Thanh Sơn 33
Bảng 4.5: Nguồn nguyên liệu chính cung cấp cho các hầm biogas tại xã
Thanh Sơn 36
Bảng 4.6: Mục đích sử dụng khí biogas tại xã Thanh Sơn 37

Bảng 4.7: Kết quả phân tích một số chỉ tiêu lý hóa trong mẫu nước thải trước
và sau khi xử lý bằng hầm Biogas 39
Bảng 4.8: Giá trị pH đầu vào và đầu ra của một số bể biogas 39
Bảng 4.9: So sánh hiệu quả kinh tế mà biogas đem lại 48
Bảng 4.10: Phương pháp khắc phục sự cố hầm ủ biogas 51


68
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1: Mô hình hệ thống thu khí biogas áp dụng đối với hộ gia đình 15
Hình 2.2: Mô hình hầm Biogas trong thực tế (mô hình bể Đức - Thái Lan) 17
Hình 4.1: Các kênh thông tin mà người dân biết đến Biogas 35
Hình 4.2: Lý do lắp đặt hầm Biogas 36
Hình 4.3: Biểu đồ so sánh hàm lượng COD giữa mẫu đầu vào và đầu ra của
bể biogas 40
Hình 4.4: Biểu đồ so sánh hàm lượng BOD
5
giữa mẫu đầu ra và đầu vào của
bể biogas 41
Hình 4.5: Biểu đồ so sánh hàm lượng Đạm tổng số giữa mẫu đầu vào và đầu
ra của bể biogas 42
Hình 4.6: Biểu đồ so sánh hàm lượng Lân tổng số giữa mẫu đầu vào và đầu ra
của bể biogas 43


1
PHẦN 1
MỞ ĐẦU

1.1. Đặt vấn đề
Sản xuất nông nghiệp ở nước ta hiện đang giữ vai trò chủ đạo, sự phát
triển của ngành trồng trọt đã góp phần thúc đẩy chăn nuôi phát triển và giữ
vị trí quan trọng trong sản xuất nông nghiệp. Tuy nhiên tăng trưởng chăn
nuôi đã gây ra không ít tác động tiêu cực đến môi trường do chất thải trong
chăn nuôi. Việc tìm giải pháp phù hợp để xử lý chất thải sau chăn nuôi
trước khi thải ra môi trường là hết sức cần thiết cho sự phát triển nông
nghiệp bền vững. Ở nước ta, việc nghiên cứu ứng dụng rộng rãi công nghệ
khí sinh học là một trong những giải pháp chủ yếu để giải quyết tình trạng
ô nhiễm môi trường, cung cấp nguồn chất đốt, tiết kiệm năng lượng rất
hiệu quả ở các vùng nông thôn. Theo Cục chăn nuôi Bộ Nông nghiệp và
Phát triển nông thôn (NN&PTNT), mỗi năm ngành chăn nuôi gia súc gia
cầm thải ra khoảng 75 - 85 triệu tấn chất thải, với phương thức sử dụng
phân chuồng không qua xử lý ổn định và nước thải không qua xử lý xả trực
tiếp ra môi trường gây ô nhiễm nghiêm trọng.
Hiện nay, hình thức chăn nuôi truyền thống như chuồng trại gần nhà,
thậm chí ở một số nơi có phong tục nuôi gia súc gia cầm trong nhà, thải chất
thải chăn nuôi trực tiếp ra môi trường khi chưa qua xử lý, không những gây
mùi hôi khó chịu, gây ô nhiễm môi trường xung quanh mà còn gây mất vẻ mỹ
quan môi trường. Phân và nước thải từ các hộ chăn nuôi thải ra môi trường
chưa qua xử lý trở thành mối đe dọa trực tiếp tới sức khỏe con người và cả vật
nuôi và đó còn là môi trường lý tưởng cho ruồi nhặng phát triển. Mật độ ruồi
nhặng cao gây ra những bất tiện trong sinh hoạt, chúng còn là những kí chủ
trung gian truyền nhiều bệnh truyền nhiễm hết sức nguy hiểm cho con người,
vật nuôi. Bên cạnh đó, mùi hôi thối của phân gia súc, gia cầm cũng là mối
phiền toái đáng kể không những cho chính hộ chăn nuôi mà còn ảnh hưởng
đến các hộ dân sống gần khu vực chăn nuôi.

2
Trước thực trạng đó, để ngành chăn nuôi phát triển hiệu quả và bền vững

đòi hỏi phải có các biện pháp quản lý và xử lý chất thải chăn nuôi hữu hiệu.
Thực tế, có rất nhiều dự án nghiên cứu của nhiều tổ chức, cá nhân về việc giải
quyết chất thải từ hoạt động chăn nuôi để giảm nguy cơ ô nhiễm cũng như tận
dụng lại chất thải chăn nuôi làm nguồn nguyên liệu phục vụ cho các hoạt
động nông nghiệp khác. Trong đó, việc tận dụng chất thải chăn nuôi để tạo ra
biogas được coi là một biện pháp hiệu quả nhất, không những giảm được
nguy cơ ô nhiễm, giải quyết được bài toán năng lượng phục vụ cho sinh hoạt
mà còn là giải pháp kinh tế cho những người dân ở nông thôn. Tuy nhiên,
trong quá trình xây dựng và phát triển hệ thống đã gặp phải không ít khó khăn
nên tốc độ mở rộng quy mô còn chậm.
Xuất phát từ những yêu cầu trên, đồng thời được sự phân công của
Khoa Môi trường và được sự hướng dẫn tận tình của cô giáo TS. Trần Thị
Phả, em tiến hành thực hiện đề tài: “Đánh giá hiệu quả sử dụng hầm Biogas
trong xử lý chất thải chăn nuôi quy mô hộ gia đình tại xã Thanh Sơn -
huyện Hữu Lũng - tỉnh Lạng Sơn” hướng đến mục tiêu mở rộng quy mô và
phạm vi áp dụng công nghệ biogas để xử lý chất thải chăn nuôi, đem lại lợi
ích kinh tế, nhằm góp phần giải quyết vấn nạn ô nhiễm đang đe dọa môi
trường, đáp ứng yêu cầu phát triển nông nghiệp bền vững và xây dựng nông
thôn mới ở địa phương.
1.2. Mục tiêu của đề tài
1.2.1. Mục tiêu chung
Khảo sát, đánh giá hiệu quả sử dụng hầm biogas trong xử lý chất thải
chăn nuôi quy mô hộ gia đình tại xã Thanh Sơn - Hữu Lũng - Lạng Sơn.
1.2.2. Mục tiêu cụ thể
- Qua việc điều tra phân tích về biogas được áp dụng trên địa bàn xã
đưa ra những hiệu quả mà biogas đem lại.
- Phát hiện những khó khăn trong quá trình sử dụng biogas và đưa ra
những giải pháp hạn chế và khắc phục những khó khăn đó.
- Nâng cao sự hiểu biết của người dân trong lĩnh vực bảo vệ môi trường và
sự hiểu biết về ứng dụng công nghệ biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi.

3
1.3. Yêu cầu của đề tài
- Khảo sát, đánh giá chính xác, trung thực, khách quan tình hình sử
dụng hầm biogas quy mô hộ gia đình tại địa phương.
- Thu thập đầy đủ tài liệu, số liệu có liên quan đến đề tài nghiên cứu
một cách khoa học và khách quan.
- Từ tài liệu và số liệu thu thập được, rút ra những thuận lợi và những
hạn chế trong việc ứng dụng công nghệ biogas và đưa ra các giải pháp thiết
thực phù hợp với địa phương nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng biogas.
1.4. Ý nghĩa của đề tài
- Ý nghĩa học tập: Nâng cao kiến thức và kĩ năng , rút ra kinh nghiệm
thực tế phục vụ công tác bảo vệ môi trường, vận dụng, phát huy và nâng cao
kiến thức đã học.
- Ý nghĩa thực tiễn: Đánh giá được hiệu quả xử lý chất thải chăn nuôi
khi sử dụng hầm biogas ở xã Thanh Sơn - huyện Hữu Lũng - Tỉnh Lạng Sơn.
Đồng thời làm cơ sở cho mở rộng quy mô và phạm vi áp dụng hầm biogas
cũng như có các biện pháp quản lý và sử dụng hầm biogas hiệu quả trong xử
lý chất thải chăn nuôi tại địa phương.




4
PHẦN 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Tổng quan về chất thải chăn nuôi
2.1.1. Định nghĩa về chất thải chăn nuôi
Chất thải chăn nuôi là chất thải phát sinh trong quá trình chăn nuôi như
phân, nước tiểu, thức ăn thừa, xác xúc vật…. Chất thải trong chăn nuôi được

chia ra làm ba loại: chất thải rắn, chất thải lỏng, chất thải khí. Trong chất thải
chăn nuôi có nhiều chất hữu cơ, vô cơ, vi sinh vật và trứng kí sinh trùng có
thể gây bệnh cho động vật và con người [2].
2.1.2. Nguồn gốc phát sinh chất thải chăn nuôi
Chất thải rắn bao gồm chủ yếu là phân, xác xúc vật chết, thức ăn dư
thừa của vật nuôi, vật liệu lót chuồng và các chất thải khác, độ ẩm từ 50% -
83% và tỉ lệ NPK cao.
Chất thải lỏng (nước thải) có độ ẩm cao hơn thường là từ 93% - 98% gồm
phần lớn là nước thải của vật nuôi, nước rửa chuồng và phần phân lỏng hòa tan.
Chất thải khí là các loại khí sinh ra trong quá trình chăn nuôi, quá trình
phân hủy các chất hữu cơ ở dạng rắn và lỏng [13].
2.1.3. Phân loại chất thải chăn nuôi
- Chất thải rắn:
+ Phân: Lượng phân gia súc thải ra trong một ngày đêm tùy thuộc vào
giống, loài, tuổi, khẩu phần thức ăn, trọng lượng gia súc.
+ Xác xúc vật chết: Xác xúc vật chết do bệnh là nguồn ô nhiễm chính
cần phải xử lý triệt để nhằm tránh lây lan bệnh cho người và vật nuôi.
+ Thức ăn dư thừa, vật liệu lót chuồng và các chất thải khác: Loại chất
thải này có thành phần đa dạng như cám, bột cá, bột thịt, các khoáng chất bổ
sung, rau xanh, rơm rạ…Vì vậy nếu không được xử lý tốt hoặc không đúng
phương pháp thì nó sẽ là tác nhân gây ô nhiễm môi trường tác động xấu đến
sức khỏe cộng đồng xung quanh và tác hại trực tiếp đến cơ sở chăn nuôi.
- Chất thải lỏng: Trong các loại chất thải của chăn nuôi, chất thải lỏng là
loại chất thải có khối lượng lớn nhất. Đặc biệt khi lượng nước thải rửa chuồng
được hòa chung với nước tiểu của gia súc và nước tắm gia súc. Đây cũng là chất

