Công nghệ khí sinh học - Mô hình Biogas Vacvina cải tiến

Tiếp cận năng lượng bền vững EASE Việt Nam Tài liệu đào tạo xõy dựng hầm biogas – VACVINA cải tiến 1 Trung tâm Nghiên cứu, phát triển Cộng đồng nông thôn công nghệ khí sinh học Mô hình Biogas VACVINA cải tiến Phần thứ nhất Giới thiệu công nghệ Khí sinh học vμ mô hình biogas Vacvina cải tiến I.Lời mở đầu: Biogas hay còn gọi là khí sinh học, là một hỗn hợp khí đ−ợc sản sinh ra từ sự phân hủy những hợp chất hữu cơ d−ới tác động của vi khuẩn trong môi tr−ờng yếm khí, trong đó thành phần chủ yếu là khí Mê-tan (CH4). Công nghệ Biogas giúp chúng ta giải quyết những vấn đề mang tính chất chiến l−ợc nh−: - Xử lý an toàn chất thải trong chăn nuôi, làm sạch môi tr−ờng và phòng ngừa các bệnh truyền nhiễm. - Tạo nguồn khí đốt cho gia đình rẻ tiền, sạch sẽ, sử dụng tiện lợi và giải phóng sức lao động phụ nữ trong công việc nội trợ. Đặc biệt là ở các khu vực miền núi, Biogas giúp cho việc giảm bớt các nhu cầu tiêu thụ gỗ củi, giảm chặt phá rừng. - Sử dụng bã thải từ hầm Biogas để kết hợp với các loại phế thải nông nghiệp để sản xuất phân hữu cơ sinh học phục vụ nuôi trồng thủy sản và trồng trọt cho năng suất cao và cho các sản phẩm nông nghiệp sạch. Hiện nay, chăn nuôi gia súc và gia cầm ở các vùng nông thôn đang chiếm một vị trí quan trọng trong phát triển kinh tế hộ gia đình. Song, bên cạnh đó, các biện pháp xử lý chất thải chăn nuôi ch−a đ−ợc coi trọng, nên vấn đề môi tr−ờng ở các khu vực nông thôn đang phải đứng tr−ớc những thách thức lớn bởi tình trạng ô nhiễm ngày càng nghiêm trọng hơn. Để thúc đẩy mạnh mẽ sự tham gia của các hộ gia đình nông dân vào việc ứng dụng công nghệ Biogas nhằm xử lý chất thải chăn nuôi, tạo khí đốt phục vụ sinh hoạt và bảo vệ môi tr−ờng thì điều cần thiết nhất là cần phải có một Mô hình công nghệ phù hợp với những điều kiện phát triển kinh tế 2 và xã hội của nông thôn Việt Nam. Do vậy, việc thiết kế các mô hình với các đặc tính kỹ thuật, sự vận hành và chu trình phân huỷ vật chất hữu cơ, cấu tạo và kỹ thuật thi công xây dựng hầm phân huỷ ... phải đ−ợc xem xét và tính toán trên cơ sở những yếu tố cơ bản nhất thoả mãn các điều kiện sau đây: 1. Hầm phải đ−ợc thiết kế đơn giản và xây dựng dễ dàng, phù hợp với trình độ của ng−ời thợ xây ở các vùng nông thôn, nhằm nhanh chóng nhân rộng mô hình. 2. Phải triệt tiêu hoàn toàn khả năng phát triển lớp váng trong hầm phân huỷ, nhằm đảm bảo sản xuất ga ổn định. 3. Hầm phân huỷ phải có đ−ợc tuổi thọ trung bình 20 năm trở lên. 4. Việc xây dựng hầm Biogas đảm bảo tiết kiệm tối đa diện tích đất đai của các hộ gia đình. 5. Việc vận hành sử dụng và duy trì hoạt động phải đơn giản. 6. Giá thành xây dựng phải phù hợp với điều kiện kinh tế của các hộ nông dân. Để thực hiện các ý t−ởng trên, trong những năm gần đây Trung tâm Nghiên cứu & Phát triển Cộng đồng nông thôn (Thuộc Hội Làm v−ờn Việt Nam) đã tích cực theo đuổi một Ch−ơng trình Nghiên cứu & Phát triển Biogas. Bằng những cố gắng và nỗ lực của mình Trung tâm đã thành công trong việc cho ra đời một công nghệ mới với tên gọi: “Hầm Biogas VACVINA cải tiến”. Mô hình này đ−ợc ra đời từ sự giao kết giữa các loại : Mô hình hầm xây có vòm cuốn của Trung Quốc, Mô hình túi ủ Biogas bằng chất dẻo Cô-lôm-bia và Mô hình bể phốt tự hoại nhằm kế thừa và phát huy các đặc tính −u việt của các loại hầm nói trên, đồng thời tạo điều kiện cho Công nghệ Biogas phát triển bền vững. II.Tổng quan về các mô hình hầm khí sinh học biogas : 1.Hầm Biogas của Trung quốc: Đại diện cho các loại hầm xây có nắp hình vòm cuốn. Những hạn chế khi áp dụng vào điều kiện Việt Nam: 1. Bản vẽ thiết kế phức tạp, Thi công xây dựng khó khăn vì đòi hỏi sự chính xác cao. Do vậy việc phổ cập, nhân rộng mô hình rất khó khăn. 2. áp lực ga trong hầm lớn, nếu có một vết nứt nhỏ của hầm xuất hiện trong quá trình sử dụng có thể làm cho ga bị thất thoát hoàn toàn theo vết nứt đó. 3. Trong quá trình sử dụng lớp váng sinh học có thể xuất hiện và phát triển gây khó khăn và trở ngại cho sự phân huỷ và tạo khí sinh học trong hầm. 4. Trong hầm phân huỷ th−ờng xảy ra hiện t−ợng thiếu n−ớc nếu Bể điều áp xây không đúng quy cách. 5. Giá thành xây dựng cao. 6. Công trình còn chiếm nhiều diện tích đất đai trong khu vực đất thổ c− của các gia đình. 7. Khó khăn trong viêc xây dựng hầm Biogas cho các trang trại lớn (trên 50 lợn) 3 2.Túi Biogas bằng vật liệu chất dẻo/ túia ni – lông (Cô-lôm-bia) III. Mô hình Biogas VACVINA cải tiến 3.1. Sơ đồ tổng quát: (xem hình vẽ) 3.2. Ưu điểm của Hầm VACVINA cải tiến: 1. Bể phân huỷ hình khối hộp chữ nhật (hoặc có thể có hình dạng bất kỳ) giúp cho việc xây dựng đơn giản và dễ dàng. 2. Nắp hầm có thể tận dụng làm nền chuồng trại chăn nuôi gia súc, đỡ tốn diện tích. Hạn chế: • Dễ bị thủng do các tác động cơ học. • Dễ bị lão hoá d−ới tác dụng của ánh nắng mặt trời. • Vì đặt nửa chìm, nửa nổi trên mặt đất nên Túi Biogas chiếm diện tích đất đai và gây khó khăn cho một số gia đình vùng ven đô thị không có điều kiện áp dụng vì chật chội. 3. Hố xí của gia đình có thễ xây dựng ngay trên nắp hầm hoặc bên cạnh hầm và chất thải từ hố xí cũng đ−ợc đ−a luôn vào bể này. Do vậy các gia đình áp dụng loại hầm này không cần phải đầu t− thêm việc xây hố xí tự hoại. 4. áp lực ga thấp, túi dự trữ ga có thể thu toàn bộ ga từ bể phân huỷ tiện lợi và chủ động cho việc sử dụng ga để đun nấu hàng ngày. 5. Việc nạp phân gia súc vào hầm cho phép thực hiện theo cách rơi tự do từ một hệ thống ống si-phông vào hầm, cũng nh− chất thải của ng−ời đ−ợc nạp vào hầm thông qua bệ xí bệt hoặc xí xổm vào hầm dễ dàng và liên tục hàng ngày. Do đó Váng trong hầm phân huỷ không có điều kiện phát triển, khí biogas sản xuất trong điều kiện ổn định. 6. Giá thành xây dựng rẻ hơn nhiều (= gần 55% giá thành hầm nắp vòm có cùng thể tích). 4 phần thứ hai thực hμnh kỹ thuật xây dựng hầm Biogas VACVINA cải tiến Yêu cầu của bμi thực hμnh: Thông qua bài thực hành các học viên nắm đ−ợc các b−ớc, các thao tác kỹ thuật xây dựng một hầm Biogas VACVINA cải tiến, gồm: - Thiết kế hầm trên các địa hình khác nhau. - Kỹ thuật xây dựng hầm. - Kỹ thuật lắp đặt thiết bị cho hầm Biogas VACVINA. - Quy trình vận hành và sử dụng hầm Biogas VACVINA a. Xác định thể tích Hầm phân huỷ Biogas: Tuỳ theo l−ợng gia súc chăn nuôi của các gia đình nhiều hay ít mà hầm phân huỷ cần đ−ợc thiết kế lớn hay nhỏ cho phù hợp. Tuy nhiên, thể tích của hầm phân huỷ Biogas đ−ợc tính toán dựa vào một số vấn đề cơ bản có liên quan, gồm: L−ợng chất thải từ nguồn gia súc chăn nuôi th−ờng xuyên của hộ gia đình; Thời gian l−u tối thiểu của chất thải; Độ pha loãng của chất thải khi đ−a vào hầm phân huỷ (Hàm l−ợng TS ),… Thể tích của hầm phân huỷ Biogas đ−ợc xác định theo công thức cơ bản sau đây: V = Vck + Vph (1) Trong đó: Vck là thể tích của phần chứa khí trong hầm. Vph là thể tích của phần chứa chất thải và n−ớc trong hầm. Vph = T x Vdm (2) Trong đó: T là thời gian l−u của chất thải trong hầm, có trị số: 45 - 50 ngày. Vdm là l−ợng n−ớc và chất thải nạp hàng ngày, tính bằng lit/ngày . Vck = hS và S là diện tích mặt bằng của hầm, tính bằng m 2; h là khoảng cách từ mặt d−ới của nắp sàn tới mặt n−ớc tĩnh trong hầm, tính bằng mét (m). Đối với trang trại nuôi heo, chất thải từ đàn heo đ−ợc đ−a vào hầm phân huỷ là chủ yếu. Công thức tính l−ợng n−ớc và chất thải nạp hàng ngày Vdm đ−ợc xác định nh− sau: Vdm = (w + nL)T (3) trong đó: w = l−ợng n−ớc (tính bằng lit) để pha loãng l−ợng phân từ n con heo với chất thải trung bình của mỗi con trong một ngày là L (tính bằng lit/ngày) 5 Với độ pha loãng tối −u là 1:5 (một phần phân: 5 phần n−ớc) Thay w = 5nL thì từ (1), (2) và (3) suy ra: V= Vck + (5nL + nL)T = Vck + 6nLT Cuối cùng: V= Vck + 6nLT (3) là công thức để tính Thể tích hầm Biogas cho các trang trại nuôi heo. Trong đó: n là l−ợng heo nuôi th−ờng xuyên trong gia đình (con). L là l−ợng chất thải bình quân mỗi ngày từ 1 con heo (lit/con.ngày). T là thời gian l−u (ngày). b. Chuẩn bị vật liệu Khối l−ợng vật t− để xây dựng một hầm Biogas VACVINA thể tích 7m3 bao gồm: STT Hạng mục Đơn vị tính Khối l−ợng 1 Gạch đặc loại A viên 1.400 2 Xi măng kg 600 3 Cát vàng m3 1,5 4 Sỏi m3 0.5 5 Thép xây dựng (φ 8) kg 30 6 ống nối bằng kẽm cái 1 7 ống nhựa PVC (φ 21) m 4 8 Van, cút cái 15 9 ống dẫn gas bằng nhựa mềm (φ21) m 15 10 ống nhựa PVC (φ110) m 1 11 Túi dự trữ gas cái 2 12 Siphông cái 2 13 Bếp Biogas cái 2 14 Keo dán nhựa, băng keo (cao su non) 15 Cuốc, xẻng, dao xây, bay, bàn xoa, level.... c. Quy trình xây dựng vμ lắp đặt thiết bị: I. Xây dựng hầm phân huỷ 1. Đμo hố: • Xác định vị trí xây dựng hầm: 6 Tuỳ theo địa hình của mỗi gia đình, hầm có vị trí linh hoạt để đảm bảo thích hợp nhất cho mỗi khu vực chăn nuôi. Do vậy hầm có thể bố trí bên cạnh chuồng hoặc ngay d−ới nền chuồng trại; hình dạng của hầm cũng có thể đ−ợc thiết kế linh hoạt theo địa hình. • Đào hố: Sau khi xác định xong vị trí xây dựng hầm, tiến hành đào hố. Các kích th−ớc của hố cần đ−ợc đào rộng hơn để việc thi công đ−ợc thuận lợi. Các kích th−ớc của hầm tuỳ thuộc vào địa hình cụ thể nơi xây dựng hầm. Tuy nhiên để vịệc đầu t− xây dựng và vận hành tốt nhất ở quy mô hộ gia đình cần l−u ý các kích th−ớc sau: Sâu tối đa 3,0m; Rộng từ 1,5m – 2m còn chiều dài tuỳ thuộc vào thể tích thiết kế. Chú ý: Khi đμo hố ở những nơi mực n−ớc ngầm cao thì phải tạo hố thu n−ớc ngầm để thi công phần đáy. (Hình 1) Hố thu n−ớc ngầm Hình 1: Hố thu ng−ớc ngầm 2. Đổ nền: Sau khi đào hố với kích th−ớc xác định, tiến hành thi công phần nền đáy theo các b−ớc sau: - Dùng gạch phồng hoặc đá (4 x 6cm) lát một lớp dầy 15cm, đầm kỹ. - Trải 1 lớp sỏi hoặc đá dăm (2 x 3cm). - Đổ một lớp vữa bê tông (tỉ lệ 1 xi măng : 2 cát vàng : 3 đá) dày 5cm Chú ý: - Tại những vùng đất yếu, lớp vữa Bê tông đáy cần đ−ợc tăng c−ờng một l−ới cốt thép φ8/a = 20cm. - Nếu nền hầm có nhiều n−ớc ngầm cần hút n−ớc liên tục trong quá trìnhh thi công. Có thể dùng ni- lông lót đáy chống n−ớc ngầm. 3. Xây thμnh bể: Sau khi nền bể đã đ−ợc thi công hoàn chỉnh, tiến hành xây thành bể. Thành bể đ−ợc xây theo quy phạm t−ờng 10 (t−ờng có độ dầy 1 viên gạch). T−ờng đ−ợc xây bằng gạch đặc loại A với vữa xi măng cát 7 30 cm Vị trí lắp thiết bị đầu vào Hình 2: Đổ nền hầm Vị trí lắp thiết bị đầu ra 30 cm Lớp vữa bê tông với tỉ lệ pha trộn 1:4 (1 xi măng : 4 cát) Chú ý: Chừa các các lỗ kỹ thuật theo vị trí thiết kế để sau nμy lắp đặt các hệ thống đầu vμo, đầu ra (Hình 3). + Vị trí lắp thiết bị đầu vμo nằm ngay sát mép trên của bể, có kích th−ớc cao 30 cm rộng 25 cm, có thể đặt ở nhiều vị trí khác nhau + Vị trí lắp thiết bị đầu ra nằm cách mép trên của bể 30cm, khi xây để sẵm một lỗ có kích th−ớc cao 30 cm rộng 25 cm. Hình 3: Vị trí lắp đặt hệ thống đầu vμo, đầu ra 4. Trát chống thấm, Đánh mμu: Công việc trát giữ vai trò quyết định trong việc đảm bảo cho công trình kín n−ớc và kín khí lâu dài. Chủ yếu là trát ở mặt trong của công trình. Vữa trát dùng cát vàng, sạch, trộn kỹ với xi măng theo tỷ lệ 1:3 (Tức là 1 xi-măng- 3 cát). Yêu cầu chung đối với việc trát là phải đảm bảo độ dày đồng đều, lớp trát đ−ợc miết chặt, các góc cạnh phải bo tròn, theo trình tự sau đây: - Cọ rửa sạch mặt t−ờng tr−ớc khi trát, nếu t−ờng bẩn. - Sau khi trát lớp vữa 1 cm và đợi cho lớp vữa này khô một chút thì dùng bàn xoa, xoa thật kỹ. - Sau 1-2 giờ chờ cho lớp vữa trên đủ khô lại trát tiếp lớp thứ 2 t−ơng tự nh− trên, rồi đánh màu bằng xi-măng nguyên chất. Chú ý: Khi trát để chừa lại phía mép trên của thành bể khoảng 5cm để sau khi đổ bê tông mặt hầm sẽ trát tiếp phần tiếp giáp giữa thành bể và mặt bê tông (trát bo góc trên của thành bể) đảm bảo kín khí cho công trình (H.4). 5. Đổ bê tông cốt thép cho nắp hầm: Sau khi đã xây xong thành bể, trát chống thấm, đánh màu xong, tiến hành đổ bê tông cốt thép cho nắp bể. Vì nắp bể có nhiệm vụ đậy cho bể kín khí đồng thời còn để sử dụng làm nền chuồng trại chăn nuôi gia súc ở trên hầm. Do đó lớp bê tông cốt thép làm nắp hầm có độ dày 10 cm, dạng 8 Hình 4: Trát chống thấm Hình 5: Lắp hệ thống cốp-pha đổ nắp hầm 5cm Lớp vữa trát phẳng, đổ liền khối tại chỗ (tuyệt đối không dùng các cấu kiện bê tông đúc sẵn). Do đó công tác chuẩn bị cũng nh− tiến độ và kỹ thuật thi công cần đ−ợc thực hiện giống nh− đối với việc đổ bê tông sàn nhà ở dân dụng (H. 5). Các b−ớc tiến hành nh− sau : 5.1 Ghép cốt pha để đổ bê tông nắp hầm: Hệ thống cốt pha lắp đặt phải đảm bảo chắc chắn, đúng kỹ thuật (Có hệ thống chống đỡ bên d−ới các tấm cốt pha). 5.2 Xác định vị trí và tạo cửa thăm (lỗ kỹ thuật) khi đổ bê tông nắp hầm: Cửa thăm có kích th−ớc 50cm x 50cm đ−ợc hình thành tr−ớc khi đổ bê tông nhờ một khuôn bằng gỗ hình chóp cụt ng−ợc (hình nêm) có kích th−ớc đáy trên 50cm và đáy d−ới 45cm và có chiều cao 10cm (H. 6). 45cm45cm 45cm 10cm 50cm Hình 6: Khuôn gỗ tạo cửa thăm Cửa thăm có vai trò: - Là lối lên xuống để lấy cốt pha và hệ thống chống đỡ khi lớp bê-tông của nắp hầm đủ độ cứng theo quy định và là lối xuống hầm để hoàn thiện việc lắp đặt các thiết bị (đầu vào, đầu ra, ống thu gas...). - Là nơi thu cặn bã lắng đọng sau nhiều năm từ trong hầm Biogas (th−ờng từ 7 - 10 năm) Vị trí của cửa thăm trên bề mặt hầm phải đ−ợc xác định để thuận tiện sử dụng và không ảnh h−ởng đến các hoạt động chăn nuôi sau này. 5.3. Chuẩn bị cốt thép và buộc cốt thép: Thép xây dựng bố trí tại nắp hầm là loại thép φ8 đ−ợc đan với mật độ 15cm x 15cm và có móc cả 2 đầu (hình 7). Đối với nắp hầm có diện tích lớn, có chiều rộng v−ợt quá 2,5m thì việc tính toán và bố trí cốt thép cần có t− vấn của kỹ s− xây dựng. 9 Hình 7: Chuẩn bị cốt thép và buộc cốt thép Chú ý: Xung quanh lỗ kỹ thuật cũng cần đặt thêm các thanh thép làm cốt thép bổ xung và cốt thép tăng c−ờng. 5.4. Phối trộn Bê-tông, mác B200 (tỷ lệ pha trộn 1 ximăng : 2 cát : 3 sỏi) 5.5 Đổ Bê- tông, với độ dày 10 cm (khi tiến hành đổ nên cắt 2,3 chiếc cữ có độ dày 10cm chiếc cữ này có mục đích để ta đổ Bê tông đ−ợc dày đều). Chú ý đặt luôn ống thu gas trong khi đổ. ống thu gas bằng sắt Ф21, đ−ợc đặt ở vị trí kín đáo không làm v−ớng vùng không gian chăn nuôi sau này. 5.6. Đầm và bảo d−ỡng bê-tông. 5.7. Đổ nắp kỹ thuật: Sau khi đổ nắp bể đ−ợc 2 - 3 giờ, mặt bê tông đã định hình, tiến hành tháo khuôn gỗ tạo cửa thăm, sửa sang và miết phẳng cạnh bê tông. Sau đó lót giấy xi-măng, đ−a cốt thép nắp kỹ thuật vào và tiến hành đổ với độ dầy bê tông 5cm. Nắp kỹ thuật có kích th−ớc mặt trên là: 50cm x 50cm và mặt d−ới là 45cmx45cm. Sử dụng thép xây dựng φ8/ a= 10cm, có móc 2 đầu. Chú ý trong quá trình đan cốt thép cần bố trí thêm 2 quai xách bằng thép φ10 để sau này việc mở nắp kỹ thuật đ−ợc tiến hành thuận lợi. 6. Đổ bê tông cốt thép cho bệ bếp: Bệ bếp là nơi đặt bếp ga đun nấu của gia đình. Vì thế để thuận tiện cho qua trình lắp đặt bếp sau này, khi đổ bê tông mặt bể ta tiến hành đổ luôn bệt bếp. Bệ bếp có kích th−ớc 60cm x 120cm, đổ bê tông cốt thép dầy 6 - 8cm. Thép sử dụng là thép xây dựng φ8 có móc 2 đầu, đan sắt với khẩu độ 20cm x 20cm 60 cm 120 cm 50 cm Chú ý: Để 2 lỗ có đ−ờng kính φ27 cách nhau 45 - 50cm, cách thμnh bệ bếp 10cm để lắp đặt đ−ờng ống dẫn ga (H. 8). Hình 8: Mặt bằng bệ bếp II. Lắp đặt thiết bị Sau khi đổ bê tông nắp bể, nắp kỹ thuật và bệ bếp xong, chế độ bảo d−ỡng bê-tông cần đ−ợc tiến hành theo quy định, nhất là bê tông đ−ợc đổ trong thời gian có thời tiết nóng cao nh− mùa hè. Sau 7 ngày bê tông đông cứng ta có thể tháo cốt pha và tiến hành lắp đặt (Tuy nhiên, vì lúc này bê-tông ch−a đạt tới c−ờng độ làm việc nên tránh việc chất tải lên nắp hầm). 1. Lắp đặt thiết bị đầu vμo. 10 Đầu vào của hầm phân huỷ là một hố lắng có gắn hệ thống si phông để thu gom chất thải từ khu vực chuồng trại và dẫn chất thải vào hầm phân huỷ (Hình 9). Trong quá trình dẫn chất thải vào hầm, việc rơi tự do của chất thải vào hầm làm cho lớp váng trong hầm không có điều kiện hình thành và phát triển vì quá trình này xảy ra liên tục và th−ờng xuyên hàng ngày. • Hố lắng th−ờng đ−ợc bố trí tại góc chuồng trại, cạnh hầm phân huỷ. Thông th−ờng hố lắng có kích th−ớc: rộng 0,2m x dài 0,4m x sâu 0,3m. • Hệ thống ống si phông (haycòn gọi là cút con thỏ, đuôi mèo) dẫn chất thải vào hầm phân huỷ đ−ợc làm bằng sành, có hình dấu ngã (Hình 9). Số l−ợng ống si- phông tuỳ thuộc vào quy mô xây dựng hầm phân huỷ, thông th−ờng từ 2 - 3 ống cho một hầm. Ngoài ra hệ thống đầu vào còn bao gồm cả si -phông đã đ−ợc cấu tạo sẵn trong các bệ xí bệt hoặc xí xổm. Si-phông ống si phông bằng sành Hình 9: Hệ thống đầu vμo Cách lắp đặt: Vì ống si phông vừa lμ nơi dẫn chất thải vμo hầm phân huỷ vừa đóng vai trò lμ một van n−ớc không cho khí thoát ra ngoμi, nên khi lắp đặt cần chú ý “vị trí đặt đúng” của ống. Đặt ống si phông vμo vị trí lắp đặt thiết bị đầu vμo, nghiêng ống si phông khoảng 30 độ, đổ n−ớc vμo cho đến khi n−ớc đầy lên miệng ống, đồng thời nuớc bắt đầu chảy ra ở đầu kia của ống (ở vị trí nμy ống si phông đ−ợc coi lμ “vị trí đúng”-H. 9), sau đó tiến hμnh chèn chặt vμ trát kín. Tiếp theo đó ta tiến hμnh xây hố lắng. Hố lắng đ−ợc xây dựng với mục đích dồn tất cả các loại chất thải động vật về phía hố tr−ớc khi nạp xuống hầm ủ qua hệ thống si- phông. Tại đây có thể đặt một l−ới cản rác, không cho rác vμo hầm. Chú ý: Không đ−ợc đặt ống si phông tr−ớc khi đổ bê tông mặt bể. 2. Lắp đặt thiết bị đầu ra Sau khi lắp đặt thiết bị đầu vào, tiến hành lắp thiết bị đầu ra. Thiết bị đầu ra gồm 1 ống xả và 1 hố chứa bã thải * ống xả có vai trò dẫn bã thải (d−ới dạng dịch thải) từ hầm phân huỷ ra ngoài hố chứa bã thải và ấn định mực n−ớc tĩnh trong hầm. ống xả là một ống làm bằng vật liệu PVC, có đ−ờng kính 110 - 150mm, dài 80 - 100cm, một cạnh dài bằng 1/3 độ sâu của phần dịch phân huỷ (Hình 10). 11 Vị trí đặt ống xả: ống xả đặt ở vị trí có cốt thấp hơn đầu vào, cách mặt d−ới của nắp sàn bê tông 40cm. ống xả đ−ợc đặt nghiêng 450, một đầu của ống xả đặt chìm sâu d−ới mặt n−ớc tĩnh trong hầm phân huỷ và có độ sâu bằng 1/3 độ sâu của dịch phân huỷ. (Ví dụ: nếu phần chứa dịch phân huỷ có độ sâu là 1,65m thì một đầu của ống xả phải đặt chìm 45cm). * Hố chứa bã thải: Tuỳ thuộc vào việc sử dụng của mỗi gia đình mà hố chứa bã thải đ−ợc xây dựng với thể tích khác nhau ở ngay cửa đầu ra. Tuy nhiên để đảm bảo hầm phân huỷ hoạt động bình th−ờng thì mực n−ớc trong hố chứa bã thải phải đ−ợc đảm bảo th−ờng xuyên bằng hoặc thấp hơn miệng ống xả từ hầm phân huỷ. Hình 10: Cấu tạo đầu ra của hầm phân huỷ Sau khi lắp đặt hệ thống đầu vào (inlet) đầu ra (outlet), tiến hành lắp đặt hệ thống ống dẫn và túi dự trữ khí. Hệ thống ống dẫn khí đ−ợc nối với ống thu khí gas đ−ợc gắn sẵn trong quá trình đổ bê tông nắp hầm có nhiệm vụ dẫn khí đến hệ thống túi dự trữ và dẫn đến bếp đun. Chú ý: Tr−ớc khi nối ống dẫn khí vμo ống thu gas ở hầm phân huỷ, cần đảm bảo ống thu gas đã thông hoμn toμn bằng cách dùng 1 cây sắt Ф6 xuyên qua ống thu gas. 3. Lắp đặt Van an toμn Van an toàn có nhiệm vụ ổn định áp xuất gas luôn ở mức 5cm cột n−ớc cho toàn bộ hệ thống. Van an toàn đ−ợc cấu tạo từ một chai nhựa trong có thể tích từ 1 - 1,5 lít, 1 cút chữ T Ф21 và 1 ống nhựa tiền phong Ф21. Đục 1 lỗ đ−ờng kính từ 1,5 - 2cm phía d−ới cổ chai. Tạo một chi tiết nối chữ T bằng vật liệu PVC có phần đuôi dài từ 25 - 30cm cắm sâu vào trong chai, hai đầu còn lại đ−ợc nối với đ−ờng ống dẫn gas (Hình 11) 12 Vận hμnh: đổ n−ớc vào trong chai sao cho ngập ống 5cm. Đánh dấu mức 5cm ống ngập trên thành chai để bổ sung n−ớc khi cần. Khi áp suất gas trong toàn bộ hệ thống v−ợt quá 5cm cột n−ớc, khí sẽ tự sục n−ớc thoát ra ngoài qua lỗ nhỏ gần miệng chai Vị trí lắp đặt: Van an toàn nên đặt ở vị trí thông thoáng, dễ nhìn thuận lợi cho công tác chăm sóc sau này. Hình 11: Van an toμn 5cm Nối vào đ−ờng ống dẫn ga Chú ý: Thuờng xuyên phải kiểm tra đủ n−ớc. Nếu thấy n−ớc thấp hơn mức 5cm (đã đánh dấu) thì phải bổ sung n−ớc ngay vào van an toàn này. Tránh tình trạng n−ớc ở trong chai cạn làm gas bị thất thoát ra ngoài. 4. Lắp đặt hệ thống túi dự trữ gas Hệ thống túi dự trữ gas có nhiệm vụ thu và l−u trữ gas từ hầm phân huỷ để sử dụng vào việc đun nấu. Hệ thống túi dự trữ ga này sẽ đ−ợc bố trí trên nóc chuồng trại chăn nuôi hoặc tại một vị trí nào đó sao cho nó không ảnh h−ởng hoặc không bị ảnh h−ởng tới các hoạt động khác. Để một gia đình có thể sử dụng ga đun nấu trong thời gian 4-5 giờ một ngày thì thông th−ờng số túi dự trữ gas cho một hệ thống là từ 2 - 3 túi. Mỗi túi đ−ợc cấu tạo từ 2 lớp túi chất dẻo hình ống có độ dầy từ 20 - 24μc, dài 3,4m, đ−ờng kính khi căng hết cỡ là 93cm và mỗi túi có thể chứa đ−ợc ~1,8 m3 khí sinh học. Thông th−ờng một đầu túi đ−ợc buộc kín, một đầu túi đ−ợc thông với đ−ờng ống dẫn khí bằng 1 ống nhựa Ф21. Cách lắp đặt: - Lồng 2 lớp túi vào với nhau sao cho không còn không khí giữa 2 lớp túi. - Kỹ thuật buộc túi: Để túi căng đều khi chứa khí sau này, hai đầu túi đ−ợc gấp theo hình giẻ quạt từ hai mép túi vào giữa (Phần này sẽ đ−ợc h−ớng dẫn kỹ ở Phần thực hành ngoài hiện tr−ờng). Sau đó lấy dây chun quấn chặt từ trong ra ngoài cho thật kín. - Với đầu túi thông với đ−ờng ống dẫn khí, thì tr−ớc khi gập túi, đặt 1 đoạn ống nhựa Ф21 dài 30cm vào giữa túi và giữa 2 lớp nilong. Khi buộc chú ý để ống bên trong dài ra khoảng 3 - 5cm. Vị trí lắp đặt túi dự trữ: Yêu cầu phải đ−ợc treo gọn gàng, không cản trở và ảnh h−ởng đến các hoạt động khác, đồng thời đảm bảo tiện lợi khi sử dụng. Thông th−ờng túi đ−ợc treo trên nóc bếp hoặc nóc chuồng trại và gần khu vực bếp nấu (Hình 12). Hình 12: Túi dự trữ gas sinh học 13 Vận hμnh: Mỗi lần sử dụng ga để đun nấu có thể dùng một sợi dây chun (dây săm ô tô, xe máy...) buộc thắt ngang qua túi nhằm tạo cho gas có áp xuất ổn định trong quá trình sử dụng. Khi sử dụng xong lại bỏ dây xăm ra để khí sinh học có thể dự trữ tốt hơn tại đây. 5. Lắp đặt bếp Biogas Bếp Biogas VACVINA đ−ợc thiết kế đơn giản, dễ vận hành sử dụng (Hình 12). Bếp đ−ợc đúc bằng gang với hệ thống phân nhiệt bằng đồng thiết kế theo mẫu hệ thống phân nhiệt của bếp gas công nghiệp có nhiều −u điểm và rẻ tiền. Việc lắp đặt bếp gas là công đoạn cuối cùng sau khi hoàn thành việc lắp đặt các thiết bị và hệ thống ống dẫn khí. Thông th−ờng để việc sử dụng gas đ−ợc thuận lợi thì bếp đ−ợc lắp đặt trên bệ bếp có độ cao phù hợp. Bệ bếp đ−ợc đúc sẵn nh− trong phần I - 6 Bếp khí sinh học Biogas đ−ợc nối với đ−ờng ống dẫn khí thông qua một van bi bằng đồng đảm bảo kín khí khi đóng. Để đảm bảo lắp đặt bếp mỹ thuật, nên đặt khoá van ở phía d−ới bệ bếp nh− hình 13 Hình 13: Cách lắp bếp khí sinh học khoá ống thép xuyên qua bệ bếp * Chú ý: Để đảm bảo an toàn và thuận tiện khi vận hành và sử dụng cần lắp một van khoá tổng ở độ cao thích hợp gần bệ bếp. Van này luôn khoá và chỉ đ−ợc mở khi sử dụng bếp đun nấu. III. Lấp đất xung quanh hầm: SAu khi hoàn thành việc lắp đặt toàn bộ các thiết bị thì việc san lấp đất quanh hầm cần đ−ợc tiến hành gọn gàng. Nên dùng cát lấp quanh hầm, sau đó t−ới n−ớc cho cát dồn đều xuống rồi đầm chặt lớp đất quanh hầm. C. Những chú ý khi vận hμnh sử dụng vμ bảo d−ỡng hầm Biogas VACVINA cải tiến Tr−ớc khi đ−a hầm vào vận hành sử dụng, cần rửa sạch vôi vữa trong hầm phân huỷ; kiểm tra lại toàn bộ hệ thống để đảm bảo chắc chắn không bị hở, rò rỉ. I. Nạp nguyên liệu: Hầm Biogas VACVINA đ−ợc thiết kế nhằm mục tiêu giải quyết tình trạng ô nhiễm môi tr−ờng do chất thải động vật do chăn nuôi gây ra, đồng thời tạo nguồn chất đốt dồi dào phục vụ sinh hoạt hàng ngày. Do đó nguồn nguyên liệu chủ yếu là phân gia súc, gia cầm và phân ng−ời. 14 1. Nạp nguyên liệu lần đầu: Để hầm Biogas có thể mau chóng đ−a vào sử dụng, cần chuẩn bị ngay một l−ợng từ 700 - 800kg phân t−ơi làm nguyên liệu ban đầu. L−ợng phân này đ−ợc nạp vào hầm cùng với l−ợng n−ớc đ−ợc đổ đầy hầm (n−ớc bắt đầu chảy ra ngoài hố chứa bã thải). 2. Nạp nguyên liệu th−ờng xuyên hμng ngμy: Để duy trì hoạt động của hầm Biogas lâu dài ổn định hàng ngày cần phải nạp thêm một l−ợng nguyên liệu bổ sung vào hầm. Nguyên liệu bổ sung hàng ngày trong quá trình sử dụng chính là l−ợng phân từ chuồng trại và từ hố xí trực tiếp chảy thẳng vào hầm. Cùng với l−ợng nguyên liệu nói trên là l−ợng n−ớc cũng đ−ợc bổ sung sao cho tỉ lệ giữa phân và n−ớc là 1 : 5 (nghĩa là 1 phân : 5 n−ớc). Nếu l−ợng n−ớc đ−a vào hầm quá tỉ lệ nói trên thì l−ợng phân có mặt trong hầm ch−a kịp phân huỷ hết đã bị đẩy ra ngoài. Nh− vậy hiệu quả phân huỷ thấp, l−ợng gas sinh ra ít và việc xử lý về mặt môi tr−ờng ch−a triệt để, phân vẫn vòn mùi hôi thối và vẫn còn tồn tại các loại ký sinh trung gây bệnh. Do đó trong tr−ờng hợp dùng n−ớc tắm cho gia súc vào những ng