1 huong dan ky thuat thiet ke thi cong be biogas KT1 KT2 bo NNPTNT

NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÀ CÔNG NGHỆ
18 Hoàng Quốc Việt - Cầu Giấy - Hà Nội
ĐT: P. Phát hành: 04. 22149040; P. Quản lý tong hợp: 04. 22149041
P. Biên tập: 04. 22149034; Fax: 04. 37910147
E-mail: ; Website: www.vap.ac.vn

THIẾT BỊ KHÍ SINH HỌC KT1 VÀ KT2
Nguyễn Quang Khải

Chòu trách nhiệm xuất bản:
GS. TSKH. NGUYỄN KHOA SƠN

Biên tập: Trần Phương Đông
Trình bày: Bích Thủy
Bìa: Nhật Anh
Kỹ thuật vi tính: Phòng kỹ thuật RPC

In 1.000 cuốn, khổ 16x24cm, tại Công ty Cổ phần In 15. Giấy xác nhận
đăng ký xuất bản số:................ In xong và nộp lưu chiểu quý III/2009.
1


Nguyễn Quang Khải

TỦ SÁCH KHÍ SINH HỌC TIẾT KIỆM NĂNG LƯNG

Thiết bò Khí sinh học KT1 và KT2

NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÀ CÔNG NGHỆ

2


MỤC LỤC
LỜI GIỚI THIỆU...........................................................................................5
LỜI NÓI ĐẦU ...............................................................................................6
PHẦN I: NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN ...................................................7
1. MỞ ĐẦU VỀ CÔNG NGHỆ KHÍ SINH HỌC ........................................7
1.1. Làm quen với khí sinh học .....................................................................7
1.2. Nguyên liệu để sản xuất khí sinh học ...................................................8
1.3. Thiết bò khí sinh học nắp cố đònh.........................................................10
1.4. Thiết bò khí sinh học KT1 và KT2 .......................................................15
2. XÂY DỰNG THIẾT BỊ KT1 VÀ KT2 ...................................................17
2.1. Lựa chọn đòa điểm ................................................................................17
2.2. Chuẩn bò vật liệu ..................................................................................18
2.3. Thi công xây dựng ................................................................................19
2.4. Kiểm tra chất lượng..............................................................................31
3. LẮP ĐẶT HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ ............................................33
3.1. Các bộ phận của hệ thống phân phối khí............................................33
3.2. Lắp đặt ống dẫn khí..............................................................................38
3.3. Kiểm tra độ kín của hệ thống phân phối khí ......................................40
4. VẬN HÀNH THIẾT BỊ KT1 VÀ KT2 ....................................................40
4.1. Đưa thiết bò vào hoạt động...................................................................40
4.2. Vận hành thiết bò hàng ngày ................................................................42
5. SỬ DỤNG KHÍ SINH HỌC ....................................................................45
5.1. Bếp khí sinh học ...................................................................................45
5.2. Đèn khí sinh học ...................................................................................47
6. BẢO DƯỢNG CÔNG TRÌNH KHÍ SINH HỌC ....................................49
6.1. Bảo dưỡng thiết bò khí sinh học ...........................................................49
6.2. Bảo dưỡng hệ thống phân phối và sử dụng khí ..................................49

7. ĐẢM BẢO AN TOÀN ............................................................................50
7.1. Đề phòng cháy nổ ................................................................................50
3


7.2. Đề phòng ngạt thở ................................................................................50
7.3. Đề phòng nhiễm phóng xạ...................................................................51
8. NHỮNG TRỤC TRẶC VÀ CÁCH KHẮC PHỤC .................................51
PHẦN II: TUYỂN TẬP BẢN VẼ THIẾT KẾ THIẾT BỊ KT1 VÀ KT2
PHIÊN BẢN 3..............................................................................................55
1. THUYẾT MINH ......................................................................................55
1.1. Giới thiệu chung ...................................................................................55
2. BẢN VẼ ...................................................................................................61
2.1. Các bản vẽ chung .................................................................................61
2.2. Các bản vẽ thiết bò KT1 .......................................................................65
2.2.1. Thiết bò có Vg = 0,8m3......................................................................65
2.2.2. Thiết bò KT1 có Vg = 1,2m3 .............................................................72
2.2.3. Thiết bò KT1 có Vg = 1,6m3 .............................................................79
2.2.4. Thiết bò KT1 có Vg = 2,0m3 .............................................................86
2.2.5. Thiết bò KT1 có Vg = 2,8m3 .............................................................93
2.2.6. Thiết bò KT1 có Vg = 3.6m3 ...........................................................100
2.2.7. Thiết bò KT1 có Vg = 4.8m3 ...........................................................107
2.2.7. Thiết bò KT1 có Vg = 4.8m3 ...........................................................114
2.3. Các bản vẽ thiết bò KT2 .....................................................................121
2.3.1. Thiết bò KT2 có Vg = 0,8m3 ...........................................................121
2.3.2. Thiết bò KT2 có Vg = 1,2m3 ...........................................................128
2.3.3. Thiết bò KT2 có Vg = 1,6m3 ...........................................................135
2.3.4. Thiết bò KT2 có Vg = 2,0m3 ...........................................................142
2.3.5. Thiết bò KT2 có Vg = 2,8m3 ...........................................................149
2.3.6. Thiết bò KT2 có Vg = 3,6m3 ...........................................................156