5
thải khó quản lý, khó sử dụng. Mặt khác nước thải chăn nuôi có ảnh hưởng rất lớn
đến môi trường nhưng người chăn nuôi ít để ý đến việc xử lý nó.
- Chất thải khí: Mùi hôi chuồng nuôi là là hỗn hợp khí được tạo ra bởi

quá trình phân hủy kị khí và hiếu khí của các chất thải chăn nuôi, quá trình
thối rữa của các chất hữu cơ trong phân, nước tiểu gia súc hay thức ăn thừa sẽ
sinh ra các khí độc hại và các khí có mùi hôi thối khó chịu. Cường độ của mùi
hôi sẽ phụ thuộc vào điều kiện mật độ nuôi cao, sự thông thoáng kém, nhiệt
độ và độ ẩm không khí cao. Thành phần các khí trong chuồng nuôi biến đổi
tùy theo giai đoạn phân hủy chất hữu cơ tùy theo thành phần của thức ăn, hệ
thống vi sinh vật và tình trạng sức khỏe của vật nuôi. Các khí này có mặt
thường xuyên và gây ô nhiễm chính, các khí này có thể gây hại đến sức khỏe
con người và vật nuôi, trong đó NH
3
, H
2
S, CH
4
được quan tâm nhất. Khí NH
3

và H
2
S được hình thành chủ yếu trong quá trình thối rữa của phân, ngoài ra
NH
3
còn được hình thành từ sự phân giải urê của nước tiểu.
2.1.4. Khả năng gây ô nhiễm của chất thải chăn nuôi
- Ô nhiễm môi trường không khí: Trong chất thải chăn nuôi luôn tồn tại
một lượng lớn vi sinh vật hoại sinh. Vi sinh vật hiếu khí sử dụng oxy hòa tan
phân hủy các chất hữu cơ và tạo ra các chất vô cơ: NO
2
, NO
3

, SO
3
, CO
3
quá
trình này xảy ra nhanh không tạo mùi thối. Nếu lượng chất hữu cơ có quá
nhiều vi sinh vật hiếu khí sẽ sử dụng hết lượng oxy hòa tan trong nước làm
khả năng hoạt động phân hủy của chúng kém, gia tăng quá trình phân hủy
yếm khí tạo ra các sản phẩm NH
3
, H
2
S, CH
4
, H
2
, indol…tạo mùi hôi, nước có
màu đen có váng, là nguyên nhân làm gia tăng bệnh về đường hô hấp, tim
mạch ở người và động vật [8].
- Ô nhiễm đất: Chất thải chăn nuôi khi không được xử lý mang đi sử
dụng cho trồng trọt như tưới, bón cho cây, rau, củ, quả, dùng làm thức ăn cho
người và động vật là không hợp lý. Nhiều nghiên cứu cho thấy khả năng tồn
tại của mầm bệnh trong đất, cây cỏ có thể gây bệnh cho người và gia súc đặc
biệt là các bệnh về đường ruột như thương hàn, phó thương hàn, viêm gan,
giun đũa, sán lá…khi dùng nước thải chưa được xử lí người ta thấy rằng có
salmonella và trứng kí sinh trùng trong đất ở độ sâu 50 cm và có thể tồn tại

6
được 2 năm [4]. Bên cạnh đó việc sử dụng qua nhiều chất kháng sinh, chất
diệt trùng, chất kích thích sinh trưởng sẽ gây ảnh hưởng đến môi trường sống

của người và gia súc.
- Ô nhiễm nguồn nước: Khi lượng chất thải chăn nuôi không được xử
lý đúng cách thải vào môi trường quá lớn làm gia tăng hàm lượng chất hữu
cơ, vô cơ trong nước làm giảm quá mức lượng oxy hòa tan, làm giảm chất
lượng nước mặt gây ảnh hưởng tới hệ vi sinh vật nước. Là nguyên nhân tạo
nên nguồn nước chết (nước đen, hôi thối, sinh vật không thể tồn tại) ảnh
hưởng đến sức khỏe con người, động vật và môi trường sinh thái. Hai chất
dinh dưỡng trong nước thải dễ gây nên vấn đề ô nhiễm nguồn nước đó là Nito
và Photpho. Trong nước thải chăn nuôi có chứa một lượng lớn vi sinh vật gây
bênh và trứng kí sinh trùng, chúng tồn tại trong nước thải với thời gian là khá
lâu từ vài tháng cho đến vài năm. So với nước bề mặt, nước ngầm ít bị ô
nhiễm hơn. Tuy nhiên với quy mô chăn nuôi ngày càng tập trung, lượng chất
thải ngày càng nhiều phạm vi bảo vệ không đảm bảo thì nước thải chăn nuôi
thấm nhập qua đất đi vào mạch nước ngầm và làm giảm chất lượng nước.
Ảnh hưởng này có tác dụng lâu dài và khó có thể loại trừ.
2.1.5. Ứng dụng của chất thải chăn nuôi
- Sản xuất phân bón hữu cơ từ phân gia súc: Phân của các loại vật nuôi
là chất hữu cơ, nếu bón trực tiếp cho cây thì cây rất khó hấp thụ, bên cạnh đó
phân còn mang nhiều bệnh truyền nhiễm. Nhưng nếu phân được ủ đúng kĩ
thuật thì các chất hữu cơ sẽ chuyển sang dạng vô cơ khi đó phân sẽ có tác
dụng tốt hơn.
- Làm thức ăn thủy sản: Trong nghề nuôi cá việc xử lí và tận dụng phân
hữu cơ là một hướng có nhiều ưu điểm: giảm chi phí thức ăn cho cá đồng thời
bảo vệ môi trường khỏi bị ô nhiễm. Các chuyên gia cũng đưa ra các kết luận
sau khi nghiên cứu về vấn đề sử dụng chất thải chăn nuôi làm thức ăn cho cá:
khi nuôi cá chép thì lượng phân của 30 - 45 con lợn đủ cho diện tích 1ha mặt
ao nuôi; nuôi cá rô phi thì cần 50 - 100 con cho 1ha mặt ao. Số phân tối đa có
thể dùng cho các ao nuôi cá không được vượt quá 20 tạ/ ha mặt nước trên một
ngày đêm, để tránh sự quá tải dẫn đến ô nhiễm nguồn nước và làm cá chết.

