Đặt vấn đề Hiện nay với xu thế phát triển chung của thế giới, Việt Nam đang tăng cường công tác hợp tác quốc tế, đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Nhưng kèm theo đó là các hệ lụy kèm theo như những vấn đề về thiếu hụt năng lượng, nguồn nguyên liệu và đặc biệt là vấn đề ô nhiễm môi trường đang là bài toán nhức nhối không chỉ đối với riêng chúng ta mà còn là bài toán lớn đối với các nước trên thế giới. Để giải quyết vấn đề đó đòi hỏi chúng ta phải nỗ lực phát minh ra một nguồn năng lượng mới thay thế cho nguồn năng lượng đang ngày một cạn kiệt ngày nay, phải đổi mới công nghệ, giảm thiểu tác động đến môi trường. Giải pháp hữu hiệu là tìm và sử dụng các loại nhiên liệu sạch, thân thiện với môi trường thay thế cho một số nhiêu liệu cũ như: Xăng, dầu, than,…Một trong những giải pháp hàng đầu đang được nhiều nước trên thế giới cũng như ở Việt Nam đang áp dụng bởi những ưu điểm tuyệt vời về môi trường và lợi ích về mặt kinh tế của nó đem lại đó là sử dụng khí sinh học ( Biogas).
Nước ta với ưu thế là một nước mạnh về nông nghiệp với hơn 2/3 dân số làm nông nghiệp chiếm khoảng 70%, tập trung chủ yếu vào 2 nghành chính đó là trồng trọt và chăn nuôi. Với khối lượng chất thải chăn nuôi khổng lồ như vậy nếu không được xử lý nó sẽ không chỉ gây ảnh hưởng lớn đối với môi trường nhất là môi trường nông thôn mà nó còn gây lãng phí một khối lượng lớn nguồn phân bón hữu cơ sử dụng cho sản xuất nông nghiệp nông thôn. Việc giải quyết vấn đề này cũng đang là một vấn đề gây ra nhiều bức bách. Tỉnh Thái Nguyên nói chung và huyện Phú Bình nói riêng là một huyện nằm ở trung du miền núi phía Bắc, cuộc sống của người dân dựa vào sản xuất nông nghiệp là chính, đời sống còn gặp nhiều khó khăn.
Vấn đề giải quyết chất thải chăn nuôi cũng đang là một vấn đề lớn ở đây. Nhận thức được tầm quan trọng của việc giải quyết chất thải trong chăn nuôi nói chung và dựa trên những tính năng ưu việt của hầm khí Biogas nói riêng khi được triển khai trên địa bàn huyện Phú Bình, tôi tiến hành thực hiện n 2 đề tài: “Đánh giá hiện trạng sử dụng hầm khí Biogas tại huyện Phú Bình, tỉnh Thái Nguyên giai đoạn 2010 – 2013”. Mục đích, mục tiêu, yêu cầu của đề tài 1. Mục đích - Đánh giá tình hình sử dụng hầm khí Biogas trong các hộ gia đình trên địa bàn huyện Phú Bình, tỉnh Thái Nguyên.
- Những hiệu quả của việc sử dụng hầm khí Biogas đem lại. - Đề ra những biện pháp có tính thiết thực, phù hợp với điều kiện của địa phương nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng hầm khí Biogas. Mục tiêu - Tìm hiểu vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên - kinh tế, xã hội của huyện Phú Bình – Thái Nguyên. - Đánh giá hiện trạng sử dụng hầm khí Biogas trên địa bàn huyện Phú Bình.
- Những hiệu quả của việc sử dụng hầm khí Biogas. - Những vấn đề còn tồn tại và đề ra các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả việc sử dụng hầm khí Biogas. Yêu cầu - Phản ánh đầy đủ, đúng đắn hiện trạng sử dụng hầm khí Biogas trên địa bàn huyện Phú Bình – Thái Nguyên. - Số liệu thu thập phải khách quan, trung thực, chính xác.
