Khí Biogas là loại khí sinh học. Thành phần chính chúng hỗn hợp khí Methane (CH4 – 50.60%), CO2 (>30%) và một số chất khác được phát sinh từ sự phân hủy hợp chất hữu cơ như hơi nước, N2, O2, H2S, CO.
Người ta sản xuất khí biogas bằng cách ủ kín các loại chất thải hữu cơ. Loại khí này là chất dễ cháy nên thường dùng để làm nguồn khí đốt trong sinh hoạt hoặc chuyển hóa thành điện năng.
Cơ chế hình thành khí biogas
Cơ chế hình thành khí Bioga là quá trình phân hủy các chất thải hữu cơ (chủ yếu là phân và nước thải từ gia súc, gia cầm) dưới tác động của vi sinh yếm khí tạo thành các chất hòa tan và chất khí. Sau đó chúng lại phải trải qua rất nhiều phản ứng hóa học khác nhau, phần lớn Carbon, Hydro, Oxy mới có thể chuyển biến thành khí Methane và Carbonic.
Các nghiên cứu đưa ra cơ chế hình thành khí biogas theo 2 con đường cụ thể sau:
Con đường thứ nhất:
Giai đoạn 1: Đây là giai đoạn Acid hoá Xenlulozơ ((C6H10O5)n + nH2O ->
3nCH3COOH) và tạo muối (CH3COOH + NH4OH -> CH3COONH4 + H2O
Giai đoạn 2: Đây là giai đoạn lên men khí Methane (CH3COONH4 + H2O -> CH4 + CO2 + NH4OH) nhờ sự thủy phân của muối hữu cơ.
Con đường thứ 2:
Giai đoạn 1: Xảy ra phản ứng Acid hoá Xenlulozơ ( (C6H10O5)n + nH2O ->
3nCH3COOH), đồng thời tạo ra CO2 và H2 thông qua sự thủy phân acid (CH3COOH + 2H2O -> 2CO2 + 4H2).
Giai đoạn 2: Tổng hợp khí Methane từ phản ứng hóa học giữa CO2 và H2 (CO2 + 4H2 -> CH4 + 2H2O).
Ứng dụng thực tiễn
Sử dụng hầm biogas trong chăn nuôi giúp chuồng trải luôn sạch sẽ, thông thoáng, chất thải của gia súc, gia cầm được xử lý triệt để, tránh được những bệnh tật lây nhiễm.
Sử dụng làm nguồn năng lượng sạch: Khí biogas dùng làm chất đốt trong đời sống sinh hoạt hàng ngày, tạo ra điện năng để thắp sáng thân thiện với môi trường và tiết kiệm rất nhiều chi phí.
Ứng dụng của khí biogas trong công nghiệp: Chất thải chăn nuôi sau khi vào hầm biogas sẽ chuyển hóa 1 phần thành khí sinh học. Phần còn lại sẽ được dùng để ủ thành phân bón hữu cơ cung cấp nhiều dưỡng chất tốt cho cây trồng, giúp đất trở nên màu mỡ, tơi xốp hơn. Ngoài ta nước thải từ hầm biogas có thể tận dụng để tưới cho hoa màu.
2.5.2 Tổng quan về hầm biogas trong chăn nuôi
Hầm biogas là hệ thống hầm bể xứ chất thải chăn nuôi hiệu quả được áp dụng bởi nhiều trang trại, hộ gia đình chăn nuôi hiện nay.
Mỗi trang trại và hộ chăn nuôi gia súc, gia cầm đều có quy mô và số lượng vật nuôi khác nhau. Để có được hiệu quả xử lý chất thải tốt nhất, người chăn nuôi có thể tính toán dựa trên số lượng vật nuôi để lựa chọn cho trang trại chăn nuôi của mình mô hình biogas phù hợp nhất với nhu cầu sử dụng. Mang đến hiệu quả xử lý chất thải tốt nhất và hiệu quả kinh tế trong quá trình chăn nuôi.
Cấu tạo hầm biogas Cung cấp điện từ hầm biogas
Sử dụng máy phát điện chạy khí biogas giúp giải quyết tình dư thừa khí biogas trong chăn nuôi. Nó cũng giúp chủ trang trại tiết kiệm chi phí và khai thác triệt để nguồn khí biogas từ chăn nuôi để tăng năng suất.
Thực trạng hiện nay:
Chăn nuôi phát triển lượng chất thải gia tăng gây áp lực lớn lên công trình xử lý biogas. Lượng khí ga sử dụng trong đun nấu bị dư thừa khiến nhiều hộ chăn nuôi phải đốt bỏ hoặc xả thải ra môi trường. Điều này đang gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Đặc biệt, khí từ hầm bioga khi xả trực tiếp vào môi trường là một trong những nguyên nhân gây hiệu ứng nhà kính. Máy phát điện chạy bằng khí biogas hỗ trợ người chăn nuôi khắc phục tình trạng này.
Sử dụng hầm biogas chạy máy phát điện