e. RÁC XÂY DỰNG
4.2.2.2 Lựa chọn và thiết kế hầm Biogas
Các tiêu chí để xây dựng hầm biogas
Người dân muốn xây dựng một hầm biogas phải cĩ ít nhất 4 con bị hoặc 1 con trâu và 10 con lợn nái.
Người dân phải cĩ 1 chuồng trại cố định khơng quá 20m từ khu vực xây dựng hầm biogas.
Vật nuơi phải được nhốt trong chuồng vào ban đêm và ít nhất là 20 tiếng. Phải cĩ một cống thốt nối thẳng vào hầm biogas.
Phải cĩ nước giếng quanh năm và nguồn nước khơng được xa hơn 20m từ hầm biogas.
Các khu vực để sử dụng khí biogas ví dụ bếp khơng được xa hơn 100m tính từ
hầm.
Gia đình người dân phải quan tâm đến việc sử dụng khí, phân đã phân huỷ và muốn xây dựng một hầm biogas để giảm ơ nhiễm mơi trường.
Người dân phải cĩ đủ khả năng kinh tế, nguyên vật liệu và nhân cơng để xây hầm biogas.
Người dân phải cĩ thời gian và nhân cơng đểchăm sĩc và bảo dưỡng hầm. Vị trí của hầm biogas
Vị trí của hầm biogas khơng được xa hơn 5m tính từ chuồng. Hầm phân huỷ
phải ở khu vực thống và khơng được gần nguồn nước hoặc nước tự nhiên. Một phần nhỏ phân cĩ thể ngấm vào nước ngầm. Đất phải ở khu vực cáo khơng ở vùng đất thấp để tránh bị lụt. Phân dư thừa từ bể áp lực phải chảy vào đồng ruộng hoặc bể
Kích cỡ của hầm biogas thích hợp cho nơng trại
Xem xét sốlượng gia cầm và nhu cầu sử dụng khí :
Thể tích Gia súc 8m3 12m3 16m3 Bị sữa 3 5 7 Bị thịt 6 12 18 Trâu 3 8 13 Lợn 15 25 38
(Nguồn : Văn phịng phát triển nơng nghiệp khu vực phía Bắc. Cục phát triển Nơng Nghiệp. Chương trình biogas Thái Lan - Đức)
Tính kích thướt của hầm biogas :
Kích thướt của hầm biogas được tính theo cơng thức :
Phân tươi/ngày x số gia súc x 2 (với bị/trâu) hoặc x 3 (với lợn) x thời gian lưu trữ (60 ngày)
Ví dụ : cĩ một trang trại cĩ 45 con lợn nái trên 60kg (một con lợn nái sản xuất 2kg
phân tươi/ngày). Tính kíchthướt của hầm ? Trả lời :
Cơng thức: Phân lợn x số lợn x 3 x thời gian lưu trữ
2 x 45 x 3 x 60 = 16.200 (kg) Hầm nên cĩ kích thướt là 16m3.
LỰA CHỌN HẦM BIOGAS PHÙ HỢP VỚI ĐỊA BÀN NGHIÊN CỨU
Hiện nay cĩ rất nhiều kiểu hầm sinh khí được sử dụng tuỳ vào từng vùng. Ở đây ta nhận thấy loại hầm vịm cốđịnh kiểu Trung Quốc (hầm sinh khí kiểu vịm cố định) thích hợp cho chăn nuơi cĩ quy mơ vừa v lớn, vì thế ta chọn loại hầm này để
thiết kế.
hầm và đáy cĩ dạng bn cầu và tường thẳng được lm kín khơng cho thốt, thấm khí ra ngồi bằng cch trt một lớp vữa ở phía trong của hầm. Khí thẩm thấu qua cc hầm
thường l vấn đề chính của loại hầm sinh khí kiểu vịm cố định. hầm sinh khí được cung cấp chất liệu trên cơ sở bn lin tục; thường một lần một ngy, khí sản ra tăng lên và được tích lại ở phần vịm phía trn. p xuất khí ln vịm cĩ thể đạt tới 1 ÷ 1,5m p lực
nước. Cc chất liệu cung cấp cho cc loại hầm sinh khí ny l phn sc vật, phân người v chất thải trong nơng nghiệp. Sản lượng khí sinh ra trong cc hầm vo khoảng 0,1 ÷ 0,2 dung tích khí trn một dung tích khối lượng tương đương trong ngày, thời gian ủ trong hầm l 60 ngy ở 25oC.
Ưu điểm:
+ Khơng cần nắp chụp nên vốn đầu tư chỉ bằng 30 - 40% loại cĩ nắp chụp. + Cĩ thể vận hành từng đợt, nên ủ được cả phân xanh, do đĩ cung cấp được nhiều phân bĩn hơn.
+Khơng chịu ảnh hưởng của yếu tố thời tiết.
Nhược điểm:
+ Khĩ khuấy trộn phân ở trong hầm.
+ Mau bịđầy bã nên mỗi năm phải 2- 3 lần lấy bã.
+ Khĩ xây và tơ trét kín, nên thợ xây phải khéo và cĩ kinh nghiệm. + Ap lực khí khơng cốđịnh.
Hình 4.7: Hầm sinh khí kiểu vịm cố định cĩ buồng trữ gas riêng biệt (kiểu Trung Quốc)
Dung tích của hầm sinh khí
Dung tích của hầm sinh khí được xác định trên cơ sở dự tính lượng khí cần thiết cho việc tiêu thụ và khí được dùng ra sau. Kinh nghiệm cho thấy một gia đình 5
người sẽ cần 1m3 khí trong một ngày để nấu ăn hoặc thắp sáng. Vào mùa Hè mỗi mét khối hầm sẽ sản ra được 0,15 – 0,2m3 khí mỗi ngày. Cịn vào mùa Đơng chỉ được 0,1 – 0,15m3 mỗi ngày. Để cải tiến kĩ thuật quản lí, sản lượng này cĩ thể cịn nâng lên tốt hơn. Vì thế, khi xây dựng hầm sinh khí ta phải đi tới một quy tắc là mỗi
đầu người phải cĩ dung tích hầm sinh khí là 1,5 – 2m3. Ta tính tốn một dung tích thích hợp của hầm sinh khí bằng quy tắc sau:
- Đối với gia đình 2 người dung tích hầm khơng lớn hơn 3m3/đầu người. - Gia đình 3 người đến 5 người dung tích hầm khơng lớn hơn 2m3/đầu người. - Trên 5 người thì lấy khơng hơn 1.5m3/đầu người.
Với quy mơ như vậy và quản lí thích hợp sẽ sản xuất khí vi sinh một cách bình
thường đủ sử dụng quanh năm để nấu ăn và thấp sáng trong gia đình. Vào mùa Đơng
đảm bảo cung ứng. Ngay khi cĩ hầm sinh khí to mà chất liệu khơng đủ đưa vào một cách ổn định và ủ chưa hợp lí thì sản lượng khí cĩ thể kém hơn một hầm nhỏ.Hơn
nữa với hầm lớn, tốn vật liệu và cơng suất nhiều, tăng giá thành đầu tư tốn kém.Vì vậy cĩ ý tưởng rằng một hầm dung tích lớn tốt hơn là hầm nhỏ thì cần phải suy nghĩ
lại. Tuy vậy khi làm hầm khí để dùng vào việc chạy máy nơng nghiệp, cơng nghiệp nhỏ, hoặc bơm nước , phát điện thì luơn luơn cĩ những hầmtương đối lớn. Dung tích của hầm trong những trường hợp như thế phụ thuộc vào cơng suất và loại máy sử
dụng, lượng khí tiêu thụ hằng ngày và nguồn nguyên liệu đểủ men. Tính tốn thiết kế - Chuẩn bị vật liệu v thời gian thi cơng
Trước khi bắt đầu cơng việc, ta phải tính tốn từ dung tích hầm ra số lượng vật liệu cần cho xy dựng. cc vật liệu ny phải được chuẩn bị sẳn sàng đầy đủ. cơng việc nn tiến hnh vo thời gian nơng nhn, nn kết hợp với sựgiúp đỡ của đội sản xuất v cc hộ gia đình hng xĩm.
Cửa đưa vật liệu vo
Qua cửa ny vật liệu để ủ được đưa vào ngăn lên men. Cửa phải đủ rộng để đưa
vật liệu vo dễ dàng. Thơng thường l một ống xiên, đầu cuối kết thc vo khoảng giữa chiều cao của ngăn ủ men. Cửa vo cũngđược nối với cc lỗ dẫn phn từ cc nh vệ sinh v chuồng gia sc. Cửa vào làm nghiên đủđảm bảo cho chất thải ở cc chuồng gia sc chảy
vào ngăn ủ.
Cửa ra
Cửa ra là nơi chất b thải từ qu trình ủđẩy ra.Kích thước cửa ty thuộc vo thể tích hầm, phải cĩ đủ khoảng cch giữa cửa vào và ra đểngăn khơng cho chất thải tươi đi
vào cửa ra.
Tường ngăn
Ở hầm vuơng tường ngăn tạo nn một ngăn chứa khí. Đối với hầm trịn, thnh ngăn
chính là tường trn miệng cửa vo v ra. Độ su của tường tính từđỉnh hầm xuống dưới sao cho khoảng cch nữa chiều su. Nếu cửa vo qu thấp, chất b tích tụ ởđáy hầm, cĩ
thể gy ra hiện tượng tắt nghẽn cửa vo v cửa ra. Tường ngăn nếu xy qu thấp, cĩ thể
cản trởlưu thơng khơng khí và tạo nn sự nguy hiểm, ngạt thở cho nhn vin vo hầm lm vệ sinh v bảo dưỡng hầm. Nếu tường ngăn quá cao, sẽ lm giảm lượng khí tích trữ
trong bể, đặc biệt trong thời gian lấy phn bĩn. Nếu lấy phân bĩn ra hơi nhiều một cht v dịch thể chảy xuống phía dưới tường ngăn, nĩ sẽ gy ra sự thốt khí khỏi bể trữ.
Ngăn ủ v bể chứa khí
Hai ngăn này thực ra l một chng nối cửa vào và ra để tạo nn một dung tích m khí sản sinh v trữ lại đoạn giữa và đoạn thấp hơn chính là ngăn ủphân, đoạn trn cng l bể
tích khí cĩ nắp đậy ở trn. Khi vật liệu ủđược đưa vào ngăn ủ, khí được sản sinh thơng
qua hoạt động của vi sinh vật v phn r qu trình ủ men, khí sẽđi lên phần trên cùng và
đi vào bể chứa khí.Ngăn này và bể chứa khí l phần cơ bản của hầm sinh khí. Do đĩ
phải được xửlí hồn tồn kín nước v kín khơng khí.
Bể tạo p lực nước
Bể tạo p lực nước được xy dựng ở trn bể trữ khí cĩ nắp đậy hầm tạo thnh trần của bể trữkhí và đồng thời là đáy của bể p lực nước.Chu vi nắp đậy hầm cĩ xy thm một gờ cao khoảng 40cm với một lỗđường kính 5cm qua nắp ngay trn cửa vo.
Khi khí dng ln bể trữ,dịch thểphía dưới bị nn p, lm cho nĩ dng cao ở cửa ra. Khi
nĩ vượt qu chiều cao của nắp,dịch thể sẽchy ngược lại ra khỏi bể tạo p lực nước.Khi p lực của khí giảm đi, nĩ sẽ chảy ngược lại ra khỏi bể tạo p lực nước đểđi vào hầm
sinh khí. Do đĩ khí được tạo ra, nn dịch thểdâng cao ; khi khí được tiu thụ, dịch thể
hạ xuống, do đĩ tựđộng thay đổi p lực nước ở bn trn, khí trong bể trữ sẽ duy trì một p lực khơng đổi.Thơng qua kinh nghiệm thực tế ở nhiều vùng, người ta thường tăng
diện tích ở cửa ra đồng thời tăng độ cao cửa vo v cửa ra ở trn nắp cho tới khi duy trì
được chứa năng của một bể tạo p lực nước, như vậy khơng cần phải xy ring một bể
tạo áp. Hơn nữa, cĩ cho phép đặt nắp đậy ở trong đất, gip cho việc tăng áp lực trn nắp đậy v cũng duy trì nhiệt độổn định bn trong hầm sinh khí.
Ống dẫn khí ra
Ống dẫn khí ra được đặt ở trong nắp bể trữ khí đáy ống được đặt vo trong bể
Bộ phận ny khơng được thể hiện r trn sơ đồ, thường lm bằng cc thanh gỗ.Thanh gỗnày dùng để khuấy dịch thể ủ, lm tan cc vng hình thnh trn mặt vật thểủ, tạo cho khí lọt qua bình thường.Đối với các hầm sinh khí loại nhỏ xy dựng với quy mơ gia
đình, thì khơng cần que trộn cốđịnh.Với loại hầm cĩ thể tích trn 100m3, cần phải lm que trộn đểđảm bảo việc sản xuất khí bình thường và điều đặn.
Một số mơ hình hầm sinh khí: