Đánh giá tình hình sử dụng hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi tại xã Thanh Ninh huyện Phú Bình tỉnh Thái Nguyên và đưa ra các giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng hầm Biogas (Khóa luận tốt nghiệp)

Đánh giá tình hình sử dụng hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi tại xã Thanh Ninh huyện Phú Bình tỉnh Thái Nguyên và đưa ra các giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng hầm Biogas.Đánh giá tình hình sử dụng hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi tại xã Thanh Ninh huyện Phú Bình tỉnh Thái Nguyên và đưa ra các giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng hầm Biogas.Đánh giá tình hình sử dụng hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi tại xã Thanh Ninh huyện Phú Bình tỉnh Thái Nguyên và đưa ra các giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng hầm Biogas.Đánh giá tình hình sử dụng hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi tại xã Thanh Ninh huyện Phú Bình tỉnh Thái Nguyên và đưa ra các giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng hầm Biogas.Đánh giá tình hình sử dụng hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi tại xã Thanh Ninh huyện Phú Bình tỉnh Thái Nguyên và đưa ra các giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng hầm Biogas.Đánh giá tình hình sử dụng hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi tại xã Thanh Ninh huyện Phú Bình tỉnh Thái Nguyên và đưa ra các giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng hầm Biogas.Đánh giá tình hình sử dụng hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi tại xã Thanh Ninh huyện Phú Bình tỉnh Thái Nguyên và đưa ra các giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng hầm Biogas.

L I C

U ban nhân dân xã Thanh Ninh, huy n Phú Bình, t nh Thái Nguyên o

u ki n, em trong s t quá trình th c t p t i xã

V i lòng kính tr ng và bi c, em xin bày t lòng bi

ng d n em t n tình trong quá trình h c t p và hoàn thi tài này

nhi t tình truy n th cho em nh ng ki n th c quý báu trong quá trình em h c

g ng h t snghi m và ki n th c còn h n h p nên ch c ch n không tránh kh i sai sót và

Xin chân thành c

Sinh viên

Nguy n Th Hoa

DANH M C CÁC B NG

B ng 2.1: Thành ph n trung bình c a các lo c ti u gia súc 6

B ng 2.2: Thành ph n khí trong h n h p khí Biogas 6

B ng 2.3: N t a m t s ch c h i 11

B ng 4.1: S u tra 41

B ng 4.3: Ngu n thông tin mà i dân bi t v công ngh biogas 42

B ng ch t th i trung bình c a gia súc 41

B ng 4.4: V trí xây d ng h m biogas c a các h 43

B ng 4.5:Lí do l t h m c a các h 44

B ng 4.6: Các ki i dân s d ng 45

B ng 4.7: Chi phí l t biogas c a các h dân 46

B ng 4.8: Lo i b p s d ng biogas c a các h 47

B ng 4.9: Th i gian n ng biogas 48

B ng khói trong nhà b p so v c 49

B ng 4.11: Mùi trong nhà b p so v c 49

B n tr n c Nguy i 52

B ng 4.1 n tr n c Nguy n: 56

DANH M C CÁC HÌNH

Hình 2.1: V trí h m biogas quy mô h 12

Hình 2.2: Mô hình h th ng thu khí biogas áp d i v i h bi t lo i hình (a) tròn và hình tr (b) .14

Hình 2.3: Mô hình h m biogas xây b ng g ch trong th c t 15

Hình 2.4 mô t quá trình phân hu thành khí biogas 16

Hình 2.5: Hình nh v thi t b thu khí ki u KT1 và KT2 25

Hình 2.6: Thi t b khí sinh h c n p c nh ki u KT.1 25

Hình 2.7 :Thi t b khí sinh h c n p c nh ki u KT.2 26

Hình 2.8: Hình nh v mô hình xây biogas ki u KT2 26

Hình 2.9: C u t o c a thi t b KSH n p c nh vòm c u 27

Hình 2.10: Mô hình h m biogas h 29

Hình 2.11 H m n p vòm c nh Trung Qu c 31

Hình 2.12 Túi b ng plastic 31

Hình 3.5: Bi v trí l t h m c a các h 44

Hình 3.6: Lí do l t h m biogas 45

Hình 3.7: Bi lo i b p s d ng cho biogas c a các h 47

Hình 3.8: Bi th i gian n a các h 48

anh Nguy i Error! Bookmark not defined Hình 3.10: Bi ánh giá hi n tr ng các ch c th n

c n Error! Bookmark not defined.

M C L C

PH N 1: M U 1

1.1 1

1.2 2

1.2.1 M c tiêu chung 2

1.2.2 M c tiêu c tài 2

1.3 2

1.4 : 3

PH N 2:T NG QUAN TÀI LI U 4

2.1 4

2.1.1 4

pháp lý 18

2.2 20

2.2.1 Tình hình ng d ng công ngh Biogas trên th gi i 20

2.2.2 Tình hình ng d ng công ngh biogas Vi t Nam 22

PH N 3: , 32

3.1 32

3.1.1 32

3.1.2 32

3.2 32

3.3 32

3.4 32

3.4.1 th a .32

3.4.2 32

3.4.3 33

3.4.4 i chi u 33

PH N 4: K T QU NGHIÊN C U VÀ TH O LU N 34

4.1 , h, , .34

4.1.1 .34

u ki n kinh t - xã h i 37

4.2 Th c tr ng áp d ng h m biogas c a xã Thanh Ninh 40

4.2.1.K t qu kh a bàn xã 41

i nông dân bi n biogas 41

4.2.3 M t b xây d ng chu ng tr i và l t h m biogas 43

i dân l t h m 44

4.2.5 Các ki a bàn 45

4.2.6 Chi phí l t 45

4.2.7 Tình hình s d ng biogas 46

c th c và sau h m biogas 51

c th n c ng Trong - Thanh Ninh- Phú Bình - Thái Nguyên .51

c th n c ng Trong, thanh ninh- Phú Bình- 55

n l i c i dân khi l t biogas 60

4.3.3.1 Thu n l i 60

60

4.4.Gi i pháp 60

PH N 5: K T LU N VÀ KI N NGH 67

5.1 K t lu n 67

5.2 Ki n ngh 68

TÀI LI U THAM KH O 70

1.1

không ph i ch riêng m i qu c gia mà tr thành v toàn c c tình

tìm nhi u lo ng khác nhau, nh ng tái l p M t trong

h y rác h

ng khí sinh h c hay còn g i là Biogas c ta, vi c nghiên c u ng d ng r ng rãi công ngh khí sinh h c là m t gi i pháp ch

y gi i quy t tình tr ng ô nhi ng, cung c p ngu n ch t, ti t

ki ng r t hi u qu các vùng nông thôn Nhu c u s d ng công

n v i quy mô l n.Phú Bình là m t trong nh ng huyên

c a t nh Thái Nguyên, s n xu t nông nghi p v n là ch y u, công nghi p,

h xã Thanh Ninh- huy n Phú Bình - t nh Thái Nguyên,

n nh t xa v i 1500 con heo, 850 con bò Vì th vi c

qu n lý ch t th i t gia súc c n m t t ng h p các bi n pháp k thu t, giáo

p ph m r ng quy mô còn ch m

m r ng quy mô và ph m vi áp d ng mô hình bioga có hi u qu thì công

vi c nghiên c u v biogas là r t quan tr ng vì v tài " ánh giá tình

hình s d ng h m biogas trong x lý ch t th t i xã thanh ninh, huy n phú bình, t a ra các gi i pháp nâng cao

hi u qu s d ng h m biogas" trong s n xu t nông nghi p là r t c n thi t.

1.2

1.2.1 M c tiêu chung

hi n tr nh s d ng mô hình biogas xã Thanh Ninh huy n

là thành ph n c a nó t n t i các ch t khác, mà các ch t này có th gây h i cho

khó kh c ph c mà ph i phòng tránh t u

c th i công nghi p c th i t ng

c th i th m qua c th m vào h th ng ng b ng nhi u cách khác nhau, qua các kh p n i, các ng có khuy t t t ho c thành hgas hay h xí

2.1.1.2 T ng quan công ngh biogas trong nông nghi p

a Ngu n nguyên li u thô trong quá trình s n xu t biogas

- c tính chung c a nguyên li u biogas (khí sinh h c) là m t lo i khí

c sinh ra khi ch t th ng v t và các ch t h ph m nông nghi p) b u ki n k khí vi sinh v t phân h y các ch t t ng

h p và c sinh ra bioga là m t h n h p bao g m metan, cacbon dioxit,

hóa sinh h t o biogas kh ng ch t th i phát sinh có s khác nhau,

5 H2S 0 1

b Các y u t lý hóa n quá trình phân h y sinh h c

Quá trình chuy n hóa các ch t h c th c hi n các nhóm vsv các vsv này s d ng m t s làm ch t xúc tác cho ph n

n t c a ph n ng sinh kh i bao g m nhi , PH, t lC/N u ki n dinh d ng, y u t c c a các thành ph n d ng v t, t c

ng c a các y u t này xét trên khía c c trình bày chi ti

Trong quá trình phân h y t o biogas, nhi ng t i t c a

ph n ng sinh h hòa tan c a các kim lo i n hòa tan c a co2 và

u này h y ra vì h u h t các lo i vi khu n tham gia vào quá trình chuy n hóa biogas ch ho t kho ng nhi

nh nh, ba kho ng nhi mà vi khu n ho ng hi u qu nh t là:

kho ng 25- 37oC và vi khu t 55oC là quan tr ng nh t vì quá trình phân h y y m khí s d ng l i khi nhi th oC.

các tác nhân gây b nh N u y u t an toàn v sinh và s c kh c xem xét

n thì các giá tr này ph i l ng giá tr nh nh t

Qúa trình phân h y ho c lên men c a các ch t h u ki n k

trong th quá trình phân h y di n ra hoàn toàn

HCO3-+ CH3COOH <=> H20 + CO2+ CH3COO

-Dãy pH t m n m trong kho ng trung tính(6,8-7,4) Khi

t l t quá kh n metan hóa có

v n hành c n b ki m cho h m phân h y l y t ngu n bên ngoài

S i pH s làm n tính nh y c m c a các enzym Các VSV và enzym c a chúng r t nh y c m khi pH b l ch kh i dãy pH t i

v i vi khu c l i v i amonia t do N NH3 m c 100ppm s r t

c và có th là nguyên nhân gây h ng h m

- T l C/N

v i n thích h p Cacbon và nito là nh ng thành ph ng chính

c a vi khu n k khí Ngu n C s cung c ng cho ho ng vi

Khái ni m n c quan tâm t r t s m v i ngu t là phân bò t lC/N kho ng 15:1 - 25:1

t ng h p protein c a chúng và s ph n ng v i

ng C còn l i trong nghuyên li ng khí biogas sinh ra s th p

m t y u t gây c n tr ho ng c a vi khu n metan hóa.

Các vi khu n axit hó và vi khu u c n t l C/N :25-30:1 cho quá trình ho ng t c dù các lo i ch t h

phân h y ph m b t t l C/N kho ng 25-30:1

- Thành ph m trong nguyên li u vào

c là nhu c u c n thi t cho s s ng và ho ng c a vi sinh v t

ng c n thi t cho s di chuy n c a vi sinh v t ho t

ng c a các enzym n i bào và th y hóa các polyme sinh h c t u ki n cho quá trình phân h y

Tuy nhiên vi c duy trì quá nhi c trong h m phân h y s

amonia Ch t kháng sinh s d ng trong th ng v t ho c khi tiêm

b ng 2.3

m t ngu n nhiên li u cung c p cho các ho ng sinh ho n xu t.

Khí biogas: hay còn g i là khí sinh h c là m t d ng khi mà các ch t h ng v t ho c các s n ph m c a nông nghi p) lên men

u ki n không có không khí (quá trình y m khí), vi sinh v t phân hucác 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 sunphat (H2S) Thành

ph n ch y u c a khí sinh h c là Metan (chi m 60% -70%) và Cacbon dioxit

(chi m 30%-40%) Nhìn v c r ng: 1m3 khí

3,47 kg g , 0,45 kg khí ga hoá l

13 kg nhiên li u phân gia súc và còn nhi c tính khác n a, khí biogas hoàn

Hình 2.1: V trí h m biogas quy mô h

Theo công ngh càng ngày càng phát tri n, khí biogas có th c s n

xu t t ngu n nguyên li u khác nhau, x c ch t th i phát sinh mà v n

2.1.1.3 c v c u t o và ho ng c a biogas

a Các 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 c áp d ng các

n là nh ng thi t b n, ho ng theo ch n p

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

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:

Hình 2.2: Mô hình h th ng thu khí biogas áp d i v i h

t Nam Mô hình h m biogas ph bi n trong

Mô hình c du nh p t Cô-lôm-bia V c u t o, túi biogas

c c u t o b i 2 - 3 l p túi ni-lông l ng vào nhau làm m t, dài 7 - 10 m,

Túi d tr có nhi m v thu và gi khí sinh h c t túi d n t i b p

s d ng Mô hình này có nh ng thu n l i là r ti n, d l t, d s d ng,

Khí Biogas

Quá trình thu phân

Quá trình axit hoá

Quá trình axetic hoá

Quá trình Mêtan hoá

phân hu Nguyên li c n p vào tr n l n v c s bi i thành các

ch t hoá h c khác nhau nh vào các nhóm sinh v t khác nhau

c L i ích c a công ngh biogas trong nông nghi p

n cho cho các nhà máy s n xu t

- Biogas r t d cháy có th thay th cho c m n n phá

r ng nh ng vùng nông thôn nhi i, gián ti p h n ch ng do thiên

ng th i góp ph n c i thi u ki n làm vi c c i ph nnông thôn ti t ki c th i gian

m t h xây d ng công trình biogas c 10 m3

cho sinh ho t hàng ngày và có th ch y bình nóng l nh gá, th p sáng ho c

ch y máy n gi m chi t i thi u cho h t i thi u kho ng

khu ch n khu v sinh s ti t ki c ti n xây b t ho i.

- V ng: Phân gia súc gia c c t p trung vào b n p r i

giun, sán m m b c t p trung vào b n p và b tiêu di t

ng xung quanh

Trong nông nghi p, khi phân gia xúc gia c m n p vào b m t ph n

m n i b t c a mô hình biogas là so v i l i ích v m t kinh t - xã h i

phát tri n trên di n r ng L i ích c a công ngh khí sinh h c r ng và phong phú, n i nông dân m nh d n ti p c n công ngh m i và ng

h p v i vi c b o v ng nông thôn m t cách b n v ng

Nói tóm l i ta th y rõ ràng nh ng l i ích mà biogas mang l i là r t l n

i ích t biogas là r t cao Không m t ai than phi n v vi c khi có

thoáng

pháp lý.

- Lu t BVMT s 55/2014/QH13 c Qu c h c CHXHCNVN khóa XIII k h p th 7 thông qua ngày 23/06/2014 và có hi u l c thi hành t

nghi p & Phát tri nh v Ban hành Quy chu n k thu t qu c

71/2011/TT- a BNông nghi p và Phát tri n Nông thôn.

- QCVN 40:2011/BTNMT Quy chu n k thu t qu c gia v ch ng

c th i s n xu t Do Ban so n th o quy chu n k thu t qu c gia v ch t

c, biên so n thay th QCVN 24:2009/BTNMT, T ng c c Môi

ng, V Khoa h c và Công ngh , V Pháp ch trình duy c ban

2.2

2.2.1 Tình hình ng d ng công ngh Biogas trên th gi i

nhi c trên th gi

ngu ng khí sinh h c v i m c tiêu khai thác toàn di n các l i ích

chi phí th p nh t cho các vùng h o lánh, t o ra các ho ng

- Trung Qu c: Trung Qu t l ch s ng v vi c s

d ng tái t o cho vi c phát tri n nông thôn v i m t s ng trình

có t m c l n nh t th gi i v khí sinh h c Theo s li u th ng kê c a Bnông nghi p Trung Qu

công trình khí sinh h c c p cho 5,59 tri d n v i công su t 866KW, s n xu t th i 24.900 t n phân bón và 700 t n th c

i cu

2000 b c l n và 8,5 tri u h m

Trong nh d

c phát trienr r t nhanh Trung Qu c bi t nh ng b

- c: Vi c xây d ng công trình khí sinh h 100 thi t b

lên 200 thi t b 00 h u h t các công trình này có th tích phân

h y t 1000 t i 1500m3, công su n 150 m3 Có trên 30 công trình quy mô l n v i th tích phân h y 4000 t i 8000 m3 Khí sinh h c s n xu t ra

su n là 20, 150, 200 và 500KWe

- Nepal: S c tiêu th ng truy n th ng t i các h

T ng s mô hình Biogas l t 104 080

p" Trong th i gian này có t ng s t v i

r t nhi u nghiên c c th c hi n t p trung vào công ngh biogas.

án liên k t v i chính ph vi tr nông dân xây d ng

sinh thái; 27.000 h m vào cu

m r ng ra trên 50 t nh thành trong s 64 t nh thành c a vi t nam v i s

ng kho ng 14.000 h m hi n nay trên c c có kho ng 150.000 h m biogas h u hét thu c d ng h m n p vòm c nh và d ng túi

S phát tri n Biogas c a m t s t nh thành trong c c

- Phát tri n Biogas t nh Thái nguyên

ngh phát tri n h m khí sinh h c vào cu c s c bi t v i khu v c nông thôn T n nay bên c nh vi y m nh công tác thông tin,

y nhanh vi c m r ng xây d ng các lo i h m khí sinh h c trong dân

n nay gân 2000 h c ho ng trong các h

- Phát tri n biogas t ng Nai

th c hi n, m t s khác xây d ng các b , t ng s các h m và b khí sinh h c vào kho ng 3.500 chi c

- Phát tri n biogas t nh Hà Tây

Qua th i gian ng n tri n khai t n nay toàn t

7250 h m biogas các lo i, lo i h m l n có th tích 10- 12 m3, nh nh t là 4m3,

ng v i s v n c c

Vi c ng d ng, phát tri n công ngh

l i hi u qu thuy t ph c, gi i quy t ô nhi ng không khí, môi

v d ch b nh Bên c nh vi c c i thi ng, cung c p cho các h

t sinh h c ph c v sinh h c và ngu n phân bón h

vi sinh cho nghành tr ng tr t góp ph n phát tri n m t nè nông nghi p b n

v ng

Hi n nay Vi t nam có r t nhi u lo c s d ng nhi

hình 1.

Hình 2.9:

-c H m quy mô h

p trung t nh Hà nam" v i m c tiêu n m b t, hoàn thi n và c i

ng m i và tái t o làm ch nhi m

m i và tái t o s n xu t và tri n khai có m t s i so v i các lo i h m

i c n

- Giups b o v s c kh i, tiêu di t vi trùng gây b nh

c y

- D ch v h u mãi hoàn thi n, b o hành h m sinh khí, b u hòa trong

o trì b ng h th

chuyên d ng cho biogas

Ngay sau khi nghi m thu k thu t, Trung tâm ng m i và tái

h áp l c luôn m c 12- 13 kPa, ng v i nhi ngoài tr ng t

ph n trên có m t n c hàn kín b t sét, ph n n p này giúp cho các thao tác làm s ch h m khi các ch t r n l y h m lo i h m này r t

Hình 2.11.

e Túi Biogas

c a bà con nông dân hi n nay Tu i th c a túi này tùy thu c vào th i gian

s phá ho i c a chu t, ga xúc, gia c m

Hình 2.12.

, 3.1

- m th c t p: UBND Xã Thanh Ninh- Phú Bình- Thái Nguyên

- Th i gian nghiên c u b u: 01/2 n ngày 05/2015

c có lên quan t i biogas

- Tham kh o tài li u sách báo vi t v biogas

th c hi n

3.4.2

- ng ph ng v n: nh ng h s d ng biogas t i xã Thanh Ninh

Thanh Ninh là m t xã thu c mi n trung du B c B n m

Nam huy n Phú Bình t nh Thái Nguyên cách trung tâm huy n kho ng 7km và

ng t nh l 261C ch y qua xã Thanh Ninh

hình cao trung bình 13-14m so v i m c bi n, chênh cao gi a các vùng k

ng gió ch mùa hè mang khí h u t,

Tây Nam) khô nóng gây n s n xu t và sinh ho t c a nhân dân

-nh t vào tháng 6,7,8 trên 2000, th p -nh t vào tháng 1 kho ng 1200mm

- m không khí:

ng 81- m cao nh t vào tháng 6,7,8 và th p nh t vào tháng 11,12

-N ng:

155Kcal/cm2

- a ch t công trình:

lý n móng thích h p

H th ng th a xã Thanh Ninh r ng, phong phú thu n l i

r t l n cho s n xu t nông nghi p do h th ng th y nông sông c u cung c p,

xu t nông nghi p và các nhu c u khác

c i cho cây tr ng, nh t là cây trong v