Biogas hiện đang được nhiều người dân sử dụng trong các mô hình chăn nuôi. Nhưng ít ai biết rằng, giữa biogas và hố xí tự hoại từng có “mối lương duyên”. Vậy, biogas có liên quan như thế nào đến hố xí tự hoại, “mối lương duyên” đó là gì ? Hệ lụy của mối lương duyên này ra sao và đâu là giải pháp?
Hệ lụy của “mối lương duyên” giữa biogas và hố xí tự hoại
Năm 1884, Pasteur - nhà vi sinh học và hoá học người Pháp là người đầu tiên tiến hành thí nghiệm và đề xuất sử dụng phân gia súc từ các trại chăn nuôi ở Paris để sản xuất khí sinh học làm chất đốt và chiếu sáng. Mục đích để xử lý vệ sinh môi trường chăn nuôi và lấy khí gas làm chất đốt. Năm 1897, nhà máy sản xuất biogas đầu tiên mới xuất hiện ở Bombay, Ấn độ; đến thập kỷ 60 của thế kỷ XX, biogas mới vào Việt Nam.
Đối chiếu thiết kế, cấu tạo của các bể biogas quy mô nhỏ và vừa với bể phốt thấy chúng có cấu tạo tương tự giống nhau. Phải chăng, Pasteur và các nhà sáng chế các mẫu hầm biogas lúc đó và cả về sau này, đều chịu ảnh hưởng từ nguyên lý hoạt động và vai trò xử lý chất thải, làm sạch môi trường của hố xí tự hoại ?!
Cấu trúc và cơ chế hoạt động của hầm biogas quy mô nhỏ và vừa có đáy cửa xả đặt trong vùng lắng giống với cấu trúc và cơ chế hoạt động của hố xí tự hoại chia bể phân hủy thành hai vùng miền động và miền tĩnh.
Theo ông Nguyễn Hồng Sơn, Giám đốc Trung tâm Vị Nông, nghiên cứu gần 50 mẫu bể sinh khí (BSK) biogas đối chứng quy mô nhỏ và vừa, được phổ biến, được biết tại Việt Nam và thế giới, thấy hầu hết mẫu BSK biogas đều có cửa xả đặt ở 1/2 chiều cao của bể phân hủy giống như hố xí tự hoại. Câu hỏi đặt ra: Tại sao đặt cửa xả ở 1/2 chiều cao bể phân hủy, giống nhau như vậy?
“Đây là vấn đề khó trả lời. Vì trên 100 năm nay, các nhà thiết kế biogas ngày xưa và đương đại vẫn gần như mặc định, đặt đáy cửa nạp và cửa xả ở 1/2 chiều cao bể phân hủy mà không ai có ý kiến phản biện gì?”, Giám đốc Nguyễn Hồng Sơn nói.
Tuy nhiên, Giám đốc Nguyễn Hồng Sơn cũng cho biết thêm, hầm biogas và hố xí tự hoại cũng có sự khác nhau: Đó là nắp bể phốt thì hở, nắp bể biogas phải kín tuyệt đối để chứa khí gas; biogas có bể điều áp, bể phốt thì không; chế độ pha loãng của hố xí tự hoại là từ 1:5 đến 1:6 trở lên, còn biogas tỷ lệ pha loãng chỉ là 1:1 hoặc 1:2 nên sự phân tầng, không hoàn toàn rõ rệt như trong hố xí tự hoại.
Nếu thiết kế cửa xả ở 1/2 chiều cao, các mẫu hầm khí sinh học (KSH) hiện có sẽ chia bể phân hủy làm 2 phần: Phần động phía trên và phần tĩnh phía dưới. Hố xí tự hoại có nắp hở, áp suất (P) trong bể phân hủy bằng P môi trường nên không có hiện tượng đẩy tầng váng ra ngoài. Hầm biogas, nắp buộc phải kín khí hoàn toàn, nên khi lượng khí gas tăng, áp suất (P) đạt Max, theo nguyên tắc bình thông nhau, BSK sẽ tự động đẩy phân bán hoai và phân tươi xú uế ra ngoài, với nhiều hệ lụy không mong muốn khác. Do cửa xả đặt 1/2 chiều cao bể phân hủy nên thể tích hữu ích bể phân hủy các loại hầm biogas chỉ đạt 50%.
Như vậy, nếu cửa xả hầm biogas đặt ở 1/2 chiều cao bể phân hủy, khi áp suất (P) lên cao sẽ đẩy bã thải mới nạp, khí COD (nhu cầu ôxy hóa học) và BOD (nhu cầu ôxy sinh hoá) chưa giảm ra ngoài. Đây là cơ sở khoa học không chối cãi, cho câu trả lời: Vì sao các hầm biogas còn gây thối !?
Những sáng chế đương đại về biogas quy mô nhỏ và vừa, không hiểu sao người ta vẫn để đáy cửa xả cao ngay tầng phân bán hoai và tầng váng như KT 3.1, RDAC, Nguyễn Độ... Không một phản biện nào được đưa ra, khi thực tế các loại hầm đó, cửa xả đặt ngay tầng váng và phân bán hoai, khi P. Max, đẩy toàn bộ váng và phân bán hoai lên bể điều áp, gây thối và ô nhiếm môi trường thứ cấp rất nghiêm trọng.
Một thực tế hiển nhiên, “mối lương duyên” giữa biogas và hố xí tự hoại đã tạo cho biogas nhiều nhược điểm và hệ lụy khó đỡ. Báo cáo Dự án Nghiên cứu đánh giá biogas ở Việt Nam do Viện nghiên cứu Môi trường và Phát triển bền vững (IESD) - Đại học Twente University (The Hague) thực hiện (Đơn vị tài trợ: ETC Energy, The Netherlands, February 2011) nêu ý kiến người dân: “Trong nhiều trường hợp rửa chuồng trại, khi có nhiều gas trong hầm, phân bị dềnh lên ở cửa vào và không thể đưa xuống bể phân hủy”; và đưa ra câu hỏi: Cách giải quyết vấn đề này như thế nào ?...
Giải pháp mới cho phát triển KSH
Từ mấy năm trước, thiết bị Biogas đa năng Vị Nông đã được giới thiệu, có thể nạp được đa nguyên liệu như phế phụ phẩm nông nghiệp, chất thải chăn nuôi, sinh khối và rác sinh hoạt hữu cơ để sản xuất chất đốt ngay tại hộ gia đình.
Biogas Vị Nông hoạt động theo nguyên lý hoàn lưu có cấu tạo hoàn toàn khác biệt với các loại biogas hiện có, toàn bộ bể phân hủy là phần động, có cửa nạp đa năng, có cửa xả đặt sát đáy ngay vùng tích lũy cặn…
Cấu tạo khác biệt giữa biogas Vị Nông và các loại biogas khác, lấy biogas KT làm đại diện.
Biogas Vị Nông có 5 đặc trưng kỹ thuật khác biệt với các loại biogas quy mô nhỏ và vừa hiện có. Đó là: Hoạt động theo nguyên lý hoàn lưu; Có thiết kế cửa nạp đa năng có thể nạp được đa dạng các loại nguyên liệu; Có cơ chế lấy bã thải từ đáy, chống lắng cặn tích lũy; Cho phép chủ động quản trị thời gian lưu/xả vật chất phân hủy thực tế theo ý muốn; Công năng hoạt động, tính hiệu quả/giá trị sử dụng của bể KSH Vị Nông ổn định, không bị suy giảm theo năm tháng sử dụng.
Những đặc trưng kỹ thuật khác biệt căn bản này, mang lại cho biogas Vị Nông những sự khác biệt về cấu trúc, chi tiết công nghệ và có 9 ưu điểm vượt trội. Đó là: Áp suất khí gas cao, có thể đạt trên 15 – 25 Kpa; Tiết kiệm diện tích đất so với các mẫu BSH khác; Kết hợp hố xí tự hoại hợp vệ sinh, phân không bị dội ngược; Dùng được nhiều loại nguyên liệu đầu vào; Công nghệ phá váng hiệu quả, làm ẩm bề mặt; Hoạt động liên hoàn, vận hành, bảo dưỡng dễ dàng, giản tiện; Công năng hoạt động cao; Bã thải đảm bảo vệ sinh môi trường tốt hơn; Dễ xây dựng với các nguyên, vật liệu tại chỗ... Rõ ràng, với các ưu điểm trên, Biogas Vị Nông đã khắc phục tốt các nhược điểm và hệ lụy của các loại hầm biogas hiện có, trả lời cho câu hỏi: Cách giải quyết vấn đề này như thế nào?
Biogas Vị Nông quy mô nhỏ và vừa hoạt động theo nguyên lý hoàn lưu, đi vào cuộc sống 5 năm nay, đã chứng tỏ được ưu điểm vượt trội. Công nghệ biogas Vị Nông có thể vừa kết hợp hố xí tự hoại hợp vệ sinh (giảm chi phí cho nông dân), vừa tận dụng triệt để các phế phụ phẩm của chuỗi các sinh kế trước, làm nguyên liệu đầu vào cho chuỗi sản xuất sau, nhằm tự sản xuất chất đốt sạch; vừa giải quyết được vấn đề môi sinh, môi trường; vừa lấy được bã thải làm phân bón hoặc nuôi giun quế làm thức ăn giàu đạm cho chăn nuôi, giải quyết việc làm, tăng thu nhập và cải thiện chất lượng cuộc sống cho nông dân, góp phần xây dựng nông thôn mới giàu đẹp. Đây là một tín hiệu mới cho sự phát triển khí sinh học và nghề vườn Việt Nam.