2.3.7. Thiết bò KT2 có Vg = 4,8m3 ...........................................................163
2.3.8. Thiết bò KT2 có Vg = 6,0m3 ...........................................................170

4


LỜI GIỚI THIỆU
Khí sinh học là một trong những nguồn năng lượng tái tạo có thể thu hồi
được từ việc xử lý chất thải. Vì vậy phát triển ứng dụng công nghệ khí sinh
học không những giúp xử lý chất thải mà còn cung cấp năng lượng thay thế
các nguồn năng lượng truyền thống, tiết kiệm năng lượng.
Để góp phần thúc đẩy việc ứng dụng công nghệ khí sinh học một cách
rộng rãi, Chương trình mục tiêu quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm
và hiệu quả giao cho Trung tâm Công nghệ Khí sinh học chủ trì dự án
“Phát triển các loại công trình khí sinh học tiết kiệm năng lượng quy mô
công nghiệp” (gọi tắt là Dự án khí sinh học công nghiệp). Một trong những
nhiệm vụ của Dự án là biên soạn và phát hành “Tủ sách Khí sinh học tiết
kiệm năng lượng” gồm 4 quyển:
1. Công nghệ khí sinh học cơ bản
2. Thiết bò khí sinh học KT1 và KT2
3. Thiết bò khí sinh học KT31
4. Thiết bò khí sinh học quy mô lớn
Tác giả Nguyễn Quang Khải là một cán bộ nghiên cứu lâu năm trong
lónh vực Khí sinh học. Tủ sách là dòp để tác giả tổng kết kinh nghiệm và
phát triển các kết quả nghiên cứu nhằm phổ biến rộng rãi cho công chúng.
Tủ sách là một đóng góp quý giá của tác giả vào sự nghiệp phát triển
công nghệ khí sinh học.
Mong rằng tủ sách sẽ bổ ích cho tất cả mọi người muốn tham gia phát
triển công nghệ khí sinh học.
Nguyễn Đình Hiệp

Chánh Văn phòng Tiết kiệm năng lượng
Bộ Công thương

5


LỜI NÓI ĐẦU
Thiết bò khí sinh học nắp cố đònh vòm cầu xây bằng gạch với các phiên bản
NL3 tới NL6 đã được tác giả nghiên cứu phát triển từ 1984 trong khuôn khổ một
đề tài nghiên cứu cấp Nhà nước khi làm Trưởng phòng Khí sinh học của Viện
Năng lượng.
Năm 2001, khi soạn thiết kế mẫu của tiêu chuẩn ngành “Công trình khí sinh
học nhỏ” do Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn ban hành, tác giả phát triển
các kiểu KT1 và KT2.
Để thuận tiện cho việc thi công xây dựng, sau khi biên soạn tiêu chuẩn ngành,
tác giả và kỹ sư Nguyễn Vũ Thuận đã soạn “Tập bản vẽ thiết kế mẫu thiết bò khí
sinh học KT1 và KT2” thể hiện cụ thể các số liệu thành bản vẽ. Năm 2004 dự án
Hỗ trợ chương trình khí sinh học cho ngành chăn nuôi ở một số tỉnh Việt Nam đã
phát hành sách này (Nhà xuất bản Lao động và Xã hội in ấn).
Năm 2005, khi biên soạn sửa đổi bộ tiêu chuẩn trên, tác giả đã phát triển thiết
kế phiên bản 2 của KT1 và KT2.
Lần xuất bản này, việc thiết kế hoàn toàn tự động bằng một chương trình máy
tính do tác giả biên soạn. Chương trình cho ra phiên bản 3 giúp người ứng dụng
có nhiều phương án lựa chọn hơn theo điều kiện cụ thể của gia đình (điều kiện
khí hậu, loại nguyên liệu, tỷ lệ pha loãng, nhu cầu sử dụng khí).
Các kích thước đã được tính toán thận trọng. Mong các bạn khi xây dựng tuân
theo đúng thiết kế, tránh những thay đổi tuỳ tiện khiến thiết bò hoạt động kém
hiệu quả.
Để giúp bạn đọc dễ theo dõi, sách được biên soạn độc lập với các tập khác
của Tủ sách Khí sinh học tiết kiệm năng lượng. Trước phần tuyển tập bản vẽ, tác

giả giới thiệu những kiến thức cơ bản về công nghệ khí sinh học và thiết bò KT1
và KT2.
Hai kiểu thiết bò này đều có kết cấu khối xây bằng gạch dạng đới cầu. Bí
quyết thành công khi xây dựng vòm cầu là hai kỹ thuật mới lạ với công tác xây
dựng thông thường:
- Xây vòm cầu.
- Biện pháp giữ kín khí cho khối xây.
Vì vậy ngoài những kiến thức cơ bản chung, chúng tôi tập trung hướng dẫn hai
kỹ thuật xây dựng mới lạ này.
Chúc các bạn thành công!
Tác giả

6


Thiết bò Khí sinh học KT1 và KT2

PHẦN I

NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN
1. MỞ ĐẦU VỀ CÔNG NGHỆ KHÍ SINH HỌC
1.1. Làm quen với khí sinh học
1.1.1. Khí sinh học là gì?
Cơ thể và chất thải của động vật và thực vật gồm các chất hữu cơ. Các
chất này thường bò thối rữa do tác động của các vi sinh vật mà chủ yếu là
vi khuẩn. Quá trình này được gọi là quá trình phân hủy (hay phân giải).
Quá trình phân hủy xảy ra trong môi trường có oxy được gọi là phân hủy
hiếu khí (hay hảo khí) và sinh ra khí cacbonic (CO2).
Quá trình phân hủy xảy ra trong môi trường không có oxy được gọi là
phân hủy kỵ khí (hay yếm khí).

Quá trình phân hủy kỵ khí sinh ra một hỗn hợp khí gọi là khí sinh học (KSH).
1.1.2. Khí sinh học có đặc tính gì?
KSH có 2 thành phần chủ yếu là khí cacbonic (CO2) và khí metan (CH4).
Khí metan là khí cháy được nên KSH cháy được. Ngọn lửa KSH có màu
xanh da trời và tỏa sáng yếu.
KSH có chứa khí hiđro sunfua (H2S) mùi trứng thối.
KSH không duy trì sự sống nên có thể gây ngạt thở, dẫn tới tử vong.
1.1.3. Khí sinh học được sinh ra ở đâu?
Trong thiên nhiên KSH được sinh ra ở những nơi nước sâu, tù đọng như
các đầm lầy, dưới đáy ao, hồ, giếng, ruộng ngập nước sâu hoặc trong bộ
máy tiêu hoá của động vật.
Trong điều kiện nhân tạo KSH được sinh ra trong các thiết bò KSH.
Công nghệ sản xuất KSH được gọi là công nghệ KSH.
1.1.4. Công nghệ khí sinh học mang lại những lợi ích gì?
A. Lợi ích về sử dụng khí sinh học
KSH có thể phục vụ nhiều mục đích: đun nấu như khí dầu mỏ hoá lỏng
mà bà con quen gọi là “ga”, thắp sáng cho ánh sáng chói loà như đèn mạng
(“măng sông”) dầu hoả, chạy động cơ đốt trong kéo máy xay sát, máy bơm
7


Dự án khí sinh học công nghiệp
nước hoặc kéo máy phát điện, chạy tủ lạnh, máy ấp trứng, úm gà con, nuôi
tằm, sưởi ấm...
Ngoài mục đích dùng để cung cấp năng lượng, KSH còn có thể dùng để
bảo quản rau, quả, ngũ cốc.
B. Lợi ích về sử dụng phụ phẩm
Nguyên liệu nạp vào thiết bò KSH một phần chuyển hoá thành KSH,
phần còn lại ở dạng đặc (váng và bã cặn) và lỏng (nước xả) gọi chung là
phụ phẩm. Phụ phẩm KSH rất có giá trò, có thể dùng vào nhiều mục đích:

làm phân bón, xử lý hạt giống, làm thức ăn bổ sung cho gia súc, gia cầm,
nuôi thuỷ sản, nuôi giun...
C. Lợi ích về vệ sinh môi trường
Đun nấu bằng KSH không khói bụi, nóng bức. Do vậy giảm được các
bệnh về phổi và mắt cho người.
Phân được xử lý, trứng giun sán và vi trùng gây bệnh bò tiêu diệt, ruồi nhặng
không có chỗ phát triển. Nhờ vậy giảm các bệnh giun sán và truyền nhiễm.
Phân KSH dùng bón cây có tác dụng hạn chế sâu bệnh nên giảm dùng
thuốc trừ sâu và cải tạo đất nên bảo vệ đất khỏi bạc màu, xói mòn.
D. Lợi ích khác
Công nghệ KSH mang lại cuộc sống văn minh, tiện nghi, giải phóng phụ
nữ, trẻ em khỏi công việc bếp núc vất vả và kiếm củi nặng nhọc, góp phần
hiện đại hoá nông thôn, tạo ra công ăn việc làm mới cho thợ xây nông thôn.
1.2. Nguyên liệu để sản xuất khí sinh học
Nói chung các chất hữu cơ đều có thể dùng làm nguyên liệu. Người ta
phân biệt hai loại nguyên liệu:
- Nguyên liệu có nguồn gốc động vật.
- Nguyên liệu có nguồn gốc thực vật.
1.2.1. Nguyên liệu có nguồn gốc động vật
Thuộc loại này có chất thải động vật (gồm phân và nước tiểu) của
người, gia súc, gia cầm, các bộ phận cơ thể của động vật như xác động vật
chết, rác và nước thải các lò mổ, cơ sở chế biến thuỷ, hải sản...
Các loại phân đã được xử lý trong bộ máy tiêu hoá của động vật nên dễ
8


Thiết bò Khí sinh học KT1 và KT2
phân hủy và nhanh chóng tạo KSH. Tuy vậy thời gian phân hủy của chúng
không dài (khoảng 2 - 3 tháng) và tổng sản lượng khí thu được từ 1 kg phân
cũng không lớn.

