CÔNG NGHỆ BIOGAS Mô hình xử lý chất thải
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 N I DUNGỘ N I DUNGỘ I. I. KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ BIOGAS KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ BIOGAS II. II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA CÔNG NGHỆ BIOGAS CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA CÔNG NGHỆ 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 KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ BIOGAS BIOGAS 1. Biogas là gì? 1. Biogas là gì? - Biogas: là công nghệ sản xuất khí sinh học, là quá trình ủ phân rác, phân hữu Biogas: là công nghệ sản xuất khí sinh học, là quá trình ủ phân rác, phân hữu cơ, bùn cống rãnh, để tạo ra nguồn khí sinh học sử dụng trong hộ gia đình cơ, bùn cống rãnh, để tạo ra nguồn khí sinh học sử dụng trong hộ gia đình hay trong sản xuất. hay trong sản xuất. - Sản xuất khí sinh học dựa trên cơ sở phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ tự Sản xuất khí sinh học dựa trên cơ sở phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ tự nhiên hay là quá trình lên men nhiên hay là quá trình 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 nghiệp, và các hoạt động sống , Phế liệu, phế thải trong sản xuất nông, lâm nghiệp, và các hoạt động sống , sản xuất và chế biến nông lâm sản. sản xuất và chế biến nông lâm sản. Lê Văn Quang Phòng GD&ĐT Cam Ranh - Vi sinh vật thường sử dụng nguồn hữu cơ cacbon nhanh hơn sử dụng ni tơ Vi sinh vật thường sử dụng nguồn hữu cơ cacbon nhanh hơn sử dụng ni tơ khoảng 30 lần. Do vậy nguyên liệu có tỷ lệ C/N là 30/1 sẽ thích hợp nhất cho khoảng 30 lần. Do vậy nguyên liệu có tỷ lệ C/N là 30/1 sẽ thích hợp nhất cho lên men kỵ khí. lên men kỵ khí. - Phân động vật và các chất thải rắn như rơm rạ rất thích hợp cho lên men kỵ Phân động vật và các chất thải rắn như rơm rạ rất thích hợp cho lên men kỵ khí. khí. - Trong thực tế người ta thường cố gắng đảm bảo tỷ lệ trên trong khoảng 20- Trong thực tế người ta thường cố gắng đảm bảo tỷ lệ trên trong khoảng 20- 40. 40. Phân gia súc Phân gia súc có tỷ lệ C/N nằm trong giới hạn này nên được xem là nguyên có tỷ lệ C/N nằm trong giới hạn này nên được xem là nguyên liệu chủ yếu trong sản xuất biogas. 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 : Vật Vật nuôi nuôi Khả năng cho Khả năng cho phân của 500kg phân của 500kg v.nuôi/ngày v.nuôi/ngày Thành phần hoá học Thành phần hoá học ( % khối lượng phân tươi ) ( % khối lượng phân tươi ) Thể Thể tích : tích : (m (m 3 3 ) ) Trọng Trọng lượng lượng tươi (kg) tươi (kg) Chất Chất tan dễ tan dễ tiêu tiêu Nitơ Nitơ Photpho Photpho Tỷ lệ Tỷ lệ C/N C/N Bò sữa Bò sữa Bò thịt Bò thịt Lợn Lợn Trâu Trâu Gia cầm Gia cầm 0,038 0,038 0,038 0,038 0,028 0,028 0,028 0,028 38,5 38,5 41,7 41,7 28,4 28,4 6,78 6,78 31,3 31,3 7,98 7,98 9,33 9,33 7,02 7,02 10,2 10,2 16,8 16,8 0,38 0,38 0,70 0,70 0,83 0,83 0,31 0,31 1,20 1,20 0,10 0,10 0,20 0,20 0,47 0,47 1,20 1,20 20-25 20-25 20-25 20-25 20-25 20-25 7-15 7-15 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 : Nguyên liệu Nguyên liệu Sản Sản lượng khí lượng khí m m 3 3 /kg /kg phân khô phân khô Hàm Hàm lượng CH lượng CH 4 4 (%) (%) Thời gian Thời gian lên men lên men (ngày) (ngày) Phân bò Phân bò Phân gia cầm Phân gia cầm Phân gà Phân gà Phân lợn Phân lợn Phân người Phân người 1,11 1,11 0,56 0,56 0,31 0,31 1,02 1,02 0,38 0,38 57 57 69 69 60 60 68 68 10 10 9 9 30 30 20 20 21 21 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 phân huỷ kỵ khí các chất hữu cơ Dựa vào các vi khuẩn yếm khí để lên men phân huỷ kỵ khí các chất hữu cơ sinh ra một hỗn hợp khí có thể cháy được : H sinh ra một hỗn hợp khí có thể cháy được : H 2 2 , H , H 2 2 S, NH S, 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 khí chủ yếu (nên còn gọi là quá trình lên men tạo là sản phẩm khí chủ yếu (nên còn gọi là quá trình lên men tạo Metan ) 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 tạp thành chất hữu cơ đơn giản : Biến đổi chất hữu cơ phức 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 [...]... 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, ít lignin, NH4 ban đầu khoảng 2000mg/1, tỷ lệ C/N từ 20-30, hòa tan trong nước (hàm lược chất. .. (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 Nước ra Lê... Ranh Đem sử dụng hoặc xử lý hiếu khí tiếp 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 Phòng GD&ĐT Cam Ranh Bã đã lên men Cửa ra Gây men chất hữu cơ bán liên... 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 Fe 2S3 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...Giai đoạn 1 : Chất hữu cơ phức tạp: (PROTEIN, A.AMIN, LIPID) Vi khuẩn Closdium bipiclobacterium, Bacillus gram âm không sinh bào tử, staphy loccus Chất hữu cơ đơn giản (ALBUMOZ PEPIT,GLYXERIN, A.BÉO) Lê Văn Quang Phòng GD&ĐT Cam Ranh Giai đoạn 2 : hình thành acid (pha acid) Nhờ vào vi khuẩn acetogenic bacteria (vi khuẩn tổng hợp acetat),... Etanol A.formic, A.acetic, A.lactic, A.sucinic, Etanol A.formic, A.acetic,A.sucinic Hình ảnh của vi khuẩn Bacillus cereus Lê Văn Quang Phòng GD&ĐT Cam Ranh Giai đoạn 3 : hình thành khí Metan Sản phẩm của pha acid là nguyên liệu để phân huỷ ở giai đoạn này, tạo ra hỗn hợp khí : CH4, CO2, H2S, N2, H2, và muối khoáng (pH của môi trường chuyển sang kiềm) Lê Văn Quang Phòng GD&ĐT Cam Ranh Các vi khuẩn tham... nắp 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,... +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 . 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 N I DUNGỘ N I DUNGỘ I. I. KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ BIOGAS KHÁI. VỀ CÔNG NGHỆ BIOGAS II. II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA CÔNG NGHỆ BIOGAS CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA CÔNG NGHỆ 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 KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ BIOGAS BIOGAS 1. Biogas là gì? 1. Biogas là gì? - Biogas: là công nghệ sản