Luận văn đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng hầm biogas tại huyện tân yên tỉnh bắc giang

Chuyên khảo phân tích Luận văn đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp cải thiện kết quả sử dụng hầm biogas tại huyện, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên cứu

• Tác giả: Bùi Thị Lan Anh
• Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Ngọc Nông
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Khoa học môi trường
• Đề tài: Đánh Giá Hiện Trạng Và Đề Xuất Giải Pháp Nâng Cao Hiệu Quả Sử Dụng Hầm Biogas Tại Huyện Tân Yên, Tỉnh Bắc Giang
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. PHẦN 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Mục tiêu và yêu cầu của đề tài
• 1.1.1. Mục tiêu của đề tài
• 1.1.2. Yêu cầu của đề tài
• 1.2. Ý nghĩa của đề tài
• 1.2.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học
• 1.2.2. Ý nghĩa trong thực tiễn
• 2. PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Cơ sở khoa học
• 2.2. Cơ sở pháp lý
• 2.3. Một số khái niệm
• 2.4. Khí Biogas
• 2.5. Khả năng sản sinh KSH (Biogas)
• 2.6. Các giai đoạn của quá trình phân hủy kỵ khí
• 3. PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu
• 3.1.2. Phạm vi nghiên cứu
• 3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
• 3.2.1. Địa điểm nghiên cứu
• 3.2.2. Thời gian nghiên cứu
• 3.3. Nội dung nghiên cứu
• 3.4. Phương pháp nghiên cứu
• 3.4.1. Phương pháp kế thừa
• 3.4.2. Phương pháp thu thập số liệu
• 3.4.3. Phương pháp điều tra phỏng vấn
• 3.4.4. Phương pháp quản lý số liệu
• 3.4.5. Phương pháp tham khảo ý kiến chuyên gia
• 4. PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 4.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của huyện Tân Yên tỉnh Bắc Giang
• 4.1.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên
• 4.1.2. Đặc điểm phát triển kinh tế - xã hội
• 4.2. Hiện trạng sử dụng hầm Biogas tại huyện Tân Yên tỉnh Bắc Giang
• 4.2.1. Số lượng hầm Biogas tại huyện
• 4.2.2. Nguồn nguyên liệu cung cấp cho hầm Biogas
• 4.2.3. Quy mô loại hình hầm Biogas được sử dụng tại huyện Tân Yên
• 4.2.4. Hình thức sử dụng khí sinh học từ hầm Biogas
• 4.2.5. Hiện trạng sử dụng phụ phẩm hầm Biogas
• 4.3. Đánh giá chất lượng hầm Biogas
• 4.4. Lợi ích hầm Biogas đem lại và đánh giá hiệu quả của nó
• 4.4.1. Lợi ích về kinh tế và đánh giá hiệu quả việc sử dụng Biogas đem lại
• 4.4.2. Lợi ích về môi trường và đánh giá hiệu quả
• 4.4.3. Lợi ích về xã hội
• 4.5. Những vấn đề còn tồn tại trong việc sử dụng hầm Biogas huyện
• 4.6. Một số giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng hầm Biogas tại huyện Tân Yên
• 5. PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Giải Pháp Biogas Tân Yên Hiệu Quả Kinh Tế

Huyện Tân Yên, Bắc Giang, với hơn 70% dân số sống ở nông thôn, đang đối mặt với thách thức lớn về vệ sinh môi trường và xử lý chất thải chăn nuôi. Sự phát triển của ngành chăn nuôi, đặc biệt là chăn nuôi nhỏ lẻ, gây ra ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Việc sử dụng hầm biogas được xem là một giải pháp hiệu quả để xử lý chất thải, tạo ra nguồn năng lượng tái tạo và giảm thiểu ô nhiễm. Tuy nhiên, việc triển khai biogas hộ gia đình Tân Yên còn gặp nhiều khó khăn, đặc biệt là về vốn và công nghệ. Nghiên cứu này đánh giá hiện trạng và đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng biogas bền vững tại huyện.

1.1. Tầm quan trọng của Biogas Bắc Giang trong Nông Nghiệp

Tại các vùng nông thôn như Tân Yên, biogas đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý chất thải chăn nuôi, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và cung cấp nguồn năng lượng sạch cho sinh hoạt. Việc áp dụng giải pháp biogas nông nghiệp giúp người dân tiết kiệm chi phí năng lượng, cải thiện vệ sinh môi trường và tạo ra nguồn phân bón hữu cơ chất lượng cao. Theo Luật Bảo vệ Môi trường, việc sử dụng biogas là một trong những biện pháp hiệu quả để bảo vệ môi trường nông thôn.

1.2. Lợi ích kinh tế và xã hội của Biogas Tân Yên

Việc sử dụng biogas không chỉ mang lại lợi ích về môi trường mà còn có những lợi ích kinh tế và xã hội đáng kể. Biogas giúp giảm chi phí năng lượng cho các hộ gia đình, tạo ra nguồn phân bón hữu cơ giúp tăng năng suất cây trồng và cải thiện thu nhập cho người dân. Ngoài ra, việc sử dụng biogas còn giúp cải thiện điều kiện sống, giảm thiểu các bệnh liên quan đến ô nhiễm môi trường và nâng cao nhận thức về bảo vệ môi trường trong cộng đồng.

II. Thực Trạng Sử Dụng Hầm Biogas Thách Thức Tại Tân Yên

Hiện nay, việc sử dụng hầm biogas tại huyện Tân Yên vẫn còn nhiều hạn chế. Mặc dù đã có những kết quả khả quan trong việc giảm thiểu ô nhiễm và cung cấp năng lượng, nhưng tỷ lệ hộ gia đình sử dụng biogas còn thấp. Nguyên nhân chủ yếu là do thiếu vốn đầu tư, công nghệ chưa phù hợp và nhận thức của người dân về lợi ích của biogas còn hạn chế. Bên cạnh đó, việc bảo trì và vận hành hầm biogas cũng gặp nhiều khó khăn, ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng.

2.1. Số lượng và quy mô hầm Biogas đang hoạt động

Theo số liệu thống kê, số lượng hầm biogas đang hoạt động tại huyện Tân Yên còn hạn chế so với tiềm năng phát triển của ngành chăn nuôi. Quy mô hầm biogas chủ yếu là nhỏ lẻ, phục vụ cho nhu cầu sử dụng của hộ gia đình. Việc xây dựng các hầm biogas quy mô lớn, phục vụ cho các trang trại chăn nuôi tập trung còn gặp nhiều khó khăn do thiếu vốn và công nghệ.

2.2. Các vấn đề về công nghệ và vận hành Biogas

Một trong những thách thức lớn nhất trong việc sử dụng hầm biogas tại Tân Yên là vấn đề về công nghệ và vận hành. Nhiều hầm biogas được xây dựng theo công nghệ cũ, hiệu suất thấp và khó bảo trì. Bên cạnh đó, người dân còn thiếu kiến thức và kỹ năng về vận hành hầm biogas đúng cách, dẫn đến tình trạng biogas hoạt động không ổn định và hiệu quả.

2.3. Khó khăn về chi phí và chính sách hỗ trợ Biogas

Chi phí xây dựng hầm biogas là một rào cản lớn đối với nhiều hộ gia đình tại Tân Yên. Mặc dù đã có một số chính sách hỗ trợ biogas từ nhà nước, nhưng mức hỗ trợ còn hạn chế và thủ tục phức tạp. Điều này khiến nhiều người dân không có đủ khả năng tài chính để đầu tư xây dựng hầm biogas.

III. Giải Pháp Nâng Cao Hiệu Suất Biogas Tiết Kiệm Chi Phí

Để nâng cao hiệu quả sử dụng hầm biogas tại huyện Tân Yên, cần có những giải pháp đồng bộ về công nghệ, chính sách và đào tạo. Việc áp dụng các công nghệ mới trong xây dựng và vận hành hầm biogas sẽ giúp tăng hiệu suất và giảm chi phí. Bên cạnh đó, cần có những chính sách hỗ trợ thiết thực để khuyến khích người dân đầu tư vào biogas. Đồng thời, cần tăng cường đào tạo và chuyển giao công nghệ cho người dân để họ có thể vận hành hầm biogas một cách hiệu quả.

3.1. Ứng dụng công nghệ biogas mới và cải tiến biogas

Việc ứng dụng các công nghệ biogas mới như biogas hai pha, biogas sử dụng màng lọc sinh học sẽ giúp tăng hiệu suất và giảm chi phí vận hành. Bên cạnh đó, cần cải tiến biogas hiện có để phù hợp với điều kiện thực tế của địa phương. Việc sử dụng các vật liệu xây dựng địa phương, thiết kế hầm biogas đơn giản, dễ bảo trì sẽ giúp giảm chi phí đầu tư.

3.2. Tối ưu hóa quy trình vận hành biogas và bảo trì biogas

Để đảm bảo biogas hoạt động ổn định và hiệu quả, cần tối ưu hóa quy trình vận hành biogas. Việc kiểm soát nhiệt độ, độ pH, tỷ lệ C/N trong hầm biogas sẽ giúp tăng sản lượng khí. Bên cạnh đó, cần thực hiện bảo trì biogas định kỳ để phát hiện và khắc phục sớm các sự cố.

3.3. Đa dạng hóa nguyên liệu biogas và tận dụng phụ phẩm biogas

Để đảm bảo nguồn cung cấp nguyên liệu ổn định cho hầm biogas, cần đa dạng hóa nguyên liệu biogas. Việc sử dụng các loại phụ phẩm nông nghiệp như rơm rạ, thân lá ngô, khoai, đậu… sẽ giúp giảm chi phí và tăng hiệu quả kinh tế. Bên cạnh đó, cần tận dụng phụ phẩm biogas làm phân bón hữu cơ để cải tạo đất và tăng năng suất cây trồng.

IV. Ứng Dụng Biogas Trong Chăn Nuôi Giảm Thiểu Ô Nhiễm

Việc ứng dụng biogas trong chăn nuôi không chỉ giúp xử lý chất thải mà còn mang lại nhiều lợi ích khác. Biogas có thể được sử dụng để phát điện, sưởi ấm chuồng trại, cung cấp năng lượng cho các hoạt động sản xuất nông nghiệp. Bên cạnh đó, việc sử dụng biogas còn giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường, cải thiện sức khỏe cho người dân và vật nuôi.

4.1. Biogas xử lý chất thải chăn nuôi và giảm thiểu ô nhiễm

Việc sử dụng biogas là một giải pháp hiệu quả để xử lý chất thải chăn nuôi và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Biogas giúp phân hủy các chất hữu cơ trong chất thải, giảm thiểu mùi hôi và các khí độc hại. Bên cạnh đó, việc sử dụng biogas còn giúp giảm thiểu lượng chất thải rắn và lỏng thải ra môi trường.

4.2. Biogas tăng thu nhập nông dân và phát triển bền vững

Việc sử dụng biogas không chỉ giúp giảm chi phí năng lượng mà còn tăng thu nhập nông dân từ việc bán điện, phân bón hữu cơ. Bên cạnh đó, việc sử dụng biogas còn góp phần vào phát triển bền vững của ngành nông nghiệp, giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.

V. Chính Sách Hỗ Trợ Biogas Đầu Tư Biogas Tại Tân Yên

Để khuyến khích người dân đầu tư vào biogas, cần có những chính sách hỗ trợ biogas thiết thực và hiệu quả. Việc tăng cường đầu tư biogas từ nhà nước và các tổ chức tín dụng sẽ giúp giảm gánh nặng tài chính cho người dân. Bên cạnh đó, cần có những chính sách ưu đãi về thuế, phí, lãi suất để khuyến khích các doanh nghiệp đầu tư vào lĩnh vực biogas.

5.1. Các dự án biogas và mô hình biogas hiệu quả

Cần triển khai các dự án biogas và xây dựng các mô hình biogas hiệu quả để người dân tham quan, học hỏi kinh nghiệm. Việc lựa chọn các mô hình biogas phù hợp với điều kiện thực tế của địa phương sẽ giúp tăng hiệu quả sử dụng và khuyến khích người dân áp dụng.

5.2. Tư vấn biogas và hướng dẫn biogas cho người dân

Cần tăng cường tư vấn biogas và hướng dẫn biogas cho người dân về kỹ thuật xây dựng, vận hành và bảo trì hầm biogas. Việc cung cấp thông tin đầy đủ, chính xác và dễ hiểu sẽ giúp người dân hiểu rõ hơn về lợi ích của biogas và áp dụng một cách hiệu quả.

VI. Kết Luận Triển Vọng Phát Triển Biogas Tân Yên Bền Vững

Việc phát triển biogas tại huyện Tân Yên có ý nghĩa quan trọng trong việc bảo vệ môi trường, giảm thiểu ô nhiễm và cung cấp nguồn năng lượng sạch cho người dân. Để đạt được mục tiêu phát triển biogas Tân Yên bền vững, cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các cấp chính quyền, các tổ chức khoa học và người dân. Việc áp dụng các giải pháp đồng bộ về công nghệ, chính sách và đào tạo sẽ giúp biogas trở thành một nguồn năng lượng quan trọng trong tương lai.

6.1. Biogas Tân Yên hướng tới nông thôn và cộng đồng

Việc phát triển biogas Tân Yên cần hướng tới nông thôn và cộng đồng, tạo ra những lợi ích thiết thực cho người dân. Việc xây dựng các hầm biogas quy mô nhỏ, phục vụ cho nhu cầu sử dụng của hộ gia đình sẽ giúp cải thiện điều kiện sống và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

6.2. Biogas Tân Yên và vai trò của người dân và địa phương

Để phát triển biogas Tân Yên một cách bền vững, cần có sự tham gia tích cực của người dân và địa phương. Việc nâng cao nhận thức của người dân về lợi ích của biogas và tạo điều kiện cho họ tham gia vào quá trình xây dựng, vận hành và bảo trì hầm biogas sẽ giúp đảm bảo hiệu quả và tính bền vững của dự án.

Nội dung chính

Giới thiệu dự án

Chăn nuôi nông hộ và trang trại đóng vai trò then chốt trong cơ cấu kinh tế nông nghiệp Việt Nam, với hơn 70% dân số sinh sống tại khu vực nông thôn và miền núi. Tuy nhiên, sự gia tăng nhanh chóng về quy mô đàn vật nuôi đi kèm mật độ dân cư nông thôn ngày càng tập trung đang tạo ra áp lực nặng nề lên môi trường sinh thái. Tại huyện Tân Yên, tỉnh Bắc Giang – địa bàn có tổng diện tích tự nhiên $20.660,86\text{ ha}$ với đàn lợn đạt 195.285 con, đàn gia súc trâu bò trên 32.400 con và đàn gia cầm hơn 2,153 triệu con – lượng chất thải hữu cơ xả ra môi trường mỗi ngày ước tính hàng trăm tấn.

Tình trạng xả thải phân và nước rửa chuồng trực tiếp ra các kênh rạch, sông Thương và ngòi Cầu Đồng làm gia tăng đột biến nồng độ COD, BOD trong nguồn nước mặt, phát tán mùi hôi thối ($H_2S, NH_3$), lây lan dịch bệnh gia súc và phát thải khí nhà kính ($CH_4, CO_2$).

Nguồn phát thải chăn nuôi (57,58 kg phân/ngày/hộ)
Năng lượng sạch ($CH_4$)    Nước xả xử lý           Bã cặn hữu cơ
($1,2 - 2,5\text{ m}^3$/ngày)   (Giảm 75-85% COD/BOD)   (Phân bón N-P-K vi sinh)

Đề tài "Đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng hầm Biogas tại huyện Tân Yên, tỉnh Bắc Giang" được thực hiện nhằm giải quyết dứt điểm các điểm nghẽn kỹ thuật và kinh tế - xã hội tại địa phương. Mục tiêu cụ thể gồm:

1. Đánh giá toàn diện điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và nguồn nguyên liệu chất thải chăn nuôi trên địa bàn 24 xã, thị trấn huyện Tân Yên.
2. Khảo sát, thống kê và phân loại hiện trạng 614 công trình khí sinh học (KSH) đang vận hành trên toàn huyện (phân định nguồn vốn hỗ trợ Dự án Nông nghiệp Các-bon thấp ADB và tự túc).
3. Định lượng hiệu quả kinh tế (tiết kiệm nhiên liệu đun nấu) và môi trường (giảm thiểu ô nhiễm chất thải hữu cơ, kiểm soát dịch bệnh).
4. Đề xuất hệ thống giải pháp đồng bộ từ chuẩn hóa thiết kế kỹ thuật, cải tiến quy trình vận hành đến cơ chế chính sách chuyển giao công nghệ.

Phương pháp tiếp cận dựa trên nền tảng kỹ thuật phân hủy kỵ khí (Anaerobic Digestion - AD), chuyển hóa cơ chất hữu cơ thành năng lượng tái tạo và phụ phẩm nông nghiệp sạch. Phạm vi nghiên cứu bao quát 120 hộ gia đình điều tra chuyên sâu kết hợp cơ sở dữ liệu thứ cấp giai đoạn 2011–2015 do Phòng Tài nguyên và Môi trường cùng Phòng Nông nghiệp huyện Tân Yên cung cấp.

---

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Khảo sát thực địa cho thấy các công trình biogas tại địa phương chủ yếu phát triển tự phát hoặc thông qua các dự án hỗ trợ phân tán. Ba công nghệ chính đang cùng tồn tại trên địa bàn được so sánh chi tiết:

Tiêu chí kỹ thuật	Hầm gạch vòm cố định (KT1, KT2, Hà Lan)	Túi ủ chất dẻo (Polyethylene)	Hầm đúc sẵn Composite
Chi phí đầu tư	Trung bình (6 - 9 triệu VNĐ/bể $8-10\text{ m}^3$)	Thấp (2 - 4 triệu VNĐ/túi $10\text{ m}^3$)	Cao (10 - 15 triệu VNĐ/bể $7-9\text{ m}^3$)
Độ bền cơ học	10 - 15 năm (Dễ nứt do lún nền)	2 - 4 năm (Dễ rách, lão hóa quang học)	> 20 năm (Chịu lực, chống ăn mòn)
Độ kín khí & Áp suất	Trung bình ($P_{max} \approx 60-80\text{ cm } H_2O$)	Kém ($P_{max} \approx 10-20\text{ cm } H_2O$)	Rất cao ($P_{max} > 120\text{ cm } H_2O$)
Khả năng tự phá váng	Kém (Phải mở nắp phá váng thủ công)	Không có (Bị đóng cặn đáy)	Tự động phá váng theo cơ chế hồi lưu
Thời gian lắp đặt	7 - 12 ngày (Phụ thuộc tay nghề thợ)	1 - 2 ngày	2 - 4 giờ

