PHẦN 2. TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU
2.5. Những vấn đề cơ bản về Biogas
2.5.3. Cấu tạo và phân loại
Hiện nay có rất nhiều kiểu xây dựng hầm biogas khác nhau: hầm ủ chung với bình gas, hầm có bình gas nổi, hầm có bình gas rời, loại xây bằng gạch, loại sử dụng bằng nhựa,... nhưng cấu tạo chung của hầm có ba phần chính:
- Hệ thống nạp nguyên liệu để dẫn chất thải từ chuồng trại chăn nuôi đến hầm khí. Tuỳ thuộc vào từng mô hình biogas mà hệ thống nạp có thể thống qua máng dẫn hoặc dẫn trực tiếp.
- Hầm phân huỷ là bộ phận chính của hầm, nơi chứa hỗn hợp vật chất và nước. Tại đây xảy ra hai giai đoạn của quá trình lên men, sản phẩm tạo thành là khí biogas.
- Bể thuỷ lực (bể áp) là một bộ phận chứa nguyên liệu đã phân huỷ rồi xả ra ngoài, đồng thời đóng vai trò điều áp.
Kiểu KT1 Kiểu KT2
Hình 2.3. Cấu tạo thiết bị khí sinh học nắp cố định kiểu KT1 và KT2 b) Phân loại
Các loại hầm biogas hiện nay được chia ra thành hai loại chính theo cách nạp nhiên liệu, đó là kiểu nạp nhiên liệu bán liên tục và nạp theo mẻ.
Loại bán liên tục
Loại hầm biogas sinh khí kiểu vòm cố định
Loại này được cấu tạo gồm: Bể kín khí được xây dựng bằng vật liệu gạch, đá, betong, đỉnh hầm và đáy có dạng bán cầu, được làm kín không cho thấm thoát khí ra ngoài bằng cách chát một số lớp vữa trên bề mặt phía trong của hầm.
Hầm này thường được cung cấp nguyên liệu theo kiểu bán liên tục một ngày một lần, khí sinh ra được tích lại ở phía vòm trên của hầm. Áp suất khí lên vòm phía trên có thể đạt 1-1.5m áp lực nước. Các chất liệu cung cấp cho loại hầm này thường là phân và các chất thải nông nghiệp. Sản lượng khí sinh ra vào khoảng 0.1-0.2 dung tích trên một khối lương dung tích tương đương trong ngày, thời gian ủ trong hầm là 60 ngày trong điều kiện 250C.
Ưu điểm: Không có bộ phận nào bằng thép, chủ yêu bằng ximang, do đó giá thành xây dựng hầm tương đối rẻ và thiết kế kĩ thuật đơn giản, dễ làm.
Nhược điểm: Khí dễ thấm qua vòm, hầm thường bị nẻ sau một thời gian sử dụng nếu như xây không đạt tiêu chuẩn.
Loại nắp di động
Hầm này có một bể hình trụ, độ cao hầm so với đường kính hầm có một tỷ lể trong phạm vi 2.5-4.1, được xây dựng bằng gạch, bê tông và lưới thép. Nguyên liệu đầu vào chủ yếu là các loại phân cung cấp bán liên tục, đường lấy bã thải ra qua một ống tháo với lượng bằng lượng nguyên liệu đưa vào hầm. Thời gian duy trì nguyên liệu trong hầm khoảng 30 ngày đối với môi trường khí hậu ẩm và 50 ngày với môi trường khí hậu lạnh. sử dụng phân chuồng với chất rắn đặc, năng
suất khí sản ra chiếm 0.2-0.3 dung tích ứng với khối nguyên liệu cho vào trong ngày một cách tương đối ổn định. Áp lực khí vào khoảng 4-8 áp lực nước.
Ưu điểm: Chịu lực tốt, sử dụng được lâu, bền. Ổn định được áp suất trong hầm.
Nhược điểm: Nắp vòm thường làm bằng thép có độ bền trung bình. Giá thành cao, việc chống ăn mòn khó khăn do nắp phải di động.
Hầm sinh khí kiểu túi
Bao gồm một ống trụ bằng chất dẻo tổng hợp, ống nạp chất liệu vào túi và ống tháo bã phân ra. Một hầm sinh khí kiểu túi có dung tích 50 m3 cân nặng 270 kg dễ dành bố trí vào một rãnh nông. Nguyên liệu được nạp vào trong túi theo kiểu bán liên tục với một khối lượng bằng với khối lượng bã được lấy ra từ cửa tháo. Thời gian đê ủ nguyên liệu từ 30-60 ngày tùy theo nhiệt độ. Sản lượng khí có thể đạt 0.23-0,61 dung tích so với dung tích chất liệu nạp vào hàng ngày
Ưu điểm:
- Do dùng vật liệu dẻo nên việc vận hành và lắp đặt không mấy khó khăn.
- Chi phí cũng thấp hơn hẳn so với các loại hầm khác.
- Do thành hầm mỏng nên có thể tăng năng suất khi mặt trời chiếu sáng và tăng hiệu xuất phân hủy.
Nhược điểm:
- Dễ hư hỏng và việc sửa chữa khó khăn hơn, dễ bị bục hầm do bị chuột cắn hay các vật nhọn đâm phải.
- Về mùa đông phải có biện pháp ủ kín chống rét nếu không thì hệ thống sẽ hoạt động không hiệu quả do không có lớp cách nhiệt với môi trường.
Hầm biogas nạp nguyên liệu kiểu từng mẻ
Loại hầm này thường làm với nơi có nguyên liệu lớn, dồi dào và tập trung hầm chủ yếu là loại hầm dùng túi ủ loại lớn và thường đào hầm ủ, nguyên liệu thường là rác thải của các nhà máy tinh bột hay là các hợp tác xã để xử lý một lượng lớn rác thải nông nghiệp, nguyên liệu được nạp kín một lần và đậy nắp lại.
Hầm này sinh khí liên tục trong khoảng vài tháng, sau đó được thay nguyên liệu khác, không thích hợp cho hộ gia đình. Chi phí lắp đặt rẻ, thường là các hầm không xây mà đào trên mặt đất nên loại này cần một diện tích khá lớn và cách xa khu dân cư để tránh xảy ra các vấn đề ngoài ý muốn, tuy nhiên nó lại có khả năng xử lý được một số lượng lớn rác thải và lượng khí sinh ra là rất mạnh.