CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION THREE

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP
DÙNG NHIỆT LƯỢNG Ủ TỪ HẦM RÁC ĐỂ SẢN XUẤT ĐIỆN

Đỗ Thị Ngọc Diễm, Ngô Thị Trang, Đỗ Thị Nguyệt, Hoàng Việt Phương
Sinh viên lớp Điện 3-K12, khoa Điện, Trường đại học Công Nghiệp Hà Nội
Tác giả liên hệ:
Giảng viên hướng dẫn : TS. Nguyễn Quang Thuấn

TÓM TẮT
Bài viết đề xuất nghiên cứu sử dụng công nghệ ủ rác sinh nhiệt (nhiệt lượng sinh ra trong
quá trình ủ) kết hợp sử dụng một trong các mơ hình sử dụng nhà máy địa nhiệt để phát
điện phù hợp với điều kiện tại Việt Nam góp phần bảo vệ môi trường.
Keyword: “Hầm rác, sản xuất điện từ rác, biogas”.

1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Ở Việt Nam, tốc độ phát sinh rác thải tùy

Tỉ lệ thu gom rác thải ở Việt Nam đạt

thuộc vào từng loại đô thị và dao động từ

khoảng 31%. Hiện trạng quản lý, xử lý rác

0,35-0,8kg/người/ngày. Cùng với sự phát

thải kém hiệu quả đã và đang gây dư luận

triển thì rác thải của các hoạt động của

trong cộng đồng, đặt ra nhiều thách thức

con người thải ra môi trường ngày càng

đối với nhiều cấp, ngành, đặc biệt là ngành

nhiều. Xử lý rác thải đang là vấn đề nóng

mơi trường.

bỏng ở các quốc gia trên thế giới, trong đó
có Việt Nam.

Phân loại rác thải sinh hoạt, rác thải sinh
hoạt đa phần là các chất rắn đã bị loại ra

Thực tế việc quản lý và xử lý rác thải mặc dù

trong quá trình sinh sống, kinh doanh, các

đã có nhiều tiến bộ, cố gắng nhưng chưa

hoạt động, và sản xuất của con người cũng

ngang tầm với nhu cầu địi hỏi. Hiện nay,

như các lồi động vật.

ở khu vực đô thị mới chỉ thu gom đưa đến
bãi chôn lấp tập trung đạt khoảng 60-65%,

còn lại rác thải xuống ao hồ, sơng ngịi, bên

Thành phần của rác thải sinh hoạt:
•

phân hủy chiếm khoảng 64,7% về khối

đường. Còn ở khu vực nông thôn, rác thải
hầu như không được thu gom, những điểm
vứt rác tràn ngập khắp nơi.

Rau thực phẩm thừa, chất hữu cơ dễ
lượng

•

Cây gỗ chiếm khoảng 6,6% về khối
lượng.

DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO | 59


CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION THREE

•
•

Giấy, bao bì chiếm khoảng 2,1% về khối

quá trình nhiệt làm chất đốt để bay hơi


lượng.

nước quay tuabin và phát ra điện.

Plastic khó tái chế chiếm khoảng 9,1%

Đề tài của chúng em chủ yếu sử dụng

về khối lượng.
•

nhiệt lượng trong hầm sản sinh ra

Cao su, đề giày dép chiếm 6,3% về khối

trong q trình ủ để làm bay hơi nước

lượng.
•

quay tuabin sản xuất ra điện. Hầm

Vải sợi, vật liệu sợi chiếm khoảng 4,2%

biogas được thiết kế để có thể dẫn

về khối lượng.
•


nước đi qua.

Đất đá, bê tơng chiếm khoảng 1,6% về
khối lượng.

•

Thành phần khác chiếm khoảng 5,4%
về khối lượng.

2. DỰ KIẾN GIẢI PHÁP THỰC HIỆN Ý

Thành phần chủ yếu của chúng là các chất

TƯỞNG

hữu cơ và rất dễ gây ô nhiễm trở lại cho

Dựa trên phương pháp ủ hầm Biogas và

môi trường sống của chúng ta. Cho nên,

phương pháp sản xuất điện bằng địa nhiệt.

rác sinh hoạt có thể định nghĩa là những
thành phần tàn tích hữu cơ phục vụ cho
cuộc sống của con người.
Vì thế nhóm em sẽ tập trung chủ yếu vào
bất kể loại rác nào có thể dùng để ủ mà
sản sinh ra lượng nhiệt trong lò nhiều nhất

(bao gồm cả rác thải sinh hoạt).
Sự khác nhau của mơ hình ủ rác trên thế
giới và của nhóm nghiên cứu
•

Giống nhau:
Vẫn sử dụng cơng nghệ ủ Biogas – là
cơng nghệ sản xuất khí sinh học là q
trình ủ phân rác, phân hữu cơ, bùn
cống rãnh, và các vật liệu khác…

•

a. Q trình trong hầm Biogas
Dựa vào vi khuẩn yếm khí để lên men phân
hủy kị khí các chất hữu cơ
Trong quá trình ủ sẽ sản sinh ra các phản ứng
hóa học theo dây chuyền và sản sinh ra nhiệt
lượng cần thiết của mỗi phản ứng. Nhiệt độ
rác chất trong hầm có thể lên tới 60-70oC.
Do nước ta có khí hậu nhiệt đới với độ ẩm
cao, nắng nhiều, nhiệt độ nóng tương đối
cao vì vậy q trình phân hủy các chất hữu
cơ diễn ra tương đối nhanh và nhiệt sinh ra
tương đối lớn. Phương pháp ủ nóng thực
hiện khá thuận lợi.

Khác nhau:

b. Nguyên lý của nhà máy địa nhiệt


Thành phần Biogas CH4, CO2, N2, H2,

Hiện nay có 3 loại sơ đồ sản xuất điện năng

H2S…, trong đó CH4, CO2 là chủ yếu sử

sử dụng nguồn địa nhiệt.

dụng để làm chất đốt sử dụng trong
60 | DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO


CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION THREE

Sơ đồ trực tiếp sử dụng hơi nóng khơ (Hình

hầm nóng lên và chất rắn bay hơi, cộng

1), hơi nóng thổi trực tiếp và tuốc bin, làm

với nhiệt lượng mặt trời làm cho hơi nóng

quay máy phát để sinh ra điện. Đây là kiểu

trong hầm tăng nhiệt nhanh.

nhà máy điện địa nhiệt lâu đời nhất, lần đầu
tiên được xây dựng ở Italia năm 1904 và vẫn
hoạt động cho đến nay. Tại Caliphocnia có

nhà máy lớn nhất thế giới hoạt động theo
nguyên lý này.

Hình 2. Nguyên lý của một nhà máy địa nhiệt

Phần hơi nóng sẽ được dẫn làm quay
tuabin để phát điện. u cầu là các tuabin
loại có cơng suất nhỏ. Như hình là nguyên
lý của một nhà máy địa nhiệt, ý tưởng của

Hình 1. Sơ đồ trực tiếp sử dụng hơi nước khơ

chúng em thay việc hút hơi nóng ở dưới

c. Dự kiến quá trình thực hiện ý tưởng
Hầm ủ rác được thiết kế theo hình trụ đứng,
kín, có khả năng yếm khí cao và được đặt ở
nơi có nhận nhiều nhiệt lượng từ mặt trời.
Sau quá trình phân loại rác hữu cơ được
đưa và trong hầm. Trong 2 ngày đầu của

mặt đất thành lấy hơi nóng trực tiếp trong
hầm để quay tuabin khí. Hơi nóng lấy được
tốt nhất trong 2 ngày đầu của quá trình ủ.
d. Ứng dụng
Yêu cầu hầm ủ được đặt ở nơi có nhiệt
lượng mặt trời cao nhất.

quá trình ủ rác thì các vi sinh vật sẽ hoạt


Phần nhiệt lượng trong hầm ủ có thể sử

động nhanh phân giải các chất hữu cơ

dụng để trong hệ thống sưởi ấm (nhiệt độ

trong rác thành các chất khác nhau.

sưởi ấm 30-150oC)

Các phản ứng phân giải protein thành các

Điện năng sản xuất ra nhỏ nên chỉ đủ dùng

chất đơn giản. Các phản ứng này sẽ tỏa

chạy hệ thống bóng đèn trong nhà, những

nhiệt ra môi trường làm cho nhiệt độ trong

nơi cần ít điện.

DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO | 61


CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION THREE

3. TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] />[2] Tài liệu về nhiệt lượng của phản ứng hóa học />T%C3%ADnh-Entanpy-c%E1%BB%A7a-Ph%E1%BA%A3n-%E1%BB%A9ngH%C3%B3a-h%E1%BB%8Dc
[3] Tài liệu về nhà máy địa nhiệt


TÁC GIẢ Ý TƯỞNG

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Đỗ Thị Ngọc Diễm (1999)

Nguyễn Quang Thuấn (1974) đang công

Sinh viên lớp Điện 3-K12, ngành Công

tác tại Trường ĐH Công nghiệp Hà Nội.

nghệ kỹ thuật điện - điện tử Trường Đại

Ông nhận bằng đại học, Thạc sĩ và Tiến sĩ

học Công Nghiệp Hà Nội.

ngành Kỹ thuật điện tại Trường ĐH Bách
khoa Hà Nội vào các năm 2000, 2006 và

Ngô Thị Trang (1999)

2016. Năm 2013 thực tập nghiên cứu

Sinh viên lớp Điện 3-K12, ngành Công

chuyên đề “Quá điện áp do sét trong trang


nghệ kỹ thuật điện - điện tử Trường Đại

trại điện gió” tại Đại học Supélec, Pháp

học Công Nghiệp Hà Nội.

(nay là CentraleSupélec).

Đỗ Thị Nguyệt (1999)
Sinh viên lớp Điện 3-K12, ngành Công
nghệ kỹ thuật điện - điện tử Trường Đại
học Công Nghiệp Hà Nội.

Hướng nghiên cứu chính: Quá độ điện từ,
bảo vệ chống quá điện áp trong hệ thống
điện, năng lượng tái tạo và tiết kiệm năng
lượng.

Hoàng Việt Phương (1999)
Sinh viên lớp Điện 3-K12, ngành Công
nghệ kỹ thuật điện - điện tử Trường Đại
học Công Nghiệp Hà Nội.

62 | DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO