CÔNG NGHỆ BIOGAS HDPE

1. Khái quát về khí sinh học

     Khí sinh học (KSH) đã được biết đến ở nước ta từ những năm 1960, trải qua trên 50 năm phát triển ở Việt Nam, khí sinh học ngày càng được phát triển rộng rãi từ quy mô sản xuất nhỏ, vài mét khối đã mở rộng sang quy mô sản xuất lớn vài nghìn đến vài chục nghìn mét khối, từ lĩnh vực chăn nuôi sang lĩnh vực công nghiệp, khu vực nông thôn sang khu vực thành thị.

biogas-hdpe

biogas HDPE

     Riêng trong lĩnh vực chăn nuôi gia súc quy mô nông hộ, khí sinh học đã phát triển đến hầu hết các tỉnh, thành phố trong cả nước. Hiện nay, đã có hàng chục nghìn công trình khí sinh học đang hoạt động với nhiều kiểu thiết bị khí sinh học khác nhau do nhiều tổ chức thiết kế và phổ biến.

    Quá trình sản xuất khí sinh học là tiến hành gây lên men sinh học các chất hữu cơ như: các chất thải của nông nghiệp, phân gia súc, gia cầm và các chất thải công nghiệp phân hủy trong môi trường yếm khí để sinh ra khí mêtan (CH4), cacbon điôxít (CO2) và khí sulfua hydro (H2S).

     2. Thực trạng phát triển ngành chăn nuôi và giải pháp bảo vệ môi trường trong chăn nuôi ở Sóc Trăng

     Tại tỉnh Sóc Trăng hàng năm tổng đàn gia súc trên 300.000 con, trong đó đàn heo chiếm trên 250.00 con, hiện nay loại hình chăn nuôi trang trại đang hình thành và phát triển, toàn tỉnh có có trên 15 trang trại chăn nuôi heo thịt gia công cho công ty TNHH CP với quy mô trung bình từ 1.000 – 5.000 con/trang trại, các trang trại còn lại có quy mô từ vài trăm con heo trên 100 trang trại tập trung rải rác ở các huyện, số còn lại là chăn nuôi nhỏ lẻ quy mô nông hộ.

 Một số trang trại có đầu tư công trình xử lý môi trường nhưng không hiệu quả và chưa khai thác sử dụng hết nguồn năng lượng khí sinh học. Hầu hết các trang trại chưa đầu tư công trình xử lý môi trường, toàn bộ lượng phân và nước thải phát sinh hàng ngày được thải trực tiếp vào các ao lưu chứa trong khuôn viên trang trại, sau đó lan truyền ra bên ngoài làm ô nhiễm các kênh, rạch và ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe dân cư.

3. Lợi ích của việc ứng dụng công nghệ biogas hdpe

     Khí sinh học sản xuất từ hầm biogas bao gồm 2/3 khí mêtan (CH4), 1/3 khí cacbonic (CO2) và năng lượng khoảng 4.500-6.000 calo/m3. Một mét khối (1m3) hỗn hợp khí với mức 6.000 calo có thể tương đương với 1 lít cồn, 0,8 lít xăng, 0,6 lít dầu thô, 1,4 kg than hay 1,2 kWh  điện năng, có thể sử dụng để chạy động cơ 2KVA trong 2 giờ, sử dụng cho bóng đèn thắp sáng trong 6 giờ, sử dụng cho tủ lạnh 1m3 khí biogas trong 1 giờ hoặc sử dụng nấu ăn cho gia đình 5 người trong 1 ngày. Trong tương lai công nghệ biogas sẽ là nguồn cung cấp năng lượng chính nhằm giải quyết chất đốt sinh hoạt cho vùng nông thôn, thay thế các loai nhiên liệu khác như củi, trấu, than,…ngoài ra còn có thể sử dụng khí sinh học cho các mục đích khác như: phát điện, lò sấy, đèn thắp sáng, hệ thống nước nóng, các tủ lạnh chạy bằng gas,…

     Đối với loại hình chăn nuôi nông hộ, hiện có trên 500 công trình hầm ủ biogas hdpe với thể tích từ vài khối đến vài chục khối do người chăn nuôi trực tiếp đầu tư hoặc được hỗ trợ thông qua các chương trình dự án, các hầm ủ được thiết kế thi công với nhiều loại nguyên vật liệu khác nhau như hầm bêtông, túi PE, vật liệu mới màng chống thấm HDPE.

     Việc ứng dụng công nghệ hầm ủ biogas sẽ giải quyết vấn đề ô nhiễm môi đất, nước, không khí giảm thiểu các chất khí gây hiệu ứng nhà kính phát sinh từ quá trình sản xuất, chăn nuôi hạn chế dịch bệnh bảo vệ sức khỏe cộng

4. Giải pháp về công nghệ để xây dựng hầm ủ biogas HDPE

     Hiện, có rất nhiều loại hầm khí sinh học (biogas) được phổ biến rộng rãi trên thị trường, từ hầm sinh khí dạng vòm nắp cố định KT bằng bêtông, đến túi sinh khí bằng nilon, hầm Composite, hầm Biogas VACVINA cải tiến, hầm ủ biogas sử dụng vật liệu HDPE. Mỗi loại hầm ủ đều có những ưu và nhược điểm riêng, đối với các loại hầm ủ bê tông tuy tuổi thọ trung bình cao nhưng chi phí đầu tư ban đầu lớn, khó thi công và chỉ xây dựng với thể tích nhỏ; các hầm biogas bằng nilon tuy có chi phí đầu tư ban đầu thấp nhưng tuổi thọ trung bình ngắn.

     Hiện nay Trung tâm Ứng dụng Tiến bộ Khoa học và Công nghệ tỉnh Sóc Trăng làm chủ công nghệ lắp đặt hầm ủ biogas cải tiến sử dụng vật liệu HDPE, so với các loại hầm ủ biogas khác thì hầm ủ biogas cải tiến sử dụng vật liệu HDPE có nhiều ưu điểm hơn, có thể thi công với nhiều thể tích khác nhau từ vài khối đến vài nghìn khối, với chi phí đầu tư xây dựng ban đầu thấp và thể tích lớn, kỹ thuật lắp đặt đơn giản, thời gian lắp đặt nhanh, tuổi thọ công trình cao hơn và dễ khắc phục các sự cố và có thể thi công trên nhiều địa hình khác nhau mà các loại hầm ủ khác không thể thi công được là một giải pháp chủ yếu và hữu hiệu để giải quyết tình trạng ô nhiễm môi trường không chỉ đối với ngành chăn nuôi, mà còn áp dụng cho nhiều ngành nghề khác như: chế biến sản phẩm nông, công nghiệp, thủy sản, thực phẩm, các cơ sở giết mổ tập trung,…cung cấp nguồn năng lượng thay thế, năng lượng sạch để phục vụ nhu cầu sản xuất, sinh hoạt rất hiệu quả.

 Bảng phân tích, so sánh khả năng ứng dụng mô hình hầm ủ biogas cải tiến sử dụng màng chống thấm HDPE  so với các loại hầm ủ khác

Nội dung

ĐVT

So sánh

Ghi chú

Hầm HDPE

Hầm bêtông

Túi PE

Thể tích hầm/1 m2 diện tích xây dựng hầm m3 5 – 6 2 – 3 1 – 1,2 Chiều sâu hầm bê tông trung bình 3 m. Chiều sâu hầm túi PE trung bình 1 m. Chiều sâu hầm  HDPE trung bình 6 m
Hiệu quả giảm thiểu BOD5, COD, SS, Ntổng, Ptổng,.. sau hầm ủ biogas % ≈ 60 ≤ 50 ≤ 50 Thể tích hầm ủ và thời gian lưu tồn ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý chất thải, nước thải trong hầm ủ. hầm ủ biogas sử dụng bạt HDPE có thể tích lớn nên hiệu xuất xử lý nước thải sau hầm ủ cao hơn các loại hầm ủ khác.
Quy mô xây dựng thể tích trung bình m3 ≈5.000 ≈100 ≈20 Thể tích lớn của hầm HDPE có thể   đến hàng trăm ngàn m3
Thời gian thi công công trình (không tính thời gian đào hầm)  tháng ≈1/4 > 1 – Thời gian cho lắp bạt HDPE hầm 1.000 m– Thời gian xây dựng hầm bê tông 100 m3
Chi phí đầu tư cho các loại hầm ủ (triệu đồng) m3  0,2 1,2 – 1,5 0,25 Giá thành nguyên vật liệu thấp, đầu tư xây dựng với thể tích lớn nên việc lắp đặt hầm ủ biogas sử dụng bạt HDPE có chi phí đầu tư thấp so với các loại hầm ủ khác
Tuổi thọ hầm chứa năm ≈15 ≈10 ≈2-3 Xu thế ứng dụng hiện nay để hạn chế đầu tư mới, sửa chữa và bảo vệ  tốt nguồn nước ngầm.