Công Trình Năng Lượng Khí Sinh Vật Biogas

Những lợi thế của khí sinh vật (biôga) đối với các vùng nông thôn là :
– Giải quyết vấn đề chất đốt

Việc phát triển khí sinh vật là một con đường quan trọng để tiến tới giải quyết chất đốt ở nông thôn, đó là mối quan tâm của cộng đồng dân cư nông thôn. Sử dụng biôga, một chất đốt thu được từ các nguồn sinh vật dồi dào trong tự nhiên, là một nguồn thay thế cho các nhiên liệu rắn như than và củi đã mang lại một sự thay đổi cơ bản trong lịch sử chất đốt đối với các vùng nông thôn của Trung Quốc. Đó là một sáng tạo kĩ thuật quan trọng không chỉ giải quyết chất đốt cho nông dân và các dân cư ở nông thôn, mà còn tiết kiệm được một lượng lớn than cho quốc gia. Nó đã đóng vai trò to lớn trong việc kích thích sản xuất công nghiệp, nông nghiệp và còn tạo nên một môi trường hợp tác trong nông thôn.

Phát triển bioga còn giải quyết được một số vấn đề nảy sinh khác do thiếu chất đốt. Rơm rạ để làm chất đốt có thể đưa ra cánh đồng làm phân bón cải thiện chất lượng đất trồng trọt và cho phép thâm canh nông nghiệp, chúng còn dùng làm thức ăn khô cho gia súc. Một lượng lớn lao động trước đây dùng để kiếm cũi và vận chuyển than, bây giờ có thể đưa vào sản xuất nông nghiệp. Việc giảm nhu cầu đun củi đã tránh được nạn phá rừng và tăng thêm diện tích rừng. Đồng tiền để mua than và nhiên liệu rắn khác có thể tiết kiệm được và giảm nhẹ gánh nặng tài chính cho người nông dân. Số lượng lớn than Nhà nước cung cấp cho nông thôn và chi phí khổng lồ vào việc vận chuyển cũng sẽ tiết kiệm được để đưa vào xây dựng công nghiệp. Sau khi phát triển biôga, người phụ nữ được giải phóng khỏi các việc vặt trong gia đình, có thể tham gia vào sản xuất nông nghiệp nhiều hơn.

– Kích thích sản xuất nông nghiệp

Phát triển biôga là một con đường quan trọng để kích thích sản xuất nông nghiệp, không chỉ bằng việc đưa rơm rạ trở lại cánh đồng và tiết kiệm lao động, mà còn làm tăng trưởng đáng kể số lượng và chất lượng phân hữu cơ. Phân người và súc vật, rơm rạ và chất thải thực vật, các loại lá cây đều có thể trở thành phân bón sau khi lên men qua phân hủy ở những hầm biôga đậy kín không khí. Thành phần nitơ của chúng được chuyển hóa thành amôniắc dễ dàng hấp thụ hơn đối với các cây trồng, như vậy cải thiện được phân bón. Theo kết quả nghiên cứu của một viện nông nghiệp, thành phần amôniắc của phân hữu cơ được ủ men trong 30 ngày ở một hầm bioga đã tăng lên 19,3% và thành phần phốt phát hữu ích tăng lên 31,8%. Ủ kín phân hữu cơ này ở trong các hầm biôga cũng ngăn cản được sự bốc hơi và mất mát amôniắc.

Theo nghiên cứu của Viện Nông nghiệp Quảng Đông – Trung Quốc thì lượng amôniắc của phân bón thông thường đã được lưu trữ ở trong hầm biôga sẽ tăng lên 147,2% trong 30 ngày, trong khi đó cũng loại phân này sẽ bị mất mát đến 84,1% amôniắc nếu như nó trữ ở những đống ủ phân cổ truyền và hầm không làm kín. Phân được ủ trong các hầm biôga đã chứng tỏ làm tăng năng suất nông nghiệp. Theo thực nghiệm, năng suất ngô có thể tăng 28%, lúa nước tăng 10%, lúa mì tăng 12,5%, bông tăng 24,7%.

Các kết quả thực nghiệm so sánh năng suất của 4 loại cây trồng khi bón bằng phân không ủ và bã của hầm bioga

Các thân cây, các loại cỏ dại mọc ở nước, lá cây và các chất thải khác đều là những vật liệu tốt cho việc sản xuất biôga. Người nông dân có thể tích trữ được các vật liệu này để đưa vào hầm biôga trong bất kì thời gian nào, do vậy làm tăng nguồn phân bón cho cây trồng.

– Bioga là sự cải thiện sức khỏe cộng đồng

Phát triển chương trình biôga cũng là con đường hiệu quả để giải quyết vấn đề phân bón và cải thiện vệ sinh môi trường, tiêu chuẩn sức khỏe ở nông thôn. Nó là biện pháp để thủ tiêu các trứng sán, giun móc và các loại kí sinh trùng khác sống trong mọi loại phân. Thu gom tất cả phân thái của gia súc và người vào một hầm biôga là giải quyết vấn đề chất thải tốt nhất.

Viện kí sinh trùng của nhiều nước đã công bố rằng : sau khi ủ lên men, bã thải chỉ còn rất ít trứng các kí sinh trùng sán, trung bình giảm bớt 95%. Trên thực tế, với việc ủ phân trong hầm kín và đủ thời gian, số lượng trứng sán, giun móc và các ấu trùng tìm thấy có thể giảm tới 99%.

Thời kì ủ men để có thể chết các trứng giun, sán kí sinh như sau :
– Các trứng sản ; sau 37 ngày.
– Các trứng giun móc : sau 30 ngày trên 90% chết
– Các trứng gian khác : sau 70 ngày trên 99% chết.
Theo thực nghiệm, thời gian sống của một số vi trùng ở môi trường hầm biôga như sau :
Các vị trùng tả lị : 30 giờ.
Các vi trùng sốt rét, thương hàn : 44 ngày.

Nơi nào phát triển hầm khí sinh vật tốt, nơi đó sẽ kiểm soát có hiệu quả các bệnh về kí sinh trùng và bệnh sản ; vệ sinh nông thôn được biến đổi tốt hcm, người làm nông nghiệp được bảo vệ, tiêu chuẩn chung về sức khỏe được nâng lên rõ rệt.

– Biôga và vấn đề cơ giới hóa nông nghiệp

Phát triển biôga cũng có thể tạo nên một nguồn nhiên liệu mới cho việc cơ giới hóa nông nghiệp. Hiện nay, ở một số quốc gia, biôga được dùng với số lượng lớn không chỉ để nấu ăn, thắp sáng, mà còn để kéo các máy nông nghiệp. Theo báo cáo của một đội công nhân nông nghiệp ở Tứ Xuyên – Trung Quốc, tháng 3/1973 họ đã xây dựng được một hầm bioga dung tích 81m đến giữa tháng 4 họ có thể dùng biôga để vận hành mọi động cơ công suất 3 sức ngựa kéo của một máy bơm nước tưới làm việc từ 8 đến 10 giờ mỗi ngày. Với cách như vậy họ đã tưới được trên 100 mẫu đất trồng trọt (1 mẫu = 1/6 ha = 1666,6m2). Cũng ở một xã thuộc Tứ Xuyên, họ đã sử dụng biôga chạy một động cơ 3 sức ngựa để sản xuất điện năng cung cấp cho một hệ thống truyền thanh của toàn xã.

Bioga được dùng như một loại nhiên liệu chất lượng cao để nấu ăn và thắp sáng, cũng như cơ giới hóa, điện khí hoá nông nghiệp. Ta có thể nêu một con số tổng quát để lập kế hoạch khi cần thiết. Một mét khối biôga thắp sáng một ngọn đèn 60W trong 6 – 7 giờ, hoặc chạy động cơ đốt trong 1 mà lực làm việc được 2 giờ, tương đương với năng lượng của 0,6 – 0,7kg xăng. Nó cũng có thể sản ra được 1,25kWh điện năng.

Biôga có những ưu điểm như đã trình bầy, song nó chưa được phát triển rộng rãi vì có những khó khăn về kĩ thuật, còn có một số nhân tố xã hội, thể chế tài chính và chính sách. Mọi nhân tố đó có quan hệ chặt chẽ với nhau. Một nhân tố quan trọng làm cản trở việc phổ biến công nghệ hầm biôga ở các nước đang phát triển là những yếu tố liên quan tới các nguyên nhân và các kết quả của sự nghèo nàn, lạc hậu.

Rất nhiều nhu cầu của người dân nông thôn thường được biến thành “yêu cầu có lợi” cho họ quá chậm. Bởi lẽ con người phải có tiền để chuyển các nhu cầu của họ thành việc mua bản. Ngay như việc làm ra nhiều thực phẩm hơn, không phải sẽ dẫn tới việc tăng tiêu thụ thực phẩm, do vậy, tính sẵn có của công nghệ năng lượng không thực sự làm cho việc sử dụng chúng dễ dàng. Ở nông thôn tiền mặt khan hiếm và chất đốt không phải mua như củi, rơm, rạ. .. thì một thay đổi về kĩ thuật, công nghệ sẽ phải cần đến đồng vốn của Chính phủ và chắc chắn phải có một hệ thống cung ứng và bảo dưỡng cho từng vùng. Phải có một tổ chức để cung cấp dịch vụ, tư vấn cho khách hàng sử dụng kĩ thuật mới đó, Từ kinh nghiệm của một số nước phát triển hầm biôga như Trung Quốc và Ấn Độ, thấy rằng sự hỗ trợ nỗ lực của Chính phủ cho việc phát triển là một yếu tố quan trọng, cần thiết hàng đầu cho chương trình phổ biến khí sinh vật. Một trong những nguyên nhân tại sao các hệ thống biôga lại không phát triển rộng rãi ở một số nước là do Chính phủ quan tâm ở mức độ thấp về việc phát triển tiềm năng của biôga ở các vùng nông thôn.
Nhà xuất bản Xây dựng xin giới thiệu cuốn “Công trình năng lượng khí sinh vật – Biogas”, nhằm có thêm kiến thức, tài liệu cho những gia đình ở nông thôn muốn xây dựng hầm biôga để cải thiện sinh hoạt hàng ngày, làm cho môi trường sống tốt hơn…

Sách đề cập đến các nội dung : những nguyên tắc để xây dựng hầm biôga, thiết kế các loại hầm khí, quản lí và khai thác hầm khí, biện pháp an toàn trong quá trình xây dựng… Ngoài ra, còn có phần phụ lục hướng dẫn chi tiết cách xây dựng, chọn vị trí một hầm khí loại nhỏ trong gia đình, cách sử dụng khi như thế nào, làm thế nào để sản xuất được nhiều khí vi sinh nhất…

Nhà xuất bản Xây dựng