Ngành chăn nuôi thế giới chiếm 70% diện tích đất nông nghiệp và 30% diện tích đất tự nhiên. Chăn nuôi đóng góp khoảng 40% tổng GDP nông nghiệp toàn cầu. Tuy nhiên, bên cạnh việc sản xuất và cung cấp một lượng lớn sản phẩm phục vụ cho nhu cầu của con người, ngành chăn nuôi cũng gây nên nhiều vấn đề tiêu cực cho môi trường. Ngoài chất thải rắn và chất thải lỏng trực tiếp được thải ra hàng ngày thì còn có sự hình thành và thải ra một cách gián tiếp các khí gây hiệu ứng nhà kính( CO2, CH4,..) chăn nuôi hiện đâng đóng góp tới 18% hiệu ứng nóng lên của trái đất. Ở Việt Nam, hàng năm đàn vật nuôi thải ra 80 triệu tấn chất thải rắn, vài chục tỷ khối chất thải lỏng và hàng trăm tấn chất thải khí. Tuy nhiên, ước tính hiện nay có khoảng 40 70% chất thải rắn được xử lý, phần còn lại được thải trực tiếp ra ao, hồ, kênh, rạch,… Trong các chất thải nông nghiệp có nguy cơ ẩn chứa rất nhiều mầm bệnh và khi được phân hủy thì phân này cũng tạo ra khí có mùi khó chịu, ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe con người. Như vậy, vấn đề đặt ra là phải tìm được một phương pháp vừa khắc phục ô nhiễm môi trường vừa phục vụ lợi ích cho con người. Một trong những công nghệ có thể đáp ứng được những yêu cầu đó là công nghệ khí sinh học – BIOGAS.
BÀI TIỂU LUẬN: XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI BẰNG CÔNG NGHỆ BIOGAS Nội dung tiểu luận: Chương 1: đặt vấn đề Chương 2: mục tiêu nghiên cứu Chương 3: địa điểm phương pháp nghiên cứu Chương 4: kết nghiên cứu thảo luận Chương 5: kết luận Chương 6: nguồn tham khảo tài liệu Chương 1: đặt vấn đề Ngành chăn nuôi giới chiếm 70% diện tích đất nông nghiệp 30% diện tích đất tự nhiên Chăn nuôi đóng góp khoảng 40% tổng GDP nông nghiệp toàn cầu Tuy nhiên, bên cạnh việc sản xuất cung cấp lượng lớn sản phẩm phục vụ cho nhu cầu người, ngành chăn nuôi gây nên nhiều vấn đề tiêu cực cho môi trường Ngoài chất thải rắn chất thải lỏng trực tiếp thải hàng ngày có hình thành thải cách gián tiếp khí gây hiệu ứng nhà kính( CO2, CH4, ) chăn nuôi đâng đóng góp tới 18% hiệu ứng nóng lên trái đất Ở Việt Nam, hàng năm đàn vật nuôi thải 80 triệu chất thải rắn, vài chục tỷ khối chất thải lỏng hàng trăm chất thải khí Tuy nhiên, ước tính có khoảng 40- 70% chất thải rắn xử lý, phần lại thải trực tiếp ao, hồ, kênh, rạch,… Trong chất thải nông nghiệp có nguy ẩn chứa nhiều mầm bệnh phân hủy phân tạo khí có mùi khó chịu, ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe người Như vậy, vấn đề đặt phải tìm phương pháp vừa khắc phục ô nhiễm môi trường vừa phục vụ lợi ích cho người Một công nghệ đáp ứng yêu cầu công nghệ khí sinh học – BIOGAS Chương 2: mục tiêu nghiên cứu - Cơ sở khoa học công nghệ Biogas - Nguồn nguyên liệu làm Biogas yếu tố ảnh hưởng - Thiết kế cách vận hành hầm ủ Biogas - Ứng dụng Biogas Chương 3: địa điểm phương pháp nghiên cứu - Địa điểm: Việt Nam - Phương pháp nghiên cứu: + Phương pháp kế thừa để phân tích, thu thập, tổng hợp tài liệu có liên quan + Phương pháp vấn + Phương pháp định giá + Phương pháp chuyên gia Chương 4: kết nghiên cứu thảo luận Tìm hiểu chung Biogas Khái niệm: Biogas (biological gas) hỗn hợp khí sinh từ trình phân hủy chất hữu tác động vi sinh vật môi trường yếm khí Thành phần Biogas : CH4, CO2, N2, H2, H2S…, CH4, CO2 chủ yếu 1.1 Cơ sở khoa học công nghệ Biogas a Nhóm vi sinh vật Biogas: N hóm vi khu ẩn không sinh Metan : +N hóm vi khu ẩn lên men: t h uy ph ân cac ch ât h ưu c p h ưc t ap, khôn g tan thành cac ch ât h ưu c đ ơn g i an tan đ ươc +N hóm vi khu ẩn sinh axeta t hy dro: ph ân h uy ti ếp c ac ch ât sinh r a giai đo an đ ầu nh axit pro pionic cac axit d ễ bay h ơi, axit h ưu c đa vòng th ơm alcohol…(nh ưng ch ât không th ể đ ươc s d ụng tr ực ti ếp b ởi ca c vi khu ẩn sinh metan) thành axit axetic, CO2, H2 … Nhóm vi khuẩn sinh mêtan: chuyển hóa axit axetic, CO2, H2, axit formic thành CH4 CO2 Nhóm vi khuẩn nhóm vi khuẩn kỵ khí nghiêm ngặt, rât nhay cam với oxy chât oxy hóa Mối quan hệ nhóm vi khuẩn : chúng tạo nhiên liệu, điều kiện môi trường thuận lợi cho phát triển b Quá trình tạo khí sinh học Quá trình tạo khí sinh học trình lên men phức tạp xảy nhiều phản ứng cuối tạo khí CH4, CO2 - - Quá trình thực theo nguyên tắc phân huỷ kỵ khí, tác dụng vi sinh vật yếm khí Trải qua giai đoạn: + Giai đoạn 1: thủy phân + Giai đoạn 2: sinh axit + Giai đoạn 3: sinh mêtan Ảnh hưởng loại phân đến sản lượng thành phần khí thu : 2.Xây dựng vận hành 2.1 Phân loại - Phân loại theo phần chứa khí gồm: + Hầm nắp + Hầm nắp cố định - Phân loại theo cách thức nạp nguyên liệu: + Nạp liên tục + Nạp theo mẻ - Phân loại theo cách xây dựng: + Hầm chế tạo sẵn + Hầm xây chỗ 2.2 Thiết kế- Lắp đặt- Vận hành: Xác định thể tích Hầm phân huỷ Biogas Công thức để tính thể tích hầm Biogas cho trang trại nuôi gia súc: - Với trang trại nuôi bò: V = 2nLT Với trang trại nuôi lợn: V = 3nLT Trong đó: n lượng heo nuôi thường xuyên gia đình (con) L lượng chất thải bình quân ngày từ heo (lit/con.ngày) T thời gian lưu (ngày) Loại hầm nắp cố định Dựa vào dạng hình học bể phân hủy chia thiết bị nắp cố định thành loại khác sau: -Loại hình hộp -Loại hình trụ -Loại hình cầu Loại hầm nắp cố định * Ưu điểm: - Kết cấu mặt đất, nhiệt độ ổn định, tiết kiệm diện tích - Xây dựng chỗ với vật liệu có sẵn địa phương -Bền, bảo dưỡng - Chủ yếu xi măng, giá thành xây dựng tương đối rẻ * Nhược điểm: - Áp suất khí thay đổi -Đòi hỏi kỹ thuật xây dựng cao -Khí thẩm thấu qua vòm thường vấn đề đáng lo ngại hầm sinh khí loại -Loại thường dễ bị nứt sau thời gian sử dụng xây không đạt yêu cầu Loại hầm sinh khí kiểu túi nilong * Ưu điểm: -Đào vị trí nông, thích hợp với vùng có nước ngầm cao -Việc lắp đặt hệ thống vận hành đơn giản -Chi phí thấp -Do thành mỏng nên tăng suất mặt trời chiếu sáng, tăng hiệu suất phân hủy * Nhược điểm: - Dễ bị hư hỏng việc sửa chữa có khó khăn - Cần sửa chữa thường xuyên, có biện pháp bảo vệ - Áp suất khí thấp - Tuổi thọ thấp - Nhạy cảm với thay đổi nhiệt độ môi trường - Đòi hỏi diện tích bề mặt lớn Mô hình biogas cải tiến VACVINA Kết hợp mô hình hầm xây có vòm Trung Quốc, mô hình túi ủ Biogas chất dẻo Cô-lômbia mô hình bể phốt tự hoại Ưu điểm Hầm VACVINA cải tiến: - Xây dựng đơn giản dễ dàng - Nắp hầm tận dụng làm chuồng, đỡ tốn diện tích - Chất thải từ hố xí đưa vào bể Do vậy, không cần phải đầu tư thêm việc xây hố xí tự hoại - Việc nạp phân gia súc vào hầm cho phép thực theo cách rơi tự từ hệ thống ống si-phông vào hầm, chất thải người nạp vào hầm dễ dàng liên tục hàng ngày Do váng hầm phân huỷ điều kiện phát triển, khí biogas sản xuất điều kiện ổn định - Giá thành xây dựng rẻ nhiều (= gần 55% giá thành hầm nắp vòm có thể tích) Quy trình xây dựng theo mô hình VACVINA Xác định thể tích Hầm phân huỷ Biogas Chuẩn bị vật liệu Xây dựng hầm phân huỷ: đào hố, đổ nền, xây thành bể, trát chống thấm, đánh màu, đổ bê tông cốt thép cho nắp hầm, đổ bê tông cốt thép cho bệ bếp Lắp đặt thiết bị: thiết bị đầu vào, thiết bị đầu ra, van an toàn, hệ thống túi dự trữ gas, bếp Biogas Lấp đất xung quanh hầm Hầm Biogas phủ bạt *Ưu điểm: - Tấm bạt HDPE có bề mặt màu đen hấp thu nhiều nhiệt lượng, hiệu sinh gas cao - Kỹ thuật xây dựng đơn giản, thể tích lớn - Đảm bảo độ kín - Bảo trì (hút bùn cặn) dễ dàng - Chi phí vận hành, bảo dưỡng thấp - Chi phí đầu tư rẻ (1/5 giá thành so với hầm bê tông, tương đương 100.000 đ/m3 hầm) - Tuổi thọ trung bình 10 năm, bạt HDPE lót đáy tuổi thọ 100 năm *Nhược điểm: - Kém bền so với loại hầm xây gạch - Dễ chịu ảnh hưởng nhiệt độ bên - Dễ bị hỏng ( thủng) có yếu tố tác động 2.3 Quy trình vận hành hầm ủ biogas - Nạp nguyên liệu thường xuyên hàng ngày - Khuấy đảo dich phân huỷ - Phá váng - Lấy bỏ lắng cặn - Theo dõi áp suất khí Ứng dụng công nghệ biogas 3.1 Quy mô hộ gia đình 3.2 Quy mô công nghiệp Thảo luận: Bên cạnh lợi ích mà công nghệ biogas đem lại tồn nhiều hạn chế, vấn đề ô nhiễm nguồn nước ngầm, phá hủy tầng ozon,… Vậy mặt phát triển công nghệ xử lý chất thải với biogas, mặt khác cần có biện pháp khắc phục hạn chế Biogas để phát huy tối đa ứng dụng Chương 5: Kết luận Cở sở khoa học công nghệ Biogas: phân hủy chất thải điều kiện kỵ khí, nhờ hoạt động vi sinh vật, chất thải lên men tạo khí Nguồn nguyên liệu: phân thải người gia súc; rác thải hữu cơ, rác sinh hoạt dễ phân hủy Các yếu tố ảnh hưởng: nhiệt độ, độ ẩm, pH, thời gian lưu,… Thiết kế cách vận hành: tùy theo loại hầm ủ Biogas mà có cách thiết kế vận hành riêng Ứng dụng Biogas: + Quy mô hộ gia đình: làm khí đốt, thắp sáng, chạy máy phát điện công suất nhỏ,… + Quy mô công nghiệp: chạy máy phát điện công suất lớn; thắp sáng mô hình trang trại chăn nuôi; nhiên liệu;… Chương 6: Tài liệu tham khảo http://luanvan.co/luan-van/tieu-luan-tim-nhieu-ve-biogas-39020/ http://123doc.org/document/529320-de-tai-xu-ly-chat-thai-chan-nuoi-bang-cong-nghe-biogas.htm http://timtailieu.vn/tai-lieu/cong-nghe-biogas-32023/ ... luận: Bên cạnh lợi ích mà công nghệ biogas đem lại tồn nhiều hạn chế, vấn đề ô nhiễm nguồn nước ngầm, phá hủy tầng ozon,… Vậy mặt phát triển công nghệ xử lý chất thải với biogas, mặt khác cần có... CO2, CH4, ) chăn nuôi đâng đóng góp tới 18% hiệu ứng nóng lên trái đất Ở Việt Nam, hàng năm đàn vật nuôi thải 80 triệu chất thải rắn, vài chục tỷ khối chất thải lỏng hàng trăm chất thải khí Tuy... lợi ích cho người Một công nghệ đáp ứng yêu cầu công nghệ khí sinh học – BIOGAS Chương 2: mục tiêu nghiên cứu - Cơ sở khoa học công nghệ Biogas - Nguồn nguyên liệu làm Biogas yếu tố ảnh hưởng