L I NÓI Đ U
V n đ rác th i nông nghi p nông thôn nói chung rác th i chăn nuôi nói
riêng hi n đang m t v n đ đáng lo ng i c a ngành nông nghi p hi n nay, do v y
vi c gi i quy t v n đ này v n còn đang là m t bài toán khó. ế
Ngành chăn nuôi th gi i hi n chi m 70% di n tích đ t nông nghi p 30%ế ế
di n tích đ t t nhiên (không k di n tích đ t b băng bao ph ). Chăn nuôi đóng góp
kho ng 40% t ng GDP nông nghi p toàn c u. Tuy nhiên, bên c nh vi c s n xu t
cung c p m t l ng l n s n ph m quan tr ng cho nhu c u c a con ng i, ngành chăn ượ ườ
nuôi cũng đã gây nên nhi u v n đ tiêu c c v môi tr ng. Ngoài ch t th i r n ườ
ch t th i l ng tr c ti p đ c th i ra hàng ngày thì còn s hình thành và th i ra m t ế ượ
cách gián ti p các khí th i gây hi u ng nhà kính nh : COế ư 2, CH4, N2O… chăn nuôi hi n
đang đóng góp t i 18% hi u ng nóng lên c a trái đ t, theo d đoán các lo i ch t
th i này s tăng lên trong th i gian t i. Theo d báo v nhu c u t các s n ph m chăn
nuôi c a th gi i, ngu n th c ph m ngu n g c đ ng v t s tăng lên g p đôi trong ế
n a đ u th k này. Do v y chúng ta ph i h ng t i m t ngành chăn nuôi ch t l ng ế ướ ượ
cao, không ch giúp đáp ng nhu c u ngày càng tăng cao c a con ng i v các s n ườ
ph m có ngu n g c đ ng v t mà đ ng th i ph i ch u trách nhi m v i chính con ng i ườ
v m t môi tr ng và xã h i. ườ
n c ta, ch t th i chăn nuôi cũng đã tr thành v n n n. Theo báo cáo c a C c chăn ướ
nuôi, hàng năm đàn v t nuôi c a Vi t Nam th i ra 80 tri u t n ch t th i r n g m
:phân, ch t đ n chu n, th c ăn th a,xác gia súc, gia c m ch t, các ch t th i m , ế
vài ch c t kh i ch t th i l ng hàng trăm tri u t n ch t th i khí. Do v y vi c
x lý ch t th i chăn nuôi ngày càng đ c các c quan qu n lý nhà n c, c ng đ ng ượ ơ ướ
chính nh ng ng i chăn nuôi quan tâm. Tuy nhiên, c tính hi n nay, ch kho ng ườ ướ
40-70% ch t th i r n đ c x lý. S còn l i th i th ng ra ao, h , kênh, r ch... Ch t ượ
th i r n có nguy c ô nhi m do ít đ c x lý tri t đ nh ch t th i c a trâu, dê, c u. ơ ượ ư
Đ c bi c trong nnh chăn nuôi l n thì ph i đ i m t v i l ng ch t th i r t ượ
l n n ng mùi khó ch u. Nguyên nhân do l n th i phân kho ng 2kg/con/ngày
nh ng do l n hi n đ c chăn nuôi theo ph ng th c công nghi p, l ng th c ăn tinhư ượ ươ ượ
nhi u nên phân th ng ít theo khuôn, mùi hôi n ng n c, r t khó ch u. Ch a k ch t ườ ư
đ n chu ng và trong chăn nuôi l n không đ c x tri t đ không nh ng nh h ng ượ ưở
tr c ti p đ n s c kho c a đàn l n, đ n s c kho c a ng i chăn nuôi, dân c quanh ế ế ế ườ ư
vùng còn nh h ng t i thành ph n c gi i đ t, gây hi n t ng phì d ng, nh ưở ơ ượ ưỡ
h ng t i ch t l ng n c ng m, ô nhi m không khí…ưở ượ ướ
Trong phân l n nói riêng và trong các rác th i nông nghi p nói chung có nguy c ơ
n ch a r t nhi u m m b nh, do s m t c a r t nhi u ch ng lo i vi khu n có h i
khác nhau, trong đó có s có m t c a các loài nguy hi m nhu e. coli, các tr ng giun,
sán và đây cũng là môi tr ng thu n l i cho các sinh v th i khác phát tri n.khiườ
đ c phân h y thì phân này cũng t o ra các khí mùi khó chi u, nh h ng tr c ti pượ ưở ế
đ n s c kh e c a con ng i nh Hế ườ ư 2S.và các khí gây hi u ng nhà kính: CO 2, NH3,
H2O…
Nh v y v n đ đ c ra ph i tìm đ c m t gi i pháp sao cho tr c h t ư ượ ướ ế
gi i quy t đ c v n đ ô nhi m, th hai là có th bi n ngu n rác th i có h i đó trong ế ượ ế
ngành chăn nuôi thành m t ngu n nguyên li u ích ph c v đ c l i ích cho con ượ
ng i trong sinh ho t và s n xu t. ườ
M t trong nh ng công ngh mà cho đ n hi n nay th ph n nào đáp ng ế
đ c nh ng yêu c u v gi i quy t ch t th i chăn nuôi làm c i thi n môi tr ngượ ế ườ
trong chăn nuôi đó là công ngh khí sinh h c, biogas.