Phân gia súc như trâu, bò, lợn phân hủy nhanh hơn phân gia cầm và
phân bắc, nhưng sản lượng khí của phân gia cầm và phân bắc lại cao hơn.
Sản lượng và đặc tính của chất thải vật nuôi phụ thuộc vào loại và tuổi của
vật nuôi, khẩu phần thức ăn, chế độ nuôi... Bảng 1 cho ta ước tính sản lượng.
Bảng 1. Lượng chất thải hàng ngày của động vật
Động vật
Bò
Trâu
Dê/cừu
Lợn
Gia cầm
Người

Lượng chất thải hàng ngày (kg/ngày/cá thể)
Phân
Nước tiểu
15 - 20
6 - 10
18 - 25
8 - 12
1,5 - 2,5
0,6 - 1,0
1,2 - 3,0
4-6
0,02 - 0,05
0
0,2 - 0,4
0,3 - 1,0

1.2.2. Nguyên liệu có nguồn gốc thực vật

Các nguyên liệu thực vật gồm lá cây và phụ phẩm cây trồng (rơm, rạ,
thân lá ngô, khoai, đậu...), rác sinh hoạt hữu cơ (rau, quả, lương thực bỏ đi...)
và các loại cây xanh hoang dại (rong, bèo, các cây phân xanh...). Gỗ và thân
cây già rất khó phân hủy nên không dùng làm nguyên liệu được.
Nguyên liệu thực vật thường có lớp vỏ cứng rất khó bò phân hủy. Do vậy
phải chặt nhỏ, đập dập và ủ hiếu khí trước khi nạp vào thiết bò KSH để phá
vỡ lớp vỏ cứng của nguyên liệu và tăng bề mặt cho vi khuẩn dễ tấn công.
Thời gian phân hủy của nguyên liệu thực vật dài hơn các loại phân (có
thể kéo dài hàng năm). Do vậy nên sử dụng theo cách nạp từng mẻ kéo
dài từ 3 đến 6 tháng.
Dùng nguyên liệu thực vật không những cho ta KSH mà còn cung cấp
bã đặc làm phân bón rất tốt.
1.2.3. Hiệu suất sinh khí
Sản lượng khí thay đổi theo loại nguyên liệu, chất lượng nguyên liệu,
nhiệt độ môi trường và phương thức vận hành. Thí dụ: Cùng là chất thải
của lợn nhưng chất thải của lợn ăn thức ăn công nghiệp cho nhiều khí hơn
chất thải của lợn ăn thức ăn tự tạo, mùa hè sinh nhiều khí hơn mùa đông,
9


Dự án khí sinh học công nghiệp
thời gian lưu giữ nguyên liệu càng lâu cho càng nhiều khí...
Ta gọi sản lượng khí thu được hàng ngày từ 1 kg nguyên liệu là hiệu suất
sinh khí của nguyên liệu. Bảng 2 cho ta những số liệu trung bình về hiệu suất
sinh khí đối với các thiết bò KSH thông thường trong điều kiện Việt Nam.
Bảng 2. Hiệu suất sinh khí của các loại nguyên liệu (lít/ngày/kg)
Loại nguyên liệu
Chất thải của bò
Chất thải của trâu
Chất thải của dê/cừu

Chất thải của lợn
Chất thải của người
Chất thải của gà
Rác rau xanh

Sản lượng
35
33
40
63
72
74
30 - 40

Loại nguyên liệu
Phân bò
Phân trâu
Phân dê/cừu
Phân lợn
Phân người
Bèo tây
Rơm, rạ khô

Sản lượng
42
39
49
130
194
18

180

1.3. Thiết bò khí sinh học nắp cố đònh
1.3.1. Cấu tạo thiết bò khí sinh học nắp cố đònh
Hiện nay có rất nhiều loại thiết bò KSH, mỗi loại lại gồm nhiều kiểu
khác nhau. Chúng ta chỉ xét loại phổ biến nhất, phù hợp với quy mô gia
đình là thiết bò nắp cố đònh hoạt động theo phương thức nạp thường xuyên
hàng ngày. Nó gồm 6 bộ phận như sau:
(1) Bộ phận phân hủy: Chứa dòch phân hủy là hỗn hợp nguyên liệu và
nước, (2) Bộ phận chứa khí: Chứa khí sinh học sinh ra, (3) Đầu vào: Nơi
nạp nguyên liệu vào bể phân hủy, (4) Đầu ra: Nơi lấy nguyên liệu đã phân
hủy ra, (5) Đầu lấy khí: Nơi lấy khí ra khỏi thiết bò, (6) Bể điều áp: Tạo ra
áp suất khí.

Hình 1. Sơ đồ cấu tạo thiết bò KSH

Hình 2 giới thiệu cấu tạo cụ thể của thiết bò. Bộ phận phân hủy (1) và
bộ phận chứa khí (2) gắn liền với nhau ở một bể kín gọi chung là bể phân
10


Thiết bò Khí sinh học KT1 và KT2
hủy. Nguyên liệu được nạp qua ống lối vào (3). Ống lối ra (4) được nối với
bể điều áp (6). Khí được lấy từ bộ phận chứa khí qua ống lấy khí (5).

Hình 2. Thiết bò NCĐ kiểu KT1

1.3.1. Hoạt động của thiết bò khí sinh học nắp cố đònh
Hoạt động của thiết bò nắp cố đònh gồm 2 giai đoạn.
A. Giai đoạn tích khí

Ban đầu, bề mặt dòch phân hủy trong bể phân hủy và ngoài khí quyển
(tại ống nạp và bể điều áp) ngang nhau. Mức này gọi là “mức số không”.
Áp suất khí trong bể bằng áp suất khí quyển. Ta gọi độ chênh áp suất khí
trong và ngoài bể là áp suất khí (P = Ptrong - Pngoài). Như vậy ban đầu áp
suất khí bằng không (P = 0).

Hình 3a. Trạng thái đầu giai đoạn tích khí

Khí sinh ra được tích lại ở phía trên sẽ nén xuống mặt dòch phân hủy,
đẩy một phần dòch tràn lên bể điều áp qua ống ra.
11


Dự án khí sinh học công nghiệp
Giữa bề mặt dòch phân hủy trong bể phân hủy và mặt thoáng ở ngoài
khí quyển có một độ chênh nhất đònh, thể hiện áp suất khí. Khí tích lại
càng nhiều thì áp suất càng lớn.

Hình 3b. Trạng thái trung gian giai đoạn tích khí

Cuối cùng bề mặt dòch phân hủy ở bể điều áp và ống nạp dâng lên tới
mức cao nhất là “mức xả tràn”. Khi đó mực dòch phân hủy trong bể phân
hủy hạ xuống tới “mức thấp nhất”. Độ chênh giữa mực dòch phân hủy trong
bể phân hủy và ngoài khí quyển cao nhất và áp suất khí đạt giá trò cực đại
(P = Pmax).

Hình 3c. Trạng thái cuối giai đoạn tích khí

B. Giai đoạn xả khí
Khi mở van lấy khí sử dụng, khí bò đẩy ra khỏi bể.

12


Thiết bò Khí sinh học KT1 và KT2

Hình 4a. Trạng thái đầu giai đoạn xả khí

Dòch phân hủy từ bể điều áp lại dồn về bể phân hủy và đẩy khí ra ngoài.
Bề mặt dòch phân hủy ngoài khí quyển hạ dần xuống và trong bể phân hủy
nâng dần lên. Áp suất khí giảm dần.

Hình 4b. Trạng thái trung gian giai đoạn xả khí

Cuối cùng bề mặt dòch phân hủy trong bể phân hủy và ngoài khí quyển
ngang nhau và về mức số không, áp suất khí bằng không (P = 0). Khí không
chảy ra ngoài được nữa. Thiết bò trở về trạng thái ban đầu.
13


Dự án khí sinh học công nghiệp

Hình 4c.Trạng thái cuối giai đoạn xả khí

1.3.1. Các đại lượng đặc trưng của thiết bò nắp cố đònh
* Thể tích phân hủy (Vd): thể tích phần bể phân hủy chứa dòch phân
hủy, tính từ mức thấp nhất trở xuống.
* Thể tích chứa khí (Vg): thể tích phần chứa khí tính từ mức số không
tới mức thấp nhất.
* Thể tích chết (Vo): Thể tích phần chứa khí tính từ mức số không trở
lên. Đây là phần thể tích không hoạt động của thiết bò.

* Thể tích điều áp (Vc): Thể tích phần bể điều áp tính từ mức số không
tới mức xả tràn.
Vc = Vg

Hình 5. Các thể tích của thiết bò NCĐ

14


Thiết bò Khí sinh học KT1 và KT2
* Cỡ của thiết bò: Tổng thể tích của bể phân hủy.
Vs = Vd + Vg + Vo
* Công suất sinh khí của thiết bò: Lượng khí do thiết bò sinh ra trong một
ngày.
1.4. Thiết bò khí sinh học KT1 và KT2
Hai kiểu thiết bò KT1 và KT2 thuộc loại nắp cố đònh dạng đới cầu (gọi
tắt là dạng cầu). Những kiểu được phát triển về sau đều sử dụng dạng cầu
như các kiểu BORDA của Đức, kiểu Deenbandhu của Ấn Độ vì dạng cầu
có nhiều ưu điểm hơn các dạng khác. Những ưu nhược điểm chính của kiểu
dạng cầu như sau.
1.4.1. Ưu nhược điểm chung của thiết bò dạng cầu
A. Ưu điểm
a. Tiết kiệm vật liệu hơn các dạng khác vì diện tích bề mặt nhỏ nhất và
chòu lực khoẻ nhất (thành mỏng nhất).
b. Bề mặt phần giữ khí là đới cầu có diện tích nhỏ nhất và không có góc
cạnh nên giảm tổn thất khí và tránh được nguy cơ rạn nứt về sau.
c. Bể phân hủy có bề mặt nhỏ và được đặt ngầm dưới đất nên hạn chế
được sự trao đổi nhiệt giữa dòch phân hủy và môi trường xung quanh, giữ
nhiệt độ ổn đònh, ít chòu ảnh hưởng của thời tiết lạnh về mùa đông.
d. Bề mặt dòch phân hủy luôn lên xuống, diện tích liên tục thu hẹp lại

và mở rộng ra nên hạn chế hình thành váng.
B. Nhược điểm
a. Kỹ thuật xây dựng khác lạ, đòi hỏi thợ xây phải có tay nghề khá và
tính cẩn thận cao. Do vậy công thợ cao.
b. Dễ bò tổn thất khí nếu xây trát không tốt.
c. Tính toán thiết kế phức tạp, phải có chương trình máy tính riêng mới
tính chính xác được.
1.4.2. Ưu nhược điểm riêng của kiểu KT1 và KT2
A. Ưu điểm
Ngoài những ưu điểm chung của kiểu vòm cầu, ưu điểm riêng của kiểu
KT1 và KT2 như sau.
15


Dự án khí sinh học công nghiệp
a. Thiết kế khoa học, được phát triển từ kiểu NL là kiểu duy nhất được
giám đònh cấp nhà nước, thường xuyên được cải tiến hoàn thiện qua trên
20 năm ứng dụng rộng rãi trong toàn quốc.
b. Chỉ sử dụng các vật liệu thông thường, hạn chế dùng sắt thép tới mức
tối đa. Nhờ vậy chi phí vật liệu thấp.
c. Tính toán bằng một chương trình máy tính tối ưu hoá nên tiết kiệm
vật liệu tối đa, thiết kế mẫu có nhiều phương án phù hợp với điều kiện khí
hậu, số lượng và loại nguyên liệu nạp, tập quán chăn nuôi cũng như nhu
cầu sử dụng khí của từng gia đình.
B. Nhược điểm
a. Tốn diện tích mặt bằng do bể điều áp tách riêng.
b. Đòi hỏi phải có phụ gia chống thấm khí và đất sét là vật liệu không
sẵn có đối với nhiều đòa phương.
c. Khối lượng đất phải đào và lấp lớn, kỹ thuật xây dựng phức tạp nên
chi phí nhân công cao, thợ xây dễ độc quyền.

d. Hay bò xì khí ở nắp cửa thăm và thấm khí ở vòm.
e. Không thuận tiện cho việc lấy váng và lắng cặn.
f. Sản xuất đơn lẻ, thủ công, mức độ công nghiệp hoá và thương mại hoá
thấp, khó đảm bảo chất lượng cao, đồng đều.
g. Mức độ an toàn thấp, nguy cơ nứt vỡ bể, chết ngạt cao.
1.4.3. So sánh hai kiểu KT1 và KT2

Hình 6. Thiết bò KT1 và KT2 cùng cỡ

Hai kiểu này đều có dạng đới cầu nhưng bể phân hủy của KT1 có tâm
nằm cao hơn đáy một khoảng bằng 1/2 bán kính, còn bể phân hủy của KT2
có tâm nằm ngay ở đáy.
16


Thiết bò Khí sinh học KT1 và KT2
Kết quả tính toán về khả năng chòu lực cho thấy KT1 có khả năng chòu
lực tốt hơn KT2.
KT1 đòi hỏi diện tích mặt bằng nhỏ hơn nhưng độ sâu hố đào lại lớn hơn
so với KT2.
Khối lượng đất đào và lấp khi xây dựng KT1 ít hơn KT2.
Về vật liệu, KT1 tiết kiệm hơn KT2 một chút.
Về xây dựng, đònh tâm KT1 phức tạp hơn KT2.
Nói chung nên áp dụng KT1. Khi đào sâu gặp khó khăn do gặp nước
ngầm hoặc đá tảng thì nên áp dụng KT2.
2. XÂY DỰNG THIẾT BỊ KT1 VÀ KT2
Việc xây dựng gồm các công tác chính sau đây:
1. Lựa chọn đòa điểm
2. Chuẩn bò vật liệu
3. Thi công xây dựng

4. Kiểm tra chất lượng
2.1. Lựa chọn đòa điểm
Lựa chọn đòa điểm thích hợp là việc làm đầu tiên. Để cho thiết bò hoạt
động thuận tiện, tuổi thọ lâu dài, dễ dàng thi công, việc lựa chọn đòa điểm
được căn cứ vào các yêu cầu sau đây:
a. Đảm bảo đủ diện tích mặt bằng để xây dựng thiết bò đúng kích thước
thiết kế. Tiết kiệm diện tích mặt bằng, tránh ảnh hưởng đến các công trình
khác.
b. Cách xa nơi đất trũng để tránh bò nước ngập, xa hồ, ao để tránh nước
ngầm, thuận tiện khi thi công và giữ cho công trình bền vững lâu dài.
c. Tránh những nơi đất có cường độ kém để không phải xử lý nền móng
phức tạp và tốn kém.
d. Tránh xa không cho rễ tre và cây to ăn xuyên vào công trình làm hỏng
công trình về sau.
e. Gần nơi cung cấp nguyên liệu nạp để đỡ tốn công sức vận chuyển
nguyên liệu. Nếu kết hợp thiết bò KSH với nhà xí thì cần nối thẳng nhà xí với
bể phân hủy để phân chảy thẳng vào bể phân hủy đảm bảo yêu cầu vệ sinh.
17


Dự án khí sinh học công nghiệp
f. Gần nơi sử dụng khí để tiết kiệm đường ống, tránh tổn thất áp suất
trên đường ống và hạn chế nguy cơ tổn thất khí do đường ống bò rò rỉ.
g. Gần nơi tích trữ và chế biến nước xả để cho nước xả có thể chảy
thẳng vào bể chứa.
h. Đặt ở nơi có nhiều nắng, kín gió để giữ nhiệt độ cao, tạo điều kiện
thuận lợi cho quá trình sinh khí.
i. Cách xa giếng nước từ 10 m trở lên để phòng ngừa nước giếng bò
nhiễm bẩn.
2.2. Chuẩn bò vật liệu

Thiết bò KT1 và KT2 được xây dựng bằng các vật liệu thông thường. Để
đảm bảo chất lượng công trình, cần lựa chọn vật liệu đảm bảo các yêu cầu
dưới đây:
a. Gạch: Cần chọn gạch tốt, mác từ 75 trở lên. Gạch được nung chín đều
và có kích thước đều đặn. Không sử dụng gạch phồng, gạch non, gạch nứt,
méo mó. Bề mặt gạch phải sạch, không có đất cát hoặc rêu bám bẩn.
b. Cát: Cát thô (thường gọi là cát vàng) dùng trộn vữa xây đường kính
không quá 3 mm. Cát mòn (thường gọi là cát đen) dùng cho vữa trát. Cát
phải sạch, không lẫn đất, rác và các chất hữu cơ. Cát bẩn phải sàng rửa
sạch trước khi sử dụng.
c. Xi măng: Xi măng pooclăng mác từ PCB 30 trở lên. Đảm bảo xi măng
còn mới, vẫn đạt mác như khi xuất xưởng. Không sử dụng xi măng đã vón
cục, hạ mác.
d. Sỏi, đá dăm: Sỏi, đá dăm là những cốt liệu cần thiết để đổ bê tông.
Đá dăm dính kết với xi măng tốt hơn sỏi. Yêu cầu chung là bề mặt phải
sạch, không dính đất hoặc các chất hữu cơ, kích thước 5 - 20 mm.
e. Vữa: Vữa xây và trát thường dùng vữa xi măng cát.
Bảng 3. Cấp phối vữa với xi măng mác PCB 30
Loại vữa

18

Cấp phối 1 m3 vữa

Tỷ lệ theo thể tích

Vật liệu

Xi măng

Cát

Xi măng

Cát

Vữa xây

296 kg

1,09 m3

1

5

Vữa trát

410 kg

1,02 m3

1

3


Thiết bò Khí sinh học KT1 và KT2
Hồ xi măng nguyên chất có tỷ lệ nước/xi măng không vượt quá 0,4.
f. Bê tông: Bê tông đáy hoặc nắp có mác 200, thành phần cấp phối cho

1 m3: xi măng (PCB 30) 357 kg; cát vàng 0,441 m3; đá dăm hoặc sỏi (1 × 2
cm) 0,833 m3; nước 195 lít.
g. Ống nạp: Ống vào có đường kính từ 100 mm trở lên.
Hiện nay trên thò trường có bán sẵn ống nhựa PVC nên dùng loại này là
tiện nhất.
Yêu cầu đối với ống là phải không thủng, nứt, vỡ và bề mặt phải sạch
để kết dính tốt với khối xây.
2.3. Thi công xây dựng
Công tác thi công gồm các công việc sau:
a. Lấy dấu
b. Đào đất
c. Xây đáy bể phân hủy
d. Xây thành bể phân hủy
e. Đặt ống lối vào và lối ra

f. Xây cổ bể phân hủy
g. Xây bể điều áp và bể nạp
h. Trát và quét lớp chống thấm khí
i. Đổ các nắp đậy
j. Lấp đất

2.3.1. Lấy dấu

Hình 7. Lấy dấu bể phân hủy

19


Dự án khí sinh học công nghiệp
Việc đầu tiên khi thi công là phải xác đònh cốt ±0 và vò trí bể phân hủy.

Cốt ±0 là mốc để xác đònh các mức như cốt tràn và độ sâu của đáy bể
phân hủy, bể điều áp và bể nạp. Cốt ±0 phải bằng hoặc thấp hơn nền
chuồng và cao hơn mặt sân để nước xả tự chảy ra cống rãnh và nước mưa
từ cống rãnh không chảy vào bể. Đánh dấu cốt ±0 vào một vật cố đònh
(tường, cọc mốc) để từ đó xác đònh độ sâu của các bộ phận.
Tiếp theo hãy xác đònh vò trí bể phân hủy và bể điều áp trên mặt bằng.
Đánh dấu tâm bể bằng một cọc tre. Lấy dấu hố cần đào bằng một vòng
tròn với bán kính bằng bán kính ngoài của bể cộng thêm 15 - 20 cm.
2.3.2. Đào đất
a. Yêu cầu chung
- Không xáo trộn đất nguyên thuỷ và chất các vật nặng, đất đã đào xung
quanh hố.
- Khi thi công tới ống lối vào và lối ra sẽ xẻ tiếp khe đặt ống. Không
đào trước để tránh sụt lở.
- Đất đào lên cần đổ vào nơi thích hợp để không ảnh hưởng tới việc thi
công.
- Nếu có nước ngầm thì nhất thiết phải: 1) Đào rãnh thu nước quanh đáy
về hố thu nước để dễ dàng bơm nước ra khỏi hố; 2) Tăng chiều dày lớp đất
chèn xung quanh khối xây để chống lại lực ác-simét nâng khối xây lên.
- Gặp mạch nước rỉ ngang, cần dùng đất sét để bòt lại.

Hình 8. Đào đất

b. Kích thước hố đào
20


Thiết bò Khí sinh học KT1 và KT2
Đường kính hố đào phải bằng đường kính của các khối xây trong bản vẽ
thiết kế cộng thêm khoảng 40 - 50 cm lớp đất chèn lấp quanh khối xây.

c. Thành hố đào
Độ dốc của thành hố đào cần theo qui đònh sau.
Thành hố có thể đào thẳng đứng khi độ sâu không vượt quá những giá
trò quy đònh ở bảng 4.
Bảng 4. Độ sâu (m) cho phép đào thành hố thẳng đứng
Loại đất

Trường hợp không có nước ngầm Trường hợp có nước ngầm

Đất cát và đất cát sỏi

1,00

0,60

Đất thòt pha cát và đất thòt

1,25

0,75

Đất sét

1,50

0,95

Đất đặc biệt rắn chắc

2,00

1,20

Khi độ sâu hố đào vượt quá giới hạn qui đònh ở bảng 4, phải đảm bảo
độ dốc như qui đònh ở bảng 5.
Bảng 5. Độ dốc nhỏ nhất cho phép của thành hố
Loại đất

Độ dốc

Đất cát

1:1

Đất thòt pha cát

1:0,78

Đất có sỏi và đá cuội

1:0,67

Đất thòt

1:0,50

Đất sét

1:0,33

Đất hoàng thổ khô

1:0,25

Chú thích: Độ dốc (hay độ nghiêng) là tỷ số giữa độ cao của thành hố
và khoảng cách giữa chân và đỉnh của thành hố tính theo phương nằm
ngang.
2.3.3. Xây đáy bể phân hủy
Nếu nền đất có cấu tạo đồng nhất thuộc cấp đất III và IV (phải dùng
cuốc chim hoặc xà beng để đào) thì đáy có thể lát gạch.
Khi gặp nơi đất có cường độ kém thì phải xử lý nền và đổ đáy bằng bê
tông.
21


Dự án khí sinh học công nghiệp

Hình 9. Xây đáy

Phải lấy dấu chu vi đáy để đảm bảo đáy tròn.
Nếu xây, đặt gạch theo các đường tròn đồng tâm, không trùng mạch và
đảm bảo mạch đầy vữa. Xây từ ngoài vào trong. Vòng gạch ngoài cùng là
chân tường nên đặt gạch dọc hướng tâm. Các vòng trong đặt gạch ngang
vuông góc với bán kính.
Nếu đổ bê tông, phải nhào trộn bê tông ở trên theo đúng thành phần cấp
phối rồi lần lượt đổ xuống đáy. Gặp nước ngầm mạnh nên lót một tấm ni
lông xuống dưới rồi đổ bê tông lên trên.
Sau khi lát hoặc đổ bê tông xong, nếu gặp nơi có nước ngầm, phải múc
nước từ hố thu nước thường xuyên, ít nhất trong 24 giờ để đảm bảo cho vữa
đông kết được.

Đợi cho đáy đủ chắc (ít nhất sau 1 ngày) rồi xây thành bể.
2.3.4. Xây thành bể phân hủy
Trước khi xây, nếu trời nắng hoặc hanh khô thì đem gạch nhúng nước
cho ướt rồi đợi khô bề mặt mới đem xây.
Vữa xây có cấp phối như đã nêu trong bảng 3 ở trên.
Thành bể thiết bò KT1 và KT2 có dạng đới cầu. Việc xây thành đới cầu
là kỹ thuật mới, được thực hiện bằng biện pháp đònh tâm và bán kính.
a. Đònh tâm và bán kính của thành bể
+ Trường hợp KT1:
Dùng một cọc gỗ dài bằng 1/2 bán kính. Đóng một đinh 5 cm vào đầu
cọc, khoảng cách từ mũ đinh tới đầu cọc khoảng 1 cm.
22


Thiết bò Khí sinh học KT1 và KT2
Xây tạm một trụ gạch để giữ cọc đứng thẳng tại tâm của đáy. Như vậy
mũ đinh chính là tâm bể phân hủy.

Hình 10. Đònh tâm và bán kính KT1

Ảnh 1. Đònh tâm và bán kính khi xây bể phân huỷ thiết bò KT1

Chú ý không đóng cọc đònh tâm vào đáy vì sẽ tạo ra một lỗ thủng ở đáy,
dễ bò rò rỉ sau này.
Dùng một sợi dây để xác đònh bán kính. Buộc một đầu dây vào một đầu
đinh (buộc lỏng để dây có thể quay quanh đinh). Lấy một điểm trên dây
cách tâm một đoạn bằng bán kính bể phân hủy cộng thêm 2 cm (chiều dày
lớp vữa trát). Đánh dấu điểm đã chọn bằng một nút buộc. Khoảng cách từ
điểm đã đánh dấu tới tâm là bán kính trong của cốt gạch của thành bể
(không kể lớp trát).

23