Bài thuyết trình Khảo sát tình hình sử dụng hầm ủ biogas tại xã An Phú huyện Củ Chi - Thành phố Hồ Chí Minh và đưa ra giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng hầm ủ biogas

BÁO CÁO TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT TÌNH HÌNH SỬ DỤNG HẦM Ủ BIOGAS

TẠI XÃ AN PHÚ HUYỆN CỦ CHI - TPHCM VÀ

ĐƯA RA GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ

DỤNG HẦM Ủ BIOGAS

GVHD: Th.S Lê Thị Vu Lan

SVTH : Trần Tấn Định

LỚP : 09HMT2

MSSV : 09B1080016

NỘI DUNG

CHƯƠNG I : MỞ ĐẦU

CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ BIOGAS

CHƯƠNG III : TỔNG QUAN VỀ XÃ AN PHÚ - HUYỆN CỦ CHI

CHƯƠNG IV : KẾT QUẢ KHẢO SÁT TÌNH HÌNH SỬ DỤNG

CHƯƠNG V : ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO

HIỆU QUẢ HẨM Ủ BIOGAS

CHƯƠNG VI : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

CHƯƠNG I : MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

- Ở nước ta, việc nghiên cứu ứng dụng rộng rã i

cô ng nghệ khí sinh học là một giải phá p chủ yếu

để giải quyết tì nh trạng ô nhiễm mô i trường, cung

cấp nguồn chất đốt, tiết kiệm năng lượng rất hiệu

quả ở cá c vùng nô ng thô n.

- Riêng tại Củ Chi - một huyện ngoại thành của

Thành phố Hồ Chi Minh, có số đàn gia súc lớn

nhất thành phố, trong đó xã An Phú được đánh

giá là xã có đàn gia súc lớn nhất huyện với

15263 con heo, 2326 con bò . Vì thế việc quản lý

chất thải từ gia súc cần một tổng hợp cá c biện

phá p kỹ thuật, giá o dục, chí nh sá ch mô i trường

và chí nh sá ch kinh tế.

• Trong đó, xâ y dựng hệ thống biogas là một giải phá p xử

lý chất thải từ chăn nuô i tốt nhất và hiệu quả nhất. Tuy

nhiên trong quá trì nh xâ y dựng và phá t triển hệ thống

biogas đã gặp phải khô ng í t khó khăn nên tốc độ mở

rộng quy mô cò n chậm.

• Để mở rộng quy mô và phạm vi á p dụng mô hì nh biogas

có hiệu quả thì cô ng việc nghiên cứu về biogas là rất

quan trọng. Vì vậy đề tài luận văn Khảo sá t tì nh hì nh

sử dụng hầm ủ biogas tại xã An Phú, huyện Củ Chi,

TP.HCM và đưa ra giải phá p nhằm nâ ng cao hiệu quả

sử dụng hầm ủ biogas trong sản xuất trong nô ng

nghiệp là rất cần thiết.

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ BIOGAS

2.1 Tổng quan công nghệ biogas trong nông nghiệp

2.1.1 Đặc tí nh chung của nguyên liệu

• Biogas ( khí sinh học) là một loại khí được sinh ra khi chất

thải động vật và cá c chất hữu cơ ( phụ phẩm nông nghiệp) bị

lên men trong điều kiện kỵ khí . Vi sinh vật phân hủy cá c chất

tổng hợp và khí được sinh ra. Biogas là một hỗn hợp bao gồm

metan, cacbon dioxit, nitơ, hydro sunfua…

• Chất thải của động vật ( phân, nước tiểu) trong chăn nuôi

nông nghiệp là nguồn nguyên liệu lớn, chứa nhiều thành phần

hữu cơ có khả năng chuyển hóa sinh học để tạo biogas. Khối

lượng chất thải phát sinh có sự khác nhau, tùy theo từng loại

gia súc, gia cầm, điều kiện chăn nuôi, đặc điểm chuồng trại và

đặc điểm ngành của từng quốc gia.

2.1.2 Nguyên lý của quá trình chuyển hóa.

• Về nguyên tắc, khi một lượng sinh khối được lưu giữ trong hầm kín vài

ngày sẽ chuyển hóa và sản sinh ra một hợp chất dạnh khí – khí sinh học (

biogas), có khả năng cháy được với thành phần chính là metan và cacbon

dioxide, trong đó thành phần metan chiếm khoảng trên 50%. Quá trình này

được gọi là quá trình lên men kỵ khí hoặc quá trình sản xuất khí metan sinh

học.