Biogas đã đ c các nhà khoa h c trên th gi i th c hi n t nh ng năm 1930. ượ ế
Vi t Nam, Biogas đ c nghiên c u ng d ng t nh ng năm đ u c a th p niên 60 ượ
và b c đ u đã mang l i nh ng k t qu kh quan.ướ ế
CH NG I : T NG QUANG LÝ THUY TƯƠ
I. khái ni n biogas, khí sinh h c.
Biogas s n ph m khí c a quá trình lên men k khí phân gi i các h p
ch t h u c ph c t p thành nh ng h p ch t h u c đ n gi n trong đó có s n ơ ơ ơ
ph m chính mà chúng ta c n là khí metan, khí này có th s d ng nh là m t lo i ư
nhiên li u dùng đ sinh nhi t, thành ph n ch y u c a biogas g m : CH ế 4 (40-70
%), CO2 (35-40 %) và các khí khác v i hàm l ng th p nh H ượ ư 2S, H2, O2, N2
Khí CH4 sinh ra c a biogas m t khí r t ích cho cu c s ng c a con
ng i góp ph n vào vi c gi i quy t tri t đ v n đ môi tr ng,đ c bi t ườ ế ườ
trong ngành chăn nuôi có th nói công ngh này mang l i r t nhi u l i ích, và góp
ph n r t l n trong vi c phát tri n kinh t đ t n c đ c bi t đ i v i các ế ướ
n c đang phát tri n nh chúng ta hi n nay.Đ i v i n c ta hi n nay m c ướ ư ướ
công ngh này m i đ c phát tri n cách đây không lâu, kho n đ u th p niên 60 ượ
nh ng khí CHư4 sinh ra đã đ c ng d ng vào r t nhi u m c đích và mang l i r tượ
nhi u k t qu , chúng ta s tìm hi u các l i ích chính mà biogas đã mang l i nh . ế ư
- Th nh t l i ích v m t xã h i
- Th hai l i ích trong nông nghi p
- Th ba l i ích môi tr ng. ườ
II. l i ích c a biogas mang l i.
1. gi i quy t v n đ ch t đ t,l i ích xã h i ế
Vi c phát tri n khí sinh h c là m t b c ti n quang tr ng đ ti n t i gi i ướ ế ế
quy t v n đ thi u ch t đ t nông thôn, đóm i quan tâm c a c ng đ ng dânế ế
c nông thôn. S d ng biogas, m t ch t đ t thu đ c t các ngu n sinh v t d iư ượ
dào trong t nhiên, là m t ngu n thay th cho các nhiên li u r n nh than và c i ế ư
đã mang l i m t s thay đ i c b n trong l ch s ch t đ t đ i v i các vùng nông ơ
thôn. Đó m t sáng t o k thu t quan tr ng không ch gi i quy t ch t đ t cho ế
nông dân các dân c nông thôn mà còn ti t ki m đ c m t l ng l n thanư ế ượ ượ
cho qu c gia.
