CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIOGAS TỪ RÁC HỮU CƠ. PHÂN TÍCH CÁC KHÓ KHĂN TRONG VIỆC DÙNG BIOGAS ĐỂ PHÁT ĐIỆN

28 1.3K 1
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIOGAS TỪ RÁC HỮU CƠ. PHÂN TÍCH CÁC KHÓ KHĂN TRONG VIỆC DÙNG BIOGAS ĐỂ PHÁT ĐIỆN

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Hiện nay, trên thế giới đã có nhiều nước phát triển thành tựu này của khoa học kỹ thuật vào trong đời sống và đạt được nhiều thành công. Nước ta là một nước còn nghèo, thực trạng xử lý nước thải còn chưa tốt, xăng dầu và chất đốt gây khó khăn lớn cho nhân dân. Tình hình sản xuất khí đốt từ rác thải chưa phát triển, mới bắt đầu phát triển công nghệ sản xuất biogas từ phân hữu cơ, chưa tận dụng được nhiều nguồn rác thải, bởi vậy rác thải còn tràn lan gây ô nhiêm môi trường. Chính vì vậy tôi đã lự chọn đề tài: “sản xuất khí đốt từ rác thải sinh hoạt” với mong muốn qua đề tài này, mọi người sẽ hiểu sâu hơn về ý thức và trách nhiệm bảo vệ môi trường, công nghệ xử lý rác thải, áp dụng có hiểu quả trong đời sống, làm cho đời sống con người ngày càng phát triển, ngày càng văn minh, hiện đại hơn.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ***** VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG TIỂU LUẬN MÔN: NHIÊN LIỆU SINH HỌC TỪ CHẤT THẢI CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIOGAS TỪ RÁC HỮU CƠ PHÂN TÍCH CÁC KHÓ KHĂN TRONG VIỆC DÙNG BIOGAS ĐỂ PHÁT ĐIỆN GIẢNG VIÊN: PGS TS ĐOÀN THỊ THÁI YÊN HỌC VIÊN: BÙI THẾ TÂM MSHV: CA160418 LỚP: BK01 – 16AKTMT Mục lục Contents LỜI NÓI ĐẦU Thế giới ngày phát triển không ngừng, trình công nghiệp hóa, đại hóa diễn mạnh mẽ Cùng với phát triển kéo theo sơ sản xuất với quy mô lớn ngày lớn, khu tập trung dân cư ngày nhiều, nhu cầu tiêu thụ sản phẩm vật chất ngàng tăng Tất điều tạo điều kiện kích thích ngành sản xuất, kinh doanh dịch vụ mở rộng phát triển cách nhanh chóng, đóng góp tích cực cho phát triển kinh tế đất nước, nâng cao mức sống chung xã hội Mặt khác tạo lượng lớn chất thải bao gồm: chất thải sinh hoạt, chất thải công nghiệp, chất thải nông nghiệp, chất thải y tế, chất thải xây dựng Trong rác thải sinh hoạt vấn đề đáng lo ngại giới Dân số ngày tăng, lượng rác thải theo mà tăng theo, nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người Tuy vậy, rác phần sống Ngày với phát triển khoa học kỹ thuật quan tâm toàn thể giới, rác không từ sống mà quay lại sống , phục vụ đời sống người, người xây dựng sống Không nước đại mà tất nước giới cố gắng xử lý cách hợp lý để xây dựng giới – giới không rác thải Vấn đề lượng vấn đề đáng lo ngại toàn cầu, không riêng quốc gia Các loại nhiên liệu hóa thạch cạn kiệt, đo thiết cần phải có nguồn nhiên liệu thay Bởi việc tạo nguôn lượng nhân tạo vô cần thiết Hơn nữa, việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch đốt tạo lượng lớn khí độc hại thải môi trường Để giải hai vấn đề lúc toán khó giải tốt mang lại lợi ích to lớn người Các nước cố gắng để tìm biện pháp để giải vấn đề Một biện pháp coi tối ưu ưa chuộng nhiều nước, sản xuất khí đốt từ rác thải sinh hoạt Phương pháp tận dụng lượng rác thải giúp môi trường xanh đẹp mfa giải vấn đề lượng cho người Hiện nay, giới có nhiều nước phát triển thành tựu khoa học kỹ thuật vào đời sống đạt nhiều thành công Nước ta nước nghèo, thực trạng xử lý nước thải chưa tốt, xăng dầu chất đốt gây khó khăn lớn cho nhân dân Tình hình sản xuất khí đốt từ rác thải chưa phát triển, bắt đầu phát triển công nghệ sản xuất biogas từ phân hữu cơ, chưa tận dụng nhiều nguồn rác thải, rác thải tràn lan gây ô nhiêm môi trường Chính lự chọn đề tài: “sản xuất khí đốt từ rác thải sinh hoạt” với mong muốn qua đề tài này, người hiểu sâu ý thức trách nhiệm bảo vệ môi trường, công nghệ xử lý rác thải, áp dụng có hiểu đời sống, làm cho đời sống người ngày phát triển, ngày văn minh, đại NỘI DUNG Khái quát chung 1.1 Khái niệm chất thải 1.1.1 Khái niệm chất thải phân loại chất thải Chất thải toàn loại vật chất người loại bỏ hoạt động kinh tế - xã hội, bao gồm hoạt động sản xuất hoạt động sống, trì tồn cộng đồng Hay nói khác: chất thải sản phẩm phát sinh trình sinh hoạt người, sản xuất công nghiệp, xây dựng, nông nghiệp, thương mại, du lịch, giao thông, sinh hoạt gia đình, trường học, khu dân, nhà hàng, khách sạn Lượng chất thải phát sinh thay đổi tác động nhiều yếu tố tăng trưởng phát triển sản xuất, gia tăng dân số, trình đô thị hóa, công nghiệp