Thực trạng và hiệu quả sử dụng hầm khí sinh học trong xử lý chất thải chăn nuôi ở xã trường sơn, huyện đức thọ, tỉnh hà tĩnh

ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ
KHOA KINH TẾ VÀ PHÁT TRIỂN
---   ---

H

uế

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

họ

cK

in

h

tế

THỰC TRẠNG VÀ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG
HẦM KHÍ SINH HỌC Ở XÃ TRƯỜNG SƠN,
HUYỆN ĐỨC THỌ, TỈNH HÀ TĨNH

Đ
ại

NGUYỄN THỊ DỊU

KHÓA HỌC 2007 - 2011

ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ
KHOA KINH TẾ VÀ PHÁT TRIỂN
---   ---

tế

H

uế

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THỰC TRẠNG VÀ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG

in

h

HẦM KHÍ SINH HỌC Ở XÃ TRƯỜNG SƠN,

Đ
ại

họ

cK

HUYỆN ĐỨC THỌ, TỈNH HÀ TĨNH

Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Thị Dịu
Lớp: K41 TNMT

Giáo viên hướng dẫn:
PGS. TS Bùi Dũng Thể

Niên khóa: 2007 – 2011

Huế, 05/2011


Trong q trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp của mình tơi đã nhận

uế

được sự quan tâm giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cơ giáo Khoa Kinh tế và
Phát triển nông thôn, Trường Đại học Kinh tế Huế cũng như tập thể lãnh đạo

H

và bà con nhân dân xã Trường Sơn, đến nay tơi đã hồn thành khóa luận tốt

tế

nghiệp đại học của mình.
Trước hết tơi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý báu của thầy cô
giáo trong Khoa Kinh tế và Phát triển nông thôn Trường Đại học kinh tế Huế

h

đã trang bị cho tôi những kiến thức cơ bản và có định hướng đúng đắn trong

in

học tập cũng như trong tu dưỡng đạo đức. Đặc biệt, tơi xin bày tỏ lịng biết
ơn sâu sắc tới thầy giáo, PGS – TS. Bùi Dũng Thể, giảng viên khoa giáo

cK

Khoa Kinh tế và PTNT, Trường Đại học kinh tế Huế đã tận tình hướng dẫn
tơi trong suốt thời gian thực hiện khóa luận.

tập.

họ

Tơi cũng xin gửi lời cảm ơn các cô chú ở UBND xã Trường Sơn cùng
các hộ gia đình đã tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tơi trong q trình thực
Cuối cùng, tơi xin cảm ơn gia đình, người thân và bạn bè đã ln

Đ
ại

động viên và giúp đỡ tơi trong suốt q trình học tập và thực hiện đề tài của
mình.

Do điều kiện về thời gian và trình độ chun mơn cịn hạn chế nên đề

tài này khơng tránh khỏi những thiếu sót, tơi rất mong nhận được sự đóng
góp ý kiến của các thầy cô và các bạn để đề tài này được hoàn thiện hơn
.

Huế, Tháng 05 năm 2011
Sinh viên
Nguyễn Thị Dịu


MỤC LỤC
Trang
PHẦN MỘT. ĐẶT VẤN ĐỀ.........................................................................................1
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI .................................................................................1
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI .................................................................2
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI ...................................3
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI. .......................................................3

uế

PHẦN HAI. NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .........................................8
CHƯƠNG 1. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.........................8

H

1.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN .........................................................................................................8
1.1.1 Khái niệm về khí sinh học .....................................................................................8

tế

1.1.2 Ngun lý quy trình sản xuất khí sinh học. .........................................................8

h

1.1.2.1 Cơ chế của q trình phân hủy kỵ khí......................................................8

in

1.1.2.2 Các giai đoạn của q trình phân huỷ kỵ khí. ..........................................9
1.1.3 Nguyên liệu để sản xuất khí sinh học ................................................................10

cK

1.1.3.1 Nguyên liệu có nguồn gốc động vật.......................................................10
1.1.3.2 Nguyên liệu có nguồn gốc thực vật........................................................11
1.1.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình lên men tạo khí sinh học ......................12

họ

1.1.4.1. Nhiệt độ. ................................................................................................12
1.1.4.2 Thời gian ủ .............................................................................................13

Đ
ại

1.1.4.3 Mơi trường kỵ khí...................................................................................13
1.1.4.4. Đặc tính của nguyên liệu .......................................................................13
1.1.4.5. Độ pH ....................................................................................................14
1.1.4.6. Các độc tố ..............................................................................................14

1.1.5 Cấu trúc hầm khí sinh học ...................................................................................15
1.1.6 Lợi ích của cơng nghệ khí sinh học. .................................................................16
1.2 CƠ SỞ THỰC TIỄN ...................................................................................................17
1.2.1. Tình hình phát triển cơng nghệ khí sinh học trên thế giới .............................17
1.2.2. Tình hình phát triển cơng nghệ khí sinh học ở Việt Nam ..............................19
1.2.3. Tình hình phát triển hầm khí sinh học ở tỉnh Hà Tĩnh. ..................................21


1.2.4. Các loại hầm Biogas áp dụng ở Việt Nam. .....................................................22
1.2.4.1 Hầm Biogas có nắp vịm cuốn................................................................22
1.2.4.2 Hầm nắp nổi. ..........................................................................................22
1.2.4.3 Hầm Biogas bằng túi chất dẻo................................................................23
1.2.4.4. Hầm Biogas VACVINA cải tiến. ..........................................................24
1.2.4.5 Hầm Biogas Composite..........................................................................25
CHƯƠNG 2. THỰC TRẠNG VÀ HIỆU QUẢ CỦA SỬ DỤNG HẦM KHÍ SINH

uế

HỌC TRONG XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI Ở XÃ TRƯỜNG SƠN,
HUYỆN ĐỨC THỌ, TỈNH HÀ TĨNH. .....................................................................27

H

2.1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA BÀN NGHIÊN CỨU. .................................................................27
2.1.1 Điều kiện tự nhiên của xã Trường Sơn, huyện Đức Thọ, tỉnh Hà Tỉnh. .......27

tế

2.1.1.1 Vị trí địa lý, địa hình ..............................................................................27
2.1.1.2 Đặc điểm thời tiết, khí hậu ...........................................................................28

h

2.1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội của xã Trường Sơn, huyện Đức Thọ, tỉnh Hà Tỉnh

in

.......................................................................................................................................29

cK

2.1.2.1 Tình hình phát triển kinh tế của xã Trường Sơn………………………29
2.1.2.2 Tình hình cơ sở hạ tầng và trang thiết bị của xã Trường Sơn. ...............30
2.1.2.3 Tình hình dân số và lao động của xã Trường Sơn .................................32

họ

2.1.2.4 Tình hình phân bổ và sử dụng đất đai của xã Trường Sơn. ...................33
2.2 THỰC TRẠNG SỬ DỤNG HẦM KHÍ SINH HỌC TRONG XỬ LÝ CHẤT

Đ
ại

THẢI CHĂN NI Ở XÃ TRƯỜNG SƠN. ....................................................................35
2.2.1 Tình hình phát triển chăn nuôi và ô nhiễm môi trường ở xã Trường Sơn,

huyện Đức Thọ, tỉnh Hà Tĩnh. .............................................................................................35
2.2.2 Thực trạng sử dụng hầm khí sinh học ở xã Trường Sơn, huyện Đức Thọ,

tỉnh Hà Tĩnh. ...........................................................................................................................37

2.2.3 Một số nguyên nhân mà hầm khí sinh học chưa được sử dụng phổ biến ở xã
Trường Sơn .............................................................................................................................39
2.3 THỰC TRẠNG SỬ DỤNG HẦM KHÍ SINH HỌC CỦA CÁC HỘ ĐIỀU TRA.
..................................................................................................................................................41

2.3.1 Tình hình chăn ni của các hộ điều tra. ...........................................................41


2.3.2 Thực trạng sử dụng hầm khí sinh học của các hộ điều tra ..............................42
2.4 HIỆU QUẢ SỬ DỤNG HẦM KHÍ SINH HỌC TRONG XỬ LÝ CHẤT THẢI
CHĂN NI Ở XÃ TRƯỜNG SƠN. ................................................................................42
2.4.1 Hiệu quả kinh tế....................................................................................................43
2.4.2 Hiệu quả môi trường. ...........................................................................................49
2.4.3 Hiệu quả xã hội. ....................................................................................................51
2.5 MỘT SỐ VẤN ĐỀ NẢY SINH KHI SỬ DỤNG HẦM KHÍ BIOGAS. ............53

uế

2.6 KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN HẦM KHÍ SINH HỌC Ở XÃ TRƯỜNG SƠN,
HUYỆN ĐỨC THỌ, TỈNH HÀ TĨNH. ..............................................................................54

H

CHƯƠNG 3. NHỮNG BIỆN PHÁP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ VÀ NHÂN
RỘNG SỬ DỤNG HẦM KHÍ SINH HỌC Ở XÃ TRƯỜNG SƠN. .......................57

tế

3.1 ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN HẦM KHÍ SINH HỌC. .......................................57
3. 2 NHỮNG BIỆN PHÁP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ VÀ NHÂN RỘNG

h

SỬ VIỆC SỬ DỤNG HẦM KHÍ SINH HỌC. ..................................................................57

in

3.2.1 Hỗ trợ vốn ban đầu xây hầm Biogas ..................................................................57

cK

3.2.2 Ổn định và phát triển ngành chăn nuôi. .............................................................58
3.2.3 Lựa chọn kiểu hầm Biogas phù hợp. .................................................................58
3.2.4 Tăng cường mở các lớp tập huấn kĩ thuật. ........................................................58

họ

3.2.5 Tuyên truyền sâu rộng mơ hình Biogas tới người dân. ...................................60
PHẦN BA. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................61

Đ
ại

I. KẾT LUẬN .....................................................................................................................61
II. KIẾN NGHỊ ..................................................................................................................61
1 Đối với nhà nước và các cấp quản lý .......................................................................61
2 Đối với chính quyền địa phương...............................................................................62
3 Đối với các hộ nơng dân ............................................................................................62
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................63
PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

Bình quân

CN - TTCN

Công nghiệp - Tiểu thủ công nghiệp

CNH – HĐH

Công nghiệp hóa - Hiện đại hóa

ĐVT

Đơn vị tính

FAO

Tổ chức lương thực thế giới

GTSX

Giá trị sản xuất

KSH

Khí sinh học

KHTN & CN

Khoa học tự nhiên và công nghệ.

LĐ

Lao động

LĐNN

Lao động nông nghiệp

NN

Nông nghiệp

NN & PTNT

Nông nghiệp và Phát triển nông thôn

H

tế

h

in

Thương mại - Dịch vụ

cK

TM - DV

Trung học cơ sở

THCS

Thành phố

UNICEF

họ

TP
UBND

uế

BQ

Đ
ại

VACVINA

Ủy ban nhân dân
Quỹ nhi đồng của Liên Hợp Quốc
Hội làm vườn Việt Nam

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
Trang
Sơ đồ 1.1 Sơ đồ mô tả q trình phân huỷ thành khí Biogas .......................................10

Đ
ại

họ

cK

in

h

tế

H

uế

Sơ đồ 1.2 Mơ hình hệ thống hầm Biogas được xây bằng gạch, xi măng.....................16


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 1.1 Sản lượng lý thuyết KSH của 1 số hợp chất hữu cơ (l/g chất khơ). .............12
Bảng 1.2 Lượng khí thu được khi phân huỷ 1 kg nguyên liệu tươi.............................12
Bảng 1.3 Thời gian phân hủy các loại nguyên liệu khác nhau. ...................................13

Bảng 1.4 Tỷ lệ C/N của một số loại nguyên liệu. ........................................................14
Bảng 1.5 Điều kiện tối ưu cho q trình lên men tạo khí sinh học..............................15

uế

Bảng 2.1 Tình hình dân số, lao động của xã Trường Sơn qua 3 năm 2008 - 2010. .....33
Bảng 2.2 : Cơ cấu sử dụng đất đai xã Trường Sơn qua 3 năm 2008 - 2010 ............... 34

H

Bảng 2.3: Tình hình chăn ni của xã Trường Sơn qua 3 năm 2008 - 2010................36
Bảng 2.4 Tình hình phát triển hầm Biogas tại xã Trường Sơn qua 3 năm 2008-2010 ........38

tế

Bảng 2.5 Lý do chưa sử dụng hầm Biogas của các hộ điều tra. .....................................40

h

Bảng 2.6 Tình hình chăn ni của các hộ điều tra năm 2010. ......................................41

in

Bảng 2.7 Tình hình sử dụng hầm khí sinh học của các hộ điều tra ở xã Trường Sơn. ........42
Bảng 2.8 Chi phí của việc sử dụng hầm Biogas theo từng năm của các hộ .................44

cK

điều tra (BQ/hộ) ............................................................................................................44
Bảng 2.9 Lợi ích của việc sử dụng hầm Biogas theo từng năm của các hộ..................46

