Nghiên cứu loại bỏ hoàn toàn mùi khó chịu cho người dân khi sử dụng khí biogas để đun nấu
Vừa qua, đề tài “Nghiên cứu chế tạo hệ thống lọc chuyên biệt để loại bỏ H2S từ hầm khí biogas trong các nông trại để phát điện” do Trường Đại học Khoa học Tự nhiên (ĐHKHTN), Đại học Quốc gia Hà Nội thực hiện đã được nghiệm thu và được Hội đồng đánh giá cao. Hệ thống lọc loại bỏ khí H2S (khí được tạo ra từ hầm Biogas, có mùi trứng thối) đã được xây dựng thành công, giúp loại bỏ hoàn toàn mùi khó chịu cho người dân khi sử dụng khí biogas để đun nấu.
Đề tài được thực hiện trong 24 tháng (từ tháng 04/2022 đến tháng 04/2024). Chủ nhiệm đề tài là TS Nguyễn Minh Phương. Các thành viên tham gia là các nhà khoa học thuộc Khoa Môi trường, Trường ĐHKHTN, Đại học Quốc gia Hà Nội.
Hệ thống lọc khí H2S do cán bộ Trường Đại học Khoa học Tự nhiên nghiên cứu được lắp đặt tại nông trại ở Hưng Yên.
Xuất phát từ nhu cầu của thực tế
Chăn nuôi là ngành nghề phổ biến, mang lại thu nhập tăng thêm cho gia đình ở nông thôn bên cạnh việc canh tác trồng trọt. Việc chăn nuôi và tăng đàn trong chăn nuôi tại các hộ gia đình nhỏ lẻ trong bối cảnh nền kinh tế Việt Nam như hiện nay đang tác động không nhỏ đến môi trường. Các biện pháp xử lý chất thải trong chăn nuôi đối với các hộ gia đình hiện nay phổ biến vẫn là ủ trực tiếp chất thải làm phân bón hữu cơ, hoặc áp dụng công nghệ biogas để khử mùi và lấy khí phục vụ cho việc đun nấu, sưởi ấm, thắp sáng.
Xử lý chất thải bằng hầm biogas đã và đang trở thành giải pháp hữu hiệu trong việc xử lý chất thải chăn nuôi. Từ các trang trại quy mô tập trung đến các nông hộ chăn nuôi nhỏ lẻ, công nghệ biogas đều đem lại những hiệu quả tích cực. Về bản chất kỹ thuật của công nghệ biogas, các chất thải chăn nuôi sẽ được thu gom và phân hủy trong môi trường yếm khí. Sản phẩm thu được là một hỗn hợp các chất khí mà thành phần chủ yếu là khí metan (CH4) được gọi là biogas hay khí sinh học. Trong khí sinh học, khí metan chiếm 50-70%, khí cacbonic (CO2) chiếm trên 30% và các khí tạp chất khác như hơi nước, CO, O2, N2 và H2S. Trong các khí tạp chất, H2S là chất khí có mùi trứng thối, có tính ăn mòn và gây độc cho sức khỏe con người, tuy nhiên, nhìn chung chất khí này vẫn chưa được chú trọng quan tâm xử lý và quản lý sự phát thải.
Tại các trang trại lợn, người dân thường xây dựng hầm chứa phân lợn để tạo khí biogas sử dụng cho đun nấu. Tuy nhiên, khí từ các hầm biogas thường chứa lẫn H2S, có mùi trứng thối và ảnh hưởng đến sức khỏe người dân. Bên cạnh đó, hệ thống bếp ga sử dụng biogas chứa H2S thường rất nhanh hỏng do H2S có tính axit, có khả năng ăn mòn kim loại và làm han rỉ bếp. Để bảo vệ cho bếp ga không bị xuống cấp nhanh chóng thì cần xử lý lọc bỏ H2S trong biogas. Đặc biệt, nếu muốn sử dụng khí biogas để phát điện thì việc loại bỏ H2S càng trở nên quan trọng hơn.
Cán bộ Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên thăm trang trại nuôi lợn tại Hưng Yên.
Từ yêu cầu thực tiễn ở địa phương, tỉnh Hưng Yên đã phê duyệt và tài trợ đề tài “Nghiên cứu chế tạo hệ thống lọc chuyên biệt để loại bỏ H2S từ hầm khí biogas trong các nông trại để phát điện” do các cán bộ của Khoa Môi trường, Trường ĐHKHTN thực hiện. Mục đích của đề tài được xác định rõ: (1) sản xuất được vật liệu siêu rỗng (SPONAM) từ nguồn nguyên liệu sẵn có trong nước, có khả năng loại bỏ H2S; (2) chế tạo được hệ thống lọc chuyên biệt sử dụng vật liệu SPONAM phù hợp để ứng dụng cho các nông trại trên địa bàn tỉnh Hưng Yên; (3) xây dựng được 1 mô hình sử dụng hệ thống lọc chuyên biệt với vật liệu SPONAM để loại bỏ khí H2S từ các hầm khí biogas kết hợp phát điện tại một nông trại trên địa bàn tỉnh Hưng Yên.
Kết quả của đề tài - khí H2S sau xử lý đã triệt tiêu gần như hoàn toàn
TS Nguyễn Minh Phương - Chủ nhiệm đề tài cho biết, nhóm nghiên cứu đã chế tạo thành công vật liệu SPONAM trên nền tảng than sinh học từ cây guột và vật liệu này có khả năng loại bỏ hiệu quả khí H2S rất hiệu quả. Nhóm nghiên cứu cũng đã tiến hành đăng ký bảo hộ quyền sở hữu trí tuệ về quy trình sản xuất vật liệu SPONAM để loại bỏ H2S và đã được chấp nhận đơn hợp lệ của Cục Sở hữu trí tuệ. Tiếp đó, các thành viên nhóm nghiên cứu đã xây dựng hệ thống lọc tại nông trại nhà ông Đào Văn Mạnh (TP Hưng Yên). Qua 6 tháng sử dụng, hệ thống này đã chứng minh được hiệu quả loại bỏ H2S rất triệt để. Kết quả quan trắc, đo đạc ở thời điểm tháng thứ 6 cho thấy, từ nồng độ H2S ban đầu trong biogas là 2250 ppm, nồng độ H2S đã giảm còn 6,5 ppm sau khi qua hệ thống lọc (đạt hiệu quả gần 99%). Bên cạnh đó, biogas sau khi qua hệ thống lọc cũng đã được thử nghiệm để chạy máy phát điện và cho kết quả rất ấn tượng.
Đoàn cán bộ Trường Đại học Khoa học Tự nhiên chụp ảnh cùng Lãnh đạo Sở Khoa học và Công nghệ Hưng Yên, lãnh đạo và người dân Hưng Yên tại Hội nghị thăm quan, đánh giá kết quả nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống lọc chuyên biệt để loại bỏ H2S từ hầm biogas để phát điện.
Ông Nguyễn Xuân Hải - Phó Giám đốc Sở KH&CN Hưng Yên đánh giá cao tinh thần trách nhiệm của Trường ĐHKHTN, Ban chủ nhiệm đề tài và nhóm nghiên cứu đã thực hiện tốt các nội dung của đề tài, đảm bảo mục tiêu đề ra. Bộ lọc sử dụng vật liệu SPONAM có khả năng loại bỏ khí H2S từ các hầm Biogas giúp tăng cường đảm bảo an toàn môi trường, bảo vệ sức khỏe người dân, gia tăng tuổi thọ các dụng cụ đun nấu và đặc biệt cung cấp nguồn điện bổ trợ phục vụ nhu cầu khi điện lưới bị quá tải.
Ông Đào Mạnh Cường - Phó Chủ tịch UBND xã Phú Cường (TP Hưng Yên) cho biết, hiện xã Phú Cường cùng với xã Hùng Cường là 2 trong những xã chăn nuôi quy mô lớn với tỷ lệ đàn bò và lợn lớn nhất tỉnh, lượng chất thải thải ra môi trường là rất lớn. Rất nhiều hầm biogas đã được người dân xây dựng để xử lý chất thải và tận dụng khí sinh học phục vụ đun nấu. Tuy nhiên, biogas còn lẫn nhiều khí độc, đặc biệt là khí H2S. Đề tài do Trường ĐHKHTN thực hiện tuy thời gian còn ngắn nhưng cho thấy khí H2S sau xử lý đã triệt tiêu gần như hoàn toàn, an toàn cho con người, môi trường và dụng cụ đun nấu, đặc biệt có thể sử dụng nguồn khí sinh học sau khi loại bỏ H2S để phát điện. Ông Cường mong muốn mô hình được nhân rộng để nhiều người chăn nuôi được sử dụng, bảo vệ sức khỏe và bảo vệ môi trường trong thời gian tới.
