Đánh giá thực trạng sử dụng hầm biogas quy mô hộ gia đình tại xã Thanh Ninh, tỉnh Thái Nguyên

Bài viết đánh giá thực trạng sử dụng hầm biogas quy mô hộ gia đình tại xã Thanh Ninh, tỉnh Thái Nguyên, phân tích hiệu quả và đề xuất giải pháp phát triển bền vững.

• Tác giả: Duong Thi Hong
• Người hướng dẫn: Dr. Nguyen Huu Tho
• Trường học: Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry
• Chuyên ngành: Environmental Science and Management
• Đề tài: Assessment actuality of using household-scale biogas cellar in Thanh Ninh commune, Thai Nguyen province
• Loại tài liệu: Bachelor thesis
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Thai Nguyen

Mục lục chi tiết

• ACKNOWLEDGMENT
• ABSTRACT
• 1. PART I. RESEARCH RATIONALE
• 1.1. Objectives of the Study
• 1.2. Research Question
• 1.3. Scope and Limitation of the Study
• 1.4. Significance of the Study
• 2. PART II. OVERVIEW OF BIOGAS
• 2.1. Definitions
• 2.2. Biogas For Sustainable Development
• 2.3. Biogas Production Process
• 2.3.1. Materials for Biogas Production
• 2.3.1.1. Animal material
• 2.3.1.2. Plant Material
• 2.3.2. Phases to produce biogas
• 2.3.2.1. Phase One – Hydrolysis
• 2.3.2.2. Phase Two - Acidogenesis
• 2.3.2.3. Phase Three - Acetogenesis
• 2.3.2.4. Phase Four - Methanogenesis
• 2.4. Benefits of Biogas Technology
• 2.4.1. Benefit in terms of clean energy
• 2.4.2. Benefit in terms of mitigating environment pollution
• 2.4.3. Provide organic fertilizer and animal feedstock
• 2.4.4. Other benefits
• 2.5. Process Development of Biogas Program in the World and Vietnam
• 2.5.1. Process development of biogas program in The World
• LIST OF FIGURES
• LIST OF TABLES
• LIST OF ABBREVIATIONS
• LIST OF REFERENCES

Tóm tắt

I. Giới thiệu về hầm biogas và tình hình sử dụng tại xã Thanh Ninh

Hầm biogas là một công nghệ xử lý chất thải hữu cơ thông qua quá trình phân hủy sinh học trong điều kiện kỵ khí, tạo ra năng lượng tái tạo dưới dạng khí methane. Tại xã Thanh Ninh, tỉnh Thái Nguyên, việc sử dụng hầm biogas quy mô hộ gia đình đã được áp dụng để giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường từ chất thải chăn nuôi và nông nghiệp. Nghiên cứu này đánh giá thực trạng sử dụng hầm biogas tại địa phương, nhấn mạnh vào lợi ích và thách thức trong việc triển khai công nghệ này.

1.1. Tổng quan về công nghệ biogas

Công nghệ biogas không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn cung cấp nguồn năng lượng sạch. Quá trình phân hủy sinh học trong hầm biogas chuyển hóa chất thải thành khí methane và CO2, đồng thời tạo ra bioslurry - một loại phân bón hữu cơ giàu dinh dưỡng. Tại xã Thanh Ninh, công nghệ này đã được áp dụng từ năm 2014 đến 2016, với số lượng hầm biogas tăng dần theo từng năm.

1.2. Tình hình sử dụng hầm biogas tại xã Thanh Ninh

Theo nghiên cứu, số lượng hầm biogas tại xã Thanh Ninh đã tăng từ 100 hộ vào năm 2014 lên 150 hộ vào năm 2016. Tuy nhiên, việc sử dụng hầm biogas vẫn còn hạn chế do thiếu hiểu biết về công nghệ và chi phí đầu tư ban đầu cao. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, các hộ gia đình sử dụng hầm biogas chủ yếu để xử lý chất thải chăn nuôi và tạo ra năng lượng phục vụ sinh hoạt.

II. Lợi ích và thách thức của việc sử dụng hầm biogas

Việc sử dụng hầm biogas mang lại nhiều lợi ích về môi trường, kinh tế, và xã hội. Tuy nhiên, cũng tồn tại những thách thức trong quá trình triển khai và vận hành. Nghiên cứu này phân tích các lợi ích hầm biogas và đề xuất giải pháp để tăng hiệu quả sử dụng.

2.1. Lợi ích của hầm biogas

Hầm biogas giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường bằng cách xử lý chất thải chăn nuôi và nông nghiệp. Khí methane thu được từ hầm biogas có thể sử dụng để nấu ăn, thắp sáng, và thậm chí sản xuất điện. Bioslurry từ hầm biogas là nguồn phân bón hữu cơ giàu dinh dưỡng, giúp cải thiện chất lượng đất và tăng năng suất cây trồng.

2.2. Thách thức trong sử dụng hầm biogas

Mặc dù có nhiều lợi ích, việc sử dụng hầm biogas tại xã Thanh Ninh vẫn gặp phải một số thách thức. Chi phí đầu tư ban đầu cao là rào cản lớn đối với các hộ gia đình. Ngoài ra, việc thiếu kiến thức về vận hành và bảo dưỡng hầm biogas cũng dẫn đến hiệu quả sử dụng không cao. Nghiên cứu đề xuất cần có các chính sách hỗ trợ và đào tạo để nâng cao nhận thức của người dân.

III. Giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng hầm biogas

Để tăng hiệu quả sử dụng hầm biogas tại xã Thanh Ninh, nghiên cứu đề xuất một số giải pháp cụ thể. Các giải pháp này tập trung vào việc hỗ trợ tài chính, đào tạo kỹ thuật, và nâng cao nhận thức của người dân về công nghệ biogas.

3.1. Hỗ trợ tài chính và chính sách

Một trong những giải pháp quan trọng là cung cấp các gói hỗ trợ tài chính để giảm bớt gánh nặng chi phí đầu tư ban đầu cho các hộ gia đình. Chính quyền địa phương cần xây dựng các chính sách khuyến khích sử dụng hầm biogas, như giảm thuế hoặc hỗ trợ lãi suất vay vốn.

3.2. Đào tạo và nâng cao nhận thức

Việc đào tạo kỹ thuật vận hành và bảo dưỡng hầm biogas là cần thiết để đảm bảo hiệu quả sử dụng lâu dài. Các chương trình tập huấn nên được tổ chức thường xuyên để nâng cao nhận thức của người dân về lợi ích của công nghệ biogas và cách sử dụng hiệu quả.

Trích đoạn nội dung tài liệu

THAI NGUYEN UNIVERSITY UNIVERSITY OF AGRICULTURE AND FORESTRY DUONG THI HONG TOPIC TITLE: ASSESSMENT ACTUALITY OF USING HOUSEHOLD-SCALE BIOGAS CELLAR IN THANH NINH COMMUNE, PHU BINH TRISTRICT, THAI NGUYEN PROVINCE BACHELOR THESIS Study Mode : Full-time Major : Environmental Science and Management Faculty : International Training and Development Center Batch : 2012- 2016 Thai Nguyen, June 2016 1 n Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry Degree Program Bachelor of Environmental Science and Management Student Name Duong Thi Hong Student ID DTN1153110190 Thesis Title Assessment actuality of using household-scale biogas cellar in Thanh Ninh commune, Thai Nguyen province Supervisor Dr: Nguyen Huu Tho Abstract: One major challenge faced by Thanh Ninh commune is dealing with the enormous amount of livestock waste and agricultural waste generated. Biogas technology is considered as effective means of using waste for energy. This study is conducted to study the advantages and disadvantages in using biogas technology in Thanh Ninh Commune with result of the study, some solutions will be suggested in this research to suitable to its practical conditions, which is suitable to its practical conditions. The main results are concerned with the number of households using biogas cellars in Thanh ninh commune, the input source for each household.

The index components were analyzed in the product's input and output. This research also presents some policies to use bio-slurry utilization with the better way to help people utilized products from animal manure and agricultural waste. This might beyond the scope of the study to change peoples’ knowledge, awareness and then treatment in a reasonable manner to animal waste and agriculture waste on daily life. Keywords Assessment, biogas cellar, Thanh Ninh commune.

Number of Pages 45 Date of Submission September 30, 2016 2 n ACKNOWLEDGMENT The author wishes to extend her grateful appreciation to the following people for their valuable contribution in order to make this research possible. First and foremost, to her family especially to her parents for their unconditional love and support in order to fulfill the author’s dreams. To her thesis adviser, Dr. Nguyen Huu Tho for sharing and teaching his study which provided the author a wider knowledge for doing research.

To households in Thanh Ninh commune and People’s Committee of Thanh Ninh commune for their enthusiasm and for providing her an excellent atmosphere for doing the research. Lastly, the author offers her regards and blessings to all of those who supported her in any respect during the completion of the thesis. Thai Nguyen, June 2016. Student Duong Thi Hong 3 n TABLE OF CONTENTS LIST OF FIGURES………………………………………………….