7
Tuy nhiên cần chú ý sau mỗi vụ thu hoạch cá cần tẩy sạch đáy ao, phơi khô,
tiệt trùng để đảm bảo hiệu quả cho vụ nuôi tiếp theo [4]. Áp dụng mô hình
VAC chính là mô hình tận dụng vật thải môt cách tối đa.
- Làm hầm ủ biogas: Một trong những biện pháp xử lí chất thải chăn
nuôi là ủ biogas. Nguyên lý ủ biogas dựa trên sự phân hủy yếm khí các hợp
chất hữu cơ của vi sinh vật yếm khí, hỗn hợp khí sinh ra gồm: NH
3
, H
2
S,
CH
4
trong đó CH
4
là sản phẩm chủ yếu. Hầm ủ biogas có các lợi ích: hạn
chế mùi hôi thối, hạn chế các loài ruồi, muỗi, giun sán, vi sinh vật gây bệnh
phát triển, góp phần giữ vệ sinh môi trường, vệ sinh phòng bệnh. Cung cấp
khí sinh học để đun nấu, thắp sáng; chi phí xây dụng phù hợp với khả năng
của hộ nông dân, hiện được Nhà nước hỗ trợ một phần kinh phí [1].
2.2. Biogas và công nghệ biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi
2.2.1. Khái niệm Biogas
Biogas (khí sinh học) là một loại khí đốt sinh học được tạo ra khi phân
hủy yếm khí phân thải ra của gia súc và các chất hữu cơ (phụ phẩm nông
nghiệp). Các chất thải của gia súc và các chất hữu cơ được cho vào hầm kín, 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 đốt, phục vụ sinh hoạt của gia đình.
Biogas là hỗn hợp khí nhẹ hơn không khí, nhiệt độ bốc lửa khoảng
700ºC, nhiệt độ ngọn lửa sử dụng biogas khoảng 870ºC. Thành phần của hỗn
hợp khí như sau:

- CH
4
: 60 - 70%;
- CO
2
: 30 - 40%;
- Hàm lượng hơi nước khoảng 30 - 160 g/m
3
;
- Hàm lượng H
2
S khoảng 4 - 6 g/m
3
.
Phần còn lại là một lượng khí nhỏ N
2
, H
2
, CO, NH
3,
Trong hỗn hợp
khí sinh vật ta thấy CH
4
chiếm một lượng lớn và là khí được sử dụng chủ yếu
để tạo ra năng lượng khi đốt. Các chất thải sau khi được phân hủy trong hầm
kín 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.

8
2.2.2. Đặc tính Biogas

Đối với khí biogas thì trọng lượng riêng khoảng 0,9 - 0,94 kg/m
3
, trọng
lượng riêng này thay đổi là do tỉ lệ CH
4
với các khí khác trong hỗn hợp. Lượng
H
2
S chiếm một tỷ lệ nhỏ nhưng có tác dụng trong việc xác định nơi hư hỏng của
hầm để sửa chữa. Gas có tính dễ cháy trong không khí nếu được hòa lẫn với tỉ lệ
6 - 25 % mới có thể cháy được (vì thế sử dụng gas này có sự an toàn cao). Nếu
hỗn hợp khí mà CH
4
chỉ chiếm 60% thì 1m
3
gas cần 8m
3
không khí, nhưng
thường khi đốt cháy tốt cần tỷ lệ gas trên không khí từ 1/9 - 1/10[6].
2.2.3. Các phản ứng hóa học và sự hình thành khí biogas
Khí sinh học có thể thu được từ bất kỳ chất thải hữu cơ nào và giải
phóng được một lượng khí biogas từ 0,4 - 0,6 m
3
/kg nguyên liệu hữu cơ khô.
Phân ra gia súc có thể được dùng làm “chất mồi” ban đầu, phối trộn với các
chất thải thực vật, hoạt động quy trình kỹ thuật dưới tác dụng của VSV yếm
khí sẽ cho khí biogas và phân hữu cơ sinh học:
- Các nguyên liệu chứa lignhin như rơm rạ nên băm nhỏ và trộn trước
khi đưa vào hầm ủ để phân hủy.
- Sản lượng khí hằng ngày của một số loại nguyên liệu:

Bảng 2.1: Sản lượng khí hàng ngày của một số loại nguyên liệu
Loài gia súc
Lượng gas từ phân
(lít/Kg phân)
Lượng phân gia súc
(Kg/ngày)
Trâu, Bò 22 - 40 5 - 15
Lợn 40 - 60 2,5 - 3,5
Gia cầm 60 - 115 0,07 - 0,09
( Nguồn: Nguyễn Thị Hoa Lý, 2005)
Quá trình hình thành khí trong hầm biogas trải qua ba giai đoạn với mỗi
giai đoạn có sự có mặt của các chủng loại vi sinh vật khác nhau:
- Giai đoạn thủy phân cơ chất: Trong chất thải hữu cơ làm nguyên liệu
lên men metan cũng gồm các thành phần chủ yếu hydratcacbon (chủ yếu là
xenluloza, tinh bột), protein, lipit. Ở giai đoạn này các thành phần nói trên bị
phân hủy dưới tác động của men hydrolaza do vi sinh vật tiết ra để hình thành
các hợp chất đơn giản hơn có thể tan trong nước (các đường đơn, các peptit,

9
glyxerin, axit béo, axit amin …). Các vi sinh vật tham gia vào giai đoạn này
gồm clostridium thermocellum chuyển xenluloza thành rượu etylic, hydro,
CO
2
, chuyển xenluboza thành axit lactic, axit axetic.
- Giai đoạn hình thành các axit hữu cơ: Dưới tác động của các enzyme thì
các chất hữu cơ dễ tan chuyển thành các axit hữu cơ (axit axetic, axit propionic, axit
butylic…), rượu etylic, rượu metylic, khí cacbonic và khí hidro. Trong giai đoạn
này chúng ta có thể gặp một số loài vi khuẩn sống trong điều kiện vô cùng kị khí
như là bacteroides suminicola, clostridium, bifido bacterium.
- Giai đoạn hình thành metan: Đây là giai đoạn quan trọng nhất vì nó là

giai đoạn hình thành khí metan, sản phẩm chủ yếu của biogas. Dưới tác động
của các vi khuẩn các axits hữu cơ và các hợp chất khác chuyển thành khí
metan, cacbonic, oxy, nitơ, hidro, sunfua… các vi sinh vật tham gia vào quá
trình này là metanobacterium thermoaseticum, methanosarcina barkeri… sự
tạo thành metan có thể diễn ra theo hai các sau:
CO
2
+ 4H
2
→ CH
4
+ 2H
2
O
CH
3
COOH → CH
4
+ CO
2

Các axit hữu cơ có phân tử lượng cao sẽ bị phân hủy thành CH
4
theo
chuỗi phản ứng sau:
R- COOH → R
1
COOH → CH
3
COOH → CH

4
+ O
2

Các vi sinh vật ưa ấm hoạt động nhiệt độ tối ưu là 30 - 45ºC, nhiệt độ
tối ưu đối với vinh sinh vật chịu nhiệt là 50 - 55ºC, pH thích hợp 6,5 - 8.
Trên thực tế cả 3 quá trình trên hoạt động cùng 1 lúc, liên tục và đồng
bộ như một dây chuyền sản xuất, nó ảnh hưởng lẫn nhau, vì thế một giai đoạn
bất thường sẽ làm kìm hãm, thậm chí còn gây tê liệt cả hệ thống.
2.2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh biogas
2.2.4.1. Điều kiện kỵ khí tuyệt đối
Là sự lên men để phân hủy một hợp chất hữu cơ trong hầm ủ đòi hỏi
phải ở kỵ khí hoàn toàn. Vì sự có mặt của oxy sẽ ảnh hưởng lớn đến khả năng
hoạt động của vi sinh vật tạo khí, sự tạo khí có thể giảm đi hay ngừng hẳn.

10
2.2.4.2. Nhiệt độ
Nhiệt độ cũng làm thay đổi đến quá trình sinh khí gas trong hầm ủ, vì
nhóm vi khuẩn yếm khí rất nhạy cảm với nhiệt độ. Chúng hoạt động tối ưu ở
31ºC - 36ºC, dưới 10ºC nhóm vi khuẩn này hoạt động yếu, dẫn đến gas và áp
lực gas sẽ yếu đi. Tuy nhiên, nhiệt độ cho chúng hoạt động cũng có thể thấp
hơn nhiệt độ tối ưu trung bình vào khoảng 20 - 30ºC cũng thuận lợi cho chúng
hoạt động. Nhóm vi khuẩn sinh khí methane rất nhạy cảm với sự thay đổi đột
ngột của nhiệt độ, nhiệt độ thay đổi cho phép hàng ngày là 1ºC.
2.2.4.3. Ẩm độ
Ẩm độ cao hơn 96% thì tốc độ phân hủy chất hữu cơ giảm, sản lượng
gas tao ra ít. Ẩm độ thích hợp nhất cho hoạt động của vi sinh vật là 91 - 96%.
2.2.4.4. pH
pH cũng góp phần quan trọng đối với hoạt động sống của vi khuẩn sinh
khí methane. Vi khuẩn sinh khí methane ở pH từ 6,5 - 8, pH <6 hay pH >8 thì

hoạt động của nhóm vi khuẩn giảm nhanh.
2.2.4.5. Thời gian ủ
Thời gian ủ ngắn hay dài tùy thuộc vào lượng khí sinh ra. Với nhiệt độ,
độ pha loãng, tỷ lệ các chất dinh dưỡng thích hợp kéo dài đến 30 - 40 ngày.
2.2.4.6. Hàm lượng chất rắn ( vật chất khô)
Hàm lượng chiếm dưới 9% thì hoạt động của hầm ủ sẽ tốt. Hàm lượng
chất rắn thay đổi khoảng 7 - 9 % và phụ thuộc vào khả năng sinh khí ra tốt
hay xấu. Ở Việt Nam vào mùa khô nhiệt độ cao sự phân hủy tốt, sự sinh ra
biogas tốt nên hàm lượng chất rắn trong hầm giảm nên sự cung cấp chất rắn
cao hơn có thể chấp nhận được và ngược lại.
2.2.4.7. Thành phần dinh dưỡng
Để đảm bảo quá trình sinh khí bình thường, đầy đủ nguyên liệu cho sự
sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật. Thành phần chính của nguyên liệu là
N, C, thành phần C thì ở dạng Cacbonhydrate (C: tạo năng lượng); N ở dạng
Nitrate, Protein, Amoniac ( N: tham gia cấu trúc tế bào).

11
Để đảm bảo sự cân đối dinh dưỡng cho hoạt động của vi sinh vật kỵ khí thì
cần chú ý đến tỷ lệ C/N, tỷ lệ thích hợp từ 25/1 đến 30/1cho sự phân hủy kỵ khí
tốt [6]. Tỷ lệ C/N của một số loại phân được thể hiện qua bảng 2.2 dưới đây:
Bảng 2.2: Tỷ lệ C/N của một số loại phân
Loại phân Tỷ lệ C/N
Trâu bò
Lợn
Gà
Cừu
Ngựa
Người
25/1
13/1

