31/05/2018
Việc xử lý nước thải (XLNT) chăn nuôi lợn chứa hàm lượng chất hữu cơ cao sẽ phát sinh ô nhiễm và làm phát thải khí nhà kính (KNK) khổng lồ. Áp dụng công nghệ biogas (khí sinh học - KSH) vào xử lý chất thải hữu cơ là một tiến bộ kỹ thuật cần thiết và được xã hội quan tâm, áp dụng. Đây là giải pháp phổ biến tại Việt Nam, tạo ra giá trị đa lợi ích,không những giảm lượng phát thải KNK phát sinh, xử lý được ô nhiễm môi trường, mà còn tạo ra khí biogas. Khí biogas có thể được sử dụng làm nhiên liệu đốt thay thế nhiên liệu hóa thạch truyền thống (than, củi, rơm rạ...) hoặc để sản xuất điện năng, mang lại những hiệu quả về kinh tế và góp phần cải thiện chất lượng môi trường, sức khỏe của người dân.
Cải thiện chất lượng môi trường
Hệ thống biogas giúp giảm mùi hôi và cải thiện cảnh quan,tạo ra môi trường xanh, sạch cho các hộ chăn nuôi do chất thải được tập trung và nạp vào bể biogas. Quá trình phân hủy yếm khí giúp tiêu diệt trứng giun, sán, mầm bệnh, mùi hôi thối không bị phát tán ra xung quanh. Hơn thế,kỹ thuật phân hủy yếm khí trong bể biogas cho thấy, hiệu quả xử lý nước thải tốt hơn so với các phương pháp truyền thống khác do các chất hữu cơ được phân hủy một phần, do đó, nước thải sau biogas có hàm lượng chất hữu cơ thấp và ít mùi hôi, đối với chỉ tiêu COD có thể giảm từ trên 4.000 mg/L xuống còn khoảng 1.000 mg/L. Các hầm biogas còn giúp giảm tình trạng thải trực tiếp chất thải ra môi trường của hộ chăn nuôi, qua đó, giảm được ô nhiễm nước mặt và nước ngầm. Tổng N trong đất giảm từ 16.110 - 130.090 mg/kg tại các khu vực trang trại do việc ngấm phân và nước thải từ chuồng trại.
Bên cạnh đó, một trong những ưu điểm chính của công nghệ biogas là có khả năng chuyển đổi các chất thải rắn thành nguồn nguyên liệu sẵn có (phân bón) thông qua quá trình phân hủy kỵ khí. Đồng thời, phân hủy kỵ khí cũng làm giảm lượng lớn và chi phí, cũng như diện tích chôn lấp chất thải rắn. Các nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng KSH đun nấu giảm tình trạng ô nhiễm không khí trong nhà. Tải lượng bụi lơ lửng khi sử dụng than, củi/phụ phẩm nông nghiệp khi đun nấu cho một đầu người cao gấp 75 - 310 lần, CO cao gấp 238 - 1880 lần và Hydocacbon HCs cao gấp 107 - 362 lần so với sử dụng KSH.
Đặc biệt, công nghệ biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi kết hợp thu hồi KSH tạo ra lợi ích giảm phát thải KNK.Theo đó, lượng phát thải CH4 từ hỗn hợp phân và nước thải từ quá trình chăn nuôi được thu hồi, tận dụng để cung cấp năng lượng. Lượng phát thải trung bình của công trình KSH quy mô nhỏ (8-10m3) là 6,8 tấn CO2/công trình/năm, tổng giảm phát thải là 3,18 triệu tấn CO2 quy đổi/năm.
Một lợi ích môi trường lớn của công nghệ biogas trong xử lý chất thải chăn nuôi là giảm phá rừngvà xói mòn đất. Sử dụng KSHhạn chế việc khai thác củi từ rừng tự nhiên. Điều đó đồng nghĩa với việc giảm phá rừng, giảm xói mòn đất, tăng chất lượng đất nông nghiệp.
