Tác giả: Hồ Thị Lan Hương, Đặng Hương Giang và Trần Tuấn Dương – Trung tâm Năng lượng tái tạo – Viện Năng lượng
Nhằm tìm kiếm những vật liệu mới để chế tạo các công trình KSH quy mô nhỏ, tiện dụng cho những vùng thiếu các loại nguyên liệu nạp truyền thống và khó khăn trong việc tìm kiếm vật liệu xây dựng công trình KSH nên đề tài đã thử nghiệm 2 mẫu công trình quy mô gia đình theo nguyên lý của Thuỵ Điển trên vật liệu LDPE và bạt dệt kỹ thuật cao nhập từ Thụy điển. Thiết kế này được cải tiến từ nhiều kiểu công trình đang thịnh hành ở một số nước châu Á và Châu Âu. Qua thử nghiệm tại Sơn Tây đã cho kết quả rất khả quan.
Kết quả nghiên cứu
1. Vật liệu chế tạo và cơ sở lựa chọn vật liệu
– Mới, tiện dụng không quá khó khi thi công và dễ vận chuyển
– Giá cả phù hợp;
Bảng 1 – Ưu nhược điểm của các loại bạt hiện tại so với vật liệu được chọn
|
TT |
Loại vật liệu |
Ưu điểm |
Nhược điểm |
|
1 |
Hiện đang sử dụng |
|
|
|
1.1 |
HDPE |
– Có sẵn, nhiều chủng loại và kích cỡ dày mỏng; – Kỹ thuật hàn dán đơn giản thực hiện tại hiện trường đối với quy mô công nghiệp; – Chi phí phù hợp và tương đối bền, tuổi thọ từ 4-10 năm; |
– Chiếm diện tích; – Độ dẻo kém, khi gập lại dễ tạo nếp gấp, dễ gãy và rò rỉ ở các điểm này vì thế khó chế tạo các loại bể nhỏ và trung bình;
|
|
1.2 |
PE |
– Nhẹ dễ vận chuyển và chế tạo, có thể chế tạo hàng loạt tại công xưởng; – Chi phí thấp. |
– Không bền, dễ bị tác động bởi lực cơ học hoặc côn trùng; – Tuổi thọ thấp 2-4 năm, dễ bị ảnh hưởng vì thời tiết. |
|
2 |
Vật liệu mới |
|
|
|
2.1 |
LDPE |
– Mềm và dai có thể gập lại dễ dàng khi vận chuyển đi xa; – Có thể hàn dán bằng các kỹ thuật và thiết bị thông thường; – Dễ lắp đặt và vận hành – Giá thành phù hợp. |
– Chiếm diện tích;
|
|
2.2 |
Vải dệt phủ polimer (bạt kỹ thuật FOV) |
||
 |
 |
| a) Vải dệt tráng nhựa polimer | b) Bạt nhựa LDPE của Thái Lan |
Hình 1 – Các loại bạt kỹ thuật sử dụng làm túi ủ biogas
Bảng 2 – Đặc tính kỹ thuật của vật liệu được lựa chọn
|
TT |
Thông số |
LDPE |
Bạt FOV |
|
1 |
Tỷ trọng (g/cm3) |
0,92 – 0,93 |
0,8±5% |
|
2 |
Điểm hoá mềm (oC) |
90 |
NA |
|
3 |
Lực kéo đứt (kg/cm2) |
114 – 150 |
270 |
|
4 |
Độ dãn dài tại điểm gãy (%) |
400 – 600 |
250 – 350 |
|
5 |
Nhiệt độ giòn, gãy (oC) |
-80 |
NA |
2. Kỹ thuật hàn
Kỹ thuật hàn kép là một kỹ thuật phổ biến nhất hiện nay ở Việt Nam, sử dụng các máy hàn nhiệt/ hàn kép Wedge-IT hoặc máy hàn cao tần để thi công. Kỹ thuật hàn kép cho phép hàn nối các tấm bạt có kích thước nhỏ thành kích thước lớn hơn, hoặc tạo thành các túi kín đảm bảo đáp ứng các yêu cầu về kỹ thuật cho quá trình phân huỷ kỵ khí diễn ra.
3. Nguyên lý hoạt động của bể
Bể kiểu này có 4 bộ phận : i) Ống nạp; ii) Ống thải; iii) Ống lấy khí và iv) Bể phân huỷ. Bể hoạt động theo nguyên lý dòng chảy đều như Hình 2.
Hình 2 – Nguyên lý hoạt động theo mô hình của Thuỵ Điển
4. Kết quả vận hành
4.1 Sản lượng khí
Hình 3 – Biểu đồ đo sản lượng khí hàng ngày
Nhận xét:
– Áp suất khí không cao: Pmax= 17cm cột nước và ổn định ít thay đổi;
– Khi nguyên liệu nạp ổn định và nhiệt độ trung bình từ 20oC trở lên sản lượng khí sinh ra khá tốt.
– Thành phần khí: Bể nạp thực vật có bổ sung phân động vật thành phần CH4 tốt hơn bể chỉ nạp phân.
4. 2 Kết quả về môi trường
Bảng 3 – Kết quả phân tích các chỉ tiêu môi trường
|
TT |
Chỉ tiêu |
Đơn vị |
KT1* |
Công trình bạt thử nghiệm |
QCVN40:2011 – BTNMT |
|||
|
Đầu vào |
Đầu ra |
Đầu vào |
Đầu ra |
A |
B |
|||
|
1 |
pH |
– |
6,9 |
7,3 |
6,6 |
8 |
6-9 |
5,5-9 |
|
2 |
COD |
mg/l |
12.329 |
2465 |
6000 |
350 |
75 |
150 |
|
3 |
BOD5 |
mg/l |
1100 |
192 |
1000 |
120 |
30 |
50 |
|
4 |
NH4+ |
mg/l |
85 |
25 |
70 |
7 |
5 |
10 |
|
5 |
SS |
mg/l |
190 |
64,8 |
150 |
45 |
50 |
100 |
|
6 |
Coliform |
MNP/100ml |
4×106 |
4,3×104 |
5×107 |
4000 |
3000 |
5000 |
Ghi chú: Mẫu nước thải KT1 – Báo cáo khảo sát đánh giá các loại mô hình KSH quy mô vừa – Dự án KSH cho ngành chăn nuôi Việt Nam, 2010
Nhận xét:
Hiệu quả khử BOD và COD: trên 90%.
Hiệu quả khử lắng cặn và chất hữu cơ: các chỉ số này đều đạt yêu cầu.
Hình 4 – Hiệu suất xử lý SS của nước thải đầu vào và đầu ra
Chỉ số vệ sinh môi trường: có chỉ số đạt tiêu chuẩn như quy định.
4.3 Hiệu quả về kinh tế
Bảng 4 – Hiệu quả kinh tế của công trình
|
TT |
Thông số |
Đơn vị |
KT1 |
Bể bạt |
|
1 |
Tổng đầu tư |
VNĐ |
7.000.000 |
5.500.000 |
|
2 |
Tuổi thọ của công trình |
Năm |
20 |
15 |
|
3 |
Lợi nhuận thu được |
VNĐ |
5.100.000 |
5.100.000 |
|
4 |
Hệ số chiết khấu |
% |
10 |
10 |
|
5 |
Thời gian hoàn vốn |
năm |
3,6 |
2,0 |
Ghi chú: Đơn giá xây dựng công trình KSH kiểu KT1 theo báo cáo của “Dự án KSH cho ngành chăn nuôi tỉnh Hoà Bình năm 2012”
Khi sử dụng KSH làm chất đốt thì hiệu quả kinh tế của công trình như sau:
+ Thời gian thu hồi vốn: 2 năm
+ NPV: 415.00 VNĐ
+ IRR: 20 %
Kết luận và kiến nghị
– Vật liệu lựa chọn hoàn toàn phù hợp để chế tạo các bể KSH trong điều kiện kỹ thuật và tự nhiên của Việt Nam.
– Lắp đặt bể đơn giản và không mất nhiều thời gian cũng như công lao động, không đòi hỏi trình độ của người lắp đặt.
– Nguyên liệu nạp: có thể sử dụng cả các loại nguyên liệu nạp truyền thống và các chất thải hữu cơ khác;
– Vốn đầu tư thấp.
– Đề nghị được tiếp tục triển khai để đánh giá và nhân rộng.