5/1-10/1
29/1
24/1
2,9/1
2.2.4.8. Một số yếu tố khác
Ngoài các yếu tố đã trình bày ở trên, số lượng gas tạo ra nhiều hay ít
còn phụ thuộc vào một số yếu tố sau:
+ Chiều dài và chiều rộng của hầm biogas: yếu tố này có liên quan đến
thời gian lưu lại của dịch phân ngắn hay dài và số lượng phân phù hợp với
kích cỡ hầm.
+ Tỷ lệ phân nước: dịch phân quá loãng thì lượng phân không đủ để
phân hủy ngược lại dịch phân quá đặc sẽ gây hiện tượng cứng hầm, tạo lớp
váng trên bề mặt của hầm gây cản trở cho quá trình sinh khí.
+ Từng loại phân khác nhau cho số lượng gas khác nhau.
+ Số lượng vi sinh vật cũng ảnh hưởng lớn đến khả năng tạo gas.
- Các chất gây trở ngại quá trình sinh khí biogas:
Vi khuẩn sinh methane dễ bị ảnh hưởng bởi các độc tố và các hợp chất vô
cơ, để các vi khuẩn hoạt động tốt các chất gây ức chế quá trình lên men của vi
khuẩn cần nằm trong giới hạn nhất định. Theo nghiên cứu của Nguyễn Việt Năng
hàm lượng các chất sau đây ức chế quá trình lên men của vi khuẩn kị khí:

12
Bảng 2.3: Nồng độ các chất gây ức chế quá trình lên men của vi khuẩn kị khí
STT

Tên hóa học Đơn vị Hàm lượng
1 SO
4
2
-

ppm 5.000
2 NaCl ppm 40.000
3 NO
2
-
mg/ml 0,05
4 Cu mg/l 100
5 Cr mg/l 200
6 Ni mg/l 200 - 500
7 CN
-
mg/l 25
8 ABS
(*)
ppm 20 - 40
9 NH
3
mg/l 1.500 - 3.000
10 Na mg/l 3.000 - 5.500
11 K mg/l 2.500 - 4.500
12 Ca mg/l 2.500 - 4.500
13 Mg mg/l 1.000 - 1.500
(*): Alkyl benzene sulfonate
2.2.5. Ứng dụng của Biogas trong đời sống và sản xuất
- Cung cấp năng lượng: Khí đốt sinh học ra đời tạo ra một nguồn chất
đốt mới - nguồn chất đốt không truyền thống ở Việt Nam - nó phục vụ nhu
cầu nấu nướng, thắp sáng Tiết kiệm tiền chất đốt, năng lượng thắp sáng,
việc nấu nướng dễ dàng, sạch sẽ hơn, đồng thời tiết kiệm được thời gian.
- Hạn chế ô nhiễm - bảo vệ môi trường: Hiện nay ô nhiễm môi trường
đang là vấn đề nan giải trên thế giới và Việt Nam. Việt Nam trên con đường

phát triển kinh tế gặp nhiều vấn đề khó khăn như:
+ Ô nhiễm môi trường ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng, môi trường
sống khắc nghiệt hơn.
+ Ngành công nghiệp phát triển, đô thị hóa gia tăng.
+ Nạn gia tăng dân số, đói nghèo, suy dinh dưỡng ở trẻ em.
+ Rừng tự nhiên bị phá do nhu cầu năng lượng gia tăng, nguồn năng
lượng ngày càng cạn kiệt [7].

13
Sự phát triển của ngành chăn nuôi đã làm gia tăng lượng chất thải cho
nên tận dụng nguồn phân làm biogas sẽ là phương pháp xử lý có thể chấp
nhận được vì:
+ Tạo năng lượng đốt, hạn chế phá rừng.
+ Xử lý tốt các yếu tố gieo rắc mầm bệnh trong phân vì nước thải sau
biogas làm giảm mùi hôi không thấy ruồi nhặng đeo bám, đặc biệt là kí sinh
trùng và các mầm bệnh lây lan bị tiêu diệt đáng kể.
+ Nước thải sau quá trình ủ biogas có thể sử dụng dễ dàng để kết hợp
trong mô hình VAC: Phụ phẩm khí sinh học có thể làm phân bón, nước xả khí
sinh học có thể làm thức ăn bổ sung cho lợn, cá [1]. Có thể dùng để nuôi tảo,
bèo để làm thức ăn cho gia súc, gia cầm. Nước thải của hệ thống đã diệt hết
99% trứng giun sán tận dụng làm phân vi sinh hoặc tưới rau sạch.
2.2.6. Khái quát về hiệu quả và hiệu quả sử dụng hầm khí biogas
Việc ứng dụng công nghệ hầm khí biogas trong chăn nuôi có hiệu quả
hay không phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố. Hiệu quả phải được xem xét trên 3
mặt: Hiệu quả kinh tế, hiệu quả xã hội, hiệu quả môi trường.
- Phải xem đến lợi ích trước mắt và lâu dài.
- Phải xem cả lợi ích riêng của người sử dụng và lợi ích chung của cả
cộng đồng.
- Phải xem xét hiệu quả sử dụng công nghệ biogas và hiệu quả sử dụng
nguồn lực khác.

Khi đánh giá hiệu quả ứng dụng công nghệ hầm khí biogas người ta
cũng đánh giá trên 3 khía cạnh: Hiệu quả về mặt kinh tế, hiệu quả về mặt xã
hội, hiệu quả về mặt môi trường.
2.2.6.1. Hiệu quả kinh tế
Hiệu quả là một phạm trù kinh tế phản ánh mặt chất lượng của các hoạt
động kinh tế. Mục đích của sản xuất và phát triển kinh tế, xã hội là đáp ứng
nhu cầu ngày càng tăng về vật chất, tinh thần của toàn xã hội, khi nguồn lực
sản xuất của xã hội ngày càng khan hiếm, việc nâng cao hiệu quả là một đòi
hỏi khách quan của mọi nền sản xuất xã hội.
Hiệu quả kinh tế được hiểu là mối tương quan so sánh giữa kết quả đạt được
và lượng chi phí bỏ ra trong hoạt động sản xuất kinh doanh. Kết quả đạt được là

14
phần giá trị thu được của sản phẩm đầu ra, lượng chi phí bỏ ra là phần giá trị của
các nguồn lực đầu vào. Mối tương quan đó cần xét cả về phần so sánh tuyệt đối và
tương đối cũng như xem xét mối quan hệ chặt chẽ giữa hai đại lượng đó. Phương
án đúng hoặc một giải pháp kinh tế kỹ thuật có hiệu quả cao là đạt được tương quan
tối ưu giữa kết quả thu được và chi phí nguồn lực đầu tư.
Vì vậy bản chất của phạm trù kinh tế ứng dụng công nghệ hầm khí
biogas là thay vì việc sử dụng các loại phân hữu cơ gây ô nhiễm môi trường
thì với một công nghệ tiên tiến người chăn nuôi có thể tận dụng những loại
phân đó để tạo ra nguồn năng lượng an toàn cho nhà nông: thắp sáng, khí
đốt,… nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về vật chất của xã hội.
2.2.6.2. Hiệu quả môi trường
Môi trường là một vấn đề mang tính toàn cầu, trong điều kiện hiện nay
hiệu quả môi trường được các nhà môi trường học rất quan tâm. Một hoạt
động sản xuất được coi là có hiệu quả khi hoạt động đó không gây tổn hại hay
có những tác động xấu đến môi trường như đất, nước, không khí và hệ sinh
học; là hiệu quả đạt được khi quá trình hoạt động sản xuất kinh doanh không
làm cho môi trường xấu đi mà ngược lại, quá trình sản xuất đó làm cho môi

trường tốt hơn, mang lại một môi trường xanh, sạch, đẹp hơn trước.
Trong sản xuất nông nghiệp, hiệu quả môi trường là hiệu quả mang tính
lâu dài vừa đảm bảo lợi ích hiện tại mà không làm ảnh hưởng xấu đến tương
lai nó gắn chặt với quá trình khai thác, sử dụng và bảo vệ tài nguyên đất, môi
trường sinh thái.
Hiệu quả môi trường được nghiên cứu trong đề tài này tập trung vào hiệu
quả ứng dụng công nghệ hầm khí biogas làm cho chất thải từ chăn nuôi phân
hủy nhanh, giảm nồng độ ô nhiễm nước, không gây mùi hôi thối, hạn chế ô
nhiễm bầu không khí xung quanh khu vực chuồng trại, hạn chế ô nhiễm nguồn
nước sạch cho người và vật nuôi, hạn chế tình hình dịch bệnh lây lan….
2.2.6.3. Hiệu quả xã hội
Hiệu quả xã hội là phạm trù có liên quan mật thiết với hiệu quả kinh tế và
trể hiện mục tiêu hoạt động kinh tế của con người, việc lượng hóa các chỉ tiêu biểu
hiện hiệu quả xã hội còn gặp nhiều khó khăn mà chủ yếu phản ánh bằng các chỉ

15
tiêu mang tính chất định tính như tạo công ăn việc làm, xóa đói giảm nghèo, định
canh định cư, công bằng xã hội nâng cao mức sống của toàn dân.
Trong ứng dụng công nghệ hầm khí biogas, hiệu quả về mặt xã hội chủ
yếu được xác định bằng khả năng giảm bớt thời gian đun nấu trong sinh hoạt,
dành nhiều thời gian cho gia đình đặc biệt là giải phóng được sức lao động
cho người phụ nữ. Hiện nay, việc đánh giá hiệu quả xã hội của việc ứng dụng
hầm khí biogas đang là vấn đề quan tâm khi áp dụng công nghệ khí đốt tiên
tiến này vào chăn nuôi ở Việt Nam.
Sử dụng công nghệ hầm khí biogas hợp lý, hiệu quả cao và bền vững
phải quan tâm tới cả ba hiệu quả trên, trong đó hiệu quả kinh tế là trọng tâm;
Không có hiệu quả kinh tế thì không có điều kiện nguồn lực để thực thi hiệu
quả xã hội và môi trường, ngược lại không có hiệu quả về xã hội và môi
trường thì hiệu quả kinh tế sẽ không bền vững.
2.2.7. Một số dạng hầm ủ Biogas ở Việt Nam

2.2.7.1. Loại hầm ủ nắp cố định, có vòm đúc
Loại hầm nắp cố định được xây bằng gạch có vòm chứa gas đúc liền
với bể chứa dịch phân, thể tích bể chiếm 75% dung tích thiết kế, vòm chứa
gas chiếm 25% thể tích thiết kế, phần bể điều áp chiếm 25 - 30 % thể tích tùy
nhu cầu gas cần khai thác.

Hình 2.1: Mô hình hệ thống thu khí biogas áp dụng đối với hộ gia đình

16
Loại bể này kích thước tùy theo nhu cầu xử lý của hộ chăn nuôi (tùy số
lượng đàn lợn mà thiết kế thể tích bể chứa cho phù hợp để xử lý). Cấu tạo của
bể thường hình trụ tròn, vòm chứa gas hình chóp cụt, bể điều áp hình chữ nhật
hay tròn, vuông tùy địa hình. Các loại bể lớn xây hình hộp cỡ kích thước 50 –
200 m
3
phục vụ cho các trại chăn nuôi và lò mổ nhu cầu xử lý lớn, xây chìm
trong lòng đất nên độ bền cao, nước thải tự chảy vào hầm chứa, ít tốn diện
tích, có thể sử dụng mặt bằng để chăn nuôi trên nóc bể, giữ nhiệt độ ổn định
vào mùa lạnh và mùa mưa, thích hợp cho vi sinh phát triển, áp lực gas mạnh,
có thể dẫn đi xa (300 m) nấu nhanh, sử dụng cho thắp sáng tốt.
Nhược điểm: phải đào đất nhiều, vùng thấp trũng phải bơm nước
khi thi công.
2.2.7.2. Loại hầm ủ nắp vòm cầu
Loại hầm ủ này do chương trình Phát triển khí sinh học quốc gia
phổ biến. Hầm ủ nắp cố định vòm cầu được xây bằng gạch đinh gồm bể
chứa dịch phân hủy liền với vòm chứa gas theo nguyên tắc bể điều áp
giống loại hầm cố định tuy nhiên phần vòm được xây bằng gạch cuốn tô
trát 2 lớp vữa mác 75 và xử lý 3 lớp chống thấm, phần nắp đậy rời, bể
điều áp hình bán cầu hoặc hình vuông tùy địa hình, thể tích chung của các
bể từ 5 m

3
, 10 m
3
gần đây có phổ biến loại 20 m
3
. Đặc điểm hầm xây
dựng nhanh không phải đúc đỡ tốn sắt thép và cốt pha. Tuy nhiên đòi hỏi
thợ xây phải có kỹ thuật cao, đối với vùng ngập nước khó thi công, những
nơi cần chăn nuôi tận dụng mặt bằng trên mặt hầm khó áp dụng. Các loại
bể quy mô lớn thuộc các trang trại từ 50 m
3
trở lên khó áp dụng.
Trên đây là mô hình những hầm biogas theo lý thuyết, nhưng trong
thực tế thường xây dựng theo dạng hình tròn, kiểu dáng này được áp dụng
ngay khi đưa vào nông thôn Việt Nam. Mô hình hầm biogas phổ biến
trong thực tế:

17

Hình 2.2: Mô hình hầm Biogas trong thực tế
(mô hình bể Đức - Thái Lan)
Đối với các hầm xây dựng giành riêng cho các hộ gia đình, Các hầm
này có 5 bộ phận như sau:
+ Bộ phận phân huỷ: Là nơi chứa nguyên liệu và đảm bảo những điều
kiện thuận lợi cho quá trình phân huỷ kỵ khí xảy ra. Đây là bộ phận chủ yếu
của hầm, hay còn gọi là thể tích phân huỷ.
+ Bộ phận chứa khí: Khí sinh ra từ bộ phận phân huỷ được thu và chứa
ở đây. Yêu cầu cơ bản của bộ phận chứa khí là phải kín.
+ Lối vào: Là nơi để nạp nguyên liệu bổ sung vào bể phân huỷ.
+ Lối ra: Nguyên liệu sau khi đã phân huỷ được lấy ra (gọi là bã thải)

qua đây để nhường chỗ cho nguyên liệu mới bổ sung vào.
+ Lối lấy khí: Khí được đưa từ bộ phận tích khí tới nơi sử dụng qua lối
lấy khí này.
Về cơ bản thì cấu tạo của biogas luôn có 5 bộ phận cơ bản trên. Khi
xây dựng thì nhà vệ sinh được liên kết với các hầm biogas và cũng được phổ
cập hoá cho việc xử lý chất thải của con người. Vì vậy, nhiều mô hình biogas
được xây dựng liên kết với nhiều hộ gia đình riêng biệt như một khu chung cư
nhưng điều này cần sự quản lý chặt chẽ.

18
Hạn chế của mô hình này khi ứng dụng vào Việt Nam là: bản vẽ thiết
kế phức tạp, thi công xây dựng khó khăn vì đòi hỏi sự chính xác cao, trong
khi trình độ thợ xây ở các vùng nông thôn hiện nay còn rất hạn chế. Do vậy
việc phổ cập và nhân rộng để phát triển mô hình có khó khăn. Khi diễn ra
quá trình phân huỷ, áp lực ga trong hầm lớn (áp lực này tương đương với
áp lực 80 cm cột nước) nên chỉ cần một vết nứt nhỏ của hầm có thể làm
cho gas bị thất thoát hoàn toàn. Đồng thời lớp váng xuất hiện và phát triển
gây trở ngại, khó khăn lớn cho sự phân huỷ trong hầm. Hầm phân huỷ
thường xảy ra hiện tượng thiếu nước, hiệu quả sản xuất gas thấp. Và giá
thành xây dựng hầm so với mức thu nhập vùng nông thôn hiện nay là khá
cao từ 7 - 8 triệu đồng/1 hầm 7 m
3
.
2.2.7.3. Hầm biogas bằng vật liệu nhựa Composite
Vật liệu composite là vật liệu tổng hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác
nhau tạo nên vật liệu mới có tính năng hơn hẳn các vật liệu ban đầu. Ưu điểm
của hầm biogas làm bằng vật liệu composite là: lắp đặt nhanh, di chuyển hầm
biogas rất nhẹ, có thể lắp đặt tại nhiều dạng địa hình loại đất khác nhau mà bể
xây bằng gạch không thể xây lắp được, dễ dàng di chuyển khi cần thiết; Độ
bền của hầm biogas composite là rất cao, chất liệu composite có thể chịu lực,

chịu sự ăn mòn hóa học, kín tuyệt đối, không rò rỉ ra ngoài, gây mất vệ sinh
môi trường. Hầm biogas composite có thể tự động phá váng 100%, tự động
cân bằng áp suất gas khi áp suất trong hầm quá điều kiện cho phép, không xảy
ra hiên tượng nổ, vỡ hầm như một số hầm bể xây bằng gạch.
2.2.7.4. Các loại túi biogas
Túi ủ khí sinh học thích hợp áp dụng với các hộ chăn nuôi ít đất rộng
phù hợp cho vùng nông thôn ngoại thành. Hệ thống gồm mương dẫn nước
thải từ các nguồn thải tự chảy vào túi phân hủy hình sống gồm 3 lớp ti nhựa
dẻo polyetylen dày 0,3 - 0,5 mm, đường kính 1m dài 8 - 12 m tùy lượng phân
chất thải và nhu cầu xử lý. Chu kỳ phân hủy thường chọn (T) = 30 ngày trong
điều kiện nhiệt độ trung bình 25 - 35 ºC. Vi sinh vật lên men có sẵn từ các
loại phân gia súc trong điều kiện kỵ khí. Lượng khí Metan được sinh ra sau
quá trình lên men chiếm 50 - 70% được khai thác tận thu làm chất đốt chất