C ấu tạo của một hệ thống
6.2.3.1 Khái niệm chung về Biogas
Bio gas là sản phẩm của quá trình lên me n phân động vật và các loại phế thải hữu cơ khác. Thành phần chủ yếu của Biogas gồ m khoảng 55- 70% Metan, 45- 30% CO2 và một phần nhỏ chất lưu huỳnh. Quá trình lê n me n vật liệ u hữu cơ để tạo thành Bio gas bao gồ m ba gia i đoạn sau:
- Giai đoạn thứ nhất: Dưới tác dụng của các enzym thủy phân, các chất hữu cơ phân tử lớn được phân giải thành các chất hữu cơ phân tử nhỏ (axit béo, axit amin).
- Giai đoạn thứ hai: Dưới tác dụng của các vi khuẩn tạo axit, các chất hữu cơ phân tử nhỏ được phân giải thành các axit béo dễ bay hơi.
- Giai đoạn thứ ba: Các axit béo dễ bay hơi được chuyể n hóa thành khí Metan (CH4) và khí Cacboníc (CO2) nhờ các vi khuẩ n sinh metan (Metanogen).
Trong đó gia i đoạn thứ hai và giai đoạn thứ ba xảy ra dưới điều kiện yếm khí chặt chẽ (kín hoàn toàn), người ta chia quá trình lê n men sinh metan thành hai pha như
- Pha không kỵ khí (giai đoạn 1), các nguyên liệu để tạo Biogas được ủ ở bể hở. - Pha kỵ khí (gia i đoạn thứ hai và thứ ba), quá trình sinh metan xảy ra trong không gia n kín hoàn toàn.
Do vậy, để tạo thành Biogas người ta thiết kế hầm ủ cho cả ha i pha của quá trình lên men (ha i pha hỗn hợp hoặc có vách ngă n ha i pha) hoặc ủ nguyên liệu ở bể hở khoảng một tuần cho pha không kỵ khí rồi mới chuyển sang hầ m kín, như vậy sẽ giảm được thể tích của bể ủ kín.
Sự tạo thành Biogas do hai nhó m vi khuẩn metanogen khác nhau đảm nhận, hoặc xảy ra ở 30- 35 0C (mesophil) hoặc xảy ra ở 55-60 0C (ther mophil). Trong cả hai trường hợp cần thiết phải là m nóng nguyên liệ u. Bên cạnh yêu cầu bảo đả m thời gian phân hủy đủ dài để khai thác hết Biogas (không ít hơn 20 ngày) và giữ đúng độ pH ở khoảng trung tính còn yêu cầu nguyên liệu phải được giàn đều trong hầ m phản ứng. Việc giàn đều nguyên liệu nhằ m giữ đúng sự đối xứng sinh học giữa các vi khuẩn acetogen và metanoge n cần thiết cho quá trình tạo thành Bio gas.