Tin Khoa học - Công nghệ trong nước

Nghiên cứu phát triển công nghệ khí sinh học quy mô nhỏ

.

Sản xuất nông nghiệp ở nước ta hiện đang giữ vai trò chủ đạo. Nghề chăn nuôi gia súc gia cầm đã chuyển từ sản xuất nhỏ sang sản xuất hàng hóa quy mô vừa. Cùng với việc phát triển chăn nuôi, biogas sẽ là một trong những nguồn năng lượng chính trong tương lai. Sử dụng công nghệ biogas quy mô gia đình là giải pháp hữu hiệu cho phép kết hợp hài hòa giữa cung cấp năng lượng với giảm thiểu ô nhiễm môi trường ở nông thôn miền núi nước ta.

Biogas có các ưu điểm: tạo nguồn năng lượng để thắp sáng, sưởi ấm, chạy máy phát điện; chất cặn thải sau quá trình lên men dùng để bón cho cây trồng sẽ hạn chế được việc sử dụng phân hoá học; ngoài ra, trong quá trình lên men trong điều kiện kỵ khí các vi khuẩn gây bệnh cho con người đã được loại trừ. Như vậy, phát triển biogas không chỉ giải quyết vấn đề năng lượng mà còn là giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường, góp phần bảo vệ và nâng cao sức khoẻ cộng đồng dân cư, đồng thời tạo điều kiện nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp.

Ở Việt Nam khí sinh học đã được nghiên cứu ứng dụng từ những năm 60 trên cả nước và thực sự phát triển thành phong trào từ đầu thập kỷ 80 của thế kỷ trước. Tính tới nay, số lượng công trình khí sinh học được xây dựng và đang hoạt động khoảng 120.000 hầm, trong đó khoảng 20.000 hầm dạng túi nilông, còn lại là loại hầm kiên cố có nắp.

Mặc dù công nghệ biogas đã đem lại hiệu quả thiết thực trong đời sống cộng đồng ở nông thôn nước ta, song do nhiều nguyên nhân, đến nay công nghệ này vẫn chưa phát triển mạnh và rộng khắp như mong đợi. Số lượng hầm Biogas đã lắp đặt còn rất hạn chế so với nhu cầu thực tế. Một số nguyên nhân là do: chưa có công nghệ nào hoàn chỉnh về mặt kỹ thuật, việc xây dựng, lắp đặt và sử dụng hầm chưa thuận lợi, chi phí đầu tư xây dựng hầm còn cao so với thu nhập của nông dân, việc thay thế, sửa chữa khó khăn do thiếu cơ sở dịch vụ kỹ thuật. Công tác sản xuất thiết bị và phụ kiện thay thế trong nước chưa được quan tâm…

Trong thời gian từ 2002 đến 2010, các nhà khoa học Trần Khắc Tuyến, Nguyễn Thị Mai Anh, Phạm Văn Duy thuộc Viện Khoa học năng lượng, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tiến hành nghiên cứu cải tiến công nghệ hầm biogas quy mô gia đình. Nhóm nghiên cứu tập trung vào việc cải tiến cấu trúc hệ thống hầm biogas, ứng dụng vật liệu mới nhằm nâng cao chất lượng, hiệu suất, tăng tuổi thọ, thuận lợi trong xây lắp, sử dụng và hạ giá thành sản phẩm.


Hầm biogas được chế tạo vận chuyển đến nơi sử dụng

Căn cứ vào kết quả điều tra thực tế, loại hộ nông dân có chăn nuôi 3-5 con lợn là phổ biến, vì vậy loại hầm biogas quy mô gia đình có dung tích 4 m3 phù hợp với phần lớn hộ nông dân nước ta hiện nay và được lựa chọn để thiết kế chế tạo. Về kiểu dáng, đề xuất loại hình cầu vì có ưu điểm là tiết kiệm vật liệu, chịu lực, tăng cường khả năng phá váng và chống đóng cặn, chế tạo đơn giản. Vật liệu được chọn là vật liệu composite, một loại vật liệu có độ chống thấm rất cao.

Trong thời gian lắp đặt thử nghiệm, mô hình hầm khí sinh học đã được cải tiến nhiều lần. Các mô hình ứng dụng bước đầu cho kết quả rất khả quan, hiệu suất sinh khí tốt. Hiện nay, các nhà khoa học thuộc Viện Khoa học năng lượng đang hoàn thiện thiết kế hầm biogas, về cơ bản giống với các loại hầm truyền thống đã biết: Hầm ủ được thiết kế theo kiểu lên men liên tục dạng hỗn hợp (phần dưới của hầm chứa dịch thể lên men, phía trên là ngăn trữ khí), có nắp cố định. Phần thân hầm có dạng hình trụ tròn xoay, phần đáy là hình chỏm cầu, phần trữ khí là bán cầu. Bể điều áp có dạng hình trụ tròn xoay. Tuỳ thuộc vào nhu cầu cụ thể có các kích cỡ khác nhau: 10 m3, 20m3 hoặc lớn hơn.



Sơ đồ cấu tạo hầm biogas quy mô gia đình cải tiến


Loại hầm Biogas cải tiến có nhiều ưu điểm vượt trội như khả năng chống đóng cặn, tự động phá váng bề mặt, tự động thải cặn và đã được triển khai thử nghiệm tại Hà Nam, Hà Nội, Hà Tây. Năm 2006-2007 lắp đặt 25 hầm 10m3, có một hầm phát điện, tại Huyện Bình Lục Hà Nam. Năm 2008: Lắp đặt 2 hầm 20m3 có sử dụng máy phát điện công suất 1.500W cho Đông Anh và Gia Lâm Hà Nội; 01 hầm 15m3 cho trại giam T16 Bộ công an tại Hà Tây. Lắp đặt tại Nông trường Rạng Đông tỉnh Nam Định một hệ thống máy phát điện Biogas 10 kW. Năm 2008 đến nay đã lắp đặt 100 hầm 10m3 tại Hà Nam.

Công nghệ Biogas cải tiến quy mô gia đình có thể khắc phục được nhiều nhược điểm còn tồn tại của các loại hầm biogas trước đây. Chẳng hạn thay cho việc tự chui vào hầm để phá váng bảo dưỡng hầm, mà nếu không nắm được kỹ thuật có thể nguy hiểm đến tính mạng, thì hầm biogas cải tiến có khả năng tự động phá váng. Việc thi công đơn giản, diện tích chiếm đất nhỏ, tiết kiệm nhân công. Tuy nhiên vẫn cần có thêm thời gian khảo sát, điều tra để đánh giá toàn diện về công nghệ, độ bền, hiệu quả sử dụng, khả năng giảm giá thành, từ đó tổ chức chuyển giao công nghệ và nhân rộng mô hình.

Kể từ khi những hầm biogas đầu tiên được xây dựng cho đến nay, công nghệ này đã chứng tỏ tính ưu việt của nó so với các công nghệ khác trong việc xử lý chất thải chăn nuôi, đem lại nguồn khí đốt vừa rẻ, vừa sạch,giảm thiểu ô nhiễm môi trường, thậm chí còn góp phần giảm tải cơn khát điện ở nông thôn. Các chuyên gia cho rằng, đã đến lúc cần phát triển chăn nuôi tập trung, giúp thay đổi về cơ bản nhận thức và nếp sống ở nông thôn nước ta, đồng thời thành lập tổ chức chuyên đảm trách việc triển khai loại hình công nghệ này trong phạm vi toàn quốc.


Nguồn tin: Viện Khoa học năng lượng
Xử lý tin: Hải Vân

Bản quyền thuộc về Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Địa chỉ: 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội. Email: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Khi phát hành lại thông tin trên Website cần ghi rõ nguồn: "Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam".