Header Page of 126 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ BÍCH NGỌC ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG KHAI THÁC NGUỒN NĂNG LƢỢNG KHÍ SINH HỌC TỪ CÁC HOẠT ĐỘNG CHĂN NUÔI TẠI HUYỆN THANH LIÊM, TỈNH HÀ NAM LUẬN VĂN THẠC SỸ HÀ NỘI - 2017 Footer Page of 126 Header Page of 126 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ BÍCH NGỌC ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG KHAI THÁC NGUỒN NĂNG LƢỢNG KHÍ SINH HỌC TỪ CÁC HOẠT ĐỘNG CHĂN NUÔI TẠI HUYỆN THANH LIÊM, TỈNH HÀ NAM LUẬN VĂN THẠC SỸ Chuyên ngành: Khoa học môi trƣờng Mã số : 60440301 NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS HOÀNG ANH HUY PGS.TS TRẦN VĂN QUY HÀ NỘI - 2017 Footer Page of 126 Header Page of 126 LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập thực đề tài này, nhận giúp đỡ nhiệt tình quý báu tập thể cá nhân Trước hết xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Hoàng Anh Huy PGS.TS Trần Văn Quy, người trực tiếp hướng dẫn, tận tình bảo cho hoàn thành đề tài nghiên cứu Tôi xin chân thành cám ơn tới tất thầy cô giáo Trường Đại học Khoa học tự nhiên đặc biệt giảng viên khoa Môi trường, khoa Đào tạo sau đại học trường dạy bảo, giúp đỡ trình học tập, nghiên cứu Tôi xin chân thành cám ơn giúp đỡ tạo điều kiện đồng chí lãnh đạo chuyên viên phòng Nông nghiệp phát triển nông thôn huyện Thanh Liêm; phòng Thống kê huyện Thanh Liêm; phòng Tài nguyên Môi trường huyện Thanh Liêm hộ trang trại chăn nuôi gia súc địa bàn huyện Thanh Liêm tạo điều kiện thuận lợi cho tiếp cận thu thập thông tin cần thiết trình thực đề tài Xin chân thành cảm ơn gia đình, đồng nghiệp bạn bè giúp đỡ, động viên trình học tập, nghiên cứu Hà Nam, ngày tháng 02 năm 2017 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Thị Bích Ngọc Footer Page 32of 126 Header Page of 126 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn hoàn toàn trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học vị Mọi giúp cho việc hoàn thành luận văn cám ơn Các thông tin, tài liệu trình bày luận văn ghi rõ nguồn gốc TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Thị Bích Ngọc Footer Page 43of 126 Header Page of 126 MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chất thải chăn nuôi 1.1.1 Nguồn phát sinh, đặc tính 1.1.2 Ảnh hưởng chất thải chăn nuôi tới môi trường sức khỏe 1.1.3 Các phương pháp xử lý tận dụng chất thải chăn nuôi 1.2 Tổng quan khí sinh học 14 1.2.1 Cơ sở lý thuyết trình lên men tạo khí sinh học 14 1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng trình lên men tạo KSH 15 1.2.3 Thiết bị khí sinh học 18 1.2.4 Tiềm Biogas giới Việt Nam 22 1.3 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu 23 1.3.1 Điều kiện tự nhiên 23 1.3.2 Thực trạng môi trường tự nhiên địa bàn huyện Thanh Liêm 26 1.3.3 Điều kiện kinh tế - xã hội 27 CHƢƠNG MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 2.1 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu đề tài 30 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 30 2.2.1 Phương pháp điều tra thu thập tài liệu, số liệu thứ cấp 30 2.2.2 Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp 30 2.2.3 Phương pháp lấy mẫu phân tích 31 2.2.4 Phương pháp so sánh, đánh giá 33 2.2.5 Phương pháp tổng hợp số liệu 33 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34 3.1 Hiện trạng ngành chăn nuôi gia súc huyện Thanh Liêm - tỉnh Hà Nam 34 3.1.1 Số lượng trang trại chăn nuôi địa bàn huyện 34 3.1.2 Hiện trạng chăn nuôi gia súc địa bàn 35 3.1.3 Về quy mô chăn nuôi lợn trang trại: 36 3.1.4 Các kiểu hệ thống chăn nuôi lợn trang trại 37 3.1.5 Cơ cấu đất đai trang trại 37 3.1.6 Phương thức chăn nuôi khu vực huyện Thanh Liêm 38 3.1.7 Sử dụng thức ăn, nước cho lợn trang trại 39 3.2 Nguồn thải phát sinh; thực trạng xử lý áp dụng mô hình biogas chất thải chăn nuôi địa bàn nghiên cứu 40 3.3 Hiện trạng sử dụng biogas trang trại địa bàn 41 3.4 Đánh giá thực trạng công tác bảo vệ môi trƣờng hoạt động chăn nuôi trang trại địa bàn huyện 42 3.4.1 Nhận thức người chăn nuôi với công tác vệ sinh môi trường 42 3.4.2 Nhận thức người chăn nuôi với sức khỏe người 43 3.4.3 Thực trạng chất lượng môi trường 43 3.5 Đánh giá lợi ích việc thu hồi sử dụng nguồn khí sinh học khía cạnh lƣợng, môi trƣờng, kinh tế xã hội 45 3.5.1 Tiềm năng lượng việc thu hồi sử dụng khí sinh học 45 Footer Page 54of 126 Header Page of 126 3.5.2 Lợi ích môi trường 46 3.5.3 Lợi ích lượng 47 3.5.4 Lợi ích kinh tế 48 3.5.5 Lợi ích nông nghiệp 50 3.6 Đề xuất số giải pháp khai thác sử dụng hiệu lƣợng khí sinh học 52 3.6.1 Giải pháp quản lý 52 3.6.2 Giải pháp kỹ thuật 53 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 55 Kết luận 55 Khuyến nghị 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 PHỤ LỤC Footer Page 65of 126 Header Page of 126 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Lượng phân trung bình gia súc ngày đêm Bảng 1.2 Thành phần hóa học loại phân gia súc, gia cầm Bảng 1.3 Thành phần nước thải số trại lợn khu vực phía bắc Bảng 1.4 Tác hại amoniac lên người, gia súc, gia cầm Bảng 1.5 Một số chất men bổ sung 10 Bảng 1.6 Thời gian lưu loại nguyên liệu (ở 270C) 16 Bảng 1.7 Tỷ lệ cácbon nitơ số chất 17 Bảng 1.8 Điều kiện tối ưu cho trình lên men tạo khí sinh học 18 Bảng 1.9: Tiềm biogas Việt Nam 22 Bảng 2.1: Phương pháp bảo quản mẫu trước đem phân tích 32 Bảng 2.2: Từng tiêu phương pháp phân tích 32 Bảng 3.1: Số trang trại năm 2015 địa bàn huyện Thanh Liêm 34 Bảng 3.2 Số lượng gia súc huyện Thanh Liêm từ năm 2010-2015 35 Bảng 3.3 Sản lượng thịt trâu, bò, lợn xuất chuồng huyện qua năm 36 Bảng 3.4: Mô hình chăn nuôi lợn áp dụng số trang trại 37 Bảng 3.5: Diện tích đất sử dụng trang trại 37 Bảng 3.6: Phương thức chăn nuôi lợn áp dụng số trang trại 39 Bảng 3.7: Loại thức ăn sử dụng số trang trại 40 Bảng 3.8 : Lượng chất thải chăn nuôi từ hệ thống 40 Bảng 3.9: Tỷ lệ chất thải xử lý trang trại chăn nuôi 41 Bảng 3.10: Nhận thức người dân việc xử lý chất thải chăn nuôi lợn 42 Bảng 3.11 Chất lượng nước thải sau hệ thống xử lý vị trí 44 Bảng 3.12 Kết khảo sát hàm lượng khí độc chuồng nuôi trang trại lợn địa bàn 45 Bảng 3.13 Tiềm khí biogas sử dụng hầm biogas 46 Bảng 3.14 Quy đổi khí sinh học dạng lượng khác 47 Bảng 3.15 Lựa chọn công suất máy phát điện theo quy mô chăn nuôi thể tích bể biogas Footer Page 76of 126 50 Header Page of 126 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Xây bể KSH composite túi khí dự trữ Hình 1.2 Chăn nuôi đệm lót sinh học 11 Hình 1.3 Xử lý chất thải ủ phân hữu 12 Hình 1.4.Quá trình lên men tạo Khí sinh học 14 Hình 1.5 Cấu tạo hầm khí sinh học 19 Hình 1.6: Thiết bị có nắp chứa khí 20 Hình 1.7 Thiết bị nắp cố định 20 Hình 1.8 Thiết bị túi chất dẻo 21 Hình 1.9: Thiết bị khí sinh học nắp cổ định kiểu KT.l 21 Hình 1.10: Thiết bị khí sinh học nắp cổ định kiểu KT.2 22 Hình 1.11: Vị trí địa lý huyện Thanh Liêm 24 Hình 3.1 Tình hình phát triển số lượng trang trại huyện Thanh Liêm 35 Hình 3.2 Khoảng cách từ gia đình tới khu trang trại chăn nuôi lợn 43 Hình 3.3 Bếp gas sinh học hộ bà Hương - xã Liêm Thuận 48 Hình 3.4 Mô hình lắp đặt máy phát điện hộ gia đình 49 Hình 3.5 Sơ đồ tổng quát quy trình sản xuất phân hữu vi sinh 51 Footer Page 87of 126 Header Page of 126 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BOD Nhu cầu ôxy sinh hóa (Biochemical Oxygen Demand) COD Nhu cầu ôxy hóa học (Chemical Oxygen Demand) DO Nồng độ ôxy hòa tan (Dissolved Oxygen) KSH Khí sinh học QCVN SS Quy chuẩn Việt Nam Chất rắn lơ lửng (Suspended Solid) Tổng N Tổng ni-tơ (Total Nitrogen) Tổng P Tổng phốt-pho (Total Phosphogen) VSV Footer Page 98of 126 Vi sinh vật Header Page 10 of 126 MỞ ĐẦU Năng lượng sinh học nguồn lượng Việc khai thác sử dụng nguồn lượng nhằm góp phần bảo vệ môi trường trái đất đặc biệt bổ sung, thay dần cho nguồn lượng hóa thạch dần cạn kiệt xu tất yếu, nhiệm vụ khoa học công nghệ ưu tiên mang tính chiến lược lâu dài tất quốc gia giới, có Việt Nam Với lợi nước ta nước nông nghiệp (Hơn 70% dân số sống vùng nông thôn), đời sống người dân phụ thuộc vào nghề trồng trọt chăn nuôi Nguồn phát thải phát sinh từ trồng trọt chăn nuôi nguồn nguyên liệu để sản sinh khí sinh học (biogas) Việc khai thác sử dụng công nghệ Biogas - nguồn lượng sạch, đóng góp phần quan trọng đảm bảo an ninh lượng bảo vệ môi trường Đặc biệt, vùng nông thôn, miền núi chúng ta, việc nghiên cứu phát triển công nghệ Biogas việc làm thiết thực góp phần cải thiện môi trường sống, thay đổi tập tục sinh hoạt cải thiện đời sống người nông dân, góp phần giải triệt để tình trạng ô nhiễm môi trường nông thôn, hạn chế dịch bệnh bảo vệ cho nguồn nước Năng lượng Biogas sử dụng phát điện quy mô gia đình, bảo đảm cung cấp phần điện năng, góp phần đáng kể cho phát triển ổn định, bền vững hệ thống điện nước ta Biogas (khí sinh học) loại khí sinh chất thải động vật chất hữu (phụ phẩm nông nghiệp) bị lên men điều kiện kỵ khí Vi sinh vật phân huỷ chất tổng hợp khí sinh Biogas hỗn hợp bao gồm CH4, CO2, N2 H2S Thành phần chủ yếu CH4 chiếm 60-70% CO2: 30-40%, khí đốt cháy Chất khí thoát bao gồm 2/3 khí metan, 1/3 khí CO2 lượng khoảng 4500-6000 calo/m3 1m3 khí với mức 6000 calo tương đương với lít cồn, 0,8 lít xăng, 0,6 lít dầu thô, 1,4 kg than hoa hay 2,2 kWh điện Có thể hy vọng Biogas nguồn lượng tương lai nhằm giải chất đốt sinh hoạt, bảo vệ môi trường giải vấn đề ô nhiễm môi trường bao gồm việc nâng cao sức khoẻ cho cộng đồng dân cư phục vụ trực tiếp cho sản xuất nông nghiệp, sử dụng cho mục đích khác như: Lò sấy, đèn thắp sáng, máy sấy chuồng gia súc, dùng cho hệ thống đun Footer Page 10 of 126 Header Page 26 of 126 dựa đặc điểm thời tiết khu vực loại nguyên liệu nạp địa phương Ở vùng có nhiệt độ trung bình cao chọn thời gian lưu ngắn ngược lại e Hàm lượng chất khô Hàm lượng chất khô tỷ lệ khối lượng chất khô tổng khối lượng nguyên liệu, hệ số thường biểu thị phần trăm Quá trình phân huỷ sinh mêtan xảy thuận lợi môi trường có hàm lượng chất khô tối ưu vào khoảng - 9% Đối với bèo tây hàm lượng - 5%, rơm rạ - 8% Nguyên liệu ban đầu thường có hàm lượng chất khô cao giá trị tối ưu nên nạp vào thiết bị KSH cần phải pha thêm nước Tỷ lệ pha loãng thích hợp - lít nước cho kg phân tươi f Tỷ lệ cácbon nitơ nguyên liệu (C/N) Các chất hữu cấu tạo nhiều nguyên tố hoá học chủ yếu cacbon (C), hydrô (H), nitơ (N), phôtpho (P) lưu huỳnh (S) Tỷ lệ trọng lượng cacbon nitơ (C/N) có thành phần nguyên liệu tiêu để đánh giá khả phân huỷ Vi khuẩn kỵ khí tiêu thụ cacbon nhiều nitơ khoảng 30 lần Vì tỷ lệ C/N nguyên liệu 30/1 tối ưu Tỷ lệ cao trình phân huỷ xảy chậm Ngược lại tỷ lệ thấp trình phân huỷ ngừng trệ tích luỹ nhiều amôniắc độc tố vi khuẩn nồng độ cao Nói chung phân trâu, bò có tỷ lệ C/N thích hợp Phân người gia cầm có tỷ lệ C/N thấp Các nguyên liệu thực vật tỷ lệ lại cao, nguyên liệu già tỷ lệ cao Để đảm bảo tỷ lệ C/N thích hợp loại nguyên liệu ta nên dùng hỗn hợp nhiều nguyên liệu Bảng 1.7 Tỷ lệ cácbon nitơ số chất [1, tr 98] Chất thải Tỷ lệ (C/N) Phân bò 24 - 25 Bèo tây tươi 12 - 25 Phân trâu 24 - 25 Rơm, rạ khô 48 - 117 Phân lợn 12 - 13 Phân gia cầm - 15 Footer Page 26 of 126 Thực vật 17 Tỷ lệ (C/N) Header Page 27 of 126 Phân người 2,9 - 10 g Các độc tố Hoạt động vi khuẩn chịu ảnh hưởng số độc tố Trong thực tế loại thuốc hoá học thuốc trừ sâu, diệt cỏ, thuốc sát trùng, chất kháng sinh, nước xà phòng, thuốc nhuộm, dầu nhờn Không phép đổ vào thiết bị KSH Tóm tắt điều kiện tối ưu cho trình sản xuất khí sinh học cho bảng Bảng 1.8 Điều kiện tối ưu cho trình lên men tạo khí sinh học TT Yếu tố ảnh hƣởng Giá trị tối ƣu Nhiệt độ ( C) 30 - 40 pH 6,8 - 7,5 Thời gian lưu (ngày) - Phân động vật - Thực vật 100 Hàm lượng chất khô (%) - Phân động vật - Thực vật 30 - 50 7-9 4-8 Tỷ lệ C/N 30/1 1.2.3 Thiết bị khí sinh học a Nguyên lý hoạt động thiết bị khí sinh học Nguyên liệu (phân gia súc, phân người, gia cầm, ) đưa vào bể nạp liệu trộn khuấy với nước theo ống nạp vào bể phân hủy Quá trình phân hủy kỵ khí xảy bể phân hủy Khí sinh học tạo đẩy lên phía mặt thoáng hỗn hợp nguyên liệu - nước bể phân hủy Phần bã thải theo ống dẫn vào bể chứa nước thải Có hai phương thức hoạt động chủ yếu là: Hoạt động theo mẻ hoạt động liên tục * Hoạt động theo mẻ (không liên tục): Toàn nguyên liệu nạp đầy vào thiết bị lần Mẻ nguyên phân huỷ dần cho khí sử dụng Sau thời gian đủ để Footer Page 27 of 126 18 Header Page 28 of 126 toàn nguyên liệu lấy thay vào mẻ nguyên liệu Đối với thiết bị hoạt động mẻ không cần lối vào lối * Hoạt động liên tục: Nguyên liệu nạp đầy lúc đưa thiết bị vào làm việc Sau thời gian ngắn, nguyên liệu bổ sung thường xuyên vào thiết bị qua lối vào Một phần nguyên liệu phân huỷ lấy theo lối để nhường chỗ cho nguyên liệu bổ sung b Các phận thiết bị KSH Hình 1.5 Cấu tạo hầm khí sinh học Bể phân huỷ: nơi chứa nguyên liệu đảm bảo điều kiện thuận lợi cho trình phân huỷ kị khí xảy Bộ tích khí: Khí sinh từ phận phân huỷ thu chứa Yêu cầu phận chứa kín tuyệt đối Đầu vào: Là nơi để nạp nguyên liệu bổ sung vào bể phân huỷ Đầu ra: Nguyên liệu sau phân huỷ lấy qua để nhường chỗ cho nguyên liệu bổ sung vào Đầu lấy khí: Khí đưa vào sử dụng qua lối Bể điều áp (riêng với thiết bị nắp cố định) c Phân loại thiết bị KSH Footer Page 28 of 126 19 Header Page 29 of 126 Căn theo cách thu tích khí, thiết bị KSH chia thành loại chính: - Thiết bị có nắp chứa khí nổi: có tích khí nắp úp vào phía bể phân huỷ lên chìm xuống tuỳ theo lượng khí tích Hình 1.6: Thiết bị có nắp chứa khí - Thiết bị có phận tích khí kết hợp với bể phân huỷ + Thiết bị nắp cố định: Có tích khí phần gắn liền với phần phân huỷ tạo thành bể phân huỷ Ngoài bể phân huỷ, thiết bị có bể điều áp nối với đầu bể phân huỷ Hình 1.7 Thiết bị nắp cố định + Thiết bị túi chất dẻo: Một biến thể thiết bị nắp cố định, chế tạo túi chất dẻo Footer Page 29 of 126 20 Header Page 30 of 126 Hình 1.8 Thiết bị túi chất dẻo - Thiết bị có phận tích khí tách riêng: Bộ tích khí tách riêng với bể phân huỷ Hiện công nghệ Biogas theo hai mô hình KT1 KT2 phổ biến bên cạnh số đơn vị có cải tiến mô hình Viện Khoa học lượng, v.v nhằm nâng cao hiệu việc sử dụng lượng biogas Dự án áp dụng công nghệ khí sinh học nắp cố định vòm cầu kiểu KT1 KT2 tích phân giải từ 4,2 m3 đến 48,8m3 KT1 KT2 hai thiết kế mẫu xây dựng theo tiêu chuẩn ngành 10TCN 492:499-2003 10TCN 97:102-2006 Bộ Nông nghiệp PTNT ban hành Hình 1.9 Thiết bị khí sinh học nắp cổ định kiểu KT.l Kiểu KT1 ứng dụng vùng có đất tốt, mực nước ngầm thấp, đào sâu diện tích mặt hẹp Kiểu KT2 phù hợp với vùng có đất yếu, mực nước ngầm cao, khó đào sâu diện tích mặt rộng Footer Page 30 of 126 21 Header Page 31 of 126 Hình 1.10: Thiết bị khí sinh học nắp cổ định kiểu KT.2 1.2.4 Tiềm Biogas giới Việt Nam * Trên Thế giới Việc giá dầu thô liên tục tăng gây sức ép nhà khoa học giới việc tìm kiếm nguồn nhiên liệu Và biogas coi lời giải hoàn hảo cho toán kinh tế đồng thời làm vừa lòng nhà hoạt động môi trường Các nhà môi trường học kết luận, trình sản xuất biogas giảm tới 40% khí thải cacbonic sản xuất thông qua trình phân huỷ chất thải hữu ngành nông nghiệp, lâm nghiệp hoạt động sinh hoạt người Năm 1884, nhà Bác học Pháp Louis Pasteurs tiên đoán: "Biogas nguồn nhiên liệu thay cho than đá tương lai" Nhưng tới khoa học kỹ thuật phát triển ngày nay, biogas bắt đàu ý Nguyên nhân quan trọng thu hút quan tâm giới nghiên cứu tới biogas cách thức nguyên liệu để sản xuất * Tại Việt Nam Bởi 70% dân số Việt Nam sống nông thôn, nên nguồn khí biogas xem dồi Đây vấn đề quan trọng việc tiết kiệm nguồn lượng dầu mỏ Bảng 1.9 Tiềm biogas Việt Nam [13] Nguồn nguyên liệu Tiềm (triệu m3) Dầu tƣơng đƣơng Tỉ lệ (%) (triệu TOE) Phụ phẩm trồng 1788,973 0,894 36,7 Rơm rạ 1470,133 0,735 30,2 Footer Page 31 of 126 22 Header Page 32 of 126 Phụ phâm trông khác 318,840 0,109 6,5 Chất thải gia súc 3055,678 1,525 63,3 Trâu 441,438 0,221 8,8 Bò 495,864 0,248 10,1 Lợn 2118,376 1,059 44,4 4844,652 2,422 100,0 Tổng Tuy tại, giá thành biogas cao so với loại nhiên liệu chế biến từ dầu mỏ, với tình hình giá dầu thô tăng cao nay, khoảng cách dàn bị thu hẹp tương lai Việc sử dụng biogas không giải vấn đề lượng, mà giảm thiểu ô nhiễm môi trường Đây nguồn lượng tái sinh làm giảm hiệu ứng nhà kính bầu khí Tại Việt Nam, việc tìm kiếm nguồn nhiên liệu với môi trường quan tâm nhiều Trong tương lai, biogas lựa chọn thực thân thiện với môi trường Nguồn khí sinh học (biogas) từ bãi rác chôn lấp, phân động vật, phụ phẩm nông nghiệp ứng dụng đun nấu Lí do, nguồn phân tán, sản xuất điện Ước tính nước có chừng 35000 hầm biogas phục vụ cho đun nấu gia đình với sản lượng 500 - 1000 m3 khí/ năm hầm Tiềm lý thuyết biogas Việt Nam khoảng 10 tỉ m3/ năm (1 m3 khí tương đương 0,5 kg dầu) Hiện có số thử nghiệm dùng biogas để phát điện 1.3 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu 1.3.1 Điều kiện tự nhiên 1.3.1.1 Vị trí địa lý Thanh Liêm huyện bán sơn địa, nằm phía Tây Nam tỉnh Hà Nam Trung tâm huyện cách thành phố Phủ Lý 4km, cách Thủ đô Hà Nội 60km tuyến đường giao thông xuyên Việt quan trọng vào bậc nước - Phía Bắc giáp huyện Kim Bảng, huyện Duy Tiên Thành phố Phủ Lý - Phía Nam giáp huyện Ý Yên tỉnh Nam Định huyện Gia Viễn tỉnh Ninh Bình Footer Page 32 of 126 23 Header Page 33 of 126 - Phía Đông giáp huyện Bình Lục - Phía Tây giáp huyện Lạc Thuỷ, tỉnh Hoà Bình Toàn huyện có 17 đơn vị hành cấp xã với tổng diện tích tự nhiên là: 16491,4ha Thanh Liêm có hệ thống giao thông gồ m Quốc lộ 1A, 21A, sông Đáy, sông Châu Giang tuyến giao thông đường bộ, đường thuỷ quan trọng thuận lợi cho việc tiếp cận với vùng kinh tế trọng điểm tỉnh phía Bắc Thanh Liêm có dải núi đá vôi phía Tây sông Đáy, có trữ lượng lớn dãy núi phía Đông Quốc lộ 1A có hàm lượng sét cao, tiềm năng, mạnh Thanh Liêm trình phát triển công nghiệp, sản xuất vật liệu xây dựng Hình 1.11: Vị trí địa lý huyện Thanh Liêm Footer Page 33 of 126 24 Header Page 34 of 126 1.3.1.2 Địa hình, địa mạo Thanh Liêm thuộc vùng đồng châu thổ sông Hồng lại tiếp giáp với dải đá vôi trầm tích nên địa hình Thanh Liêm tương đối đa dạng, bao gồm vùng núi, vùng bán sơn địa vùng đồng bằng, chủ yếu vùng chiêm trũng Toàn huyện có xã miền núi thị trấn (thị trấn Kiện Khê, Thanh Thuỷ, Thanh Tân, Thanh Nghị, Thanh Hải, Thanh Lưu, Liêm Sơn Thanh Tâm) Với địa hình Thanh Liêm kinh tế nông nghiệp phát triển đa dạng kết hợp với kinh tế đồi rừng phát triển công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng Cần có quy hoạch, kế hoạch để phát huy lợi khắc phục khó khăn 1.3.1.3 Khí hậu Thanh Liêm nằm vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm, mưa nhiều thuộc tiểu khí hậu vùng đồng Bắc Bộ chịu ảnh hưởng sâu sắc gió mùa Đông Bắc gió mùa Đông Nam, đặc điểm bật tương phản mùa đông mùa hè, tính chất phạm vi cường độ trung tâm khí áp, khối không khí thịnh hành hệ thống thời tiết kèm theo thay đổi theo mùa * Về mưa - Thanh Liêm thuộc khu vực có lượng mưa trung bình Lượng mưa trung bình hàng năm khoảng gần 1.700 mm, năm mưa nhiều khoảng 2.100 mm, năm mưa khoảng 1.500 mm Có hai mùa rõ rệt: mùa mưa mùa khô - Mùa mưa từ tháng đến tháng 10, lượng mưa chiếm khoảng 80% lượng mưa năm, có năm đến 90% Cá biệt có năm mùa mưa kết thúc muộn, tháng 11 có mưa lớn Các tháng có mưa nhiều tháng 7,8,9 Mưa nhiều, tập trung gây ngập úng làm thiệt hại cho sản xuất nông nghiệp, mưa lớn kết hợp với bão nước sông dâng cao - Mùa khô từ tháng 11 đến tháng năm sau Lượng mưa chiếm khoảng 20% lượng mưa năm Các tháng mưa tháng 12, 1, có tháng mưa Tuy nhiên năm có mưa muộn ảnh hưởng đến việc gieo trồng vụ đông, mưa sớm lại ảnh hưởng đến thu hoạch vụ chiêm * Về nhiệt độ Footer Page 34 of 126 25 Header Page 35 of 126 Nhiệt độ trung bình năm dao động từ 23,5oC đến 24oC Về mùa đông, nhiệt độ trung bình 18,9oC Các tháng lạnh năm tháng 1, Nhiệt độ thấp - 8oC( vùng núi) Về mùa hè nhiệt độ trung bình 27oC Các tháng nóng năm tháng 6, Nhiệt độ cao đến 37 - 39oC 1.3.1.4 Thuỷ văn Huyện Thanh Liêm có sông chảy qua: sông Đáy sông Châu Giang Ngoài Thanh Liêm có mạng lưới sông ngòi phân bổ thích hợp có ý nghĩa việc cung cấp nước, tiêu nước phòng tránh lũ lụt Dòng chảy mặt từ sông Đáy, sông Châu hàng năm đưa vào địa bàn huyện khoảng hàng tỷ m3 nước Dòng chảy ngầm chuyển qua lãnh thổ giúp cho Thanh Liêm luôn bổ sung nước ngầm từ vùng khác Nước ngầm Thanh Liêm tồn nhiều tầng chất lượng tốt, đủ đáp ứng cho nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội Điều kiện khí hậu, thủy văn thuận lợi cho phát triển nông nghiệp sinh thái đa dạng, với nhiều loại động thực vật nhiệt đới, nhiệt đới ôn đới Mùa hạ có nắng mưa nhiều, nhiệt độ độ ẩm cao, thích hợp với loại vật nuôi trồng nhiệt đới, loại vụ đông có giá trị hàng hóa cao xuất cà chua, dưa chuột,… Điều kiện thời tiết khí hậu thuận lợi cho phát triển ngành công nghiệp, thương mại, du lịch, dịch vụ cho hoạt động văn hóa xã hội đời sống sinh hoạt dân cư Vào mùa xuân mùa hạ có nhiều ngày thời tiết mát mẻ, cối cảnh vật tốt tươi thích hợp cho hoạt động lễ hội du lịch 1.3.2 Thực trạng môi trường tự nhiên địa bàn huyện Thanh Liêm - Môi trường nước: + Nguồn nước mặt sông, hồ có dấu hiệu bị ô nhiễm có xu hướng tăng lên, đặc biệt khu vực đông dân cư tốc độ phát triển kinh tế cao, khu vực khai thác đá Nguyên nhân bị ô nhiễm tất loại nước thải không qua xử lý xử lý không tốt đổ sông, hồ Footer Page 35 of 126 26 Header Page 36 of 126 + Nguồn nước ngầm thường bị nhiễm mặn, nhiễm sắt nhiễm bẩn hợp chất Nitơ, nhiên tượng nhiễm bẩn thường yếu tố địa lý, địa chất, thuỷ văn gây nên Theo tài liệu văn phòng chương trình mục tiêu quốc gia Nước Vệ sinh môi trường nông thôn Trung tâm khoa học tự nhiên Công nghệ quốc gia Viện Vật Lý, phân tích nước ngầm huyện Thanh Liêm lấy 20 mẫu nước để phân tích, kết cho thấy có 2/20 mẫu có hàm lượng Asen vượt tiêu chuẩn Việt Nam - Môi trường không khí: Nhìn chung, môi trường không khí địa bàn huyện tương đối sạch, tiêu nồng độ trung bình bụi khí độc (CO, SO2 , NO2 ) thấp tiêu chuẩn cho phép Tuy nhiên, môi trường không khí cạnh tuyến đường giao thông vượt tiêu chuẩn cho phép từ 1,2- 1,6 lần có nơi vượt tới 2,1 lần Đặc biệt khu vực xung quanh thị trấn Kiện Khê, huyện Thanh Liêm nơi tập trung nhiều mỏ khai thác đá Chỉ tính riêng khu vực xung quanh thị trấn có đến nhà máy xi măng hàng chục sở, doanh nghiệp khai thác chế biến sản phẩm đá xây dựng - Môi trường đất: lên vấn đề cần ý sau: + Hiê ̣n tươ ̣ng suy giảm ̣ đô ̣ng thực vâ ̣t rừng khai tha c ́ không hơ ̣p ly;́ + Công nghiệp khai thác đá góp phần quan trọng thúc đẩy trình đô thị hoá, công nghiệp hoá, đặt vấn đề môi trường cần giải Do khai thác đá không ý đến bảo vệ đất nên huỷ hoại đất đai vùng khai thác cách bừa bãi, tạo nhiều vùng khó có khả phục hồi đất đai + Do nhận thức chưa số hộ dân việc sử dụng phân bón vô cơ, thuốc bảo vệ thực vật nên sử dụng phân hoá học mức rửa trôi làm cho đất bị chai cứng, nhiễm độc; trồng vật nuôi, vi sinh vật có lợi sống đất sinh vật thuỷ sinh bị tiêu diệt - Chất thải rắn: Chất thải rắn bao gồm chất thải rắn sinh hoạt, chất thải rắn công nghiệp, chất thải rắn y tế xử lý theo hình thức thu gom chôn lấp, đốt với tỷ lệ thấp Hầu hết xã, thị trấn chưa bố trí đất dành cho bãi để chất thải 1.3.3 Điều kiện kinh tế - xã hội Footer Page 36 of 126 27 Header Page 37 of 126 - Cơ cấu kinh tế: Trong năm qua (2012-2014), tổng giá trị sản xuất (theo giá cố định 2004) địa bàn huyện tăng trưởng nhanh - Trồng trọt: Sản xuất nông nghiệp chuyển dịch theo hướng mở rộng trồng có giá trị kinh tế nhãn, vải, na xã miền núi xã ven sông Đáy Diện tích chuyển đổi theo hướng sản xuất đa canh ngày đẩy mạnh Trồng trọt tiếp tục phát triển mức tăng trưởng ổn định Hình thành cánh đồng sản xuất suất cao, tăng thu nhập cho người dân - Chăn nuôi: Trong năm qua ngành chăn nuôi huyện quan tâm, đầu tư số lượng chất lượng Theo số liệu thống kê chăn nuôi năm 2014 quy mô, tổng đàn gia súc, gia cầm tăng đáng kể: Đến đàn trâu, đàn bò đạt 5.698 con, đàn lợn 34.868 con, đàn gia cầm 727.500 Sản lượng thịt xuất chuồng bình quân 6.717 Công tác phòng chống dịch bệnh cho gia súc, gia cầm quan tâm, đạo liệt, xử lý nhanh chóng, kịp thời có dịch xảy ra, dịch bệnh lây lan diện rộng - Thuỷ sản: Ngành thuỷ sản chuyển biến tích cực, phong trào nuôi cá, nuôi cá kết hợp trồng hàng năm, thuỷ cầm cho giá trị kinh tế cao Tổng diện tích nuôi trồng thuỷ sản toàn huyện năm 2014 810 ha, suất bình quân 3tấn/ha/năm Trong diện tích ruộng trũng chuyển sang nuôi trồng thuỷ sản 566,46 ha, tăng 11,44% - Lâm nghiệp Huyện Thanh Liêm có 1.387,66 đất lâm nghiệp, đất đồi núi chưa sử dụng 441,68 ha, đất núi đá chưa rừng 2.022,30 năm qua toàn huyện trồng 240,8 tầng độ che phủ rừng từ 19,3% năm 2009 lên 26,2% năm 2014 - Khu vực kinh tế dịch vụ Trong năm gần đây, cấu kinh tế huyện Thanh Liêm dịch chuyển theo xu hướng tích cực: Tỷ trọng nông nghiệp giảm, tỷ trọng công nghiệp dịch vụ tăng Theo thống kê toàn huyện có 214 doanh nghiệp hoạt động Với ngành nghề chủ yếu sản xuất xi măng, vật liệu xây dựng, khai thác chế biến đá, Footer Page 37 of 126 28 Header Page 38 of 126 bột nhẹ, dệt may; tiểu thủ công nghiệp với ngành nghề truyền thống xay xát, thêu ren xuất khẩu, mây tre đan, mộc Sản xuất công nghiệp địa bàn huyện tiếp tục phát triển nhanh đạt nhịp độ tăng trưởng Các cụm công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp địa bàn tiếp tục đầu tư, xây dựng Trên toàn huyện, đến 17/17 xã, thị trấn có làng nghề làng có nghề (trong làng nghề 13, làng có nghề 12) góp phần thúc đẩy chuyển đổi cấu sản xuất, cấu lao động nông thôn Các nhà máy xi măng vào hoạt động (Xi măng Hoàng Long, Thanh Liêm, Vissai, Thành Thắng, Kiện Khê, Xuân Thành) thu hút gần 6.000 lao động địa phương vào làm việc - Dân số, lao động, việc làm thu nhập Tỷ lệ phát triển dân số huyện giảm từ 128.198 người năm 2009 xuống 128.131 người năm 2014 chủ yếu biến động học di dân Năm 2014 dân số toàn huyện 128.131 người Trong dân số thành thị 9.350 người, dân số nông thôn 118.781 người Mật độ dân số 718 người/km2 Cơ cấu phân bố: - Dân số nông thôn chiếm 92,70% - Dân số thành thị chiếm 7,30% Trong giai đoạn tới cần giảm tỷ lệ phát triển dân số tự nhiên để đảm bảo cấu dân số, lao động, việc làm ổn định sống nhân dân Footer Page 38 of 126 29 Header Page 39 of 126 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tếng Việt Bộ CN tổng công ty điện lực Việt Nam, Công nghệ khí sinh học, 2005 Trương Thanh Cảnh (2009), Sinh hóa môi trường, NXB Khoa học kỹ thuật, TP Hồ Chí Minh Cục Thống kê tỉnh Hà Nam (2015), Niêm giám thống kê 2015 tỉnh Hà Nam, Hà Nam Nguyễn Quang Khải (2001), Công nghệ khí sinh học, NXB Xây Dựng, Hà Nội Dương Nguyên Khang (2004), Hiện trạng xu hướng phát triển công nghệ biogas Việt Nam, Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh Mai Thế Hảo (2015), Chất thải chăn nuôi gia súc số biện pháp xử lý, Cục Chăn nuôi Phạm Thị Ngọc Lan (2001), “Một số điều kiện nuôi cấy tối ưu nhóm vi khuẩn kị khí phân giải cellulose” Tạp chí khoa học Đại học Huế, số 8, tr 43-50 Ngô Thị Hoàng Mai (2013), Nghiên cứu đánh giá tiềm sản lượng biogas thực trạng sử dụng lượng biogas khu vực Đan - Hoài Hà Nội Nguyễn Quang Nam (2015), Nghiên cứu nâng cao hiệu xử lý nước thải chăn nuôi lợn phương pháp hóa lý kết hợp sinh học, Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội; 10 Nguyễn Thị Thúy Nga (2014), Đánh giá trạng môi trường nước hoạt động chăn nuôi gia súc tập trung địa bàn tỉnh Nghệ An, Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội; 11 Phan Công Ngọc (2013), Áp dụng nâng cao hiệu xử lý chất thải chăn nuôi lợn hầm biogas kết hợp hồ sinh học, Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội; 12 Phòng Nông nghiệp Phát triển Nông thôn huyện Thanh Liêm, 2015 13 Lê Văn Quang (2009), Công nghệ Biogas Mô hình xử lý chất thải; 14 Tạp chí khoa học công nghệ, Đại học Đà Nẵng – số 1(30).2009 15 Trịnh Thị Thanh (2003), Độc học môi trường sức khoẻ người, NXB ĐHQG Hà Nội 16 Đặng Việt Trinh (2014), Đánh giá trạng đề xuất giải pháp giảm thiểu ô Footer Page 39 of 126 57 Header Page 40 of 126 nhiễm môi trường chăn nuôi lợn quy mô hộ gia đình xã Bích Hòa, huyện Thanh Oai, thành phố Hà Nội, Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội; 17 Nguyễn Mạnh Tuấn (2015), Nghiên cứu giải pháp thu hồi lượng từ chất thải làng nghề chế biến nông sản Sen Chiểu, huyện Phúc Thọ, thành phố Hà nội công nghệ khí sinh học, Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội; 18 Viện Công nghệ Môi trường (2012), Báo cáo trạng chăn nuôi số trang trại lơn phía bắc năm 2012, Hà Nội Tài liệu Tiếng Anh 19 Biogas Forum, No 25 - No 75, BORDA, GTZ 20 GTZ, REC, CEFINEA: Proceedings of the Regional Seminar for South-East Asia on "Anearobic Technology for Waste and Wastewater Management and its Economic, Social and Ecological Impacts", Ho Chi Minh City, 09 - 13 December 1996 21 International Conference on Biogas, January 10th to 15th, 1990, Pune, India Tài liệu Internet: 22 http://dairyvietnam.com/vn/Phan-khi-thai-va-mui/Ham-biogas-Giai-phap-sinhloi-hieu-qua.html 23 http://marphavet.com/vi/news/Van-hoa-Xa-hoi/Chat-thai-trong-chan-nuoi-gia- suc-va-mot-so-bien-phap-xu-ly-285/ 24 http://safuna.com/detail.php?id=64&lg=1 Footer Page 40 of 126 58 ... HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ BÍCH NGỌC ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG KHAI THÁC NGUỒN NĂNG LƢỢNG KHÍ SINH HỌC TỪ CÁC HOẠT ĐỘNG CHĂN NUÔI TẠI HUYỆN THANH LIÊM, TỈNH HÀ NAM. .. khai thác nguồn lượng khí sinh học từ hoạt động chăn nuôi huyện Thanh Liêm, tỉnh Hà Nam cần thiết có ý nghĩa khoa học thực tiễn Mục tiêu nghiên cứu đánh giá tiềm nguồn lượng khí sinh học từ hoạt. .. nghề trồng trọt chăn nuôi Nguồn phát thải phát sinh từ trồng trọt chăn nuôi nguồn nguyên liệu để sản sinh khí sinh học (biogas) Việc khai thác sử dụng công nghệ Biogas - nguồn lượng sạch, đóng