Đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng hầm Biogas tại huyện Tân Yên tỉnh Bắc Giang (Khóa luận tốt nghiệp)

I H C THÁI NGUYÊN
I H C NÔNG LÂM
---------------------

BÙI TH LAN ANH
tài:
HI N TR
HI U QU S

XU T GI I PHÁP NÂNG CAO

D NG H M BIOGAS T I HUY N TÂN YÊN,
T NH B C GIANG

KHÓA LU N T T NGHI

H

ào t o

IH C

: Chính quy

Chuyên ngành : Khoa h

ng

Khoa

:

Khóa h c

: 2011 - 2015

Thái Nguyên - 2015

ng


I H C THÁI NGUYÊN
I H C NÔNG LÂM
---------------------

BÙI TH LAN ANH
tài:
HI N TR
HI U QU S

XU T GI I PHÁP NÂNG CAO

D NG H M BIOGAS T I HUY N TÂN YÊN,
T NH B C GIANG

KHÓA LU N T T NGHI
H

o

IH C

: Chính quy

Chuyên ngành

: Khoa h

Khoa

:

L p

: KHMT N03 K43

Khóa h c

: 2011 2015

Gi

ng
ng

ng d n : PGS.TS Nguy n Ng c Nông
ng -

i h c Nông Lâm

Thái Nguyên - 2015

i
L IC
Th i gian th c t p t t nghi p là m t ph n quan tr ng không th thi u
i h c nói chung và sinh viên
ng i h
i gian c n thi t
m i sinh viên c ng c l i ki n th
c m t cách h th ng và nâng cao
kh
n d ng lý thuy t vào th c ti n. Trong th i gian th c t p ngoài s
n l cc ab
cs
nhi t tình c a thày giáo
ng d n, Ban ch nhi m khoa Môi t ng, các thày cô giáo,
b
ih
hoàn thành
khóa lu n t t nghi p này.
c k t qu
lòng kính tr ng và
c
i v i các thày giáo, cô
ng i h c Nông Lâm
Thái Nguyên, c bi t là các thày cô trong khoa Môi t ng
y d , dìu
d t em trong su t nh
ct pt
ng.

ng th i, em xin chân thành c
các cô chú, anh ch
vi c t i Phòng Tài nguyên và Môi t ng huy n Tân Yên t nh B c Giang
t n tình giúp
và t o m i
u ki n thu n l i cho em trong su t th i gian
th c t p t i phòng.
c bi t em xin bày t lòng bi
n thày giáo tr c ti p
ng d n PGS.TS Nguy n Ng c Nông
n ch b o, t
ng
d n em hoàn thành khóa lu n t t nghi p này.
Cu i cùng,
c bày t lòng bi
ct i
gia
i thân và b n bè
nh ng viên và giúp
em
hoàn thành t t vi c h c t p, nghiên c
tài trong su t th i gian v a qua.
Vì th i gian và kh
n nên khóa lu n t t nghi p c a em không
tránh kh i nh ng h n ch . V y em r t mong nh
c s góp ý c a các th y
cô giáo và các b
khóa lu n t t nghi p c
c hoàn thi
M t l n n a em xin kính chúc toàn th thày cô m nh kh e, h nh phúc và

t. Chúc toàn th cán b trong Phòng Tài nguyên và Môi t ng công tác
t t, chúc các b n sinh viên h c t p t t và thành công trong cu c s ng.
Em xin chân thành c
Sinh viên

BÙI TH LAN ANH


ii
DANH M C B NG
Trang
B ng 2.1:

ng ch t th i hàng ngày c

ng v

i .......................7

B ng 2.2:

Thành ph n hóa h c c a m t s lo i phân t

B ng 2.3:

Thành ph n c a KSH.....................................................................9

B ng 2.4:

S

B ng 4.1:

Hi n tr ng s d

B ng 4.2:

S lu ng h m Biogas c a các xã , th tr n trong huy n ..............38

B ng 4.3:

Quy mô h m Biogas

B ng 4.4 :

Lo i h m Biogas c a các h dân huy n Tân Yên t nh B c Giang..... 42

B ng 4.5:

Hình th c s d ng khí sinh h c t h m Biogas .........................43

B ng 4.6:

Hi n tr ng s d ng ph ph m h m Biogas ...............................445

B ng 4.7:

ng h m Biogas ................................................48

B ng 4.8:

Hi u qu kinh t c a các h m Biogas t i huy n..........................52

B ng 4.9:

Nh n xét c
h m

ng v t .................8

ng khí hàng ngày c a m t s lo i nguyên li u................10
t huy

4......................27

huy n Tân Yên .......................................41

i dân huy n Tân Yên v hi u qu c a
iv

ng s ng xung quanh .......................53


iii
DANH M C HÌNH
Trang
Hình 2.1:

V trí h m Biogas quy mô h

..........................................6

Hình 2.2:

Mô hình h th ng thu khí Biogas áp d

iv ih

riêng bi t lo i hình (a) tròn và hình tr (b) .................................18
Hình 2.3:

Mô hình h m Biogas xây b ng g ch trong th c t (Ví d mô
hình b : Hà Lan) .........................................................................18

Hình 2.4

Biogas d ng túi ............................................................................21

Hình 2.5:

H m Composite ........................................................................22

Hình 4.1 :

Bi

Hình 4.2:

t l xây d ng h m t i huy n Tân Yên..........................39
nh m

c ti u hàng ngày c

i và

ng v t .......................................................................................40
Hình 4.3:

Bi

t l quy mô h m Biogas

huy n Tân Yên ...............41

Hình 4.4

Hình th c s d

Hình 4.5

Hình th c s d ng ph ph m c a các h m

a bàn huy n ...................445
Biogas

a

bàn huy n...................................................................................477
Hình 4.6:

Bi

th hi n ch

ng h m Biogas....................................49


iv

BNN&PTNT
BOD

COD

B Nông nghi p và Phát tri n nông thôn
ng oxi c n thi
c
ng oxi c n thi

oxi hoá các h p ch

c

KSH

Khí sinh h c

KTV

t viên

TNMT

oxi hoá các h p ch t h

ng


v
M CL C
L IC

.................................................................................................... i

DANH M C B NG......................................................................................... ii
DANH M C HÌNH .........................................................................................iii
DANH M C CÁC T

VI T T T ................................................................. iv

M C L C......................................................................................................... v
PH N 1: M
tv

U........................................................................................... 1
................................................................................................... 1

1.2. M c tiêu và yêu c u c

tài................................................................... 2

1.2.1. M c tiêu c

tài .................................................................................. 2

1.2.2. Yêu c u c

tài ................................................................................... 2
tài....................................................................................... 3
c t p và nghiên c u khoa h c. ..................................... 3
c ti n ........................................................................... 3

PH N 2: T NG QUAN TÀI LI U ................................................................. 4
khoa h c.......................................................................................... 4
pháp lý .......................................................................................... 4
lý lu n. .......................................................................................... 5
2.2. Tình hình nghiên c

c.............................................. 12

2.2.1. Tình hình nghiên c u trên th gi i........................................................ 12
2.2.2. Tình hình nghiên c
c.......................................................... 14
2.2.3 M t s lo i hình Biogas ......................................................................... 16
PH N 3:

NG, N

U......23

ng và ph m vi nghiên c u............................................................ 23
ng nghiên c u............................................................................ 23
3.1.2. Ph m vi nghiên c u............................................................................... 23
m và th i gian nghiên c u ............................................................ 23


vi
m nghiên c u ............................................................................. 23
3.2.2. Th i gian nghiên c u ............................................................................ 23
3.3. N i dung nghiên c u................................................................................ 23
u ki n t nhiên, kinh t - xã h i c a huy n Tân Yên t nh B c Giang.......23
3.3.2. Hi n tr ng xây d ng và s d ng h m Biogas t i huy n Tân Yên t nh
B c Giang....................................................................................................... 23
3.3.3. L

u qu c a h m Biogas ...................................... 23

3.3.4. Nh ng v

còn t n t i trong vi c s d ng h m Biogas

a bàn

huy n ............................................................................................................... 23
3.3.5. M t s gi i pháp nâng cao hi u qu s d ng h m Biogas t i huy n Tân
Yên .................................................................................................................. 23
áp nghiên c u.......................................................................... 23
3.4.1.

th a............................................................................. 24

p s li u................................................................ 24
u tra ph ng v n .......................................................... 24
n lý s li u ................................................................. 24
o ý ki n chuyên gia .......................................... 24

PH N 4: K T QU NGHIÊN C U ............................................................. 25
u ki n t nhiên, kinh t - xã h i c a huy n Tân Yên t nh B c Giang 25
u ki n t nhiên ................................................................. 25
m phát tri n kinh t - xã h i..................................................... 299
4.2. Hi n tr ng s d ng h m Biogas t i huy n Tân Yên t nh B c Giang....... 37
4.2.1. S lu ng h m Biogas t i huy n ........................................................... 37
4.2.2. Ngu n nguyên li u cung c p cho h m Biogas...................................... 39
4.2.3. Quy mô lo i hình h
c s d ng t i huy n Tân Yên......... 40
4.2.4. Hình th c s d ng khí sinh h c t h m Biogas.................................... 43
4.2.5 Hi n tr ng s d ng ph ph m h m Biogas......................................... 445
ng h m Biogas ......................................................... 48


vii
4.3. L i ích h

u qu c a nó ...................... 50

4.3.1. L i ích v kinh t
4.3.2. L i ích v

u qu vi c s d

i . 50

u qu ......................................... 52

4.3.3. L i ích v xã h i.................................................................................... 54
4.4. Nh ng v

còn t n t i trong vi c s d ng h m Biogas huy n ........... 55

4.5. M t s gi i pháp nâng cao hi u qu s d ng h m Biogas t i huy n Tân
Yên .................................................................................................................. 58
PH N 5: K T LU N VÀ KI N NGH ........................................................ 58
5.1. K t lu n .................................................................................................... 58
5.2. Ki n ngh .................................................................................................. 59
TÀI LI U THAM KH O............................................................................... 60


1

M
1.1.

U

tv
c ta có

dân s s ng

c sinh ho t và v

nông thôn, mi n núi. Vi

ng

mb o

l n. S

a các

s n ph m nông nghi p k t h p v i nhu c u th c ph m ngày càng cao c a
cu c s

phát tri n m nh m . Tuy nhiên vi c
l trong h

hi u quy ho ch, nh t là nh ng vùng dân
ng ngày càng nghiêm tr ng. Ô nhi m môi

ng do

y u t ngu n phát sinh ch t th i r n, ch t th i l ng

c x th

ng, s d ng không qua x lý gây ra mùi hôi, th i

làm ô nhi
nhi u nh ng bi

ng,

ng

n s c kh e c

x lý ch t th i t

xây d ng các b ch a phân, bón phân
s d ng h m B

h m Biogas,
lý

c

x lý ch t th i t

và hi u qu nh t. Biogas s là ngu
cho vi

i. Có r t

, tr ng tr t c

t nh t

ng chính, mang l i hi u qu l n
i dân.

T nh B c Giang nói chung và huy n Tân Yên nói riêng là m t huy n
n m

vùng trung du và mi n núi phía B c, cu c s ng c

nhi u

i dân còn g p

uy n Tân Yên ch y u là s n xu t nông nghi p, công

nghi p, d ch v
t h

ng trong kinh
t trong nh ng ngu n thu ch y u c a nông h . V

gi i quy t ch t th

l n.

kh c ph c tình

tr ng ô nhi
riêng

huy n Tân

u mang l i nh ng hi u qu kh

n nói
ng d ng công ngh h m

c

n ch s ô nhi m xung quanh,


2
h n ch

c tình hình d ch b nh lây lan, t o ra ngu n khí gas làm ch

Tuy nhiên, công ngh h

n nay

c áp d ng r ng rãi,
c bi t là v

i dân

a ph

t,

huy n
p nhi u

ng d ng chuy n giao công ngh , ti n v n khi

xây d ng h m Biogas... Vì v y, vi c tri n khai xây d ng h m Biogas t i các
h nông dân là v

mà các c p chính quy

gi m thi u ô nhi m
Xu t phát t th c t nói trên và nguy n v ng c a b n thân cùng v i
s

ng ý c a Ban giám hi
ng

ng, Ban ch nhi m khoa Môi T

i H c Nông Lâm Thái Nguyên,

i s

ng d n c a thày

PGS.TS Nguy n Ng c Nông em ti n hành th c hi
tr

xu t gi i pháp nâng cao hi u qu s

huy n Tân Yên t nh B c

.

1.2. M c tiêu và yêu c u c

tài

1.2.1. M c tiêu c

ng

tài

n

d ng h m Biogas t i

tài

- Tìm hi u v v

a lý, tình hình kinh t xã h i c a huy n Tân Yên

t nh B c Giang.
-

n tr ng s d ng h m Biogas t i huy n Tân Yên t nh

B c Giang.
- Hi u qu c a vi c s d ng h m Biogas
-

i.

ra nh ng bi n pháp thi t th c và phù h p v

m

nâng cao hi u qu s d ng h m Biogas.
1.2.2. Yêu c u c
-

tài
c hi n tr ng s d ng h m Biogas t i huy n Tân Yên t nh

B c Giang.
- S li u thu th p ph i chính xác, khách quan, trung th c.


3
- B câu h
vi

u tra ph i d hi

các thông tin c n thi t cho

h giá.
a

i pháp, ki n ngh có tính kh thi cao, phù h p v i
.

1.3.

tài

1.3

trong h c t p và nghiên c u khoa h c.
- V n d ng và phát huy các ki n th
- Nâng cao ki n th c k
-

1.3.2.

c vào trong th c t .

cho b n thân.

m ph c v cho công tác sau này.
c ti n

- Giúp sinh viên trau d i ki n th c, k
ng nghi
-

p, m i quan h

ng làm vi c th c t .
n tr ng s d ng h m Biogas t i huy n Tân Yên t nh

B c Giang.

- Hi u qu c a vi c s d ng h m Biogas
-

i.

ra nh ng bi n pháp thi t th c và phù h p v

m

nâng cao hi u qu s d ng h m Biogas.
- Góp ph n tuyên truy n, giáo d c, nâng cao nh n th c c
v hi u qu c a vi c s d ng h m Biogas trong x lý ch t th

i dân


4
PH N 2
T NG QUAN TÀI LI U
khoa h c
2.1.1.

pháp lý
- Lu t B o v M

ng s

hòa xã h i ch n

c Qu c h i nu c C ng

t Nam khóa XI k h p th

08 thông qua ngày

29/11/2005 và có hi u l c thi hành t ngày 01/07/2006.
- Ngh

nh s

-CP ngày 09/08/2006 c a Chính Ph v vi c

nh chi ti t và

ng d n thi hành m t s

u lu t B o v M

ng.

- Tiêu chu n ngành 10TCN 97 102 -2006 c a B Nông nghi p và Phát
tri n nông thôn.
- Ngh nh s
b sung m t s

-CP ngày 28/02/2008 c a Chính ph s
u c a ngh

Chính ph v vi
B ov M

- Ngh

nh s

-CP ngày 09/08/2006 c a

nh chi ti

ng d n thi hành m t s

u lu t

ng.
nh s

-CP ngày 31/12/2009 c a Chính ph v x

lý vi ph m pháp lu
-

cB ov M

ng.

04/2010/TT-BNNPTNT ngày 15/01/2010 c a B Nông

nghi p và Phát tri n nông t
gia v

i

u ki n tr

nh v ban hành quy chu n k thu t qu c
n, tr

m an toàn sinh h c.

- QCVN 01-14: 2010/BNNPTNT q
.
ngu

47/2011/TT-BTNMT ngày 28/12/2011 c a B
ng ban hành quy chu n k thu t qu c gia v

Tài
ng.

- QCVN 01-39: 2011/ BNNPTNT. Quy chu n k thu t qu c gia v v


5
- QCVN 01 - 79: 2011/BNNPTNT v
quy trình ki

m

u ki n v sinh thú y. Do C c Thú y biên so n,

V Khoa h c, Công ngh

ng trình duy

c ban hành theo

71/2011/TT-

a B

Nông nghi p và Phát tri n nông thôn.
- Quy

-

012 gia h n th i gian th c hi n D
t Nam 2007-

B

ng B Nông nghi p và Phát tri n nông thôn ban hành
- Quy

-BNN-

phân b ch tiêu xây d ng

công trình khí sinh h

nh, thành ph

khí sinh h

th c hi n D

án

t Nam 2007-2012 do B

ng B Nông nghi p và Phát tri n nông thôn ban hành.
- Ngh

-CP ngày 14/11/2013 c a Chính ph v x

ph

cB ov M
- Ngh

nh s

c và x
2.1.2

ng.

-CP ngày 06/08/2014 c a Chính ph v
c th i.

lý lu n.

2.1.2.1. M t s khái ni m
- Môi t

ng: Theo

Nam 2005

i u 3, C

ng Vi t

ng bao g m các y u t t nhiên và v t ch t nhân t o bao
i, có

c

t B o v Môi t

i và sinh v
- Ô nhi

i s ng, s n xu t, s t n t i, phát tri n
. [5]
ng: Là s bi n

i các thành ph

ng không

ng, gây

ng x u t

i và sinh

phù h p v i tiêu chu
v t. [8]

- H m Biogas: Là b kín ch a phân và ch t th i h
n xu
d

c

lên men y

t o

t ngu n nguyên li u cung c p cho các ho
n xu t. [9]

quá trình
cs
ng sinh ho


6
- Ph ph m KSH (g i t t là ph ph m): Là s n ph m
r n c a quá trình phân gi i ch t h

d ng l ng và

. Ph ph m KSH g m 3 ph n là

c

x , bã c n và váng.[15]
c x : Là ch t l
Bã c n: Là ch t
Váng: Là ch

c x ra kh i b m t phân gi i.

cl

ng

b phân gi i.

c n i lên b m t d ch phân gi i trong b phân gi i.

- Quá trình x lý y m khí: Là quá trình phân gi i y m khí các h p ch t h u
chuy n hóa sinh nh vi khu n hô h p y m khí và hô h p tùy ti n.[8]
- Khí Biogas: hay còn g i là khí sinh h c (KSH) là m t d
ng khi mà các ch t h
nghi

ng v t ho c các s n ph m c a nông
u ki n không có không khí (quá trình y m khí), vi

sinh v t phân hu các ch t t ng h p và sinh ra khí. Khí sinh h c là m t h n
h p khí bao g m Metan (CH4), Cacbon Dioxit (CO2), Nito (N2) và Hydro
c r ng: 1m3 khí sinh

sunphat (H2S). Nhìn v
h c (v i m

i 3,47 kg g , 0,45 kg khí ga hoá

l
nhi

u phân gia súc và còn
c tính khác n a, khí biogas hoàn toàn có th s d
ng ph bi n hi n nay.

Hình 2.1: V trí h m Biogas quy mô h

t ngu n


7
Theo công ngh càng ngày càng phát tri n, khí Biogas có th
xu t t ngu n nguyên li u khác nhau, x
phù h

cs n

c ch t th i phát sinh mà v n

i s d ng.

2.1.2.2. Quá trình s n xu t KSH
a. Nguyên li

s n xu t KSH

* Nguyên li u có ngu n g

ng v t

Nguyên li u có ngu n g c

ng v t bao g m ch t th

c

ti u) c a gia súc, gia c m và ch t th i c
S

ng ch t th i trên m t

th và ch

ng v t ph thu c vào kh

ng.

B

ng ch t th i hàng ngày c

ng v

ng ch t th i theo %
kh
th
Ch t th i
Phân
c ti u
Bò
135-800
5
4-5
Trâu
300-500
5
4-5
L n
30-75
2
3
Dê/c u
30-100
3
1-1,5
Gà
1,5-2
4,5
4,5

i
50-60
1
2
(Ngu n: B NN & PTNT, C c C
Kh

ng
(kg)

i
ng phân

8
12
2
3
0,08
0,5

Thành ph n ch t th i bao g m ph n r n (phân), ph n l
c

ng v

c d i r a chu ng) và v t li u lót chu ng, rác, rau, c

tính và t l
lo i

ng v t, th c

s d ng
m

ng các thành ph

ng nh
ch

c

i nhi u hay ít tùy thu c vào

c chu ng tr

lót chu ng ch a m

c ti u

ng l n cacbon,

c
c bi t là d ng xenlulo,

và khoáng ch t. Thành ph n protein trong phân cung c p
vi sinh v t phát tri n.


8

B ng 2.2: Thành ph n hóa h c c a m t s lo i phân t
ng v t

c (%)

ng v t

Thành ph n r n (%)
P2O5

K2 O

Trâu, bò

80

1,67

1,11

0,056

Ng a

75

2,29

1,25

1,38

L n

82

3,75

3,13

2,2

Gà

56

6,27

5,92

3,27

Chim b câu

52

5,68

5,74

3,23

(Ngu n: B NN & PTNT, C c C
* Nguyên li u có ngu n g c th c v t
Các nguyên li u có ngu n g c th c v t g m lá cây và cây than th o
n

ph ph m cây tr

ho t h

r , thân lá ngô, khoai,

(rau, qu ,

cb

th i sinh

các lo i cây xanh hoang d i

(rong, bèo, c
Th i gian phân gi i c a nguyên li u th c v t
ch t th

ng v t. Do v y nguyên li u th c v t nên

i
c s d ng theo cách

n p t ng m , m i m kéo dài t 3 6 tháng.
b. Thành ph n, tính ch t c a KSH
* Thành ph n
KSH là h n h p khí
h

c sinh ra trong quá trình phân gi i các ch t

ng c a vi khu

ng không có oxy (phân gi i

k khí hay phân gi i y m khí). Thành ph n KSH ph thu c lo i nguyên li u
tham gia vào quá trình phân gi i và các
Nhi t

,

pH, ch

phân gi i. B ng 2.3

u ki n trong quá trình
cc

cho ta th y thành ph n c a KSH.

n

9
B ng 2.3: Thành ph n c a KSH
Lo i khí
Mêtan
Các bon níc

Ký hi u
CH4
CO2
H2S
H2
N2
O2
(Ngu n:Ph m Ng c Khôi ,(2014))[3]

Ôxy

T l (%)
40-70
30-60
1-3
0,1-3
0,1-3
0,1-3

* Tính ch t
KSH là m
gi

t vì nó ch

d ch phân

cs

ng ng và c

ph n c a KSH thay

c tháo

i, nên các tính ch t c

i theo. T l

ph bi n c a khí CH4 là 40 - 60 %. KSH v i t l 40 - 60% CH4 và 30 - 60%
CO2 có kh i

ng riêng là 1,2196 kg/m3 và t tr ng so v i không khí là 0,94.

v y, KSH nh
xác

nhi

nh b

t tr )

c

ng CH4 trong thành ph n c a nó:
QKSH = QCH4 x CH4%
QKSH là nhi

c a KSH,

QCH4 là nhi

c a CH4

CH4% là hàm

ng CH4 theo th tích.

S có m t c a CO2 làm gi m hàm

ng CH4

i ta l y CH4

m ch

ng

t tr là:

8.000 Kcal/m3 x 0,6 = 4.800 Kcal/m3.[1]
c. Kh

n sinh KSH (Biogas)

Trong th c t , s
các thi t b

ng th

trong m t th i gian nh t
chúng ta s li u tham kh
c

ng khí thu

c khi lên men nguyên li u trong

i lý thuy t vì th

c phân gi i

gi i hoàn toàn. B ng 2.4 cho
i v i m t s nguyên li

ng g p. S

ng

ng nguyên li u n p hàng ngày (lít/kg/ngày).


10

B ng 2.4: S

ng khí hàng ngày c a m t s lo i nguyên li u

Lo i nguyên li u

S

ng khí hàng ngày (Lít/kg/ngày)

Phân bò

15-32

Phân trâu

15-32

Phân l n

40-60

Phân gia c m

50-60

i

60-70
0,3-0,5

khô

1,5-2,0

(Ngu n: B NN & PTNT, C c C
n c a quá trình phân h y k khí
Quá trình phân h y k khí c a các ch t h

di n ra theo 3 giai

n sau:
-

n th y phân (Hydrolysis)

-

n axit hóa (Acidgensis)

-

n methane hóa (Methanogenesis)

Quá trình di n ra v i nhi u ph n ng ph c t p, v

b n có th chia

làm 2 pha chính:
Pha I - Pha axit: Bao g

k tv

n th y phân và
th

n t o axit liên

n l n thành acetic.

Pha II -Pha Methane: Là giai

n 3, trong

khí CH4 và CO2

c

t o thành.
n th y phân (t o axit ): M t nhóm vi khu n bi
h

ph c t p khô

thành các ch t h

i các ch t

xenlulozo, hemixenlulozo, hicnin,
gi

glucozo. Các vi khu n tham gia

c g i là vi khu n th y phân (vi khu n lên men). [3]
n axit hóa (sinh axit, kh axit ): Các ch t
u ti p t

c phân gi i thành các axit h

c sinh
có phân


11
t

ng nh

u và m t

s

n tham gia g i là vi khu n sinh axit. Ti p
t o ra H2, axit axetic và CO2.

do sinh nhi u axit nên pH c
* Giai

n này

ng xung quanh gi m m nh.

n methane hóa (sinh methane

n quan tr ng

nh t c a toàn b quá trình, các s n ph m c

c bi n thành khí

methane, dioxitcacbon,

i cùng quá trình sinh

methane hóa là t o ra CH4 và CO2. Các vi khu

c

g i là vi khu n sinh methane, các loài quan tr ng nh t là: Methanobacterium
Trên th c t c 3 quá trình trên ho
ng b

ng cùng m t lúc, liên t c và

t dây chuy n s n xu t. Nó nh
nb t

ng s làm kìm hãm ho c có th còn gây tê li t c h th ng.

c l i c 3 giai
men ch t h

n trên càng có s liên k t thì quá trình phân h y, lên

trong h m di n ra càng nhanh.

e. Chu trình ho
H m

ng c a h m Biogas

Biogas là lo i thi t b KSH n p c

chu trình g
* Giai

ng l n nhau, vì th m t

nh. Nó ho t

ng theo 1

n sau:
n 1: Giai

tr ng thái ban

n tích khí
u, b m t d ch phân gi i trong ph n ch a khí và

ngoài khí tr i (t i l i vào và b

u áp) ngang nhau và

cs

su t KSH trong b phân gi i b ng không (P = 0).
Khí sinh ra
phân gi

c tích l i

y nó tràn lên b

ph n ch a khí s nén xu ng b m t d ch
u áp và ng l i vào. Vì ng l i vào nh nên

ng d ch phân gi i b khí chi m ch ch y u s ch a
sau này ta không xét t i ph n d ch phân gi i dâng lên
Khí ti p t c sinh ra thì b m t d ch phân gi i
h d n xu ng,

ng th i b m t d ch phân gi i

b

b

u áp do v y

ng l i vào.

ph n ch a khí ti p t c
u áp dâng d


12
chênh gi a 2 b m t này th hi n áp su t khí. Khí càng sinh ra nhi u thì áp
su

Cu i cùng m c ch t l ng

nh

cx t

u áp dâng lên t i m c cao

c ch t l ng trong ph n ch a khí h xu ng t i

c th p nh
* Giai

b

t giá tr c
n 2: Giai

i (P = Pmax).

n x khí

Khi m van l y khí ra s d ng, ch t l ng t b
ch a khí. B m t d ch phân gi i
d ch phân gi i

b

chênh gi a 2 b m t này

chênh gi a 2 b m t d ch phân gi i b ng không, thi t

b tr l i tr ng thái ban

u c a chu trình ho t

(P = 0) và dòng khí ch y
u áp.

ng th i b m t

m d n.

Cu i cùng khi

s d ng

u áp h d n xu

ph n ch a khí nâng d n lên.

gi m d n và áp su

u áp l i d n v ph n

ng, áp su t khí b ng không

d ng ng ng l

c b ng th tích ch t l ng

ng khí Vg có th l y

b nó chi m ch và

c ch a

b

ph n trên c a b phân gi i t m c s không tr lên v n còn m t

ng khí nh

ng khí này không th l y ra s d

vì không có áp su

y khí ra ngoài. Ph n khí này g

không gian ch

n không ho

2.2. Tình hình nghiên c

c
. Ph n

a b phân gi i.
c

2.2.1. Tình hình nghiên c u trên th gi i
Cu i nh

u s xu t hi n c a m t lo i b ch a
y kín b i vi c

n quy n c a Louis Mouras (
hi m khí các ph th i nông nghi

ra khí ga b

u xu t hi n. Phong trào này phát tri n m nh

c vào nh

lên men t o khí ga ch
x

kh ng ho
hu y m khí phân th
c u và k t qu

Pháp và

ng th i gian di n ra chi n tranh th gi i

th 2). Nh
tr ng áp d

t o

ng v
ng x
s n xu

c chú
c

o ti

cho vi c phát tri n phân
t. M t s công trình nghiên

u s phát tri n này là:


13
Cu n sách S n xu t Mêtan t phân l n b ng quá trình Mesophillic
c a tác gi Humenik và c ng s
Tài li u v phân hu y m khí c a H i ngh qu c t v Ch t th
80.

Tuy nhiên, nh

i quan tâm giành cho công ngh

Biogas b suy gi m do giá thành c a nhiên li u t o ra th p và do g p ph i m t
s v

k thu t v i b

biogas. M i quan tâm này ch th c s

h i vào nh

c ph c

u b i:
a M v x lý ch t th i và s n xu

ng: k t qu là 75 h th ng cho các tr i nuôi l n và tr i s n xu
D

trang tr i Barham v khôi ph c tài

nguyên sinh h c - X lý ch t th

uôi l n và biogas nhi

Cu n sách Smithfield Belt System nhi

a.

ng.

biogas cho ch t th i khô,

cao c a Humenik và c ng s
ng nghiên c u lý thuy t v công ngh Biogas. V n d ng k t

qu này trong th c t
c, Thu

ng

nhi

ch, Ph n

n, Lavita, Ledniznis và m t s

c thi t k

các

qu c gia khác nhau t i Châu Á và Châu Phi. Các gi i pháp gi a ch bi n và tái ch
ch t th i h

ng l i ích l

i ch t th i h

ngu n tài nguyên có giá tr

th i, ki m soát ô nhi

i, ti t ki
ng do ch t th

v kh

t cho nh

p ch t

c h i và mang l i s v ng m nh

hay c

h cv .

Công ngh Biogas ngày càng phát tri
c nh

ng

ng t i nhi

n trong hoàn c nh thi

là công ngh ph i g n nh , thi t k ti t ki m không gian. Ch
th ng
thu n ti

c tính t t
n nay
ah

nh, s n xu t ra khí, ch t o phân bón trung tính. Công vi c b o trì
mb

a cho tài chính thì chi phí v n, chi phí v n

hành mang tính c nh tranh cao và t

ng hoá ki m soát toàn b quy trình.


14
Công ngh khí sinh h

x lý ch t th i công nông

nghi p

nl

c phát tri n.

Riêng Trung Qu c, tính t i cu
sinh h c c l

c xây d ng t i các tr

máy ch bi n th c ph

trung bình t

n xu t 20 tri u m3 khí sinh h c, cung c p cho 5.59 tri u
d

n v i công su t 866 kWh, s n xu

i

24900 t n phân bón và 7000 t n th
C ng hoà Liên ban

c vi c xây d ng các công trình khí sinh h

t 100 thi t b

i 200 thi t b

H u h t các công trình có th tích phân hu t 1000 - 1500 m3, công su t khí t
100 - 500m3

- 1997, nhà th

ây d ng m t nhà máy khí vi sinh t i

Pastitz, công su t 2880 t n/ngày. Thi t k k thu t và xây d ng h th
khi n b

u

- 2000, Mering

u th u cho vi c thi t k k thu t và xây d ng h th ng ki
bi n th

nt im t

T

n h p tác cùng v

- 2001
ch, liên h

công trình m r ng nhà máy ti p nh n ngu n rác h
2.2.2. Tình hình nghiên c u trong

n

c phân lo i .

c

n phát tri n công ngh Biogas

Vi t Nam .

*Th i k 1960 1975

Mi n B c: Nhi

n thông tin v công ngh khí sinh

h c. Tài li u d

o và l

công ngh xu t b
công trình

t s cá nhân và t ch

m ts

i, B

u

tiên

Vi

ho

ng vì lý do k thu t và qu n lý. [12]
Mi

cb

u b ng ng
o c u Nông Lâm súc c a chính quy n

Sài Gòn có thí nghi m bi n pháp s n xu t khí metan t

ng v


15
do vi c nh p c ng

t Butan, Propan và phân hóa h

tri n khai vi c nghiên c
c duy trì ho
sinh h c g

c th c hi n. M t s công trình không

ng t cu

n

u nh

khí

lãng quên.

*Th i k 1976 - 1980

c th ng nh

c nhu c u phát tri n kinh t -

xã h i hóa, nâng cao m c s ng c a nhân dân, các d
t

khí sinh h c

ng m i và tái
c chú ý t i.

Thi t b s n xu t khí sinh h c

c l a ch

th nghi

u

thu c lo i n p n i b ng tôn, b phân h y xây d ng b ng g ch và c b có
g

gi

c tích trong n p ch a khí. Tuy nhiên nh ng
i b d vì nh ng lý do k thu t và qu n lý. T i cu i
khí sinh h c

(M

La) có th tích phân h y Vd = 27 m3 ã hoàn thành và ho
qu n lý này là ngu n c

ng t t. Cách

cho vi c tri n khai ti p t c

công ngh khí sinh h c sau này.
* Th i k 1981-1990
Trong hai k k ho
khí sinh h

1981 - 1985 và 1986 - 1990 công ngh

thành m t trong nh

trình nghiên c u c p nhà

cv

ng m i (mã s 52C).

u t nh trong toàn qu
sinh h c

ng công trình khí

c xây d ng, phát tri n m nh m nh t là các t nh

u ki n

thu n l i v kinh t - xã h i và khí h u. Tính chung trong toàn qu c th i k
này có kho ng trên 2.000 công trình.
* Th i k 1991 t i nay
Sau khi k t thúc k ho ch 1986 ng nghiên c u và tri n khai v
ng c

c, vi c phát tri

i th . Ho t
ng m i k
ng m

c d ng l i.


16
Công ngh khí sinh h
d án v v

c phát tri n m nh m trong khuôn kh các

ng, nông nghi p và phát tri n nông thôn v i nhi u

ki u thi t b khí sinh h c m i.
n này do không có t ch
phát tri n công ngh khí sinh h c r

u m i qu n lý, nên vi c

ng và t

th ng nh t qu n

c v công ngh khí sinh h c, B Nông nghi p và Phát tri n nông
êu chu n ngành v công trình khí sinh h c qui mô nh .
T

c tính s

ng công trình khí sinh h

ng trong

toàn qu c vào kho

n 30.000 công

trình là lo i công ngh túi ni lông. V lo i thi t b n p c

nh, t nh d

Tây v i kho ng trên 7.000 công trình, nhi u nh t là huy n Ðan Ph

u là Hà
ng.

2.2.3 M t s lo i hình Biogas
Công ngh Biogas xu t hi n trên th gi i t r t s m và qua th

có r t nhi u c i ti n và ng d ng. C u t o trong các nhà máy s ph c t
nhi

ti n theo dõi, ta có th chia các lo i hình Biogas thành hai lo i:

trong khu v c nông thôn và khu v c công nghi p.
Trong khu v c nông thôn, h u h t các h m B
n là nh ng thi t b
nguyên li u b

c áp d ng

n, ho

ng xuyên. H m B

ng theo ch

các
n p

c xây d ng cho các h

t.
Lo i 1: H m Biogas có n p hình vòm cu n
Hình mô t

thi t k c a m t h m Biogas, trong quá

trình xây d ng c

m b o nh ng k thu t c n thi t: h m ph i kín, xây b ng

g

không rò r , ph n b th i ph

m phân hu

u

ngang c a l i vào và l i ra là b ng nhau.
C u t o c a h m Biogas bao g m các b ph n sau [7]:
c và phân
.

ng v

c tr n l n v i nhau