M 2: N−ớc thải tổng hợp tr−ớc khi thải ra môi tr−ờng xung quanh.
Kết quả nghiên cứu và thảo luận.
4.6. Các mô hình trình diễn:
4.6.1. Thiết bị sản xuất khí sinh học.
• Lựa chọn thiết bị .
Có rất nhiều loại thiết bị sản xuất khí sinh học đã đ−ợc phổ biến ở n−ớc ta hiện nay (xem phụ lục 2):
- Thiết bị bằng túi chất dẻo do các tổ chức thuộc Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn phổ biến.
Ưu điểm: Rẻ tiền (~500.000đ/ công trình), dễ lắp đặt.
Nh−ợc điểm: Tuổi thọ ngắn, không đảm bảo nhiệt độ tối −u về mùa đông.
- Thiết bị hình trụ nắp cố định vòm cầu bằng com-po-dit của Trung tâm hỗ trợ phát triển nông thôn.
Ưu điểm: Dễ thi công xây dựng
Nh−ợc điểm: Nắp compodit phải mua tại x−ởng chế tạo sẵn nên không chủ động, nắp cồng kềnh nên khó vận chuyển dẫn đến giá thành cao và khi có sự cố thì khó mở nắp để sửa chữa công trình.
- Thiết bị vòm cầu xây bằng gạch nắp cố định của Viện Năng l−ợng.
Qua quá trình ứng dụng vào thực tế, thiết bị vòm cầu xây bằng gạch nắp cố định tỏ ra −u việt hơn cả vì những lý do kinh tế và kỹ thuật sau đây:
ắ Sử dụng dạng vòm cầu cho phép tiết kiệm đ−ợc vật liệu tới mức tối đa vì cùng một thể tích thì diện tích bề mặt khối cầu là nhỏ nhất và chịu lực khoẻ nhất nên bề dày của t−ờng giảm tới mức tối thiểu (gạch đ−ợc xây nghiêng). Ngoài ra chỉ sử dụng các vật liệu thông th−ờng, sẵn có, hạn chế dùng sắt thép tới mức tối đa nên giá thành hạ.
ắ Bề mặt giữ khí là vòm cầu có diện tích nhỏ nhất và liên tục, không có góc cạnh nên dễ đảm bảo kín khí và tránh đ−ợc sự rạn nứt về sau.
ắ Bề mặt của thiết bị đ−ợc thu lại, đ−ợc đặt ngầm d−ới đất, các phần lộ trên mặt đất đ−ợc thu hẹp nên hạn chế đ−ợc sự trao đổi nhiệt giữa dịch phân huỷ và môi tr−ờng xung quanh. Nhờ giữ nhiệt độ ổn định nên thiết bị đạt năng suất cao và ít chịu ảnh h−ởng của thời tiết lạnh về mùa đông.
• H−ớng dẫn vận hành thiết bị khí sinh học nắp cố định.
(Bản h−ớng dẫn của Phòng Khí sinh học - Viện Năng l−ợng)
8. Yêu cầu về nguyên liệu nạp.
c) L−ợng nguyên liệu cần nạp là 10kg/ngày/m3phân huỷ. d) Thành phần nguyên liệu:
- Các loại phân động vật hoặc phân ng−ời (dạng t−ơi) không lẫn đất cát hoặc rác khó phân hủy.
- Các loại cây xanh (bèo, cây đậu, lạc, rơm rạ, lá rau...) đ−ợc bỏ rễ và băm nhỏ ủ tr−ớc với phân và t−ới ẩm từ 5 - 15 ngày tuỳ thời tiết (trời lạnh phải ủ lâu hơn).
9. Nạp nguyên liệu
i) Kiểm tra áp kế nạp vào lúc áp kế chỉ 10 - 20 cm cột n−ớc. j) Bịt miệng ống lối vào ở đáy bể nạp lại.
k) Đổ nguyên liệu vào bể nạp.
l) Đổ thêm n−ớc theo tỷ lệ: 1lít n−ớc / kg nguyên liệu. Nếu bể phân huỷ nối với hố xí cần kể tới cả l−ợng n−ớc dội hố xí để bảo đảm tỷ lệ n−ớc/ nguyên liệu đã qui định.
m) Trộn đều, đánh tan các cục phân, vớt bỏ rác.
n) Nhấc nắp đậy miệng ống lối vào cho nguyên liệu chảy ào xuống bể phân huỷ.
o) Dùng sào khuấy trộn nguyên liệu mới nạp qua ống lối vào khoảng 5 - 10 phút bằng cách kéo sào lên xuống.
p) Lấy hết lắng cặn ở đáy bể nạp đi.
10.Lấy bớt dịch đã phân huỷ đi.
c) Hằng ngày phải múc dịch đã phân huỷ ở bể điều áp.
d) L−ợng dịch múc đi bằng thể tích l−ợng n−ớc cộng nguyên liệu bổ
sung hàng ngày, đảm bảo sao cho khi áp suất khí bằng không, mực
chất lỏng rút ngang đáy bể điều áp.
11.Sử dụng khí.
c) Bếp
- Đóng hết cửa điều chỉnh không khí - Châm lửa đ−a lại gần các lỗ đốt - Mở hết van khí
- Đặt nồi lên bếp
- Điều chỉnh van khí và cửa không khí sao cho khí cháy tạo thành tiếng sì sì, ngọn lửa xanh đều, không có ánh vàng và cao khoảng 25 - 30 cm, đầu ngọn lửa chạm đáy nồi, không để ngọn lửa trùm ra ngoài đáy nồi, chế độ cháy nh− vậy đạt hiệu suất cao nhất. d) Đèn
- Lắp mạng vào đèn sao cho mạng phồng đều thành một quả cầu rỗng. Châm lửa đ−a lại cạnh mạng, tránh đ−a phía d−ới vì khói làm
- Mở van khí để cho mạng bốc cháy nóng tới khi sáng trắng, điều chỉnh van khí và không khí sao cho đèn đạt độ sáng tốt nhất, không còn ngọn lửa ở ngoài mạng.
- Mạng sau khi đã đốt trở nên dễ rách. Tránh rung động, va chạm mạnh có thể làm rụng hoặc rách mạng.
12.Sử dụng bã thải.
c) Bã thải lỏng có thể múc t−ới cây hoặc đổ vào ao nuôi cá.
d) Để chế biến phân khô, chứa bã lỏng vào một hố ủ, cho thêm chất độn nh− rơm rác, cỏ, bèo, lá cây...và che m−a nắng, hạn chế tổn thất đạm.
13.Bảo quản và chăm sóc.
h) Luôn luôn giữ ẩm lớp đất sét ở nắp bể phân huỷ bằng một lớp n−ớc sạch ở phía trên. Th−ờng xuyên theo dõi để phát hiện chỗ xì khí, nếu có phải xử lý kịp thời.
i) Không cho n−ớc xà phòng, các loại thuốc trừ sâu, thuốc khử trùng hoặc các loại kháng sinh chảy vào bể phân huỷ.
j) Không nạp quá nhiều nguyên liệu một lúc (3- 4 lần l−ợng nạp hằng ngày)
k) Không nạp quá nhiều n−ớc (tỷ lệ 1- 1,5 lít n−ớc cho 1kg phân) l) Th−ờng xuyên giữ cho bếp, đèn sạch sẽ, không bị tắc.
m) Ngọn lửa cháy chập chờn, cột n−ớc ở áp kế không ổn định là đ−ờng ống bị tắc vì đọng n−ớc, cần dốc cho n−ớc thoát ng−ợc lại bể phân huỷ.
n) Chỉ sửa chữa đ−ờng ống khi áp suất khí thấp.
14.Bảo đảm an toàn
c) Phòng chống cháy nổ: hỗn hợp khí sinh học và không khí có thể nổ. Để phòng nổ cần chú ý:
- Không đốt trực tiếp ở đầu ống dẫn khí. Khi khí bị thoát ra không khí do đ−ờng dẫn khí hoặc van khí bị hở (phát hiện khi ngửi thấy mùi hăng) cần tránh đ−a ngọn lửa tới gần nơi có khí thoát ra. Nhanh chóng tìm nơi hở để khắc phục. Quạt thông khí cho khí thoát ra phân tán vào không gian.
- Khi châm bếp, đèn, phải đảm bảo đ−a lửa tới gần mặt bếp hoặc mạng đèn mới mở van khí. Nếu làm ng−ợc lại khí sẽ lan toả trong không khí và bùng cháy khi gặp lửa, có thể dẫn tới hoả hoạn hoặc bỏng.
d) Phòng chống ngạt.
Khí sinh học không duy trì sự sống nên có thể gây ngạt. Khi sửa chữa, làm vệ sinh bể chính cần mở nắp: đợi cho khí thoat hết ra, lấy dịch phân huỷ ra khỏi bể, quạt thông gió cho thoáng rồi mới đ−a ng−ời xuống bể xử lý. Đảm bảo có thể cấp cứu đ−a ng−ời trong bể ra ngoài nhanh chóng nếu bị ngạt.
• Mô hình thí nghiệm sản xuất khí sinh học và tận dụng bã thải KSH tại làng nghề Cao Xá Hạ.
- D−ới sự cộng tác giúp đỡ của các chuyên gia của Viện năng l−ợng, đề tài đã xây dựng mô hình trình diễn thí nghiệm sản xuất khí sinh học ở làng nghề Cao Xá Hạ. Mô hình đ−ợc xây tại gia đình Ông Trịnh Trung Thành là một cựu chiến binh thời chống Mỹ. Đặc điểm mô hình nh− sau:
ắ Thiết bị vòm cầu xây bằng gạch nắp cố định.
ắ Thể tích phân huỷ của thiết bị Vd = 7m3.
ắ Số nhân khẩu trong gia đình: 3 ng−ời.
ắ Số đầu lợn nuôi th−ờng xuyên: 20 - 30.
ắ Thiết bị xử lý toàn bộ l−ợng phân lợn, phân ng−ời thải ra hàng ngày. Dự tính l−ợng phân đ−a vào xử lý (1,4kg/đầu lợn x 25lợn) khoảng 35kg/ngày.
ắ Bã chảy ra từ bể điều áp đ−ợc thải trực tiếp ra một ao dung tích 100m3 với diện tích bề mặt là 100m2. D−ới ao thả cá trê phi, trên mặt ao nuôi bèo cái phục vụ chăn nuôi và làm sạch n−ớc.
Sơ đồ thí nghiệm sản xuất khí sinh học biểu diễn trên hình 6. Hình 6. Sơ đồ thí nghiệm sản xuất khí sinh học
Phân lợn, phân ng−ời
T−ới tiêu - Song song với việc vận hành mô hình thiết bị vòm cầu xây bằng gạch nắp
cố định, đề tài có theo dõi một thí nghiệm đối chứng tại thiết bị sản xuất khí sinh học do gia đình Ông Nguyễn Xuân Chiến tự xây. Đặc điểm công trình này nh− sau:
ắ Thiết bị xây hình trụ nắp cố định vòm cầu bằng com-po-dit.
ắ Xây theo kinh nghiệm và thiết kế tự s−u tầm.
ắ Thể tích phân huỷ của thiết bị Vd = 7m3.
ắ Số nhân khẩu trong gia đình: 5 ng−ời.
ắ Số đầu lợn hiện có : 10.
ắ Thiết bị xử lý toàn bộ l−ợng phân lợn, phân ng−ời thải ra hàng ngày. Dự tính l−ợng phân đ−a vào xử lý khoảng (1,4kg/đầu lợn x 10lợn)
Bể khí sinh học vòm cầu nắp cố định dung tích Vd= 7m3 Bể điều áp Ao sinh học nuôi cá, nuôi bèo cái
Theo đánh giá từ phía chuyên gia, thiết bị của gia đình Ông Chiến thiết kế theo kinh nghiệm chắp vá nên các thông số không ở mức tối −u và có một vài chi tiết sai quy cách.
4.6.2. chế biến phân hữu cơ từ chất thải.
• H−ớng dẫn chế biến phân hữu cơ từ phân lợn, phế thải nông nghiệp và làm nghề.
Phân lợn (còn gọi là phân chuồng) là loại phân hữu cơ quan trọng nhất đối với nông nghiệp và đặc biệt sẵn có ở làng nghề Cao Xá Hạ. Tùy theo điều kiện và yêu cầu cụ thể mà có nhiều cách chế biến phân chuồng. Mục đích chính của việc trộn ủ (chế biến) là làm thế nào để tăng số l−ợng và chất l−ợng của phân, làm cho phân mau mục, triệt đ−ợc các mầm bệnh tr−ớc khi đem sử dụng, hạn chế sự mất mát các chất dinh d−ỡng của phân trong quá trình ủ...
Hiện nay có ba cách ủ phân chuồng đ−ợc công nhận là thích hợp: (I. P. MAMCHENCOP [4])
1. ủ tơi hay còn gọi là ủ nóng:
Trong quá trình ủ đống phân luôn ở trạng thái tơi xốp, thoáng khí, do đó các vi sinh vật háo khí hoạt động rất mạnh làm cho nhiệt độ trong đống phân có lúc nóng lên đến 600C. Nhờ nhiệt độ cao nên các chất hữu cơ mau mục, phân chóng đ−ợc sử dụng, các mầm bệnh và hạt cỏ dại bị tiêu diệt. Cách ủ theo ph−ơng pháp này nh− sau:
- Chọn chỗ đất bằng phẳng, khô ráo, nện nền thật chặt để cho n−ớc phân không thấm xuống đất và mất đi, nếu có nền gạch hoặc ximăng càng tốt.
- Lót một lớp chất độn ở d−ới, tốt nhất là rơm rạ, cây cỏ, bèo tây đã đ−ợc cắt nhỏ và phơi cho bớt n−ớc. Sau đó đổ một lớp phân lợn, phân trâu bò hoặc các chất thải làm nghề nh− lông và phân chó...dày 20 - 30cm. Tiếp tục xếp lớp độn xen kẽ lớp phân nh−ng không nén chặt cho đến khi đống phân cao 1- 1,5 mét và rộng 2 - 3 mét là vừa, chiều dài đống phân tùy thuộc số l−ợng phân nhiều hay ít hoặc tùy nền đất. Mỗi lớp phân nên t−ới n−ớc cho vừa ẩm, t−ới bằng n−ớc giải hoặc n−ớc phân càng tốt, đảm bảo độ ẩm trong đống phân khoảng 60 - 75%.
- Trên cùng rắc một lớp đất bột mỏng. Phía trên đống phân nên làm mái che m−a để đỡ trôi phân và mất đạm. Khoảng 20 - 25 ngày sau khi ủ, đảo phân một lần rồi vun đống ủ lại, khi ủ lại cũng không nên nén chặt đống phân, đảo nhiều lần phân sẽ mau mục, nhanh đ−ợc sử dụng song l−ợng đạm cũng mất đi nhiều hơn.
Mục đích của ph−ơng pháp ủ chặt là nhằm hạn chế sự mất đạm và có thể để phân từ 4 - 6 tháng mới đem sử dụng.
Cách ủ này cũng t−ơng tự nh− cách ủ tơi, chỉ khác là nén chặt các lớp phân và các chất độn để tạo điều kiện yếm khí trong đống phân, đống phân ủ lớn hơn, cao hơn, có thể dùng ít chất độn hơn. Do điều kiện yếm khí nên đống phân ít nóng và do đó phân lâu hoai mục hơn ủ tơi. Cần chú ý mỗi lớp phân nên t−ới n−ớc cho vừa ẩm, trên mỗi đống nên cắm một số ống tre có dùi lỗ để định kỳ t−ới n−ớc vào ống tre cho thấm xuống các lớp phân. Cuối cùng phủ trên đống phân một lớp đất bột mỏng 5 - 10cm hoặc trát một lớp bùn mỏng và làm mái che lại.
ủ theo ph−ơng pháp này có thể ủ nổi hoặc ủ chìm. Để ủ chìm ng−ời ta đào một cái hố (hố lớn hoặc nhỏ, sâu hoặc nông là tùy l−ợng phân ta định ủ), nện chặt d−ới đáy và xung quanh, sau đó trộn ủ nh− trên.
3. ủ nửa tơi, nửa chặt:
Đây là cách ủ kết hợp giữa ủ tơi và ủ chặt. Thời gian đầu nên ủ tơi để phân mau mục, sau đó đảo phân lên và vun đống, nén chặt cho đỡ mất đạm trong quá trình ủ tiếp theo (ủ chặt).
ủ theo cách này, sau 2 - 3 tháng có thể đem phân ra bón ruộng đ−ợc. Trong mọi cách ủ nên ủ nơi râm mát, có mái che m−a nắng, xung quanh đống phân nên có rãnh và đào một cái hố bên cạnh để chứa n−ớc phân chảy ra (theo các rãnh), dùng n−ớc đó t−ới lại cho đống phân sẽ rất tốt).
Trong phân chuồng trộn ủ, chất lân so với đạm và kali có ít hơn; do đó
khi ủ nên trộn thêm phân lân vào để tăng l−ợng lân trong phân. Đồng thời trộn
nh− vậy đạm trong phân chuồng đỡ bị mất hơn và giúp cho một số vi sinh vật
hoạt động mạnh hơn, nhờ vậy nó phân giải chất hữu cơ nhanh hơn. L−ợng ủ từ
20 - 30kg supe lân với 1 tấn phân chuồng (tỷ lệ trộn 2- 3%).
• Mô hình cống rãnh hợp vệ sinh và trình diễn chế tạo phân hữu cơ từ cặn thải làng nghề Cao Xá Hạ.
Phần lớn chất thải chăn nuôi và làm nghề của làng Cao Xá Hạ không đ−ợc thu gom hoặc xử lý. Đề tài đã chọn một nhánh cống rãnh ô nhiễm điển hình để xây dựng trình diễn giúp bà con cảm nhận đ−ợc sự hợp lý của việc làm kín cống rãnh và thu gom chất thải.
• Một số đặc điểm các mẫu phân chế tạo từ cặn lắng n−ớc thải trên mô hình thí nghiệm.
Bảng 10. Thí nghiệm chế tạo phân hữu cơ từ cặn lắng n−ớc thải làng nghề Cao Xá Hạ. (Xem bản h−ớng dẫn sử dụng EM trang 40)
TT Mẫu Thành phần Thời gian ủ nóng Thời gian ủ nguội Hiện t−ợng ban đầu 1 Mẫu 1 -Cặn lắng: 75-80% -Bèo tây: 20-25% 10 50 Cặn lắng có mùi hôi thối nồng nặc, giòi bọ nhiều. 2 Mẫu 2 -Cặn lắng: 75-80% -Bèo tây: 20-25% -T−ới dung dịch EM thứ cấp 25% vào bể chứa phân
7 43 Mùi hôi thối giảm không đáng kể, giòi bọ còn nhiều. 3 Mẫu 3 -Cặn lắng: 75-80% -Bèo tây: 20-25% -T−ới dung dịch EM thứ cấp 25% vào bể lắng, rãnh thải,bể chứa phân
7 45 Mùi hôi thối ở rãnh thải, bể lắng, bể chứa giảm nhiều, giòi bọ còn ít. 4 Mẫu 4 -Cặn lắng: 75-80% Bèo tây: 20-25% -T−ới dung dịch EM thứ cấp 25% vào rãnh thải, bể lắng -Rắc 2 lớp bột bokashi vào bể chứa phân
7 30 Mùi hôi thối còn không đáng kể, giòi bọ rất ít. 5 Mẫu 5 -Cặn lắng: 72,5- 77,5% -Bèo tây: 20-25% -Supe lân: 2,5% -T−ới dung dịch EM thứ cấp 25% vào rãnh thải, bể lắng, bể chứa phân
Mùi hôi thối còn không đáng kể, giòi bọ ít.
6 Mẫu 6 -Cặn lắng: 50-55% -Bèo tây: 20-25% -Đất bột: 25% -T−ới dung dịch EM thứ cấp 25% vào rãnh thải, bể lắng, bể chứa phân
7 13 Mùi hôi thối còn không đáng kể, giòi bọ ít
4.6.3. ứng dụng công nghệ em trong xử lý n−ớc thải và chế tạo phân hữu cơ.
• Giới thiệu về vi sinh vật hữu hiệu EM (Effective Microoganims).
Theo Tr−ờng ĐHNN 1 Hà Nội, 2001 [10], Vi sinh vật hữu hiệu EM là tập hợp các loài vi sinh vật có ích (vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, xạ khuẩn, nấm mốc) sống cộng sinh trong cùng môi tr−ờng. Có thể áp dụng chúng nh− là một chất nhằm tăng c−ờng tính đa dạng vi sinh vật đất, bổ
