b) Nguyên lý hoạt động, cấu tạo:
Nguyên liệu nạp được nạp vào bể phân giải qua cửa nạp nguyên liệu vào cho đến khi ngập mép dưới của cửa, cửa nạp nguyên liệu và cửa xả khoảng 60 cm. Lúc này áp suất khí trong bể phân giải bằng (P=0). Khí sinh ra được tích tụ trong ngăn chứa khi sinh ra áp suất đẩy dịch phân giải dâng lên theo cửa nạp nguyên liệu và cửa xả. Độ chênh giữa hai bề mặt dịch phân giải cửa nạp nguyên liệu/cửa xả và ngăn chứa khí tạo nên áp suất trong bể đẩy khí sinh ra vào ống thu khí và đường ống dẫn khí đến nơi sử dụng. Khí được sử dụng để đun nấu, thắp sáng, bình nước tắm nóng lạnh tự động, máy phát điện…
Khí được sử dụng hết, áp suất trong ngăn chứa khí bằng 0, thiết bị trở về trạng thái ban đầu. Vì cửa nạp nguyên liệu đã được bịt kín nên ở trạng thái Pmax, dịch phân giải chỉ được đẩy ra theo cửa xả. Trong quá trình hoạt động, bề mặt của dịch phân giải luôn luôn lên xuống làm cho tiết diện luôn ln thay đổi trong ngày do vậy có tác dụng phá váng. [15]
c) Kết luận
Theo nghiên cứu của các chuyên gia về KSH thì chúng ta cần khoảng 0,34- 0,42 m3 KSH cho một người một ngày. Như vậy, một gia đình 4 người cần 1,36 – 1,68 m3 KSH. Điều này tương ứng với lượng khí tính cho hộ gia đình 4 người ở Bảng 3.6.
Như vậy, để thiết kế cụ thể mơ hình biogas này cho một hộ gia đình 4 người dùng thì cần xây dựng bể biogas có kích thước tối thiểu là 9 m3.
Ở đây, có bể nhựa 9m3 (đường kính 2,4m) tương đương với mơ hình luận văn đưa ra.
Theo giáo trình cơng nghệ mơi trường [9], 1 m3 khí mê tan có thể cung cấp năng lượng cho các nguồn sau đây:
+ Một số tủ lạnh 300l hoạt động trong 3 giờ. + Một đầu máy 2 mã lực hoạt động trong 1 giờ. + Thắp sáng 1 bóng đèn 60W trong vòng 7 giờ. + Đun 3 bữa ăn cho một gia đình 4 người. + Tạo ra nguồn điện l,25KW.
Như vậy, nếu sử dụng để thắp sáng điện và sử dụng cho một số đồ gia dụng hàng ngày như tủ lạnh, quạt…, đun nước sôi và nấu thức ăn cho gia súc, gia cầm như nấu cám thì có thể sử dụng được hết lượng khí gas phát sinh. Vì thế, sẽ tận dụng được hết lượng gas phát sinh, không dư thừa.
Kết quả điều tra cho thấy, trung bình một hộ dân nếu chỉ sử dụng cho đun nấu thức ăn sẽ tiêu thụ hết một bình gas 12kg trong vòng ba tháng, tương đương với 400.000 đồng. Ngồi ra, cịn đun nước, nấu thức ăn cho gia súc, gia cầm bằng than hoặc củi, tro trấu. Mỗi tháng, tiền than, củi khoảng 50.000 đồng. Tiền phân bón, thuốc trừ sâu cho cây trồng, thức ăn cho cá trung bình một tháng khoảng 150.000 đồng.
Như vậy, nếu hộ dân có hầm ủ biogas và sử dụng khí gas để đun nấu, lấy bã thải bón cây và ni cá thì sẽ tiết kiệm trung bình 150.000 - 300.000 đồng cho một tháng. Tuy vốn đầu tư lớn nhưng tăng năng suất cây trồng, vật nuôi, không gây ô
nhiễm môi trường. Đặc biệt trong thời gian gần đây giá cả nhiên liệu tăng nhanh càng thấy rõ lợi ích khai thác nhiên liệu của hầm ủ biogas.
3.2.4. Xây dựng mơ hình xử lý chất thải nơng nghiệp từ đồng ruộng
Sau khi thu hoạch lúa, rơm rạ thường được đốt hay thải bỏ, vừa lãng phí vừa làm ô nhiễm môi trường. Để tạo thêm nguồn thu nhập cho gia đình và tận dụng được nguồn phế thải nông nghiệp là rơm rạ phát sinh trong xã Giao Lạc (2.000 tấn rơm khơ/năm), luận văn đề xuất mơ hình trồng nấm rơm từ rơm rạ. So với các loại nấm khác thì trồng nấm rơm đồng vốn quay vòng nhanh, sau khi rải meo giống khoảng 15 ngày là thu hoạch được. Nấm rơm dễ trồng, mọc tốt trên các nguyên liệu là phế phẩm nông nghiệp, đặc biệt là rơm rạ. Bên cạnh đó, nấm rơm trồng được quanh năm và người trồng nấm rơm có thể cho thu hoạch nấm theo ý mình, chủ động được thời vụ, hạn chế được rủi ro. Sau khi thu hoạch xong nấm, bã thải trồng nấm có thể chất đống, thêm chế phẩm vi sinh để ủ compost và dùng để bón cho lúa.
3.2.4.1. Mơ hình trồng nấm rơm trong nhà cho hộ gia đình
Tùy điều kiện thực tế mà có thể sử dụng kiểu nhà khác nhau. Hiện nay có hai kiểu nhà tương đối phù hợp với điều kiện tại xã Giao Lạc:
- Nhà kiểu chữ A: Thường tận dụng dưới tán cây ăn quả. Kích thước như sau: nhà nhỏ chiều dài nhà 10 - 12m, mái nhà 2,4m nền nhà rộng 2,0m, chiều cao 1,8m có cửa ra vào và thơng gió hai đầu hồi. Mái nhà phủ nilong (tấm bạt), phía trên phủ thêm lá chuối hoặc lá dừa để chống nắng hay dưới bóng râm là tốt nhất. Hai đầu hồi để làm cửa ra vào và điều chỉnh ánh sáng, nhiệt độ khi cần thiết.
- Nhà kiểu thông thường: Có thể tận dụng nhà, trại có sẵn, bên trong dùng nilong che kín từng ô vuông cạnh 4 - 5m, cao 2 - 3m, chừa lỗ thốt khí để thơng gió khi cần thiết (che lại bằng bao nilong). Có thể bố trí nhiều giàn làm bằng tre, trúc, mỗi giàn cách nhau 60cm và để lối đi 50cm. Tầng kệ cách nhau 30cm và tùy chiều cao nhà. Nhà có thể lợp lá hoặc fibro xi măng.
Địa điểm trồng và điều kiện nơi trồng nấm rơm: Dù trồng ít hay nhiều mơ nấm, nơi trồng nấm phải là nơi cao ráo, bằng phẳng và sạch sẽ, xa nơi ao tù nước
đọng, nơi bãi rác dơ bẩn, gần chuồng trại chăn nuôi heo, gà vịt, nơi để hóa chất,... vốn ơ nhiễm và chứa nhiều côn trùng và mầm bệnh, ảnh hưởng xấu đến nơi trồng nấm sau này.
Sau mỗi đợt thu hoạch phải quét dọn nhà, mở hết các cửa thơng gió và cho ánh sáng vào nhà trồng. Phơi nhà trồng 5 - 7 ngày trước khi trồng lần tới. Chùi rửa và phơi kệ trồng, quét nước muối và vôi lên kệ theo tỷ lệ: (Muối/ vôi = 1/1). Kỹ thuật trồng nấm trong nhà cho phép người trồng nấm sản xuất theo phương thức dây chuyền, mỗi đợt trồng 15 ngày và không bị ảnh hưởng thời tiết. Đồng thời tiết kiệm được 50% lượng rơm (so với cách trồng truyền thống), ít tốn cơng chăm sóc, chất lượng nấm thương phẩm cao, năng suất tăng gấp 2/3 lần...
Mặc dù, trồng nấm trong nhà chi phí cao hơn so với trồng nấm ngồi trời, nhưng năng suất nấm ln đứng ở mức cao và ổn định. Vẫn có thể dự trữ rơm để làm cả mùa nắng, lẫn mùa mưa. Trời lạnh thì các hộ trồng nấm làm mơ rộng và cao 38 cm, cịn khi nóng thì 30 cm.
Trung bình, tỷ lệ cấy giống là 12 – 15 kg giống/1 tấn nguyên liệu khô. Nếu nuôi đúng kỹ thuật, tỷ lệ chuyển hóa vi sinh khoảng 10%, người dân có thể thu hoạch 120 - 150 kg chỉ trong 1 tháng.
3.2.4.2. Xử lý bã thải sau trồng nấm bằng ủ phân compost
Bã thải sau khi nuôi nấm để tự hoai mục phải mất thời gian từ 3 - 6 tháng. Như vậy, luận văn đề xuất phương án xử lý bã thải sau trồng nấm bằng cách bổ sung chế phẩm vi sinh để ủ phân compost thì chỉ mất 25 - 30 ngày là đã có thể sử dụng để bón cho cây trồng với các bước thực hiện như sau:
Sau khi thu hoạch nấm, cơ sở sản xuất nấm có thể thu gom, loại bỏ các túi, dây chun, meo nấm để ủ. Bổ sung chế phẩm vi sinh, vơi và hóa chất. Trước khi ủ, cần điều chỉnh độ ẩm, pH, kích thước nguyên liệu cho phù hợp.