Cấu tạo hầm biogas hdpe theo phương pháp mới sử dụng màng chống thấm hdpe.

Theo phương pháp truyền thống hầm biogas thường sử dụng màng nilon hay bạt nhựa để phủ hoặc dùng hầm biogas composite đúc sẵn.

bạt Biogas
bạt biogas

Theo phương pháp truyền thống hầm biogas thường sử dụng màng nilon hay bạt nhựa để phủ hoặc dùng hầm biogas composite đúc sẵn. Về cơ bản, phương pháp truyền thống thường áp dụng với quy mô nhỏ độ bền thấp và giá thành cao. Do quy mô nhỏ, thời gian sử dụng ngắn nên mặc dù sử dụng các nguyên vật liệu rẻ nhưng khi phân bổ theo thể tích khí và trữ lượng nước thải thì lại cao.

Xem báo giá thi công hàn bạt hầm biogas của nhà Thành Đạt Vina 

Báo giá màng chống thấm hdpe

Trên cơ sở tiến bộ khoa họ kỹ thuật và nhu cầu giữ vệ sinh môi trường xử lý nước thải trước khi cho phép thải ra môi trường, Hạ tầng Việt trân trọng giới thiệu phương pháp thi công hầm biogas sử dụng màng chống thấm hdpe.

Cấu tạo hầm biogas HDPE như sau:

Lớp đáy dùng màng chống thấm HDPE độ dầy 1mm đối với công trình có quy mô lớn và 0,5mm với công trình có quy mô nhỏ hơn

Lớp phủ dùng màng chống thấm HDPE độ dầy tối thiểu 1 mm

Lớp phủ được hàn dính với lớp lót tạo thành lớp chống thấm và giữ khi bên trong. Lớp phủ có độ trùng để trữ khí bên trong

Hệ thống sục khí:

Do thể tích hầm biogas lớn để đẩy nhanh tiến độ phận hủy người ta sử dụng hệ thống sục khí. Hệ thống sục khí được đặt dưới đáy hầm biogas có tác dụng đảo đều nước thải giúp quá trình phân hủy tạo khí được nhanh hơn

Hệ thống đường dẫn, ánh sáng và duy trì

Phía trên đỉnh các hầm biogas đặt van khí 3 chiều có tác dụng đóng mở và luân chuyển khí đi đến nơi tiêu thụ.

Công nghệ hồ khí sinh học phủ bạt HDPE

Công nghệ hồ khí sinh học phủ bạt HDPE đã được áp dụng ở Việt Nam trong khoảng 10 năm gần đây. Nhờ kỹ thuật sản xuất các loại vật liệu bạt kỹ thuật như vải Polyethylene mật độ cao (HDPE – High Density Polyethylene), vải Polyethylene mật độ thấp (LDPE – Low Density Polyethylene), vải Poly propylene (PP) đã đạt những tiến bộ đáng kể nên việc sử dụng vật liệu này trong sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, y tế và các ngành kỹ thuật khác ngày càng phổ biến nhờ các ưu điểm sau:

Hệ thống hồ phủ bạt HDPE

Hệ thống hồ phủ bạt HDPE

  • Dễ dàng phối hợp với nhiều vật liệu khác trong lĩnh vực xử lý môi trường và xây dựng đường xá;
  • Dễ dàng tạo khuôn mẫu và thay đổi hình dạng;
  • Khả năng chống thấm tốt;
  • Khả năng chống chịu với thời tiết khắc nghiệt;
  • Khả năng chống chịu trong môi trường hóa chất;
  • Dễ dàng xếp, gấp để vận chuyển;
  • Giá thành hợp lý;

Trong công nghệ xử lý chất thải ở Việt Nam, vải bạt HDPE đang được ứng dụng trong hai lĩnh vực chính như sau:

Vấn đè rác thải đô thị và rác thải công nghiệp

Rác thải đô thị, rác thải công nghiệp đang được đóng phủ bãi rác chôn lấp bằng màng HDPE. Bạt HDPE ngăn không cho rác thải, nước thải thoát ra ngoài môi trường gây ô nhiễm nguồn nước, không khí.

Vấn đề chất thải chăn nuôi từ các trang trại gia súc gia cầm

Xu thế phát triển chăn nuôi hiện nay ở nước ta là chăn nuôi trang trại với qui mô đàn gia súc, gia cầm ở mỗi trang trại ngày càng lớn và lợi nhuận cũng ngày càng cao hơn. Nước thải chăn nuôi bao gồm chất thải rắn (phân vật nuôi), nước tiểu, nước rửa chuồng trại, nước tắm cho vật nuôi.

Hồ Khí Sinh Học (KSH) phủ bạt HDPE dùng để xử lý nước thải một cách có hiệu quả cho các trang trại chăn nuôi gia súc và nhà máy chế biến tinh bột sắn, xí nghiệp giết mổ gia súc, gia cầm, nhà máy chế biến thực phẩm v.v.

Quy mô các bể khí sinh học của Việt Nam hiện nay

  • Công trình KSH quy mô vừa: Có thể tích từ 51 m3 đến 499 m3.
  • Công trình KSH quy mô lớn: Có thể tích từ 500 mtrở lên.

Các ưu và nhược điểm chính của công nghệ hồ phủ bạt HDPE:

Ưu điểm:

  • Chi phí đầu tư thấp so với công trình xây bằng gạch hoặc bê tông có cùng thể tích;
  • Có thể thiết kế một cách linh hoạt với thể tích khác nhau phù hợp với qui mô chăn nuôi của từng trang trại;
  • Độ bền của bạt HDPE trong điều kiện nhiệt đới kéo dài 20-25 năm;
  • Thi công đơn giản, xây dựng nhanh; – Vận hành, bảo dưỡng đơn giản.

Nhược điểm:

  • Chiếm diện tích mặt bằng lớn;
  • Bạt HDPE dễ bị rách khi gặp lửa, hoặc cây cối lớn đổ vào;
  • Năng suất sinh khí thấp

Bảng 1 Lượng chất thải hàng ngày của các loại vật nuôi*

STT Loại vật nuôi Lượng chất thải/ ngày đêm(% khối lượng cơ thể) **
1 Trâu bò 6,0
2 Lợn 5,0
3 Dê, cừu 4,5
4 Gia cầm 4,5

Nguồn tài liệu: Burton, 2003; WHO, 2003; Cục Chăn nuôi, SNV, 2011;

Dựa vào số liệu ở bảng 1 sẽ tính được khối lượng chất thải của 1 con lợn 50 kg như sau :

50kg x 5% = 2,5 kg chất thải/ngày đêm (tương đương) 2,5 lít.

Để tính được lượng nước thải hàng ngày của trang trại ta cần xác định lượng nước  làm vệ sinh chuồng trại. Thường là  25-30 lít/con/ngày đối với kiểu chuồng nuôi lợn có hệ thống làm mát và có bể chứa nước cho vật nuôi thải phân và nước tiểu (Viện CL CSTN&MT, 2011). Trong thực tế kiểu chuồng này đang được sử dụng phổ biến ở nước ta. Do đó có thể coi lượng nước rửa chuồng trung bình là 27,5 lít/con/ngày. Từ đó suy ra lượng nước và chất thải trung bình hàng ngày tính cho 1 đầu lợn sẽ là :

27,5 lít nước thải + 2,5 lít chất thải lợn tương đương= 30 lít/lợn/ngày đêm Nếu 1 trang trại nuôi 1000 lợn thịt lượng nước thải hàng ngày sẽ là:

1.000 lợn x 30 lít/lợn/ngày đêm = 30.000 lít = 30 mchất thải/ngày đêm

Xác định diện tích mặt bằng và đặc điểm địa chất ở nơi sẽ xây dựng hồ KSH và hồ lắng

Việc khảo sát thực tế trang trại để xác định địa điểm cụ thể sẽ xây dựng hồ KSH, hồ lắng là rất cần thiết. Khi khảo sát cần đo đạc khái quát các chiều của hồ dự kiến sẽ xây dựng hệ thống xử lý chất thải. Dựa vào thực tế đó chúng ta sẽ thiết kế được hồ KSH, các hồ lắng và hệ thống cống thu nước thải một cách hợp lý. Ngoài ra cũng cần tìm hiểu đặc điểm địa chất ở khu trang trại để quyết định chọn độ nghiêng của thành hồ KSH, hồ lắng một cách hợp lý, đảm bảo cho thành hồ bền vững được lâu dài. Dưới đây là khuyến cáo về độ nghiêng của thành các hồ KSH và hồ lắng.

