Đang tải... (xem toàn văn)
Việt Nam có số lượng trang trại chăn nuôi khá lớn, đây là nguồn tài nguyên có giá trị cao khi triển khai và ứng dụng công nghệ thu hồi khí biogas. Nhiên liệu biogas chủ yếu là CH4 có giá trị nhiệt trị cao, cháy sạch, cháy hoàn toàn phát thải khí CO2, hạn chế ô nhiễm môi trường cũng như hiệu ứng nhà kính. Như vậy mục tiêu chính đặt ra là phải tìm hiểu thiết kế thiết kế xây dựng hầm ủ biogas cho trang trại chăn nuôi lợn và có giải pháp sao cho trước hết là giải quyết được vấn đề ô nhiễm, thứ hai là có thể biến nguồn rác thải trong trang trại nuôi lợn thành nguồn nguyên liệu có ích phục vụ con người trong sinh hoạt và sản xuất.
Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 lợn MỤC LỤC GVHD: Th.S Cao Thị Thúy Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 lợn DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần hóa học phân heo có trọng lượng từ 70-100kg…… … Bảng 1.2 Thành phần hóa học phân gia súc, gia cầm………………………….3 Bảng 1.3 Thành phần hóa học nước tiểu heo có trọng lượng 70-100kg………… Bảng 1.4 Tính chất nước thải chăn nuôi heo……………………………………… Bảng 2.1 Số lượng trang trại chăn nuôi tính đến năm 2006………………….…….8 Bảng 2.2 Tốc độ tăng trưởng nông nghiệp hàng năm………………………….……8 Bảng 2.3 Thành phần khí sinh học…………………………………………….13 Bảng 2.4 Thời gian lưu chất thải động vật theo Tiêu chuẩn ngành… … 19 Bảng 2.5 Tóm tắt điều kiện tối ưu cho trình lên men tạo KSH…… …… … 19 Bảng 4.1 Khối lượng chất thải động vật…………………………… ……… 36 Bảng 4.2 Thông số nhóm thiết bị tương ứng với cỡ vòm……….….………36 Bảng 4.3 Hiệu suất sinh khí nguyên liệu thường gặp……………… ……37 Bảng 4.4 Thời gian lưu theo nhiệt độ……………………………………… ……38 Bảng 4.5 Tỷ lệ pha loãng chất thải động vật……………………… ……38 Bảng 4.6 Giá trị tiêu bể phân giải…………………………….………… 39 Bảng 4.7 Cấp phôi vữa với xi măng mác PCB 30………………………… …….41 Bảng 4.8 Độ sâu (m) cho phép đào thành hố thằng đứng………… …………… 43 Bảng 4.9 Độ nghiêng nhỏ cho phép thành hố………………… ……… 44 Bảng 5.1 Những tượng trục trặc vận hành, nguyên nhân cách khắc phục………………………………… …….57 Bảng 5.2 Những cố hệ thống, nguyên nhân cách khắc phục…… … 58 GVHD: Th.S Cao Thị Thúy Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 lợn DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Tốc độ tăng trưởng bình quân hàng năm số đầu con……… ……… Hình 2.1 Mục đích sử dụng nước thải trình chăn nuôi lợn theo điều tra số huyện thuộc TP.HCM………………… ………12 Hình 2.3 Ảnh hưởng nhiệt độ sản lượng khí………………… ….… 17 Hình 2.4 Quan hệ hàm lượng chất khô sản lượng khí……………….….…18 Hình 3.1 Bản vẽ chi tiết hầm Biogas nắp Ấn Độ………… 21 Hình 3.2 Bản vẽ chi tiết hầm Biogas nắp hình ảnh thực tế Nepal…… ….21 Hình 3.3 Bản vẽ chi tiết hầm biogas hình ảnh thực tế Nepal…………… ….22 Hình 3.4 Bản vẽ chi tiết hầm biogas hình ảnh thực tế Việt Nam….………….22 Hình 3.5 Hầm biogas sinh khí vòm cố định…………………………….……… 23 Hình 3.6 Bản vẽ chi tiết hầm ủ biogas Trung Quốc…………………………… 25 Hình 3.7 Hình ảnh thực tế hầm ủ biogas Trung Quốc……….………………26 Hình 4.8 Hình ảnh thực tế túi ủ biogas Colombia………….………………… 27 Hình 3.9 Hầm biogas KT31……………………………… …………………… 28 Hình 3.10 Hai trạng thái giới hạn thiết bị…………… ………………………29 Hình 4.1 Sơ đồ công nghệ xử lý chất thải cho 10.000 lợn……………………31 Hình 4.2 Quy trình sinh khí CH4…………………… ……………………………32 Hình 4.3 a Phôi sắt trước bị oxy hóa………… ……….……………………34 b Phôi sắt sau bị oxy hóa……………… … …………………… 34 Hình 4.4 Hầm ủ Biogas KT31…………………………… …………………… 34 Hình 4.5 Lấy dấu bể phân giải…………………………………………………… 42 Hình 4.6 Đào đất……………………………………….…… ……………………43 Hình 4.7 Lát gạch đổ bê tông đáy……………… …………………….…….45 Hình 4.8 Định tâm bán kính xây thành hình trụ…………………… …… 46 Hình 4.9 Bàn xoa đế dép…………………………………………………… 48 Hình 4.10 Ống nối từ ống vào bếp, đèn…………….…………….…………50 GVHD: Th.S Cao Thị Thúy Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 lợn Hình 4.11 Các chi tiết nối ống…………………………………………………… 51 Hình 4.12 Van bi………………………………………………… ………………51 Hình 4.13 Van xả nước đọng……………………………………… …………….52 GVHD: Th.S Cao Thị Thúy Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 lợn MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Hiện nay, nhu cầu sử dụng lượng phục vụ cho công nghiệp cho đời sống ngày lớn mà nguồn tài nguyên ngày cạn kiệt Vì vậy, việc nghiên cứu phát triển nguồn lượng đề tài quan tâm Việt Nam giới Trong đó, nguồn lượng quan tâm đến biogas nhiên liệu, có ưu điểm thân thiện với môi trường Biogas hình thành từ trình phân hủy kỵ khí hay lên men chất hữu điều kiện không khí có khả tạo nguồn lượng lớn giải tốt vấn đề môi trường Hiện nay, trang trại chăn nuôi heo, bò ngày nhiều nên lượng biogas thu từ hầm biogass lớn Phân huỷ kỵ khí chất thải nông nghiệp thực nhiều năm, giải pháp xử lý chất thải, cải thiện phục hồi dinh dưỡng cho đất, hệ lượng tiềm Người nông dân sử dụng kết hợp nguồn lượng biogas với nguồn lượng truyền thống (điện, than, xăng, dầu…) để đáp ứng đủ nhu cầu lượng cho trang trại Biogas bao gồm chủ yếu metan (CH4) carbon dioxide (CO2), với lượng nhỏ nước, khí H2S, siloxanes tạp chất khác Hiện nay, nông trại, việc tận dụng khí sinh học từ hầm biogas cần thiết phục vụ cho đời sống nông thôn Mục tiêu, nội dung nghiên cứu Việt Nam có số lượng trang trại chăn nuôi lớn, nguồn tài nguyên có giá trị cao triển khai ứng dụng công nghệ thu hồi khí biogas Nhiên liệu biogas chủ yếu CH4 có giá trị nhiệt trị cao, cháy sạch, cháy hoàn toàn phát thải khí CO2, hạn chế ô nhiễm môi trường hiệu ứng nhà kính GVHD: Th.S Cao Thị Thúy Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 lợn Như mục tiêu đặt phải tìm hiểu thiết kế thiết kế xây dựng hầm ủ biogas cho trang trại chăn nuôi lợn có giải pháp cho trước hết giải vấn đề ô nhiễm, thứ hai biến nguồn rác thải trang trại nuôi lợn thành nguồn nguyên liệu có ích phục vụ người sinh hoạt sản xuất Phạm vi thời gian nghiên cứu Tìm hiểu hệ thống công nghệ khí sinh học hoạt động nước trạng chăn nuôi lợn nước Thiết kế xây dựng hầm ủ biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 lợn với tải trọng 30.000 kg/ngày Thời gian nghiên cứu: tháng từ tháng 10 năm 2014 đến ngày tháng 12 năm 2014 Phương pháp thực − Phương pháp nghiên cứu lý thuyết chất thải rắn, quản lý xử lý chất thải − rắn, công nghệ lên men kỵ khí biogas, hầm ủ biogas Phương pháp thu thập xử lý số liệu: số liệu số lượng, thành phần, tính chất phân heo, giai đoạn trình lên men kỵ khí, hiệu xử lý − − trình, thông số kỹ thuật hầm ủ biogas… Tham khảo tài liệu chất thải rắn, hầm ủ biogas… Nghiên cứu, phân tích, tổng hợp, so sánh kết có Việt Nam − − giới cho công trình tiêu biểu Xây dựng công nghệ dựa sở nguyên liệu sẵn có Tổng hợp, phân tích đưa điều kiện tối ưu cho công nghệ sở công nghệ thiết bị chế tạo − Tính toán thiết kế mô hình GVHD: Th.S Cao Thị Thúy Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 lợn CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI 1.1 Thành phần, tính chất phân Phân sản phẩm thải loại sau trình tiêu hóa gia súc, gia cầm Là phần thức ăn không gia súc hấp thu để tạo sản phẩm mà bị tiết qua đường tiêu hóa Chính vậy, phân gia súc sản phẩm dinh dưỡng tốt cho trồng hay loại sinh vật khác cá, giun Tuy nhiên thành phần giàu hữu phân, chúng dễ bị phân hủy thành sản phẩm độc, chất mà phát tán vào môi trường, gây ô nhiễm cho vật nuôi, cho người cho sinh vật khác Thành phần hóa học phân phong phú bao gồm: - Các chất hữu cơ: Phân có thành phần đa dạng hợp chất protein, cacbonhydrat, chất béo sản phẩm trao đổi chúng Chúng có nguồn gốc từ thức ăn, thông qua máy tiêu hóa gia súc phân giải thành chất dinh dưỡng cần thiết cho gia súc, gia cầm; phần không tiêu hóa gia súc tiết theo dạng phân Trong đó, chất xơ không gia súc(trừ loài nhai lại) tiêu hóa hầu hết nên chúng bị thải theo phân, chiếm tỷ trọng lớn phân gia súc thành phần bị vi sinh vật phân giải nhanh Trong trình lưu trữ sử dụng phân gia súc, thành phần hữu khác như: sản phẩm trao đổi gluxit dễ lên men gồm axit hữu cơ, monosaccharide, hợp chất chứa nitơ protein dẫn xuất chúng, chất béo, chất dinh dưỡng dễ bị phân hủy thành sản phẩm dạng lỏng khí, có hại cho sức khỏe người môi trường - Các chất vô cơ: thành phần vô phân bao gồm chất khoáng đa lượng chứa Ca, P nguyên tố vi lượng hay kim loại nặng Cu, Fe, Pb, Co, Mn, Mg có phần thức ăn gia súc, không tiêu hoá nên không thải - Nước: thành phần chiếm tỷ trọng lớn phân Chúng chiếm từ 65 - 80% trọng lượng tươi phân.Chính hàm lượng nước cao, điều GVHD: Th.S Cao Thị Thúy Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 lợn kiện có hàm lượng chất hữu cao, phân môi trường tốt cho vi sinh vật phát triển nhanh chóng phân hủy chất hữu cơ, tạo nên sản phẩm gây độc cho môi trường - Dư lương thức ăn bổ sung cho gia súc gia cầm: chúng bao gồm thuốc kích thích tăng trưởng hormone hay dư lương kháng sinh - Các men tiêu hóa than gia súc: chủ yếu enzyme đường tiêu hóa sau sử dụng bị hoạt tính thải - Các mô chất nhờn: tróc từ niêm mạc đường tiêu hào vật nuôi - Các thành phàn tay: từ môi trường thâm nhập vào thức ăn trình nuôi dưỡng gia súc đất, đá, cát, bụi - Các yếu tố gây bênh sinh hoc: vi khuẩn hay ký sinh trùng bị nhiễm dường tiêu hóa gia súc hay thức ăn Chế độ dinh dưỡng vật nuôi thường tỷ lệ tiêu hóa thức ăn vật nuôi thấp nên phần lớn chất dinh dưỡng thức ăn bị thải theo phân nước tiểu Khi thay đổi thành phần phần, thành phần tính chất chất khoáng, protein, carbonhydrat, chất bổ sung chứa kích tố, kháng sinh enzyme.thay đổi dẫn tới nồng độ thành phần phân hay sản phẩm phân giải phân thay đổi Đây sở để ngăn ngừa ô nhiễm từ chăn nuôi thông qua việc điều chỉnh chế độ dinh dưỡng, tăng cường trình tích lũy sản phẩm chăn nuôi, giảm tiết qua phân Bảng 1.1 Thành phần hóa học phân heo có trọng lượng từ 70-100kg Đặc tính Vật chất khô NH4 tổng N tổng Tro Chất xơ Cacbonate Acid mạch ngắn pH GVHD: Th.S Cao Thị Thúy Đơn vị g/kg g/kg g/kg g/kg g/kg g/kg g/kg Giá trị 213 - 342 0,66 – 0,76 7,99 – 9,32 32,5 – 93,3 151 – 261 0,23 – 0,41 3,83 – 4,47 6,47 – 6,59 Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 lợn Giai đoạn phát triển gia súc gia cầm tùy thuộc vào giai đoạn phát triển gia súc gia cầm mà nhu cầu dinh dưỡng mức độ hấp thu thức ăn có khác Gia súc lớn có hệ số tiêu hóa thấp lượng thức ăn bị thải phần lớn Vì mà thành phần khối lượng phân khác giai đoạn phát triển gia súc, gia cầm Ví dụ, thời kỳ tăng trưởng, nhu cầu dinh dưỡng vật nuôi lớn khả đồng hóa thức ăn vật cao nên khối lượng chất bị thải ngược lại, gia súc trưởng thành nhu cầu dinh dưỡng giảm, khả đồng hóa thức ăn vật thấp nên chất thải sinh nhiều hơn, đặc biệt gia súc sinh sản, gia súc lấy sữa hay lấy thịt Trong hệ thống chuồng trại, phân gia súc, gia cầm nói chung thường tồn dạng phân lỏng rắn hay tương đối rắn Chúng chứa chất dinh dưỡng, đặc biệt hợp chất hữu giàu Nito Photpho Những chất trở thành nguồn cung cấp chất dinh dưỡng cho trồng làm tăng độ màu mỡ đất Vì vậy, thực tế thường dung phan để bón cho trồng, vừa giảm lượng chất thải phát tán môi trường, giảm thiểu ô nhiễm môi trường Theo nghiên cứu Trương Thanh Cảnh (1997, 1998), hàm lượng Nito tổng phân heo chiếm từ 7,99-9,32 g/kg phân Đây nguồn dinh dưỡng có giá trị, trồng dễ hấp thụ góp phần cải tạo đất phân gia súc sử dụng hợp lý Bảng 1.2 Thành phần hóa học phân gia súc, gia cầm Loại vật nuôi Bò sữa Bò thịt Cừu Gia cầm(gà) Ngựa Thành phần hóa học(% trọng lượng vật nuôi) N tổng P tổng 0,38 0,10 0,70 0,20 1,00 0,30 1,20 1,20 0,86 0,13 (Nguồn: Ngô Kế Sương Nguyễn Lân Dũng,1997) Trong phân chứa nhiều loại vi khuẩn ký sinh trùng kể có lợi có hại Trong đó, vi khuẩn thuộc loại Enterobacteriacea chiếm đa số với loại điển e.coli, Samonella, Shigella, Proteus.Kết phân tích số tác GVHD: Th.S Cao Thị Thúy Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 lợn giả cho thấy: đa phần loại vi khuẩn gây bệnh tồn từ khoảng - 15 ngày phân đất Đáng lưu ý vi rút gây bệnh viêm gam Rheovirus, Adenovirus Cũng theo số liệu nghiên cứu cho biết, 1kg phân chứa 2100-5000 trứng giun sán, chủ yếu Ascarisium (chiếm 39-83%), Oesophagostomum (chiếm 60-68,7%) Trichocephalus (47-58,3%) Điều kiện thuận lợi cho loại vi sinh vật tồn tại, phát triển gây hại phụ thuộc vào nhiều yếu tố: trình thu gom, lưu trữ sử dụng phân, điều kiện môi trường độ ẩm, không khí, nhiệt độ, ánh sáng, kết cấu đất, thành phần chất phân 1.2 Thành phần, tính chất nước tiểu Nước tiểu gia súc sản phẩm thải trình trao đổi chất bên vật Thành phần nước tiểu đa dạng phong phú, chúng chứa đựng nhiều độc tố sản phẩm cặn bã từ trình sống gia súc Các chất độc phát tán vào môi trường chuyển hóa thành chất ô nhiễm gây tác hại cho người môi trường Bảng 1.3 Thành phần hóa học nước tiểu heo có trọng lượng 70 – 100 kg Chỉ tiêu pH NH4 N tổng Tro Ure Cacnonat Vật chât khô Đơn vị g/kg g/kg g/kg g/kg g/kg g/kg Giá trị 6,77 – 8,19 0,13 – 0,4 4,9 – 6,63 8,5 – 16,3 123 - 196 0,11 – 0,19 30,9 – 35,9 (Nguồn :Trương Thanh Cảnh ctv 1997,1998) Thành phần nước tiểu nước, chiếm khoảng 99% khối lượng Trong thành phần vật chất khô có mmotj lượng lớn Nito (chủ yếu dạng ure) số chất khác dạng vi lượng chất khoáng, hormone, creatin, sắc tố, acid mật nhiều sản phẩm phụ trình trao đổi chất vật Trong tất chất có nước tiểu, ure chất chiếm tỷ lệ cao dễ dàng bị vi GVHD: Th.S Cao Thị Thúy 10 Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 lợn Lấy dây buộc đầu vào đinh định tâm cho dây dễ dàng quay quanh đinh bị mũ đinh giữ không tuột khỏi đinh Ở đầu dây, lấy điểm cách đinh khoảng bán kính thành bể cộng thêm cm Đánh dấu điểm lại nút buộc que nhỏ Khoảng cách từ điểm đánh dấu tới đinh định tâm bán kính cốt gạch thành (không kể lớp trát) Hình 4.8 Định tâm bán kính xây thành hình trụ − Xây thành bể: Xây hàng gạch dựa vào vòng tròn vạch mặt đáy hướng dẫn Tới hàng gạch ta đặt viên gạch đối xứng qua tâm đặt định tâm lên, đinh đầu tỳ vào mép viên gạch dùng dây định tâm để điều chỉnh cho đinh định tâm nằm tâm thành bể (cách viên gạch hàng gạch dưới) Dùng viên gạch để giữ cố định định tâm Khi xây viên gạch hàng, dùng dây định tâm để kiểm tra mép viên gạch, đảm bảo tất viên gạch cách tâm đoạn bán kính Đặt ống lối vào, ông vào để nạp nguyên liệu đặt theo cách: − Đặt bể xuyên qua thành ngăn phân giải Phương án cho phép xây bể nạp đặt vị trí thuận tiện cho nạp liệu Tuy nhiên cần ý chỗ nối ống với thành bể nơi dễ bị rò rỉ gắn ống không tốt − Đặt ngăn điều áp, xuyên qua sàn xuống ngăn phân giải GVHD: Th.S Cao Thị Thúy 51 Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 lợn Phương án gọn dễ giữ kín chỗ nối Dù theo phương án nên làm nắp đậy bể nạp đầu ống nạp bố trí miệng chuồng Đổ bê tông Sàn ngăn phân giải ngăn điều áp làm nhiệm vụ đỡ ngăn điều áp nắp chứa khí có cốt thép bố trí vẽ thiết kế Nên đổ sàn liền với thành ngăn phân giải đổ đặt vào khó khăn vận chuyển Nếu không cần sử dụng mặt phía làm sân sàn chuồng đậy bể mỏng đỡ xà tre Nếu cần sử dụng mặt phải đổ dầm đan (tham khảo vẽ thiết kế) Tấm đan đậy nên chia thành nhiều nhỏ để dễ mở cần Đổ đan dầm lắp đặt vào Nên đổ sớm từ khởi công xây dựng để đủ cứng hoàn thành xây dựng Trát, đánh màu Hình 4.9 Bàn xoa đế dép Công việc trát giữ vai trò định đảm bảo cho công trình kín nước Nhiệm vụ thực chủ yếu lớp vữa mặt công trình Do không cần trát mặt để tiết kiệm Vữa trát có cấp phối nêu Khi trát bề mặt cong phải dùng bay, không dùng bàn xoa phẳng, dùng bàn xoa GVHD: Th.S Cao Thị Thúy 52 Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 lợn đế dép mềm Yêu cầu chung việc trát phải đảm bảo vữa trát bám dính vào bề mặt khối xây, độ dày đồng đều, lớp trát miết chặt, góc, cạnh, mép phải miết tròn Lớp vữa trát dày 20 mm gồm lớp: lớp lót dày khoảng – mm, lớp dày khoảng 10 – 11 mm lớp phủ hồ xi măng nguyên chất xoa nhẵn (đánh màu) dày khoảng mm Việc trát nên thực sau xây xong thành bể để lớp trát đồng đều, không bị phân thành nhiều tầng với chất lượng không đồng Ngoài trát tránh việc bể bị lên trời mưa nước ngầm mạnh Lấp đất Khi tường đủ cứng, nước ngầm lấp đất dần để giữ cho phần xây vững, không cần đợi xây xong lấp Việc lấp đất cần làm cẩn thận để tránh cho công trình không bị sụt lở, nứt vỡ sau Nếu có cát xỉ đổ lấp xung quanh tốt nhất, phần chân bể Nên lấp dần lớp dày khoảng 15 cm đầm chặt sau lại lấp lớp Chú ý lấp phía bể để tránh làm cho tường bể phân giải bị nứt vỡ Đặc biệt quan tâm chèn kỹ phía ống lối đặt ống ngoài, xuyên qua thành bể để tránh đất lún sụt bẻ gãy ống Lắp đặt vòm Compodit Sau đảm bảo bể kín nước, lắp đặt vòm chứa khí vào vị trí Buộc neo vòm chặt lại để vòm không lên hoạt động Bây công việc xây dựng thiết bị hoàn thành, đưa công trình vào hoạt động 4.3.3 Kiểm tra chất lượng Sau xây dựng xong cần tiến hành kiểm tra kỹ chất lượng công trình Kinh nghiệm cho thấy số nơi không ý đến việc này, vội nạp nguyên liệu Khi đưa công trình vào làm việc thấy nhiều trục trặc Do lại lấy nguyên liệu để xử lý, gây lãng phí nhân công nguyên liệu nạp GVHD: Th.S Cao Thị Thúy 53 Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 lợn 4.3.4.1 Kiểm tra sơ quan sát Trước lắp vòm phải xuống kiểm tra Quan sát bên bể xem có vết nứt lộ cát xuất không Dùng ngón tay hay que nhỏ gõ nhẹ vào nhiều vị trí bên tường xem có chỗ rỗng xốp lớp vữa trát bị bong hay không Những chỗ lộ cát, nứt bong cần phải đục trát lại 4.3.4.2 Kiểm tra đổ nước Sau lắp vòm, đóng khoá khí lại Đổ nước vào tới mức tràn bể quan sát xem vòm có chỗ xì khí không Chờ thời gian cho tường hấp thụ nước tới mức bão hoà Khi mực nước ổn định, đánh dấu lấy mực nước Sau 24 mực nước giảm không đáng kể thiết bị đảm bảo kín nước Nếu mực nước giảm nhanh có chỗ rò rỉ Đợi mực nước ngừng lại không giảm Xác định chỗ rò rỉ nằm sát mức nước ổn định để xử lý Nếu công trình đảm bảo kín nước kín khí tốt, đưa công trình vào hoạt động phục vụ bạn 4.3.4 Lắp đặt hệ thống dẫn khí Ống dẫn khí Ống dẫn khí nối thiết bị KSH với phận hệ thống phân phối sử dụng khí Ống thép mạ ống nhựa cứng nhựa dẻo, ống cao su sử dụng để dẫn khí Chúng ta nên sử dụng ống nhựa làm ống dẫn khí Đường ống nối từ thiết bị KSH tới nơi sử dụng nên dùng ống PVC Þ21 có sẵn chi tiết nối, không bị rỉ, không bị võng lắp đặt Ống nối từ đường ống vào dụng cụ sử dụng nên dùng loại nhựa mền dầy Þ10 GVHD: Th.S Cao Thị Thúy 54 Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 lợn Hình 4.10 Ống nối từ ống vào bếp, đèn… Chi tiết ống Những chi tiết nối cần thiết để nối đoạn ống tạo thành đường ống dài hơn, thay đổi hướng kích thước đường ống, nối với phụ kiện, dụng cụ van xả nước đọng, áp kế, bếp, đèn Các chi tiết nối thường sử dụng gồm có: Ống nối hai ngả ống cỡ thẳng hang gắn cố định ( măng song) tháo mở (rắc co), nối óng cỡ vuông góc, nối ống khác cỡ, ống nối ba ngả (tê, chạc ba) Hình 4.11 Các chi tiết nối ống Chi tiết nối ống mềm với thường có khía để giữ ống không tuột khỏi chi tiết nối Nếu nối với ống kim loại, chi tiết nối có ren Với ống nhựa cứng PVC người ta thường dùng keo gắn chỗ nối GVHD: Th.S Cao Thị Thúy 55 Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 lợn Van khóa khí Van dùng để đóng mở đường ống dẫn khí Có thể dùng van bi van côn kim loại nhựa sẵn bán thị trường làm van khí Van bi phổ biến nhất, dễ sử dụng, bền kín khí Hình 4.12 Van bi Trước lắp, cần kiểm tra độ kín van cách đặt van vào nước, bịt đầu thổi vào đầu hai trạng thái đóng mở Nếu có bọt khí xuất vị trí không nằm đường dẫn khí van bị hở Thỉnh thoảng nên nhỏ giọt dầu nhờn van dễ vặn kín Bộ phận xả nước đọng khí sinh học chứa nước bão hoà Hơi nước ngưng đọng đường ống Nếu không tháo nước đọng đường ống bị tắc Có nhiều cách để thoát nước đọng đơn giản lắp đường ống dốc bể phân giải chỗ thích hợp có lắp van xả nước đọng Lắp tê vào vị trí thấp đường ống nằm nhà Dùng đoạn ống suốt van nối vào đầu tê Khi nước đọng đoạn ống suốt gần đầy mở van xả nước đọng GVHD: Th.S Cao Thị Thúy 56 Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 lợn Hình 4.13 Van xả nước đọng Áp kế Áp kế ống chữ U suốt (bằng thuỷ tinh nhựa) có chứa nước gắn vào bảng có kẻ thước Nhánh ngắn nối với hệ thống dẫn khí Nhánh dài để hở thông với khí trời Áp kế ống chữ U suốt (bằng thuỷ tinh nhựa) có chứa nước gắn vào bảng có kẻ thước Nhánh ngắn nối với hệ thống dẫn khí Nhánh dài để hở thông với khí trời Khi chưa nối với ống dẫn khí, mực nước nhánh ngang ngang mức số Khi nối vào ống dẫn khí, áp suất khí lớn áp suất khí trời, đẩy nước ống dâng lên nhánh hở Độ chênh mực nước hai nhánh cho ta biết áp suất khí Áp kế chữ U có tác dụng van an toàn tổng chiều dài cột nước ống giữ áp suất khí cực đại cho phép Khi khí nhiều, áp suất khí tăng áp suất cực đại cho phép, khí sủi bong bóng qua nước thoát khí trời Nếu áp suất khí mạnh thổi nước phun khỏi ống Để giữ cho nước không phun mất, ta lắp lọ có lỗ thủng đáy vào đầu nhánh dài để giữ nước Khi khí xả bớt đi, áp suất khí giảm dần hạ tới mức áp suất cho phép Lúc nước lọ tự động dồn ống giữ khí lại, không cho xả tiếp nữa.Như lọ giữ nước vừa có tác dụng lưu giữ nước, vừa có tác dụng tự động đóng đường ống áp suất giới hạn cho phép, không cho khí xả hết Khi lắp áp kế chữ U cần lưu ý chiều dài nhánh dài khoảng 100 cm Vị trí số nhánh dài Để dễ quan sát nên thả phao mẩu nhựa màu vào nhánh GVHD: Th.S Cao Thị Thúy 57 Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 lợn Áp kế đồng hồ sản xuất bán sẵn thị trường Mỗi số áp kế đồng hồ tương ứng với khoảng 10 cm cột nước áp kế chữ U Việc lắp đặt sử dụng áp kế đồng hồ đơn giản Tuy áp kế đồng hồ tác dụng làm van an toàn 4.3.5.2 Lắp đặt hệ thống dẫn khí Lắp đặt đường ống Bên nhà lắp ống không đặt ngầm đất Lắp ống không dễ theo dõi Đối với ống nhựa, nên bọc để tránh ánh nắng chóng làm ống lão hoá Nếu dùng ống mềm phải căng, đỡ cho ống chỗ võng đọng nước Đặt ống đất bảo vệ ống khỏi bị lão hoá, đồng thời phòng cháy nổ, lại khó theo dõi sửa chữa Có thể chôn ống sâu khoảng 30 – 80 cm tuỳ độ cứng đất Ống chôn cần có độ dốc khoảng 1o phía bể phân giải nghiêng phía bãy nước đọng Ống cứng chôn trực tiếp xuống đất, ống nhựa mềm cần có cứng phía để tránh ống bị cong, ép Có thể nẹp ống nhựa vào ống tre chẻ đôi để bảo vệ ống, đồng thời tạo cho đường ống thẳng Khi đưa đường ống chui qua tường nhà luồn qua cửa phải ý tránh không để ống bị kẹt Lắp đặt đường ống nhà Không đặt ống nhà chôn nhà Đường ống cần ghim chặt vào tường mái nhà Đoạn nằm ngang đặt cao 1,7 m Đoạn thẳng đứng cần cố định với khoảng cách mét Đầu cuối ống nên nối vào bẫy nước Tránh đặt ống nơi bị nắng thường xuyên chiếu vào chỗ dễ bị va đập Để bảo đảm an toàn, ống dẫn khí phải cách đèn đường truyền nhiệt 30 cm Đường ống dẫn khí lắp gần dụng cụ sử dụng khí tốt Đường ống nên dốc không 0,5% từ áp kế phía ống dụng cụ dùng khí Ống dẫn chia đến áp kế dụng cụ sử dụng khí đèn, bếp chi tiết nối ngả (tê) GVHD: Th.S Cao Thị Thúy 58 Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 lợn GVHD: Th.S Cao Thị Thúy 59 Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 lợn CHƯƠNG V BẢO DƯỠNG, SỰ CỐ VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 5.1 Bảo dưỡng thiết bị 5.1.1 Bảo dưỡng thiết bị khí sinh học Đối với thiết bị KT31, việc bảo dưỡng chủ yếu lấy bỏ váng lắng cặn Khi váng hình thành dày, làm giảm sản lượng khí, cần đượclấy bỏ Ở thiết bị nạp phân trâu bò lẫn thực vật nên lấy váng năm lần Ở thiết bị vận hành tốt tới vài năm phải lấy váng Lắng cặn đáy thiết bị tạo nên tạp chất đất, cát, đá, gạch vỡ Lắng cặn làm giảm thể tích phân giải làm tắc lối vào Vì vậy, cần lấy khỏi thiết bị Đối với thiết bị có nạp nguyên liệu thực vật, việc lấy lắng cặn kết hợp với thay nguyênliệu thực vật phân giải nguyên liệu Tốt việc lấy bỏ váng lắng cặn nên làm trước mùa đông để chuẩn bị cho thiết bị hoạt động thuận lợi mùa đông 5.1.2 Bảo dưỡng đường ống, dụng cụ 5.1.2.1 Xả nước đọng đường ống Nếu đường ống lắp đặt kỹ thuật (có độ dốc có phận thu nước đọng), nước đọng tự động xả không gây tắc đường ống Những đường ống chất dẻo mềm thường có chỗ võng nước đọng lại Vì phải dốc ống để nước xả vài ngày lần 5.1.2.2 Bảo dưỡng áp kế chữ U Thường xuyên theo dõi giữ cho mức nước áp suất không, ngang với vị trí số “0” thước chia Giữ cho áp kế dễ quan sát pha chút cà phê vào nướchoặc thả phao nhỏ nhựa màu vào nhánh GVHD: Th.S Cao Thị Thúy 60 Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 lợn 5.1.2.3 Bảo dưỡng đèn Sau lần sử dụng đầu tiên, phải ý tránh va chạm mạng bị dòn, dễ vỡ Khi thay mạng mới, phải làm vệ sinh tổ ong, đầu vòi phun, bóng chao đèn Tránh cầm tay không vào mạng cũ hít phải bụi mạng cháy, mạng có chất phóng xạ 5.2 Đảm bảo an toàn 5.2.1 Đề phòng cháy nổ Khí sinh học nổ trộn lẫn với không khí tỷ lệ - 25% Vì phận chứa khí đường ống có không khí cần phải đẩy hết không khí trước sử dụng Khi ngửi thấy mùi hăng KSH chứng tỏ có KSH không khí mở nắp bể phân giải, đường ống hở phòng kín, cần tuyệt đối cấm lửa, không bật diêm, hút thuốc, dùng đèn dầu Khi châm bếp đèn, cần đưa lửa tới gần mặt đốt mở van khí Nếu ngược lại hỗn hợp KSH không khí tạo trước bùng cháy gặp lửa 5.2.2 Đề phòng ngạt thở Khí sinh học nói chung không độc không trì sống nên gâyngạt Tuy nhiên thành phần có khí hidro sulfua mùi trứng thối Nếu hàm lượng khí cao khí sinh học độc hại, gây choáng váng đau đầu Nếu khí rò rỉ buồng kín gây nguy hại Do ngửi thấy mùi khí sinh học buồng phải nhanh chóng mở cửa làm thông thoáng không khí tìm nơi rò rỉ để khắc phục Khi cần xuống bể phân giải, phải tuân theo quy định sau đây: − − Tháo mở nắp chứa khí Đợi cho KSH thoát hết Có thể quạt không khí vào bể đểtống KSH GVHD: Th.S Cao Thị Thúy 61 Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 lợn Kiểm tra lại có mặt không khí cách thả vật vào bể − Xuống làm việc phải có người theo dõi phải buộcdây an toàn để cấp cứu người kéo lên khỏi bể 5.3 Sự cố biện pháp khắc phục 5.3.1 Sự cố vận hành Bảng 5.1 Những tượng trục trặc vận hành, nguyên nhân cách khắc phục Hiện tượng Nguyên nhân Nguyên liệu bị nhiễm độc tố Nước pha không đảm bảo chất lượng Không đủ vi khuẩn Thời tiết lạnh Khí so với dự kiến Có chỗ rò rỉ khí Hình thành lớp váng dày bịt kín không cho khí thoát lên Lượng khí không thỏa mãn nhu cầu Váng lắng cặn đầy Cơ chất axit (pH8) Lượng nguyên liệu nạp vào không đủ Khí so với dự kiến Lượng khí sử dụng nhiều so với công suất công trình Thừa khí sử dụng Nguyên liệu không nạp vào bể Cơ chất đặc Các ống nạp tắc GVHD: Th.S Cao Thị Thúy Cách khắc phục Kiểm tra lại chất lượng nguyên liệu, nạp lại nguyên liệu chất lượng tốt Kiểm tra lại chất lượng nước: độ pH, nguồn nhiễm độc tố Đợi thời gian cấy thêm vi khuẩn Ủ ấm cho thiết bị, đợi thời tiết ấm lại Kiểm tra lại chỗ có khả rò rỉ vòm chứa khí Lấy bỏ lớp váng Lắp thêm khuấy, đảm bảo tỷ lệ pha loãng thích hợp Không nạp chất tạo váng Lấy bỏ váng lắng cặn Dùng vôi tro điều chỉnh Chỉ cần đợi thời gian Tăng nguyên liệu nạp bổ sung Mục Dùng bếp chế độ thích hợp Cải tiến bếp dụng cụ nấu ăn Giảm lượng tiêu thụ Giảm bớt lượng nạp Tăng khả chứa khí, thay bếp lớn Pha loãng nguyên liêu Tông cho khỏi tắc 62 Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 lợn Khí có mùi khó chịu Các phận kim loại bị đen Không có khí sinh Lối vào bị lắng cặn Lấy cặn lắng Quá nhiều H2S Lắp thêm lọc H2S Quá nhiều H2S Lắp thêm lọc H2S Dịch phân hủy bị nhiễm độc Phải nạp lại toàn 5.3.2 Sự cố hệ thống Bảng 5.2 Những cố hệ thống, nguyên nhân cách khắc phục Hiện tượng Nguyên nhân Rò rỉ Khí không tới nơi sử dụng Đường ống nhỏ Tắc đường ống Dòng khí chập chờn Nước đọng đường ống GVHD: Th.S Cao Thị Thúy Cách khắc phục Dùng nước xả phòng kiểm tra lại chỗ có khả rò rỉ van, chỗ nối Thay ống dẫn rộng Phát chỗ tắc cách phân đoạn để kiểm tra, xử lý chỗ có cố Xả nước đọng 63 Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 lợn KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ Kết luận Khí sinh học nguồn lượng tái tạo thu hồi từ việc xử lý chất thải Vì phát triển ứng dụng công nghệ khí sinh học giúp xử lý chất thải mà cung cấp lượng thay nguồn lượng truyền thống, cách tiết kiệm lượng hiệu Dự án khí sinh học công nghiệp phát triển kiểu thiết bị hầm ủ Biogas KT31 có nắp chứa khí tiền chế công xưởng, kết cấu gọn ba phận nằm bể, kỹ thuật xây dựng quen thuộc, lắp đặt dễ dàng, kín khí tốt, vận hành thuận tiện, an toàn Thiết bị áp dụng thí điểm nhiều nơi, từ quy mô gia đình tới quy mô trang trại, bên cạnh khuyết điểm nhỏ công trình hầm Biogas hoạt động đạt kết tốt Kiến nghị Chúng em kiến nghị thời gian thực tập dài lĩnh vực công nghệ, đặc biệt công nghệ môi trường, khoảng thời gian ngắn nắm bắt nhiều vấn đề, vấn đề liên quan đến xây dựng, vận hành, khắc phục cố, có thêm thời gian để xây dựng mô hình thí nghiệm thay tính toán lý thuyết Chúng em kiến nghị cần có nhiều buổi tham quan thực tế trình học tập để chúng em so sánh lý thuyết thực tiễn, từ rút nhiều học kinh nghiệm để không bị bỡ ngỡ làm việc sau GVHD: Th.S Cao Thị Thúy 64 Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 lợn TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình quản lý chất thải rắn, T.S Lê Hùng Anh Phân loại đánh giá loại hầm Biogas, Nguyễn Hồng Sơn, Trung tâm khuyến viên Dịch vụ nghề vườn Việt Nam, năm 2011 Cách tính toán làm hầm Biogas, www.mangchongtham.net, 19/3/2014 Cơ chế hình thành khí sinh học hệ thống Biogas,www.biogas.vn, 18/10/2013 Tài liệu đào tạo xây dựng hầm Biogas, tiếp cận lượng bền vững EASE Việt Nam, 5/2014 GVHD: Th.S Cao Thị Thúy 65 [...]... diện tích đất đai trong khu vực đất thổ cư của các gia đình − Khó khăn trong việc xây dựng hầm biogas cho các trang trại lớn(trên 50 con lợn) Hình 3.6 Bản vẽ chi tiết hầm ủ Biogas ở Trung Quốc Hình 3.7 Hình ảnh thực tế của hầm ủ Biogas ở Trung Quốc GVHD: Th.S Cao Thị Thúy 31 Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 con lợn 3.3.2 Túi Biogas bằng vật liệu chất dẻo/túi nilong (Colombia)... người GVHD: Th.S Cao Thị Thúy 13 Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 con lợn CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ KHÍ SINH HỌC BIOGAS 2.1 Tình hình chăn nuôi lợn ở Việt Nam 2.1.1 Hiện trạng chăn nuôi lợn ở Việt Nam Theo đánh giá của Tổ chức Nông Lương Thế giới (FAO): Châu Á sẽ trở thành khu vực sản xuất và tiêu dùng các sản phẩm chăn nuôi lớn nhất Chăn nuôi Việt Nam, giống như các... Thúy 16 Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 con lợn 2.2 Hiện trạng quản lý chất thải chăn nuôi ở Việt Nam 2.2.1 Chất thải rắn Công tác quản lý chất thải trong chăn nuôi lợn đang gặp nhiều khó khăn, việc sử dụng phân lợn trong nông nghiệp vẫn còn bị hạn chế do phân lợn không giống phân bò hay gia cầm khác Phân lợn ướt và hôi thối nên khó thu gom và vận chuyển, phân lợn là phân... này sinh ra thì rất là mạnh Phân loại theo cách xây dựng thì có 2 loại là chế tạo sẵn và xây tại chỗ 3.3 Các loại hầm phổ biến hiện nay 3.3.1 Hầm Biogas của Trung Quốc Những hạn chế khi áp dụng vào điều kiện Việt Nam: GVHD: Th.S Cao Thị Thúy 30 Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 con lợn − Bản vẽ thiết kế phức tạp, thi công xây dựng khó khăn vì đòi hỏi sự chính xác cao.Do vậy... trọt 3,4 6,1 5,4 5,5 Chăn nuôi 3,4 5,8 6,7 8,5 Nông nghiệp khác 3,4 6,0 5,5 4,1 (Nguồn: TCTK-Viện kinh tế nông nghiệp Việt Nam – 2009) GVHD: Th.S Cao Thị Thúy 14 Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 con lợn Hình 2.1 Tốc độ tăng trưởng bình quân hàng năm về số đầu con 2.1.2 Hiện trạng ô nhiễm môi trường do chăn nuôi lợn Trong những năm gần đây, ngành chăn nuôi lợn phát triển với... 15 Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 con lợn con người, vật nuôi và gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Đặc biệt là các virus biến thể từ các dịch bệnh như lở mồm long móng, dịch bệnh tai xanh ở lợn có thể lây lan nhanh chóng và có thể cướp đi sinh mạng của rất nhiều người Cho đến nay, chưa có một báo cáo nào đánh giá chi tiết và đầy ủ về ô nhiễm môi trường do ngành chăn. .. − − Kết cấu dưới mặt đất, nhiệt độ ổn định, tiết kiệm diện tích Xây dựng tại chỗ với vật liệu có sẵn ở đĩa phương Bền, các bộ phận cố định, đòi hỏi í bảo dưỡng Nhược điểm: GVHD: Th.S Cao Thị Thúy 27 Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 con lợn − − Áp suất khí thay đổi Chi phí cao (ở một số nước, do vật liệu xây dựng hiếm, như xi − măng ở Châu Phi) Đòi hỏi kỹ thuật xây dựng. .. Thúy 28 Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 con lợn 3.2 Hầm ủ theo cách thức nạp liệu 3.2.1 Nạp nguyên liệu liên tục Hình 3.5 Hầm Biogas sinh khí vòm cố định Loại này được cấu tạo gồm: Bể kín khí xây dựng bằng vật liệu gạch đá, bê tông, đỉnh hầm và đáy có dạng bán cầu, được làm kín, không cho thấm thoát khí ra ngoài bằng cách trát một số lớp vữa trên bề mặt phía trong của hầm... nên sử dụng công nghệ phủ nhựa HDPE Nhỏ: sử dụng công nghệ hầm ủ KT1 Trung Quốc nếu chăn nuôi lâu bền, có vốn đầu tư Tuy nhiên phải tính đến quy mô phát triển sau này Nếu kinh phí đầu tư thấp, nên sử dụng công nghệ phủ nhựa HDPE quy mô nhỏ − Nhu cầu sử dụng: GVHD: Th.S Cao Thị Thúy 35 Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 con lợn + Cao: tận dụng hết biogas chạy máy phát điện,... lên men Đôi khi ở những quá trình lên men nhanh người ta phải gia nhiệt cho dịch lên men để giảm thời gian lưu trong các thiết bị lên men GVHD: Th.S Cao Thị Thúy 22 Thiết kế xây dựng hầm ủ Biogas cho trang trại chăn nuôi 10.000 con lợn Hình 2.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với sản lượng khí 2.3.5.3 Độ pH Độ pH tối ưu cho hoạt động của vi khuẩn là 6,8 - 7,5 tương ứng với môi trường hơi kiềm.Tuy nhiên, vi