đề tài CÔNG NGHỆ BIOGAS Mô hình xử lý chất thải bằng công nghệ bio ga

Lê Văn Quang Phòng GD&ĐT Cam Ranh BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGHỆ BIOGAS CÔNG NGHỆ BIOGAS Mô hình xử lý chất thải Mô hình xử lý chất thải Lê Văn Quang Phòng GD&ĐT Cam Ranh NỘI DUNG NỘI DUNG I. I. KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ BIOGAS KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ BIOGAS II. II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA CÔNG NGHỆ CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA CÔNG NGHỆ BIOGAS BIOGAS III. III. QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIOGAS QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIOGAS IV. IV. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BIOGAS ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BIOGAS Lê Văn Quang Phòng GD&ĐT Cam Ranh I. I. KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ BIOGAS KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ BIOGAS 1. Biogas là gì? 1. Biogas là gì? - Biogas: là công nghệ sản xuất khí sinh học, là Biogas: là công nghệ sản xuất khí sinh học, là quá trình ủ phân rác, phân hữu cơ, bùn cống quá trình ủ phân rác, phân hữu cơ, bùn cống rãnh, để tạo ra nguồn khí sinh học sử dụng rãnh, để tạo ra nguồn khí sinh học sử dụng trong hộ gia đình hay trong sản xuất. trong hộ gia đình hay trong sản xuất. - Sản xuất khí sinh học dựa trên cơ sở phân hủy Sản xuất khí sinh học dựa trên cơ sở phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ tự nhiên hay là quá trình kỵ khí các chất hữu cơ tự nhiên hay là quá trình lên men lên men mêtan mêtan Lê Văn Quang Phòng GD&ĐT Cam Ranh 2. Nguồn nguyên liệu : 2. Nguồn nguyên liệu : - Các loại bùn từ ao tù, đầm lầy, Các loại bùn từ ao tù, đầm lầy, - Phế liệu, phế thải trong sản xuất nông, lâm Phế liệu, phế thải trong sản xuất nông, lâm nghiệp, và các hoạt động sống , sản xuất và chế nghiệp, và các hoạt động sống , sản xuất và chế biến nông lâm sản. biến nông lâm sản. Lê Văn Quang Phòng GD&ĐT Cam Ranh - Vi sinh vật thường sử dụng nguồn hữu cơ Vi sinh vật thường sử dụng nguồn hữu cơ cacbon nhanh hơn sử dụng ni tơ khoảng 30 lần. cacbon nhanh hơn sử dụng ni tơ khoảng 30 lần. Do vậy nguyên liệu có tỷ lệ C/N là 30/1 sẽ thích Do vậy nguyên liệu có tỷ lệ C/N là 30/1 sẽ thích hợp nhất cho lên men kỵ khí. hợp nhất cho lên men kỵ khí. - Phân động vật và các chất thải rắn như rơm rạ Phân động vật và các chất thải rắn như rơm rạ rất thích hợp cho lên men kỵ khí. rất thích hợp cho lên men kỵ khí. - Trong thực tế người ta thường cố gắng đảm bảo Trong thực tế người ta thường cố gắng đảm bảo tỷ lệ trên trong khoảng 20-40. tỷ lệ trên trong khoảng 20-40. Phân gia súc Phân gia súc có tỷ có tỷ lệ C/N nằm trong giới hạn này nên được xem là lệ C/N nằm trong giới hạn này nên được xem là nguyên liệu chủ yếu trong sản xuất biogas. nguyên liệu chủ yếu trong sản xuất biogas. Lê Văn Quang Phòng GD&ĐT Cam Ranh Khả năng cho phân và thành phần hoá Khả năng cho phân và thành phần hoá học của phân gia súc,gia cầm : học của phân gia súc,gia cầm : 20-25 20-25 20-25 7-15 0,10 0,20 0,47 1,20 0,38 0,70 0,83 0,31 1,20 7,98 9,33 7,02 10,2 16,8 38,5 41,7 28,4 6,78 31,3 0,038 0,038 0,028 0,028 Bò sữa Bò thịt Lợn Trâu Gia cầm Tỷ lệ C/N PhotphoNitơ Chất tan dễ tiêu Trọng lượng tươi (kg) Thể tích : (m 3 ) Thành phần hoá học ( % khối lượng phân tươi ) Khả năng cho phân của 500kg v.nuôi/ngày Vật nuôi Lê Văn Quang Phòng GD&ĐT Cam Ranh Ảnh hưởng của các loại phân đến sản lượng Ảnh hưởng của các loại phân đến sản lượng và thành phần của khí thu được : và thành phần của khí thu được : 10 9 30 20 21 57 69 60 68 1,11 0,56 0,31 1,02 0,38 Phân bò Phân gia cầm Phân gà Phân lợn Phân người Thời gian lên men (ngày) Hàm lượng CH 4 (%) Sản lượng khí m 3 /kg phân khô Nguyên liệu Lê Văn Quang Phòng GD&ĐT Cam Ranh II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA CÔNG NGHỆ II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA CÔNG NGHỆ BIOGAS BIOGAS Dựa vào các vi khuẩn yếm khí để lên men Dựa vào các vi khuẩn yếm khí để lên men phân huỷ kỵ khí các chất hữu cơ sinh ra phân huỷ kỵ khí các chất hữu cơ sinh ra một hỗn hợp khí có thể cháy được : H một hỗn hợp khí có thể cháy được : H 2 2 , H , H 2 2 S, S, NH NH 3 3 , , CH CH 4 4 , C , C 2 2 H H 2 2 ,… trong đó ,… trong đó CH CH 4 4 là sản phẩm là sản phẩm khí chủ yếu (nên còn gọi là quá trình lên khí chủ yếu (nên còn gọi là quá trình lên men tạo Metan ) men tạo Metan ) Lê Văn Quang Phòng GD&ĐT Cam Ranh Quá trình lên men mêtan: Quá trình lên men mêtan: Có 3 giai đoạn: Có 3 giai đoạn:  Giai đoạn 1 Giai đoạn 1 : Biến đổi chất hữu cơ phức : Biến đổi chất hữu cơ phức tạp thành chất hữu cơ đơn giản tạp thành chất hữu cơ đơn giản  Giai đoạn 2 Giai đoạn 2 : Hình thành acid : Hình thành acid  Giai đoạn 3 Giai đoạn 3 : Hình thành khí mêtan : Hình thành khí mêtan Lê Văn Quang Phòng GD&ĐT Cam Ranh Sơ đồ 3 giai đoạn quá trình lên men metan: Sơ đồ 3 giai đoạn quá trình lên men metan: Giai đoạn 1 Giai đoạn 1 Chất hữu cơ, carbohydrates, chất béo, protein. H2 ,CO2 Acid acetic Acid propionic, Acid butyric, Các rượu khác và các thành phần khác Khối Vi khuẩn Giai đoạn 2 Giai đoạn 2 Khối Vi khuẩn H2 , CO2 Acid acetic Giai Giai đoạn 3 đoạn 3 Khối Vi khuẩn CH4, CO2 Tác dụng của vi khuẩn lên men và thủy phân Vi khuẩn acetogenic Vi khuẩn sinh khí Metan [...]... H2S trong Biogas qua phản ứng sau: H2S + Na2CO3 -> NaHS + NaHCO3 Một cách đơn giản khác là cho Biogas đi qua mạt sắt trộn lẫn với dăm bào Phản ứng loại H2S như sau: Fe2O3 + 3H2S -> Fe2S3 + 3H2O Sau khi sử dụng oxyt sắt được tái sinh bằng cách đem Fe2S3 phơi nắng, ta có: 2Fe2S3 + 3O2 -> 2Fe2O3 + 6S  Loại trừ bùn trong bể phân huỷ Lê Văn Quang Phòng GD&ĐT Cam Ranh IV ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BIOGAS Lê Văn... nguyên liệu Tốc độ bổ sung nguyên liệu: bổ sung càng đều thì sản lượng khí thu được cao Khuấy đảo môi trường lên men: tăng cường sự tiếp xúc cơ chất Thời gian lên men: 30 – 60 ngày Lê Văn Quang Phòng GD&ĐT Cam Ranh III QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIOGAS Quy trình sản xuất Biogas tuân theo 3 giai đoạn chính:  - Giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu: chọn lọc và xử lý nguyên liệu phù hợp với yêu cầu sau: giàu xenluloza,... trong nước (hàm lược chất khô 9-9,4% với chất tan dễ tiêu khoảng 7%) - Giai đoạn lên men: lên men theo mẻ, bán liên tục hoặc liên tục - Giai đoạn sau lên men: thu và làm sạch khí Lê Văn Quang Phòng GD&ĐT Cam Ranh Sơ đồ nguyên lý công nghệ lên men Tái sử dụng Nguyên liệu (phân, rác, …) Phối chế (nguyên liệu, nước) Lò phản ứng kỵ khí sinh mê tan Bùn thải Bổ sung giống VSV Sử dụng Xử lý Nước ra Thu khí... dụng hoặc xử lý hiếu khí tiếp Phòng GD&ĐT Cam Ranh Mùn (chế biến phân bón) Cấu tạo hầm biogas: - Ngăn nạp liệu Ngăn tiêu hóa Buồng thu khí Ngăn tháo cặn bùn đã lên men Hệ thu khí gồm: van, đường ống, các thiết bị đo lường Lê Văn Quang Phòng GD&ĐT Cam Ranh Gây men chất hữu cơ theo mẻ : Nắp di động Cửa khí ra Nắp lấy phân Phản ứng Lê Văn Quang Bã đã lên men Phòng GD&ĐT Cam Ranh Cửa ra Gây men chất hữu... đậy di động Lê Văn Quang Phòng GD&ĐT Cam Ranh Loại hầm sinh khí kiểu túi Lê Văn Quang Phòng GD&ĐT Cam Ranh Làm sạch khí Biogas: Chúng ta nên loại bỏ CO2 và H2S để đạt hiệu quả cao và giảm độ ăn mòn thiết bị do H2S  Loại trừ CO2: Vì CO2 có thể hòa tan trong nước do đó việc sục Biogas qua nước được coi là phương pháp đơn giản nhất để loại CO2 Ngoài ra CO2 còn có thể bị hấp thu bởi những dung dịch kiềm,... +5H2 +CO2 + H+ C3H7OH +3H2O  9/4CH4 + 3/4CO2 + 5/2H2O +84 -118 Lê Văn Quang Phòng GD&ĐT Cam Ranh Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men       Đều kiện kỵ khí: không có O2 trong dịch lên men Nhiệt độ: qui mô nhỏ thực hiện ở 30-350C, qui mô lớn có cơ khí hóa và tự đông hóa thực hiện ở 50-550C Độ pH: 6,5 – 7,5 (nếu . DỤNG CÔNG NGHỆ BIOGAS ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BIOGAS Lê Văn Quang Phòng GD&ĐT Cam Ranh I. I. KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ BIOGAS KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ BIOGAS 1. Biogas là gì? 1. Biogas là gì? - Biogas: . CÔNG NGHỆ BIOGAS KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ BIOGAS II. II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA CÔNG NGHỆ CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA CÔNG NGHỆ BIOGAS BIOGAS III. III. QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIOGAS QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIOGAS IV. IV. ỨNG. CHUYÊN ĐỀ BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGHỆ BIOGAS CÔNG NGHỆ BIOGAS Mô hình xử lý chất thải Mô hình xử lý chất thải Lê Văn Quang Phòng GD&ĐT Cam Ranh NỘI DUNG NỘI DUNG I. I. KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