Bảng 2  Khuyến cáo về độ nghiêng của thành hồ

  STT   Loại đất Độ nghiêng lớn nhất cho phép của thành hồ ứng với độ sâu hồ
Độ sâu hồ  1,5 m Độ sâu hồ  3,0 m Độ sâu hồ  5,0 m
1 Đất mượn** 1 : 0,67 1 : 1,00 1 : 1,25
2 Đất cát và cát cuội ẩm 1 : 0,50 1:  1,00 1 : 1,00
3 Đất cát pha 1 : 0,25 1 : 0,67 1 : 0,85
4 Đất thịt 1: 0,00 1: 0,50 1: 0,75
5 Đất sét 1: 0,00 1: 0,25 1: 0,50
6 Đất hoàng thổ 1: 0,00 1 :0,50 1 : 0,50
  • *Độ nghiêng là tỷ lệ giữa độ sâu của thành hồ và khoảng cách giữa chân và đỉnh của thành hồ tính theo phương nằm ngang.
  • **Đất mượn là vùng đất trước đây là ao hồ nhưng đã được lấp đi.
  • Nguồn: Tiêu chuẩn quốc gia về công tác đất – thi công và nghiệm thu TCVN 44472012;

Ở một vài nơi của vùng đồng bằng Bắc Bộ và Nam Bộ có đặc điểm địa chất là xen kẽ lớp đất sét lại có 1 lớp cát dày 0,5-1 m, nên thành hồ rất dễ bị lở. Ở các địa điểm này  nên chọn thành hồ có độ nghiêng như đối với đất cát

Thiết kế hệ thống hồ KSH phủ bạt HDPE

Thiết kế hồ KSH phủ bạt HDPE

Để thiết kế hồ phủ bạt cần tính toán thể tích hồ phù hợp với khối lượng nước thải chăn nuôi cần xử lý.

Thể tích hồ phủ bạt HDPE sẽ gồm hai phần chính là thể tích dịch phân giải (Vd) và thể tích chứa khí (Vg), do đó thể tích tổng thể của hồ là:

V= Vd+ Vg                                                                             (2-1)

Dưới đây sẽ mô tả phương pháp tính hai loại thể tích này.

a/ Tính toán thể tích phân giải (Vd) của hồ KSH

Vd= Q x T                                                                              (2-2)

Trong đó :

  • Q là lượng nước thải của 1 trang trại (m3/ngày đêm), được tính bằng khối lượng nước thải trung bình hàng ngày của 1 tháng cao điểm sử dụng nhiều nước nhất cho việc vệ sinh chuồng trại.
  • T là thời gian lưu nước thải trong hồ khí sinh học (sẽ được giới thiệu ở phần dưới).

+Tổng lượng nước thải (Q) của 1 trang trại bao gồm tổng khối lượng chất thải (phân, nước tiểu) và tổng lượng nước sử dụng làm vệ sinh chuồng trại. Do đó Q được tính theo công thức sau:

Q = (lượng chất thải lít/con/ngày đêm + lượng nước làm vệ sinh chuồng trại  lít/con/ngày đêm) x số lượng vật nuôi.

Như đã nêu ở phần trên lượng nước rửa chuồng tính cho 1 lợn thịt có khối lượng 50 kg trung bình là 27,5 lít/con/ngày đêm (Viện CL CSTN&MT, 2011). Đồng thời lượng chất thải của 1 lợn thịt có khối lượng 50 kg là 2,5 lít/ngày. Như vậy khối lượng nước thải hàng ngày (Q) của 1 trang trại sẽ là :

Q =  30 lít/ngày đêm x Số lượng vật nuôi;

Thí dụ 1 trại lợn nuôi 1.000 lợn thịt khối lượng nước thải hàng ngày (Q) sẽ là :

30 lít/ngày đêm x 1.000 đầu lợn= 30.000 lít = 30 m3/ngày đêm 1 tháng thải ra :

30 m3/ngày đêm x 30 ngày = 900 m3/tháng

Thời gian lưu nước thải trong hồ (T)

Để tiêu diệt được các loài vi trùng hiếu khí gây bệnh và trứng giun sán, cũng như phân giải được 80-85% chất hữu cơ trong nước thải, người ta đã xác định rằng nước thải cần được lưu lại trong hồ khí sinh học 1 thời gian nhất định. Thời gian đó được gọi là T (ngày) và được giới thiệu trong bảng 3. Nếu nhiệt độ môi trường càng cao thời gian cần lưu nước thải trong hồ KSH càng ngắn.

Bảng 3: Khuyến cáo về thời gian tối thiểu cần lưu nước thải trong hồ khí sinh học theo các vùng có nhiệt độ khác nhau

Loại vùng  Nhiệt độ trong mùa đông (0C) Thời gian lưu nước thải (ngày)
Vùng có mùa đông lạnh 10-15 55
Vùng  có mùa đông hơi lạnh 15-20 40
Vùng có mùa đông ấm áp Trên 20 30

Nguồn: Cục Chăn nuôi và SNV, 2011; Hội KSH Việt Nam, 2014,

Dựa vào các số liệu bảng trên người ta thường khuyến cáo ở vùng núi phía Bắc nên tính toán thời gian lưu nước thải (T) tối thiểu là 55 ngày, ở các tỉnh đồng bằng và trung du miền Bắc thời gian T tối thiểu  là 40 ngày, còn các tỉnh phía Nam thời gian T  là 30 ngày.

Như vậy tùy theo nhiệt độ các vùng mà người ta tính thể tích phân giải (Vd) cho phù hợp. Ở vùng càng lạnh thể tích phần phân giải càng cần lớn hơn.

Thí dụ có 2 trang trại cùng nuôi 1000 lợn thịt và cùng có lượng nước thải tương tự nhau; nhưng 1 trang trại ở đồng bằng Sông Hồng (với T= 40 ngày) và 1 trang trại ở đồng bằng Sông Cửu Long (với T=30 ngày). Thể tích phân giải của hồ KSH của trang trại ở đồng bằng Sông Hồng sẽ là:

Vd= Q x T = (lượng chất thải kg/con/ngày + lượng nước rửa chuồng lít/con /ngày) x số lượng vật nuôi x T ;

Đưa các số liệu đã nêu ở trên vào công thức ta sẽ có biểu thức sau:

V(ĐB Sông Hồng) = 30 lít/ngày đêm x 1.000 lợn x 40 ngày = 1.200 m3/ngày đêm;

Ngược lại thể tích phân giải của hồ KSH của trang trại ở đồng bằng Sông Cửu Long sẽ là:

V(ĐB Sông Cửu Long) = 30 lít/ngày đêm x 1.000 lợn x 30 ngày = 900.000 lít

= 900 m3/ngày đêm;  b/ Thể tích chứa khí (Vg)

Dựa vào thực tế lắp đặt hồ KSH phủ bạt HDPE người ta có thể tính thể tích chứa khí (Vg) của loại hồ này. Thông thường độ sâu từ mặt bờ hồ KSH đến mặt nước thải là 0,6-0,8m. Trong quá trình xử lý nước thải, KSH được tạo ra và đẩy tấm bạt phồng lên (xem hình 8, 9).

Mô hình hồ KSH sau khi phủ bạt HDPE

Mô hình hồ KSH sau khi phủ bạt HDPE

Mô hình hồ KSH phủ bạt HDPE đã chứa đầy khí sinh học

Mô hình hồ KSH phủ bạt HDPE đã chứa đầy khí sinh học

Dựa vào hình 8, 9 có thể tính gần đúng thể tích phần chứa khí (Vg) theo công thức sau:

Vg = R x D x 0,6m x 2 x 120%;

V: thể tích chứa khí (m3),

R: Chiều rộng thông thủy của mặt hồ KSH (mặt trên cùng),

D: Chiều dài thông thủy của mặt hồ KSH,

0,6m là độ sâu từ mặt bờ hồ KSH đến mặt nước thải,

Nhân thêm với 2 vì phần bạt phồng lên được coi là xấp xỉ phần thể tích thông thủy chứa khí của hồ,

Người ta nhân thêm 120% là do độ dãn nở của bạt HDPE khi hồ chứa đầy khí sinh học.

Theo khuyến cáo được giới thiệu trong tiêu chuẩn hồ KSH phủ bạt HDPE của Tổ chức Bảo tồn Tài nguyên Thiên nhiên của Mỹ (2003) thì kích thước hồ phủ bạt cần đạt các chiều đo như sau: Chiều dài tối thiểu cần bằng 4 lần chiều rộng, chiều sâu tối đa không vượt qua 6 m. Cấu trúc như vậy sẽ tạo điều kiện cho chất thải di chuyển theo chiều dọc hồ KSH và chất thải sẽ được phân giải hiệu quả nhất. Ngoài ra chiều rộng của bờ hồ cần đạt 3- 5 m và được đầm nén vững chắc.

Thí dụ đối với trang trại 1.000 lợn thịt ở đồng bằng Sông Hồng nêu ở trên có thể tích phân giải 1.200m3;

Nếu chiều sâu của hồ KSH là 6 m thì :

Chiều rộng thông thủy của mặt hồ KSH: R ≈ 11 m

Chiều dài thông thủy của mặt hồ KSH: D ≈ 45,5 m

Vg ≈ 11 m x 45,5 m x 0,6 m x 2 x 120% ≈ 720 m3

Như vậy thể tích chứa khí sẽ chiếm 38% tổng thể tích toàn bộ hồ KSH.

Dựa vào các dữ liệu nêu trên người thiết kế sẽ tiến hành tính toán các chiều đo của hồ KSH phủ bạt cho phù hợp với điều kiện của trang trại.

Tính toán hồ lắng

Hồ lắng bao gồm hai hồ có vai trò như việc xử lý hiếu khí tự nhiên đối với nước xả của hồ KSH. Thông thường hồ lắng sẽ có thể tích chứa dịch thải bằng thể tích của hồ phủ bạt HDPE.

Chiều dài của hồ ít nhất nên bằng 2 lần chiều rộng, nhưng độ sâu của hồ không quá 3,5 m, để thuận lợi cho việc tiếp xúc của không khí với nước xả (khuyến cáo của Cơ Quan Bảo tồn Nguồn lợi Thiên nhiên, Mỹ, 2003).

Nước thải sau khi xử lý bằng hồ KSH và ở 2 hồ lắng, chất hữu cơ đã được phân giải 90-95% và 99% các loại vi trùng gây bệnh và trứng giun sán đã bị tiêu diệt, nước đã được xử lý có thể sử dụng cho nuôi cá hay cây trồng hoàn toàn đảm bảo an toàn (WHO 2003).

Thiết kế hệ thống phụ trợ 

Hệ thống phụ trợ bao gồm hệ thống cống thu gom nước thải, song chắn rác, bể lắng đất cát, bề điều hòa…

Hệ thống cống thu gom nước thải cần có nắp đậy để chống ruồi muỗi và đất cát có thể rơi vào, đồng thời hệ thống cống phải có độ dốc trên 5% để đảm bảo nước thải dễ dàng chảy vào hồ KSH (WHO, 2003).

Bể lắng đất cát thường có thể tích 0,3-0,4 m3, nhưng miệng dưới của ống nạp nước thải vào bể KSH cần cao hơn đáy bể 10-15 cm để cho đất cát có thể lắng đọng lại. Bể lắng cát cũng chính là bể nạp của hồ KSH. Trong bể này người ta cũng có thể đặt song chắn rác để chống các vật thể lạ như túi nilông, bao đựng thức ăn chăn nuôi, các mẩu củi gỗ…có thể chảy vào hồ KSH. Khoảng cách giữa các thanh trong song chắn rác được khuyến cáo là 0,5 cm (WHO 2003). Phần đất cát lắng đọng cần được loại bỏ hàng tuần.

Bể lắng đất cát của hồ khí sinh học phủ bạt HDPE

Bể lắng đất cát của hồ khí sinh học phủ bạt HDPE

Đối với các trang trại lớn với số lượng lợn thịt vài ba ngàn con hay lợn nái trên 2000 con, cần thiết kế thêm bể “điều hòa”. Bể này nên có thể tích tối thiểu bằng 50% khối lượng nước thải hàng ngày của trang trại để tạo điều kiện cho chất thải rắn lắng đọng lại, sau đó dùng các công nghệ khác thu chất thải rắn lắng đọng làm phân hữu cơ. Nếu sử dụng bể “điều hòa” kết hợp với máy tách chất thải rắn, người ta có thể thu lại khoảng 60-70% tổng chất thải chăn nuôi để làm phân hữu cơ, do đó thể tích hồ KSH có thể giảm đi 60-70% mà hiệu quả xử lý vẫn tốt. Bể “điều hòa” cũng là nơi lắng đất cát lẫn vào chất thải chăn nuôi. Do đó nếu trang trại có bể “điều hòa” thì không cần xây bể lắng đất cát nữa.

Hệ thống hồ KSH phủ bạt HDPE có bể “điều hòa” thu chất thải lắng đọng làm phân hữu cơ

Hệ thống hồ KSH phủ bạt HDPE có bể “điều hòa” thu chất thải lắng đọng làm phân hữu cơ

Xây và lắp đặt hồ khí sinh học dùng bạt HDPE – hầm biogas

1. Chuẩn bị địa điểm xây dựng và lắp đặt

  • Trang trại cần có mặt bằng thích hợp để xây dựng hồ KSH phủ bạt và các hồ lắng.
  • Xây dựng hồ KSH ở vị trí hợp lý để thuận tiện cho việc thu gom chất thải thải chăn nuôi.
  • Không xây dựng trong khu vực có thể bị ngập lụt trong mùa mưa.
  • Hồ phải đặt ở địa điểm sao cho giảm tới mức tối thiểu những nguy cơ làm hỏng bờ bao hoặc lớp lót.
  • Giảm tới mức tối thiểu ảnh hưởng của mùi hôi phát tán ra từ hồ (Theo khuyến cáo trong tiêu chuẩn của hồ phủ bạt HDPE của Tổ chức Bảo tồn Tài nguyên Thiên nhiên Mỹ, thì vị trí hồ KSH phủ bạt cần nằm xa khu nhà ở ít nhất 100 m).
  • Đảm bảo khoảng cách từ mép nước gần nhất của hồ tới các giếng và những nguồn cung cấp nước ngầm khác ít nhất là 100 m.

Trước khi thi công, mặt bằng cần được dọn dẹp cây cối hay các công trình bán kiên cố khác để cho việc đào đắp các hồ và lắp đặt tấm lót và tấm phủ HDPE thuận lợi.

Vật tư cần thiết và các yêu cầu kỹ thuật

Vật liệu chính sử dụng để lắp đặt công trình KSH hồ phủ bạt là bạt HDPE và ống dẫn khí sinh học.

Bạt HDPE

Bạt HDPE (high density polyethylene) là một loại bạt địa kỹ thuật có tỷ trọng cao. Đặc điểm nổi bật của bạt HDPE là bền vững, có khả năng chống bức xạ tia cực tím, chịu được nhiệt và hoá chất, do đó có thể bền vững 20-25 năm dưới ánh nắng chói trang của vùng nhiệt đới. Bạt HDPE lại dễ gia công bằng các kỹ thuật hàn nhiệt thông thường đảm bảo kín khí và kín nước tạo các điều kiện thuận tiện cho quá trình lên men trong bể phân giải. Bạt HDPE có dạng mặt nh n (láng) và dạng mặt nhám dùng tăng ma sát khi trải trên thành dốc của các hồ có độ sâu lớn. Màu sắc chủ đạo của bạt HDPE là màu đen chuẩn, màu này cũng có tác dụng hấp thụ bức xạ mặt trời hỗ trợ nhiệt độ cho quá trình lên men trong hồ KSH (HSE – Việt Nam, 2006).

Tấm bạt HDPE hồ khí sinh học

Tấm bạt HDPE hồ khí sinh học

Để đảm bảo lựa chọn bạt HDPE đạt chất lượng tốt cho hồ KSH phủ bạt cần quan tâm đến các vấn đề dưới đây:

  • Bạt HDPE phải có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng.
  • Độ dày đồng nhất trên bề mặt bạt HDPE.
  • Bề mặt bạt trơn, nh n, không có gợn, không có “bọt” nổi phồng.

Bảng 4 Đặc tính kỹ thuật của bạt HDPE HSE10 (1mm)*

 TT  hỉ tiêu Đơn vị  đo Số đo
1 Độ dầy mm 1
2 Tỷ trọng g/cm3 0,94
3 Lực kéo đứt N/m 28
4 Lực chịu biến dạng N/m 15
5 Độ giãn dài khi đứt % 700
6 Độ giãn biến dạng % 13
7 Lực kháng xé N 125
8 Lực kháng xuyên thủng N 352

Với các thông số ở bảng trên bạt HDPE được đánh giá có sức bền về cơ học rất cao.

Ống dẫn KSH

Theo khuyến cáo của tiêu chuẩn hồ phủ bạt HDPE của Tổ Chức Bảo tồn Tài nguyên Thiên nhiên Mỹ (2003), ống dẫn khí sinh học nên sử dụng ống HDPE hay ống PVC có chất lượng tốt. Tùy khoảng cách dẫn khí từ hồ KSH đến nơi tiêu thụ xa hay gần mà ống dẫn khí cần có đường kính (Ø) khác nhau. Ống dẫn khí chính từ hồ KSH về nơi tiêu thụ khí cần có đường kính tối thiểu 60mm, nếu khoảng cách từ hồ KSH đến nơi tiêu thụ không quá 400m. Nếu khoảng cách trên 400m đến 600m cần dùng ống có đường kính tối thiểu 90mm; khi khoảng cách dẫn khí dài hơn 600m cần lắp đặt bơm đẩy khí sinh học và đường ống có đường kính tối thiểu là 90mm.

Thiết bị lọc KSH

Mặc dù trong khí sinh học chỉ chứa 1 lượng nhỏ khí sun phua hi drô (H2S), nhưng khí này có đặc tính a xit, ăn mòn kim loại, làm cho bếp khí sinh học, xoong nồi, máy phát điện chạy bằng khí sinh học bị ôxy hóa, ăn mòn và rất chóng hỏng. Do đó việc lắp đặt thiết bị lọc khí H2S là rất cần thiết. Thiết bị này chứa “nguyên liệu lọc” là ôxit sắt (Fe2O3) hay than hoạt tính để loại bỏ khí H2S. Nhưng định kỳ khoảng 3-4 tháng cần tháo thiết bị này và lấy “nguyên liệu lọc” đem phơi nắng cho tới khô để phục hồi khả năng loại bỏ khí H2S của “nguyên liệu lọc”, sau đó nạp lại nguyên liệu này vào thiết bị lọc. Tuy nhiên chỉ nên tái sử dụng “nguyên liệu lọc” 1-2 lần, sau đó phải sử dụng “nguyên liệu lọc” mới.

Sau khi KSH được lọc bằng thiết bị trên, khí H2S gần như bị loại bỏ hoàn toàn, do đó làm tăng tuổi thọ của các thiết bị sử dụng khí sinh hoc.

Hệ thống lọc khí H2s

Hệ thống lọc khí H2s

Thi công, lắp đặt hồ KSH phủ bạt HDPE

Đào hồ phủ bạt HDPE

Việc đào hồ KSH được tiến hành sau khi có có kết quả thăm dò đặc tính của đất nơi sẽ đào hồ, từ đó đưa ra phương án thi công hợp lý và lựa chọn độ nghiêng thích hợp của thành hồ. Khu vực đào hồ cần được dọn sạch cây to, cây bụi và các công trình bán kiên cố nếu có. Trước khi đào hồ cần lấy dấu trên thực địa để các thiết bị đào hồ làm việc thuận lợi.

Lấy dấu để đào hồ

Khi lấy dấu cần đóng cọc, căng dây sau đó dùng vôi bột rắc theo đường dây để hiện rõ các gianh giới cần đào đắp.

Các đường cần lấy dấu bằng phương pháp rắc vôi bột một cách rõ ràng để đào đắp hồ KSH

Các đường cần lấy dấu bằng phương pháp rắc vôi bột một cách rõ ràng để đào đắp hồ KSH

Phương pháp đào hồ

Cả hồ KSH phủ bạt và các hồ lắng đều được đào theo phương pháp sau: Đào từ phần đáy hồ rồi rộng dần ra phần thành hồ. Giả sử ta đào hồ có độ sâu là 5m trên nền đất cát và độ nghiêng thích hợp của thành hồ là 1:1 (xem bảng 2); khi ta đào phần đáy hồ sâu xuống 1m thì ta tiến hành đào rộng ra phần thành hồ là 1m nhưng cần tạo độ nghiêng là 1:1 để thành hồ không bị lún lở. Cứ đào tiếp tục theo phương pháp đó cho đến độ sâu theo thiết kế, sẽ đảm bảo thành hồ bền vững.

Đào hồ KSH với độ nghiêng của thành hồ 1:1

Đào hồ KSH với độ nghiêng của thành hồ 1:1

Lắp đặt hệ thống thu nước ngầm

Nếu hồ có nước ngầm cần lắp đặt hệ thống thu nước ngầm để bơm ra ngoài. Hệ thống thu nước ngầm bao gồm ống thu nước (hay xây rãnh thu nước ngầm) và giếng nhỏ chứa nước. Lắp đặt hệ thống này cần lưu ý các vấn đề sau:

  • Độ dốc của ống thu nước ngầm không nhỏ hơn 5 %; o Có thể sử dụng các loại ống sau để thu nước ngầm: Ống PVC, HDPE, (hoặc có thể xây rãnh thu nước).
  • Khoảng cách giữa các đường ống thu nước ngầm tối thiểu là 0,7 m, với đường kính ống nhỏ hơn hoặc bằng 300 mm. o Tại điểm cuối theo chiều dài lòng hồ phải đặt giếng thu nước hình tròn với đường kính 1000 mm và độ sâu tối thiểu 1200 mm. Đáy giếng thu có hố thu cặn sâu từ 200 – 300 mm. Bề mặt trên của giếng thu cặn phải có song chắn rác.

Để thoát nước ngầm dễ dàng cần đặt máy bơm hút tự động.

Cách bố trí ống tiêu nước và giếng thu nước ngầm cho hồ khí sinh học phủ bạt HDPE

Cách bố trí ống tiêu nước và giếng thu nước ngầm cho hồ khí sinh học phủ bạt HDPE

Đầm nén bờ hồ

Bờ hồ cần được đổ từng lớp đất dày khoảng 20-30 cm sau đó đầm nén kỹ để đảm bảo bờ hồ bền vững. Cứ tiếp tục đổ đất và đầm nén như vậy cho đến khi đạt độ cao theo thiết kế của bờ hồ.

Đào rãnh neo bạt HDPE

Sau khi đã hoàn thành công việc đầm nén bờ hồ, lúc đó mới tiến hành đào rãnh neo bạt HDPE trên bờ hồ. Rãnh neo bạt có tác dụng giữ bạt khỏi bị tuột xuống lòng hồ. Rãnh neo bạt HDPE được đào xung quanh theo chu vi của hồ khí sinh học. Khoảng cách giữa mép thành hồ KSH và mép trong của rãnh neo phải đạt 1 m ÷ 1,5 m. Chiều rộng của rãnh neo đạt 0,5÷ 0,8 m độ sâu của rãnh neo đạt 0,6 m ÷ 1 m (Viện Khoa học Thủy lợi, 2015).

Rãnh neo bạt HDPE xung quanh hồ khí sinh học

Rãnh neo bạt HDPE xung quanh hồ khí sinh học

Lắp đặt hồ khí sinh học

Lắp đặt tấm HDPE lót đáy hồ

Tấm HDPE lót đáy có vai trò ngăn cho nước thải không thấm vào nước ngầm gây ô nhiễm nguồn nước. Do các hồ đều có hình chữ nhật nên người ta thường sử dụng cạnh ngắn của bờ hồ làm nơi hàn tấm HDPE. Mặt bờ hồ nơi hàn các tấm HDPE cần chiều rộng tối thiểu là 10m để dễ dàng hàn các tấm HDPE với nhau. Mặt bờ hồ phải bằng phẳng không có vật sắc nhọn có thể làm thủng tấm HDPE.

Hàn tấm HDPE

Trước khi hàn các tấm HDPE với nhau cần phải hàn thử tấm HDPE và kiểm tra độ bền của mối hàn thử này ngay tại công trường xem có đạt yêu cầu không. Cách làm mẫu hàn thử như sau.

Đối với máy hàn kép

  • Tại công trường ta cắt 2 tấm HDPE dài 5m, rộng 0,3m, vệ sinh sạch sẽ để làm mẫu hàn thử. Chọn các thông số cho máy hàn gồm: nhiệt độ, tốc độ và áp lực nén. Khởi động và chờ cho máy ổn định tiến hành hàn 2 tấm với nhau, ta được mẫu hàn thử. Sau khi mẫu đã nguội, ta loại bỏ hai đầu mẫu hàn, dùng các dụng cụ như thước, ê-ke, kéo, cắt ra 10 mẫu thử, mỗi mẫu có kích thước: rộng 2,5cm dài 15cm.
  • Lấy 5 mẫu thử độ bền kháng kéo và 5 mẫu thử độ bền kháng bóc trên máy kéo xách tay ngay tại công trường.
  • Đem giá trị trung bình của các mẫu thử so sánh với các số liệu trong Bảng 5 hoặc theo chỉ dẫn của nhà sản xuất. Nếu độ bền kháng kéo và độ bền kháng bóc bằng hoặc lớn hơn giá trị cho trong bảng thì xem như mối hàn đạt yêu cầu và lấy các thông số đã chọn (nhiệt độ, tốc độ và áp lực nén) cho các máy hàn của ca hàn hôm đó và các thông số này được duy trì cho đến lần hàn thử tiếp theo. Nếu không đạt thì điều chỉnh lại các thông số cho máy hàn và hàn thử mẫu mới. Khi làm việc tại công trường cứ sau 2 ngày người ta lại phải thử lại máy hàn theo phương pháp trên để đảm bảo máy hàn luôn luôn hoạt động tốt.

Đối với máy hàn đùn:

Người ta cũng thử độ bền của mối hàn tương tự như máy hàn kép. Tuy nhiên trong thực tế người ta thường sử dụng máy hàn kép để hàn các tấm HDPE với nhau vì máy hàn kép có tốc độ hàn nhanh hơn. 

 Bảng 5  So sánh độ bền của mối hàn tấm HDPE theo tiêu chuẩn ASTM – D 4437

Thông số của bạt HDPE Độ bền kháng kéo Độ bền kháng bóc
Tên sản phẩm   Độ dày bạt (mm) Hàn đùn N/m   Hàn kép N/m   Hàn đùn N/m   Hàn kép N/m  
Bạt HDPE nh n 2 mặt 1.0 14.1 14.1 9.1 11.4
Bạt HDPE nh n 2 mặt 1.5 21.2 21.2 13.7 17.2
Bạt HDPE nhám 2 mặt 1.0 9.8 9.8 8.4 8.4
Màng HDPE nhám 2 mặt 1.5 14.7(84) 14.7(84) 12.6 (72) 12.6(72)
Màng HDPE nhám 2 mặt 2.0 19.6(112) 19.6(112) 16.8(96) 16.8(96)

Hàn các phần tấm bạt HDPE ở 4 góc

Ở 4 góc hồ người ta thường hàn tấm bạt HDPE theo hình 19. Nhờ các đường hàn này làm cho tấm bạt HDPE không bị gấp nếp ở 4 góc, tấm bạt phẳng, dễ lắp đặt.

Tấm HDPE lót hồ ở các góc

Tấm HDPE lót hồ ở các góc

Trải tấm HDPE lót đáy hồ

Sau khi hàn xong tấm lót đáy hồ, người ta tiến hành kéo tấm bạt lót toàn đáy hồ, đồng thời chỉnh cho cân đối cả 4 cạnh của hồ, để tấm bạt không bị gấp nếp.

Trải bạt HDPE lót đáy hồ

Trải bạt HDPE lót đáy hồ

Thử kín nước tấm bạt HDPE lót đáy hồ

Sau khi trải bạt HDPE lót đáy hồ cần tiến hành thử kín nước của tấm bạt bằng phương pháp sau đây: Bơm nước vào hồ đạt tối thiểu 2/3 độ sâu của hồ và theo dõi trong 48 giờ. Nếu mực nước trong hồ chỉ rút đi 10-15 cm thì đó là do nước bị bay hơi và có thể coi tấm lót hồ đạt chất lượng tốt. Ngược lại nếu mực nước trong hồ rút đi trên 30cm thì coi như tấm lót bị rò rỉ, ta tiếp tục theo dõi thêm thời gian và sau đó phải sửa chữa. Việc sửa chữa là rất khó khăn, người ta phải bơm cạn hồ và tìm vị trí tấm bạt HDPE bị thủng. Ở vị trí này thường có 1 lớp đất cát tràn vào, do đó ở nơi nào có các lớp đất cát cần kiểm tra kỹ. Sau khi phát hiện vị trí bị thủng cần hàn lại và tiếp tục bơm nước vào hồ thử kín nước như lần trước.

Bơm nước vào hồ để thử kín nước của bạt HDPE lót đáy hồ

Bơm nước vào hồ để thử kín nước của bạt HDPE lót đáy hồ

Lắp đặt ống nạp, ống xả cho hồ KSH

Ống nạp, ống xả có thể là ống nhựa HDPE, PVC hoặc ống thép có đường kính (Ø) tối thiểu 200mm. Ống nạp cần phải lắp có độ dốc tối thiểu 450 và miệng dưới ống nạp cao hơn đáy hồ 1,5m. Ống xả cũng được lắp nghiêng và miệng dưới ống xả cần cách đáy hồ 2m. Cả ống nạp và ống xả đều phải lắp trước khi kéo bạt lót đáy. Phần ống nạp và ống xả xuyên qua tấm HDPE cần được hàn kín bằng máy hàn đùn.

Các chi tiết trong kết nối tấm HDPE với đường ống

Các chi tiết trong kết nối tấm HDPE với đường ống

Lắp đặt hệ thống ống thu và dẫn KSH

Ống thu KSH được lắp xung quanh thành hồ KSH có chức năng thu khí. Ống thu khí này có thể là ống PVC hay HDPE, đường kính của ống tùy vào cỡ của hồ biogas. Nhưng với các hồ KSH có thể tích 1000-5000m3 người ta khuyên cáo là đường kính ống thu khí tối thiểu là 60mm (Tổ chức Bảo tồn Tài nguyên Thiên nhiên, Mỹ, 2003). Ống thu khí được đục các lỗ nhỏ có đường kính 5mm và neo quanh thành hồ sát với mép hồ.

Lắp đặt ống thu khí xung quanh hồ khí sinh học

Lắp đặt ống thu khí xung quanh hồ khí sinh học

Ống thu khí sẽ được nối với ống dẫn khí sinh học xuyên qua tấm bạt HDPE phủ hồ KSH. Hàn tấm HDPE với ống thu khí cũng tương tự như hàn tấm HDPE với ống nạp, ống xả đã giới thiệu ở phần trên.

Lắp đặt ống thu khí sinh học vào tấm HDPE phủ hồ KSH

Lắp đặt ống thu khí sinh học vào tấm HDPE phủ hồ KSH

Vị trí nối ống thu khí là một trong những vị trí có nguy cơ rò rỉ cao khi công trình đi vào hoạt động, do đó mặt trong và mặt ngoài của tấm bạt HDPE có thể được gia cố bằng các miếng đệm bằng chính bạt HDPE làm tăng độ dày của khu vực nối ống.

Phủ bạt HDPE cho hồ KSH

Sau khi đã thử kín nước của hồ KSH, ta tiếp tục bơm đầy nước đến mức xả tràn của hồ. Đặt vào hồ 1 số phao để buộc một đầu tấm phủ HDPE vào phao, tạo cho tấm phủ luôn luôn nổi trên mặt nước khi ta kéo chúng để phủ toàn mặt hồ. Hàn các tấm bạt HDPE cũng phải được thực hiện tương tự như phần thi công lót đáy hồ. Nếu có diện tích rộng ta có thể hàn tất cả các tấm bạt HDPE sau đó mới kéo bạt phủ toàn hồ. Nhưng nếu diện tích hẹp ta có thể tiến hành theo phương pháp hàn được tấm nào kéo luôn tấm đó. Trước khi trải bạt HDPE ta cần thả vào trong hồ 1 số thùng phuy nhựa kín nước và trống rỗng như là những cái phao, để thuận tiện cho quá trình bảo dưỡng hay hàn các vết rách trên bề mặt tấm HDPE sau này.

Trong quá trình thi công cần lưu ý các điểm sau:

  • Không hàn và trải tấm HDPE trong trường hợp có mưa, có nước đọng hay gió to.
  • Trải bạt HDPE đến đâu phải chặn bao tải cát đến đó, tránh gió làm bay các tấm HDPE hoặc cuộn rối lại thành từng đống.
  • Chỉ sử dụng giày đế mềm cho công nhân thi công khi hàn và lắp đặt tấm HDPE.
  • Không cho phép bất kỳ xe nào chạy trực tiếp trên bề mặt tấm bạt HDPE.
  • Các máy móc phục vụ thi công phải có khay hứng dầu, mỡ tránh làm loang lên bề mặt tấm HDPE và không được đặt máy trực tiếp lên bề mặt tấm HDPE mà phải có lớp đệm bằng tấm cao su hay bìa các tông.
  • Trong quá trình lắp đặt, cán bộ phụ trách kỹ thuật, giám sát viên, kỹ sư đến công nhân luôn kiểm tra bằng mắt thường trên toàn bề mặt tấm bạt HDPE để phát hiện các khiếm khuyết, đánh dấu các lỗ thủng, rách (nếu có) để sửa chữa.
Hệ thống phao dùng để kéo tấm bạt HDPE phủ hồ KSH

Hệ thống phao dùng để kéo tấm bạt HDPE phủ hồ KSH

Sau khi hoàn thành công việc kéo bạt phủ toàn mặt hồ, ta tiến hành cân chỉnh tấm bạt HDPE để không có chỗ nào bị gấp nếp, sau đó lấp đất vào các rãnh neo. Dùng đất nhỏ, mịn cho vào toàn bộ rãnh neo với độ dày 40cm, san phẳng và dùng đầm máy cầm tay nén chặt lớp đất. Tiếp tục cho các lớp đất khác dày 30cm và đầm nén như trên cho đến khi rãnh neo được lèn đầy đất.

Hồ khí sinh học sau khi được phủ bạt HDPE

Hồ khí sinh học sau khi được phủ bạt HDPE

Lắp đặt các thiết bị phụ trợ, máy phát điện và bếp khí sinh học

Ống dẫn khí được nối với ống thu khí tại hồ KSH. Ống dẫn khí cho hồ phủ bạt HDPE có thể tích 1000-5000m3, phải có đường kính tối thiểu là 60mm (như đã giới thiệu ở phần 3.2: Vật tư cần thiết và yêu cầu kỹ thuật). Ống dẫn KSH được đặt dốc về phía hồ KSH để nước đọng trong hệ thống ống chảy trở lại hồ KSH.

Thiết bị phụ trợ bao gồm thiết bị an toàn, thiết bị lọc hơi nước, lọc khí H2S, đồng hồ đo áp suất khí, bộ phận chứa khí sinh học. Thiết bị sử dụng KSH bao gồm bếp đun KSH, máy phát điện… Các thiết bị này cần được lắp đặt thứ tự theo hình 27.

Thiết bị an toàn cần lắp đặt ở ngoài bếp đun, nơi thoáng gió, dễ quan sát, dễ bảo quản.

Sơ đồ lắp đặt thiết bị phụ trợ, máy phát điện và bếp KSH

Sơ đồ lắp đặt thiết bị phụ trợ, máy phát điện và bếp KSH

Thiết bị lọc hơi nước được lắp trước thiết bị lọc khí H2S để loại bỏ hơi nước trong khí sinh học, góp phần làm cho tuổi thọ của chất hấp phụ H2S lâu hơn, đồng thời máy phát điện hoạt động tốt hơn. Thiết bị lọc hơi nước có hình trụ với thể tích 150-200 lít, được chế tạo bằng thép hay bằng nhựa PVC. Đáy thiết bị có van tháo nước đọng.

Thiết bị chứa khí cũng đóng vai trò quan trọng vì máy điện KSH chỉ làm việc ổn định khi có nguồn khí cung cấp ổn định.

Đồng hồ đo áp suất khí phải được lắp sau thiết bị lọc KSH, nhưng cần lắp đặt thiết bị này ở nơi dễ quan sát, để người sử dụng dễ nhận biết áp suất khí sinh học.

Đồng hồ đo áp suất

Đồng hồ đo áp suất

Khi lắp đặt các thiết bị này điều quan trọng là phải đảm bảo hoàn toàn kín khí, tránh mọi hiện tượng để rò rỉ khí sinh học có thể gây ra cháy nổ nguy hiểm.

Các van đóng mở trên đường ống dẫn khí cần lắp đặt ở vị trí đầu ống dẫn khí từ hồ KSH (van tổng), van cho thiết bị đốt khí thừa, van phía sau thiết bị lọc khí H2S, van cho máy phát điện, bếp khí sinh học.

Bếp và máy phát điện KSH

Bếp và máy phát điện KSH

Bếp khí sinh học cần được lắp ở nơi thông thoáng, dễ thao tác khi sử dụng.  Nhưng máy phát điện chạy bằng KSH cần được lắp ở xa khu chuồng trại (ít nhất 40m) để không gây tiếng ồn làm ảnh hưởng đến vật nuôi. Nơi để máy cần có nền xi măng vững chắc, có mái che, thông thoáng và gần thiết bị chứa khí sinh học. Cũng cần lưu ý rằng hồ KSH phủ bạt có hiệu quả xử lý môi trường rất tốt, nhưng áp suất khí lại thấp, không đạt yêu cầu sử dụng khí để thắp sáng đèn KSH.

Kiểm tra chất lượng hồ khí sinh học phủ bạt HDPE

Kiểm tra kín nước, kín khí của hồ phủ bạt HDPE và đường ống dẫn khí

Kiểm tra kín nước của hồ phủ bạt sau khi lót đáy hồ bằng bạt HDPE đã được trình bày ở mục “Lắp đặt tấm HDPE lót đáy hồ”, do đó phần này sẽ tập trung giới thiệu kiểm tra độ kín khí của hồ khí sinh học phủ bạt HDPE và đường ống dẫn khí.

Kiểm tra kín khí hồ phủ bạt và đường ống dẫn khí bằng phương pháp bơm không khí vào hồ phủ bạt

Sau khi phủ bạt và đầm nén kỹ rãnh neo bạt HDPE, dùng máy bơm không khí vào hồ KSH thông qua đường ống dẫn khí. Khi bơm cần đóng các van bếp KSH, van máy phát điện và thiết bị đốt khí sinh học dư thừa. Khi đã bơm đầy khí, tấm bạt HDPE sẽ căng phồng lên. Khóa van tổng, theo dõi trong 48 tiếng đồng hồ, nếu thấy hồ vẫn căng phồng là tấm bạt HDPE hoàn toàn kín, ngược lại nếu hồ bị xẹp xuống là tấm bạt bị rò rỉ ở đâu đó. Để phát hiện vị trí rò rỉ của tấm bạt, ta tiếp tục bơm thêm không khí cho căng phồng rồi dùng nước xà phòng quét lên các vị trí nghi ngờ rò rỉ, khi phát hiện được các vị trí rò rỉ cần dùng sơn đánh dấu vào các vị trí đó để sau này sửa chữa. Để hàn các vị trí rò rỉ cần tháo hết không khí ra, dùng máy hàn đùn hàn các vị trí rò rỉ. Sau đó lại bơm không khí vào kiểm tra lại 1 lần nữa để đảm bảo hồ hoàn toàn kín khí.

Kiểm tra kín khí của ống dẫn khí sinh học, cũng tiến hành tương tự như đối với hồ phủ bạt. Sau khi bơm không khí vào hồ KSH thì áp suất khí trong đường ống sẽ đạt 0,3-0,4 Kpa (dựa vào đồng hồ áp suất). Theo dõi 24 tiếng đồng hồ nếu áp suất không giảm đi tức là đường ống hoàn toàn kín. Ngược lại nếu áp suất giảm xuống bằng 0, thì chắc chắn đường ống bị rò rỉ. Để phát hiện vị trí rò rỉ của đường ống, ta tiếp tục bơm thêm không khí cho đến áp suất 0,4-0,6 Kpa rồi dùng nước xà phòng quét lên các vị trí nghi ngờ rò rỉ, khi phát hiện được các vị trí rò rỉ cần dùng sơn đánh dấu vào các vị trí đó để sau này sửa chữa. Khi sửa chữa cần cưa bỏ các vị trí rò rỉ và lắp các mối nối mới với chất lượng tốt. Sau đó lại bơm không khí vào kiểm tra lại một lần nữa để đảm bảo ống dẫn khí hoàn toàn kín.

Sau khi đã hoàn thành công việc kiểm tra kín khí, phải tháo bỏ toàn bộ  khí bơm thử để thu KSH, nhưng mẻ KSH đầu tiên cũng phải xả đi đi vì chúng có lẫn phần không khí còn lại ở phần bạt ven hồ, cũng như mẻ khí đầu tiên thường chứa nhiều khí tạp.

Kiểm tra kín khí hồ phủ bạt và đường ống dẫn khí bằng phương pháp dựa vào quá trình lên men tạo khí sinh học ở giai đoạn đầu tiên

Trong thực tế sau khi hoàn thành lót đáy hồ KSH bằng bạt HDPE, phần lớn các trang trại đã xả chất thải chăn nuôi vào hồ KSH, do không có nơi chứa chất thải. Do đó sau khi phủ bạt HDPE, khí sinh học đã bắt đầu được tích lũy lại và làm phồng tấm bạt HDPE. Lợi dụng đặc tính này người ta có thể kiểm tra độ kín khí của hồ KSH và ống dẫn khí. Nếu sau một thời gian hồ phủ bạt căng phồng lên và ổn định tức là tấm bạt HDPE hoàn toàn kín. Ngược lại nếu quá trình tích lũy khí sinh học trong hồ không ổn định, chẳng hạn như ban ngày thì phồng lên nhưng sáng hôm sau lại xẹp xuống, tức là có những vị trí bị rò rỉ khí. Thông thường phần tấm bạt nằm giữa hồ căng phồng lên trước, sau đó diện tích bạt căng phồng sẽ lớn dần. Nếu phần căng phồng nối liền với phần bạt ven hồ, nhưng sau một đêm tấm bạt lại xẹp đi một phần, thì chắc chắn phần bạt ven hồ có nơi rò rỉ. Để kiểm tra nơi rò rỉ, ta ép phần hồ đã căng phồng để đẩy khí sinh học vào phần bạt ven hồ nơi có lắp đặt ống thu khí sinh học chung quanh bờ hồ, để phần này phồng lên. Tiến hành phát hiện sơ bộ nơi rò rỉ, bằng cách kiểm tra vị trí nào có mùi đặc trưng của KSH. Sau đó dùng nước xà phòng quét lên phần bạt này để phát hiện nơi rò rỉ. Đánh dấu vị trí rò rỉ để sau này sửa chữa. Cũng có trường hợp phần lớn diện tích bạt căng phồng, khi căng phồng đến một vị trí nhất định ban ngày bạt cũng căng lên nhưng sáng hôm sau bạt lại xẹp xuống. Như vậy ở khu vực này chắc chắn bạt bị rò rỉ khí. Dùng phương pháp dồn khí sinh học đến phần nghi ngờ rò rỉ bằng cánh dồn khí về góc xẹp, rồi dùng nước xà phòng phát hiện vị trí rò rỉ, đánh dấu bằng sơn để sau này sửa chữa.

Sau khi đã phát hiện các vị trí rò rỉ, xả KSH và tiến hành hàn các vị trí rò rỉ. Trong khi tiến hành sửa chữa các vị trí rò rỉ trên mặt hồ, ít nhất phải có 3 người công nhân mặc quần áo bảo hộ cùng làm việc để hỗ trợ nhau, đồng thời phải có thiết bị an toàn như dây an toàn buộc vào người để đề phòng trường hợp bạt bị rách người công nhân có thể ngã vào trong dịch chất thải chăn nuôi gây nguy hiểm đến tính mạng.

Kiểm tra kín khí của ống dẫn khí sinh học, cũng tiến hành tương tự như đối với hồ phủ bạt. Sau khi KSH đã được tích lũy làm căng phồng tấm bạt phủ hồ KSH thì áp suất khí trong đường ống sẽ đạt 0,3-0,4 Kpa (dựa vào đồng hồ áp suất). Khóa van tổng, theo dõi 24 tiếng đồng hồ nếu áp suất không giảm đi tức là đường ống hoàn toàn kín. Ngược lại nếu áp suất giảm xuống bằng 0, thì chắc chắn đường ống bị rò rỉ. Để phát hiện vị trí rò rỉ của đường ống, ta mở van tổng để KSH từ hồ phủ bạt chảy vào đường ống, rồi phát hiện xem ở vị trí nào trên đường ống có mùi KSH thoát ra. Sau đó dùng nước xà phòng quét lên các vị trí nghi ngờ rò rỉ, khi phát hiện được các vị trí rò rỉ cần dùng sơn đánh dấu vào các vị trí đó để sau này sửa chữa. Trước khi sửa chữa phải khóa van tổng, xả KSH, rồi tiến hành sửa chữa. Cần cưa bỏ các vị trí rò rỉ và lắp các mối nối mới với chất lượng tốt. Cuối cùng tiến hành kiểm tra một lần nữa theo các bước nêu trên để đảm bảo ống dẫn khí hoàn toàn kín.

Sau khi đã hoàn thành công việc kiểm tra kín khí, phải tháo bỏ toàn bộ mẻ KSH đầu tiên vì chúng thường chứa nhiều khí tạp.

Nghiệm thu và bàn giao hồ phủ bạt HDPE

Quá trình thi công cần được nghiệm thu từng phần để đảm bảo tất cả các khâu thi công đều đạt chất lượng tốt.

Nghiệm thu phần đào đắp hồ KSH phủ bạt

  • Phải đảm bảo tất cả các chỉ tiêu kỹ thuật theo bản thiết kế.
  • Thành hồ vững chắc, không bị sụt lở, không có các vật sắc nhọn có thể làm rách bạt HDPE.
  • Đáy hồ bằng phẳng, không có vật sắc nhọn.
  • Bờ hồ được đầm nén vững chắc, bằng phẳng, không có đá và các vật sắc nhọn lẫn vào, vì khi chôn neo bạt HDPE trên bờ hồ không cho phép có các vật sắc nhọn có thể làm thủng bạt HDPE.
  • Ống nạp, ống xả phải được lắp đặt theo đúng thiết kế.
  • Các cây lâu năm quanh bờ hồ đều phải chặt bỏ. Khoảng cách từ phần phủ bạt đến cây lâu năm phải đạt tối thiểu 8 m.

Nghiệm thu phần đào đắp các hồ lắng

  • Phải đảm bảo tất cả các chỉ tiêu kỹ thuật theo bản thiết kế.
  • Thành hồ vững chắc, không bị xụt lở. Đáy hồ bằng phẳng, không có vật sắc nhọn.
  • Bờ hồ được đầm nén vững chắc, bằng phẳng.
  • Ống nạp, ống xả phải được lắp đặt theo đúng thiết kế.

Nghiệm thu phần lót tấm HDPE đáy hồ

  • Tấm lót có độ dày và chất lượng theo thiết kế.
  • Tấm lót phải bằng phẳng, không bị gấp nếp.
  • Tấm lót không bị thủng, rách.
  • Tấm lót được neo giữ vững chắc. Nghiệm thu phần thử kín nước
  • Tiến hành thử kín nước theo đúng phần hướng dẫn nêu ở mục “Lắp đặt tấm HDPE lót đáy hồ”.
  • Hồ KSH phải đạt: Hoàn toàn kín nước.

Nghiệm thu phần lắp đặt ống thu khí sinh học

  • Ống thu khí sinh học phải đạt tiêu chuẩn về đường kính, chất lượng theo thiết kế.

Ống thu phải được khoan các hành lỗ thu khí sinh học theo thiết kế.

  • Ống thu phải được lắp đặt quanh hồ và neo giữ vững chắc.

Nghiệm thu phần lắp đặt tấm phủ HDPE cho hồ khí sinh học  Tấm phủ HDPE có độ dày và chất lượng theo thiết kế.

  • Tấm phủ phải bằng phẳng, không bị gấp nếp.
  • Tấm phủ không bị thủng, rách.
  • Tấm phủ được neo giữ vững chắc.

Nghiệm thu phần thử kín khí hồ KSH phủ bạt và ống dẫn khí

  • Tiến hành thử kín khí theo đúng phần hướng dẫn nêu ở mục “Kiểm tra kín khí hồ phủ bạt và đường ống dẫn khí”  Hồ KSH phải đạt: Hoàn toàn kín khí.
  • Đường ống phải được lắp đặt theo đúng thiết kế và hoàn toàn kín khí.

Nghiệm thu phần lắp đặt các thiết bị phụ trợ, máy phát điện và bếp khí sinh học

  • Thứ tự lắp đặt các thiết bị phải theo đúng hướng dẫn ở mục “Lắp đặt các thiết bị phụ trợ, máy phát điện và bếp khí sinh học”.
  • Đường ống và toàn bộ hệ thống các thiết bị phù trợ, máy phát điện và bếp KSH phải đảm bảo hoàn toàn kín khí.
  • Hệ thống này phải đảm bảo an toàn, thuận tiện cho việc sử dụng.

Nghiệm thu toàn bộ hệ thống hồ KSH phủ bạt HDPE và bàn giao

  • Toàn bộ nước thải phải được lưu thông dễ dàng từ chuồng trại qua bể “điều hòa”, hồ KSH, hồ lắng, rồi chảy vào hồ nuôi cá hoặc sử dụng làm phân bón cho cây trồng.
  • Hồ KSH phủ bạt phải hoạt động tốt, toàn bộ tấm bạt phải căng phồng chứa đầy khí sinh học.
  • Toàn bộ hồ KSH và hệ thống ống dẫn khí hoàn toàn kín khí, dễ sử dụng, dễ bảo dưỡng.
  • Tất cả các thiệt bị phụ trợ hoạt động tốt.
  • Bếp KSH khi đun nấu có ngọn lửa xanh và dễ dàng điều chỉnh to, nhỏ.
  • Máy điện KSH khi làm việc có “tiếng nổ” êm, dòng điện ổn định. Nhà thầu phải hướng dẫn về qui trình sử dụng và bảo dưỡng máy, hướng dẫn này được treo tại nơi đặt máy.
  • Trước khi bàn giao cho chủ trang trại, nhà thầu phải hướng dẫn và có tài liệu hướng dẫn ngắn gọn, dễ hiểu giao cho chủ trang trại về toàn hệ thống hồ cũng như tất cả các thiết bị phụ trợ.
  • Nhà thầu phải hướng dẫn sử dụng, bảo dưỡng cho chủ trang trại cho tới khi họ sử dụng thành thạo.
  • Khi toàn bộ hệ thống hồ KSH phủ bạt hoạt động tốt ít nhất trong 4 tuần, sẽ được nghiệm thu và bàn giao cho trang trại.
  • Nghiệm thu phải có văn bản và đầy đủ chữ ký của bên giao, bên nhận.