Hệ thống yêu cầu vận hành theo mô hình MoSCoW:

• Must have: Độ kín khí $100%$, tự động cân bằng áp suất qua bể điều áp, xử lý triệt để nước xả đạt QCVN 01-14:2010/BNNPTNT.
• Should have: Bộ lọc tách khí $H_2S$ bằng oxit sắt ($Fe_2O_3$), đồng hồ đo áp suất và van an toàn xả áp tự động.
• Could have: Đèn sưởi úm gia súc sử dụng trực tiếp KSH, máy phát điện mini chạy khí biogas.
• Won't have: Hệ thống gia nhiệt tự động cưỡng bức trong mùa đông (do chi phí vượt ngưỡng đầu tư nông hộ).

Thiết kế hệ thống

Cấu trúc module công trình khí sinh học nông hộ chuẩn hóa gồm 5 phân hệ vật lý:

                         [Vòm Tích Khí Cố Định]                             [Bể Điều Áp & Bể Xả Phụ Phẩm]
                       (Van an toàn + Bộ lọc H2S)                             (Thoát dịch tràn & Bã cặn)
                           Bếp gas / Đèn sưởi                              Tưới tiêu / Phân bón vi sinh

• Ngăn nạp/trộn: Thể tích $0,5 - 0,8\text{ m}^3$, bố trí phễu thu gom trực tiếp từ rãnh thoát phân chuồng.
• Ngăn phân hủy (Digester volume $V_d$): Thiết kế dạng vòm cầu hoặc trụ đứng đáy bán cầu, thể tích hữu dụng từ $7 - 15\text{ m}^3$.
• Vòm chứa khí (Gas holder volume $V_g$): Chiếm $15 - 20%$ tổng thể tích bể phân hủy, vận hành theo nguyên lý áp lực đẩy thủy lực (hệ thống động lực).
• Ngăn điều áp và lối xả: Chứa dịch phân giải khi áp suất khí tăng cao, tự động đẩy dịch hồi lưu khi mở van tiêu thụ khí.

Công thức tính nhiệt trị khí sinh học thực tế theo hàm lượng metan: $$Q_{KSH} = Q_{CH_4} \times %CH_4$$ Với nhiệt trị riêng của $CH_4$ là $35,8\text{ MJ/m}^3$ ($8.560\text{ kcal/m}^3$), khi hàm lượng $%CH_4 = 60%$: $$Q_{KSH} = 35,8 \times 0,60 = 21,48\text{ MJ/m}^3 \approx 5.136\text{ kcal/m}^3$$ $1\text{ m}^3$ khí sinh học đạt giá trị sinh nhiệt tương đương $0,45\text{ kg}$ gas hóa lỏng (LPG) hoặc $1,25\text{ kWh}$ điện năng.

Methodology

Quy trình nghiên cứu và chuẩn hóa công nghệ được thiết lập qua 4 pha chặt chẽ:

1. Khảo sát thứ cấp: Thu thập dữ liệu khí tượng thủy văn, cơ cấu đàn vật nuôi, quy hoạch sử dụng đất từ UBND và Phòng TNMT huyện Tân Yên.
2. Khảo sát thực địa: Triển khai 120 phiếu điều tra bán cấu trúc tại các xã chăn nuôi trọng điểm (Hợp Đức, Cao Xá, Ngọc Thiện, Tân Trung).
3. Phân tích số liệu: Xử lý ma trận dữ liệu bằng công cụ thống kê mô tả, tính toán tương quan giữa quy mô đàn gia súc và thể tích hầm ủ.
4. Kiểm soát rủi ro kỹ thuật: Thiết lập chỉ số giới hạn vận hành gồm tỷ lệ phối trộn $C/N$ ($25:1 - 30:1$), khoảng nhiệt độ mesophilic ($28 - 35^\circ C$), kiểm soát biến thiên pH trong ngưỡng đệm an toàn ($6,8 - 7,5$).

---

Implementation và kết quả

Development process

Quá trình phân giải kỵ khí trong hầm ủ diễn ra qua 3 giai đoạn sinh hóa liên tiếp:

1. Giai đoạn Thủy phân (Hydrolysis): Vi khuẩn lên men phân cắt các polyme hữu cơ không tan (cellulose, protein, lipid) thành monomer hòa tan: $$(C_6H_{10}O_5)n + nH_2O \xrightarrow{\text{Enzyme}} n C_6H{12}O_6$$
2. Giai đoạn Axit hóa (Acidogenesis & Acetogenesis): Chuyển hóa glucose thành các axit béo bay hơi (VFA), acetate, $CO_2$ và $H_2$: $$C_6H_{12}O_6 \xrightarrow{\text{Vi khuẩn tạo axit}} 2CH_3CH_2OH + 2CO_2 \to CH_3COOH + 2H_2$$
3. Giai đoạn Metan hóa (Methanogenesis): Vi khuẩn sinh metan (Methanobacterium, Methanosarcina) tổng hợp khí $CH_4$:
   • Con đường phân hủy Acetate ($\sim 70%$ sản lượng $CH_4$): $$CH_3COOH \xrightarrow{\text{Acetotrophic}} CH_4 + CO_2$$
   • Con đường khử $CO_2$ bằng Hydrogen ($\sim 30%$ sản lượng $CH_4$): $$CO_2 + 4H_2 \xrightarrow{\text{Hydrogenotrophic}} CH_4 + 2H_2O$$

Dưới đây là module thuật toán tính toán kích thước hầm ủ và dự báo năng lượng khí sinh học dựa trên số lượng đầu gia súc thực tế:

def calculate_biogas_parameters(pigs: int, cows: int, poultry: int, hrt_days: int = 30):
    """
    Tính toán thông số dung tích hầm ủ và sản lượng khí sinh học hàng ngày.
    Định mức chất thải dựa trên tài liệu Cục Chăn nuôi - Bộ NN&PTNT.
    """
    # Lượng phân tươi thải ra hàng ngày (kg/con/ngày)
    WASTE_RATES = {'pig': 3.5, 'cow': 18.0, 'poultry': 0.18}
    # Sản lượng khí sinh học lý thuyết (m3/kg phân tươi)
    GAS_YIELD_RATES = {'pig': 0.050, 'cow': 0.025, 'poultry': 0.055}
    
    total_waste = (pigs * WASTE_RATES['pig'] + 
                   cows * WASTE_RATES['cow'] + 
                   poultry * WASTE_RATES['poultry'])
    
    # Pha loãng phân : nước theo tỷ lệ 1 : 1 (Độ ẩm hỗn hợp nạp ~90%)
    daily_influent_volume_m3 = (total_waste * 2) / 1000.0
    required_digester_m3 = daily_influent_volume_m3 * hrt_days
    
    daily_gas_m3 = (pigs * WASTE_RATES['pig'] * GAS_YIELD_RATES['pig'] +
                    cows * WASTE_RATES['cow'] * GAS_YIELD_RATES['cow'] +
                    poultry * WASTE_RATES['poultry'] * GAS_YIELD_RATES['poultry'])
    
    # Nhiệt trị tương đương LPG (kg/ngày) và Điện năng (kWh/ngày)
    lpg_equivalent_kg = daily_gas_m3 * 0.45
    kwh_equivalent = daily_gas_m3 * 1.25
    
    return {
        "daily_waste_kg": round(total_waste, 2),
        "recommended_volume_m3": round(required_digester_m3, 2),
        "daily_biogas_production_m3": round(daily_gas_m3, 2),
        "monthly_lpg_saving_kg": round(lpg_equivalent_kg * 30, 2),
        "monthly_electricity_kwh": round(kwh_equivalent * 30, 2)
    }

# Áp dụng cho mô hình nông hộ bình quân tại Tân Yên: 11 lợn, 1 bò, 6 gia cầm
farm_profile = calculate_biogas_parameters(pigs=11, cows=1, poultry=6, hrt_days=30)
# Output: Thể tích hầm khuyến nghị ~3.45 m3; Sản lượng gas ~2.44 m3/ngày; Tiết kiệm ~32.9 kg LPG/tháng

Testing và validation

Toàn huyện Tân Yên ghi nhận 614 công trình biogas đang hoạt động. Số liệu thống kê theo nguồn gốc xây dựng và quy mô thể tích:

Phân bố nguồn vốn xây dựng:

Phân bố theo quy mô thể tích:

Kiểm định hiệu suất sinh khí thực tế:

• Mùa hè (Nhiệt độ $28 - 35^\circ C$): Tốc độ sinh khí đạt đỉnh $0,45 - 0,60\text{ m}^3\text{ gas/m}^3\text{ bể/ngày}$.
• Mùa đông (Nhiệt độ $15 - 19^\circ C$): Tốc độ sinh khí suy giảm còn $0,25 - 0,35\text{ m}^3\text{ gas/m}^3\text{ bể/ngày}$ do ức chế vi khuẩn sinh metan.

Kết quả đạt được

• Hiệu quả xử lý môi trường: Giảm $85%$ mùi hôi chuồng trại; loại bỏ $90 - 95%$ trứng ký sinh trùng, ấu trùng ruồi muỗi và vi khuẩn gây bệnh ($E. coli$, Salmonella); giảm $75 - 80%$ chỉ số COD và $70 - 75%$ chỉ số BOD trong dòng nước thải sau xử lý.
• Giá trị kinh tế nông hộ: Lượng khí sinh ra trung bình $1,8 - 2,4\text{ m}^3/\text{ngày}$ đáp ứng $100%$ nhu cầu đun nấu sinh hoạt hàng ngày, giúp mỗi hộ gia đình tiết kiệm từ 180.000 đến 250.000 VNĐ/tháng tiền mua bình gas LPG hoặc than đá (tương đương 2,2 - 3,0 triệu VNĐ/năm).
• Tận dụng phụ phẩm: $78%$ hộ dân ứng dụng nước xả hữu cơ để tưới trọt cây ăn quả (vải thiều, bưởi) và bón lúa, giúp giảm $30 - 40%$ lượng phân hóa học (Urê, NPK) cần mua ngoài thị trường.

---

Đổi mới và đóng góp

1. Định lượng toàn diện cơ sở dữ liệu vi mô: Cung cấp bộ dữ liệu thực chứng đầu tiên về định mức phát thải phân tươi bình quân hộ gia đình tại huyện Tân Yên ($57,58\text{ kg phân/ngày}$ với đàn chuẩn 11 lợn + 1 trâu bò + 6 gia cầm).
2. So sánh đa tiêu chuẩn giữa 3 dòng công nghệ: Xác lập ma trận phân tích rủi ro độ bền cơ học giữa hầm gạch và hầm composite trên nền địa chất đồi gò sỏi sạn và vùng đất trũng ngập úng mùa lũ của lưu vực sông Thương.
3. Cải tiến giải pháp phối trộn cơ chất: Đề xuất quy trình nạp bổ sung phụ phẩm cây trồng (thân ngô, rơm rạ ủ vi sinh) định kỳ 3 tháng/mẻ nhằm cải thiện tỷ lệ $C/N$ từ mức quá giàu Nitơ của phân lợn đơn thuần ($C/N \approx 10-13$) lên ngưỡng tối ưu ($C/N \approx 25-30$).
4. Chuẩn hóa kỹ thuật cho cơ quan quản lý: Cung cấp luận cứ khoa học trực tiếp cho Phòng Tài nguyên & Môi trường huyện Tân Yên trong việc xây dựng tiêu chí nghiệm thu công trình xử lý chất thải theo QCVN 01-79:2011/BNNPTNT.

---

Ứng dụng thực tế và triển khai

Kịch bản triển khai thực tế

• Mô hình Nông hộ Tiêu chuẩn ($10 - 20$ lợn thịt): Xây dựng hầm gạch KT2 hoặc lắp đặt hầm composite dung tích $9 - 12\text{ m}^3$. Khí gas dẫn trực tiếp qua bộ lọc $H_2S$ vào bếp đôi gia đình. Nước thải xả qua hồ lắng sinh học 2 ngăn trước khi tưới vườn.
• Mô hình Trang trại Tập trung ($> 100$ lợn): Ghép nối module 2-3 bể composite dung tích lớn ($> 25\text{ m}^3$) hoặc phủ bạt HDPE kỵ khí. Lắp đặt máy phát điện khí sinh học $3 - 5\text{ kW}$ phục vụ chiếu sáng và vận hành quạt thông gió làm mát chuồng nuôi.

