ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
----------------------------------

NGUYỄN TRỌNG VĂN

NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP NHẰM TĂNG CƯỜNG
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ HẦM KHÍ BIOGAS TRONG
CHĂN NUÔI CỦA CÁC NÔNG HỘ TRÊN ĐỊA BÀN
HUYỆN BẮC MÊ - TỈNH HÀ GIANG
Chuyên ngành: Khoa học môi trường
Mã số ngành: 60 44 03 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
Người hướng dẫn khoa học: TS. Vũ Thị Thanh Thủy
CHỮ KÝ PHÒNG QLĐTSĐH

CHỮ KÝ KHOA CHUYÊN MÔN

Thái Nguyên - 2018

CHỮ KÝ GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN


i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong Luận văn này là
trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào.
Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã
được cảm ơn và tất cả những trích dẫn trong luận văn này đều đã được chỉ

Nguyễn Trọng Văn


iii
MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ.............................................................................................................1
1.1 Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................................1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu..............................................................................................3
1.2.1. Mục tiêu chung ..................................................................................................3
1.2.2. Mục tiêu cụ thể ..................................................................................................3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .....................................................................4
1. Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài .......................................................................4
1.1. Cơ sở lý luận ........................................................................................................4
2.1.1 Biogas và công nghệ hầm khí biogas .................................................................4
2.1.2 Khái quát về hiệu quả và hiệu quả sử dụng hầm khí biogas ............................11
2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến việc áp dụng công nghệ hầm khí biogas ...............13
2.2 Cơ sở thực tiễn ....................................................................................................15
2.2.1 Trên thế giới .....................................................................................................15
2.2.2 Tại Việt Nam ....................................................................................................17
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..23
2.1. Đối tượng nghiên cứu.........................................................................................23
2.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................23
2.3. Nội dung nghiên cứu ..........................................................................................23
2.4. Phương nghiên cứu ............................................................................................23
2.4.1. Phương pháp chọn điểm nghiên cứu ...............................................................23
2.4.2. Phương pháp thu thập số liệu ..........................................................................24
2.4.3. Phương pháp xử lý số liệu ...............................................................................25
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................................26
3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của huyện Bắc Mê .......................................26
3.1.1 Điều kiện tự nhiên ............................................................................................26

3.5.2. Định hướng phát triển biogas ở huyện Bắc Mê ..............................................73
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.......................................................................................
1 Kết luận ..................................................................................................................78
2. Kiến nghị ..............................................................................................................79
2.1. Đối với chính quyền các cấp huyện, xã .............................................................79
2.2. Đối với người nông dân ....................................................................................80


v
DANH MỤC BẢNG
Biểu 1.1 : Khả năng cho phân và thành phần hoá học của phân gia súc, gia cầm ......4
Biểu 1.2: Ảnh hưởng của các loại phân đến sản lượng và thành phần
của khí thu được ..........................................................................................................5
Bảng 1.3 : So sánh ưu nhược điểm của Bể biogas Composite và bể biogas
xây bằng gạch ..............................................................................................................9
Bảng 3.1: Đặc điểm khí hậu ......................................................................................27
Biểu 3.2. Tình hình sử dụng đất đai của huyện qua 3 năm từ 2013 - 2015 ..............29
Biểu 3.3. Một số chỉ tiêu chủ yếu của huyện Bắc Mê 2013 đến 2015 ....................32
Biểu 3.4: Cơ cấu giá trị sản xuất ngành chăn nuôi của huyện (2013 -2015) ............35
Biểu 3.5: Quy mô đàn gia súc, gia cầm của huyện qua 3 năm (2013 -2015) ...........38
Biểu 3.6. Tình hình sử dụng hầm khí biogas trong toàn huyện
qua 3 năm (2013-2015) .............................................................................................40
Biểu 3.7. (ti ếp). Tình hình sử dụng hầm khí biogas trong toàn huyện
qua 3 năm (2013-2015) .............................................................................................41
Biểu 3.8: Tình hình phát triển hầm biogas ở các xã điều tra ...................................50
Biểu 3.9: Đầu tư xây dựng và hiệu quả sử dụng hầm Biogas (loại hầm 8-10m3) ....52
Biểu 3.10: Điều kiện sản xuất của các hộ điều tra ....................................................56
Biểu 3.11 : Tình hình chăn nuôi của các nhóm hộ điều tra.......................................58
Biểu 3.12: Tình hình phát triển hầm biogas ở các hộ điều tra .................................59
Bảng 3.13: Kích cỡ hầm biogas thích hợp cho nông trại ..........................................61

Gia súc gia cầm

NTTS

Nuôi trồng thủy sản

NVL

Nguyên vật liệu

XDCB

Xây dựng cơ bản


1

ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Chăn nuôi ở nước ta dù nhỏ lẻ hay quy mô lớn đều gây ô nhiễm môi
trường. Nhưng phần lớn là người dân không nhận ra đó là tác nhân gây bệnh
truyền nhiễm và các bệnh nguy hiểm... Theo số liệu Cục chăn nuôi (bộ NN –
PTNT) tính đến 1 tháng 4 năm 2015 cả nước hiện có 327 triệu con gia cầm,
7,9 triệu con trâu bò, 27,1 triệu con lợn, trên 1,3 triệu con dê và 11 vạn con
ngựa. Mỗi năm chăn nuôi thải ra trên 73 triệu tấn chất thải rắn (phân khô,
thức ăn thừa) và 25-30 triệu khối chất thải lỏng (phân lỏng, nước tiểu và nước
rửa chuồng trại). Trong đó khoảng 50% lượng chất thải rắn (36,5 triệu tấn),
80% chất thải lỏng (20-24 triệu m3) xả thẳng ra tự nhiên, hoặc sử dụng không
qua xử lý và những tác nhân gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
Vấn đề đặt ra là làm thế nào để giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong

nguồn thu chủ yếu của nông hộ. Để khắc phục tình trạng ô nhiễm môi trường
trong chăn nuôi nói chung và chăn nuôi lợn nói riêng ở huyện Bắc Mê, người
dân đã ứng dụng công nghệ hầm chứa biogas, bước đầu đã mang lại những
kết quả khả quan như: hạn chế sự ô nhiễm môi trường xung quanh, hạn chế
được tình hình dịch bệnh lây lan, tạo ra nguồn khí gas làm chất đốt, tạo ra
nguồn điện thắp sáng...
Tuy nhiên, công nghệ hầm khí biogas trong chăn nuôi hiện nay ở huyện
Bắc Mê chưa được áp dụng rộng rãi, người dân địa phương còn gặp rất nhiều
khó khăn đặc biệt là vấn đề ứng dụng chuyển giao công nghệ, vấn đề về vốn
để xây dựng hầm. Vì vậy, việc triển khai công nghệ hầm khí biogas tới các
nông hộ đang là vấn đề mà cả người dân và các cấp chính quyền địa phương
đang quan tâm để giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi. Xuất phát
từ yêu cầu thực tiễn đó, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài
“Nghiên cứu các giải pháp nhằm tăng cường ứng dụng công nghệ hầm
khí biogas trong chăn nuôi của các nông hộ trên địa bàn huyện Bắc Mê - tỉnh
Hà Giang”.


3

1.2 Mục tiêu nghiên cứu
1.2.1 Mục tiêu chung
Trên cơ sở nghiên cứu thực trạng áp dụng công nghệ hầm khí biogas
vào chăn nuôi hiện nay ở huyện Bắc Mê, đề xuất các giải pháp nhằm tăng
cường ứng dụng công nghệ hầm khí biogas vào chăn nuôi tại địa phương.
1.2.2 Mục tiêu cụ thể
+ Tìm hiểu thực trạng áp dụng hầm khí biogas trong chăn nuôi trên địa
bàn huyện Bắc Mê qua 3 năm (2013 – 2015)
+ Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến việc ứng dụng công nghệ hầm
khí biogas vào chăn nuôi ở huyện Bắc Mê

Thể tích
Trọng lượng
3
(m )
tươi (kg)

