Hệ thống bể thu phân và sản xuất phân hữu cơ là một giải pháp kỹ thuật do một nhóm cán bộ thuộc Dự án hỗ trợ nông nghiệp các-bon thấp (LCASP) đưa ra nhằm giúp người chăn nuôi thu gom chất thải rắn để sản xuất phân hữu cơ, giảm ô nhiễm môi trường trong khu vực chăn nuôi; giảm tải, giảm diện tích xây dựng hầm biogas và hồ phủ bạt HDPE, góp phần thúc đẩy sản xuất cây trồng theo hướng hữu cơ, tăng thu nhập cho người chăn nuôi.

I. Cấu tạo hệ thống bể

Hệ thống bể thu phân và sản xuất phân hữu cơ gồm có 3 bể:

1. Bể thu gom phân (gọi tắt là bể thu)

- Bể này có thể tích chứa 20 m3, chia làm 4 ngăn: ngăn 1 có thể tích 10 m3, các ngăn sau có thể tích là 5, 3, 2 m3 (các ngăn nhỏ dần vì chỉ cần ngăn 1 lớn để chứa phân, các ngăn khác chủ yếu là chứa nước thải). Bể thu được xây chìm 1m so với mặt đất, mặt bể thấp hơn nền chuồng nuôi lợn từ 25 – 30 cm để nước thải chảy vào thuận lợi. Bể xây bằng gạch xi-măng hoặc gạch nung.

 - Nối giữa các ngăn là cút nhựa chữ T nằm ngang có đường kính 100 mm, các cút này được lắp đặt ở góc các ngăn tạo dòng chảy zích zắc làm tăng độ lắng đọng của phân.

- Bể thu có nắp đậy kín bằng các tấm bê tông dày 8 cm nhằm bảo vệ an toàn và vệ sinh. Trên nắp đậy của từng ngăn có trổ cửa hình vuông kích thước 25 cm x 25 cm. Cửa hình vuông này cũng có nắp đậy kín. Cửa hình vuông đặt ở vị trí trên cút hình chữ T nằm ngang. Điều này có tác dụng để bảo quản hoặc sửa chữa cút nếu có sự cố, cũng là vị trí để hút phân.

2. Bể lắng, tách phân (gọi tắt là bể lắng)

- Bể này được xây nổi 5- 10 cm so với mặt đất và hầm biogas. Trường hợp này khi khai thác phân phải sử dụng điện để chạy máy bơm công suất 2 - 3 kw/h) và đặt ở vị trí thấp hơn nền bể thu (nếu địa hình cao thấp như vùng Trung du miền núi).

- Bể lắng được lập mái để che mưa nắng và cũng là nơi sản xuất phân hữu cơ. Bể lắng càng nhiều ngăn càng chủ động sản xuất phân hữu cơ.

- Trong bể lắng có hệ thống ống nhựa đường kính 100 mm có cấu tạo đặc thù nhằm giữ phân lại trong bể và thải nước ra ngoài trở về ngăn 1 của bể thu hoặc vào thẳng hầm biogas nếu hầm thiếu khí gas dùng cho đun nấu.

3. Bể chứa sỏi đá: Bể có thể tích chứa 30 m3 (chiều dài 5 m, rộng 2 m, chiều sâu 1m)  giúp cho chất thải chảy qua trở nên trong hơn trước khi xả vào môi trường do phân (dù rất ít) bị giữ lại. Trên bể sỏi đá có thể trồng cây ngắn ngày như các loại rau hoặc cây cảnh như đinh lăng…

Bên cạnh các bể nêu trên, hệ thống còn có:

- Hai hố ga có thể tích chứa 0,125 m3 (0,5 m x 0,5 m x 0,5 m). Các hố ga này được bố trí tại 2 đầu của hầm biogas nhằm giám sát lượng phân vào và ra khỏi hầm để chủ động điều chỉnh lượng chất thải, bảo đảm hầm biogas không bị quá tải và môi trường ít bị ô nhiễm.

- Một máy bơm có công suất 2- 3 kw/h dùng để hút phân ở ngăn 1 của bể thu đổ vào từng ngăn của bể lắng.

II. Vận hành hệ thống bể

- Hàng ngày 2 lần chất thải từ chuồng chăn nuôi chảy vào ngăn 1 của bể thu (mũi tên mầu đỏ). Chất thải được chảy từ ngăn 1 đến ngăn 4 theo đường zích zắc giúp phân lắng đọng ở ngăn 1 là chính, tới ngăn 4 chủ yếu chỉ còn nước thải khá trong (quan sát sau 6 tháng chưa thấy có phân ở ngăn 4).

- Nước thải tiếp tục chảy vào hầm biogas rồi qua bể chứa sỏi đá, cuối cùng xả ra môi trường.

- Hàng tuần, sử dụng máy bơm hút phân ở dạng lõng bõng nước trong ngăn 1 của bể thu từ  1 - 2 lần đổ vào bể lắng. Tại đây, phân được tách riêng, nước được tách riêng do cấu tạo đặc thù của hệ thống ống nhựa. Khi phân chỉ còn độ ẩm 80% sẽ được phối trộn, ủ với phụ phẩm trồng trọt, chế phẩm sinh học hoặc khoáng chất… để trở thành phân hữu cơ chất lượng cao.

III. Một số thông số (dựa trên lí thuyết và nhận xét của nhiều hộ chăn nuôi đang sử dụng bể 4 ngăn)

1. Diện tích bể và quy mô đàn lợn

- Quy mô nuôi dưới 1.000 lợn, cần bể có thể tích 10 – 15 m3;

- Quy mô nuôi 1.000 – 3.000 lợn thịt, cần bể 15 – 50 m3;

- Quy mô nuôi 3.000 – 5.000 lợn, cần bể 60 – 100 m3;

- Quy mô nuôi 6.000 - 10.000 lợn, cần bể 150 – 200 m3.

Bể càng có thể tích lớn càng thu được nhiều phân. Dự kiến bể thu gom có thể thu được 80 - 85 % lượng chất thải rắn do lợn thải ra.

2. Số lượng ngăn tương quan với lượng phân thu được và độ trong của nước

Qua quan sát thực tế cho thấy:

- Bể có càng nhiều ngăn càng thu được nhiều phân và nước càng trong, tuy nhiên không nên quá 10 ngăn, sẽ tốn kém.

- Kích thước bể và ngăn bể hình chữ nhật, phân lắng nhiều hơn kích thước ngăn bể hình vuông.

- Có thể xây dựng nhiều kiểu hình bể nhưng chỉ cần tuân thủ một nguyên tắc bể sẽ hoạt động có hiệu quả.

3. Vấn đề khai thác phân

- Thời gian đầu chủ yếu thu phân ở ngăn 1 của bể thu, mỗi tuần 1 - 2 lần tùy quy mô nuôi lợn.

- Thời gian lâu dài có thể thu phân ở các ngăn còn lại, vài năm cho đến hàng chục năm mới phải thu phân 1 lần. 

IV. Một số kết quả

1. Hiệu quả kinh tế

- Bể nhiều ngăn thu được hầu hết số phân lợn thải ra, góp phần tăng thu nhập cho người chăn nuôi.

- So với một số phương pháp khác, bể nhiều ngăn đầu tư ít, dễ sử dụng, dễ quản lý và dễ bảo quản, không phát sinh tốn kém.

- Bể nhiều ngăn thúc đẩy phát triển ngành trồng trọt theo hướng sản xuất hữu cơ.

2. Hiệu quả môi trường

- Sử dụng bể nhiều ngăn thu gom được phân của vật nuôi thải ra trước khi vào hầm biogas nên không bị quá tải, chất thải từ biogas chảy qua bể đá sỏi có trồng cây, cuối cùng ra môi trường.

- Giảm ô nhiễm rõ rệt, thể hiện nước không đen, không mùi, không ruồi nhặng, góp phần bảo vệ môi trường bền vững.

- So với trước đây dùng biogas với quy mô nuôi hàng chục đến hàng trăm con lợn hoặc dùng HDPE với quy mô nuôi hàng nghìn con thì tất cả số phân do lợn thải ra đều xả vào biogas/HDPE nên luôn trong tình trạng quá tải, cuối cùng là thải ra ao, mương, sông, ngòi... gây ô nhiễm nghiêm trọng; hàng ngày các trang trại phải đốt bỏ khí gas 24/7/365 ngày mà mỗi tuần vẫn phải xả khí gas vào không khí 2 - 3 lần.

3. Hiệu quả xã hội

- Bể nhiều ngăn thu được phân tạo thêm công việc cho nông dân làm nghề trồng trọt, nuôi giun làm thức ăn cho chăn nuôi, cho thủy sản....

- Tăng tình đoàn kết xóm làng, nhờ không gây ô nhiễm môi trường.