Luận văn Đánh giá thực trạng và tiềm năng sử dụng khí sinh học tại Gia Xuân Gia Viễn Ninh Bình

ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG VÀ TIỀM NĂNGSỬ DỤNG KHÍ SINH HỌCTẠI GIA XUÂN GIAVIỄN NINH BÌNHKhóa luận tốt nghiệp đại học hệ chính quyNgành Khoa học môi trường Cán bộ hướng dẫn: TS. Hoàng Anh Lê TS. Nguyễn Thị Hoàng LiênHà Nội 2012

KHOA MÔI TRƯỜNG

Đinh Mạnh Cường

ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG VÀ TIỀM NĂNG

SỬ DỤNG KHÍ SINH HỌC TẠI GIA XUÂN - GIAVIỄN - NINH BÌNH

Khóa luận tốt nghiệp đại học hệ chính quy

Ngành Khoa học môi trường

Hà Nội - 2012

KHOA MÔI TRƯỜNG

Đinh Mạnh Cường

ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG VÀ TIỀM NĂNG

SỬ DỤNG KHÍ SINH HỌC TẠI GIA XUÂN - GIAVIỄN - NINH BÌNH

Khóa luận tốt nghiệp đại học hệ chính quy

Ngành Khoa học môi trường

Cán bộ hướng dẫn: TS Hoàng Anh Lê

TS Nguyễn Thị Hoàng Liên

Hà Nội - 2012

Khoa Môi trường - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội

đã tận tình giảng dạy và giúp đỡ em trong quá trình học tập và rèn luyện trong bốnnăm học vừa qua

Đặc biệt, em xin cảm ơn sâu sắc tới TS Hoàng Anh Lê và TS Nguyễn ThịHoàng Liên, giảng viên đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiệnkhóa luận tốt nghiệp này

Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới ông Mai Xuân Hiến - Chủ tịch xã Gia Xuân,ông Đinh Thế Thuân - Chủ nhiệm hợp tác xã Gia Xuân, bà Bùi Thị Lan - Chủ tịchhội phụ nữ xã Gia Xuân đã nhiệt tình giúp đỡ em trong thời gian thực hiện khóaluận

Ngoài ra, để hoàn thành khóa luận này em còn nhận được sự ủng hộ, độngviên nhiệt tình của gia đình và bạn bè

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 28 tháng 05 năm 2012

Sinh viên

Đinh Mạnh Cường

SNV Tổ chức phát triển Hà Lan

SLLT Sản lượng lý thuyết

SLTNKSH Sản lượng tiềm năng khí sinh học

TOE Tấn dầu tương đương (1 TOE= 10.700Mcal)VACB Vườn - ao - chuồng - khí sinh học

1.1.Tổng quan về khí sinh học trên thế giới và Việt Nam 3

1.1.1 Khái niệm về khí sinh học 3

1.1.2 Sự hình thành khí sinh học 3

1.1.3 Thành phần và tính chất của khí sinh học 3

1.1.4 Tiềm năng khí sinh học trên thế giới 5

1.1.5 Tiềm năng khí sinh học tại Việt Nam 7

1.2.Một số công nghệ sản xuất khí sinh học tại Việt Nam 8

1.2.1 Khái quát về công nghệ khí sinh học 8

1.2.2 Cơ sở lí thuyết của công nghệ sản xuất khí sinh học 101.2.3 Quy trình sản xuất khí sinh học 10

1.2.4 Công nghệ hầm khí sinh học trên thế giới và Việt Nam 111.2.5 Ứng dụng - lợi ích của khí sinh học 14

1.3.Tổng quan về khu vực nghiên cứu 17

1.3.1 Điều kiện tự nhiên 17

1.3.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 18

1.3.3 Văn hóa - xã hội 19

1.3.4 Nhận xét về tình hình phát triển kinh tế- xã hội 21

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

222.1.Mục tiêu nghiên cứu 22

2.2.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 22

2.3.Phương pháp nghiên cứu22

2.3.1 Phương pháp kế thừa 22

2.3.2 Phương pháp phân tích tổng hợp và xử lý số liệu 222.3.3 Phương pháp điều tra khảo sát thực tế 23

2.3.4 Phương pháp thống kê 23

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 24

3.1.Đánh giá tiềm năng sản lượng khí sinh học tại xã Gia Xuân24

3.1.1 Sản lượng khí sinh học tiềm năng từ phụ phẩm nông nghiệp25

3.1.2 Sản lượng khí sinh học tiềm năng từ chất thải động vật 253.2.Hiện trạng sử dụng năng lượng khí sinh học tại xã Gia Xuân 27

3.3.Hiệu quả sử dụng năng lượng khí sinh học của các hộ gia đình tại

Danh m c b ng ục bảng ảng

Bảng 1.1 Thành phần của khí sinh học 4

Bảng 1.2: Tài nguyên khí sinh học trên toàn thế giới 6

Bảng 1.3: Tiềm năng khí sinh học tại Việt Nam 7

Bảng 1.4: Khả năng cho phân và thành phần của phân gia súc, gia cầm 9

Bảng 1.5: Ảnh hưởng của các loại phân tới sản lượng và thành phần khí thu được 9

Bảng 1.6: Số liệu thống kê chăn nuôi qua các năm 2010 và năm 2011 19

Bảng 3.1: Sản lượng lý thuyết của một số nguyên liệu phổ biến 24

Bảng 3.2: Sản lượng tiềm năng khí sinh học từ chất thải động vật của xã Gia Xuân năm 2011 26

Bảng 3.3: Sản lượng khí sinh học thực tế sử dụng ở xã Gia Xuân năm 2011 29

Đinh Mạnh Cường iii K53 Khoa học Môi

Danh m c hình ục bảng

Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý công nghệ lên men 11

Hình 1.2: Bể sinh khí hình trụ tròn với bể chứa khí 12

Hình 1.3: Thiết bị sản xuất khí sinh học túi chất dẻo 13

Hình 1.4: Hệ thống sản xuất khí mêtan với bể sinh khí hình vòm 13

Hình 1.5: Thiết bị khí sinh học nắp cố định kiểu KT1 14

Hình 1.6: Thiết bị khí sinh học nắp cố định kiểu KT2 14

Hình 1.7: Năng lượng sản sinh của 1 m3 khí sinh học 15

Hình 1.8: Sơ đồ tổng quát quy trình sản xuất phân hữu cơ vi sinh 16

Hình 1.9: Bản đồ vị trí xã Gia Xuân 17

Hình 3.1: Phân bố hầm khí sinh học theo làng của xã Gia Xuân 28

Hình 3.2: Cơ cấu chi phí năng lượng của gia đình bà Lứa khi chưa sử dụng năng lượng khí sinh học 32

Hình 3.3: Cơ cấu chi phí năng lượng của gia đình bà Lứa khi sử dụng năng lượng khí sinh học 32

Hình 3.4: Cơ cấu chi phí năng lượng của gia đình ông Phòng khi chưa sử dụng năng lượng khí sinh học 33

Hình 3.5: Cơ cấu chi phí năng lượng của gia đình ông Phòng khi sử dụng năng lượng khí sinh học 33

Mở đầu

Biến đổi khí hậu và gia tăng ô nhiễm môi trường đang là sức ép buộc cácquốc gia, đặc biệt là các nước phát triển phải thay đổi chính sách năng lượng từ sửdụng nhiên liệu hóa thạch (than, dầu, khí đốt) sang các dạng năng lượng tái tạo.Năng lượng ngày càng trở thành vấn đề thu hút sự quan tâm của mọi quốc gia trênthế giới Câu hỏi là làm thế nào để có thể cân bằng giữa sự phát triển kinh tế với vấn

đề an ninh năng lượng và an ninh môi trường Câu trả lời là chúng ta cần phải sửdụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, đồng thời cần nhanh chóng tìm ra các nguồnnăng lượng sạch để thay thế cho các dạng năng lượng truyền thống

Các nguồn năng lượng tái tạo đang được quan tâm nghiên cứu và khai tháctrên thế giới hiện nay rất đa dạng, bao gồm: năng lượng mặt trời, năng lượng gió,năng lượng sinh khối và nhiên liệu sinh học, năng lượng địa nhiệt, năng lượng sóngbiển, thủy điện quy mô nhỏ…Trong những năm gần đây, Việt Nam đã dành nhiều

sự quan tâm thích đáng đối với việc nghiên cứu và phát triển các dạng năng lượngtái tạo Điều đó được thể hiện ở các chiến lược và chính sách cũng như các chươngtrình phát triển năng lượng quốc gia, trong đó năng lượng sinh khối và khí sinh họcđược tập trung phát triển nhiều hơn cả

Công nghệ khí sinh học (KSH) là một công nghệ đa mục tiêu, được sử dụng

để xử lý chất thải hoặc sản xuất KSH Do vậy, đây được xem là công nghệ môitrường hoặc công nghệ năng lượng tái tạo

Ở Việt Nam, cùng với sự phát triển ngành chăn nuôi nói riêng và kinh tế nóichung, công nghệ KSH đã phát triển để đáp ứng nhu cầu về môi trường và nănglượng KSH được bắt đầu nghiên cứu và ứng dụng từ những năm 1960 trên cả nước.Theo ông Nguyễn Quang Khải (giám đốc Trung tâm công nghệ khí sinh học) chobiết, tiềm năng khí sinh học từ nông nghiệp (phụ phẩm cây trồng và chất thải chănnuôi) ở nước ta là rất lớn, khoảng 10 tỷ m3/năm (1m3 khí tương đương 0,5 kg dầu).

Công nghệ KSH trong những năm qua chủ yếu phát triển và ứng dụng ở quy môgia đình Hiện nay chưa có thống kê chính xác nhưng theo đánh giá của chươngtrình mục tiêu quốc gia về nước sạch và vệ sinh môi trường nông thôn thì hiện cókhoảng 7% chuồng trại chăn nuôi có xử lý chất thải (mục tiêu đề ra là 30%) Riêng

dự án “Chương trình khí sinh học cho ngành chăn nuôi Việt Nam” do Hà Lan tài trợcho đến cuối năm 2011 dự án đã hỗ trợ xây dựng trên 114.000 công trình khí sinhhọc, đào tạo 807 kỹ thuật viên tỉnh và huyện, 1.398 đội thợ xây khí sinh học và tổchức hàng ngàn hội thảo tuyên truyền và tập huấn cho hàng trăm ngàn người sử

dụng khí sinh học [1] Các công nghệ được ứng dụng đều do Việt Nam phát triển và

đã được Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn xây dựng thành thiết kế mẫutrong bộ tiêu chuẩn ngành về công trình KSH nhỏ Sử dụng chủ yếu là dùng KSH

để đun nấu Thắp sáng và phát điện cũng được ứng dụng nhưng không phổbiến Hiện nay việc phát triển chăn nuôi nhanh đã tạo ra nhu cầu xử lýchất thải vật nuôi, thúc đẩy công nghệ KSH phát triển mạnh mẽ Trongtình hình đó, việc giới thiệu, quảng bá hoạt động ngành khí sinh học quanhiều kênh thông tin khác nhau nhằm nâng cao nhận thức và ứng dụng cho khu vựcnông nghiệp, nông thôn Việt Nam là rất cần thiết

Vì lý do đó, đề tài “Đánh giá thực trạng và tiềm sử dụng khí sinh học tại Gia Xuân - Gia Viễn - Ninh Bình” được lựa chọn để tiến hành nghiên cứu Mục

tiêu nghiên cứu của đề tài là nhằm đánh giá tiềm năng lý thuyết về sản lượng vàthực trạng sử dụng khí sinh học tại xã Gia Xuân - huyện Gia Viễn - tỉnh Ninh Bình.Qua đó, đề tài đề xuất một số giải pháp nhằm đẩy mạnh việc phát triển khí sinh họcphục vụ phát triển bền vững nông thôn mới tại xã nghiên cứu cũng như các khu vựckhác có điều kiện tương tự

Ngoài phần mở đầu, phần kết luận và khuyến nghị, tài liệu tham khảo và phụlục, khóa luận gồm có 3 chương, cụ thể như sau:

Chương 1: Tổng quan

Chương 2: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về khí sinh học trên thế giới và Việt Nam

1.1.1 Khái niệm về khí sinh học

Biogas hay còn gọi là khí sinh học (KSH), là một hỗn hợp khí được sản sinh

ra từ sự phân huỷ những chất hữu cơ dưới tác động của vi khuẩn trong môi trườngyếm khí Trong đó thành phần chủ yếu là khí mêtan (CH4)[6]

Khí đốt thiên nhiên cũng có chất như KSH Khí này được hình thành quanhiều thời kỳ địa chất nên có hàm lượng CH4 rất cao, thường trên 90%

1.1.2 Sự hình thành khí sinh học

Cơ thể sinh vật (động vật, thực vật ) được cấu tạo chủ yếu từ các chất hữu

cơ Các chất này thường bị thối rữa do tác động của các vi sinh vật Quá trình nàyđược gọi là quá trình phân giải Thường phân biệt 2 quá trình phân giải:

 Phân giải hiếu khí (hay háo khí) xảy ra trong môi trường có oxy.

 Phân giải kỵ khí (hay yếm khí) xảy ra trong môi trường không có hoặc thiếu oxy.

Quá trình phân giải kỵ khí sinh ra một hỗn hợp khí gọi là KSH (biogas) với 2thành phần chủ yếu là khí CO2 và khí CH4 Do CH4 là khí cháy được nên KSH cókhả năng cháy được

Trong thiên nhiên, KSH được sinh ra ở những nơi nước sâu, tù đọng thiếuoxy như các đầm lầy (khí đầm lầy), dưới đáy ao, hồ, giếng sâu, ruộng lúa ngập

nước, bãi rác (khí bãi rác) hoặc trong bộ máy tiêu hoá của động vật (khí ruột)

KSH còn được sinh ra ở các mỏ than đá (khí mỏ), dầu mỏ (khí đồng hành) vàkhí thiên nhiên do các quá trình biến đổi địa hoá xảy ra hàng triệu năm

Trong điều kiện nhân tạo, KSH được sinh ra trong các thiết bị KSH nhờ công

nghệ lên men yếm khí.

1.1.3 Thành phần và tính chất của khí sinh học

1.1.3.1 Thành phần của khí sinh học

Khí sinh học là một hỗn hợp của nhiều chất khí Thành phần KSH tuỳ thuộc

vào loại nguyên liệu tham gia vào quá trình phân giải và các điều kiện trong quá trình đó như nhiệt độ, độ pH, chất lượng nước và cũng tuỳ thuộc cả vào các giai

đoạn phân giải

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + 882 kJNhiệt trị (nhiệt lượng toả ra khi cháy hoàn toàn một đơn vị khối lượng nhiênliệu) của CH4 là 35.906 kJ/m3 = 8.576 kcal/m3.

Trong thành phần của KSH có khí H2S là khí không màu, có mùi hôi như

mùi “trứng thối”, khiến cho KSH cũng có mùi hôi, giúp ta dễ nhận biết được KSH

nhờ khứu giác Nồng độ H2S trong KSH sản xuất từ chất thải người và gia cầm cao

hơn từ các nguyên liệu khác nên rất khó chịu Tuy nhiên, khí H2S cũng là khí cháyđược nên khi đốt KSH sẽ hết mùi hôi H2S rất độc, nếu ngửi nhiều sẽ đau đầu, buồn

nôn, không phân biệt được các mùi khác nhau Các khí CO2 và H2S khi hoà tan

trong nước tạo thành các axit gây ăn mòn các bộ phận kim loại Vì vậy trong công

nghiệp, người ta phải lọc những tạp chất này đi

1.1.3.2 Tính chất của khí sinh học

KSH là một khí ướt vì chứa hơi nước bão hoà bay hơi từ dịch phân giải Hơi

nước sẽ ngưng tụ trong đường ống và cần được tháo đi Vì thành phần của KSH

thay đổi, nên các tính chất cũng thay đổi theo KSH với tỷ lệ 60% CH4 và 40% CO2

có khối lượng riêng là 1,2196 kg/m3 và tỷ trọng so với không khí là 0,94 Như vậy, KSH nhẹ hơn không khí Nhiệt trị (nhiệt năng) của KSH chủ yếu được xác định

bằng hàm lượng CH4 trong thành phần:

QKhí sinh học = QCH4 x CH4%Trong đó QKhí sinh học là nhiệt trị của KSH

QCH4 là nhiệt trị của CH4

CH4% là hàm lượng CH4 theo thể tích.

Sự có mặt của CO2 làm giảm hàm lượng CH4 nghĩa là giảm chất lượng KSH.

Thông thường lấy CH4% = 60% Khi đó KSH có nhiệt trị là:

8,576 Kcal/m3 x 0,6 = 5.146 Kcal/m3

1.1.4 Tiềm năng khí sinh học trên thế giới

Việc giá dầu thô liên tục tăng đã gây sức ép đối với các nhà khoa học thế giớitrong việc tìm kiếm nguồn nhiên liệu mới KSH hiện đang được coi là một lời giảihoàn hảo cho bài toán kinh tế đồng thời cũng làm vừa lòng các nhà hoạt động môitrường Các nhà môi trường cho rằng quá trình sản xuất KSH giảm tới 40% khí thải

CO2 do được sản xuất thông qua quá trình phân huỷ các chất thải hữu cơ của ngànhnông nghiệp, lâm nghiệp và các hoạt động sinh hoạt của con người

Năm 1884, nhà Bác học Pháp Louis Pasteurs tiên đoán: "Khí sinh học sẽ là nguồn nhiên liệu thay thế cho than đá trong tương lai" Nhưng tới khi khoa học kỹ

thuật phát triển như ngày nay, KSH mới bắt đầu được chú ý Nguyên nhân quantrọng thu hút sự quan tâm của giới nghiên cứu tới KSH là cách thức và nguyên liệu

để sản xuất ra nó

Trong những năm gần đây, phân huỷ kỵ khí đã phát triển từ một kỹ thuậtbiến đổi sinh khối tương đối đơn giản, với mục đích chủ yếu là sản xuất năng lượng,thành một hệ thống đa chức năng:

 Xử lý các chất thải hữu cơ và nước thải với phạm vi tải lượng hữu cơ vànồng độ cơ chất rộng.

 Sản xuất và sử dụng năng lượng

 Cải thiện vệ sinh, giảm mùi hôi thối

 Sản xuất phân bón chất lượng cao

KSH đã được sử dụng vào các mục đích khác nhau: sản xuất nhiệt hoặc hơi;

sản xuất điện hoặc điện kết hợp với nhiệt (đồng phát); nguồn năng lượng để cấpnhiệt, hơi hoặc điện và làm mát; nhiên liệu cho xe cộ…

Hoạt động nghiên cứu chuyển từ những nghiên cứu cơ bản về quá trình phânhuỷ kỵ khí của các cơ chất tương đối đồng nhất với hàm lượng chất rắn hữu cơtrong giới hạn khoảng 5 - 10%, sang sự phân huỷ của những nguyên liệu phức tạphơn đòi hỏi những kiểu bể phân huỷ cải tiến hiệu quả hơn Công nghệ phân huỷ kỵkhí đã được phát triển rộng lớn ở cả các nước công nghiệp (Đức, Đan Mạch,Pháp ) và các nước đang phát triển (Trung Quốc, Ấn Độ ) với đa chức năng nhưtrên Những bể phân huỷ truyền thống, xử lý chất thải vật nuôi quy mô gia đình đãđược sử dụng ở Trung Quốc, Ấn Độ và nhiều nước khác Ngày nay Trung Quốc dẫnđầu thế giới trong số các nhà máy KSH với ước tính khoảng 50 triệu hộ gia đình sửdụng KSH Đây chủ yếu là các nhà máy nhỏ, quy mô gia đình và làng Còn ở Ấn

Độ được ước tính có hơn 4 triệu nhà máy KSH [16]

Bảng 1.2: Tài nguyên khí sinh học trên toàn thế giới [14].

Nguồn nguyên liệu Sản xuất khí sinh học

phân huỷ một số lượng lớn phân động vật, phụ phẩm cây trồng, chất thải của các lò

mổ và của công nghiệp chế biến lương thực, bùn cống và rác hữu cơ đã được tách racủa các gia đình Theo số liệu năm 2002, số nhà máy này ở Đan Mạch là 20, trongkhi toàn thế giới có khoảng trên 50 nhà máy, tất cả đều ở Châu Âu Phát triển mớinày đã thành công tốt đẹp KSH đã được sản xuất và sử dụng ở quy mô côngnghiệp Khí được lọc sạch (hàm lượng metan tới 97%) và đưa hoà vào mạng lướicấp khí thiên nhiên để cung cấp cho các hộ tiêu thụ

Người ta ước tính KSH sản xuất từ phụ phẩm của 1 ha trồng ngô có thể đủcho một chiếc xe hơi chạy 70.000 km, gần 2 lần vòng quanh xích đạo trái đất Trênthế giới, năm 2007 ước tính 12.000 xe đang được thúc đẩy với KSH được nâng cấptrên toàn cầu, và dự đoán với 70.000 xe chạy nhiên liệu KSH vào năm 2010 Hầuhết đều là ở Châu Âu (Thụy Điển chiếm nhiều nhất) [15]

1.1.5 Tiềm năng khí sinh học tại Việt Nam

Việt Nam với 80% dân số sống ở nông thôn, nên nguồn khí KSH được xem

là rất dồi dào Đây là một trong những nguồn quan trọng giúp tiết kiệm nguồn nănglượng hóa thạch đang dần cạn kiệt hiện nay

Bảng 1.3: Tiềm năng khí sinh học tại Việt Nam [7].

Nguồn nguyên liệu Tiềm năng

0,7350,109

30,26,5

1 Trâu

2 Bò

3 Lợn

441,438495,8642118,376

0,2210,2481,059

8,810,144,4

Tuy hiện tại, giá thành KSH vẫn cao hơn so với các loại nhiên liệu chế biến

từ dầu mỏ, nhưng với tình hình giá dầu thô tăng cao như hiện nay, khoảng cách đó

sẽ dần bị thu hẹp trong tương lai

Việc sử dụng KSH không chỉ giải quyết vấn đề khủng hoảng năng lượng, màcòn giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường Đây là nguồn năng lượng tái sinh làmgiảm hiệu ứng nhà kính trong bầu khí quyển Tại Việt Nam, việc tìm kiếm nhữngnguồn nhiên liệu sạch với môi trường cũng đã được quan tâm nhiều hơn Trongtương lai, rất có thể KSH cũng sẽ là một sự lựa chọn thực sự thân thiện với môitrường.

Hiện tại, nguồn KSH từ bãi rác chôn lấp, phân động vật, phụ phẩm nông

nghiệp hiện mới đang được ứng dụng trong đun nấu Lí do, vì đây là nguồn nguyênliệu phân tán, nhỏ lẻ Hiện nay, số lượng bể KSH ở Việt Nam đạt 140.000 hầm

KSH tại 53 tỉnh thuộc các vùng khác nhau trong cả nước [4] Tiềm năng lý thuyết

của KSH ở Việt Nam là khoảng 10 tỉ m3/năm (1 m3 khí tương đương 0,5 kg dầu).Hiện tại đang có một số thử nghiệm dùng KSH để phát điện

1.2 Một số công nghệ sản xuất khí sinh học tại Việt Nam

1.2.1 Khái quát về công nghệ khí sinh học

Công nghệ KSH là quá trình ủ phân rác, phân hữu cơ, bùn cống rãnh, để tạo

ra KSH sử dụng trong hộ gia đình hay trong sản xuất

Nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất KSH là ao bùn, phế liệu, phế thảitrong sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp và các hoạt động sống, sản xuất và chế biếnnông - lâm sản Phân động vật và các chất thải rắn như rơm rạ rất thích hợp cho lênmen kỵ khí Vi sinh vật thường hay sử dụng nguồn hữu cơ cacbon nhanh hơn sửdụng nitơ khoảng 30 lần Do vậy nguyên liệu có tỉ lệ C/N là 30/1 sẽ thích hợp nhấtcho lên men kỵ khí Trong thực tế, người ta thường đảm bảo tỉ lệ trên trong khoảng

20 - 40 Phân gia súc có tỉ lệ C/N trong giới hạn này, nên rất thích hợp và được xem

là nguyên liệu chủ yếu để sản xuất KSH Phân người có tỷ lệ C/N là 5/10, như vậy,rất giàu nitơ và khi sử dụng vào làm nguyên liệu cần phải trộn thêm các nguồn giàuxenlulozơ, nghèo nitơ [8]

Bảng 1.4: Khả năng cho phân và thành phần của phân gia súc, gia cầm [8].

Vật

Khả năng cho phân của Thành phần hóa học (% khối lượng

nuôi 500 kg vật

nuôi/ngày

phân tươi)

Thểtích

(m 3 )

Trọnglượngtươi

(kg)

Chấttan dễtiêu

1.2.2 Cơ sở lí thuyết của công nghệ sản xuất khí sinh học

Dựa vào các vi khuẩn yếm khí để lên men phân hủy kỵ khí các chất hữu cơsinh ra một hỗn hợp khí có thể cháy được: H2, H2S, NH3,CH4, C2H2 … trong đó CH4

là sản phẩm khí chủ yếu (nên còn gọi là quá trình lên men khí mêtan)

Quá trình lên men khí meetan có 3 giai đoạn:

 Giai đoạn 1: Biến đổi chất hữu cơ phức tạp thành chất hữu cơ đơn giản.

 Giai đoạn 2: Hình thành acid

 Giai đoạn 3: Hình thành khí mêtan

Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lên men:

 Điều kiện kỵ khí: không có O2 trong dịch lên men

 Nhiệt độ: quy mô nhỏ thực hiện ở 30 - 35ºC, quy mô lớn có cơ khí hóa và tựđộng hóa thực hiện ở 50 - 55ºC

 Độ pH: 6,5 - 7,5 (nếu < 6,4 thì vi khuẩn giảm sinh trưởng và phát triển)

 Tỉ lệ C/N: 30/1 là tốt nhất

 Tỉ lệ pha loãng: tỉ lệ nước/phân dao động từ 1/1 tới 7/1 Tỉ lệ pha loãng đốivới phân bò là 1/1, phân lợn là 2/1 đang được phổ biến nhất

 Sự có mặt của không khí và độc tố: tuyệt đối không có oxy Các ion NH4,

Ca, K, Zn, SO4 ở nồng độ cao có ảnh hưởng tới sinh trưởng và phát triển của vikhuẩn sinh metan

 Đặc tính của nhiên liệu

 Tốc độ bổ sung nguyên liệu: bổ sung đều đặn thì sản lượng khí thu được cao

 Khuấy đảo môi trường lên men: tăng cường sự tiếp xúc cơ chất

 Thời gian lên men: 30 - 60 ngày

1.2.3 Quy trình sản xuất khí sinh học

Quy trình sản xuất KSH tuân theo 3 giai đoạn chính:

 Giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu:

Chọn lọc và xử lí nguyên liệu phù hợp với yêu cầu sau: giàu xenluloza, ítlignin, NH4 ban đầu khoảng 2000 mg/1, tỉ lệ C/N từ 20 - 30, hòa tan trong nước

(hàm lượng chất khô từ 9 - 9,4%, với chất tan dễ tiêu khoảng 7%).

 Giai đoạn lên men: lên men theo mẻ, liên tục hoặc bán liên tục.

 Giai đoạn sau lên men: thu và làm sạch khí.

Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý công nghệ lên men [8].

1.2.4 Công nghệ hầm khí sinh học trên thế giới và Việt Nam

Qua tình hình nghiên cứu và phát triển năng lượng KSH trên thế giới trongnhững năm qua, hiện trạng các hệ thống công nghệ năng lượng KSH trên thế giớicũng như ở Việt Nam được phát triển theo mô hình VACB và ba xu hướng pháttriển công nghệ năng lượng KSH chính như sau:

1 Xu hướng thứ nhất ở các nước công nghiệp phát triển, phần lớn các cơ sởsản xuất KSH triển khai trên quy mô công nghiệp (ở các nhà máy sản xuất KSH cỡlớn) Nguồn nguyên liệu chính được sử dụng là chất thải của các thành phố, các khucông nghiệp và cả các phế liệu nông nghiệp KSH từ các nhà máy này được sử dụnglàm nguyên liệu cung cấp cho các nhà máy hóa chất, hoặc được sử dụng làm chấtđốt phục vụ sinh hoạt

2 Xu hướng thứ hai phát triển trên quy mô bán công nhiệp (ở những bể sảnxuất KSH cỡ vừa) Các bể này phần lớn sử dụng các chất thải của các xí nghiệpthực phẩm làm nguyên liệu Khí sản xuất ra được dùng trực tiếp để cung cấp nănglượng điện (cho các động cơ đốt trong), làm chất đốt sinh hoạt, chế biến nông sản,làm nhiên liệu chạy các động cơ máy nông nghiệp Đại diện cho xu hướng này là

Ấn Độ và một số nước Châu Á

3 Xu hướng thứ ba phát triển trên quy mô các bể phân hủy cỡ nhỏ, phục vụnhu cầu chất đốt sinh hoạt và thắp sáng trong phạm vi từ 1 đến 3 gia đình

Trong đó, ở Việt Nam hiện trạng công nghệ KSH đang ứng dụng mạnh theo

xu hướng thứ 2 và thứ 3 Trong đó xu hướng thứ 3 hiện đang phát triển phổ biến và

đã đem lại những hiệu quả nhất định trong những năm qua

Hầm khí sinh học là thiết bị thực hiện quá trình biến đổi sinh khối thành khísinh học Một trong các yêu cầu quan trọng nhất đối với hầm khí sinh học là phảikín để các chủng vi khuẩn kỵ khí hoạt động bình thường tạo ra metan.

Từ khi bắt đầu tìm ra khí sinh học đưa vào ứng dụng cho tới nay, các môhình khí sinh học đã không ngừng thay đổi nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng nănglượng khí sinh học đã được nhiều quốc gia trên thế giới áp dụng và cải tiến Hiệnnay, trên thế giới cũng như ở Việt Nam đang sử dụng các loại hầm khí sinh học cónắp trôi nổi, hầm có nắp cố định và hầm làm bằng chất dẻo Các loại hầm này đều

có cấu tạo gồm các thành phần chính là:

- Cửa nạp nhiên liệu

- Buồng lên men, phân hủy và tạo khí

- Buồng chứa khí (hệ thu khí gồm: van, đường ống, các thiết bị đo lường)

- Ngăn tháo cặn bùn đã lên men

Hình 1.2: Bể sinh khí hình trụ tròn với bể chứa khí [11].

Hình 1.3: Thiết bị sản xuất khí sinh học túi chất dẻo [11].

Hình 1.4: Hệ thống sản xuất khí mêtan với bể sinh khí hình vòm [11].

Hiện nay, công nghệ khí sinh học theo hai mô hình KT1 (hình 1.5) và KT2(hình 1.6) là khá phổ biến Bên cạnh đó, một số đơn vị có cải tiến các mô hình nàynhư viện khoa học năng lượng…nhằm nâng cao hiệu quả của việc sử dụng nănglượng khí sinh học Dự án áp dụng công nghệ khí sinh học nắp cố định vòm cầukiểu KT1 và KT2 có thể tích phân giải từ 4,2 m3 đến 48,8m3

Kiểu KT1 được ứng dụng tại những vùng có nền đất tốt, mực nước ngầmthấp, có thể đào sâu và diện tích mặt bằng hẹp

Hình 1.5: Thiết bị khí sinh học nắp cố định kiểu KT1 [1].

Kiểu KT2 phù hợp với những vùng có nền đất yếu, mực nước ngầm cao, khóđào sâu và diện tích mặt bằng rộng

Hình 1.6: Thiết bị khí sinh học nắp cố định kiểu KT2 [1].

1.2.5 Ứng dụng - lợi ích của khí sinh học

1.2.5.1 Ý nghĩa kinh tế

 Sản xuất nguồn năng lượng sử dụng tại chỗ :

Bằng cách thu gom khí sinh học và sản xuất năng lượng cho nông trại, ta cóthể giảm thiểu hoặc loại bỏ các khoản chi phí vào năng lượng hàng tháng Điệnnăng được sản xuất từ việc sử dụng khí sinh học thông qua một máy phát điện vàđược dùng để đun nấu hoặc thắp sáng Năng lượng nhiệt dùng để làm nóng nước

hoặc sưởi ấm nhà cửa thu được qua một hệ thống tạo nhiệt nối với máy phát điện

Ngoài việc giải quyết vấn đề chất đốt, một lượng lớn lao động trước đâydùng để kiếm củi và vận chuyển than, bây giờ có thể đưa vào sản xuất nông nghiệp

Mỗi hộ gia đình có hầm khí sinh học mỗi tháng tiết kiệm từ 80.000 - 100.000đồng tiền mua nguyên liệu đốt, và khoảng 2 - 3 năm là thu hồi vốn đầu tư một hầmkhí sinh học Việc giảm nhu cầu đun củi đã tránh được nạn phá rừng và tăng thêmdiện tích rừng.

Dựa trên cơ sở nhiệt trị của khí sinh học Hesse (1982) ước tính rằng 1 m3 khísinh học đủ để [13] :

- Cung cấp một điện năng khoảng 1,25 kWh

- Cung cấp năng lượng để nấu ăn ngày 3 buổi cho gia đình 6 người

- Thắp sáng trong vòng 7 giờ (độ sáng tương đương đèn 60 W)

- Chạy 1 tủ lạnh 1 m3 trong 1 giờ

- Chạy một lò sưởi 1 m3 trong nửa giờ…

Như vậy 1 m3 khí sinh học tương đương với 0,4 kg dầu diesel; 0,6 kg dầuhỏa; 0,8 kg than

Hình 1.7: Năng lượng sản sinh của 1 m 3 khí sinh học.

 Cung cấp chất dinh dưỡng :

Các chất dinh dưỡng (N, P, K) hiện diện trong chất thải thường tồn tại dướidạng phức chất và rất khó hấp thụ bởi cây trồng Sau khi phân hủy ít nhất 50% Nhiện diện dưới dạng NH4 , có thể thực hiện quá trình nitrate hóa tạo thành NO3 Vì

vậy quá trình phân hủy sẽ tăng độ hữu dụng của N trong các hợp chất hữu cơ từ 30 60%, hàm lượng P, K không thay đổi trong quá trình phân hủy.

Cung cấp phân hữu cơ giàu dinh dưỡng cho trồng trọt: có thể dùng để tướitiêu lên các luống rau và xung quanh cây ăn quả hoặc có thể đào mương dẫn trựctiếp ra đồng ruộng

- Cung cấp thức ăn bổ sung cho chăn nuôi: khi các chất hữu cơ phân hủy kịkhí, một phần quan trọng được chuyển hóa thành các axit amin mới do quá trìnhtăng trưởng sinh khối của các vi khuẩn

- Nuôi thủy sản: khi bã thải được đưa vào ao, các chất dinh dưỡng kích thích

sự phát triển của các thực vật phù du (tảo) và các động vật phù du (thủy tức, giápxác…) là nguồn thức ăn cho cá

Hình 1.8: Sơ đồ tổng quát quy trình sản xuất phân hữu cơ vi sinh.

1.2.5.2 Ý nghĩa môi trường

- Ổn định chất thải: các phản ứng sinh học xuất hiện trong quá trình phân hủyyếm khí sẽ làm giảm nồng độ của các chất hữu cơ từ 30 - 60% và ổn định bùn cóthể làm phân bón và cải tạo đất

- Giảm mùi hôi: hệ thống khí sinh học có khả năng làm giảm những mùi khóchịu từ những bãi chứa phân

- Giảm sự ô nhiễm nguồn nước mặt và nước ngầm

- Cải thiện sức khỏe cộng đồng…

1.3 Tổng quan về khu vực nghiên cứu

1.3.1 Điều kiện tự nhiên

 Đặc điểm khí hậu:

- Khu vực nằm trong vùng Đông Bắc Bộ, chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệtđới gió mùa với hai mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô

- Nhiệt độ trung bình năm khoảng 23oC

- Số giờ nắng trong năm trung bình trên 1100 giờ

- Lượng mưa trung bình trong năm đạt 1800mm [3]

1.3.2 Điều kiện kinh tế - xã hội

 Sản xuất nông nghiệp:

 Sản xuất lương thực: tổng diện tích gieo trồng của cả xã năm 2011 đạt 320

ha Trong đó: vụ chiêm gieo cấy 160 ha tăng 0,5 ha so với vụ chiêm năm 2010 (đạt100% kế hoạch), năng suất trung bình ước đạt 63 tạ/ha (đạt 107% kế hoạch), trong

đó lúa chất lượng cao và lúa cao sản là 124 ha Sản lượng lương thực ước đạt 1008tấn, tăng 150,2 tấn so với vụ chiêm năm 2010 [12]

- Vụ mùa gieo cấy đạt 155 ha đạt 111% kế hoạch, năng suất đạt 47,2 tạ/ha Sảnlượng đạt 731,6 tấn tăng 110,3 tấn so với vụ mùa năm 2010

- Vụ đông gieo trồng 5 ha, không đạt so với mục tiêu đề ra, gồm: cây khoaitây, khoai lang và rau mầu các loại

- Tổng sản lượng lương thực cả năm ước đạt 1811,6 tấn, tăng 260,5 tấn so vớinăm 2010 Bình quân lương thực 420 kg/người/năm

 Công tác thủy lợi nội đồng: đào đắp, đường bờ vùng bờ thửa được 720 m3.Rải đá cấp phối 574 m3 Nạo vét kênh mương, khơi thông dòng chảy 3200 m [12]

 Chăn nuôi và công tác phòng chống dịch bệnh: chăn nuôi phát triển ổn định,công tác phòng, chống dịch bệnh cho đàn gia súc, gia cầm được quan tâm thườngxuyên, không để dịch bệnh lớn xảy ra trên địa bàn xã Ban chỉ đạo đã triển khai thựchiện nghiêm túc các biện pháp phòng chống dịch bệnh, tăng cường công tác tuyêntruyền sâu rộng cho nhân dân hiểu sự nguy hại của dịch bệnh Phổ biến các biệnpháp phòng chống dịch bệnh để nhân dân chủ động phòng, chống

Bảng 1.6: Số liệu thống kê chăn nuôi qua các năm 2010 và năm 2011[12] Năm

 Sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, dịch vụ:

Toàn xã có 190 hộ gia đình tổ chức sản xuất công nghiệp, tiểu thủ côngnghiệp và kinh doanh dịch vụ gồm: 35 nhà hàng ăn uống, 2 nhà nghỉ, 8 nhà trọ, 27 ô

tô vận tải, 3 cơ sở chế tác đá, 12 máy xay xát gạo, 8 xưởng mộc, 2 quán internet, 3cửa hàng điện tử, 90 hộ kinh doanh các mặt hàng tạp hóa nhỏ lẻ khác [12]

1.3.3 Văn hóa - xã hội

 Văn hóa thông tin:

Tổ chức tốt các hoạt động văn hóa, văn nghệ, thể thao tại các thôn, xóm, cáchoạt động lễ hội văn hóa diễn ra an toàn

Toàn xã có 2 câu lạc bộ tâm năng dưỡng sinh phục hồi sức khỏe dành chocác cụ người cao tuổi của thôn Đồng Xuân và thôn Vũ Đại vẫn duy trì, hoạt độngtốt, phong trào đi bộ được phát huy

Phối hợp với các ban ngành đoàn thể, các ban mặt trận cơ sở bình xét được

798 hộ gia đình văn hóa 3 năm liền từ 2009 - 2011

 Chính sách xã hội [12]:

Làm tốt công tác quản lý hồ sơ các đối tượng hưởng chế độ chính sách xãhội, chi trả trợ cấp thường xuyên cho 126 đối tượng là 1.675.000.000 đồng đảm bảođúng, đủ, kịp thời, chính xác

Đối tượng hưởng bảo trợ xã hội: là người cao tuổi, người tàn tật, người tâmthần, người đơn thân nuôi con nhỏ Thực hiện chi trả đầy đủ kịp thời chính sách ansinh, xã hội của nhà nước như chi trả tiền điện cho hộ nghèo, chi phí học tập cho

con em hộ nghèo, trao tặng ti vi cho 3 gia đình có hoàn cảnh đặc biệt khó khăn…Quản lý tốt quỹ đền ơn đáp nghĩa chi tiêu đảm bảo đúng mục đích và quy định, chủyếu là mua quà thăm hỏi đối tượng chính sách ốm đau và qua đời.

Chỉ đạo thực hiện tốt công tác giải ngân vốn vay đối với các hộ nghèo thiếuvốn sản xuất, vốn vay học sinh - sinh viên Tổng dư nợ toàn xã đến nay là6.929.340.000 đồng với 414 hộ vay Trong đó số tiền cho học sinh - sinh viên vay là4.185.340.000 đồng, vốn vay hộ nghèo là 1.507.000.000 đồng, vốn vay xuất khẩulao động 140.000.000 đồng, vốn vay nước sạch vệ sinh môi trường là 827.000.000đồng, vốn vay giải quyết việc làm là 230.000.000 đồng, vốn vay xây dựng nhà ởcủa hộ nghèo là 40.000.000 đồng

Trong năm 2011 ngân sách xã chi 250.000.000 đồng cho sự nghiệp phát triểnnông thôn mới, chi 10.000.000 đồng cho việc dọn bãi rác thải, vệ sinh môi trường.Bước đầu thực hiện việc thu phí bảo vệ môi trường đối với người dân

Công tác lao động việc làm: tổ chức khảo sát điều tra cung cầu lao động toàn

xã có 1827 người trong độ tuổi lao động có việc làm Tổ chức một lớp học nghềmóc sợi- đính hạt cườm cho 50 học viên là phụ nữ trong thời gian nhàn rỗi

 Công tác y tế, dân số, gia đình trẻ em:

 Y tế: trạm y tế làm tốt công tác khám chữa bệnh, chăm sóc sức khỏe ban đầucho nhân dân, năm 2011 có 3770/2517 lượt người đến khám chữa bệnh đạt 144%tăng 12% so với năm 2010

- Công tác tiêm chủng mở rộng: 100% các bà mẹ có thai được tiêm AT(Tetanus Antitoxin), 100% trẻ em trong độ tuổi được tiêm chủng đầy đủ, 100% trẻ

em từ 6- 36 tháng tuổi được uống Vitamin A, số trẻ bị suy dinh dưỡng là 58 cháu

- Công tác vệ sinh môi trường - vệ sinh an toàn thực phẩm: tổ chức các hộinghị họp với các đội vệ sinh môi trường của thôn triển khai về công tác thu gom,vận chuyển xử lý rác thải Đến nay, có 2/3 địa bàn có đội thu gom rác thải, xử lýmột số hộ chăn nuôi trong khu dân cư gây ảnh hướng xấu tới môi trường Năm

2011 trạm y tế cùng với trung tâm y tế huyện Gia Viễn tổ chức kiểm tra các nhàhàng ăn uống và cấp giấy chứng nhận đủ điều kiện vệ sinh an toàn thực phẩm cho 9nhà hàng

 Công tác dân số:

- Tổ chức tham gia lễ ra quân chiến dịch truyền thông dân số lồng ghép dịch

vụ kế hoạch hóa gia đình của huyện Gia Viễn Tổ chức 2 đợt chiến dịch truyềnthông dân số lồng ghép dịch vụ kế hoạch hóa gia đình năm 2011 tại địa phương đạtkết quả tốt, tổ chức hội nghị tư vấn cộng đồng cho 250 lượt người đối tượng là phụ

nữ có chồng đang trong độ tuổi sinh đẻ

- Biến động dân số: tổng số sinh năm 2011 là 54 cháu, tăng 4 cháu so với năm

2010, tổng số tử là 14 người Tỷ lệ tăng dân số tự nhiên là 9,6‰

1.3.4 Nhận xét về tình hình phát triển kinh tế - xã hội

Công tác bảo vệ môi trường trong khu dân cư còn nhiều bức xúc chưa đượckhắc phục

An ninh trật tự, an toàn xã hội tuy ổn định nhưng tình hình diễn biến có chiềuhướng phức tạp, các vụ việc tính chất ngày càng nghiêm trọng

Năng lực công tác và ý thức trách nhiệm của một số cán bộ, công chức vẫncòn mặt hạn chế, chưa đạt yêu cầu do một người phải phụ trách nhiều công việc

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU2.1 Mục tiêu nghiên cứu

Đánh giá toàn diện tác động của công trình KSH về: sản lượng, hiện trạng sử

dụng, năng lượng, vệ sinh môi trường, nông nghiệp, kinh tế - xã hội và mối liên quan của những tác động đó với việc sử dụng công trình KSH của các hộ dân ở xã

Gia Xuân

2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu khóa luận tại xã Gia Xuân - huyện Gia Viễn - tỉnh Ninh Bìnhđược tiến hành khảo sát thông qua 3 nhóm đối tượng từ 22/2/2012 đến 18/5/2012:

1 Người sử dụng KSH và người sử dụng KSH tiềm năng: thực hiện cuộckhảo sát chi tiết theo bảng câu hỏi và có được các thông tin của mỗi hộ gia đình vềcác vấn đề kỹ thuật và hỗ trợ

- Kiến thức của người chăn nuôi về lợi ích của công trình KSH, hoạt động của

nó, và tình hình sử dụng các sản phẩm KSH

- Chất lượng của công trình KSH

- Chất lượng của các thiết bị sử dụng KSH

- Chất lượng dịch vụ được cung cấp bởi chương trình KSH như: đào tạo, xây dựng, kiểm soát chất lượng, dịch vụ

2 Lãnh đạo chính quyền địa phương, thu thập thông tin cơ bản về sản xuấtnăng lượng, nông nghiệp, chăn nuôi, kinh tế - xã hội, môi trường, và khả năng tiếpcận của người chăn nuôi về KSH

3 Các tổ chức chính trị - xã hội: hội phụ nữ, hội cựu chiến binh, hội nôngdân, hội thanh niên

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp kế thừa

Thu thập, tổng quan tài liệu, kế thừa các kết quả về hiện trạng kinh tế, xã hộicủa xã Gia Xuân

2.3.2 Phương pháp phân tích tổng hợp và xử lý số liệu

Các thông tin thứ cấp được thu thập từ các nguồn sau: các cơ quan chínhphủ, Bộ, ngành, tổ chức quốc tế, các cơ quan nghiên cứu, trường đại học, các tạpchí khoa học, các tài liệu và số liệu của văn phòng dự án…

Các số liệu thu thập được về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và các thôngtin về tình hình sử dụng năng lượng khí sinh học ở xã Gia Xuân sẽ được chọn lọc,phân tích, tổng hợp và xử lý phù hợp với mục tiêu đề tài nghiên cứu Từ đó, lập ra

đề cương chi tiết cho công tác thực địa để bổ sung, cập nhật tài liệu, số liệu mớinhằm đảm bảo tính thời sự và thực tiễn phục vụ cho quá trình nghiên cứu của đề tài.Ngoài ra, tác giả còn thu thập tài liệu, tranh ảnh, bản đồ và các tư liệu khác liênquan đến hoạt động phát triển nông nghiệp - nông thôn

2.3.3 Phương pháp điều tra khảo sát thực tế

Đây là một phương pháp không thể thiếu trong nghiên cứu môi trường Từnhững quá trình khảo sát thực địa, tác giả đã có cái nhìn tổng quan về mọi mặt của

xã Gia Xuân, đặc biệt quan tâm đến hiện trạng sử dụng và tiềm năng của nănglượng khí sinh học Phương pháp điều tra, khảo sát được thực hiện theo các bước:

- Lựa chọn (xác định) vấn đề cần điều tra, khảo sát;

- Tổng kết lại các nghiên cứu trước đây và lựa chọn khuôn khổ tiếp cận phù hợp;

- Lập kế hoạch điều tra, khảo sát;

- Chọn mẫu khảo sát;

- Thu thập và phân tích dữ liệu;

- Diễn giải kết quả;

- Xử lý kết quả điều tra, khảo sát

2.3.4 Phương pháp thống kê

Phương pháp so sánh đối chiếu; phương pháp loại trừ nhằm phân tích cácthông tin định tính, định lượng đưa ra các thông tin cần thiết phục vụ cho mục đíchnghiên cứu Phần mềm hỗ trợ trong phân tích thống kê: Excel, Mapinfo

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 Đánh giá tiềm năng sản lượng khí sinh học tại xã Gia Xuân

Trong thời kì công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước, xã Gia Xuân đangngày càng phát triển công nghiệp - nông nghiệp, thương mại và dịch vụ Với xu thếnày thì ngành chăn nuôi gia súc, gia cầm vẫn tiếp tục phát triển

Tuy nhiên, sự phát triển càng mạnh thì lượng chất thải thải ra trong quá trìnhsản xuất ngày càng nhiều Đây chính là nguồn gốc phát sinh dịch bệnh cho người vàgia súc Hiện trạng chất thải trong sản xuất nông nghiệp, tiểu thủ công nghiệp và rácthải trong sinh hoạt của người dân chưa được quan tâm xử lý

Chăn nuôi được coi là một trong những nguyên nhân lớn gây ra ô nhiễm môitrường Thực tế là người dân chưa nhận thức được đây là tác nhân gây ra các bệnhtruyền nhiễm Giải pháp khắc phục tổng thể là quy hoạch lại ngành chăn nuôi, songcòn nhiều khó khăn, do nhiều rào cản khác nhau Ngoài ra, một lượng sinh khốikhổng lồ đó là rơm rạ từ ngành sản xuất trồng lúa bị mang đi thiêu đốt sau sản xuất.Việc làm này không những lãng phí tài nguyên mà còn góp phần không nhỏ tăng tỉ

lệ CO2 trong khí quyển gây ô nhiễm môi trường

Các nguyên liệu hữu cơ có hàm lượng chất khô khác nhau Hàm lượng chấtkhô phụ thuộc nhiều yếu tố như tuổi của nguyên liệu, điều kiện sinh trưởng của câycối, điều kiện nuôi dưỡng của vật nuôi Đối với nguyên liệu là chất thải (gồm phân

và nước tiểu) động vật, phân thường có hàm lượng chất khô vào khoảng 18 - 40%,nước tiểu có hàm lượng chất khô vào khoảng 5 - 10%

Bảng 3.1: Sản lượng lý thuyết của một số nguyên liệu phổ biến [6].

Chất thải của gia cầm 264,5 233,2 497,7

Chất thải của trâu bò 206,2 170,3 376,5

Hiện nay, trên địa bàn xã Gia Xuân có 2 nguồn nguyên liệu sử dụng choCTKSH: từ phụ phẩm nông nghiệp (rơm, rạ) và chất thải động vật (gia súc, gia cầm,người).

3.1.1 Sản lượng khí sinh học tiềm năng từ phụ phẩm nông nghiệp (rơm, rạ)

Tổng diện tích gieo trồng của xã Gia Xuân năm 2011 là 320 ha (tr,18)

Về lý thuyết, 1 ha lúa cho khoảng 6 tấn rơm rạ khô [2].

3.1.2 Sản lượng khí sinh học tiềm năng từ chất thải động vật

Công thức tính sản lượng tiềm năng khí sinh học từ chất thải động vật trong

1 năm là:

SLTNKSH = SLLT Lượng chất thải hàng ngày Hàm lượng chất khô

của chất thải Số cá thể 365 (1)

Trong đó:

- Đổi 1 năm = 365 ngày

- SLTNKSH: sản lượng tiềm năng khí sinh học trong 1 năm

- SLLT: sản lượng khí lý thuyết đạt được (lít/kg chất khô)

- Số cá thể: tổng số lượng động vật và người của xã Gia Xuân

- Lượng chất thải hàng ngày: bao gồm cả phân và nước tiểu của động vật (kg/ngày/cá thể)