Đề tài Đánh giá công trình khí sinh học (biogas) ở Thừa Thiên Huế

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1. HIỆN TRẠNG HOẠT ĐỘNG CÁC CÔNG TRÌNH KHÍ SINH HỌC Ở THỪA THIÊN HUẾ 4.1.1. Số lượng và phân bố các công trình Công trình khí sinh học được xây dựng đầu tiên ở Thừa Thiên Huế vào năm 2003. Phần lớn các công trình đều nhận được sự hỗ trợ của Dự án “Chương trình khí sinh học cho ngành chăn nuôi Việt Nam”. Tính đến năm 2010, trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế đã xây dựng được 2899 công trình, trong đó năm 2010 xây mới 315 công trình [a]. Loại công trình phổ biến nhất trên địa bàn Tỉnh là KT1 và KT2, kích cỡ từ 3 -12m3. Công trình khí sinh học phát triển rộng khắp ở 137/152 xã, phường của 09 huyện, thành phố. Tính từ năm 2003 đến nay, Hương Trà là huyện có số lượng công trình nhiều nhất là 707 công trình, Nam Đông và Phú Lộc là hai huyện có số công trình ít nhất (25 và 99 công trình) [a] Bảng ..thể hiện số lượng công trình khí sinh học được xây dựng trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế. Bảng …Số lượng công trình khí sinh học được xây dựng trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế. STT Huyện Tổng số xã, phường Tổng số xã, phường có công trình khí sinh học Năm 2010 (công trình) Từ năm 2003 đến nay ( công trình) 1 Hương Trà 16 16 87 707 2 Hương Thủy 12 11 37 456 3 Phú Vang 20 20 40 443 4 Phong Điền 16 16 48 403 5 Quảng Điền 11 11 37 359 6 Tp Huế 27 24 20 286 7 A Lưới 21 14 18 121 8 Phú Lộc 18 17 26 99 9 Nam Đông 11 8 2 25 Cộng 152 137 315 2899 Trong quá trình vận hành công trình, do sự biến động khối lượng nguyên liệu đầu vào, vật liệu xây dựng hư hỏng,..số lượng công trình thật sự hoạt động cũng thay đổi so với số lượng xây dựng ban đầu. Theo kết quả kiểm kê của Dự án “Chương trình khí sinh học cho ngành chăn nuôi Việt Nam” trên 1415 công trình được xây dựng từ năm 2003 – 2005 cho thấy chỉ có 993 công trình hoạt động, chiếm 70,18%. Bảng …thể hiện kết quả kiểm kê công trình xây dựng từ năm 2003 – 2005. Bảng …Kết quả kiểm tra công trình khí sinh học xây dựng từ năm 2003 - 2005 TT Huyện Tổng CT đang hoạt động Không hoạt động do Không chăn nuôi Đầy nguyên liệu CT hỏng Đất bị giải tỏa Khác 1 A Lưới 33 31 1 1 0 0 0 2 Nam Đông 1 1 0 0 0 0 0 3 Phú Lộc 32 23 3 1 4 1 0 4 Hương Thủy 242 162 31 12 25 2 10 5 Phong Điền 169 110 32 12 8 1 6 6 Quảng Điền 196 141 28 24 0 2 1 7 Hương Trà 320 251 50 3 7 2 7 8 Phú Vang 244 172 42 24 4 2 0 9 TP Huế 178 102 61 3 11 1 0 Tổng cộng 1415 993 248 80 59 11 24  Tỷ lệ (%) 70.18 17.53 5.65 4.17 0.78 1.7 Sử dụng công trình khí sinh học đã góp phần cải thiện điều kiện sống cho nhân dân trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế vì giảm ô nhiễm môi trường, tạo chất đốt sạch. Biogas cung cấp khí đốt dùng cho đun nấu, ước tính mỗi tháng, mỗi hộ sử dụng biogas tiết kiệm được 100 000 – 150 000 đồng mua than hoặc củi, cả Tỉnh tiết kiệm hàng tỷ đồng. [a] Trong năm 2010, trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế, dự án ??? (dự án nào?) đã xây dựng được 315 công trình khí sinh học, tăng 15 công trình so với năm 2009, nâng tổng số công trình đã xây dựng từ năm 2003 đến nay là 2.899 công trình. Bảng 4.1 thống kê số lượng các công trình khí sinh học trên Bảng 4.1. Kết quả xây dựng và nghiệm thu công trình tạiSố lượng các công trình khí sinh học trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế. (Nguồn : Sở Nnông nghiệp và PTNT Thừa Thiên Huế, , Báo cáo tổng kết dự án năm 2010 ) STT Huyện Năm 2010 (công trình) Từ năm 2003 đến nay ( công trình) 1 Hương Trà 87 707 2 Hương Thủy 37 456 3 Phú Vang 40 443 4 Phong Điền 48 403 5 Quảng Điền 37 359 6 Tp Huế 20 286 7 A Lưới 18 121 8 Phú Lộc 26 99 9 Nam Đông 2 25 Cộng 315 2899 4.1.2. Hiện trạng các công trình được nghiên cứu Đề tài tập trung vào 06 công trình khí sinh học quy mô hộ gia đình có nguyên liệu sự dụng là chất thải chăn nuôi ở thành phố Huế và các huyện lân cận. Đặc điểm của từng công trình thể hiện ở bảng … Bảng 4.2.…. Hiện trạngĐặc điểm các công trình nghiên được nghiên cứu Công trình Địa điểm KíchKiểu công trình cỡ (m3) Kích cỡ (m3) heo đợt 1 Heo đợt 2 Heo đợt 3 heo đợt 4Số lượng lợn (con) Đợt 1 Đợt 2 Đợt 3 Đợt 4 1 Công trình 1 Nguyễn Thị Loan - ?? Hương Thủy 6,.5KT1 6,5 6 6   6  5 2 Công trình 2 Lê Hữu Định - ?? Hương Thủy KT14 4 8   20   5  5 3 Công trình 3 Bùi Thị Vang - ?? Phú Hiệp 7KT1 7 20   20 15  15 4 Công trình 4 Hoàng Mậu Tuấn-?? Hương Thủy ,6.2KT1 ,6.2 13   12 8  15 5 Công trình 5 Trương Văn Yên- ?? Xuân Phú 7KT1 7 10   12 10  6 6 Công trình 6 Nguyễn Nam - ?? Xuân Phú KT14 4 10  8 7  6 Các con số trên là số gì??? Đơn vị? - Công trình 1 : được xây dựng năm 2003, đến nay vẫn hoạt động tốt. và được xây dựng theo kiểu KT1 (KT1 là gì????). Thành phần chất thải đầu vào. Nguyên liệu của công trình này là chất thải chăn nuôi lợn gồm các chất thải từ hoạt động chăn nuôi heo (nước tiểu, phân, nước dội chuồng, thức ăn thừa. Khí ga sinh ra được sử dụng chủ yếu cho đun nấu thức ăn cho gia đình. Phần lớn nước và bã thải của công trình được thải đổ trong vườn, thỉnh thoảng sử dụng để tưới cây cảnh. phân heo,..). - Công trình 2 : được xây dựng năm 2007, đến nay vẫn hoạt động tốt và được xây dựng theo kiểu KT1. Nguyên liệu sử dụng của công trình này là Thành phần chất thải đầu vào gồm các chất thải từ hoạt động chăn nuôi heo lợn (nước tiểu, phân, nước dội chuồng, phân heo,..) và nước thải từ hoạt động làm đậu khuôn. Khí ga sinh ra dùng cho đun nấu thức ăn cho gia đình. Nước và bã thải của công trình được thải đổ trong vườn. - Công trình 3 : được xây dựng năm 2003 và có sửa chữa lại bể điều áp vào năm 2009. Công trình được xây dựng theo kiểu KT1. Thành phần chất thải đầu vào gồm các chất thải từ hoạt động chăn nuôi heo (nước tiểu, nước dội chuồng, phân heo,..).Chất thải chăn nuôi lợn là nguồn nguyên liệu chính của công trình này. Hộ gia đình này sử dụng khí ga sinh ra để đun nấu nước uống, thức ăn cho gia đình và lợn. Phần nước thải của công trình được tập trung vào hầm rút cách bể điều áp khoảng 200m, phần bã thải được hút định kỳ và thải đổ trong vườn. - Công trình 4 : được xây dựng năm 2004. Công trình được xây dựng theo kiểu KT1. Thành phần chất thải đầu vào gồm các, ngyên liệu sử dụng là chất thải từ hoạt động chăn nuôi heo lợn và gà. Khí sinh ra dùng để đun nấu nước uống và thức ăn cho gia đình. Tương tự công trình 4, phần nước thải của công trình này cũng được chuyển qua hầm rút cách bể điều áp khoảng 1m. Phần bã thải được hút định kỳ, bón cho cây cảnh và cây ăn quả trong vườn. (nước tiểu, nước dội chuồng, phân heo,..). Công trình 5 : được xây dựng năm 2009, nguyên liệu sử dụng là chất thải chăn nuôi lợn. Khí ga sinh ra dùng để đun nấu thức ăn cho gia đình. Nước và bã thải được thải đổ trong vườn. . Công trình được xây dựng theo kiểu KT1. Thành phần chất thải đầu vào gồm các chất thải từ hoạt động chăn nuôi heo (nước tiểu, nước dội chuồng, phân heo,..). Công trình 6 : được xây dựng năm 2009, nguyên liệu sử dụng là chất thải chăn nuôi lợn. Khí sinh ra dùng để đun nấu nước và thứ ăn cho gia đình. Nước thải dduwwocj thải đổ trong vườn. . Công trình được xây dựng theo kiểu KT1. Thành phần chất thải đầu vào gồm các chất thải từ hoạt động chăn nuôi heo (nước tiểu, nước dội chuồng, phân heo,..). Bảng 4.2. Các công trình và ký hiệu mẫu BẢNG NÀY PHẢI THUỘC CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU!!!!! Công trình Ký hiệu mẫu Tên gọi Công trình 1 V1 V : nước thải đầu vào TR1 R : nước thai đầu ra (phần tan đối với phân tích COD, NH4, phần tổng đối với các thông số còn lại. R1 Công trình 2 V3 TR3 R3 TR : Phần tổng của nước thải đầu ra Công trình 3 V4 TR4 R4 Công trình 4 V5 TR5 R5 Công trình 5 V6 TR6 R6 Công trình 6 V7 TR7 R7 4.2. ĐẶC ĐIỂM CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI VÀO-RA Ở CÁC CÔNG TRÌNH KHÍ SINH HỌC 4.2.1. Hàm lượng chất rắn (SS và VSS) 4.2.1.1. Hàm lượng SS Bảng …và bảng …trình bày diễn biến hàm lượng tổng chất rắn (SS) trong thời gian nghiên cứu. Nhìn chung, SS khá cao vàa dao động không nhiều. Hàm lượng SS trong ngyên liệu đầu vào từ …., đạt cao nhất tại công trình 1 (??mg/l) và thấp nhất tại công trình?? (??mg/l). Sau khi qua hầm bioas, hàm lượng này giảm, dao động trong khoảng….đạt cao nhất tại công trình 1 (??mg/l) và thấp nhất tại công trình?? (??mg/l). So sánh giữa các đợt cho thấy SS PHẢI CÓ CÂU DẪN DẮT CHO CÁC HÌNH VÀ BẢNG!!!!! ĐỌC CÁC KHÓA LUẬN TRƯỚC ĐỂ LÀM THEO! ĐƠN VỊ CỦA TRỤC TUNG Ở TẤT CẢ CÁC ĐỒ THỊ ĐỀU KHÔNG CÓ! Hình 4.1. Kết quả phân tích hàm lượng SS của các công trình qua 4 đợt Dựa vào biểu đồ ta thấy, hàm lượng SS đầu vào của các công trình tương đối lớn. Hàm lượng SS đầu vào của công trình 1,3, và 4 là là tương đối lớn so với các công trình khác; còn đối với hàm lượng SS đầu ra giữa ??? các công trình thì tương đối ngang nhau. Đối với các đợt thì ta thấy hàm lượng SS của đợt 1 và đợt 2 lớn hơn nhiều so với đợt 3 và đợt 4. Nguyên nhân của điều này có thể giải thích được là do thời điểm lấy mẫu đợt 1 và đợt 2 nhiệt độ của môi trường không khí thấp hơn so với đợt 3 và đợt 4 nên khả năng phân hủy chất hữu cơ của vi sinh vật đợt 3 và đợt 4 lớn hơn đợt 1 và đợt 2. 4.2.1.2. Hàm lượng VSS Hình 4.2. Kết quả phân tích hàm lượng VSS của các công trình qua 4 đợt Dựa vào biểu đồ ta thấy, hàm lượng VSS đầu vào của các công trình 1, 3, 4 là lớn hơn hẳn so với các công trình khác. Ngược lại ta lại thấy hàm lượng VSS đầu vào của công trình 3 rất thấp. Đối với hàm lượng VSS đầu ra công trình 6 là thấp hơn so với các công trình khác. Đối với các đợt thì ta thấy hàm lượng VSS của đợt 1 và đợt 2 cao hơn so với đợt 3 và đợt 4. Nguyên nhân cũng có thể giải thích do nhiệt độ 2 thời điểm đầu thấp hơn so với 2 đợt sau. 4.2.2. Hàm lượng chất hữu cơ (COD) Hình 4.3. Kết quả phân tích hàm lượng chất hữu cơ của các c) tương đối cao. Đặc biệt là đầu vào cao hơn rất nhiều so với đầu ra. Trong các đợt thì ông trình qua 4 đợt Dựa vào biểu đồ ta thấy, hàm lượng chất hữu cơ (COD) tương đối cao. Đặc biệt là đầu vào cao hơn rất nhiều so với đầu ra. Trong các đợt thì ta thấy đợt 2 của công trình 2 và công trình 3 và đợt 3 của công trình 6 có hàm lượng chất hữu cơ rất cao. Nguyên nhân có thể là do chế độ dinh dưỡng đối với vật nuôi thay đổi. Đối với các công trình thì ta thấy hàm lượng chất hữu cơ của các công trình đều cao. Tuy nhiên hàm lượng chất hữu cơ đầu ra của công trình 2 và 5 là thấp hơn. 4.2.3. Tổng nitơ Kjeldahl (TKN) Hình 4.4. Kết quả phân tích tổng nitơ Kjeldahl của các công trình trong 4 đợt Dựa vào biểu đồ ta thấy, tổng nitơ Kjeldald là rất cao. Trong các đợt thì đợt 3 và đợt 4 thì lượng tổng nitơ Kjeldahl cao hơn 2 đợt đầu. Nguyên nhân có thể là do nhiệt độ 2 đợt sau cao hơn 2 đợt đầu tạo điều kiện cho vi sinh vật phân hủy tốt hơn nên phát thải ra lượng khí CH4, NH3, N2, làm cho 2 đợt sau có lượng tổng nitơ Kjeldald cao hơn. Đối với các công trình thì công trình 4, 5 và 6 có lượng tổng nitơ Kjeldald cao hơn các công trình còn lại. 4.2.4. Tổng photpho Hình 4.5. Kết quả phân tích tổng photpho của các công trình qua 4 đợt Dựa vào biểu đồ ta thấy, hàm lượng photpho tổng cũng tương đối cao. Trong các đợt thì đợt 2 có hàm lượng photpho tổng cao nhất.Nguyên nhân có thể do trong đợt này số lượng heo của các công trình là cao nhất, cũng có thể là do chế độ dinh dưỡng của vật nuôi. Đối với các công trình thì ta thấy công trình 1 và công trình 2 có hàm lượng photpho tổng cao hơn các công trình khác. 4.2.5. Nitơ amoni (NH4-N) Hình 4.6. Kết quả phân tích nitơ amoni của các công trình qua 4 đợt Qua biểu đồ ta thấy, hàm lượng nitơ amoni là rất lớn. Trong các đợt thì đợt 3 và đợt 4 cao hơn hẳn so với 2 đợt đầu. Nguyên nhân có thể là do nhiệt độ 2 đợt sau cao hơn 2 đợt đầu tạo điều kiện cho vi sinh vật phân hủy tốt hơn nên phát thải ra lượng khí CH4, NH3, N2, làm cho 2 đợt sau có lượng nitơ amoni cao hơn. Đối với các công trình thì công trình 4 và công trình 5 có hàm lượng nitơ amoni cao hơn. Nguyên nhân có thể là do chế độ dinh dưỡng của các công trình này chứa nhiều nitơ hơn. 4.2.6. Vi sinh vật gây bệnh (Fecal coliforms) Hình 4.7. Kết quả phân tích vi sinh vật gây bệnh ở các công trình Dựa vào biểu đồ cho ta thấy số lượng vi sinh vật gây bệnh ở các công trình là rất lớn. Tuy nhiên chỉ có công trình 6 là số lượng vi sinh vật gây bệnh là lớn hơn hẳn, vượt trội so với các công trình khác. 4.3. ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ CỦA CÁC CÔNG TRÌNH KHÍ SINH HỌC 4.3.1. Đánh giá hiệu quả 4.3.1.1. Hiệu quả xử lý COD Bảng 4.3. Hiệu quả xử lý COD của các công trình qua 4 đợt Hiệu quả xử lý (%) Công trình Đợt 1 Đợt 2 Đợt 3 Đợt 4 Phần tổng Phần tan Phần tổng Phần tan Phần tổng Phần tan Phần tổng Phần tan Công trình 1 51.68 77.10 53.05 77.38 53.05 77.38 62.86 79.64 Công trình 2 51.68 63.33 91.74 94.91 60.00 60.00 78.01 82.65 Công trình 3 55.26 76.30 69.24 82.47 61.66 67.49 80.18 89.12 Công trình 4 29.40 52.92 64.61 93.66 44.60 67.67 70.25 72.53 Công trình 5 82.60 88.68 79.04 88.55 82.09 83.14 68.56 71.42 Công trình 6 72.24 76.32 73.85 93.46 80.18 84.58 56.84 63.65 Dựa vào bảng 4.3, có thể thấy được hiệu quả xử lý COD phần tổng của các công trình dao động từ 29,4% đến 91,74%. Đối với phần tan, hiệu quả xử lý của các công trình dao động trong khoảng 60,00% đến 94,91% . Nhìn chung hiệu quả xử lý phần tan là tương đối tốt. Về các công trình thì ta thấy công trình 5 có hiệu quả xử lý cao và đều qua các đợt. Tiếp theo là các công trình 6, 2, 3, 1 và 4. Hiệu quả xử lý của các công trình này có thể là do phụ thuộc vào số lượng heo và thể tích của công trình. Tóm lại, đa số các công trình, hiệu quả xử lý tính được trên 50%. Kết quả này cho thấy hiệu quả xử lý của các công trình khá cao. 4.3.1.2. Hiệu quả xử lý SS và VSS Bảng 4,.4. Hiệu quả xử lý SS và VSS của các công trình qua 4 đợt hiệu quả xử lý (%) Công trình Đợt 1 đợt 2 đợt 3 đợt 4 SS VSS SS VSS SS VSS SS VSS Công trình 1 81.09 86.18 81.64 83.46 79.81 83.38 82.77 85.89 Công trình 2 47.65 40.06 46.51 72.31 71.5 57.89 57.37 82.04 Công trình 3 80.91 80.08 79.49 84.44 64.31 67.13 70.19 59.33 Công trình 4 74.88 68.62 79.24 82.25 73.97 88.78 75.41 79.24 Công trình 5 83.35 73.43 80.27 75.91 85.53 77.79 77.68 85.99 Công trình 6 53.71 53.43 68.01 64.57 24.11 67.21 75.49 62.92 Nhìn chung hiệu quả xử lý SS và VSS của các công trình khá cao. Đặc biệt, đối với hiệu quả xử lý VSS ở công trình 1 lên tới 86.18%. Riêng công trình 2 và công trình 6 là có hiệu quả xử lý tương đối không ổn định. Hiệu quả xử lý có lục giảm xuống còn 24,11%. 4.3.1.3. Hiệu quả xử lý tổng photpho Bảng 4.5. Hiệu quả xử lý tổng photpho của các công trình qua 4 đợt Công trình Hiệu quả xử lý Đợt 1 Đợt 2 Đợt 3 Đợt 4 Công trình 1 80.54 89.39 80.56 44.04 Công trình 2 56.6 75.28 83.64 85.21 Công trình 3 65.37 80.97 65.37 88.69 Công trình 4 79.89 92.44 42.05 91.44 Công trình 5 23.92 86.88 61.19 86.49 Công trình 6 23.32 79.99 60.91 76.28 Hiệu quả xử lý tổng photpho của các công trình thay đổi không theo chu kỳ. Ở đợt 1, hiệu quả xử lý tại hai công trình số 5 và 6 rất thấp, lần lượt chỉ là 23.92% và 23.32%. Tuy nhiên khi sang các đợt tiếp theo, hiệu quả xử lý lại tăng lên rất cao, tăng lên hơn 3 lần so với đợt 1. Ngược lại với hai công trình 5 và 6 thì công trình số 1 lại có hiệu quả xử lý 3 đợt đầu rất cao nhưng đến đợt 4 thì hiệu quả xử lý giảm xuống còn 44,04%. 4.3.1.4. Hiệu quả xử lý tổng nitơ kejdald. Bảng 4.6. Hiệu quả xử lý TNK của các công trình qua 4 đợt Hiệu quả xử lý (%) Đợt 1 Đợt 2 Đợt 3 Đợt 4 Công trình 1 60.62 42.63 30.47 32.02 Công trình 2 52.99 43.93 18.94 31.79 Công trình 3 11.69 9.06 12.74 10.51 Công trình 4 31.60 55.14 36.25 37.58 Công trình 5 55.81 55.93 50.42 39.52 Công trình 6 65.55 56.97 29.17 38.48 Nhìn vào bảng 4.6 có thể thấy rằng hiệu quả xử lý tổng nitơ kejdald của các công trình không cao bằng hiệu quả xử lý các thông số khác. Chỉ có công trình số 1 và công trình số 6 vào đợt 1 là có hiệu suất sử lý cao hơn hẳn. Cá biệt là công trình số 3 với hiệu quả xử lý rất thấp. Qua 4 đợt phân tích, hiệu quả xử lý lần lượt là 11.69%, 9.06%, 12.74% và 10.51%. 4.3.2. Đánh giá chất lượng nước thải đầu ra 4.3.2.1. Hàm lượng chất hữu cơ (COD) Hình 4.8. Biểu đồ thể hiện kết quả đầu ra hàm lượng chất hữu cơ các công trình Dựa vào biểu đồ ta thấy hàm lượng chất hữu cơ đầu ra của các công trình vượt quá tiêu chuẩn về nước thải chăn nuôi (TCN 678-2006) rất nhiều lần. Tiêu chuẩn về nước thải chăn nuôi đối với hàm lượng chất hữu cơ là 400 mg/l. Theo kết quả phân tích được thì hàm lượng chất hữu cơ của các công trình trên vượt từ 13 đến 119 lần. 4.3.2.2. Tổng chất rắn lơ lững (SS) Hình 4.9. Biểu đồ thể hiện kết quả tổng chất rắn lơ lững đầu ra của các công trình Qua biểu đồ ta thấy, hàm lượng SS đầu ra của các công trình rất thấp so với tiêu chuẩn về nước thải chăn nuôi (TCN 678-2006) đối với thông số SS. Theo tiêu chuẩn thì hàm lượng SS cho phép là 500 mg/l. Tuy nhiên hàm lượng SS đầu ra của các công trình cao nhất chỉ có 60,8 mg/l. Chứng tỏ hiệu quả xử lý SS của các công trình là rất tốt. 4.3.2.3. Nitơ amoni (NH4+) Hình 4.10. Biểu đồ thể hiện kết quả nitơ amoni đầu ra của các công trình Qua biểu đồ ta thấy hàm lượng amoni vượt rất xa so với tiêu chuẩn về nước thải chăn nuôi (TCN 678-2006) đối với thông số nitơ amoni. Theo tiêu chuẩn thì hàm lượng nitơ amoni cho phép là 5 mg/l. Như vậy, hàm lượng nitơ amoni của các công trình vượt quá từ 21 lần đến 119 lần so với tiêu chuẩn.