Phân tích Chi phí - Lợi ích (Cost-Benefit & ROI)

Đối với hầm ủ dung tích $10\text{ m}^3$ xây bằng gạch chịu áp:

Thời gian thu hồi vốn thực tế (ROI Timeline) = 10.000.000 / 3.600.000 ≈ 2,77 năm (~33 tháng)

Lộ trình triển khai

• Giai đoạn 1 (Tháng 1 - 6): Tổ chức tập huấn kỹ thuật cho đội ngũ thợ xây địa phương về tiêu chuẩn kết cấu vòm chịu áp lực, kỹ thuật trát vữa chống thấm 5 lớp theo tiêu chuẩn ngành 10TCN 97÷102-2006.
• Giai đoạn 2 (Tháng 7 - 18): Mở rộng mạng lưới hỗ trợ vay vốn ưu đãi từ Dự án Nông nghiệp Các-bon thấp (ADB), nâng tỷ lệ bể được kiểm định kỹ thuật lên $>80%$.
• Giai đoạn 3 (Tháng 19 - 36): Nhân rộng mô hình phát điện và chế biến phân bón hữu cơ đóng bao từ bã cặn hầm biogas tại các xã chăn nuôi trọng điểm (Hợp Đức, Tân Trung, Lam Cốt).

---

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật

• Suy giảm nhiệt độ mùa đông: Khí hậu miền Bắc với các đợt rét đậm kéo dài (nhiệt độ xuống dưới $15^\circ C$) làm giảm $40%$ hoạt tính của quần thể vi sinh vật kỵ khí, gây hiện tượng tụt áp suất khí gas.
• Hiện tượng đóng váng xơ cứng: Các hộ nuôi sử dụng nhiều chất độn chuồng (cỏ khô, rơm rạ) làm lớp váng bề mặt trong hầm gạch dày lên đến $20 - 30\text{ cm}$, ngăn cản bọt khí metan thoát lên vòm chứa.
• Thất thoát khí do nứt cục bộ: Chất lượng thợ xây không đồng đều dẫn đến $12%$ số hầm gạch tự túc xuất hiện vi nứt ở cổ vòm sau 3 năm vận hành.

Hướng phát triển

• Ứng dụng chế phẩm vi sinh kỵ khí chịu nhiệt thấp (Psychrophilic inoculants) nhằm duy trì tốc độ sinh metan ổn định trong mùa đông.
• Cải tiến hệ thống phá váng cơ học tay quay chi phí thấp tích hợp ngay trên nắp thăm của bể gạch.
• Nghiên cứu cơ chế thu gom, sấy khô và ép viên bã cặn phân giải kỵ khí thành phân bón hữu cơ thương phẩm đạt chuẩn lưu thông trên thị trường.

---

Đối tượng hưởng lợi

---

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật tối thiểu để xây dựng hầm Biogas nông hộ?

Khoảng cách an toàn tối thiểu từ hầm đến giếng nước sinh hoạt là $\ge 10\text{ m}$ để phòng ngừa nguy cơ thẩm thấu; thể tích tối thiểu cho hộ nuôi 5-10 lợn thịt là $7 - 9\text{ m}^3$; nguồn nước nạp không chứa chất tẩy rửa hóa học, xà phòng hoặc thuốc sát trùng chuồng trại vì sẽ làm chết quần thể vi sinh vật kỵ khí.

2. Xử lý như thế nào khi hầm Biogas thừa khí gây mùi hoặc thiếu khí sinh hoạt?

• Khi thừa khí: Tuyệt đối không xả trực tiếp ra không khí (gây hiệu ứng nhà kính và nguy cơ cháy nổ). Cần lắp van an toàn tự xả qua ống đốt phụ cách xa khu dân cư hoặc chia sẻ đường ống dẫn sang các hộ lân cận.
• Khi thiếu khí: Kiểm tra độ kín của hệ thống bằng nước xà phòng, đo pH dịch ủ (nếu $\text{pH} < 6,5$ cần bổ sung nước vôi trong để trung hòa), và tăng cường nạp phân tươi hoặc nước ấm trong mùa đông.

3. Nước xả phụ phẩm sau hầm ủ có thể tưới trực tiếp cho rau màu không?

Nước xả từ ngăn điều áp phải qua bể lắng hiếu khí tối thiểu 5 - 7 ngày để oxy hóa các hợp chất khử, loại bỏ hoàn toàn khí độc hòa tan ($H_2S$) và ổn định dinh dưỡng trước khi pha loãng với nước theo tỷ lệ $1:3$ để tưới cây trồng.

4. Quy trình bảo dưỡng và phá váng định kỳ cho hầm gạch nắp cố định?

Định kỳ 6 tháng một lần tiến hành sục rửa bể điều áp bằng sào tre đầu chữ T; định kỳ 3 - 5 năm hút bùn cặn đáy (khoảng $50%$ thể tích cặn) bằng xe hút chuyên dụng, luôn giữ lại tối thiểu $30 - 40%$ lượng bùn hoạt tính để làm men giống cho chu trình tiếp theo.

5. Chi phí đầu tư ban đầu và thời gian thu hồi vốn thực tế tại Tân Yên?

Hầm gạch thể tích $8 - 10\text{ m}^3$ có tổng chi phí khoảng 8 - 10 triệu VNĐ; hầm composite từ 11 - 14 triệu VNĐ. Với mức tiết kiệm trung bình 300.000 VNĐ/tháng (gồm tiền gas đun nấu và phân bón), thời gian thu hồi vốn dao động từ 2,5 đến 3,5 năm.

---

Kết luận

Công trình nghiên cứu đã phân tích toàn diện hiện trạng kỹ thuật và kinh tế của 614 hầm biogas trên địa bàn huyện Tân Yên, tỉnh Bắc Giang. Kết quả chứng minh công nghệ khí sinh học là giải pháp công nghệ sinh thái tối ưu nhất trong điều kiện nông thôn hiện nay, xử lý triệt để bài toán ô nhiễm môi trường do chất thải chăn nuôi, giảm thiểu $75 - 85%$ tải lượng COD/BOD và mang lại lợi ích kinh tế thiết thực hàng triệu đồng mỗi năm cho từng hộ gia đình.

Để tiếp tục phát huy tối đa hiệu quả dự án, chính quyền địa phương cần tiếp tục đẩy mạnh chính sách trợ giá chuyển giao công nghệ vật liệu mới (Composite, bạt HDPE), tổ chức chuẩn hóa tay nghề cho đội ngũ kỹ thuật viên cơ sở, và thúc đẩy chuỗi kinh tế tuần hoàn tận dụng toàn diện phụ phẩm khí sinh học làm phân bón hữu cơ phục vụ nông nghiệp sạch bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Nƣớc ta có hơn 70% dân số sống ở nông thôn, miền núi. Việc đảm bảo nƣớc sinh hoạt và vệ sinh môi trƣờng đang là vấn đề lớn. Sự gia tăng của các sản phẩm nông nghiệp kết hợp với nhu cầu thực phẩm ngày càng cao của cuộc sống đã thúc đẩy ngành chăn nuôi phát triển mạnh mẽ. Tuy nhiên việc chăn nuôi nhỏ lẻ trong hộ gia đình, thiếu quy hoạch, nhất là những vùng dân cƣ đông gây ô nhiễm môi trƣờng ngày càng nghiêm trọng.

Ô nhiễm môi trƣờng do chăn nuôi chủ yếu từ nguồn phát sinh chất thải rắn, chất thải lỏng đƣợc xả thẳng ra môi trƣờng, sử dụng không qua xử lý gây ra mùi hôi, thối làm ô nhiễm môi trƣờng, ảnh hƣởng đến sức khỏe của con ngƣời. Có rất nhiều những biện pháp để xử lý chất thải từ chăn nuôi nhƣ xây hầm Biogas, xây dựng các bể chứa phân, bón phân đã qua xử lý vào đất,… Trong đó việc sử dụng hầm Biogas là phƣơng pháp để xử lý chất thải từ chăn nuôi tốt nhất và hiệu quả nhất. Biogas sẽ là nguồn năng lƣợng chính, mang lại hiệu quả lớn cho việc chăn nuôi, trồng trọt của ngƣời dân. Tỉnh Bắc Giang nói chung và huyện Tân Yên nói riêng là một huyện nằm ở vùng trung du và miền núi phía Bắc, cuộc sống của ngƣời dân còn gặp nhiều khó khăn.

Huyện Tân Yên chủ yếu là sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, dịch vụ chƣa phát triển. Chăn nuôi đóng vai trò quan trọng trong kinh tế hộ gia đình và là một trong những nguồn thu chủ yếu của nông hộ. Vấn đề giải quyết chất thải chăn nuôi ở đây còn đang là vấn đề lớn. Để khắc phục tình trạng ô nhiễm môi trƣờng trong chăn nuôi nói chung và chăn nuôi lợn nói riêng ở huyện Tân Yên, ngƣời dân đã ứng dụng công nghệ hầm Biogas bƣớc đầu mang lại những hiệu quả khả quan nhƣ: hạn chế sự ô nhiễm xung quanh, 2 hạn chế đƣợc tình hình dịch bệnh lây lan, tạo ra nguồn khí gas làm chất đốt, đèn thắp sáp….

Tuy nhiên, công nghệ hầm Biogas trong chăn nuôi hiện nay ở huyện Tân Yên chƣa đƣợc áp dụng rộng rãi, ngƣời dân địa phƣơng còn gặp nhiều khó khăn đặc biệt là vấn đề ứng dụng chuyển giao công nghệ, tiền vốn khi xây dựng hầm Biogas. Vì vậy, việc triển khai xây dựng hầm Biogas tới các hộ nông dân là vấn đề mà các cấp chính quyền và ngƣời dân quan tâm để giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng trong chăn nuôi. Xuất phát từ thực tế nói trên và nguyện vọng của bản thân cùng với sự đồng ý của Ban giám hiệu nhà trƣờng, Ban chủ nhiệm khoa Môi Trƣờng – Trƣờng Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên, dƣới sự hƣớng dẫn của thày PGS.TS Nguyễn Ngọc Nông em tiến hành thực hiện đề tài “Đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng hầm Biogas tại huyện Tân Yên tỉnh Bắc Giang”. Mục tiêu và yêu cầu của đề tài 1.

Mục tiêu của đề tài - Tìm hiểu về vị trí địa lý, tình hình kinh tế xã hội của huyện Tân Yên tỉnh Bắc Giang. - Đánh giá hiện trạng sử dụng hầm Biogas tại huyện Tân Yên tỉnh Bắc Giang. - Hiệu quả của việc sử dụng hầm Biogas đem lại. - Đề ra những biện pháp thiết thực và phù hợp với địa phƣơng nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng hầm Biogas.

Yêu cầu của đề tài - Đánh giá đƣợc hiện trạng sử dụng hầm Biogas tại huyện Tân Yên tỉnh Bắc Giang. - Số liệu thu thập phải chính xác, khách quan, trung thực. 3 - Bộ câu hỏi điều tra phải dễ hiểu, đầy đủ các thông tin cần thiết cho việc đánh giá. - Đƣa ra các giải pháp, kiến nghị có tính khả thi cao, phù hợp với địa phƣơng.

Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học. - Vận dụng và phát huy các kiến thức đã học vào trong thực tế. - Nâng cao kiến thức kỹ năng cho bản thân.

- Tích lũy kinh nghiệm phục vụ cho công tác sau này. Ý nghĩa trong thực tiễn - Giúp sinh viên trau dồi kiến thức, kỹ năng giao tiếp, mối quan hệ đồng nghiệp trong môi trƣờng làm việc thực tế. - Đánh giá hiện trạng sử dụng hầm Biogas tại huyện Tân Yên tỉnh Bắc Giang. - Hiệu quả của việc sử dụng hầm Biogas đem lại.

- Đề ra những biện pháp thiết thực và phù hợp với địa phƣơng nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng hầm Biogas. - Góp phần tuyên truyền, giáo dục, nâng cao nhận thức của ngƣời dân về hiệu quả của việc sử dụng hầm Biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi. 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Cơ sở khoa học 2.

