Ô nhiễm môi trường từ chất thải chăn nuôi, đặc biệt là nước thải chứa hàm lượng chất hữu cơ cao, đang là một thách thức lớn tại Việt Nam, góp phần đáng kể vào phát thải khí nhà kính (KNK) và suy giảm chất lượng môi trường. Trong bối cảnh đó, việc áp dụng công nghệ khí sinh học (biogas) vào xử lý chất thải hữu cơ đã trở thành một tiến bộ kỹ thuật thiết yếu, thu hút sự quan tâm rộng rãi của xã hội. Hệ Thống Bioga không chỉ là một giải pháp xử lý ô nhiễm hiệu quả mà còn mang lại giá trị đa lợi ích vượt trội, từ giảm thiểu phát thải KNK, sản xuất năng lượng sạch, cải thiện chất lượng nông nghiệp đến nâng cao sức khỏe cộng đồng. Đây là một trụ cột quan trọng trong lĩnh vực địa kỹ thuật môi trường, hướng tới một nền nông nghiệp sạch và bền vững.
Biogas – Lợi ích Môi trường Vượt trội trong Xử lý Chất thải
Hệ thống bioga đóng vai trò trung tâm trong việc cải thiện đáng kể chất lượng môi trường tại các khu vực chăn nuôi. Khi chất thải được tập trung và nạp vào bể biogas, quá trình phân hủy yếm khí không chỉ giúp giảm mùi hôi, cải thiện cảnh quan mà còn tiêu diệt trứng giun, sán và mầm bệnh, ngăn chặn sự phát tán ra môi trường xung quanh. Kỹ thuật phân hủy yếm khí này cho thấy hiệu quả xử lý nước thải vượt trội so với các phương pháp truyền thống, với hàm lượng chất hữu cơ trong nước thải sau biogas giảm đáng kể. Cụ thể, chỉ tiêu COD có thể giảm từ trên 4.000 mg/L xuống khoảng 1.000 mg/L, đồng thời giảm thiểu ô nhiễm nước mặt và nước ngầm. Việc sử dụng các vật liệu chống thấm như màng chống thấm HDPE chất lượng cao trong xây dựng hầm biogas là yếu tố then chốt để đảm bảo hiệu quả này, ngăn chặn rò rỉ và bảo vệ nguồn nước ngầm. Để tìm hiểu thêm, bạn có thể tham khảo màng chống thấm HDPE báo giá.
Bên cạnh đó, một trong những ưu điểm chính của công nghệ biogas là khả năng chuyển đổi chất thải rắn thành nguồn nguyên liệu sẵn có (phân bón) thông qua quá trình phân hủy kỵ khí. Điều này không chỉ giúp giảm lượng và chi phí xử lý chất thải rắn mà còn giảm diện tích chôn lấp. Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc sử dụng khí sinh học (KSH) để đun nấu đã giảm tình trạng ô nhiễm không khí trong nhà một cách rõ rệt. Lượng bụi lơ lửng, CO và Hydrocarbon (HCs) khi sử dụng than, củi hoặc phụ phẩm nông nghiệp cao gấp hàng chục đến hàng trăm lần so với khi sử dụng KSH.
Đặc biệt, công nghệ biogas kết hợp thu hồi KSH từ chất thải chăn nuôi tạo ra lợi ích to lớn trong việc giảm phát thải khí nhà kính. Lượng khí mê-tan (CH4) – một loại khí nhà kính mạnh – phát sinh từ hỗn hợp phân và nước thải chăn nuôi được thu hồi và tận dụng làm năng lượng. Ước tính, một công trình KSH quy mô nhỏ (8-10m3) có thể giảm phát thải trung bình 6,8 tấn CO2 quy đổi/năm.
Một lợi ích môi trường quan trọng khác của hệ thống bioga là khả năng giảm phá rừng và xói mòn đất. Việc sử dụng KSH làm nhiên liệu đun nấu hạn chế đáng kể nhu cầu khai thác củi từ rừng tự nhiên, góp phần bảo vệ tài nguyên rừng, giảm xói mòn và cải thiện chất lượng đất nông nghiệp.
Tạo Năng lượng Sạch và Tái tạo từ Hệ thống Biogas
Hệ thống bioga không chỉ là một giải pháp môi trường mà còn là nguồn cung cấp năng lượng sạch và tái tạo đầy tiềm năng. Theo các nghiên cứu toàn cầu, 1 m3 biogas có giá trị năng lượng tương đương 0,6 m3 khí thiên nhiên, 1,5 kg củi hoặc 1 lít dầu diesel. Từ 1 m3 biogas, chúng ta có thể sản xuất 1,5-2,2 kWh điện hoặc 2,8-4,1 kWh nhiệt. Điều này khẳng định biogas, với thành phần chính là mê-tan, là một nguồn năng lượng quý giá có thể dùng để sản sinh điện năng hoặc làm nhiên liệu cho các phương tiện và nhà máy.
Hiện nay, các hộ chăn nuôi quy mô gia đình chủ yếu sử dụng khí biogas để đun nấu, thay thế cho các nguồn năng lượng hóa thạch truyền thống (củi, than đá) và gas công nghiệp. Ngoài ra, biogas còn được dùng để thắp sáng và sưởi ấm cho gia súc. Một khảo sát về người sử dụng KSH giai đoạn 2010-2011 cho thấy, chi phí mua gas công nghiệp của một hộ gia đình giảm trung bình 94,8%/tháng, chi phí mua củi giảm 91,7%/tháng, mua than giảm 92,3%/tháng và chi phí điện giảm khoảng 5%/tháng. Những con số này minh chứng cho hiệu quả kinh tế rõ rệt mà công nghệ biogas mang lại. Việc xây dựng một hầm biogas chất lượng cần cân nhắc giá màng HDPE phù hợp. Để hiểu rõ hơn về chi phí đầu tư thiết bị hàn, bạn có thể tìm hiểu giá máy hàn bạt HDPE.
Nâng cao Hiệu quả Nông nghiệp với Phân bón từ Biogas
Hiệu quả trong nông nghiệp là một lợi ích không thể bỏ qua của hệ thống bioga. Thông qua quá trình phân hủy yếm khí trong hầm biogas, hầu hết các chất hữu cơ từ phân được chuyển hóa thành các chất dinh dưỡng chứa nitơ ở dạng khoáng chất, dễ hấp thụ hơn đối với cây trồng. Do chứa lượng nitơ sẵn có dồi dào, bùn thải sau phân hủy biogas có thể được sử dụng làm phân bón hữu cơ chất lượng cao cho cây trồng. Bùn thải biogas có tỷ lệ C/N thấp hơn so với phân thô, mang lại hiệu quả vượt trội cho việc bón phân N.
Theo báo cáo “Khảo sát về người sử dụng KSH năm 2010-2011”, 38,9% số hộ được điều tra đã sử dụng phụ phẩm từ công trình KSH cho trồng trọt. Điều này giúp các hộ tiết kiệm trung bình 84 nghìn đồng/tháng từ việc sử dụng phụ phẩm KSH, trong đó 48 nghìn đồng tiết kiệm được trong trồng trọt và 37 nghìn đồng trong chăn nuôi. Việc sử dụng phân bón hữu cơ từ biogas không chỉ giảm chi phí mua phân bón hóa học mà còn góp phần cải tạo đất, thúc đẩy một nền nông nghiệp sạch và bền vững.
Cải thiện Sức khỏe Cộng đồng và Phát triển Xã hội
Hệ thống bioga còn mang lại những lợi ích thiết thực trong việc cải thiện sức khỏe và an toàn xã hội. Việc áp dụng công nghệ biogas giúp làm sạch môi trường không khí trong và xung quanh khu vực chăn nuôi, giảm thiểu các bệnh nhiễm khuẩn hô hấp do ô nhiễm bụi và khí độc. Người dân, đặc biệt là phụ nữ và trẻ em, ít phải tiếp xúc với khói bụi từ việc đun nấu bằng củi, than truyền thống, từ đó nâng cao chất lượng cuộc sống.
Bên cạnh đó, việc xây dựng, quản lý và vận hành các công trình biogas tạo ra cơ hội việc làm và đào tạo kỹ năng cho người lao động. Chỉ tính riêng từ năm 2003-2009, việc xây dựng công trình biogas tại Việt Nam đã giúp đào tạo và tạo việc làm cho hơn 1.000 công nhân có kỹ năng. Điều này góp phần vào phát triển kinh tế địa phương và nâng cao năng lực kỹ thuật cho cộng đồng. Những công nhân này cũng có thể sử dụng các thiết bị chuyên dụng như Máy hàn bạt HDPE GEOSTAR G5 LQS để đảm bảo chất lượng công trình.
Vai trò của Màng HDPE và Máy hàn trong Xây dựng Hệ thống Biogas Hiện đại
Để hệ thống bioga hoạt động hiệu quả và bền vững, việc lựa chọn vật liệu và kỹ thuật thi công là vô cùng quan trọng, đặc biệt trong lĩnh vực địa kỹ thuật môi trường. Màng chống thấm HDPE (High-Density Polyethylene) là lựa chọn hàng đầu cho các hầm biogas hiện đại. Với đặc tính kháng hóa chất, chống thấm tuyệt đối, độ bền cơ học cao và tuổi thọ dài, màng HDPE giúp đảm bảo hầm biogas kín khí hoàn toàn, ngăn chặn rò rỉ chất thải ra môi trường và tối ưu hóa quá trình phân hủy kỵ khí.
Việc thi công màng HDPE đòi hỏi kỹ thuật cao và thiết bị chuyên dụng. Các loại máy hàn bạt nhựa hiện đại như máy hàn bạt HDPE GEOSTAR G5 LQS đóng vai trò then chốt trong việc tạo ra các mối hàn chắc chắn, đồng đều và kín nước, đảm bảo tính toàn vẹn của hệ thống. Chuyên môn trong lĩnh vực máy hàn nhựa là yếu tố quan trọng để đảm bảo chất lượng công trình, từ đó tối đa hóa hiệu suất và tuổi thọ của hầm biogas. Sự kết hợp giữa vật liệu chất lượng cao và kỹ thuật hàn chuyên nghiệp là nền tảng cho một hệ thống bioga an toàn, hiệu quả và thân thiện với môi trường.
Kết luận
Hệ thống bioga áp dụng trong xử lý chất thải chăn nuôi đã và đang đem lại các giá trị đa lợi ích to lớn về môi trường, năng lượng, nông nghiệp, sức khỏe và xã hội. Với ngành chăn nuôi là một trong những ngành kinh tế mũi nhọn của nước ta, nhu cầu sử dụng công nghệ biogas ở Việt Nam là rất lớn. Để phát huy tối đa tiềm năng này, cần tăng cường nhận thức về sự cần thiết cũng như các lợi ích đa dạng của công nghệ biogas một cách đầy đủ. Từ đó, xây dựng những giải pháp chính sách và kỹ thuật hợp lý, khuyến khích ứng dụng rộng rãi công nghệ này, hướng đến một nền nông nghiệp sạch, an toàn và hiệu quả. Việc đầu tư vào các giải pháp địa kỹ thuật môi trường hiện đại, bao gồm việc sử dụng màng chống thấm HDPE chất lượng cao và các loại máy hàn chuyên dụng, là bước đi then chốt để kiến tạo tương lai bền vững cho ngành chăn nuôi và môi trường Việt Nam.
Tài liệu tham khảo:
- Nguyễn Thị Quỳnh Hương, Nguyễn Hải Yến (Tổng cục Môi trường). “Đa lợi ích của hệ thống biogas trong xử lý nước thải chăn nuôi”. Bài đăng trên Tạp chí Môi trường, số 5/2018.