Công trình khí sinh học hình ống quy mô trung bình (Plug – flow)

Công nghệ KSH đang được phát triển mạnh ở Việt Nam. Các cơ quan nghiên cứu hiện nay mới tập trung hoàn thiện các kiểu công trình KSH quy mô nhỏ cho các hộ chăn nuôi, vì thế tính đến cuối năm 2012 tổng số công trình KSH quy mô hộ gia đình đã xây dựng ở Việt Nam lên đến gần 1 triệu công trình trong tổng tiềm năng 6 triệu hộ. Các công trình KSH quy mô trung bình chưa được tập trung nghiên cứu thích đáng.

Trong khuôn khổ dự án “Phát triển thị trường công trình KSH hình ống quy mô trung bình ở Việt Nam” do Chương trình Năng lượng và Môi trường cho các nước tiểu vùng sông Mê Công (chương trình EEP) tài trợ, Viện Năng lượng đã hoàn thiện thiết kế và thử nghiệm một kiểu công trình KSH quy mô trung bình, đó là kiểu công trình hình ống (Plug-flow). Đây là công trình được thiết kế dựa trên nguyên lý hoạt động của công trình KSH nắp cố định có dòng chảy đều. Chương trình thiết kế được lập trên phần mềm excel, tính toán và thiết kế cho quy mô chăn nuôi của trang trại có trên 250 đến 3000 con lợn. Hiệu suất sinh khí của công trình là 0,3-0,36m3 khí/m3 phân huỷ, hiệu suất xử lý của công trình đạt 90% với suất đầu tư cho 1m3 công trình từ 1-1,2 triệu VNĐ. Công trình cấp khí cho các mục đích như phát điện, sưởi ấm, đun nấu và thắp sáng và thời gian hoàn vốn của công trình là 3-4 năm.

1  Ý TƯỞNG NGHIÊN CỨU

1.1 Sự cần thiết và mục tiêu của nghiên cứu

Năm 2011 với kinh nghiệm hơn 30 năm nghiên cứu trong lĩnh vực khí sinh học, Viện Năng lượng đã phối hợp với các đối tác của mình là Viện Nghiên cứu Môi trường Stockholm Thuỵ Điển, Tổ chức Phát triển Hà Lan và các đối tác khác phát triển ý tưởng ứng dụng kết quả nghiên cứu công trình khí sinh học hình ống quy mô trung bình để xử lý chất thải chăn nuôi ở quy mô trang trại (các trang trại chăn nuôi có số đầu lợn từ 250-3000 con). Viện Năng lượng và đối tác của mình đã thành công trong phát triển ý tưởng và nhận được sự tài trợ của Chương trình Năng lượng và Môi trường cho các nước tiểu vùng sông Mê Kông ( Chương trình EEP Mekong) để triển khai dự án “ Phát triển thị trường công trình KSH hình ống quy mô trung bình ở Việt Nam”.

Mục tiêu tổng thể của nghiên cứu là thiết kế hoàn chỉnh hệ thống khí sinh học quy mô trung bình cho các trang trại chăn nuôi tập trung nhằm xử lý chất thải bảo vệ môi trường và sản xuất năng lượng tái tạo cho các mục đích cung cấp năng lượng của trang trại.

Các mục tiêu cụ thể là:

Lựa chọn được kiểu thiết kế phù hợp nhất về giá thành và hiệu quả đối với quy mô chăn nuôi trang trại ở Việt Nam

Tiêu chuẩn hoá các thông số tính toán thiết kế, xây dựng chương trình tính toán thiết kế

Để đạt được các mục tiêu nêu trên nội dung nghiên cứu sẽ tập trung vào những điểm chủ yếu như sau:

1. Nghiên cứu những công nghệ và tính thích nghi của công nghệ trong các điều kiện tự nhiên, kinh tế – xã hội của Việt Nam để lựa chọn được loại phù hợp nhất cho việc nghiên cứu chuyên sâu.
2. Tính toán các thông số đầu vào và xây dựng chương trình thiết kế cụ thể cho một kiểu công trình phù hợp nhất
3. Thử nghiệm tính toán thiết kế;
4. Thử nghiệm thực tế để hoàn thiện thiết kế;
5. Xây dựng các tài liệu kỹ thuật để phổ biến nhân rộng.

1.2 Phát triển ý tưởng theo hướng áp dụng các kỹ thuật tiên tiến làm tăng năng suất khí

Từ sự thành công của kiểu thiết bị KSH hình ống trong dự án “Phát triển thị trường công trình KSH hình ống quy mô trung bình ở Việt Nam” đến năm 2012 nhóm nghiên cứu lại tiếp tục cải tiến kiểu công trình này theo hướng áp dụng kỹ thuật màng lọc sinh học đặt trong bể phân huỷ để cải thiện quá trình lên men của sinh khối. Đây là một đề tài cấp bộ do Bộ Công Thương quản lý và Viện Năng lượng thực hiện. Đề tài có tên “Thiết kế, lắp đặt thử nghiệm thiết bị KSH hình ống có màng lọc sinh học” với mục tiêu: Thiết kế, lắp đặt thử nghiệm thiết bị KSH hình ống có sử dụng màng lọc sinh học nhằm tiết kiệm chi phí, bảo vệ môi trường và ứng dụng ở các quy mô nhỏ đến trung bình. Nguyên lý hoạt động của loại thiết bị này là tăng cường biện pháp thúc đẩy quá trình lên men, giảm thời gian lưu của nguyên liệu trong kiểu bể hình ống và như vậy cùng khối lượng nạp có thể giảm thể tích bể phân huỷ đi rất nhiều lần. Thiết bị KSH hình ống có màng lọc sinh học có nguyên lý hoạt động tương tự thiết bị KSH hình ống nhưng thời gian lưu của nguyên liệu trong bể phân huỷ có thể giảm tối đa còn 20 ngày. Kiểu thiết bị này được áp dụng tối ưu cho cả quy mô nhỏ và quy mô trung bình.

Hình 2 – Công trình KSH hình ống có màng lọc sinh học

Đề tài này đã được Bộ Công Thương nghiệm thu cuối năm 2012 với kết quả đánh giá là xuất xắc

Tải bài đầy đủ