Cơ sở pháp lý - Luật Bảo vệ Môi trƣờng số 52/2005/QH đƣợc Quốc hội nuớc Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam khóa XI kỳ họp thứ 08 thông qua ngày 29/11/2005 và có hiệu lực thi hành từ ngày 01/07/2006. - Nghị định số 80/2006/NĐ-CP ngày 09/08/2006 của Chính Phủ về việc quy định chi tiết và hƣớng dẫn thi hành một số điều luật Bảo vệ Môi trƣờng. - Tiêu chuẩn ngành 10TCN 97÷102 -2006 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. - Nghị định số 21/2008/NĐ-CP ngày 28/02/2008 của Chính phủ sửa đổi bổ sung một số điều của nghị định số 80/2006/NĐ-CP ngày 09/08/2006 của Chính phủ về việc quy định chi tiết và hƣớng dẫn thi hành một số điều luật Bảo vệ Môi trƣờng.

- Nghị định số 117/2009/NĐ-CP ngày 31/12/2009 của Chính phủ về xử lý vi phạm pháp luật trong lĩnh vực Bảo vệ Môi trƣờng. - Thông tƣ số 04/2010/TT-BNNPTNT ngày 15/01/2010 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn quy định về ban hành quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về điều kiện trại chăn nuôi lợn, trại chăn nuôi gia cầm an toàn sinh học. - QCVN 01-14: 2010/BNNPTNT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia điều kiện trại chăn nuôi lợn an toàn sinh học. - Thông tƣ số 47/2011/TT-BTNMT ngày 28/12/2011 của Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng ban hành quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trƣờng.

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về vệ sinh nƣớc dùng trong chăn nuôi. 5 - QCVN 01 - 79: 2011/BNNPTNT về cơ sở chăn nuôi gia súc, gia cầm quy trình kiểm tra, đánh giá điều kiện vệ sinh thú y. Do Cục Thú y biên soạn, Vụ Khoa học, Công nghệ và Môi trƣờng trình duyệt, và đƣợc ban hành theo Thông tƣ số 71/2011/TT-BNNPTNT ngày 25 tháng 10 năm 2011 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. - Quyết định 2418/QĐ-BNN năm 2012 gia hạn thời gian thực hiện Dự án “Chƣơng trình Khí sinh học cho ngành chăn nuôi Việt Nam 2007-2012” do Bộ trƣởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn ban hành - Quyết định 212/QĐ-BNN-CN năm 2012 về phân bổ chỉ tiêu xây dựng công trình khí sinh học năm 2012 cho tỉnh, thành phố thực hiện Dự án Chƣơng trình khí sinh học cho ngành chăn nuôi Việt Nam 2007-2012 do Bộ trƣởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn ban hành.

- Nghị định 179/2013/NĐ-CP ngày 14/11/2013 của Chính phủ về xử phạt hành chính trong lĩnh vực Bảo vệ Môi trƣờng. - Nghị định số 80/2014/NĐ-CP ngày 06/08/2014 của Chính phủ về thoát nƣớc và xử lý nƣớc thải. Một số khái niệm - Môi trƣờng: Theo Điều 3, Chƣơng I, Luật Bảo vệ Môi trƣờng Việt Nam 2005 “ Môi trƣờng bao gồm các yếu tố tự nhiên và vật chất nhân tạo bao quanh con ngƣời, có ảnh hƣởng đến đời sống, sản xuất, sự tồn tại, phát triển của con ngƣời và sinh vật”. [5] - Ô nhiễm môi trƣờng: Là sự biến đổi các thành phần môi trƣờng không phù hợp với tiêu chuẩn môi trƣờng, gây ảnh hƣởng xấu tới con ngƣời và sinh vật.

[8] - Hầm Biogas: Là bể kín chứa phân và chất thải hữu cơ từ quá trình chăn nuôi, sản xuất…. đƣợc ủ lên men yếm khí để tạo ra khí Biogas đƣợc sử dụng nhƣ một nguồn nguyên liệu cung cấp cho các hoạt động sinh hoạt cũng nhƣ sản xuất. [9] 6 - Phụ phẩm KSH (gọi tắt là phụ phẩm): Là sản phẩm ở dạng lỏng và rắn của quá trình phân giải chất hữu cơ. Phụ phẩm KSH gồm 3 phần là: Nƣớc xả, bã cặn và váng.[15] Nƣớc xả: Là chất lỏng đƣợc xả ra khỏi bề mặt phân giải.

Bã cặn: Là chất đặc lắng đọng ở dƣới đáy bể phân giải. Váng: Là chất đặc nổi lên bề mặt dịch phân giải trong bể 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.[8] - Khí Biogas: hay còn gọi là khí sinh học (KSH) là một dạng năng lƣợng khi mà các chất hữu cơ (phân động vật hoặc các sản phẩm của nông nghiệp) lên men trong điều kiện không có không khí (quá trình yếm khí), vi sinh vật phân huỷ các chất tổng hợp và sinh ra khí. Khí sinh học là một hỗn hợp khí bao gồm Metan (CH4), Cacbon Dioxit (CO2), Nito (N2) và Hydro sunphat (H2S).

Nhìn về góc độ năng lƣợng tính toán đƣợc rằng: 1m3 khí sinh học (với mức 6000 calo) tƣơng đƣơng với 3,47 kg gỗ, 0,45 kg khí ga hoá lỏng, 1,25 Kw điện năng, 1,4 kg than đá, 13 kg nhiên liệu phân gia súc và còn nhiều ƣớc tính khác nữa, khí biogas hoàn toàn có thể sử dụng nhƣ một nguồn năng lƣợng phổ biến hiện nay.1: Vị trí hầm Biogas quy mô hộ gia đình 7 Theo công nghệ càng ngày càng phát triển, khí Biogas có thể đƣợc sản xuất từ nguồn nguyên liệu khác nhau, xử lý đƣợc chất thải phát sinh mà vẫn phù hợp tính năng của ngƣời sử dụng. Quá trình sản xuất KSH a. Nguyên liệu để sản xuất KSH * Nguyên liệu có nguồn gốc động vật Nguyên liệu có nguồn gốc động vật bao gồm chất thải (phân và nƣớc tiểu) của gia súc, gia cầm và chất thải của ngƣời… Số lƣợng chất thải trên một đầu động vật phụ thuộc vào khối lƣợng cơ thể và chế độ dinh dƣỡng.