hóa phát triển điều kiện sống, trình độ dân trí 1.1.2 - Các cách phân loại chất thải Phân loại theo thành phần: + Chất thải vô như: bụi, xỉ, vật liệu xây dựng (gạch, vữa, thủy tinh, gốm, sứ…), số loại phân bón, đồ dùng thải bỏ gia đình + Chất hữu như: thực phẩm thừa, chất thải bỏ từ lò giết mổ, chân nuôi - dung môi, nhựa, dầu mỡ Phân loại theo nguồn nó: + Chất thải sinh hoạt: phát sinh ngày cấc đô thị, làng mạc, khu dân cư, cấc trung tâm dịch vụ, công viên + Chất thải công nghiệp: phát sinh từ trình sản xuất công nghiệp thủ công nghiệp (gồm thành phần phức tạp, đa dạng - chủ yếu dạng rắn, dạng lỏng, dạng khí) + Chất thải y tế… Phân loại theo mức độ nguy hại + Chất thải nguy hại: chất thải dễ gây phản ứng, dễ cháy nổ, ăn mòn, nhiễm khuẩn độc hại, chứa chất phóng xạ, kim loại nặng Các chất thải tiềm ẩn nhiều cố gây rủ ro, nhiễm độc, đe dọa sức khỏe người phát triển động thực vật, đồng thời nguồn gây ô nhiễm môi trường đất, nước không khí + Chất thải không nguy hại: chất thải không chứa chất hợp chất có tính chất nguy hại Thường chất thỉa phát sinh gia đình, đô - thị… Phân loại theo trạng thái chất thải: + Chất thải theo trạng thái rắn: bao gồm chất thải sinh hoạt, chất thải từ sở chế tạo máy, xây dựng (kim loại, da, hóa chất sơn, nhựa, thủy tinh, vật liệu xây dựng…) + Chất thải dạng lỏng: phân bùn từ cống rãnh, bể phốt, nươc thải từ nhà máy lọc dầu, rượu bia, nước từ nhà máy sản xuất giấy, dệt nhuộm vệ sinh công nghiệp… + Chất thải trạng thái khí: bao gồm khí thải động đốt máy động lực, giao thông, ô tô, máy kéo, tàu hỏa, nhà máy nhiệt điện, sản xuất 1.2 1.2.1 vật liệu… Rác thải sinh hoạt Khái niệm rác thải sinh hoạt Chất thải rắn( gọi rác) chất rắn bị loại trình sống, sinh hoạt, sản xuất người động vật Rác phát sinh từ gia đình, khu công cộng, khu thương mại, khu xây dựng, bệnh viện, khu xử lý chất thải…Trong đó, rác thải sinh hoạt chiếm tỉ lệ cao Số lượng, thành phần, chất lượng rác thải khu vực, quốc gia khác nhau, phụ thuộc vào trình độ phát triển khoa học, kĩ thuật Bất kì hoạt động sống người, nhà, công sở, đường đi, nơi công cộng…đều sinh lượng rác đáng kể Thành phần chủ yếu chúng chất hữu dễ gây ô nhiễm trở lại môi trường sống Cho nên rác thải sinh hoạt định nghĩa thành phần tàn tích hữu phục vụ cho hoạt động sống người, chúng không sử dụng vứt trả lại môi trường sống 1.2.2 Thành phần rác thải sinh hoạt - Rau, thực phẩm thừa, chất hữu dễ phân hủy chiếm khoảng 64.7 % khối lượng - Cây gỗ chiếm khoảng 6.6 % khối lượng - Giấy, bao bì giấy chiếm khoảng 2.1 % khối lượng - Plastic khó tái chế chiếm khoảng 9.1% khối lượng - Cao su, đế giày dép chiếm khoảng 6.3 % khối lượng - Vải sợi, vật liệu sợi chiếm khoảng 4.2 % khối lượng - Đất đá, bê tông chiếm khoảng 1.6 % khối lượng - Thành phần khác chiếm khoảng 5.4 % khối lượng 1.2.3 Tác động rác thải đến môi trường người 1.2.3.1 Ô nhiễm rác Rác thải sinh hoạt gây ô nhiễm toàn diện đến môi trường sống: không khí, đất, nước - Gây hại sức khỏe: o Những nơi vứt rác bừa bãi sinh muỗi, ruồi nhặng sinh vật truyền nhiễm gây ảnh hưởng đến sức khỏe người (sốt rét, sốt o xuất huyết, bệnh viêm não,…) Rác làm thức ăn cho chuột, từ chuột dễ lây lan cho người bệnh o như: dịch hạch, sốt dẫn đến tử vong Rác gây mùi hôi thối khó chịu cho xung quanh - Ô nhiễm nước: Rác sinh hoạt không thu gom thải vào kênh rạch, sông hồ… gây ô nhiễm môi trường nước thân chúng Rác nặng lắng làm nghẽn đường lưu thông, rác nhẹ làm đục nước, nylon làm giảm diện tích tiếp xúc với không khí, giảm nước, làm mỹ quan gây tác động cảm quan xấu người sử dụng nguồn nước Chất hữu phân hủy gây mùi hôi thối, gây phú dưỡng hóa nguồn nước Nước rò rỉ bãi rác vào nguồn nước ngầm, gây ô nhiễm nguồn nước ngầm ô nhiễm kim loại nặng, nồng độ nitrogen, photpho cao chảy vào sông hồ gây ô nhiễm nguồn nước mặt - Ô nhiễm không khí: Bụi trình vận chuyển lưu trữ rác gây ô nhiễm không khí Rác hữu dễ phân hủy sinh học Trong môi trường hiếu khí, kị khí có độ ẩm cao, rác phân hủy sinh CO 2, SO2, CO, H2S, NH3…ngay từ khâu thu gom đến chôn lấp CH4 chất thải thứ cấp gây cháy nổ - Ô nhiễm đất: Nước rò rỉ bãi rác gây ô nhiễm đất - Những nguyên nhân dẫn đến ô nhiễm rác thải sinh hoạt: o Trình độ hiểu biết nguời dân thấp (không thấy rõ tác hại việc vứt rác thải bừa bãi tầm quan trọng việc bảo vệ môi trường, tận dụng phế phẩm thừa làm phân bón) o Ý thức, trách nhiệm (không bỏ rác nơi quy định, bảo thủ không muốn thực theo chủ trương bảo vệ môi trường đề sợ tốn tiền) o Các cấp quyền địa phương lơ việc quản lý môi trường o Ở khu vực đô thị, trình đô thị hóa kéo theo số lượng người dân nông thôn thành phố sống gây nên xáo trộn lớn lao sinh hoạt vùng dân cư vấn đề rác thải có nguy ngày tăng, đặc biệt đô thị mới, khu kinh tế tập trung nhà mọc nhiều gây khó khăn cho thu gom, nhà nghèo nhà giàu không muốn hòa nhập cộng đồng dẫn đến tình trạng không giữ vệ sinh chung (nhà vứt rác xuống sân gây ô nhiễm), khu đô thị hóa dọc trục giao thông, trung tâm công nghiệp tập trung không quản lý chặt chẽ 1.2.3.2 Hiện trạng rác thải sinh hoạt Việt Nam - Ở Việt Nam năm phát sinh đến 15 triệu chất thải rắn, chất thải sinh hoạt từ hộ gia đình, nhà hàng, khu chợ kinh doanh chiếm tới 80% tổng lượng chất thải phát sinh nước Lượng lại phát sinh từ sở công nghiệp Chất thải nguy hại công nghiệp nguồn chất thải y tế nguy hại phát sinh với khối lượng nhiều coi nguồn thải đáng lưu ý chúng có nguy gây hại cho sức khoẻ môi trường cao không xử lý theo cách thích hợp - Theo số liệu thống kê, tổng lượng rác thải rắn sinh hoạt phát sinh toàn quốc ước tính khoảng 1,28tr tấn/năm.Trong khu vực đô thị (từ loại trở lên) 6,9tr tấn/năm (chiếm 54%),lượng chất thải lại tập trung xã, thị trấn thuọc huyện.Ước tính người dân đô thị Việt Nam trung bình phát thải khoảng 2/3 kg chất thải ngày, gấp đôi lượng thải bình quân đầu người vùng nông thôn Chất thải phát sinh từ hộ gia đình khu kinh doanh vùng nông thôn đô thị có thành phần khác Chất thải sinh hoạt từ hộ gia đình, khu chợ khu kinh doanh nông thôn chứa tỷ lệ lớn chất hữu dễ phân huỷ (chiếm 60-75%) Ở vùng đô thị, chất thải có thành phần chất hữu dễ phân huỷ thấp (chỉ chiếm cỡ 50% tổng lượng chất thải sinh hoạt) Sự thay đổi mô hình tiêu thụ sản phẩm nguyên nhân dẫn đến làm tăng tỷ lệ phát sinh chất thải nguy hại chất thải không phân huỷ nhựa, kim loại thuỷ tinh - Dự báo tổng lượng rác thải rắn sinh hoạt đô thị đến 2010 vào khoảng 12tr tấn/năm đến 2020 khoảng 22tr tấn/năm Như với lượng gia tăng lượng chất thải rắn nguy ô nhiễm môi trường tác động tới sức khỏe cộng đồng chất thải rắn gây trở thành vấn đề cấp bách công tác bảo vệ môi trường nước ta 1.2.3.3 Các giải pháp phòng ngừa giảm thiểu chất thải rắn - Triển khai rộng rãi công tác phân loại rác thải nguồn phát sinh góp phần giảm bớt gánh nặng cho thu gom xử lý chất thải đô thị - Xây dựng hướng dẫn công tác quản lý chất thải rắn nói chung, chất thải nguy hại nói riêng phổ biến rộng rãi hướng dẫn - Tăng cường khung thể chế, kể phát triển hệ thống thu phí chất thải để cân chi phí cho quản lý chất thải rắn - Mở rộng chương trình nâng cao nhận thức quản lý chất thải rắn cho cộng đồng, đặc biệt công ty chủ nguồn thải - Tăng cường đáng kể nguồn lực giám sát cưỡng chế thực quy chế quản lý chất thải rắn - Đầu tư sở vật chất để xử lý tiêu huỷ chất thải rắn theo phương thức hợp vệ sinh Cụ thể đầu tư hệ thống xử lý chất thải nguy hại bãi chôn lấp an toàn cho loại chất thải rắn - Nâng cao nhận thức cộng đồng việc quản lý chất thải rắn huy động cộng đồng tự giác tham gia giải vấn đề chất thải rắn 1.2.3.4 Công tác quản lý rác thải sinh hoạt Việt Nam - Hiện việc thu gom xử lý rác thải tình trạng chưa đáp ứng yêu cầu, nguyên nhân quan trọng gây ô nhiễm môi trường nước, không khí, đất, vệ sinh đô thị ảnh hưởng xấu đến cảnh quan đô thị sức khoẻ cộng đồng - Việc xử lý chất thải rắn đô thị chủ yếu đổ bãi thải lộ thiên kiểm soát, mùi hôi nước rác nguồn gây ô nhiễm cho môi trường đất, nước không khí - Theo báo cáo sở khoa học công nghệ môi trường tỉnh, thành theo kết quan trắc vùng, có 32/64 tỉnh, thành có dự án đầu tư xây dựng bãi chôn lấp hợp vệ sinh, 13 đô thị đầu tư xây dựng Tuy nhiên, trừ bãi chôn lấp chất thải rắn Khu Liên hợp Xử lý chất thải Nam Sơn, Hà Nội bãi chôn lấp chất thải rắn thành phố Huế hoạt động tuân thủ yêu cầu đảm bảo môi trường cách tương đối, bãi khác, kể bãi chôn lấp rác thải đại Gò Cát thành phố Hồ Chí Minh, tình trạng hoạt động không hợp vệ sinh - Thành phố Hà Nội địa phương tiến hành xử lý chất thải sinh hoạt phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh (Sanitary Landfill) Khu Liên hợp Xử lý chất thải Nam Sơn kể từ năm 1999 đến với tổng lực chôn lấp khoảng 13 triệu chất thải sinh hoạt tổng diện tích 83ha - Việc xử lý chất thải chủ yếu công ty môi trường đô thị tỉnh/thành phố (URENCO) thực Đây quan chịu trách nhiệm thu gom tiêu huỷ chất thải sinh hoạt, bao gồm chất thải sinh hoạt gia đình, chất thải văn phòng, đồng thời quan chịu trách nhiệm xử lý chất thải công nghiệp y tế hầu hết trường hợp - Tỷ lệ thu gom chất thải sinh hoạt tính trung bình cho nước tăng từ 65-71% (giai đoạn từ 2000 - 2003) Tính trung bình, thành phố có dân số lớn + Thứ ba, kết hợp khí – điện chưa hiệu Do đó, sản xuất khí đốt từ rác thải sinh hoạt vấn đề xúc Việt Nam Sản xuất khí đốt từ rác thải sinh hoạt 2.1 Giới thiệu công nghệ Rác thải sinh hoạt mối lo ngại toàn cầu Nếu không xử lý tốt rác thải, môi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng Như ta thấy, với phát triển khoa học công nghệ, người tìm biện pháp để biến rác thải thành nhiên liệu sinh học dầu đốt, etanol, khí sinh vật…Giải pháp thực có hiệu số nước, không hữu ích việc bảo vệ môi trường Phương pháp hứa hẹn phát triển rộng rãi tương lai Khí sinh vật sản phẩm bay trình lên men kị khí phân giải hợp chất hữu phức tạp Trong đó, metan thành phần chủ yếu chiếm 60 – 70%, phần lại chủ yếu CO 2, thường dao động từ 35 – 40% Ngoài có phần nhỏ hỗn hợp khí khác H 2S, H2, O2, N2…Khí metan tận thu nhằm sử dụng làm lượng ( nấu nướng, sưởi ấm, chạy máy nổ hay thắp sáng trức tiếp qua đèn măng xông) - Có nhiều phương pháp sản xuất khí đốt từ rác thải, có phương pháp chủ yếu: + Phương pháp Popov + Phương pháp nhiệt hóa học + Phương pháp biogas 2.2 Khái niệm công nghệ Biogas Biogas hay gọi công nghệ sản xuất khí sinh học, trình ủ phân rác, phân hữu cơ, bùn cống rãnh, để tạo nguồn khí sinh học sử dụng hộ gia đình hay sản xuất Thành phần Biogas CH4, CO2, N2 ,H2, H2S …, CH4, CO2 chủ yếu 2.3 Cơ sở lý thuyết công nghệ Biogas Dựa vào vi khuẩn yếm khí để lên men phân huỷ kị khí chất hữu sinh hỗn hợp khí cháy : H2, H2S, NH3, CH4, C2H2,… CH4 sản phẩm khí chủ yếu (nên gọi trình lên men tạo Metan) a Quá trình lên men metan chia làm giai đoạn:  Giai đoạn I : pha phân hủy - Giai đoạn diễn phân hủy chất hữu phức tạp protein, axitamin, lipid tác dụng loại vi khuẩn closdium bipiclobacterium, bacillus gram âm không sinh bào tử, staphy loccus để tạo thành chất hữu đơn giản albumoz pepit, glyxerin, axit béo  Giai đoạn II : Giai đoạn giai đoạn hình thành acid ( pha acid ) - Nhờ vào vi khuẩn acetogenic bacteria (vi khuẩn tổng hợp acetat), hydrates carbon acid có phân tử lượng thấp (C 2H5COOH, C3H7COOH, CH3COOH …) pH môi trường nên gây thối Pt: Hợp chất cao phân tử CO2 + H2 + + C2H5COOH + C3H8COOH - Một số vi khuẩn tham gia pha này: Bacilluscereus, Bacillusknolkampi, Bacillus megaterium  Giai đoạn III : hình thành khí Metan - Sản phẩm pha acid nguyên liệu để phân huỷ giai đoạn này, tạo hỗn hợp khí: CH4, CO2, H2S, N2, H2, muối khoáng ( pH môi trường chuyển sang kiềm) - Phương trình: b Làm khí Biogas Loại trừ CO2: dùng KOH, NaOH, Ca(OH)2 NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O Na2CO3 + CO2 + H2O NaHCO3 Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2 Loại trừ H2S : dùng Na2CO3 hợp chất sắt H2S + Na2CO3 NaHS + NaHCO3 c Xử lý bùn thải - Một phần hồi quy lại hầm biogas bùn có vi sinh vật thích nghi với môi trường chất thải rút ngắn thời gian phát triển phân hủy rác vi sinh vật - Một phần lớn đưa xử lý kim loại nặng để làm phân bón phục vụ cho nông nghiệp d Các yếu tố ảnh hưởng đến trình lên men - Điều kiện kị khí tuyệt đối: 02 dịch lên men - Nhiệt độ: Khoảng nhiệt độ hoạt động 20- 300C Nhiệt độ tối đa thích hợp 310 – 3600C - Độ ẩm thích hợp cho vi sinh vật 91,5 - 96% - pH: Vi khuẩn sinh khí methane phát triển tốt pH = 4,5 – - Thời gian ủ: Thường từ 30 – 40 ngày - Hàm lượng chất rắn ( vật chất khô):Hàm lượng chiếm % hoạt động túi ủ tốt - Vi sinh vật giống điều kiện dinh dưỡng 2.4 Thiết kế hầm Biogas Lựa chọn loại hầm thích hợp: Việc lựa chọn hầm tùy thuộc vào điều kiện khu vực xây dựng hầm (loại đất, loại đá…) Quy mô hầm: Tùy thuộc vào yêu cầu, điều kiện người xây dựng, lượng nguyên liệu cung cấp có phong phú Ở nước ta nay, có hai mô hình hầm Biogas sử dụng phổ biến: - Loại hầm ủ nắp cố định, có vòm đúc - Loại hầm ủ nắp vòm cầu chương trình phát triển khí sinh học quốc gia phổ biến a Loại hầm ủ nắp cố định, có vòm đúc - Loại hầm nắp cố định xây gạch có vòm chứa gas đúc liền với bể chứa dịch phân, thể tích bể chiếm 75% dung tích thiết kế, vòm chứa gas chiếm 25% thể tích thiết kế, phần bể điều áp chiếm 25 - 30% thể tích tùy nhu cầu gas cần khai thác - Loại bể kích thước tùy theo nhu cầu xử lý hộ chăn