Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Khóa luận tốt nghiệp đại học chuyên ngành Khoa học Môi trường của tác giả Hà Thị Thùy (Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên, thực hiện năm 2014 dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Nguyễn Thế Hùng) tập trung giải quyết bài toán xử lý ô nhiễm môi trường nông thôn phát sinh từ hoạt động chăn nuôi gia súc quy mô nông hộ.

Trong bối cảnh năng lượng hóa thạch ngày càng cạn kiệt và sức ép chất thải từ ngành chăn nuôi gia tăng trên phạm vi cả nước (theo số liệu Cục Chăn nuôi năm 2010: cả nước có 8,5 triệu hộ chăn nuôi và 18.000 trang trại với tổng đàn 300 triệu gia cầm, 37 triệu gia súc, phát sinh khoảng 84,45 triệu tấn chất thải/năm nhưng chỉ 5–20% được tận dụng làm phân bón, phần còn lại thải trực tiếp ra tự nhiên), thị trấn Na Hang thuộc huyện vùng cao Na Hang, tỉnh Tuyên Quang cũng đối mặt với thách thức tương tự. Hoạt động sản xuất nông nghiệp tại đây chủ yếu là chăn nuôi lợn quy mô hộ gia đình, lượng phân và nước thải lớn bốc mùi hôi thối nồng nặc, chứa nhiều vi sinh vật gây bệnh và ấu trùng giun sán chưa qua xử lý triệt để, gây ô nhiễm nguồn nước, đất đai và tăng nguy cơ bùng phát dịch bệnh truyền nhiễm (dịch tai xanh, lở mồm long móng). Việc ứng dụng công nghệ khí sinh học (biogas) được xác định là giải pháp kỹ thuật nhằm giảm thiểu ô nhiễm và cung cấp chất đốt sạch tại chỗ.

Đề tài xác định 04 mục tiêu nghiên cứu cụ thể:

  1. Đánh giá tình hình chăn nuôi và xử lý chất thải chăn nuôi của các hộ gia đình trên địa bàn thị trấn Na Hang.
  2. Đánh giá tình hình ứng dụng hầm ủ biogas để xử lý chất thải chăn nuôi tại thị trấn Na Hang.
  3. Đánh giá hiệu quả môi trường và kinh tế mà mô hình mang lại.
  4. Đề xuất các biện pháp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng của hầm biogas.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Công trình hầm ủ biogas xử lý chất thải chăn nuôi lợn quy mô hộ gia đình.
  • Không gian nghiên cứu: Địa bàn thị trấn Na Hang, huyện Na Hang, tỉnh Tuyên Quang (khảo sát trên toàn bộ 20 tổ dân phố và thôn bản trực thuộc).
  • Thời gian nghiên cứu: Từ ngày 05/05/2014 đến ngày 05/08/2014.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và cơ sở khoa học

Khóa luận hệ thống hóa cơ sở sinh hóa và công nghệ của quá trình lên men kỵ khí sinh học:

  • Bản chất khí sinh học (Biogas): Là hỗn hợp khí sinh ra từ quá trình phân hủy kỵ khí chất thải động vật và phụ phẩm nông nghiệp dưới tác động của vi sinh vật. Thành phần chính gồm Methane ($\text{CH}_4$: 55–70%), Carbon dioxide ($\text{CO}_2$: 27–44%), Nitrogen ($\text{N}_2$), Hydrogen ($\text{H}_2$: ~1%), Hydrogen sulfide ($\text{H}_2\text{S}$: ~3%) và Oxygen ($\text{O}_2$). Nhiệt lượng khi đốt cháy $1\text{ m}^3$ biogas đạt 4.500–6.000 calo/$\text{m}^3$ (tương đương 1 lít cồn, 0,8 lít xăng, 0,6 lít dầu thô, 1,4 kg than hoa hoặc 2,2 kW điện).
  • Cơ chế phân hủy kỵ khí: Quá trình diễn ra qua 3 giai đoạn (thủy phân các hợp chất polyme thành monome; hình thành axit hữu cơ yếu và rượu; lên men metan tạo $\text{CH}_4$ và $\text{CO}_2$) tương ứng với 2 pha sinh hóa (pha axit và pha metan), thực hiện bởi hai nhóm vi sinh vật: nhóm vi khuẩn biến dưỡng cellulose và nhóm vi khuẩn sinh khí metan.
  • Các thông số kỹ thuật tối ưu: Tỷ lệ $\text{C/N}$ nguyên liệu lý tưởng từ 25–30:1; độ pH dao động trong khoảng trung tính 6,8–7,4; nhiệt độ tối ưu cho vi sinh vật hoạt động là 35°C (quá trình vẫn diễn ra ở 15–20°C nhưng ngưng trệ khi dưới 10°C); thời gian lưu nước đối với phân lợn từ 10–15 ngày; tỷ lệ pha trộn nạp liệu chuẩn gồm 1,5 kg phân tự nhiên + 30 lít nước nhằm đạt hỗn hợp bùn lỏng có nồng độ chất rắn lơ lửng 5%.
  • Các dạng công nghệ hầm ủ: Hầm xây gạch nắp vòm cố định (kiểu KT1 cho đất tốt, KT2 cho đất yếu), hầm túi ủ bạt nhựa HDPE và hầm đúc sẵn bằng vật liệu nhựa Composite cốt sợi thủy tinh/carbon.

Phương pháp nghiên cứu thực tế

Tác giả kết hợp đồng bộ 06 phương pháp nghiên cứu thực địa và xử lý dữ liệu:

  1. Phương pháp kế thừa: Thu thập số liệu thứ cấp về điều kiện tự nhiên, kinh tế – xã hội, hiện trạng đàn gia súc và báo cáo môi trường từ UBND thị trấn Na Hang, Hội Nông dân thị trấn và Báo cáo phát triển vùng huyện Na Hang năm 2013.
  2. Phương pháp điều tra phỏng vấn: Thiết kế phiếu điều tra và phỏng vấn trực tiếp toàn bộ 47 hộ gia đình đang quản lý, vận hành hầm ủ biogas tại địa phương.
  3. Phương pháp quan sát thực địa: Đánh giá cảm quan bằng thị giác, khứu giác về hiện trạng vệ sinh chuồng trại, hệ thống thoát nước thải và mùi hôi quanh khu vực chăn nuôi.
  4. Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Tổng hợp tài liệu hướng dẫn kỹ thuật xây dựng hầm biogas của Trung tâm Quốc gia Nước sạch và Vệ sinh Môi trường Nông thôn, các công bố khoa học của Đại học Huế, tài liệu chuyên ngành xử lý chất thải nông nghiệp.
  5. Phương pháp phân tích, so sánh và đánh giá: So sánh các chỉ tiêu kỹ thuật giữa hầm gạch và hầm composite; phân tích cân đối thu chi nhiên liệu trước và sau khi lắp đặt hầm.
  6. Phương pháp thống kê xử lý số liệu: Tổng hợp, tính toán tỷ lệ phần trăm và lập bảng biểu bằng phương pháp thủ công và phần mềm máy vi tính.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Trình bày tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ nhu cầu giải quyết ô nhiễm do chất thải chăn nuôi lợn tại vùng cao Na Hang, xác định 04 mục tiêu nghiên cứu, 04 yêu cầu cần đạt và ý nghĩa khoa học cũng như thực tiễn trong công tác quản lý tài nguyên – môi trường nông thôn.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

  • Cơ sở lý luận: Phân tích định lượng lượng chất thải chăn nuôi (lợn thải trung bình 1,3 kg phân/con/ngày, tương đương 6–8% trọng lượng cơ thể; lượng nước thải vệ sinh chuồng trại 30–50 lít/con/ngày; thành phần phân rắn chứa 82% nước, 3,75% Nito, 3,13% $\text{P}_2\text{O}_5$, 2,2% $\text{K}_2\text{O}$; mật độ vi sinh vật ô nhiễm rất cao: Coliform đạt $4 \times 10^5$, E. coli đạt $10^5 - 10^7$ MPN/100g).
  • Tác động môi trường: Nêu rõ các số liệu toàn cầu từ FAO (chất thải gia súc tạo ra 65% lượng $\text{N}_2\text{O}$, 9% $\text{CO}_2$ và 37% lượng $\text{CH}_4$ toàn cầu) cùng thực trạng ô nhiễm nguồn nước ngầm, lan truyền mầm bệnh giun sán tại Việt Nam.
  • Công nghệ khí sinh học: Phân tích nguyên lý cấu tạo hầm vòm cố định, hầm túi HDPE, bể composite; chi tiết hóa động học các phản ứng sinh hóa, các yếu tố ảnh hưởng (nhiệt độ, pH, tỷ lệ C/N, độ ẩm, chất gây độc như kháng sinh, xà phòng) và năng suất sinh khí của phân lợn (đạt 0,69–0,76 $\text{m}^3$/kg chất khô, hàm lượng $\text{CH}_4$ đạt 58–60%).
  • Cơ sở thực tiễn: Nêu kinh nghiệm quốc tế (Đức có khoảng 5.900 nhà máy điện biogas năm 2012; Hoa Kỳ tiêu thụ 147 nghìn tỷ BTU từ khí bãi rác năm 2003; Ấn Độ, Nepal với công nghệ khí Gobar) và tình hình ứng dụng tại Việt Nam (toàn quốc có khoảng 500.000 hầm hộ gia đình dưới 10 $\text{m}^3$, dự án khí sinh học do Hà Lan tài trợ xây dựng được 150.000 công trình đến năm 2011; tuy nhiên mới có 0,3% trong tổng số 1.100 trang trại lợn lớn lắp đặt hệ thống biogas thương mại).

Phần 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Quy định rõ đối tượng khảo sát là các hầm ủ biogas nông hộ trên địa bàn thị trấn Na Hang; triển khai từ tháng 5/2014 đến tháng 8/2014; thiết lập khung nội dung gồm khảo sát điều kiện địa phương, đánh giá kỹ thuật hầm ủ, phân tích hiệu quả môi trường, lượng hóa lợi ích kinh tế của các hộ điển hình và đề xuất giải pháp. Mô tả chi tiết 06 phương pháp nghiên cứu.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

  • Điều kiện tự nhiên và kinh tế – xã hội thị trấn Na Hang: Tổng diện tích tự nhiên 4.674,96 ha (đất nông nghiệp chiếm 3.343,60 ha nhưng đất trồng lúa 2 vụ chỉ có 28 ha; đất phi nông nghiệp 1.171,58 ha; đất chưa sử dụng 159,78 ha; rừng sản xuất 153,55 ha, rừng phòng hộ 1.305,47 ha, rừng đặc dụng 1.000 ha). Địa hình núi dốc 15–30° đến 35–40°, lượng mưa trung bình 1.400–1.800 mm/năm, nhiệt độ trung bình 23,4°C. Thống kê đàn gia súc năm 2013: toàn thị trấn có 428 con trâu (chiếm 2,9% toàn huyện), 3.380 con lợn (chiếm 9,4% toàn huyện Na Hang) và 24.500 con gia cầm (chiếm 12,9% toàn huyện).
  • Hiện trạng lắp đặt hầm ủ biogas: Toàn thị trấn có 47 hầm biogas phân bố tại 14/20 tổ dân phố, thôn bản. Số lượng tập trung cao nhất tại Thôn Tân Lập (9 hầm), Tổ 4 (7 hầm), Thôn Hà Vị (4 hầm), Tổ 17 (4 hầm); có 6 khu dân cư chưa có hầm (Tổ 3, Tổ 6, Tổ 7, Tổ 8, Tổ 15, Thôn Nà Mỏ).
  • Đặc điểm công nghệ và xu hướng lắp đặt: Gồm 2 loại hầm: hầm gạch nắp vòm cố định (16 hầm, dung tích 10 $\text{m}^3$, chi phí ~11 triệu đồng/hầm) và hầm nhựa composite (31 hầm; gồm 20 hầm dung tích 7 $\text{m}^3$ giá 8–11 triệu đồng và 11 hầm dung tích 9 $\text{m}^3$ giá 12–14 triệu đồng). Giai đoạn 2004–2006 có 7 hầm (100% bằng gạch), giai đoạn 2007–2009 có 13 hầm (7 gạch, 6 composite), giai đoạn 2010–2012 có 19 hầm (2 gạch, 17 composite), giai đoạn 2013–2014 có 8 hầm (100% bằng composite).
  • Kênh tiếp cận thông tin và động lực đầu tư: 44,7% hộ biết qua tổ chức/hội đoàn thể; 44,7% biết qua bạn bè, hàng xóm; 10,6% biết qua sách báo, truyền hình. Động lực lắp đặt: 100% để lấy khí đốt đun nấu; 87,2% để cải thiện môi trường; 44,7% nhờ được tiếp cận vốn vay ưu đãi.
  • Quy mô chăn nuôi nông hộ: 8,5% hộ nuôi 3–5 con lợn; 32,0% hộ nuôi 6–10 con; 21,3% hộ nuôi 11–15 con; 29,7% hộ nuôi 16–20 con; 8,5% hộ nuôi trên 20 con.
  • Đánh giá hiệu quả môi trường: Dẫn chứng số liệu kiểm nghiệm nước thải chăn nuôi lợn trước và sau biogas (nồng độ $\text{BOD}_5$, $\text{COD}$, chất rắn lơ lửng giảm từ 3 đến 6 lần; vi khuẩn Coliform giảm từ $4,3 \times 10^7$ xuống $1,5 \times 10^6$ MPN/100ml). 100% hộ dân khẳng định chấm dứt tình trạng xả phân tươi bừa bãi và giảm rõ rệt mùi hôi thối.
  • Đánh giá hiệu quả kinh tế: Phân tích chi tiết 02 hộ khảo sát thực tế: hộ ông Hà Minh Thức (nuôi 14 lợn, dùng hầm composite 9 $\text{m}^3$) tiết kiệm 583.000 đồng/tháng; hộ bà Lương Thị Kín (nuôi 16 lợn, dùng hầm composite 9 $\text{m}^3$) tiết kiệm 733.000 đồng/tháng nhờ cắt giảm hoàn toàn gas công nghiệp và giảm 67–75% lượng củi đun. 100% số hộ khảo sát bày tỏ mức độ "rất hài lòng".
  • Giải pháp nâng cao hiệu quả: Đề xuất đồng bộ các giải pháp quản lý nhà nước, giải pháp kỹ thuật vận hành và chính sách tín dụng hỗ trợ nông dân.

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tổng hợp các kết luận chính về hiệu quả giảm thiểu ô nhiễm và lợi ích kinh tế của mô hình biogas nông hộ; chỉ rõ các tồn tại về nước thải sau biogas và thiếu thợ kỹ thuật; nêu 06 kiến nghị đối với chính quyền, các tổ chức đoàn thể và người chăn nuôi.

Kết quả và đóng góp nghiên cứu

Bảng tổng hợp các dữ liệu nghiên cứu cốt lõi

Nhóm chỉ tiêu Thông số / Dữ liệu thực tế tại Thị trấn Na Hang
Tổng số hầm biogas đã khảo sát 47 hầm (phân bố tại 14/20 tổ dân phố, thôn bản)
Cơ cấu loại hình công nghệ • Hầm gạch vòm cố định: 16 hầm (dung tích 10 $\text{m}^3$, chi phí ~11 triệu VNĐ)
• Hầm nhựa Composite: 31 hầm (dung tích 7 $\text{m}^3$: 20 hầm, giá 8–11 triệu VNĐ; dung tích 9 $\text{m}^3$: 11 hầm, giá 12–14 triệu VNĐ)
Quy mô đàn lợn của các hộ • 3–5 con: 8,5% (4 hộ)
• 6–10 con: 32,0% (15 hộ)
• 11–15 con: 21,3% (10 hộ)
• 16–20 con: 29,7% (14 hộ)
• Trên 20 con: 8,5% (4 hộ)
Hiệu quả xử lý nước thải (trước $\rightarrow$ sau biogas) • $\text{BOD}_5$: 873–1.690 mg/l $\rightarrow$ 192–582 mg/l (giảm 3–6 lần)
• $\text{COD}$: 1.794–3.871 mg/l $\rightarrow$ 264–789 mg/l (giảm 3–5 lần)
• $\text{TSS}$: 1.528–4.521 mg/l $\rightarrow$ 188–821 mg/l
• $\text{Fecal coliform}$: $4,3 \times 10^7$ MNP/100ml $\rightarrow$ $1,5 \times 10^6$ MNP/100ml
• $\text{NH}4\text{-N}$: giảm còn 106–421 mg/l; $\text{P}{\text{tổng}}$: giảm còn 122–492 mg/l
Hiệu quả kinh tế tiết kiệm nhiên liệu đun nấu • Hộ ông Hà Minh Thức (14 lợn): Tiết kiệm 583.000 đồng/tháng
• Hộ bà Lương Thị Kín (16 lợn): Tiết kiệm 733.000 đồng/tháng
• Mức tiết kiệm ước tính chung: 3–5 triệu đồng/hộ/năm (với quy mô nuôi thường xuyên 4–10 lợn thịt)
Mức độ hài lòng của người dân 100% hộ đánh giá "rất hài lòng"

Đóng góp thực tiễn của đề tài

  1. Cung cấp bức tranh toàn diện và số liệu kiểm kê thực tế về hiện trạng ứng dụng công nghệ biogas xử lý chất thải chăn nuôi lợn tại địa bàn một thị trấn miền núi phía Bắc.
  2. Phân tích rõ nét sự chuyển dịch công nghệ từ hầm xây bằng gạch truyền thống sang hầm composite đúc sẵn nhờ các ưu thế vượt trội: độ kín khí tuyệt đối, độ bền cơ học cao, chịu áp suất lớn (đạt 1,6 m cột nước so với 5 cm của hầm gạch), khả năng tự động phá váng 100%, tự động đẩy bã phân và thời gian thi công lắp đặt nhanh (2–4 giờ).
  3. Lượng hóa cụ thể lợi ích kinh tế hộ gia đình thông qua việc thay thế củi đun và bình gas công nghiệp, tạo cơ sở thực tiễn để nhân rộng mô hình chăn nuôi gắn liền với bảo vệ môi trường nông thôn.

Giải pháp và kiến nghị của tác giả

  • Về mặt quản lý: UBND thị trấn cần đẩy mạnh tuyên truyền nâng cao ý thức môi trường; lồng ghép tiêu chí biogas vào chương trình Vệ sinh Môi trường Nông thôn; khuyến khích các hộ chuyển đổi sang phương thức chăn nuôi tập trung.
  • Về mặt kỹ thuật: Hướng dẫn người dân theo dõi áp lực khí gas, bảo dưỡng định kỳ; đào tạo đội ngũ thợ địa phương chuyên trách lắp đặt, sửa chữa; từng bước áp dụng các giải pháp xử lý thứ cấp sau biogas đối với dòng nước thải đầu ra.
  • Về cơ chế hỗ trợ: Ngân hàng và các tổ chức tín dụng phối hợp với Hội Nông dân, Hội Phụ nữ tạo điều kiện giải ngân nguồn vốn vay ưu đãi, giảm áp lực chi phí đầu tư ban đầu cho nông hộ.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận chỉ rõ các hạn chế thực tế và mở ra các định hướng nghiên cứu tiếp theo:

  • Vấn đề nước thải sau biogas: Mặc dù nồng độ các chất ô nhiễm ($\text{BOD}_5$, $\text{COD}$, $\text{TSS}$, vi sinh vật) sau hầm ủ đã giảm mạnh so với phân tươi, nhưng các chỉ tiêu này vẫn vượt ngưỡng quy chuẩn môi trường cho phép. Lượng nước thải xả trực tiếp ra môi trường còn lớn, chưa có công trình xử lý thứ cấp (bể lắng, bãi lọc sinh học hoặc hồ sinh học) phù hợp với quy mô hộ gia đình.
  • Rào cản về vốn và kỹ thuật tại chỗ: Chi phí lắp đặt hầm composite (8–14 triệu đồng) vẫn ở mức cao so với thu nhập thuần nông vùng cao; tỷ lệ hộ tiếp cận vốn vay ưu đãi mới đạt 44,7%; người dân hoàn toàn phụ thuộc vào đơn vị cung cấp thiết bị, thiếu kỹ thuật viên địa phương có tay nghề để khắc phục sự cố rò rỉ hoặc nghẹt đường ống.
  • Hướng nghiên cứu tiếp theo: Cần nghiên cứu tích hợp các mô hình xử lý sinh học chi phí thấp sau biogas để làm sạch triệt để nước thải chăn nuôi trước khi xả ra nguồn tiếp nhận; nghiên cứu công nghệ cải tiến nhằm hạ giá thành sản xuất bể ủ và hoàn thiện quy trình thu gom, tái sử dụng bã thải biogas làm phân bón hữu cơ an toàn cho cây trồng.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận có giá trị tham khảo hữu ích cho các nhóm đối tượng:

  • Sinh viên và học viên: Chuyên ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Tài nguyên và Môi trường, Kỹ thuật Môi trường, Chăn nuôi – Thú y tham khảo phương pháp luận thiết kế phiếu điều tra xã hội học môi trường, cách thức xử lý số liệu điều tra nông thôn và phương pháp phân tích hiệu quả kinh tế – kỹ thuật của mô hình năng lượng tái tạo.
  • Cán bộ quản lý môi trường cấp cơ sở: Cán bộ Phòng Tài nguyên và Môi trường, Trạm Khuyến nông, Hội Nông dân cấp huyện, xã làm cơ sở dữ liệu thực tiễn để xây dựng kế hoạch quản lý chất thải chăn nuôi, lập đề án phổ biến công nghệ khí sinh học và thẩm định nhu cầu vay vốn phát triển kinh tế nông hộ.
  • Các nội dung đáng tham khảo nhất trong văn bản:
    • Bảng so sánh chi tiết ưu nhược điểm kỹ thuật giữa hầm biogas Composite và hầm gạch xây (Mục 4.2.1).
    • Bảng tính toán cân đối chi phí nhiên liệu và hiệu quả tiết kiệm tiền mặt hàng tháng của các hộ gia đình chăn nuôi điển hình (Mục 4.3.2).
    • Khung số liệu thành phần hóa lý của phân, nước tiểu và đặc tính ô nhiễm nước thải chăn nuôi lợn (Mục 2.3).

Câu hỏi thường gặp

1. Tại thị trấn Na Hang có những loại hầm biogas nào được sử dụng và xu hướng thay đổi công nghệ ra sao?

Trên địa bàn thị trấn có 02 loại hầm được sử dụng là hầm xây bằng gạch nắp vòm cố định và hầm đúc sẵn bằng nhựa Composite. Giai đoạn 2004–2006, 100% hầm lắp đặt là hầm gạch (7 hầm). Kể từ khi hầm Composite xuất hiện (giai đoạn 2007–2009 có 6 hầm, giai đoạn 2010–2012 có 17 hầm), tỷ lệ hầm gạch giảm mạnh và đến giai đoạn 2013–2014 thì 100% hầm lắp mới là hầm Composite (8 hầm) nhờ ưu điểm kín khí tuyệt đối, độ bền cao, không bị ăn mòn axit và tự động phá váng.

2. Dung tích hầm biogas nào được người dân lựa chọn lắp đặt nhiều nhất và chi phí bao nhiêu?

Loại hầm biogas chất liệu Composite dung tích 7 $\text{m}^3$ được người dân sử dụng nhiều nhất (chiếm 20/47 hầm, tương đương 42,5% tổng số hầm) với chi phí lắp đặt từ 8 đến 11 triệu đồng/hầm, do quy mô chăn nuôi của các hộ gia đình chủ yếu dao động từ 3 đến 20 con lợn.

3. Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải chăn nuôi lợn thay đổi như thế nào sau khi qua hầm ủ biogas?

Theo số liệu nghiên cứu được tác giả trích dẫn, nồng độ $\text{BOD}_5$ giảm từ 873–1.690 mg/l xuống còn 192–582 mg/l; $\text{COD}$ giảm từ 1.794–3.871 mg/l xuống còn 264–789 mg/l (giảm từ 3 đến 6 lần); tổng chất rắn lơ lửng ($\text{TSS}$) giảm từ 1.528–4.521 mg/l xuống còn 188–821 mg/l; vi khuẩn Fecal coliform giảm từ $4,3 \times 10^7$ xuống còn $1,5 \times 10^6$ MPN/100ml.

4. Mức tiết kiệm chi phí nhiên liệu đun nấu của các hộ gia đình khảo sát đạt bao nhiêu mỗi tháng?

Khảo sát thực tế tại 02 hộ gia đình điển hình sử dụng hầm composite dung tích 9 $\text{m}^3$ cho thấy: Hộ ông Hà Minh Thức (nuôi 14 lợn) tiết kiệm được 583.000 đồng/tháng (chi phí giảm từ 733.000 đồng xuống 150.000 đồng); hộ bà Lương Thị Kín (nuôi 16 lợn) tiết kiệm được 733.000 đồng/tháng (chi phí giảm từ 1.033.000 đồng xuống 300.000 đồng). Cả hai hộ đều cắt giảm hoàn toàn việc mua gas công nghiệp và giảm đáng kể lượng củi đun.

5. Những rào cản chính ảnh hưởng đến việc mở rộng mô hình biogas tại địa phương là gì?

Các khó khăn chính được ghi nhận gồm: Chi phí đầu tư ban đầu còn cao so với mức thu nhập của hộ nông dân vùng cao; thủ tục vay vốn ưu đãi còn phức tạp khiến mới chỉ có 44,7% số hộ tiếp cận được nguồn vốn; người dân chưa được tập huấn sâu về kỹ thuật vận hành nên phụ thuộc hoàn toàn vào bên bán thiết bị; địa phương thiếu đội ngũ thợ kỹ thuật lành nghề để kịp thời bảo trì, sửa chữa khi có sự cố phát sinh.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Hà Thị Thùy đã phản ánh chi tiết hiện trạng ứng dụng 47 công trình hầm ủ biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi lợn tại thị trấn Na Hang, tỉnh Tuyên Quang. Kết quả nghiên cứu chứng minh mô hình hầm ủ biogas, đặc biệt là công nghệ vật liệu composite, mang lại hiệu quả kép rõ rệt: giảm thiểu từ 3 đến 6 lần các chỉ tiêu ô nhiễm hữu cơ trong nước thải và tiết kiệm từ 580.000 đến 730.000 đồng chi phí chất đốt mỗi tháng cho mỗi hộ gia đình. Công trình cung cấp hệ thống dữ liệu thực chứng và cơ sở khoa học đáng tin cậy phục vụ công tác quy hoạch, quản lý môi trường nông nghiệp và nhân rộng mô hình năng lượng tái tạo tại các địa bàn miền núi.