Phát tri n biogas còn gi i quy t đ c m t s v n đ n y sinh khác do ế ượ
thi u ch t đ t.. M t l ng l n lao đ ng tr c đây dùng đ ki m c i v nế ượ ướ ế
chuy n than có th đ a vào s n xu t nông nghi p. vi c gi m nhu c u đun c i đã ư
gi m đ c n n phá r ngtăng thêm di n tích r ng. Ti n đ mua than và nhiên ượ
li u r n khác th ti t ki m đ c gi m nh gánh n ng tài chính cho ng i ế ượ ườ
dân, hàng năm ti t ki m đ c m t s ti n l n cho qu c gia. S l ng l n thanế ượ ượ
nhà n c cung c p cho nông thôn chi phí kh ng l vào vi c v n chuy n cũngướ
s ti t ki m đ c đ đ a vào xây d ng công nghi p. sau khi phát tri n biogas ế ượ ư
ng i ph n đ c gi i phóng kh i các vi c v t trong gia đình th thamườ ượ
gia vào s n xu t nông nghi p nhi u h n khi s d ng gas đ n u b p thì ti t ơ ế ế
ki m đ c nhi u th i gian h n là n u b ng c i, do nhi t năng mà gas sinh ra khi ượ ơ
cháy cao, vào kho n 44.106 j/kg so v i c i khô 10.106 j/kg. s d ng biogas
hi u qu cũng là m t hình th c ti t ki m đi n năng và ti n b c m t ví d c th ế
t nh Vĩnh Long, v i t ng đàn heo h n 320.000 con (năm 2009) thì l ng phân ơ ượ
th i ra h n 300.000 t n/năm. Theo tính toán c a các nhà chuyên môn, m i con ơ
heo th i ra môi tr ng kho ng 1 t n phân/năm. N u thu gom h t, s d ng s n ườ ế ế
xu t biogas thì m i năm th s n xu t đ c 13,5 tri u kh i khí mêtan, cung ượ
c p g n 30 tri u KWh đi n năng, n u tính bình quân giá đi n hi n nay ế
3000đ/kwh thì m i năm th ti t ki m đ c 90 t đ ng cho qu c gia làm ế ượ
gi m đáng k giá thành chăn nuôi (kho ng 7- 10%) Biogas th dùng đ th p
sáng công su t c a lo i đèn dùng biogas cũng r t đa d ng th đáp ng
đ c nhu c u c a m i ng i. ượ ườ
2. kích thích s n xu t nông nghi p
Phát tri n biogas m t con đ ng quan tr ng đ kích thích s n xu t ườ
nông nghi p, biogas làm tăng đáng k s l ng và ch t l ng phân h u c , phân ượ ượ ơ
ng i súc v t, r m r ch t th i th c v t, các lo i cây đ u th trườ ơ
thành phân bón sau khi lên men qua phân h y nh ng h m biogas đ y kín
không khí. Thay tr c kia sau khi thu ho ch có th mang r m v nhà làm ch tướ ơ
đ t thì bây gi r m đ c tr c ti p ngoài đ ng đ làm phân bón ho c th ơ ượ ế
mang v trong h m biogas v a l y đ c khí gas đ s d ng mà l i có phân đ ượ
bón cho ru ng, th i biogas còn dùng làm th c ăn khô cho gia súc,các thành
ph n dinh d ng trong th i c a biogas đã đ c tăng lên r t nhi u l n, Thành ưỡ ượ
ph n nit c a chúng đ c chuy n thành amoniac d dàng h p th h n đ i v i ơ ượ ơ
các cây tr ng, nh v y c i thi n đ c phân bón. Theo k t qu nghiên c u c a ư ượ ế
các vi n nông nghi p thì thành ph n amoniac c a phân h u c đ c men trong ơ ượ
30 ngày m t h m biogas đã tăng lên 19.3% và thành ph n photphat h u ích tăng ư
lên 31.8%. kín phân h u c này trong các h m biogas cũng ngăn c n đ c s ơ ượ
b c h i và m t mát amoniac. ơ
Phân đ c trong các h m biogas đã ch ng t làm tăng năng su t nôngượ
nghi p. theo th c nghiêm, năng su t ngô có th tăng 28%.lúa n c tăng 10% . lúa ướ
mì tăng 12,5% . bông tăng 24,7%.
N u dùng n c th i t h m biogas đ ngâm h t gi ng thì s l ng h tế ướ ượ
gi n này m m s tăng cao h n h ng so v i h t gi ng không đ c ngâm phân. ơ ượ
Các thân cây, các lo i c d i m c n c, cây các ch t th i khác ướ
đ unh ng v t li u t t cho vi c s n xu t biogas . Ng i nông dân th tích ườ
tr đ c các v t li u này đ đ a vào h m biogas trong b t kỳ th i gian nào, do ượ ư
v y làm tăng ngu n phân bón cho cây tr ng. Các ch t h u c nh phân đ ng v t, ơ ư
các lo i cây xanh, sau khi phân h y đ s n xu t biogas l i tr thành m t lo i
phân h u c giàu dinh d ng. các nguyên t N,P,K c a nguyên li u sau khi phân ơ ưỡ
h y h u nh không b t n th t l i chuy n hóa sang d ng phân cây tr ng ư
d h p th . Thí nghi m đã cho th y phân đ c phân h y trong thi t b biogas so ượ ế
v i phân đ c l u gi trong b ch a phân đ h hàm l ng nit t ng s cao ượ ư ượ ơ
h n 14% hàm l ng nito amoni cao h n 19,4%. th i c a thi t b cơ ượ ơ ế
ph n l ng ph n đ c khi s d ng đ bón cho cây đ u cho năng su t tăng. khi
đ c bón lo i phân này thì cây tr ng phát tri n kh e m nh ít sâu b nh. Tác d ngượ
c i t o đ t c a lo i phân này cũng th hi n sau 2 3 năm bón liên ti p. Cung ế
c p th c ăn b sung cho chăn nuôi khi các ch t h u c phân h y k khí, m t ơ
ph n quan tr ng đ c chuy n hóa thành các axit amin m i do quá trình tăng ượ
tr ng sinh kh i c a các vi khu n. Ch ng h n v i phân trâu, ng i ta đoưở ườ
đ c toàn b các axit amin đã tăng 230% sau khi phân h y. Ngoài ra m t l ngượ ượ
l n B12 đáng k đ c t ng h p trong quá trình phân h y. đ s d ng đ c ượ ượ
ngu n này làm th c ăn cho gia súc, gia c m ng i ta th ng ti n hành l y ườ ườ ế
th i lên và ti n hành s y khô, đóng thành bánh và đ dành cho gia súc, gia c m s ế
d ng tr c ti p. ế
Nuôi th y s n khi s d ng th i làm th c ăn cho thì, các ch t dinh
d ng kích thích s phát tri n c a các th c v t phù du l n các đ ng v t phù du làưỡ
ngu n th c ăn cho cá. Do v y s n l ng cá tăng đáng k . ượ
Ngu n ch t th i biogas cũng là m t lo i th c ăn vô cùng t t cho vi c nuôi
giun c a các h có nuôi giun.
3. biogas góp ph n c i thi n s c kh e c ng đ ng,b o v môi tr ng. ườ
Phát tri n ch ng trình biogas cũng con đ ng hi u qu đ gi i quy t ươ ườ ế
v n đ phân bón c i thi n v sinh môi tr ng, tiêu chu n s c kh e nông ườ
thôn. bi n pháp đ th tiêu các tr ng sán, giun, các lo i sinh trùng
khác s ng trong m i lo i phân. Thu gom t t c các phân th i c a gia súc
ng i vào m t h m biogas là cách gi i quy t v n đ ch t th i t t nh t .ườ ế
Vi n ký sinh trùng c a nhi u n c đã công b r ng: sau khi lên men, bã ướ
th i ch còn r t ít tr ng các sinh trùng.giun sán gi m b t 95%. s l ng tr ng ượ
sán, giun và các u trùng gây h i khác tìm th y có th gi m t i 99%.
N i nào phát tri n h m khí sinh v t t t, n i đó s ki m soát hi u quơ ơ
các b nh v sinh trùng b nh giun sán, v sinh nông thôn đ c bi n đ i t t ượ ế
h n, ng i làm nông nghi p đ c b o v , tiêu chu n chung v b o v s c kh eơ ườ ượ
đ c nâng lên rõ r t.ượ
Ngoài ra nh trên ta đã nói thì trong thành ph n khí sinh h c do phân h yư
xác c a các sinh v t nên m t l ng l n khí metan kho n trên 50% l ng khí ượ ượ
thoát ra 30% còn l i cacbonic h i n c, đây các khí góp m t ph n r t ơ ướ
to l n trong vi c gây nên hi u ng nhà kính, m t v n đ nóng b ng không kém.
Nh v y vi c gom xác đ ng th c v t l i đ phân h y m t ch s d ng khíư
metan là m t cách góp ph n gi m nguy c gây hi u ng nhà kính. ơ
4. biogas và v n đ c gi i hóa nông nghi p ơ
Phát tri n biogas cũng th t o nên m t ngu n nhiên li u m i cho vi c
c gi i hóa nông nghi p. Hi n nay, m t s qu c gia trong đó Vi t Nam,ơ
biogas đ c dùng v i s l ng l n không ch đ n u ăn, th p sáng, còn đượ ượ
kéo các máy nông nghi p.
Biogas đ c dùng nh m t lo i nhiên li u ch t l ng cao đ n u ăn th pượ ư ượ
sáng, cũng nh c gi i hóa, đi n khí hóa nông nghi p: biogas đ c dùng đ ch y cácư ơ ượ
máy phát đi n công su t nh quy h gia đình, m t s đ ng c khác. Nh máy ơ ư
cày công xu t nh đ t g n các b khí biogas dây d n n p khí liên t c cho máy,
ho c là có các bình tr khí c nh l p trên máy.
III. ngu n nguyên li u làm biogas và các y u t nh h ng. ế ưở
Nguyên li u đ làm biogas r t đa d ng phong phú đ i v i các vùng nông
thôn g m t t c các rác th i nông nghi p kh năng phân h y sinh h c nh r m, ư ơ
c , cây, trái cây, các lo i rau qu h ng, phân gia súc, gia c m các lo i,tùy thu c vào
m i lo i nguyên li u khác nhau l ng khí sinh ra nhi u hay ít khác nhau. Trong ượ
quá trình hình thành khí thì m t th ng s quan tr ng t s cacbon/nito c a nguyên
li u la n m trong kho n 30 la h p lý.
B n Đ c tính và l ng khí sinh ra c a m t s nguyên li u ượ