nuôi (tùy số lượng đàn heo mà thiết kế thể tích bể chứa cho phù hợp để xử lý) cấu tạo bể thường hình trụ tròn, vòm chứa gas hình chóp cụt, bể điều áp hình chữ nhật hay tròn, vuông tùy địa hình - Các loại bể lớn xây hình hộp có kích thước 50m 3, 200m3 phục vụ cho trại chăn nuôi lò mổ có nhu cầu xử lý lớn, xây chìm lòng đất nên độ bền cao, nước thải tự chạy vào hầm chứa tốn diện tích, sử dụng mặt để chăn nuôi bể, giữ nhiệt độ cao vào mùa lạnh mùa mưa, thích hợp cho vi sinh vật phát triển, áp lực gas mạnh, dẫn xa (300m) nấu nhanh, sử dụng cho thắp sáng tốt Nhược điểm: đào đất nhiều, vùng thấp trũng phải bơm nước thi công b Loại hầm ủ nắp vòm cầu chương trình phát triển khí sinh học quốc gia phổ biến Hầm ủ nắp cố định vòm cầu xây gạch đinh gồm bể chứa dịch phân hủy liền với vòm chứa gas theo nguyên tắc bể điều áp giống loại hầm cố định Tuy nhiên phần vòm xây gạch tô trát lớp vữa mác 75 xử lý lớp chống thấm, phần nắp đậy rời, bề điều áp hình bán cầu hình vuông tùy địa hình, thể tích chung bể từ 5m3, 10m3 gần có phổ biến loại 20m3 Đặc điểm hầm xây dựng nhanh đúc đỡ tốn sắt thép cốt pha đòi hỏi thợ xây phải có kỹ thuật cao, vùng nước ngập khó thi công, nơi cần chăn nuôi tận dụng mặt mặt hầm khó áp dụng Các loại bể quy mô lớn thuộc trang trại từ 50m3 trở lên khó áp dụng Đối tượng: hộ chăn nuôi đất rộng phù hợp cho vùng nông thôn ngoại thành Hệ thống gồm mương dẫn nước thải từ nguồn thải tự chảy vào túi phân hủy hình sống gồm lớp túi nhựa dẻo polyetylen dày 0,3 – 0,5mm đường kính 1m, dài – 12m tùy lượng phân, chất thải nhu cầu xử lý Chu kỳ phân hủy thường chọn (T) = 30 ngày điều kiện nhiệt độ trung bình 25 – 35 0C Vi sinh vật lên men có sẵn từ loại phân gia súc điều kiện kỵ khí (không có không khí) Lượng khí Metan đươc sinh sau trình lên men chiếm 50 - 70% khai thác tận thu làm chất đốt, chất thải giảm mùi từ 70 - 80% pha loãng hay sục khí dùng cho tưới nuôi cá Túi chứa khí gồm ống hình trụ dài 3,5 – 4m lồng vào cột theo hướng dẫn kỹ thuật viên, đảm bảo khí kín tuyệt đối, đường ống dẫn gas đến bếp, có hệ thống thoát nước đọng chống tăng áp đột ngột Các túi ủ lắp đặt nhanh, giá rẻ thời gian thu hồi vốn nhanh năm 2.5 Tình hình sản xuất sử dụng biogas Biogas mệnh danh “cuộc cách mạng nâu” lĩnh vực lượng mới( The Brown Revolution) Biogas nghiên cứu ứng dụng rộng rãi giới, đặc biệt nước có khí hậu nhiệt đới ( Trung Quốc, Ấn Độ, Brazil, Nepal, Kenia, Thái Lan, Việt Nam…) thích hợp cho trình lên men kị khí chất hữu để tạo khí sinh học Các hầm ủ khí biogas xây dựng với công suất bất kì, vốn đầu tư nhỏ, nhiên liệu sẵn có nên phù hợp với nước phát triển Biogas sử dụng nguyên liệu đa dạng, thường sử dụng nguyên liệu phế thải, chất thải, phế phẩm nông lâm, ngư nghiệp Quy mô gia đình thường sử dụng phân gia súc, quy mô lớn sử dụng loại rác đô thị rác công nghiệp làm nguyên liệu Ví dụ: nhà máy biogas Tilburg( Ấn Độ) khai thác nguyên liệu từ rác thải từ thành phố lớn Tại Việt Nam nay, mô hình biogas chủ yếu sử dụng phế phẩm hữu từ phân bón gia súc, thích hợp với mô hình VACB Mô hình phát triển mạnh mẽ trọng vùng nông thôn Việt Nam Hiện hầm biogas triển khai xây dựng rộng rãi tỉnh thành từ Bắc vào Nam Việc tận dụng rác thải sinh hoạt để sản xuất biogas Việt Nam chưa phát triển kinh phí đầu tư chưa hợp lý nhiều lý khác Nước ta có đề tài nghiên cứu sản xuất biogas từ việc ứng dụng mô hình bể lọc kị khí UASB ( Upflow Anaevobic Sludge Blanket) để xử ý nước thải ngành công nghiệp giàu chất hữu cơ( nước thải nhà máy chế biến thực phẩm, đường, rượu…) điều kiện khí hậu nhiệt đới Với vai trò lượng biogas nay, việc sản xuất khí metan sinh học tự đáp ứng nhu cầu chất đốt kể điện khí hóa vùng nông thôn Người ta sử dụng lượng biogas để đun nấu, thắp sáng, chạy máy…Hiện có xe bus sử dụng khí metan sinh học tạo từ bùn nước cống Như vậy, sử dụng khí metan sinh học bước nhảy vọt phương diện bảo vệ môi trường Ngoài việc giảm lượng khí thải cacbon, xe bus dùng khí metan sinh học thải nitooxit( giảm 78%) hạt siêu nhỏ gây ô nhiễm(giảm 98%) so với xe bus dùng điessel Mức độ ồn chúng nhỏ 98% so với xe bus truyền thống Các khí đốt sản xuất từ rác thải giúp môi trường giải tốt vấn đề lượng nên nước giới nước ta trọng tìm cách phát triển Chính vậy, tương lai, công nghệ biogas nói riêng khí metan sinh học nói chung có khả phát triển mạnh mẽ ưa chuộng rộng 2.6 Ưu điểm công nghệ biogas - Hiệu kinh tế: + Việc xây dựng hầm ủ khí sinh học đưa vào sử dụng đơn giản rẻ tiền Các gia đình nông thôn tự làm hầm ủ tạo khí biogas dựa vẽ đơn giản dễ hiểu Diện tích xây dựng không lớn, làm chìm đất Các hầm ủ biogas xây dựng với công suất bất kì, vốn đầu tư nhỏ, nguyên liệu sẵn có nên phù hợp với nước phát triển + Mỗi năm sử dụng khí đốt biogas( thường dùng để đun nấu, thắp sáng, chạy máy), gia đình nông thôn nước ta tiết kiệm triệu đồng, điều kiện đun nấu thoải mái Mô hình đặc biệt phù hợp với mô hình chăn nuôi trang trại, mô hình VACB + Phát triển Biogas cung cấp bã thải phân bón có giá trị cao cho nông nghiệp, tăng độ phì cho đất - Hiệu môi trường: Vấn đề rác thải vệ sinh môi trường đảm bảo Hầu hết loại rác thải nông nghiệp hộ gia đình đưa vào hố ủ đa số chúng chất thải hữu dễ phân hủy Sau lấy từ bể ủ, chất thải không loại vi sinh vật gây bệnh trước đưa vào bể ủ Các loại chất thải ý thu gom, tạo cảnh quan đẹp môi trường gia đình, thôn xóm, chuồng trại tình trạng sẽ… + Biogas góp phần làm giảm nạn phá rừng nước phát triển, giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch Như vậy, Biogas thực đem lại sống văn minh cho xã hội, đặc biệt nông thôn Với hàng loạt lợi ích kinh tế xã hội môi trường trên, Biogas hứa hẹn tiềm to lớn việc góp phần giải vấn đề chất đốt sinh hoạt giảm thiểu tối đa lượng rác thải, bảo vệ môi trường xanh – – đẹp 2.7 Khó khăn việc dùng Biogas để phát điện 2.7.1 Đặc thù Biogas Bể phân hủy khí biogas chuyển hóa thực vật, phân gia súc, chất thải hữu từ sản xuất thực phẩm thành khí biogas Thành phần khí biogas bao gốm 50 - 75% khí methane, 25 - 45% khí carbon dioxide, - 8% nước khí khác 02, N2, NH3, H2S, H2; hàm lượng khí metan thấp hàm lượng khí methane khí thiên nhiên (80 - 90% methan) Giá trị calories trung bình khí biogas khoảng từ 21 - 23.5MJ/m\ quy đổi Im3 khí biogas có giá trị tương đương 0,5 - 0,6lít dầu diesel hay khoảng 6kWh, tính tổn thất phân phối khí điện thấp hơncấp l,7KWh Thành phần khí biogas phụ thuộc vào thành phần chất phân hủy, mô hình hệ thống biogas, nhiệt độ thời gian ủ So sánh tiếm sinh khí metan loại biomass thực phòng thí nghiệm đo khí tối đa sinh giai đoạn sinh khí mcthan tối ưu, xác định qua (m3/kgVS) Một số kết nghiên cứu cho thấy, lõi ngô cấp biogas gấp lẩn phân bò Chất thải quy thành điện trở thành thuật ngữ lượng Ví dụ từ 14kg phân bò kết hợp với 0,061 diesel sản xuất 1KWh điện 2.7.2 Đặc thù chuyển hóa biogas thành điện Khí biogas chuyển hóa trực tiếp thành điện thông qua pin nhiên liệu Tuy nhiên, trình yêu cẩu độ tinh khiết khí cao, giá thành đắt nên áp dụng thực tế khó khăn Khí biogas quan tâm, nghiên cứu sử dụng dạng nhiên liệu cho động máy phát điện Sử dụng khí biogas trực tiếp cho động phát điện nhỏ khả thi, vận hành đơn giản dề bảo trì Tuy nhiên, khó khăn ứng dụng khí biogas làm nhiên liệu phần động cơ, sử dụng để chạy cho hầu hết loại động cơ, ví dụ động otto, gas turbine, động diesel, động stirling Sử dụng động đốt stirling có ưu điểm không phụ thuộc vào thành phần chất lượng nhiên liệu, giá động đắt, hiệu suất chưa cao, ứng dụng hạn chế.Trong thực tế, động đốttrong sử dụng phổ biến cho doanh nghiệp Động diesel có khả chạy kèm khí biogas Khi chạy máy, cần phải có lượng nhỏ nhiên liệu bắt lửa tốt - thường đẩu diescl - để bắt lửa giúp động hoạt động liên tục Động diesel hai nhiên liệu cần lượng nhiên liệu bắt lửa khoảng 2% tổng số nhiên liệu đưa vào.Ưu điếm khả chạy nhiên liệu nên thành phần khí có giá trị nhiệt trị thấp tận dụng Nhưng công suất máy phát điện lên khoảng 200kW, động dicscl ưu điểm động khí gas hiệu suất khoảng - 4%, giá thành đầu tư thấp.Các động khí gas với phận bắt lửa (hệ thống otto) chạy trực tiếp khí biogas Thực nghiệm thấy, cần lượng nhỏ xăng có thổ dùng để khởi động máy Công nghệ sử dụng cho nhiều trạm điện nhỏ (-0.5 -10kW) nhà máy phát điện lớn Ngày nay, công nghệ sử dụng động đốt để sản xuất điện từ khí biogas nhân rộng nhiều nơi chuẩn hóa 2.7.3 Kỷ thuật làm khí biogas Nghiên cứu làm khí quan trọng dộng đốt đòi hỏi tiêu chất lượng cao nhiên liệu Các thành phẩn phụ - đặc biệt khí H2S - nhiên liệu làm giảm tuổi thọ động gây hỏng hóc Hai phương án để giải vấn để tăng tuổi thọ cho động cơ: Nâng cao chất lượng khí biogas; Nghiên cứu, chế tạo động dùng khí biogas có tính hoạt động tốt Nhiên liệu cho động khí gas động khí biogas/diesel cẩn đáp ứng yêu cẩu sau: Có nồng độ khí methanc cao khí cháy chính, khổng chế nước C02 làm giảm giá trị nhiệt giảm H2S tránh ăn mòn động nén, đốt khí Hơi nước giảm tách trình nén bình nhiên liệu đường dẫn đến động Giảm H s thực phương pháp hóa lý, sinh học xử lý xử lý Có thể sử dụng phương pháp sau: Tối ưu hóa ủ khí với hàm lượng sản phẩm đẩu vào điều kiện quan trọng để sàn xuất khí biogas với chất lượng Lượng nhỏ không khí đưa vào trình ủ đế ôxy hóa H2S nhờ vi sinh vật, làm giảm nồng độ lưu huỳnh sản phẩm khí tận dụng để khử sulphur (khử tới 95% lượng sulphur biogas) Hiện phương pháp lọc với vật liệu lọc sắt than hoạt tính tương đối phổ biến, cụ thể: sắt Hydroxide: Fe(OH)2 + H2S FeS + 2H2O Quá trình thuận nghịch màng lọc tái sử dụng cho tác dụng với oxy Chất liệu lọc: đất có nông độ sắt cao, sản phẩm thải từ quy trình chế biến thép nhôm; Sử dụng than hoạt tính ra, có nhiều vật liệu lọc khác Hiện tại, quy mô dự án Biogas Việt Nam nhỏ lẻ Trình độ người vận hành có kỹ thuật chưa có đa phần công trình Biogas thường hộ nhỏ lẻ xây dựng vận hành Do cần nghiên cứu phát triển công nghệ chia sẻ kinh nghiệm từ nước phát triển cẩn thiết để tìm lộ trình đào tạo nhân lực chuẩn hóa thiết kế kỹ thuật vận hành Việc hư hỏng động phát điện dung khí Biogas khí H 2S gây nên, người vận hành chưa rõ thời điểm cần thay lọc Cần kiến nghị nhà nước có sách phù hợp để thúc đẩy việc sản xuất điện từ Biogas thải nhằm giải ô nhiễm, giảm khí nhà kính, bảo vệ tài nguyên, phát triển khí nước để kịp thời thúc đẩy lượng tái tạo phục vụ phát triển kinh tế môi trường KẾT LUẬN Rác thải – khí đốt vấn đề nóng hổi thời đại Giải tốt vấn đề thực toán khó Rất nhiều nước tìm kiếm công nghệ xử lý rác thải thiếu khu chôn lấp, giảm thiểu khí thải gây ô nhiễm môi trường, nóng lên toàn cầu Xử lý rác thải bao hàm động mang tính môi trường, kinh tế trị, xã hội Xử lý rác thải làm khí đốt giảm đáng kể hạn chế việc thiếu khu chôn lấp giảm chi phí xử lý đốt rác nhờ lò đốt Tuy vậy, có khó khăn định quy trình công nghệ kinh phí đầu tư Các trình khí hóa rác thải nhiều phức tạp nên cần kiểm tra kỹ lưỡng Hiện nay, giới có nhiều quy trình khí hóa phát triển, để phân phối, thực dùng kinh doanh thành công phải tính đến nguyên liệu đầu vào, sản phẩm sản sinh chi phí đầu tư, vừa yêu cầu, phải lựa chọn trình phù hợp có tính đến yếu tố khu vực Ở Việt Nam, để giảm thiểu lượng rác thải gây ô nhiễm môi trường, trước hết cần nâng cao ý thức tầm hiểu biết tác hại, thành phần tác dụng rác thải người Các quy trình công nghệ, thành tựu to lớn thời đại phải áp dụng nhiều vào thực tế, xử lý rác thải Đặc biệt, đất nước ta có nông nghiệp chủ yếu nên phát triển biogas phải phổ biến với quy mô rộng lớn Trong tương lai, sản xuất biogas không từ phân hữu mà tận dụng rác thải sinh hoạt Có giải tốt vấn đề rác thải lượng khí đốt cho nhân dân, biện pháp tốt để bảo vệ môi trường, phát triển kinh tế, xây dựng đất nước ngày văn minh, sạch, giàu mạnh TÀI LIỆU THAM KHẢO http://dddn.com.vn/200807090424415cat97/tiem-nang-dau-chi-o-cacmo-than-dau-khi-dot.htm http://www.monre.gov.vn/v35/default.aspx? tabid=428&CateID=24&ID=94206&Code=W7KA694206 http://thuvienluanvan.com http://www.baocongthuong.com.vn/Details/khoa-hoc-cong-nghe/baove-moi-truong-hieu-qua-kinh-te-cao/32/0/19302.star http://thuylucmay.com.vn/infodetail.asp? action=view&id=366&catid=300&maxid=0 http://hope.vicongdong.vn/31468330/Rac-thai-sinh-hoat http://www.vietnamep.com/energy/index.php?/khai-trng-nha-may-snxut-khi-thien-nhien-u-tien-ti-vn.vietnamep ESMAP (2005) Advancing Bioenergy for Sustainable Development Guideỉinefor Policỵ-makers and Investors Report 300/05 Burkard, Thilo (2009): Proịect cases of Biogas-plants in Kenya Presentation for Biogas Delegation Trip, Agritechnica 2009 clearly presented detailed analysis of the technical and economic aspects of biogas power plants in Kenya.http://www.gtz.de/ de/themen/umweltnfrastruktur/energie/28759.html ... cho nhân dân Tình hình sản xuất khí đốt từ rác thải chưa phát triển, bắt đầu phát triển công nghệ sản xuất biogas từ phân hữu cơ, chưa tận dụng nhiều nguồn rác thải, rác thải tràn lan gây ô nhiêm... nhỏ xăng có thổ dùng để khởi động máy Công nghệ sử dụng cho nhiều trạm điện nhỏ (-0.5 -10kW) nhà máy phát điện lớn Ngày nay, công nghệ sử dụng động đốt để sản xuất điện từ khí biogas nhân rộng... thành từ Bắc vào Nam Việc tận dụng rác thải sinh hoạt để sản xuất biogas Việt Nam chưa phát triển kinh phí đầu tư chưa hợp lý nhiều lý khác Nước ta có đề tài nghiên cứu sản xuất biogas từ việc

Ngày đăng: 25/06/2017, 11:20

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • Mục lục

  • LỜI NÓI ĐẦU

  • NỘI DUNG

  • 1. Khái quát chung

    • 1.1 Khái niệm về chất thải và phân loại chất thải

      • 1.1.1 Khái niệm về chất thải

      • 1.1.2 Các cách phân loại chất thải

      • 1.2 Rác thải sinh hoạt

        • 1.2.1 Khái niệm rác thải sinh hoạt

        • 1.2.2 Thành phần của rác thải sinh hoạt

        • 1.2.3 Tác động của rác thải đến môi trường và con người

        • 1.3. Tình hình năng lượng – khí đốt hiện nay

        • 2. Sản xuất khí đốt từ rác thải sinh hoạt

          • 2.1 Giới thiệu các công nghệ

          • 2.2 Khái niệm công nghệ Biogas

          • 2.3 Cơ sở lý thuyết của công nghệ Biogas

          • 2.4 Thiết kế hầm Biogas

          • 2.5 Tình hình sản xuất và sử dụng biogas hiện nay

          • 2.6 Ưu điểm của công nghệ biogas

          • 2.7 Khó khăn trong việc dùng Biogas để phát điện

            • 2.7.1 Đặc thù của Biogas

            • 2.7.2 Đặc thù chuyển hóa biogas thành điện năng

            • 2.7.3 Kỷ thuật làm sạch khí biogas

            • KẾT LUẬN

            • TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan