10 nhược điểm hâm biogas vừa và nhỏ cần thay đổi và khắc phục

  Các loại bể sinh khí Biogas (BSK) quy mô nhỏ và vừa được ứng dụng hiện nay, gồm các mẫu của thế giới do SNV giới thiệu (khoảng 25 mẫu) và các mẫu BSK của Việt Nam (trên 15 mẫu), trong đó có các loại được các dự án lựa chọn hỗ trợ đầu tư như KT, Compuzite, VACVINA cải tiến, đều có những ưu điểm và chính nó đã làm nên lịch sử ngành KSH hàng chục năm nay. Tuy nhiên, bên cạnh đó nó còn những nhược điểm nhiều ít khác nhau. Đánh giá theo tiêu chí Vị Nông, các BSK hiện vẫn còn có các nhược điểm và hệ lụy, nổi bật nhất là:

1. Thiết kế cửa nạp nhỏ (phy 100), đặt xiên, không hoạt động theo nguyên lý hoàn lưu nên tạo ra các nhược điểm: kén chọn nguyên liệu để nạp vào hầm (chỉ dùng được mỗi phân nguyên của lợn, trâu, bò), việc nạp nguyên liệu vào rất khó khăn, nhất là khi nạp nguyên liệu là phân trâu bò có độn, sinh khối v.v... Báo cáo Dự án Nghiên cứu đánh giá Biogas ở Việt Nam do Viện nghiên cứu Môi trường và Phát triển bền vững (IESD)  Đại học Twente University (The Hague) thực hiện (Đơn vị tài trợ: ETC Energy, The Netherlands, February 2011) nêu ý kiến người dân: Trong nhiều trường hợp rửa chuồng trại, khi có nhiều gas trong hầm, phân bị dềnh lên ở cửa vào và không thể đưa xuống bể phân hủy; và đưa ra câu hỏi: Cách giải quyết vấn đề này như thế nào ?

+http://www.cifpen.org/UserFiles/RadEditor/Documents/Documents/2013/PH%C3%82N%20LO%E1%BA%A0I%20H%E1%BA%A6M%20BIOGAS%20%20%20%20(PDF)%20%20.pdf

+http://cifpen.org/UserFiles/RadEditor/Documents/Documents/2014/Phu%20luc%201-2_Bao%20cao%20Claude%20VN.pdf.

2. Đáy cửa nạp và đỉnh cửa xả đặt cùng bình độ, (như Compuzite, KT). một số loại BSK khác, tuy đáy cửa xả đặt sát đáy nhưng đỉnh cửa xả đặt trên vùng phân bán hoai, dưới đáy vùng phân tươi mới nạp vào, tạo nên các nhược điểm khó đỡ: (1) Khi áp suất BSK đạt Max, phân bán hoại và phân tươi bị đẩy ra ngoài gây ô nhiễm môi trường thứ cấp, (2) Không quản trị được thời gian lưu của cơ chất trong bể phân hủy, (3) Không lấy được bã thải làm phân bón ruộng khi cần thiết mà phải dùng nước thải BSK làm phân bón rất phức tạp, (4) Sau một thời gian bị lắng cặn, bã thải đầy lên, thể tích phân hủy giảm (Min) làm công năng của BSK giảm, (5) Khi đó phân tươi trực tiếp bị đẩy ra ngoài gây ô nhiễm môi trường thứ cấp rất trầm trọng, (6) Phải dừng hoạt động để nạo vét bùn thải rất phức tạp, (7) Khi cần bã làm phân bón thì không có, khi nạo vét thì không biết bỏ bã thải vào đâu cho hết.

Báo cáo Dự án Nghiên cứu đánh giá Biogas ở Việt Nam do Viện nghiên cứu Môi trường và Phát triển bền vững (IESD) Đại học Twente University (The Hague) thực hiện (Đơn vị tài trợ: ETC Energy, The Netherlands, February 2011) nêu ý kiến người dân: Nhiều hầm vòm còn mùi hôi rất khó chịu ở cửa ra. Làm thế nào chấm dứt phiền toái này ?!...

+ Dự án nghiên cứu đánh giá Biogas tại Việt Nam, Đặng Hữu Lưu và Claude Potvin:

http://cifpen.org/UserFiles/RadEditor/Documents/Documents/2014/Phu%20luc%201-2_Bao%20cao%20Claude%20VN.pdf.

3. Đẩy phân tươi và phân bán hoai (khi COD chưa giảm) ra bên ngoài:

Nhược điểm của các mẫu BSK hiện có là khi áp suất đạt Max, thì phân tươi và phân bán hoai (khi COD, BOD5 chưa giảm) đều bị đẩy ra ngoài, phân dềnh lên cả cửa nạp, mang theo các sản phẩm amin, H2S, indol, scatol, gây nên mùi hôi thối rất khó chịu. Trong khi đó, các báo cáo chuyên đề kỹ thuật hoặc báo cáo các Dự án vẫn công bố các mẫu BSK đó xử lý được trên 80 – 90 %, (thậm chí có báo cáo công bố xử lý được 98% COD). Điều đó là không đúng, cần phải nghiên cứu và xem xét lại các kết quả đó.

Các mẫu BSK có bể điều áp không phù hợp như Compuzite, khi áp suất đạt Max, phân tươi và bán hoai (có COD chưa giảm) bị đẩy ra ngoài môi trường, gây ô nhiễm môi trường thứ cấp rất nguy hiểm. Các mẫu BSK như KT, KT31, DRAC, hay Nguyễn Độ v.v… khi Pmax phân tươi và phân bán hoai đều bị đẩy lên bể điều áp. Tại đó, chất thải tiếp tục phân hủy, các sản phẩm như CO2, NH3, H2S, indol, scatol, tiếp tục được sinh ra, trực tiếp bay vào môi trường, gây mùi hôi thối và tác hại ô nhiễm môi trường không kém như khi chất thải để bên ngoài.

+ http://cifpen.org/tai-nguyen---moi-truong-va-bien-doi-khi-hau/qua-trinh-vi-sinh-hoa-metan-ch4-va-hien-tuong-gay-thoi-tu-cac-ham-biogas/idt72/nid1101.htm.

4. Tốn diện tích xây dựng. Không xây dựng được trong khu chuồng chăn nuôi có sẵn vì chiếm diện tích lớn (ví dụ: mẫu KT phải tốn 10 m² mới xây được BSK 7 m³), buộc phải thay đổi kết cấu xây dựng khu chuồng trại rất tốn kém.

http://www.baomoi.com/Ham-bioga-Nong-dan-chua-that-manma/144/2875435.epi

5. Khó kết hợp được với việc xây hố xí tự hoại: Với BSK Compuziite, khi kết hợp xây hố xí tự hoại, phải cho đầu thải của hố xí vào phía trên bề mặt cửa nạp, rất là mất vệ sinh.

Với các mẫu BSK kiểu như KT, nếu kết hợp hố xí tự hoại, phải cho đầu thải của hố xí vào phía trong bể phân hủy. Khi áp suất gas cao (có áp), đẩy dịch thải dểnh lên, việc xả thải sau khi đi vệ sinh cũng sẽ khó khăn hơn.

6. Vận hành và bảo dưỡng khó khăn, phức tạp: Trong toàn bộ các khâu vận hành, có 2 khâu khó khăn, phức tạp nhất, là (1) nạp nguyên liệu và (2) nạo vét bùn bã thải khi hầm bị đầy. 6.1. Do các mẫu BSK hiện có không hoạt động theo nguyên lý hoàn lưu, ống nạp có đường kính nhỏ 100 – 150 mm, việc nạp nguyên liệu chỉ đơn thuần dựa vào chênh lệch cột áp. Do áp suất BSK lớn, việc dùng sào để đẩy nguyên liệu vào, hoặc khuầy đảo là không khả dụng (hình bên), thực tế là không thể làm được.6.2. Do đáy cửa xả đặt cao nửa trên bán cầu, sau một thời gian hoạt động BSK bị lắng cặn và đầy (lên sát đáy cửa xả), phân tươi sẽ bị đẩy thẳng ra ngoài. Lúc này BSK phải ngừng hoạt động, người ta phải chui vào trong để nạo vét rất nguy hiểm, tốn công sức và thời gian, thậm chí ảnh hưởng đến sức khỏe và tính mạng (đã có nhiều trường hợp gây chết người). Khi nạo vét xong, phải nạp lại phân, khởi động lại BSK như khi xây mới, rất tốn kém.

7. Không lấy được bã thải làm phân bón: trong khi tập quán của người dân chỉ quen dùng phân khô để bón ruộng, không quen dùng phân nước. Do thiết kế đáy cửa nạp đặt cao (như đã nói ở trên), chỉ cho dịch lỏng ra ngoài, không lấy được bã mùn để làm phân bón ruộng khi cần thiết. Việc dùng nước thải BSK (nước thải hầm Biogas) làm phân bón (như hướng dẫn của tài liệu Công nghệ khí sinh học) là rất khó khăn nông dân không có tập quán/ chưa có thói quen, rồi phương tiện, dụng cụ chuyên chở, cách bón v.v… còn lạ lẫm với người dân. Đây là lý do người dân làm Biogas sợ mất/ không có phân (hữu cơ) để bón ruộng.
8. Không/ khó nạp được phân có độn, sinh khối: Tất cả các loại BSK quy mô nhỏ và vừa, được biết trên thế giới và Việt Nam có cửa nạp thiết kế nhỏ, đặt xiên, dưới đáy một hố nạp, hoặc thậm chí có loại BSK thiết kế cửa nạp hình “cổ ngỗng”, không hoạt động theo nguyên lý hoàn lưu/ nên không có cửa hoàn lưu.  Do chỉ nạp được mỗi phân nguyên (nói ở mục 1), không nạp được phân có độn, sinh khối và rác sinh hoạt hữu cơ nên khi vì một lý do nào đó, không còn chăn nuôi nữa, thì BSK phải bỏ hoang/ bỏ không rất lảng phí tiền bạc của người làm Biogas.
9. Không quản trị được thời gian lưu của cơ chất trong bể phân hủy:

Các tài liệu của các loại BSK hiện có đều nói đến tính toán thời gian lưu của cơ chất trong bể phân hủy. Tuy nhiên, điều này là không thể làm được trong thực tế vận hành các loại BSK đó. Lý do thật đơn giản. “Bởi các loại hầm này (Compuzite, KT), cửa nạp và cửa xả nằm trên cùng bình độ, và chỉ cách nhau chỉ có  1,1 đến 1,6 mét mà thôi. Phân vào chưa kịp phân hủy, mới lên men dở dang đã bị tống ra ngoài, bởi có ai dám đảm bảo rằng, phân chưa phân hủy thì ở lại, phân đã phân hủy “tự giác” ra ngoài đâu ?!. Một số loại hầm được thiết kế cửa xả, lấy phân từ phần giữa hầm là không hợp lý. Bởi, trong một hầm sinh khí, ta có thể chia ra 3 tầng: Tầng trên cùng, là tầng đang lên men; tầng giữa là tầng đang phân hủy dở dang (bán phân hủy) và tầng đáy là tầng phân hủy (bã mùn hữu cơ).

Cửa xả đặt ở tầng giữa, thì vô tình chúng ta đưa phân tươi và bán phân hủy ra ngoài, còn “phân hoai” (tầng đáy) thì ở lại. Vậy thì, chỉ số vệ sinh môi trường COD, BOD5 có được đảm bảo không ?! Chắc là không”.

Khi các loại BSK hiện có, do thiết kế cửa xả không phù hợp thài phân bán hoai và phân tươi (khi COD chưa giảm) ra ngoài, phân hoai lắng xuống nằm lại đáy BSK, điều đó có nghĩa, đường đi của cơ chất bị rút ngắn và không quản trị được thời gian lưu của cơ chất. Đây là nhược điểm môi trường của các mẫu BSK  quy mô nhỏ và vừa hiện có. 

(Trích dẫn: Tiêu chí đánh giá hầm Biogas tốt, Hồng Sơn,

http://cifpen.org/tai-nguyen---moi-truong-va-bien-doi-khi-hau/tieu-chi-danh-gia-ham-biogas-tot/idt72/nid950.htm).

10. Còn lãng phí tài nguyên và chưa đáp ứng được yêu cầu của sản xuất

các bon thấp (hay nền kinh tế xanh trong nông nghiệp):        

+ Với việc xem: Chất thải/ rác thải là Tài nguyên đặt không đúng chỗ, tác giả đã thiết kế vòng kinh tế khép kín, (hay vòng kinh tế xanh) trong đó, lấy phế phụ phẩm của công đoạn sản xuất trước, làm nguyên liệu cho công đọan sản xuất sau.

+ Trong tài liệu: Khai thác và sử dụng khí sinh vật bằng phế thải nông nghiệp của tác giả Nguyễn Việt Nămg (nhà xuất bản Nông nghiệp, 1983), trang 86, giới thiệu về cân bằng năng lượng trong đồng hóa thức ăn của con bò, cho biết: năng lượng trong thức ăn đầu vào là 100 %. Con bò sử dụng 26 % cho sự tồn tại và tăng trọng, 16 % cho sản xuất sữa, còn 58 % thải qua con đường phân và nước tiểu.

Có thể hiểu nôm na: Tiền mua thức ăn cho bò sữa: 1.000.000 đồng, con bò chỉ sử dụng hữu ích được có 420.000 đồng, còn 580.000 đồng thải ra phân và nước tiểu. Cũng với cách hiểu và tính nôm na như trên, cứ xuất chuồng 1 tấn sản phẩm chăn nuôi heo, người nông dân tốn 2,5 tấn thức ăn. Giá thức ăn thấp nhất 4.000 đồng. Tiền thức ăn là 10.000.000 đồng. Con heo sử dụng hữu ích hết 4.200.000 đồng, còn 5.800.000 đồng thải ra phân và nước tiểu. Vậy, phân và nước tiểu chăn nuôi cũng phải được xem như một nguồn vốn sẵn có của nông dân, phải được tiết kiệm và hoạch toán như bao nguồn vốn khác. Điều này, thiết nghĩ chưa mấy ai nói với nông dân, cùng tính toán/ cùng làm việc với nông dân.

+ Bên cạnh đó, do các mẫu hầm Biogas hiện có không quản trị được thời gian lưu của cơ chất trong bể phân hủy, còn đẩy phân bán hoai và phân tươi ra ngoài khi COD, BOD5 còn cao, kéo theo các sản phẩm gây thối như H2S, NH3, indol, scatol gây ô nhiễm môi trường thứ cấp nghiêm trọng.

http://www.cifpen.org/tai-nguyen---moi-truong-va-bien-doi-khi-hau/san-xuat-nang-luong-tai-tao-tu-phe-phu-pham-nong-nghiep-va-rac-thai-sinh-hoat-huu-co/idt72/nid1020.htm.

Với các nhược điểm và hệ lụy kể trên, các mẫu BSK hiện có thực sự chưa đáp ứng dược yêu cầu của cuộc sống và đòi hỏi của nền sản xuất Các bon thấp. Điều đó bắt buộc phải nghiên cứu đổi mới công nghệ, khắc phục các nhược điểm và hệ lụy của các mẫu BSK Biogas quy mô nhỏ và vừa phù hợp với yêu cầu thời đại./.

                                                                             Nguyễn Hồng Sơn

Giám đốc TRung tâm Vị Nông 

Hội Làm vườn Việt Nam