Thành phần hoá học
(% khối lượng phân tươi)
Chất tan
dễ tiêu

Nitơ

Phốt pho

Tỷ lệ C/N

Bò sữa

0,036

38,5

7,98

0,38

0,10

20-25


---

6,78

10,2

0,31

---

---

0,028

31,3

16,8

1,20

1,20

7-15

Gia cầm

Nguồn: Báo Nông nghiệp Việt Nam 2013




Phân gà

0,31

60

30

Phân lợn

1,02

68

20

Phân người

0,38

--

21

Nguyên liệu

Nguồn: Báo Nông nghiêp Việt Nam 2013
Cơ sở lý thuyết của công nghệ biogas : dựa vào các vi khuẩn yếm khí
để lên men phân huỷ kỵ khí các chất hữu cơ sinh ra một hỗn hợp khí có thể

qua đó giảm bớt sự thoái hoá và cải thiện đất trồng, nâng cao năng suất cây
trồng và nuôi cá trong hệ thống VAC gia đình.
- Hỗ trợ phát triển chăn nuôi tốt hơn, tạo điều kiện nâng cao mức sống
và tiếp cận điều kiện văn minh đô thị cho người dân nông thôn trong việc cải
tạo hố xí gia đình, sử dụng khí sinh học vào việc nội trợ.
- Giảm sức lao động của phụ nữ trong công việc nội trợ.
2.1.1.3 Các loại hầm khí biogas
* Hầm biogas xây bằng gạch

Hình ảnh điều tra thực tế


7
Thời kỳ đầu áp dụng hầm biogas là bể biogas xây bằng gạch. Bể biogas
xây bằng gạch dễ bị lún, nứt và không thể khắc phục được, bể xây càng to thì
rủi ro càng lớn. Trong quá trình sử dụng, mặt bê tông phía trong bị mùn do
axits ăn mòn làm cho bể chịu lực kém, dể bị rò rỉ khí và phân ra ngoài. Khối
lượng vật liệu lớn, thời gian thi công lâu, mặt bằng thi công rộng. Chất lượng
phụ thuộc nhiều vào tay nghề thợ. Bể không tự phá váng, chỉ có áp lực khí
gas đến 0,5m cột nước, không có khả năng tự điều tiết áp lực, khí lượng khí
gas nhiều phải xả bỏ, phải có thiết bị bảo vệ an toàn. Đặc biệt sau nhiều năm
sử dụng, bã váng đầy lên khí gas ít, bắt buộc phải lấy bã váng và váng ra
ngoài. Đặc biệt bể biogas xây bằng gạch không di chuyển được mà chỉ còn
cách phá bỏ. Do không đủ áp suất khí gas nên loại bể này không thể lắp thêm
được các thiết bị và phụ kiện khác.
* Hầm khi biogas cải tiến
Qua nhiều năm phân tích và nghiên cứu công dụng của hầm Biogas có
nhiều công ty sản xuất ra bể biogas bằng vật liệu Composite hình cầu với tính
ưu việt vượt trội hoàn toàn so với bể biogas xây bằng gạch. Việc lắp đặt bể
biogas khá đơn giản, diện tích hầm ủ không lớn, có thể lắp đặt chìm dưới mặt


Hầm BIOGAS xây bằng gạch dễ bị lún, nứt, dễ bị dò khí ra ngoài

tuyệt đối, vì có thể kiểm tra độ kín ngay sau khi lắp đặt bể. Không có khả

không khắc phục được. Dùng một thời gian do nhiệt độ nóng nên bị

năng nứt gẫy, không bị dò khí trong điều kiện móng yếu, lún, nứt, không

axít ăn mòn bề mặt bê tông bị nhũn thành bùn, làm cho bể bị dò khí

bị axít ăn mòn.

ra ngoài.

Hiệu suất sinh khí của bể BIOGAS COMPOSITE cao vì nó chịu được áp

Hầm BIOGAS bằng gạch xây đòi hỏi phải nạp nguyên liệu nhiều và

suất lớn và kín tuyệt đối, có khả năng tự động phá váng 100% và chuyển

thường xuyên. Không tự động phá váng được, lên men kỵ khí

hoá lên men kỵ khí 100%

không đạt tối ưu. Thời gian lên Gas rất lâu.

Lắp đặt bể BIOGAS COMPOSITE không tốn nhiều thời gian và nhân

Xây hầm BIOGAS bằng gạch mất nhiều thời gian, nhân công phát


phân bã và phá váng trên bề mặt của bể ra ngoài, một lần dọn bể

mất chi phí tiền dọn bể và phá váng.

phải chi phí mất nhiều công lao động.

Bể BIOGAS COMPOSITE có thể lắp đặt mọi địa hình khác nhau, đặc
biệt vùng trũng khi đào có nước việc lắp đặt rất đơn giản.

Hầm BIOGAS xây bằng gạch không thể làm được điều này.

Bể BIOGAS COMPOSITE khi lắp đặt xong, dùng một thời gian tại địa
điểm do không phù hợp có thể đào lên di chuyển đi nơi khác một cách dễ
dàng. Khi gặp sự cố sử lý trong vòng 1 giờ là xong, đổ phân vào là sử

Hầm BIOGAS xây bằng gạch không thể làm được điều này.

dụng được ngay.
Bể BIOGAS COMPOSITE có thể lắp thêm nhiều các thiết bị phụ để nâng

Hầm BIOGAS xây bằng gạch do không đủ áp suất khí Gas nên

cao tính hiệu suất sinh khí như: Khử mùi, máy phát điện chạy bằng Gas,

không thể lắp thêm nhiều các thiết bị và phụ kiện khác.

nồi cơm chạy bằng Gas, bình nước nóng chạy bằng Gas, thắp sáng…

Nguồn: Cty TNHH phát triển công nghệ khí sinh học môi trường

vốn... So sánh kết quả đạt đ-ợc với chi phí bỏ ra để đạt đ-ợc kết quả. Tiêu
chuẩn của hiệu quả là sự tối đa hoá kết quả với một l-ợng chi phí định tr-ớc
hoặc tối thiểu hoá chi phí để đạt đ-ợc một kết quả nhất định. Các nhà sản xuất


12

và quản lý kinh tế cần phải nâng cao chất l-ợng các hoạt động kinh tế nhằm
đạt mục tiêu với một l-ợng tài nguyên nhất định tạo ra một khối l-ợng sản
phẩm lớn nhất hoặc tạo ra một khối l-ợng sản phẩm nhất định với chi phí tài
nguyên ít nhất.
Hiệu quả kinh tế đ-ợc hiểu là mối t-ơng quan so sánh giữa l-ợng kết
quả đạt đ-ợc và l-ợng chi phí bỏ ra trong hoạt động sản xuất kinh doanh. Kết
quả đạt đ-ợc là phần giá trị thu đ-ợc của sản phẩm đầu ra, l-ợng chi phí bỏ ra
là phần giá trị của các nguồn lực đầu vào. Mối t-ơng quan đó cần xét cả về
phần so sánh tuyệt đối và t-ơng đối cũng nh- xem xét mối quan hệ chặt chẽ
giữa hai đại l-ợng đó. Ph-ơng án đúng hoặc một giải pháp kinh tế kỹ thuật có
hiệu quả kinh tế cao là đạt đ-ợc t-ơng quan tối -u giữa kết quả thu đ-ợc và
chi phí nguồn lực đầu t- .
Vì vậy bản chất của phạm trù kinh tế ng dng cụng ngh hm khớ
biogas l thay vỡ cỏc s dng cỏc loi phõn hu c gõy ụ nhim mụi trng
thỡ vi mt cụng ngh tiờn tin ngi chn nuụi cú th tn dng nhng loi
phõn ú to ra ngun nng lng an ton cho nh nụng nh: thp sỏng, khớ
t... nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về vật chất của xã hội.
2.1.2.2 Hiu qu mụi trng
Môi tr-ờng là một vấn đề mang tính toàn cầu, trong điều kiện hiện nay
hiệu quả môi tr-ờng đ-ợc các nhà môi tr-ờng học rất quan tâm. Một hoạt
động sản xuất đ-ợc coi là có hiệu quả khi hoạt động đó không gây tổn hại hay
có những tác động xấu đến môi tr-ờng nh- đất, n-ớc, không khí và hệ sinh
học; là hiệu quả đạt đ-ợc khi quá trình sản xuất kinh doanh diễn ra không làm

không có hiệu quả kinh tế thì không có điều kiện nguồn lực để thực thi hiệu
quả xã hội và môi tr-ờng, ng-ợc lại, không có hiệu quả xã hội và môi tr-ờng
thì hiệu quả kinh tế sẽ không bền vững.
2.1.3 Cỏc yu t nh hng n vic ỏp dng cụng ngh hm khớ biogas
- Quy mụ chn nuụi: Theo tớnh toỏn ca cỏc nh chuyờn mụn, kớch c
ca hm biogas thớch hp cho nụng tri:


14
Bảng: 3.4 Công thức tính kích thước của hầm biogas
Gia súc/thể tích

8m3

12m3

16m3

Bò sữa (con)

3

5

7

Bò thịt (con)

6


trung, cách xa khu dân cư, tránh sự lây lan của các mềm bệnh, vì thế đòi hỏi
phải có diện tích đất đai rộng.
- Nhận thức của hộ chăn nuôi về khả năng xây hầm biogas: Để xây hầm
biogas đỏi hỏi các hộ nông dân phải hiểu biết về hiệu quả mà hầm biogas


15
mang lại, mạnh dạn xây hầm, thay đổi tập quán chăn nuôi nhỏ lẻ và đun nấu
bằng rơm rạ.
- Vấn đề về cán bộ khuyến nông: triển khai việc áp dụng công nghệ
hầm khí biogas cho các hộ chăn nuôi, tuyên truyền sâu rộng tới các hộ nông
dân để họ thấy được hiệu quả của việc ứng dụng hầm khí biogas từ đó mà đầu
tư kinh phí để xây hầm.
- Chính sách hỗ trợ vốn để xây hầm biogas : Hiện nay có rất nhiều dự
án hộ trợ vốn cho bà con nông dân xây hầm biogas, để việc xây hầm biogas
được triển khai rộng khắp trên địa bàn huyện Bắc Mê đòi hỏi các cấp chính
quyền cần tạo hành lang pháp lý an toàn, thông thoáng, thủ tục nhanh gọn để
các dự án đầu tư vào chăn nuôi hiệu quả.
2.2 Cơ sở thực tiễn
2.2.1 Trên thế giới
Với nhận thức công nghệ sinh học là công nghệ khí liên ngành đa mục
tiêu, đa mục đích nên chính phủ nhiều nước trên thế giới đã và đang quan tâm
đưa ra những chính sách, những chương trình mạnh mẽ thúc đẩy sử dụng
nguồn năng lượng khí sinh học với mục tiêu khai thác toàn diện các lợi ích
của nó, các chính sách thúc đẩy công nghệ khí sinh học đã được chứng minh
trên các lợi ích kinh tế, xã hội như: bảo vệ môi trường, cung cấp năng lượng;
điện trên cơ sở chi phí thấp nhất cho các vùng hẻo lánh; tạo ra các hoạt động
kinh tế cho các vùng hẻo lánh; đa dạng hoá các nguồn các nguồn năng lượng.
- Trung Quốc:
Trung Quốc đã có một lịch sử ấn tượng về việc sử dụng năng lượng

hình Biogas tăng nhanh, đặc biệt ở Thành phố Hải Phòng, Thái Nguyên, Vĩnh
Phúc, Cao Bằng, Ngoại Thành Hà Nội.
2.2.2.1 Tình hình triển khai các dự án biogas ở Việt Nam
- Dự án “Xây dựng mô hình chăn nuôi lợn kết hợp với bảo vệ môi
trường cho năng suất cao”
Năm 2006, Viện Chăn nuôi thực hiện Dự án “Xây dựng mô hình chăn
nuôi lợn kết hợp với bảo vệ môi trường cho năng suất cao” đã đạt kết quả tốt
trong việc ứng dụng các giải pháp kỹ thuật tổng hợp vào xây dựng mô hình