điều tra (BQ/hộ).............................................................................................................46

họ

Bảng 2.10 Hiệu quả kinh tế của việc sử dụng hầm khí sinh học trong xử lý chất thải
chăn nuôi của các hộ điều tra ở xã Trường Sơn (BQ/hộ). ............................................48

Đ
ại

Bảng 2.11 Hiệu quả xử lý chất thải động vật trong hầm Biogas. ................................50
Bảng 2.12 Ý kiến đánh giá về chất lượng môi trường sau khi sử dụng hầm khí sinh
học của các hộ điều tra. .................................................Error! Bookmark not defined.
Bảng 2.13 Ý kiến đánh giá về tình trạng sức khỏe sau khi sử dụng hầm khí sinh học
của các hộ điều tra.........................................................Error! Bookmark not defined.
Bảng 2.14 Dự kiến khả năng xây hầm Biogas trong tương lai của các hộ điều tra...........56


TĨM TẮT NGHIÊN CỨU
Hiện nay ở nước ta tình hình ô nhiễm môi trường do các hoạt động nông
nghiệp đang ngày càng trở nên trầm trọng, đặc biệt là ô nhiễm môi trường từ chất thải
chăn nuôi. Việc chăn nuôi thiếu quy hoạch, nhất là ở các vùng dân cư đông đúc đã gây
ra ô nhiễm môi trường ngày càng trầm trọng. Trong điều kiện môi trường tự nhiên
không được kiểm sốt thì đây chính là ngun nhân dẫn đến ô nhiễm môi trường đất,

uế

nước, không khí, ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người. Các biện pháp công nghệ áp
dụng vào bảo vệ mơi trường thường rất khó do hoạt động phân tán, ô nhiễm trên diện

H

rộng, nguồn thải đa dạng và khả năng kinh tế hạn hẹp. Tuy nhiên trong những năm gần
đây cơng nghệ khí sinh học đã được đưa vào áp dụng để xử lý chất thải chăn nuôi và

tế

đã đem lại nhiều hiệu quả đáng kể về mặt kinh tế, mơi trường và xã hội.
Chính vì vậy chúng tơi đã chọn đề tài: “Thực trạng và hiệu quả sử dụng hầm

in

h

khí sinh học trong xử lý chất thải chăn nuôi ở xã Trường Sơn, huyện Đức Thọ, tỉnh
Hà Tĩnh”.

cK

Mục tiêu chính của việc nghiên cứu:

+ Hệ thống hóa một số vấn đề về cơ sở lý luận và thực tiễn của vấn đề nghiên cứu.
+ Tìm hiểu thực trạng và đánh giá hiệu quả kinh tế, mơi trường, xã hội của việc

họ

sử dụng hầm khí sinh học trong xử lý chất thải chăn nuôi ở xã Trường Sơn, huyện Đức
Thọ, tỉnh Hà Tĩnh. Trên cơ sở đó đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả và

Đ

ại

nhân rộng sử dụng hầm khí sinh học trên địa bàn xã.
Dữ liệu phục vụ nghiên cứu:
+ Số liệu thu thập ở Trạm khuyến nông huyện Đức Thọ và UBND xã Trường Sơn.
+ Ngồi ra, cịn thu thập dữ liệu từ sách vở, báo chí, đề tài đã được cơng bố có

liên quan và từ các website.
Phương pháp nghiên cứu:
+ Phương pháp thu thập thông tin số liệu
+ Phương pháp điều tra phỏng vấn
+ Phương pháp đánh giá hiệu quả
+ Phương pháp tham khảo ý kiến chuyên gia


+ Phương pháp thống kê xử lý số liệu.
Các kết quả đạt được:
Qua nghiên cứu thực trạng và hiệu quả của việc sử dụng hầm khí sinh học ở xã
Trường Sơn, chúng tôi đã thu được một số kết quả như sau:
+ Hiện nay tổng số hầm Biogas trên địa bàn xã Trường Sơn là 58 hầm, trong đó
hầm Biogas hình vịm cầu là 53 hầm. Thể tích hầm Biogas chủ yếu tại xã là loại hầm
có thể tích từ 7 - 9 m3, số hầm có thể tích này là 44 hầm.

uế

+ Hiệu quả kinh tế, môi trường, xã hội mà mơ hình Biogas mang lại cho các hộ
sử dụng là rất lớn. Hiện giá lợi ích rịng (NPV) trong vòng 10 năm mà mỗi hộ sử dụng

H

hầm Biogas đạt được là 12.260.555 đồng. Tỷ số giữa lợi ích và chi phí là 2,38 lần.
Cũng sau khi sử dụng hầm Biogas chất lượng môi trường và sức khỏe người dân được

tế

cải thiện và nâng cao.

+ Xuất phát từ thực trạng cũng như hiệu quả sử dụng hầm Biogas để từ đó đề

h

xuất một số định hướng và biện pháp nhằm nhân rộng và phát triển mơ hình Biogas

Đ
ại

họ

cK

in

trên địa bàn xã.


PHẦN MỘT
ĐẶT VẤN ĐỀ

1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Việt Nam là một nước nơng nghiệp có tỷ lệ dân số sống ở vùng nông thôn khá

cao, sản xuất nông nghiệp đóng vai trị rất quan trọng trong nền kinh tế. Bởi vậy, Đảng
và Nhà nước ta luôn coi công nghiệp hóa - hiện đại hóa (CNH - HĐH) nơng nghiệp

uế

nông thôn là một trong những trọng điểm quan trọng có ý nghĩa quyết định đến sự

H

thành cơng của sự nghiệp CNH - HĐH đất nước. Đặc biệt, chuyển dịch cơ cấu kinh tế
nông nghiệp, tăng dần tỷ trọng ngành chăn nuôi là chủ trương mà Đảng và Nhà nước

tế

ta đang hướng tới để đưa ngành nông nghiệp lên một tầm cao mới. Những năm qua,
ngành chăn nuôi ở nước ta phát triển khá mạnh về cả số lượng lẫn quy mô. Tuy nhiên,

h

chất thải từ nông nghiệp, đặc biệt là các chất thải chăn nuôi vẫn chưa được quan tâm

in

xử lý. Đây đang là vấn đề đáng cảnh báo cho môi trường nông thôn Việt Nam hiện
nay.

cK

Việc chăn nuôi thiếu quy hoạch, nhất là ở các vùng dân cư đông đúc đã gây ra ô
nhiễm môi trường ngày càng trầm trọng. Trong điều kiện môi trường tự nhiên không

họ

được kiểm sốt thì đây chính là ngun nhân dẫn đến ô nhiễm môi trường đất, nước,
không khí, ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người. Theo tính tốn của các chuyên gia
trong nước thì hằng năm, tổng đàn gia súc, gia cầm Việt Nam sẽ thải vào môi trường