• Quá trình phân hủy kỵ khí diễn ra qua 3 giai đoạn chính:

➢ Giai đoạn thủy phân.

➢ Giai đoạn hình thành axit.

➢ Giai đoạn lên men metan.

• Các giai đoạn này được thực hiện bởi 2 loại vi khuẩn – vi khuẩn axit hóa và

vi khuẩn metan hóa. Chu trình chuyển chất thải hữu cơ thành biogas qua các

phản ứng phức tạp, về cơ bản có thể chia thành 2 pha chính:

➢ Pha 1 – pha axit: Bao gồm giai đoạn thủy phân và giai đoạn tạo axit liên

kết với nhau, trong đó các chất thải hữu cơ sẽ chuyển hóa phần lớn thành

acetate.

➢ Pha II – pha metan: Là giai đoạn 3 trở lên, trong đó khí CH₄

và CO₂được tạo thành.

2.1.3 Thành phần, tính chất biogas

Biogas là một hỗn hợp khí nhẹ hơn không khí, nhiệt độ bốc

lửa khoảng 700⁰C ( đối với dầu DO, khoảng 350⁰C; đối với xăng

gas và propane khoảng 50⁰C). Nhiệt độ ngọn lửa sử dụng biogas

khoảng 870⁰C.

Thành phần biogas bao gồm 50-70% CH₄; 35-50%CO₂, hàm

lượng hơi nước khoảng 30-160 g/m³; hàm lượng H₂S 4-6 g/m³.

2.1.4 Các yếu tố hóa lý ảnh hưởng đến quá trình phân hủy

sinh học

Quá trình chuyển hóa các thành phần hữu cơ tạo biogas

được thực hiện bởi các nhóm VSV. Các VSV này sử dụng một số

enzym để làm chất xúc tác cho phản ứng sinh học. Hoạt động của

các enzym này đòi hỏi các điều kiện hóa lý riêng ( hay còn goại là

điều kiện môi trường) nhằm tối ưu hóa quá trình chuyển hóa sinh

học. Các yếu tố hóa lý quan trọng ảnh hưởng đến tốc độ của phản

ứng sinh khối bao gồm nhiệt độ, pH, tỷ lệ C/N, điều kiện dinh

dưỡng, yếu tố gây độc của các thành phần dạng vết, tốc độ oxy

hóa khử của cơ chất, thành phần độ ẩm, thời gian lưu trong hầm.

2.2 Một số kiểu hầm biogas ở Việt Nam

➢ Hầm xâ y KT1: Hầm kiểu KT1 được ứng dụng tại những

vùng có nền đất tốt, mực nước ngầm thấp, có thể đào sâ u

và diện tí ch mặt bằng hẹp.

➢ Hầm xây KT2: Hầm Kiểu KT2 phù hợp với những vùng có nền đất yếu,

mực nước ngầm cao, khó đào sâu và diện tích mặt bằng rộng.

➢Hầm ủ nắp vòm cố định TG-BP ( hầm kiểu Thái - Đức)

➢ Túi Biogas

Loại nầy có ưu điểm là vốn đầu tư thấp phù hợp với mức

thu nhập của bà con nông dân hiện nay. Tuổi thọ của túi ủ tùy

thuộc vào thời gian lão hóa của nguyên liệu làm túi. Nhược

điểm của loại túi ủ là rất dễ hư hỏng do sự phá hoại của chuột,

gia súc, gia cầm.

CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ XÃ AN PHÚ - HUYỆN CỦ CHI

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

3.1 Điều kiện tự nhiên – xã hội

3.1 Vị trí địa lý

Xã An Phú nằm cá ch trung tâm huyện Củ Chi khoảng 22 km

về phí a Đông Bắc, có tổng diện tí ch tự nhiên là 2.432,37 ha,

được chia thành 6 ấp, bao gồm Ấp An Bì nh, An Hòa, Xó m

Thuốc, Xó m Chùa, Phú Trung, Phú Bì nh ( thuộc vùng triền và

vùng trũng). Ranh giới hành chí nh của xã được xá c định như

sau:

• Phí a Đông giá p xã An Tây huyện Bến Cá t tỉnh Bì nh Dương.

• Phí a Tây giá p Xã Phú Hòa Đông.

• Phí a Bắc giá p sông Sài Gòn ( bên kia sông là xã Thanh Tuyền,

huyện Dầu Tiếng tỉnh Bì nh Dương).

• Phí a Nam giá p xã An Nhơn Tây.

3.2 Địa hình

An Phú nói riêng và Củ Chi nói chung nằm trong vùng chuyển tiếp giữa

miền nâng Nam Trung Bộ và miền sụt Tây Nam Bộ. Nơi tập trung dân cư tại

trung tâm xã là nơi cao nhất, thấp nhất dần về các hướng. Hướng thấp nhất là

hướng Nam, với chênh lệch độ cao gần 2.2m . Địa hình xã An Phú quan hệ

chặt chẽ đến việc phân bố dân cư các cấp.

3.3 Khí hậu

Xã An Phú nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, mang tính chất cận xích

đạo, khí hậu 2 mùa rõ rệt. Khu vực xã An Phú có nhiệt độ cao, ổn định lượng

mưa tương đối lớn và phân bố theo mùa.

3.4 Nhiệt độ

Không có sự phân hóa đáng kể theo mùa về nhiệt độ. Theo số liệu thống

kê nhiệt độ bình quân qua các năm tại Củ chi thì nhiệt độ trung bình của xã

là 26⁰C, nhiệt độ thấp nhất là 24⁰C.

3.5 Dân số và lao động

Xã An Phú có tổng số nhân khẩu là 9.480 với 2483 hộ, trong đó số

hộ nông-lâm nghiệp, thủy sản là 950 hộ. Số hộ trong tuổi lao động là 5.803

người, chiếm 61,7% tổng nhân khẩu, mật độ dân số bình quân 425

người/km².

Lao động nông nghiệp chiếm 70% lao động toàn xã, còn lại là lao

động trong lĩnh vực tiểu thủ công nghiệp, dịch vụ, thương mại và công chức

viên chức nhà nước.

3.6 Chăn nuôi – thủy sản

Thủy sản: Mặc dù có điều kiện về nguốn nước sông Sài Gòn, tuy

nhiên diện tích nuôi trồng thủy sản không lớn ( 5.65 ha), chủ yếu nuôi cá

thương phẩm các loại. Trong xã phát triển một số mô hình nuôi ươm cá cảnh

để cung cấp cá giống cho thành phố.

Chăn nuôi: Tốc độ chăn nuôi của xã phát triển mạnh. Thông qua số

liệu tổng đàn từ năm 2006 đến năm 2009 nhận thấy tình hình chăn nuôi heo

và bò của xã tăng nhanh qua các năm.

Tì nh hì nh đàn heo, bò tại xã An Phú

Năm

2006

11550

2000

2008

13700

2300

2009

15870

2200

Tổng đàn heo

Tổng đàn bò

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ KHẢO SÁT TÌNH HÌNH SỬ DỤNG

HẦM Ủ BIOGAS TẠI XÃ AN PHÚ, HUYỆN CỦ CHI

Đề tài được thực hiện thông qua việc phỏng vấn 65/105 hộ

chăn nuôi có xây dựng hầm ủ biogas trong tổng số 504 hộ căn

nuôi, lấy đều trong 6 ấp, cụ thể:

➢ Phú Trung: 11 hộ

➢ Phú Bình:

➢ An Bình:

➢ An Hòa:

12 hộ

11 hộ

➢ Xóm Chùa: 10 hộ

➢ Xóm Thuốc: 10 hộ

4.1 Kết quả khảo sá t tì nh hì nh lắp đặt hầm ủ biogas của xã An Phú

4.1.1 Kết quả khảo sát đàn gia súc trên địa bàn xã

Tổng số hộ được điều tra là 65 hộ. Tổng số lượng heo là 627 con, số

lượng bò là 172 con. Kết quả như sau:

Chăn nuôi heo và bò

Chăn nuôi heo

Số lượng

Chăn nuôi bò

Số hộ

chăn

Số hộ

Số hộ chăn

Số lượng (bò

sữa, bò ta)

(heo sữa,

heo đực,

chăn

Số lượng

nuôi/65 hộ

nuôi/65

hộ (hộ)