LIST OF TABLES…………………………………………………………………… LIST OF ABBREVIATIONS………….Objectives of the Study………………………………………………………. Specific Objectives of the Study……………………………………………. Scope and Limitation of the Study…………………………………………. Significance of the Study…………………………………………………………4 PART II.

Overview of Biogas………………………………………………………………5 2. Biogas For Sustainable Development……………………………………. Biogas Production Process…………………………………………. Benefits of Biogas Technology………………………………….

Process Development of Biogas Program in Vietnam and The World…. Process development of biogas program in The World ………………. Process development of biogas program in Vietnam……………………. CONTENT AND RESEARCH METHODS………………………….

The natural conditions, the economic and society in Thanh Ninh commune - Phu Binh-Thai Nguyen……………………………………………………………………. The natural conditions…………………………………. Social and economic conditions………………………………………………. General assessment of natural conditions, economic, social…………….

The current use of biogas technology in Thanh Ninh commune, period 2014 - 2016…………………………………………………………………………………. The number of biogas digesters follow years and residential ( 2014 – 2016)…………………………………………………………………………………………. Scales of biogas digesters in Thanh Ninh commmune…………………. The material resources provided for the digesters…………………….

Economic purpose in using of biogas technology………………………. Assessment the quality of digesters…………………………………………. Assessment the effectiveness of the economy and the environment in using biogas digester…………………………………………………………. Assessment the effectiveness of the economy in using biogas digester……34 4.

Effectiveness of the environment in using biogas digester…………………. DISCUSSION AND CONCLUSION……………………………….40 LIST OF REFERENCES……………………………………………………….43 6 n LIST OF FIGURES Page Figure 4.1 The annual number of biogas digesters build in Thanh Ninh commune 26 Figure 4.2 Scales of biogas digesters in Thanh Ninh period 2014 27 2016.3 The form of using biogas in Thanh Ninh commune 30 Figure 4.4 The current use of bio-slurry in Thanh Ninh commune in 2016 31 7 n LIST OF TABLES Page Table 2.1 Amounts of human and animal wastes discharged 7 per day Table 4.1 The number of biogas digesters follow years and 25 residential ( 2014 – 2016) Table 4.2 Scales of biogas digesters in Thanh Ninh period 26 2014 - 2016.3 The material resources provided for the digesters in 28 Thanh Ninh commune in 2016.4 Using of biogas in Thanh Ninh communein 2016 28 Table 4.5 The current use of bio-slurry in Thanh Ninh 30 commune in 2016.6 Result of waste water content in input materials and 31 bioslurry in biogas digesters in Thanh Ninh commune Table 4.7 The local people assess the quality of biogas 33 digesters in Thanh Ninh commune in 2016 Table 4. The economic efficiency of the biogas digesters in 35 Thanh Ninh in 2016. The opinion of household on effectiveness of the 36 environment in using biogas digester 8 n LIST OF ABBREVIATIONS Abbreviation Meaning BSP Biogas Sector Partnership DAFE Department of Agriculture and Forestry Extension KVIC Khadi and Villages Industries Commission MARD Ministry of Agriculture and Rural Development RDAC Rural Development Assistance Centre VACVINA Vietnamese Association of Horticulturist 9 n PART I.

Research Rationale Vietnam is a country with a predominance of agriculture (more than 70% of the population is agriculture), focused mainly on two of cultivation and animal husbandry. With the huge volume of livestock waste has not been treated waste resulting organic fertilizer, but also causing environmental pollution, especially in rural areas. Resolving the rural environment are urgent issues. Using of biogas as a fuel allows us to solve problems and survive in society: environmental pollution, energy crisis, human health, economic development.

During Social-economic development, Urbanization - Industrialization had going on very strongly in Viet Nam in general and Thai Nguyen in particular, many pressing environmental problems that arose in connection activities relate to people's livelihood, agricultural, industrial and the impact on sustainable development including livestock waste is one of the important issues. The population of Thanh ninh commune is 1563 households (2015), inthere 1176 households are livestock but only 100 households used biogas technology (Hang, P. In Thanh ninh commune today, in general the treatment of waste has occurred in the traditional way: the entire waste discharge to drains, ponds or in part is used as fertilizer in agriculture. In doing so, it will cause some of the corollary: 1 n • Leading to soil pollution, water pollution and air pollution in the discharge area.

Due to require problem solving pollution and saving energy, so waste management in Thanh ninhcommune should be operated under two requirements: • Firstly, building biogas cellars on household scale. • Secondary, using effective biogas technology in each household. Therefore, the study focused on analyzing the benefits of using biogas technology and to give some recommendation to repair the disadvantage in using biogas cellar. Therefor people can have the best effectively in using biogas cellar without environment pollution The main reason why this research is focused on biogas cellar on household scale in Thanh ninh commune is simply because biogas technology is a long-term program and have the participation of the community, changing perceptions and knowledge of people.

Therefore, the author aims to change awareness for the people who should able to built and use more useful biogas cellars in thanh ninh commune, Thai nguyen province. Objectives of the Study 1. General Objective The general objecitve of the study is to put forward practical measures that accordance with locality in order to improve the efficiency of using biogas cellars in Thanh Ninh commune. Specific Objectives of the Study The specific objectives of the study are: - The benefits of Biogas.

- Analyzing the advantages and disadvantage in using biogas technology. - Giving some recommendations to suitable to local's practical conditions to improve effective use of biogas 1. Research Question The following are the research questions: 1. What is the situation of using biogas cellar in Thanh Ninh commune? 2.

What is the economic efficiency of using biogas cellar and its impact on the environment and ecology? 3. What are advantages and disadvantages in using and management of biogas cellar? 4. What are the solutions to increase efficiency of using biogas cellar in Thanh Ninh commune? 1. Scope and Limitation of the Study The study implemented in Thanh Ninh commune, Thai Nguyen Province.

The subject of interest is the households using biogas cellar in Thanh Ninh commune for interview and data collection. 3 n There were some limitations throughout the study. From the above mentioned, the first limitation was the collecting data and the second constraint was the time limitation since the researcher had a short time for this study. Significance of the Study The author believes that this study will contribute to the following: Researchers and Environmental Experts: results of this study may open doors of encouragement in pursuing related researches.

Education: the results of this study may be applied for other areas. Households: the findings of this study will give an idea to these households on protecting the environment and not waste the resources available on the house. Author: the author herself will benefit by acquiring knowledge during the completion of the research. Overview of Biogas 2.

Definitions - Anaerobic digestion is a collection of processes by which microorganisms break down biodegradable material in the absence of oxygen. - Biogas is gas produced in the process of biodegradation of organic matter under absence of oxygen and created renewable energy. Biogas For Sustainable Development Biogas technology production contributes greatly to reduce emissions and it is a clean fuel source and basis for the currently and the future. The greenhouse gas emissions is a large issue in the world.

In which methane is the main cause leading to greenhouse gases and it warms the world 21 times faster than CO2. Therefore, if the organic wastes are decomposed in biogas projects, methane will be collected as a fuel, it plays an very important role on protection environment. When burning 1 tonne of methane creates 2.75 tons of CO2. Thus greenhouse gases will reduce to: 21 / 2.

Biogas Production Process 2. Materials for Biogas Production Nearly all the organic substances in nature can be used as materials for biogas production. The materials can be classified into two kinds: material with animal root and material with plant root. 5 n *Animal material Animal material includes animal waste (dung and urine) of cattle, poultry and human excrement.

The amount of waste matters per head depends on body weight and nutritional regimen.1 shows the average amounts of excrements discharged by human beings and animals per day Table 2.1 Amounts of human and animal wastes discharged per day Amount of waste by percent of body weight Amount of fresh Kinds Dung Urine dung (kg/day) Cow 5 4–5 15 – 20 Buffalo 5 4–5 18 - 25 Pig 2 3 1.34 Source: (Report from Household scale biogas technology in Hanoi, 2011) Owing to the work of the human or animal digestive system, the excremental materials decompose easily and produce biogas rapidly. However, their fermentation periods last for a rather short time (about two to three months) and the yield of biogas by a kilogram of waste is not much. Cattle dung, pig excrement decompose more rapidly than that of poultry and human beings’, yet the yield of biogas produced from poultry and human excrement is much more. 6 n *Plant Material The plant materials refer to the leaf and stalk of graminaceous plants like agricultural residue (chaff, straw, leaf and stalk of maize, potato, bean etc.), organic waste (vegetable, fruit and foodstuff refused etc.) and wild hydrophytes (water hyacynths, alligater weed, water lettuces…).

Wood and old plants decompose hardly thus they are not as fermentation materials (Hanoi department, 2011). Vegetable usually has a hard cover difficult to be digested.