Theo các nghiên cứu trên thế giới, 1 m3 biogas tương đương 0,6 m3 khí thiên nhiên, 1,5 kg củi và1 lít dầu diesel. Từ 1 m3biogas chúng ta có thể sản xuất 1,5-2,2 kWhđiện, 2,8-4,1 kWh nhiệt.Vì thế, biogas chứa methane là chất khí có giá trị dùng để sản sinh năng lượng trên ô tô hay nhà máy điện...
Hiện nay, các hộ chăn nuôi quy mô gia đình chủ yếu sử dụng khí biogas để đun nấu thay thế cho các năng lượng hóa thạch (củi, than đá) và gas, ngoài ra còn sử dụng thắp sáng, sưởi ấm cho gia súc. Theo báo cáo “Khảo sát về người sử dụng KSH năm 2010-2011”, so với trước khi sử dụng công trình KSH, chi phí mua gas công nghiệp của mộthộ giảm được bình quân 94,8%/tháng, chi phímua củi giảm được 91,7%/tháng, mua thangiảm được 92,3%/tháng, chi phí về điện giảm được khoảng 5%/tháng.
Thông qua quá trình phân hủy yếm khí trong hầm biogas, hầu hết các chất hữu cơ từ phân chuyển hóa thành các chất dinh dưỡng chứa nitơ là khoáng chất, dễ hấp thụ đối với cây trồng. Do chứa lượng nitơ sẵn có nhiều nên phân bùn sau phân hủy biogas có thể sử dụng làm phân bón cho cây trồng. Bùn thải của biogas có tỷ lệ C/N thấp hơn so với phân thô, do đó, bùn thải của biogas có thể tạo ra hiệu quả tốt đối với bón phân N.
Cũng theo báo cáo “Khảo sát về người sử dụng KSH năm 2010-2011”, có 118 hộ điều tra (chiếm 38,9% số hộ điều tra) đã sử dụng phụ phẩm từ côngtrình KSH cho trồng trọt, giúp các hộ tiếtkiệm 84 nghìnđồng/tháng từ sử dụng phụ phẩm KSH bình quân 1 hộ, trong đó số tiền tiết kiệm được trong trồng trọt là 48 nghìn đồng và sốtiền tiết kiệm được trong chăn nuôi là 37 nghìn đồng.
Việc sử dụng công nghệ biogas sẽ cải thiện sức khỏe của người dân, đặc biệt đối với các bệnh nhiễm khuẩn hô hấp được cải thiện do chất lượng môi trường không khí không bị ô nhiễm.Bên cạnh đó, việc xây dựng, quản lý và vận hành các công trình biogas tạo ra lợi ích về lao động. Tính riêng từ năm 2003 - 2009, việc xây dựng công trình biogas tại Việt Nam đã giúp đào tạo và tạo việc làm của hơn 1.000 công nhân có kỹ năng.
Như vậy, công nghệ biogas áp dụng trong xử lý chất thải chăn nuôi đã và đang đem lại các giá trị đa lợi ích lớn về môi trường, năng lượng, nông nghiệp, sức khỏe và xã hội. Trong khi ngành chăn nuôi là một trong những ngành kinh tế mũi nhọn của nước ta, do đó, nhu cầu sử dụng công nghệ biogas ở Việt Nam rất lớn. Vì thế, trước hết cần tăng cường nhận thức về sự cần thiết cũng như đa lợi ích của công nghệ biogas một cách đầy đủ để có những giải pháp chính sách và kỹ thuật hợp lý nhằm sử dụng công nghệ này rộng rãi, hướng đến nền nông nghiệp sạch, an toàn và hiệu quả.
Nguyễn Thị Quỳnh Hương
Nguyễn Hải Yến
Tổng cục Môi trường
(Nguồn: Bài đăng trên Tạp chí Môi trường, số 5/2018)