Đ
ại

khoảng 73 triệu tấn chất thải rắn. Ước tính một tấn phân chuồng tươi với cách quản lý,
sử dụng truyền thống như hiện nay sẽ phát thải vào khơng khí khoảng 0,24 tấn CO2,
nếu quy đổi thì với khối lượng chất thải chăn ni nêu trên sẽ phát thải vào khơng khí
17,52 triệu tấn CO2 nếu không được xử lý. Song một khi các chất thải này được xử lý
thì nó sẽ tạo ra một nguồn năng lượng tái sinh, đem lại hiệu quả đáng kể về mặt kinh tế
cũng như hiệu quả về môi trường và xã hội.
Trong những năm gần đây xã Trường Sơn thuộc huyện Đức Thọ, tỉnh Hà Tĩnh
đã có nhiều chủ trương, chính sách phát triển nền kinh tế nơng nghiệp tồn diện, từ đó
thúc đẩy ngành nông nghiệp của xã phát triển khá mạnh. Cùng với các tiến bộ kỹ thuật

1


áp dụng cho ngành trồng trọt, ngành chăn nuôi cũng được chú trọng áp dụng vào sản
xuất. Do đó số hộ chăn nuôi gia súc, gia cầm ở xã ngày càng tăng cao. Tuy nhiên, bên
cạnh những mặt tích cực thì chăn ni cịn có những tồn tại cần phải giải quyết, đó là
số lượng hộ chăn ni gia súc, gia cầm ngày càng tăng thì lượng chất thải từ chăn nuôi
thải ra môi trường ngày một nhiều, gây ảnh hưởng xấu đến đời sống sinh hoạt và sức
khỏe của nhân dân cũng như chất lượng môi trường trên địa bàn xã.
Chiến lược bảo vệ môi trường quốc gia năm 2010 và định hướng đến năm 2020

uế

đã quan tâm và đề cập nhiều đến vấn đề môi trường nông thôn. Do vậy, việc áp dụng
các biện pháp nhằm xử lý chất thải chăn nuôi là một trong những vấn đề cấp bách của

H

ngành nông nghiệp nước ta hiện nay. Nhằm phát triển bền vững cho kinh tế nông thôn
đồng thời nâng cao chất lượng mơi trường đã có rất nhiều biện pháp được đưa ra áp

tế

dụng để xử lý chất thải chăn nuôi như xây dựng các trang trại hợp vệ sinh, mơ hình
VAC, mơ hình xử lý chất thải chăn ni bằng cách xây dựng các hầm khí sinh học

h

Biogas….Trong tất cả các biện pháp đó thì biện pháp sử dụng mơ hình hầm khí sinh

in

học Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi là một biện pháp đem lại hiệu quả kinh tế,

cK

môi trường, xã hội cao nhất trong điều kiện nơng thơn hiện nay. Nguồn khí sản xuất ra
có giá trị kinh tế cao, bã thải của Biogas là nguồn phân bón sạch cho đồng ruộng, là
nguyên liệu để sản xuất phân hữu cơ, làm thức ăn cho cá…Sử dụng hầm Biogas góp

họ

phần cải thiện mức sống cho người dân cũng như chất lượng môi trường xung quanh.
Vậy thực trạng phát triển hầm khí sinh học ở nước ta hiện nay như thế nào?

Đ
ại

Hiệu quả kinh tế, mơi trường, xã hội mà mơ hình hầm khí sinh học mang lại? Làm thế
nào để phát triển và nhân rộng mơ hình này ?
Xuất phát từ các vấn đề trên nên việc nghiên cứu về thực trạng và hiệu quả sử dụng

hầm khí sinh học trong xử lý chất thải chăn ni để tìm ra các giải pháp nhằm nâng cao
hiệu quả và nhân rộng sử dụng hầm khí sinh học có một ý nghĩa quan trọng. Bởi vậy,
chúng tôi đã chọn đề tài: “ Thực trạng và hiệu quả sử dụng hầm khí sinh học trong xử
lý chất thải chăn nuôi ở xã Trường Sơn, huyện Đức Thọ, tỉnh Hà Tĩnh”
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
+ Tìm hiểu về thực trạng sử dụng hầm khí sinh học (KSH) trong xử lý chất thải
chăn nuôi ở xã Trường Sơn, huyện Đức Thọ, tỉnh Hà Tĩnh.

2


+ Đánh giá hiệu quả về mặt kinh tế, môi trường, xã hội mà việc sử dụng hầm
khí sinh học mang lại.
+ Đánh giá khả năng phát triển hầm khí sinh học và đề xuất giải pháp nhằm
nâng cao hiệu quả và nhân rộng sử dụng hầm khí sinh học tại xã Trường Sơn, huyện
Đức Thọ, tỉnh Hà Tĩnh.
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

 Đối tượng nghiên cứu:

uế

 Đối tượng phân tích: là yếu tố chi phí - lợi ích của việc sử dụng hầm Biogas,
hiệu quả sử dụng hầm khí sinh học trong việc xử lý chất thải chăn nuôi (hiệu quả kinh

H

tế, môi trường và xã hội).

 Đối tượng điều tra: Các hộ có sử dụng hầm Biogas và một số hộ chăn nuôi

tế

nhiều nhưng chưa sử dụng hầm Biogas tại xã Trường Sơn, huyện Đức Thọ, tỉnh Hà Tĩnh.
 Mẫu điều tra: Để đảm bảo tính thực tiễn của đề tài chúng tôi tiến hành điều

in

Biogas ở xã Trường Sơn.

h

tra 45 hộ có sử dụng hầm Biogas và 25 hộ chăn ni nhiều nhưng chưa sử dụng hầm

cK

 Phương pháp chọn mẫu:

+ Chọn 45 hộ sử dụng hầm Biogas hình vịm cầu và các hầm đều đang trong
tình trạng hoạt động tốt.

họ

+ Chọn ngẫu nhiên 25 hộ chăn nuôi nhiều nhưng chưa sử dụng hầm Biogas ở
xã Trường Sơn, huyện Đức Thọ, tỉnh Hà Tĩnh.

Đ
ại

 Phạm vi nghiên cứu:
+ Phạm vi không gian : Xã Trường Sơn, huyện Đức Thọ, tỉnh Hà Tĩnh.
+ Phạm vi thời gian: Đề tài này được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng

1 đến tháng 5 năm 2011.
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
Phương pháp nghiên cứu là một trong những yếu tố quan trọng có tính quyết
định tới sự thành cơng hay thất bại của hoạt động nghiên cứu. Các phương pháp
nghiên cứu thường được rút ra từ tư duy thực tiễn nhằm phục vụ tốt cho công việc
nghiên cứu. Xuất phát từ các mục tiêu cũng như đối tượng, yêu cầu của đề tài chúng
tôi đã chọn một số phương pháp sau để phục vụ cho đề tài nghiên cứu của mình.

3


4.1 Phương pháp thu thập thông tin số liệu
 Các tài liệu thứ cấp liên quan để phục vụ nghiên cứu đề tài như: Điều kiện tự
nhiên và xã hội của xã Trường Sơn, tình hình phát triển chăn ni của xã, tổng số hầm
Biogas có trên địa bàn xã…thì chúng tôi đã tiến hành thu thập từ các nguồn sau:

+ UBND xã Trường Sơn, huyện Đức Thọ, tỉnh Hà Tĩnh (Ban địa chính, hội
nơng dân tập thể xã, ban thống kê xã…)
+ Trạm khuyến nông huyện Đức Thọ, tỉnh Hà Tĩnh.

uế

+ Trạm y tế xã Trường Sơn, huyện Đức Thọ, tỉnh Hà Tĩnh.
Ngồi ra chúng tơi cịn tìm hiểu một số thông tin khác qua sách và internet.

H

 Tài liệu sơ cấp thu được bằng các phương pháp điều tra ở các hộ gia đình ở

4.2 Phương pháp điều tra, phỏng vấn

tế

xã Trường Sơn qua các cuộc phỏng vấn…

 Để đảm bảo tính thực tiễn của đề tài, chúng tôi đã tiến hành xây dựng phiếu

h

điều tra với số mẫu điều tra là 45 hộ có sử dụng hầm Biogas. Ngồi ra chúng tơi cịn

in

điều tra thêm 25 hộ chăn nuôi nhiều nhưng không sử dụng hầm Biogas.

cK

Các thông tin cần thu thập:

+ Thông tin chung về người được phỏng vấn cũng như gia đình của họ.
+ Tình hình chăn nuôi và các biện pháp xử lý chất thải mà các hộ chăn ni

họ

thường sử dụng.

 Đối với nhóm hộ có sử dụng hầm Biogas:

Đ
ại

+ Tình hình sử dụng hầm Biogas của các hộ trên địa bàn xã:
+ Chi phí xây dựng ban đầu, chi phí bảo dưỡng, sữa chữa hàng năm của các hộ

có sử dụng hầm Biogas.
+ Chi phí phân bón cho đồng ruộng, chi phí thuốc hóa học để diệt ruồi muỗi, ổ

dịch… khi khơng sử dụng hầm Biogas và khi sử dụng hầm Biogas.
+ Chi phí chất đốt phục vụ cho nhu cầu đun nấu của các hộ khi không sử dụng
hầm Biogas.
+ Ý kiến đánh giá về chất lượng mơi trường (khơng khí, đất, nước,…) cũng
như tình trạng sức khỏe của các hộ sau khi sử dụng hầm Biogas.
 Đối với nhóm hộ khơng sử dụng hầm Biogas: Lý do vì sao hộ khơng sử dụng

4

hầm Biogas, dự kiến khả năng xây hầm Biogas của hộ trong tương lai và một số thông
tin khác.
4.3 Phương pháp đánh giá hiệu quả
Đánh giá hiệu quả là nhận định tính khả thi khi đầu tư, đạt được kết quả mong
muốn với chi phí và nỗ lực tối thiểu. Đo mức hiệu quả chính là chênh lệch giữa chi phí
và lợi ích, từ đó ra quyết định tốt nhất.
Trong đề tài này chúng tôi muốn đưa ra một cách nhìn tổng quát nhất nên nội dung

uế

sẽ hướng tới đánh giá hiệu quả trên cả ba phương diện: kinh tế, xã hội và môi trường.
Chúng tôi sử dụng phương pháp này để so sánh về mặt lợi ích có nên hay không

H

nên phát triển, nhân rộng việc sử dụng hầm khí sinh học trong xử lý chất thải chăn
ni trên địa bàn xã Trường Sơn. Thông qua điều tra 45 hộ có sử dụng hầm Biogas

tế

hình vịm cầu để tốn chi phí (chi phí xây dựng ban đầu, chi phí bảo dưỡng, sữa chữa
hầm khí sinh học…) cũng như lợi ích có được của các hộ chăn ni khi sử dụng hầm

h

khí sinh học so với khi khơng sử dụng hầm khí sinh học. Từ đó đánh giá hiệu quả kinh

in

tế mà việc sử dụng hầm khí sinh học mang lại thơng qua việc tính các chỉ tiêu như

cK

NPV, BCR, IRR. Từ đó giúp đưa ra quyết định có nên hay khơng nhân rộng mơ hình
hầm khí sinh học trong xử lý chất thải chăn nuôi trên địa bàn xã Trường Sơn.

 Để đánh giá hiệu quả kinh tế của việc sử dụng hầm Biogas chúng tôi sử dụng

họ

hệ thống các chỉ tiêu như NPV, BCR, IRR.
 Các chỉ tiêu phân tích kinh tế: NPV, IRR, BCR.

Đ
ại

+ Giá trị hiện tại ròng (NPV)
NPV là hiệu số giữa giá trị lợi ích và chi phí thực hiện hàng năm của việc sử

dụng hầm khí sinh học khi đã chiết khấu để quy về thời gian hiện tại.
Giá trị của NPV càng lớn thì hiệu quả của việc sử dụng hầm khí sinh học trong

việc xử lý chất thải chăn nuôi càng cao.

n

NPV =



t0

Bt  C t
(1  r ) t

5


Trong đó:
NPV: Hiện giá rịng
Bt: Lợi ích thu được năm t
Ct: Chi phí bỏ ra năm t
n: Tuổi thọ của cơng trình.
r: lãi suất chiết khấu hàng năm
+ Tỷ lệ lợi ích và chi phí (BCR)

uế

BCR là tỷ số sinh lãi thực tế, nó phản ánh mức độ đầu tư và cho biết mức lợi

n



tế

t0

Bt

(1  r ) t

H

ích trên một đơn vị chi phí .

BCR =
n

Ct
(1  r ) t

in

h



t0

cK

Dùng BCR để đánh giá hiệu quả đầu tư cho việc sử dụng hầm khí sinh học. BCR
càng lớn thì hiệu qủa kinh tế càng cao và ngược lại.

họ

+ Tỷ suất thu hồi vốn nội bộ (IRR)
IRR là chỉ tiêu đánh giá khả năng thu hồi vốn. IRR là tỷ lệ chiết khấu khi tỷ lệ

Đ
ại

này làm cho NPV = 0 tức là:

IRR  r1  r2  r1 

NPV1
NPV1  NPV2

IRR: Tỷ suất thu hồi vốn nội bộ (%)
r1: Tỷ suất chiết khấu thấp hơn tại đó NPV1 > 0 gần sát 0 nhất
r2: Tỷ suất chiết khấu cao hơn tại đó NPV2 < 0 gần sát 0 nhất.
IRR được tính theo (%), để đánh giá hiệu quả kinh tế, IRR càng lớn thì hiệu quả

kinh tế càng cao.
 Đánh giá hiệu quả môi trường và xã hội của việc sử dụng hầm khí sinh học:
Lấy ý kiến đánh giá về mức độ ơ nhiễm, tình trạng sức khỏe của các hộ nơng dân sau
khi sử dụng hầm khí sinh học trong xử lý chất thải chăn nuôi.

6


4.4 Phương pháp tham khảo ý kiến chuyên gia
Phương pháp này sử dụng để tham khảo ý kiến các chuyên gia trong lĩnh vực
công nghệ Biogas như: các kỹ thuật viên ở các cấp, các tổ xây dựng Biogas, các thợ
xây có tay nghề cao trong việc xây dựng hầm Biogas…Từ đó rút ra những nhận xét,
đánh giá chung về vấn đề nghiên cứu.
4.5 Phương pháp thống kê xử lý số liệu
Những số liệu thu thập được chúng tôi chọn lọc, tổng hợp, phân loại và tiến

Đ
ại

họ

cK

in

h

tế

H

số liệu và kết quả cần thiết phục vụ cho đề tài nghiên cứu

uế

hành xử lý bằng máy tính bỏ túi và phần mềm Microsoft Excel. Từ đó đưa ra được các

7


PHẦN HAI
NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

CHƯƠNG 1
CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

uế

1.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN
1.1.1 Khái niệm về khí sinh học

H

Biogas hay khí sinh học là một hỗn hợp khí được sản sinh ra từ sự phân hủy
những hợp chất hữu cơ như phân của con người và động vật hoặc các sản phẩm của
 Khí sinh học có các thành phần sau:

tế

nơng nghiệp dưới tác động của vi khuẩn trong môi trường yếm khí (cịn gọi là kỵ khí).

h

+ Mêtan (CH4): chiếm một tỷ lệ khá lớn, khoảng 60 - 70% và là khí được sử

in

dụng chủ yếu để tạo ra năng lượng khí đốt. Lượng CH4 chịu ảnh hưởng bởi q trình

cK

sinh học và loại phân mà ta sử dụng.

+ Cacbonic (CO2): chiếm tỷ lệ khoảng 30 - 40%
Phần còn lại là một lượng nhỏ khí H2S, N2, H2, CO chiếm tỷ lệ khoảng 0,5 - 2%

họ

Khí sinh học là một loại khí ướt. Khi cháy có ngọn lửa lơ nhạt khơng có khói
bụi. Khí sinh học nhẹ hơn khơng khí.

Đ
ại

1.1.2 Ngun lý quy trình sản xuất khí sinh học
Q trình sản sinh ra KSH là một quá trình lên men phức tạp xảy ra rất nhiều

phản ứng, cuối cùng tạo ra khí CH4 và CO2 và một số chất khác. Quá trình này được
thực hiện theo nguyên tắc phân huỷ kỵ khí, dưới tác động của nhiều loại vi sinh vật đã
phân hủy từ những chất hữu cơ dạng phức tạp chuyển thành dạng đơn giản, một lượng
đáng kể chuyển thành khí và dạng chất hịa tan.
1.1.2.1 Cơ chế của q trình phân hủy kỵ khí
Sự lên men yếm khí của các hợp chất hữu cơ phức tạp tạo thành các chất đơn
giản nhờ hệ vi sinh vật có sẵn trong mơi trường. Sự tăng trưởng của các lồi vi khuẩn
tùy thuộc loại phân và điều kiện tự nhiên. Tất cả các loài vi khuẩn tham gia vào quá

8


trình phân huỷ kỵ khí được gọi chung là vi sinh vật khí sinh học, người ta chia nó thành
2 nhóm chính : nhóm vi khuẩn sinh khí Mêtan và nhóm vi khuẩn khơng sinh khí Mêtan.
 Nhóm vi khuẩn không sinh Mêtan gồm: vi khuẩn lên men và vi khuẩn sinh
Axetat và Hydrô
+ Vi khuẩn lên men: Vi khuẩn lên men là một nhóm vi khuẩn phức tạp và hỗn
hợp nhiều lồi khác nhau, chúng có mặt chủ yếu vào giai đoạn đầu của quá trình phân

huỷ. Chức năng của chúng là thuỷ phân các chất hữu cơ phức tạp, không tan thành các

uế

chất hữu cơ đơn giản và tan được.
+ Vi khuẩn sinh Axetat và Hydrơ: lồi này hoạt động chủ yếu ở giai đoạn hai

H

của quá trình phân huỷ. Chức năng của chúng là phân huỷ các chất sinh ra ở giai đoạn
đầu (như axit Propionic, các axit béo bậc cao, axit amin thơm và rượu, những chất này

tế

vi khuẩn sinh Mêtan không thể sử dụng trực tiếp được) thành các axit hữu cơ có phân
tử lượng nhỏ hơn như các axit Axêtic, axit Propionic, axit Butyric.... các Andehit, rượu

h

và một số loại khí như Nitơ, Hyđrơ, Cacbonic, Amơniac...

in

 Nhóm vi khuẩn sinh khí Mêtan (CH4): Nhóm vi khuẩn này hoạt động trong

cK

giai đoạn 3 của quá trình phân huỷ. Chúng có chức năng chuyển hố các axit Axêtic,
axit Focmic, Hyđrơ, dioxitcacbon thành khí Mêtan (CH4), cacbonic (CO2), Oxy, Nitơ,
HyđrôSunfua (H2S).... Đây là giai đoạn cuối cùng của quá trình phân huỷ và các sản

họ

phẩm này cũng là các sản phẩm cuối cùng của quá trình.
1.1.2.2 Các giai đoạn của q trình phân huỷ kỵ khí

Đ
ại

Q trình phân huỷ kỵ khí được chia thành 3 giai đoạn.
a. Giai đoạn thuỷ phân
Ở giai đoạn này các vi khuẩn lên men và thuỷ phân tiết ra một loại men gọi là

men Hyđrolaza phân huỷ các chất hữu cơ phức tạp, khơng tan bên ngồi cơ thể chúng
thành các chất hữu cơ đơn giản và tan được. Như vậy các chất cao phân tử đã chuyển
hoá thành các chất đơn phân tử, sau đó lại được lên men thành những chất trung gian
mà chủ yếu là Axetat, Propionat và Butirat, những chất này lại được vi khuẩn hấp thụ
và chyển hoá chúng thành các sản phẩm mới.
b. Giai đoạn sinh axít
Dưới tác động của các lồi vi khuẩn sinh axit, các axit béo bậc cao và axit amin

9


thơm được sinh ra ở giai đoạn đầu bị phân huỷ thành axit hữu cơ có phân tử lượng nhỏ.
c. Giai đoạn sinh khí Mêtan (CH4)
Đây là giai đoạn quan trọng nhất của quá trình, dưới tác dụng của các vi khuẩn
sinh Mêtan sử dụng các axit hữu cơ và các hợp chất đơn giản khác như axit Axetic,
axit Focmic, Hyđro, đioxitcacbon biến thành Mêtan, Cacbonic, Oxy, Nitơ, ...
Trong ba giai đoạn trên thì giai đoạn 1 có thể xảy ra ở trong mơi trường bình

thường. Cịn giai đoạn 2 và giai đoạn 3 thì phải xảy ra trong điều kiện kín hồn tồn.

uế

Do vậy trong q trình sử dụng để tiết kiệm hầm ủ ta có thể để nhiên liệu ủ ngoài trong

H

khoảng một tuần sau mới chuyển vào hầm ủ kín

tế

Q trình thuỷ phân

cK

Q trình
lên men

in

h

Phân
động vật

Q trình Mêtan hố

họ

Khí Biogas

Q trình axit hố

Đ
ại

Sơ đồ 1.1 Sơ đồ mơ tả q trình phân huỷ thành khí Biogas.

1.1.3 Ngun liệu để sản xuất khí sinh học
Nguyên liệu để sản xuất KSH có sẵn trong đời sống sản xuất của nhân dân

gồm: phân động vật, rơm rạ, củ, quả, phế thải của các cơ sở chế biến thực phẩm… Các
nguyên liệu này có thể chia ra như sau: Nguyên liệu có nguồn gốc động vật và nguyên
liệu có nguồn gốc thực vật.
1.1.3.1 Nguyên liệu có nguồn gốc động vật
Nguyên liệu có nguồn gốc động vật bao gồm phân gia súc, gia cầm, xác động
vật chết, rác và nước thải ở các lò mổ, cơ sở chế biến thuỷ hải sản... thời gian phân huỷ

10


của các loại phân là không dài (khoảng 2 - 3 tháng) và tổng sản lượng khí thu được từ
1 kg phân cũng khơng lớn.
Phân gia súc như trâu, bị, lợn phân huỷ nhanh hơn phân gia cầm, nhưng sản
lượng khí gia cầm lại cao hơn. Sản lượng trên một đầu gia súc phụ thuộc vào trọng
lượng cơ thể và chế độ ni dưỡng. Nhìn chung hàm lượng chất khơ của các loại phân
tươi vào khoảng 20%, còn lại là nước. Hiệu suất sinh khí của các loại lượng Mêtan của
KSH từ phân chiếm khoảng 50 - 70%.

uế

1.1.3.2 Nguyên liệu có nguồn gốc thực vật.
Các nguyên liệu thực vật là những lá cây và các loại phụ phẩm cây trồng (rơm,

H

rạ, thân lá ngô, khoai, đậu…), rác sinh hoạt hữu cơ (rau, quả, lương thực bỏ đi...) và các
loại cây xanh hoang dại (rong, bèo, các cây phân xanh...). Nguyên liệu thực vật thường

tế

có lớp vỏ cứng rất khó bị phân huỷ. Để q trình phân huỷ ky khí diễn ra được thuận lợi,
người ta thường phải chặt nhỏ và xử lý sơ bộ (đập dập, ủ hiếu khí) các loại nguyên liệu

h

này trước khi đưa vào thiết bị để phân huỷ, mục đích của cơng việc này là phá vỡ lớp vỏ

in

cứng của nguyên liệu và tăng bề mặt cho vi khuẩn tấn công. Thời gian phân huỷ của

cK

nguyên liệu thực vật thường dài hơn so với các loại phân. Do vậy nguyên liệu thực vật
nên được sử dụng theo cách nạp từng mẻ, mỗi mẻ kéo dài từ 3 - 6 tháng.
Các loại nước thải như: nước thải chế biến bánh, bún của các cơ sở chế biến

họ

thực phẩm... có chứa nồng độ chất hữu cơ cao. Các chất hữu cơ là nguyên nhân gây ô
nhiễm môi trường nếu để chúng phân huỷ trong tự nhiên. Vì thế cần phải được xử lý

Đ
ại

trước khi thải vào hệ thống thốt nước chung. Các hợp chất hữu cơ có trong các loại
nước thải này là nguồn dinh dưỡng cho vi khuẩn phát triển. Tuy nhiên trong một số
trường hợp cần phải xử lý sơ bộ để loại các độc tố ảnh hưởng đến sự phát triển và tăng
trưởng của vi sinh vật kỵ khí trong mơi trường xử lý.
Mỗi loại nguyên liệu cho ta khả năng khai thác khí sinh học với năng suất khác
nhau. Bảng 1.1 cho thấy Biogas là nguồn năng lượng được tận thu từ chất thải nông
nghiệp. Các nguyên liệu chứa nhiều Lipit cho khả năng khai thác khí sinh học cao
nhất. Trong q trình sản xuất khí sinh học nguyên liệu thường là hỗn hợp các loại với
mục đích xử lý được hết các loại chất thải, tăng khả năng khai thác năng lượng. Về
nguyên lý các nguyên liệu chứa nhiều nước là thích hợp nhất.

11


Bảng 1.1 Sản lượng lý thuyết KSH của 1 số hợp chất hữu cơ (l/g chất khô).
Sản lượng

TT

Thành phần

1

Gluxit

0,37

0,37

2

Protit

0,49

0,49

3

Lipit

1,04

0,36

Metan (CH4)

Cacbondioxit(CO2)

uế

(Nguồn: “Năng lượng tự nhiên trong sản xuất đời sống” – PGS Bùi Hải Triều)

Lít khí / kg nguyên liệu tươi

tế

Nguyên liệu

H

Bảng 1.2 Lượng khí thu được khi phân huỷ 1 kg nguyên liệu tươi.

Phân trâu bò

15 – 32
40 – 60

Phân người

cK

Bèo tây tươi

50 – 60

in

Phân gia cầm

h

Phân lợn

Rơm rạ khô

60 – 70
0,3 – 0,5
1,5 – 2

họ

(Nguồn: Trung tâm nghiên cứu và phát triển cộng đồng nông thôn)

1.1.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình lên men tạo khí sinh học

Đ
ại

Q trình phân huỷ tạo khí sinh học chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố.

1.1.4.1. Nhiệt độ

Hoạt động của vi khuẩn sinh khí Mêtan chịu ảnh hưởng rất lớn của nhiệt độ.

Nhiệt độ thích hợp cho q trình lên men là 250C - 400C, song tốt nhất là 350C. Thấp
hơn nhiệt độ này thì sản lượng khí giảm rõ rệt. Dưới 100C q trình sinh khí Mêtan
hầu như ngừng hẳn. Trên 400C vi khuẩn ưa nhiệt độ sẽ hoạt động mạnh hơn và tốc độ
sinh khí Mêtan cũng giảm. Các vi khuẩn sinh khí Mêtan thường khơng chịu được sự
tăng giảm nhiệt độ quá nhiều trong ngày, điều này sẽ làm giảm lượng khí. Vì vậy, vào
mùa đơng cần phải giữa ấm cho thiết bị, thậm chí đối với những vùng lạnh cần phải
đảm bảo cách nhiệt tốt cho quá trình lên men để giảm thời gian lưu.

12


1.1.4.2 Thời gian ủ
Mỗi loại nguyên liệu sản xuất KSH có thời gian phân hủy khác nhau. Thời gian
ủ khác nhau sẽ làm tăng khả năng khai thác KSH, tiết kiệm nguyên liệu. Do đó, ta phải
căn cứ vào thời gian phân hủy của các nguyên liệu để định thời gian ủ cho phù hợp
nhằm có thể khai thác triệt để nguồn nguyên liệu.
Bảng 1.3 Thời gian phân hủy các loại nguyên liệu khác nhau.
ĐVT : %

20

30

40

50

60

70

80

90

H

gian(ngày) 10

uế

Thời

Nguyên liệu
46,7

81,5

94,1

98,2

98,7

100

-

-

-

Phân Lợn

46,0

78,1

93,9

97,5

99,1

100

-

-

-

Phân bị

34,4

74,6

86,2

92,7

97,3

100

-

-

-

Cỏ xanh

-

-

8,8

30,8

h

in
-

98,2

-

100

-

-

-

53,7

78,3

88,7

93,2

96,7

98,9

100

cK

Rơm

tế

Phân người

(Nguồn: Nguyễn Giang Phúc – Viện chăn ni quốc gia).

họ

1.1.4.3 Mơi trường kỵ khí

Q trình lên men tạo KSH có sự tham gia của nhiều vi khuẩn, trong đó các vi

khuẩn sinh Mêtan là những vi khuẩn quan trọng nhất, chúng là những vi khuẩn kỵ khí

Đ
ại

bắt buộc. Sự có mặt của oxy sẽ kìm hãm hoặc tiêu diệt các vi khuẩn này, vì vậy phải
đảm bảo điều kiện kỵ khí tuyệt đối của mơi trường lên men. Sự có mặt của oxy hồ tan
trong dịch lên men là một yếu tố khơng có lợi cho q trình phân huỷ kỵ khí.
1.1.4.4. Đặc tính của nguyên liệu
a. Tỷ lệ Cacbon và Nitơ của nguyên liệu (C/N)
Tỷ lệ giữa lượng Cacbon và Nitơ (C/N) có trong thành phần nguyên liệu là một
chỉ tiêu để đánh giá khả năng phân huỷ của nó. Vi khuẩn kỵ khí tiêu thụ Cacbon nhiều
hơn Nitơ khoảng 30 lần. Vì vậy tỷ lệ C/N của nguyên liệu bằng 30/1 là tối ưu. Tỷ lệ
này quá cao thì quá trình phân huỷ xảy ra chậm. Ngược lại tỷ lệ này quá thấp thì quá

13


trình phân huỷ ngừng trệ vì tích luỹ nhiều Amơniac là một độc tố đối với vi khuẩn ở
nồng độ cao. Nói chung phân trâu bị và lợn có tỷ lệ C/N thích hợp. Phân người và gia
cầm có tỷ lệ C/N thấp. Các nguyên liệu thực vật tỷ lệ này lại cao, nguyên liệu càng già
thì tỷ lệ này càng cao. Để đảm bảo tỷ lệ C/N thích hợp đối với các loại nguyên liệu này
ta nên dùng hỗn hợp nhiều nguyên liệu.
Bảng 1.4 Tỷ lệ C/N của một số loại ngun liệu.
Tỷ lệ C/N

Lúa mì khơ

87/1

uế

Loại ngun liệu

67/1

H

Rơm rạ
Thân cây ngơ

53/1
29/1

tế

Phân người tươi
Phân lợn tươi

in

Phân bị tươi

h

Phân gà tươi

13/1
5/1 – 10/1
25/1

cK

( Nguồn: Nguyễn Giang Phúc – Viện chăn nuôi quốc gia)
b. Hàm lượng chất khô

Hàm lượng chất khô thường được biểu thị là phần trăm. Quá trình phân huỷ

họ

sinh khí Mêtan xảy ra thuận lợi nhất khi mơi trường có hàm lượng chất khơ tối ưu vào
khoảng 7 - 9%. Đối với bèo tây hàm lượng này là 4 - 5%, còn rơm rạ là 5 - 8%.

Đ
ại

Nguyên liệu ban đầu thường có hàm lượng chất khơ cao hơn giá trị tối ưu nên khi nạp
vào thiết bị KSH cần phải pha thêm nước. Tỷ lệ pha loãng thích hợp là 1 - 3 lít nước
cho 1 kg phân tươi.
1.1.4.5. Độ pH

Độ pH tối ưu với hoạt động của vi khuẩn là 6,8 - 7,5 tương ứng với môi trường
hơi kiềm. Trong điều kiện này sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật sinh Mêtan
đạt cực đại. Nếu pH < 6,4 mơi trường sinh khí có độ pH nhỏ, nếu pH thấp hơn nữa sẽ
ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của loại vi khuẩn này. Tuy nhiên vi khuẩn
sinh Mêtan vẫn có thể hoạt động được trong giới hạn độ pH từ 6,5 - 8,5.
1.1.4.6. Các độc tố

14