khái niệm biogas khí sinh học. Biogas hay khí sinh học là hỗn hợp khí metan (CH4) và một số khí khác phát sinh từ sự phân hủy các vật chất hữu cơ. Thành phần chính của khí biogas: CH4 (5060%) và CO2 (3040%) và các khí khác như hơi nước, N2, H2, H2S, CO...
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT HƯNG YÊN KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG.
BÁO CÁO
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài: Nghiên cứu khả năng sinh khí metan của bèo tây bằng các
chất khơi mào khác nhau.
GVHD: ThS Lê Thành Huy
SVTT: Đoàn Thị Tươi
Trang 2KẾT CẤU CỦA ĐỀ TÀI
Trang 3đã và đang gây ra những vấn đề
nghiêm trọng chính đến Trái Đất
thiết
• Việc ủ yếm khí cây bèo tây để thu hồi khí sinh học đã giúp giải quyết các vấn đề
về môi trường
Trang 42 Mục tiêu, phương pháp, nội dung nghiên cứu của đề tài.
Mục
tiêu - Khảo sát, đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất sinh khí metan của bèo tây.
- Thu nguồn bã thải làm phân bón cho cây trồng
- Phương pháp thực nghiệm
- Phương pháp khảo sát thống kê
- Phương pháp đánh giá chuyên gia
- Thu thập tài liệu, chuẩn bị mô hình.
- Thu gom và xử lý sơ bộ nguyên liệu, nạp nguyên liệu vào bể ủ.
- Đo đạc, khảo sát hàm lượng khí sinh học tạo thành với từng thành phần bổ sung khác nhau.
Trang 5Chương 1: TỔNG QUAN
khái niệm biogas khí sinh học.
- Biogas hay khí sinh học là hỗn hợp khí metan (CH4) và một số khí khác phát sinh từ sự phân hủy các vật chất hữu cơ.
- Thành phần chính của khí biogas: CH4 (50-60%) và CO2 40%) và các khí khác như hơi nước, N2, H2, H2S, CO
Trang 6(30-Chương 1: TỔNG QUAN
Các quá trình phân hủy yếm khí
Quá trình lên phân hủy yếm khí tạo biogas gồm 3 gđ:
• Gđ 1: Các chất hữu cơ phức tạp phân giải thành các chất hữu cơ đơn giản dưới tác dụng của enzym.
• Gđ 2: Hình thành acid
• Gđ 3: Hình thành khí Metan.
Trang 7Chương 1: TỔNG QUAN
có các vi khuẩn: Plectrium, Caduceus, Clostridium
perfringens,
Khi đem nước biogas đã phân hủy này bổ sung vào bình thì
nó các vi khuẩn này làm chất mồi cho các vi khuẩn trong bể ủ phát triển nhanh hơn, sinh khí Mehan nhiều hơn
Các chất khơi mào thúc đẩy quá trình phân hủy yếm khí
Trang 8Chương 1: TỔNG QUAN
• Ủ bình thường.
Quá trình ủ bình thường này không bổ sung bất
kì chất khơi mào nào vào trong bể ủ.
Trang 9Chương 1: TỔNG QUAN
• Bổ sung chế phẩm EM
BIO-S BIO-S là tập hợp nhiều vi sinh vật hữu hiệu, có hoạt lực cao như: Vi khuẩn
quang hợp, Vi khuẩn cố định Ni tơ, Vi khuẩn axit lactic, Các men, Xạ khuẩn, Nấm men
BIO-S phân giải nhanh các chất khó tiêu,
căn bã của bể phốt, bể kị khí như:
xenluloz, tinh bột, kitin, pectin, protein, lipit và một số các hoạt tính ổn định lâu dài…
Trang 10Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ yếm khí
Trang 11Chương 2: THỰC NGHIỆM
Sơ đồ công nghệ của quá trình ủ yếm khí
Vớt bèo Băm nhỏ Nạp vào bể Đậy kín nắp
Đo khí
Bổ sung chất khơi mào Tuần hoàn nước Tháo bã Phân vi sinh
Trang 13 Chuẩn bị nguyên liệu ủ
• Vớt bèo đưa về trạm thực nghiệm
• Băm chặt từ 3-5cm
• Cân khối lượng xác định.
• Đậy kín nắp
Trang 15Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• Bắt đầu sinh khí Metan ( 1.7%) từ ngày thứ 10.
• Sau khi bổ sung chất khơi mào, tốc độ phân hủy ngày càng nhanh Nồng độ khí metan cực đại đạt 56.67%.
• Thời gian sinh metan
ở nồng độ cao (>40%) duy trì trong 60 ngày
Hình 3.1: Đồ thị về sự biến thiên hàm lượng của
khí CH4 theo thời gian.
Sử dụng chất khơi mào là nước
biogas đã phân hủy.
Trang 16bể ủ chủ yếu là tạo ra CO2đến khi các vi khuẩn sinh
CH4 thực hiện quá trình chuyển hóa CO2 thành CH4
Hình 3.2: Đồ thị về sự biến thiên hàm lượng
của CO2 theo thời gian
Trang 17Nồng độ các khí được tạo ra trong quá trình ủ yếm khí
Hình 3.3: Biểu đồ thể hiện các khí theo thời gian
Trang 18Ủ bình thường ( không bổ sung chất khơi mào)
• Sau 10 ngày bắt đầu sinh khí metan ( 2.9%).
• Nồng độ khí metan tăng dần và đến ngày thứ 60 đạt cực đại là 53.37%, sau 60 ngày khí metan bắt đầu giảm.
• Thời gian sinh metan ở nồng độ cao (>40%) duy trì trong 60 ngày
Hình 3.4: Đồ thị về sự biến thiên hàm
lượng của khí CH 4 theo thời gian.
Trang 19%CO 2
• 10 ngày đầu chủ yếu là khí CO2
và đạt 51.2% Khí CO2 giảm dần vào các ngày tiếp theo
• Sự phân hủy bèo tây tuân theo quá trình phân hủy khí sinh học
ở trong các giai đoạn đó là các phản ứng xảy ra trong bể ủ chủ yếu là tạo ra CO2 đến khi các vi khuẩn sinh CH4 thực hiện quá trình chuyển hóa CO2 thành
CH4 .
Hình 3.5: Đồ thị về sự biến thiên hàm
lượng CO 2 theo thời gian
Trang 20Nồng độ các khí được tạo ra trong quá trình ủ yếm khí
Hình 3.6: Biểu đồ thể hiện nộng độ các khí theo thời gian
Trang 21Khả năng sinh metan của bèo tây khi sử dụng chất khơi
mào là chế phẩm EM
• Sau 10 ngày bắt đầu sinh khí metan ( 1.2%)
• Sau khi bổ sung chế phẩm
EM Bio-S vào bể ủ ta thấy tốc độ phân hủy vẫn tăng chậm và đến ngày thứ 100 đạt cực đại là (48.9%)
• Thời gian sinh metan ở nồng độ cao (>40%) duy trì trong hơn 30 ngày
% CH4
Hình 3.7: Đồ thị về sự biến thiên hàm
lượng của khí CH 4 theo thời gian.
Trang 22• 10 ngày đầu chủ yếu là sinh khí
CO2 và đạt 53.34% Khí CO2 giảm dần vào các ngày tiếp theo.
• Có thể thấy sự phân hủy bèo tây tuân theo quá trình phân hủy khí sinh học ở trong các giai đoạn đó
là các phản ứng xảy ra trong bể ủ chủ yếu là tạo ra CO2 đến khi các
vi khuẩn sinh CH4 thực hiện quá trình chuyển hóa CO2 thành CH4.
Hình 3.8: Đồ thị về sự biến thiên hàm
lượng CO 2 theo thời gian
Trang 23Nồng độ các khí được tạo ra trong quá trình ủ yếm khí
Hình 3.9: Đồ thị thể hiện nồng độ các khí theo thời gian
Trang 24So sánh khả năng thu hồi khí sinh học CH4 của các
quá trình ủ
Hình 3.10: Đồ thị biểu hiện khí CH 4 ở các mẻ khác nhau
Kết luận:
Lựa chọn cách bổ sung nước biogas đã phân hủy làm chất khơi mào
để tạo ra lượng khí metan cao nhất, hiệu quả nhất
Trang 25Đánh giá sơ bộ việc sử dụng bã bèo
tây làm phân bón vi sinh
Trang 26Hình 3.14: Cây sau 32 ngày gieo hạt
Thùng 1: Cây vẫn phát triển trậm cây cao nhất đạt 12 cm.
Thùng 2: Cây phát triển rất nhanh, cây cao và lá to Cây cao nhất đạt
42 cm và có thể thu hoạch được.
Thùng 3: Cây phát triển tốt và cây cao nhất đạt 36 cm.
Trang 27Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận
• Xây dựng được mô hình bể ủ yếm khí có tuần hoàn nước
• Khảo sát và đánh giá được quá trình phát sinh khí Metan đối với từng chất khơi mào khác nhau
• Đánh giá sơ bộ được hiệu quả của bã bèo tây sau khi ủ đối với quá trình sinh trưởng của cây trồng
Trang 28Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kiến nghị
• Việc thực hiện mở rộng trên quy mô lớn sẽ góp phần đáng kể vào việc giải quyết hiện trạng tắc nghẽn dòng chảy, ô nhiễm môi
trường nước và vấn đề năng lượng hiện nay
• Nếu có điều kiện nghiên cứu sâu hơn em sẽ khảo sát được kĩ hơn các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất sinh khí
Trang 29THE END