Biogas là gì? Vì sao hơn 10.000 hộ chăn nuôi đang áp dụng mô hình này?

Danh mục

Biogas là gì? Với nhiều bà con chăn nuôi, đây không còn là khái niệm quá xa lạ. Bởi lẽ, mô hình này đã trở thành một phần thiết yếu trong hoạt động sản xuất bền vững. Những năm gần đây, khi chi phí nhiên liệu tăng cao, đi kèm trách nhiệm bảo vệ môi trường. Ngày càng nhiều bà con đã chuyển sang áp dụng phương pháp xử lý chất thải bằng mô hình biogas.

Vậy cụ thể biogas có gây hại cho sức khỏe người dùng hay không? Làm sao để mô hình xử lý chất thải được hoạt động ổn định? Bên cạnh đó, mô hình nào phù hợp với quy mô chăn nuôi riêng biệt của từng bà con?

Hãy cùng ATT tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây để đưa ra quyết định đúng đắn trước khi đầu tư giải pháp này cho trang trại của mình. Xem ngay!

Biogas là gì?

Biogas Là Gì Mô Hình Hầm Biogas

Biogas là gì? – Mô hình hầm biogas chuyên dụng

Biogas hay còn được gọi là khí sinh học trong chăn nuôi. Chất khí này được tạo ra từ quá trình phân hủy chất thải hữu cơ như phân heo, phân bò. Quá trình này diễn ra trong môi trường yếm khí (không có oxy) dưới sự tác động lý hóa của vi sinh vật.

Thành phần chính của khí biogas

Biogas là hỗn hợp bao gồm nhiều loại khí khác nhau với thành phần chủ yếu như sau:

Metan (CH₄): Đây là thành phần chính chiếm từ 50% – 75%. CH4 rất dễ cháy, sinh nhiệt cao và thường được ứng dụng để nấu ăn hoặc sưởi ấm.
Carbon dioxide (CO₂): Chiếm tỷ lệ 25% – 45% dung tích hỗn hợp. Nồng độ CO₂ trong khí biogas càng cao thì hiệu suất đốt cháy càng giảm.
Hydro sunfua (H₂S): Chỉ dưới 1%, khí này có mùi trứng thối và gây độc nếu ở nồng độ cao.
Hơi nước (H₂O) và các khí khác: Chiếm tỷ lệ nhỏ nhưng có thể gây tắc ống dẫn khí nếu ngưng tụ quá mức.

Ngoài ra, tỷ lệ thành phần các khí bên trong hỗn hợp có thể thay đổi tùy thuộc vào nhiệt độ, áp suất của mô hình. Bên cạnh đó, chất lượng hỗn hợp khí còn phụ thuộc nhiều vào lượng phân thải hữu cơ đầu vào.

Khí biogas có độc hại cho người dùng và vật nuôi hay không?

Biogas là gì - Khí biogas có gây độc hay không

Biogas là gì? – Khí biogas có gây độc hay không?

Hỗn hợp khí biogas hoàn toàn không gây độc nếu được bà con chăn nuôi sử dụng đúng cách. Bởi lẽ, khác với các nhiên liệu truyền thống như than hoặc củi, khi cháy khí biogas hoàn toàn không sinh ra khói. Tuy nhiên, cần lưu ý trong một số trường hợp có thể gây nguy hiểm:

Đầu tiên, bà con vô tình hít phải một lượng khí H₂S quá nhiều trong thời gian ngắn. Điều này, có thể dẫn đến các triệu chứng như đau đầu, chóng mặt, buồn nôn, thậm chí gây suy hô hấp.

Thứ hai, sử dụng mô hình biogas không đảm bảo chất lượng dẫn đến tình trạng rò rỉ khí. Đây là nguyên nhân chính làm tăng nguy cơ cháy nổ nếu tiếp xúc gần với nguồn lửa.

Cuối cùng, tình trạng bà con dẫn trực tiếp khí gas vào nhà và sử dụng trong không gian kín. Hệ lụy phát sinh khi đường ống dẫn không đảm bảo gây rò rỉ gas dẫn đến ngạt thở do thiếu oxy.

Ưu và nhược điểm khi sử dụng khí biogas

Biogas Là Gì Ưu Và Nhược điểm

Biogas là gì? – Ưu và nhược điểm của khí biogas

Khác với các phương pháp như đốt củi, đun than mô hình khí biogas mang lại giải pháp sạch và hiện đại. Tuy nhiên, mỗi phương pháp đều có ưu và nhược điểm riêng biệt, và biogas cũng không ngoại lệ.

Ưu điểm

Bảo vệ môi trường

Mô hình giúp xử lý hiệu quả chất thải chăn nuôi. Điều này, làm giảm mùi hôi, hạn chế ruồi nhặng và ức chế vi khuẩn gây bệnh.
Bên cạnh đó, việc sử dụng khí biogas thay thế củi, than truyền thống, góp phần bảo vệ rừng và hệ sinh thái tự nhiên.

Tiết kiệm chi phí sinh hoạt hằng ngày

Đối với các hộ nuôi nhỏ lẻ dưới 10 heo. Sử dụng mô hình sinh khí biogas có thể giúp bà con tiết kiệm từ 400.000 – 500.000đ mỗi tháng tiền gas sinh hoạt hằng ngày.
Đặc biệt, trang trại trên 200 heo, nếu đầu tư mô hình biogas phù hợp lượng khí gas đủ để thay thế hoàn toàn nhiên liệu truyền thống. Chủ trang trại có thể tận dụng để cắt giảm phần lớn chi phí trong vận hành khu chăn nuôi.

Tăng thu nhập phát triển quy mô chăn nuôi

Bã thải sau biogas giàu chất hữu cơ và dinh dưỡng phù hợp để nuôi trùn quế hoặc nuôi cá. Đây chính là mô hình chăn nuôi theo hệ thống vườn – ao – chuồng, giúp tạo nguồn thu nhập bền vững cho bà con nông dân.

Nhược điểm

Lưu ý nguy cơ an toàn

Khí rất dễ cháy, do đó cần đầu tư và lựa chọn mô hình hầm biogas phù hợp. Nhằm mục đích tránh hiện tượng khí rò rỉ ra ngoài gây nguy cơ cháy nổ, đặc biệt trong không gian kín.
Bên cạnh đó, biogas cũng chứa H2S, một loại khí độc nếu hít phải ở nồng độ cao.

Chi phí đầu tư ban đầu

Mặc dù chi phí vận hành thấp, nhưng chi phí ban đầu khá cao dao động từ vài triệu đến vài chục triệu đồng. Đây là một khoản đầu tư không nhỏ đối với một số hộ chăn nuôi gia đình hoặc trang trại nhỏ.

Cơ chế hình thành khí biogas trong mô hình xử lý chất thải

Biogas là gì - Cơ chế hình thành khí biogas

Biogas là gì – Cơ chế hình thành hỗn hợp khí biogas

Nhiều bà con chăn nuôi không khỏi thắc mắc quá trình tạo ra khí biogas là gì?

Khí biogas được hình thành là kết quả của quá trình phân hủy yếm khí các chất hữu cơ. Phần lớn các chất này là phân và nước tiểu của vật nuôi.

Theo PGS.TS Nguyễn Văn Phước (Đại học Bách khoa TP.HCM), khí biogas được tạo thành qua hai con đường phản ứng sinh hóa chính. Cả hai đều bắt đầu từ việc chuyển hóa hợp chất hữu cơ phức tạp thành các nguyên tố cơ bản. Sau cùng tạo thành hỗn hợp khí bao gồm:

CH₄ (methane)
CO₂ (carbon dioxide)
Nitơ (N)
Photpho (P)
Hơi nước và 1 vài khí khác.

Con đường thứ 1

Giai đoạn acid hoá xenlulozơ

Phân hủy cellulose dưới tác động của nước: (C6H10O5)n + nH2O → 3nCH3COOH.

Tiếp tục phản ứng với amoniac để tạo muối hữu cơ: CH3COOH + NH4OH → CH3COONH4 + H2O.

Giai đoạn tạo methane

Vi khuẩn kỵ khí tiếp tục thủy phân sinh học muối CH3COONH4 tạo ra khí methane: CH3COONH4 + H2O → CH4 + CO2 + NH4OH.

Con đường thứ 2

Giai đoạn acid hoá Xenlulozơ

C6H10O5)n + nH2O -> 3nCH3COOH), đồng thời diễn ra quá trình thủy phân acid: CH3COOH + 2H2O -> 2CO2 + 4H2.

Giai đoạn tổng hợp khí Methane

CO2 + 4H2 -> CH4 + 2H2O.

3 loại hình xử lý chất thải sinh khí biogas phổ biến hiện nay

Dưới đây là ba dạng mô hình hầm biogas phổ biến được nhiều bà con áp dụng. Mỗi loại đều có những đặc điểm riêng biệt và phù hợp với từng quy mô chăn nuôi khác nhau.

Hầm sinh khí biogas truyền thống

Mô Hình Hầm Biogas Xây Gạch Truyền Thống

Biogas là gì? Mô hình hầm biogas truyền thống

Đây là dạng mô hình xuất hiện đầu tiên và khá lâu đời phù hợp cho các trang trại vừa và nhỏ có nguồn vốn lớn.
Dung tích tối thiểu là 4 khối cho quy mô hộ chăn nuôi từ 5 – 7 heo. Đi kèm là dung tích tối đa 50 khối với quy mô chăn nuôi trên 100 heo.
Hầm thường được xây dựng hoàn toàn bằng gạch với cấu tạo hình vòm cung hoặc hình trụ dài. Bên cạnh đó, địa hình xây hầm cần cao ráo, không có mạch nước ngầm.
Chi phí xây dựng hầm biogas truyền thống rất cao có thể lên đến vài chục triệu đồng. Tuy nhiên độ bền có thể trên 20 năm, nếu được xây dựng đúng kỹ thuật.
Theo thời gian, do được xây dựng từ gạch nên hầm rất dễ xảy ra hiện tượng nứt vỡ. Đây là vấn đề cực kỳ nguy hiểm gây thất thoát khí gas và không đảm bảo an toàn cháy nổ.
Ngoài ra, hầm truyền thống không có hệ thống xả thải tự động khiến phát sinh thêm chi phí hút hầm biogas định kỳ.

Hầm biogas composite

Biogas là gì - mô hình hầm biogas composite

Biogas là gì? – Mô hình hầm biogas composite

Mô hình hầm biogas composite có dạng hình cầu, được đúc nguyên khối từ sợi thủy tinh kết hợp nhựa. Do đó, rất khó sửa chữa nếu gặp phải tình trạng bị hư hỏng.
Mô hình này, thích hợp cho hộ chăn nuôi vừa với dung tích tối đa 20 khối, số lượng 30 heo.
Trong quá trình sử dụng, hầm không bị ăn mòn bởi axit trong phân, do đó độ bền trung bình lên đến 15 – 20 năm.
Mức chi phí đầu tư ban đầu cao hơn mô hình hầm biogas bạt nhựa HDPE có cùng dung tích.
Hầm dạng này rất dễ bị giòn hoặc biến dạng nếu tiếp xúc thời gian dài với ánh nắng. Chính vì lẽ đó, bà con cần chú ý che chắn cẩn thận nhằm tăng độ bền cho mô hình.
Thiết kế hầm biogas composite không có hệ thống tự động xả thải. Định kỳ hằng năm, phải mất thêm chi phí hút hầm nhằm giúp mô hình được hoạt động ổn định.

Hầm biogas bạt nhựa HDPE (túi biogas)

Biogas Là Gì Mô Hình Hầm Biogas Chuyên Dụng Hdpe

Biogas là gì? – Mô hình hầm biogas bạt nhựa HDPE

Đây là dạng mô hình xử lý chất thải sinh khí biogas thế hệ mới với nhiều ưu điểm vượt trội. Hầm được sản xuất từ chất liệu bạt nhựa HDPE độ dày 0.75mm với thiết kế dưới dạng túi kín. Độ bền trung bình lên đến 10 năm.
Đa dạng kích thước như: Khổ 2m, khổ 3m, khổ 4m. Với dung tích tối thiểu 6 khối cho chăn nuôi hộ gia đình 5 – 10 heo. Dung tích tối đa lên đến 150 khối dành riêng cho trang trại lớn trên 300 heo.
Đặc biệt, giá hầm biogas bạt nhựa HDPE thấp nhất trong 3 loại mô hình nếu cùng dung tích.
Thi công và lắp đặt dễ dàng, bà con có thể tự thực hiện ngay tại nhà. Bên cạnh đó, vị trí lắp đặt vô cùng linh hoạt, có thể đặt dưới ao hoặc bên cạnh chuồng.
Kín khí tốt, ít bị rò rỉ trong quá trình sử dụng nhờ áp dụng kỹ thuật hàn kép tự động, ép nhiệt 4 góc.
Bên cạnh đó, nước bã sau biogas giàu dinh dưỡng có thể tận dụng để tưới cây và nuôi cá.
Ngoài ra, không phát sinh chi phí hút hầm biogas định kỳ nhờ công nghệ tự xả thải hiện đại.

Xem thêm: Hầm Biogas là gì? Ưu thế vượt trội của túi Biogas HDPE.

Ứng dụng của mô hình sinh khí biogas trong thực tiễn

Ứng dụng trong chăn nuôi quy mô trang trại

Chú Thịnh ở Đắk Lắk nuôi khoảng 200 con heo nái. Trước đây khi lắp hầm biogas HDPE chú chỉ quan tâm đến chuyện xử lý mùi và nấu nướng trong trại. Nhưng sau này, chú bắt đầu khám phá thêm nhiều công dụng bất ngờ.

Nước đầu ra, chú dẫn thẳng ra ao cá trê và cá rô sau vườn. Nhờ giàu chất hữu cơ và vi sinh, nước giúp tạo phù du tự nhiên cá ăn khỏe, ít bệnh.

Giờ đây, chú Sáu không chỉ tiết kiệm chi phí vận hành trại heo, mà còn có thêm thu nhập từ cá.

Xem thêm:

Ứng dụng trong chăn nuôi hộ gia đình

Anh Hậu chủ mô hình chăn nuôi khoảng 40 con heo tại Kiên Giang. Anh chia sẻ với ATT:

“ Mình từng mất ăn mất ngủ vì chuồng trại hôi, ruồi nhặng nhiều và chi phí than củi không ngừng tăng. Chỉ riêng tiền than củi nấu cám mỗi tháng cũng gần 1 triệu đồng.”

Mọi thứ thay đổi khi anh quyết định đầu tư mô hình hầm biogas bạt nhựa HDPE tại ATT:

“Giờ tôi dùng khí biogas để nấu ăn và nấu cám. Tiền than củi giảm hẳn, khu vực xung quanh chuồng trại cũng sạch sẽ hơn. Bã thải còn tận dụng bón cây, rất tiện.”

Xem thêm:

Lưu ý khi sử dụng mô hình biogas

Lựa chọn mô hình phù hợp: Trước khi đầu tư, cần xác định rõ quy mô chăn nuôi và địa hình nơi lắp đặt. Với mỗi điều kiện khác nhau sẽ có loại hầm biogas phù hợp.

Ngoài ra, quá trình lắp đặt cần tuân thủ đúng kỹ thuật, tốt nhất là có sự hỗ trợ từ đơn vị chuyên môn.

Che chắn và bảo dưỡng cẩn thận: Điều này làm giảm tác động trực tiếp từ ánh nắng, mưa, gió làm hư hỏng mô hình. Bên cạnh đó, việc bảo dưỡng định kỳ sẽ giúp tăng tuổi thọ hệ thống và giảm nguy cơ rò rỉ.

Xem thêm 3 cách đơn giản tăng gấp đôi độ bền mô hình biogas là gì ?

Theo dõi khí và kiểm tra định kỳ: Khi mô hình hoạt động lâu ngày, có thể xảy ra hiện tượng rò rỉ khí gas. Do đó, cần kiểm tra định kỳ, quan sát áp suất, mùi khí quanh khu vực sử dụng. Nhằm mục đích khắc phục ngay khi phát hiện có sự cố xảy ra.