(con)

hộ

heo nái…)

(hộ)

(con)

(hộ)

(con)

591

Bò: 20

44

14

152

7

Heo: 36

Lượng chất thải trung bình ngày của gia súc

Lượng chất thải trung bình

Lượng nước tiểu

Lượng phân

Loài vật

(lít nước

( kg phân/con.ngày)

tiểu/con.ngày)

Heo

Bò

1,2 -1,4

15-20

10

5-7

4.1.2 Kênh thông tin mà người nông dân biết đến biogas

Truyền thông, tập huấn

20%

Qua bạn bè, hàng xóm

Qua tivi, báo đài

49.23%

30.77%

4.1.3 Lý do người dân lắp đặt hầm

12.31%

6.15%

35.38%

Cải thiện môi trường

Sử dụng gas

Hổ trợ về vốn

Lý do khác

46.15%

4.1.4 Các kiểu công trình biogas trên địa bàn

Kiểu hầm

Số lượng

Túi ủ

13

37

Hầm Thái – Đức

Hầm chữ nhật

8

7

Hầm ống bê tông

Tổng

65

4.1.5 Chi phí lắp đặt

Chi phí trung bình/m³các hầm ủ biogas

Chi phí xây dựng

Chi phí bảo dưỡng

( đồng/m³)

Kiểu hầm Hầm chữ nhật l

( đồng/m³)

Hầm Thái – Đức

Túi ủ

1.380.000

470.000

7.500

50.000

7.500

Hầm ống bê tông

Hầm chữ nhật

790.000

1.200.000

4.2 Kết quả khảo sát tình hình sử dụng biogas

4.2.1 Mục đích sử dụng khí gas

• Tất cả 65 hộ được đều tra, đều sử dụng biogas làm chất đốt

mà không sử dụng cho mục đích khác. Trước kia có vài hộ

cho biết đã sử dụng gas cho thắp sáng nhưng chỉ trong thời

gian ngắn các bóng đèn đều bị vỡ do quá nóng. Cũng không

có hộ nào dùng gas để chạy máy phát điện. Nguyên nhân là

do phần lớn các hộ chăn nuôi với quy mô nhỏ nên lượng gas

chỉ đủ để đun nấu, không đủ chạy máy phát điện, lý do khác

là chi phí để mua máy phát điện chạy bằng biogas khá cao

mà nhu cầu không đủ để họ quyết định mua.

4.2.2 Loại bếp sử dụng cho biogas

31%

Bếp đôi

Bếp đơn

Cả hai

46%

23%

4.2.3 Thời gian nấu ăn bằng biogas

23.08%

26.15%

< 90 phút/ngày

90 – 180

phút/ngày

>180 phút/ngày

50.77%

4.2.4 Lượng khói trong nhà bếp

Lượng khói trong nhà bếp so với trước

Tình hình

Không còn

Vẫn còn

Tổng

Số hộ

47

Tỷ lệ (%)

72.30

18

27.70

65

4.2.5 Mùi trong nhà bếp

Mùi trong nhà bếp so với trước

Tình hình

Nhiều hơn

Vẫn còn

Không còn

Tổng

Số hộ

0

Tỷ lệ %

0

2

3.08

96.92

63

65

4.2.6 Tình hình vệ sinh của xoang nồi

Tình hình vệ sinh của xoang nồi so với trước

Tình hình

Số hộ

55

Tỷ lệ %

Sạch hơn

Như cũ

Tổng

84.61

15.39

10

65

4.3 Đánh giá kết quả khảo sát

Kiểu hầm biogas

Ưu điểm

Nhược điểm

-

Chi phí đầu tư thấp

-

Rất dễ hỏng do với động vật, trẻ em…

Đào vị trí nông, thích hợp với - Cần sửa chữa thường xuyên, và biện

vùng có nước ngầm cao. pháp bảo vệ

-

Áp suất khí thấp, không thích hợp cho

chiếu sáng bằng biogas

Tuổi thọ thấp, nhất là khi hầm bị nắng

chiếu trực tiếp (dưới 2 năm)

Túi ủ

Nhạy cảm với thay đổi nhiệt độ môi

trường

-

Đòi hỏi diện tích bề mặt lớn

Chỉ phù hợp cho những hộ chăn nuôi

với số lượng nhỏ.