BÀI GIẢNG SẢN XUẤT KHÍ SINH HỌC (BIOGAS)

Bài giảng SẢN XUẤT KHÍ SINH HỌC (BIOGAS) Nhóm_Moitruong DANH SÁCH NHÓM_MOITRUONG NGÔ THÚY AN VÕ ĐAN THANH DƯƠNG MAI LINH PHAN PHƯỚC TOÀN NGUYỄN THỊ THÚY HẰNG BÙI THỊ MAI PHỤNG (nhóm trưởng) SỰ RA ĐỜI CỦA KHÍ SINH HỌC BIOGAS Khủng hoảng lượng (những năm 70 kỉ XX) Gây thiệt hại kinh tế: – Nước nghèo – Và nước sử dụng lượng ngoại nhập Tìm kiếm nguồn lượng thay GiỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ KHÍ SINH HỌC BIOGAS  Biogas, sản phẩm trình phân hủy yếm khí chất hữu  Là nguồn lượng để thay  Biogas sử dụng:  Nấu nướng,  Thắp sáng,  Sưởi ấm,  Phát điện GiỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ KHÍ SINH HỌC BIOGAS Nguyên liệu cho trình sản xuất biogas:  Phân người,  Phân gia súc,  Bùn cống rãnh, bùn thải công nghiệp,  Phế phẩm nông nghiệp,  Rác thải GiỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ KHÍ SINH HỌC BIOGAS Thành phần biogas sau:  Methane (CH4): 55 – 65%  Carbon dioxide (CO2): 35 – 45%  Nitrogen (N2): – 3%  Hydrogen (H2): – 1%  Hydrogen sulfide (H2S): – 1% GiỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ KHÍ SINH HỌC BIOGAS Nhiệt trị:  CH4: gần 9.000 kcal/m3  Biogas: khoảng 4.500 – 6.000 kcal/m3 (phụ thuộc vào % CH4/biogas) Mục đích, lợi ích giới hạn công nghệ sản xuất khí sinh học Các mục đích lợi ích công nghệ khí sinh học: • Tạo nên nguồn lượng chỗ • Cố định chất thải • Biến đổi chất hữu phức tạp thành chất vô thích hợp cho trồng hấp thu • Vô hiệu hóa mầm bệnh Mục đích, lợi ích giới hạn công nghệ sản xuất khí sinh học Hạn chế ứng dụng công nghệ sinh học: • Vốn đầu tư cao • Việc vận hành bảo quản tương đối phức tạp • Việc vô hiệu hóa mầm bệnh điều kiện yếm khí thường đạt hiệu không cao Ưu, khuyết điểm công nghệ khí sinh học Ưu điểm  Sản xuất CH4 chất thải để sử dụng Nhược điểm  Có khả cháy nổ  Vốn đầu tư cao  Đòi hỏi vận hành bảo quản tốt  Tiêu diệt phần lớn hạt cỏ dại mầm bệnh  Xử lý phân người gia súc   Bảo vệ nguồn lượng địa phương (củi, dầu…) Tạo thể tích chất thải lớn ban đầu  Nước thải hầm ủ khả gây ô nhiễm nguồn nước 10 Hình 4.6 Hầm ủ nắp vòm cố định kiểu TG-BP 50 4.4.2 Hầm ủ nắp trôi (Ấn Độ) Rất phổ biến Ấn Độ,  Còn gọi hầm ủ kiểu KVIC (được thiết kế Khadi Village Industries Commission)  51 4.4.2 Hầm ủ nắp trôi (Ấn Độ)  Nhược điểm: • Bị ảnh hưởng nhiệt độ • Nắp hầm ủ làm sắt dể bị ăn mòn • Nắp hầm ủ làm chất dẻo dễ bị lão hóa • Áp suất khí thấp  bất tiện việc thắp sáng, đun nấu… • Để khắc phục nhược điểm người ta thường treo thêm vật liệu nặng vào nắp hầm ủ 52 Hình 4.7 Hầm ủ nắp trôi (Ấn Độ) 53 4.4.3 Một số loại hầm ủ, túi ủ Việt Nam  Loại hầm ủ CT1 • • • Do Trung tâm Năng lượng mới – ĐHCT thiết kế • • Tuổi thọ hầm ủ 10 năm Là biến dạng hầm ủ nắp cố định TQ Được phát triển 100 khu vực Cần Thơ vài chục tỉnh ĐBSCL Hiện nay, loại hầm ủ KHÔNG ưa chuộng cấu kiện đúc sẵn cồng kềnh gây khó khăn, tốn trình vận hành, nguyên liệu nạp phải thu gom nạp tay cho hầm ủ 54 Hình 4.8 Hầm ủ kiểu CT1 55 4.4.3 Một số loại hầm ủ, túi ủ Việt Nam  Túi ủ nylon • Ưu điểm: vốn đầu tư thấp • Nhược điểm: dễ hư hỏng phá hoại chuột, gia súc, gia cầm • Tuổi thọ túi ủ tùy thuộc vào thời gian lão hóa nguyên liệu làm túi Hình 4.9 Túi ủ biogas 56 4.4.4 Hầm ủ có chuông chứa khí riêng biệt  Có chuông chứa khí nằm riêng  Ưu điểm: • Có khả cung cấp khí ổn định (ngay trường hợp ủ theo mẻ) với áp suất ổn định  Tuy nhiên, loại hầm ủ không sử dụng phổ biến nước phát triển 57 Hình 4.10 Hầm ủ nắp vòm cố định với chuông chứa khí riêng biệt 58 4.4.5 Các loại hầm ủ có cung cấp giá bám cho vi khuẩn hoạt động  Cột lọc yếm khí (Young Mc Carty, 1969) • Chỉ dùng để xử lý chất thải hòa tan nước thải có hàm lượng vật chất rắn thấp • Giá bám cho vsv: đá, sỏi, hạt nhựa • Các loại nguyên liệu lọc có tổng diện tích bề mặt rộng thích hợp cho việc bám tạo lớp màng vsv để phân hủy chất thải 59 Hình 4.11 Sơ đồ cột lọc yếm khí 60 4.4.5 Các loại hầm ủ có cung cấp giá bám cho vi khuẩn hoạt động  Hầm ủ loại UASB • Được thiết kế Lettinga ctv vào 1983 Netherlands • Thích hợp cho việc xử lý chất thải có hàm lượng chất hữu cao thành phần vật chất rắn thấp • Hầm ủ gồm phần chính: (a) phần bùn đặc dưới đáy hầm ủ, (b) lớp thảm bùn giửa hầm, (c) dung dịch lỏng phía 61 Hình 4.12 Sơ đồ hầm ủ UASB 62 XEM PHIM HƯỚNG DẪN XÂY DỰNG HẦM Ủ BIOGAS NẮP CỐ ĐỊNH HÌNH CẦU 63 BÀI TẬP  Bài tập 4.1: Một sở cần 10 m3 CH4 để sử dụng hàng ngày Hãy tính thể tích hầm ủ cần phải xây dựng Biết nguyên liệu ủ phân người rơm rạ Đặc tính nguyên liệu ủ cho sau: Các thông số Phân người Rơm rạ Carbon hữu (C), % tổng chất rắn 48 43 Đạm tổng số (N), % tổng chất rắn 4,5 0,9 Tổng chất hữu (TVS), % tổng chất rắn 86 77 Ẩm độ (%) 82 14 Biết rằng: Năng suất sinh khí nguyên liệu nạp 0,3 m3/kg 64 ...DANH SÁCH NHÓM _MOITRUONG NGÔ THÚY AN VÕ ĐAN THANH DƯƠNG MAI LINH PHAN PHƯỚC TOÀN NGUYỄN THỊ THÚY HẰNG BÙI THỊ MAI