Sau khi lọc sạch các tạp chất thì khí sinh học (biogas) có tính chất tương tự như khí thiên nhiên. Hiện nay, có nhiều cơng nghệ khác nhau để nâng cấp khí biogas thơ đạt đến hàm lượng methane theo các tiêu chuẩn về nhiên liệu khí dùng
cho động cơ đốt trong. Các quá trình này đều liên quan đến việc loại bỏ đáng kể
lượng CO2 và H2S có mặt trong biogas [5], [6], [56], [57], [76].
Các phương pháp phù hợp cho việc nâng cấp biogas bao gồm: hấp thụ hóa học hoặc hấp thụ vật lý bằng các chất lỏng, hấp phụ trên bề mặt rắn, lọc màng, tách
đông lạnh hoặc dựa vào các biến đổi hóa học [5], [6].
- Phương pháp hấp phụ: Sử dụng các vật liệu rắn để hấp phụ như: nhơm
oxit, sắt oxit, than hoạt tính, zeolit, bentonite biến tính,… Hiệu quả loại bỏ H2S phụ thuộc rất nhiều vào đặc tính hấp phụ của các loại vật liệu. Các hệ thống hấp phụ
được thiết kế đơn giản, hoạt động dễ dàng. Tuy nhiên, vì các hệ thống này cần có
khả năng giữ ẩm tốt, chịu được nhiệt độ và áp suất cao nên quá trình hấp phụ để loại bỏ tạp chất thường có chi phí cao [5], [6]. Ngồi ra, phương pháp hấp phụ cịn nhiều nhược điểm về q trình hồn ngun và tuổi thọ của vật liệu lọc thấp.
- Phương pháp hấp thụ: Đối với phương pháp hấp thụ, người ta sử dụng các
dung dịch hấp thụ như các dung dịch kiềm (NaOH, KOH, Ca(OH)2), glycol, dimethylether polyethylene glycol, Methyl Ethyl Amine (MEA), DiEthyl Amine (DEA) hoặc đơn giản là nước hay nước áp lực cao,... để hấp thụ lượng CO2 có trong khí biogas. Việc sử dụng các dung dịch hấp thụ mang lại hiệu quả loại bỏ CO2 cao (tùy thuộc vào tính chất biogas thô và dung dịch sử dụng, thời gian tiếp xúc…), hiệu suất loại bỏ CO2 có thể đạt đến 99% [5], [56], [57], [76]. Ngoài ra, khi sử dụng các dung dịch hấp thụ để loại bỏ CO2, thì H2S cũng được loại bỏ đồng thời với hiệu suất gần như 100%. Tuy nhiên q trình hấp thụ hóa học thường tạo ra các chất ô nhiễm thứ cấp, chi phí cao, khả năng hồn ngun chất hấp thụ thấp.
- Phương pháp hấp thụ bằng tháp nước: Phương pháp này sử dụng các quá trình hấp thụ vật lý để loại bỏ CO2, H2S ra khỏi hỗn hợp khí. Khi lưu lượng khí biogas cần xử lý không lớn, việc hấp thụ các tạp chất CO2, H2S trong các tháp nước tỏ ra khá hiệu quả và kinh tế [5], [6], [56], [57], [76]. So sánh với q trình hấp thụ hóa học thì hấp thụ vật lý có những ưu điểm nổi trội hơn về chất lượng khí sau khi lọc và thân thiện với mơi trường hơn [5].
Trong thực tế, nồng độ của khí methane trong khí biogas nâng cấp phụ thuộc vào các yếu tố như áp suất khí, thành phần khí biogas thơ, tỷ lệ lưu lượng nước với khí đầu vào, độ tinh khiết của nước được sử dụng và kích thước của tháp lọc [5].