Loại bỏ mùi khó chịu từ khí biogas

Nhóm nghiên cứu thăm trang trại nuôi lợn tại Hưng Yên.

Các nhà khoa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã nghiên cứu lọc bỏ khí H2S để biến thành gas không mùi.

Loại bỏ khí có mùi trứng thối, gây độc hại

TS Nguyễn Minh Phương và các cộng sự Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội vừa thực hiện thành công 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”.

Đề tài được thực hiện trong 2 năm, đến tháng 4/2024 thì hoàn thành với sản phẩm là 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. Hệ thống lọc khí H2S được lắp đặt tại nông trại ở Hưng Yên.

TS Nguyễn Minh Phương cho biết, 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.

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, Carbon monoxide (CO), Oxy (O2), Nitơ (N2) và Hydro sulfide (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 gas sử dụng biogas chứa H2S thường rất nhanh hỏng do H2S có tính axit, có khả năng ăn mòn kim loại và làm han gỉ bếp. Để bảo vệ cho bếp gas 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.

Chế tạo vật liệu lọc khí từ than sinh học

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.

TS Nguyễn Minh Phương - Chủ nhiệm đề tài cho biết, nhóm nghiên cứu đã chế tạo thành công vật liệu siêu rỗng SPONAM trên nền tảng than sinh học từ cây guột và vật liệu này có khả năng loại bỏ 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.

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.

Ông Đào Mạnh Cường, Phó Chủ tịch UBND xã Phú Cường (TP Hưng Yên) cho biết, hiện xã Phú Cường và Hùng Cường có quy mô chăn nuôi lớn nhất tỉnh. 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.

Khi áp dụng hệ thống lọc khí của nhóm nghiên cứu, 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. Các hộ chăn nuôi áp dụng thử nghiệm công nghệ này đều mong muốn mô hình được nhân rộng để bảo vệ sức khỏe và môi trường.

Theo nhóm nghiên cứu, 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.

Nhật Phong