- Các biện pháp được đề xuất phải mang tính khả thi, phù hợp với điều kiện thực tế của huyện Phú Bình – Thái Nguyên. Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học - Là điều kiện thuận lợi cho việc tiếp thu và học hỏi kinh nghiệm từ thực tế. Đồng thời nâng cao kiến thức, bổ sung tư liệu cho học tập và kinh nghiệm bản thân sau khi ra trường.
- Giúp sinh viên có thể vận dụng lý thuyết đã học vào thực tế, rèn luyện kỹ năng tổng hợp và phân tích số liệu. n 3 - Củng cố kiến thức cơ sở và kiến thức chuyên nghành tạo điều kiện tốt hơn để phục vụ công tác môi trường. - Sự thành công của đề tài là cơ sở để nâng cao phương pháp làm việc có khoa học, giúp sinh viên biết tổng hợp và bố trí thời gian hợp lý trong công việc. Ý nghĩa thực tiễn - Đánh giá thực trạng sử dụng hầm khí Biogas tại huyện Phú Bình - Thái Nguyên trong giai đoạn 2010 - 2013.
- Những hiệu quả của việc sử dụng hầm khí Biogas mang lại. - Đưa ra những biện pháp có tính phù hợp với điều kiện thực tế của địa phương để việc sử dụng hầm khí Biogas đạt hiệu quả lớn nhất. - Nâng cao nhận thức, tuyên truyền và giáo dục về bảo vệ môi trường cho nhân dân địa phương bằng việc sử dụng hầm khí Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi. n 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.
Cơ sở lý luận và cơ sở khoa học của đề tài nghiên cứu 2. Cơ sở lý luận Công KSH học đang ngày càng được sử dụng phổ biến và rộng rãi trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Công nghệ hầm KSH ( hầm khí Biogas) được ứng dụng trong xử lý chất thải trong chăn nuôi đồng thời tạo ra khí gas phục vụ cho hoạt động sản xuất và sinh hoạt. Như vậy việc sử dụng hầm khí Biogas vừa đem lại lợi ích kinh tế lại vừa giúp giải quyết vấn đề môi trường trong chăn nuôi.
Nước thải của hệ thống hầm khí Biogas đã giải quyết đến 99% trứng giun sán, được tận dụng làm phân vi sinh hoặc để tưới rau, mang lại nguồn phân bón an toàn cho canh tác, hạn chế côn trùng giúp giảm dịch hại từ 70-80%, bảo vệ sức khỏe của người dân. Việc sử dụng hầm khí Biogas đem lại lợi ích kinh tế , xã hội cho người dân, giúp cho mỗi hộ gia đình có thể tiết kiệm được từ 300.000 đồng/tháng phục vụ cho chi phí chất đốt ( đun, nấu, thắp sáng, sưởi ấm…). Qua đó hầm KSH Biogas giúp hạn chế tình trạng chặt phá rừng để lấy củi đun nấu của người dân, ngoài ra việc sử dụng hầm khí Biogas không chỉ giúp cải thiện chất lượng môi trường, cải thiện điều kiện lao động mà còn tạo ra nếp sống văn minh cho người dân. Do đó mô hình sử dụng hầm khí Biogas đang được nhân rộng trên nhiều vùng miền của Việt Nam.
Thái Nguyên nói chung và huyện Phú Bình nói riêng có điều kiện khí hậu phù hợp, thuận lợi cho vi sinh vật phát triển. Đó là một lợi thế cho việc xây dựng và sử dụng hầm khí Biogas. Các dự án chương trình KSH có mặt tại huyện Phú Bình, tỉnh Thái Nguyên đem lại các lợi ích to lớn cho người dân như: 1. Cung cấp năng lượng sạch.
Góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Cung cấp phân bón hữu cơ và thức ăn chăn nuôi. Lợi ích khác - Hiện đại hóa nông thôn. - Giải phóng phụ nữ và trẻ em khỏi công việc bếp núc và kiếm củi nặng nhọc.
n 5 - Phát triển rộng rãi công nghệ KSH sẽ tạo ra một nghành nghề mới, giải quyết được công ăn việc làm cho nhiều người. - Dùng KSH thay thế cho xăng dầu, phân hóa học, thuốc trừ sâu sẽ tiết kiệm được một khoản chi phí cho các hộ gia đình. - Sử dụng phụ phẩm KSH có tác dụng cải tạo đất, làm tăng độ phì nhiêu của đất, hạn chế hiện tượng đất bị thoái hóa, xói mòn. Do đó tài nguyên đất được bảo tồn.
Với những lợi ích to lớn của hầm khí Biogas đem lại thì việc nghiên cứu và tìm hiểu hiện trạng sử dụng và quá trình hoạt động của hầm khí Biogas là vô cùng quan trọng để các dự án được hoàn thiện và phát triển rộng hơn, đạt hiệu quả cao hơn. Cơ sở khoa học 2. Một số khái niệm - Biogas: Là dạng KSH, được tái tạo từ quá trình phân hủy những chất thải từ người và động vật trong điều kiện hầm kín. Nhờ hoạt động của các vi sinh vật, các chất thải này sẽ lên men và tạo khí, trong đó chiếm tới 70% là khí methane, được sử dụng làm chất đốt.[2] - Ô nhiễm môi trường: Là sự sự biến đổi của các thành phần môi trường không phù hợp với TCMT, gây ảnh hưởng xấu đến con người, sinh vật.
- Phụ phẩm KSH (gọi tắt là phụ phẩm): Là sản phẩm ở dạng lỏng và rắn của quá trình phân giải cơ chất. Phụ phẩm KSH học gồm 3 phần là : Nước xả, bã cặn và váng. - Bã cặn: Là chất đặc lắng đọng ở dưới đáy bể phân giải. - Váng: Là chất đặc nổi lên bề mặt dịch phân giải trong bể phân giải.
- Nước xả: Là chất lỏng được xả ra khỏi bề mặt phân giải. - Quá trình xử lý yếm khí: Là quá trình phân giải yếm khí các hợp chất hữu cơ có thể chuyển hóa sinh nhờ vi khuẩn hô hấp yếm khí và hô hấp tùy tiện.[5] - Công trình KSH: Là công trình bao gồm thiết bị KSH, đường ống và dụng cụ sử dụng khí, bể lưu giữ và chế biến phân hữu cơ. - Methane: Với công thức hóa học là CH4, ở điều kiện tiêu chuẩn, methane là chất khí không màu, không vị và rất dễ cháy. Methane là thành phần chính của khí tự nhiên, khí dầu mỏ, khí bùn ao, đầm lầy.
Methane là một khí gây hiệu ứng nhà kính, trung bình cứ 100 năm mỗi kg Methane làm ấm Trái Đất gấp 23 lần 1kg CO2.[1] n 6 - Hiệu ứng nhà kính: Là kết quả của sự của sự trao đổi không cân bằng về năng lượng giữa trái đất với không gian xung quanh, dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ của khí quyển trái đất. Hiện tượng này diễn ra theo cơ chế tương tự như nhà kính trồng cây và được gọi là Hiệu ứng nhà kính.[14] - Phát triển bền vững: Là phát triển đáp ứng nhu cầu của thế hệ hiện tại mà không làm tổn hại đến khả năng đáp ứng nhu cầu đó của các thế hệ tương lai trên cơ sở kết hợp chặt chẽ, hài hòa giữa tăng trưởng kinh tế, bảo đảm tiến bộ xã hội và BVMT. KSH đối với sự phát triển bền vững Công nghệ sản xuất KSH góp phần rất lớn vào công cuộc giảm thải, giảm thiểu các phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính. Là nguồn nguyên, nhiên liệu sạch cho thế hệ hiện tại cũng như thế hệ tương lai.