Công nghệ biogas

BÀI TIỂU LUẬN
BIOGAS VÀ VI SINH VẬT TRONG LÊN MEN BIOGAS
VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM
Nội dung
Chương I: Sơ lược nguồn nguyên liệu và xử lý nguyên liệu.
Chương II: Tổng quan về công nghệ Biogas.
Chương III: Thiết kế hầm Biogas.
Chương IV: Ứng dụng công nghệ Biogas.
VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM
Chương I :
Sơ lược về nguồn nguyên liệu và việc xử lý nguồn nguyên liệu trước khi ủ
I.1 Nguồn nguyên liệu :
Là phế liệu, phế thải trong sản xuất nông, lâm nghiệp, và các hoạt động sống , sản xuất và chế biến nông lâm sản.
I.2 Phân gia súc :
Là nguồn nguyên liệu chủ yếu hiện nay trong các hầm Biogas của nước ta.
VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM
Khả năng cho phân và thành phần hoá học của phân gia súc,gia cầm :
I.3 Xử lý nguyên liệu :
Nguyên liệu dùng để lên men tạo khí sinh học rất là phong phú, đa dạng và trước khi sử dụng cần phải chọn lọc kỹ và xử lý sao cho phù hợp với yêu cầu và chất lượng sau :
Giàu cellulose.
Ít Ligin
NH4+ ban đầu khoảng 2000mg/l
Tỷ lệ carbon / nitơ : 20/30
Nguyên liệu phải được hoà tan trong nước
VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM
Ảnh hưởng của các loại phân đến sản lượng và thành phần của khí thu được :
VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM
Pha chế nguyên liệu, và hỗn hợp khí sau khi lên men ở 210C
Chương II :
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ BIOGAS
II.1 Biogas?
- Khái niệm : Biogas hay còn gọi là công nghệ sản xuất khí sinh học, là quá trình ủ phân rác, phân hữu cơ, bùn cống rãnh, để tạo ra nguồn khí sinh học sử dụng trong hộ gia đình hay trong sản xuất.
Thành phần Biogas : CH4, CO2, N2 ,H2, H2S …, trong đó CH4, CO2 là chủ yếu.
VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM
II.2 Cơ sở lý thuyết của công nghệ Biogas :
Dựa vào các vi khuẩn yếm khí để lên men phân huỷ kỵ khí các chất hữu cơ sinh ra một hỗn hợp khí có thể cháy được : H2, H2S, NH3, CH4, C2H2,… trong đó CH4 là sản phẩm khí chủ yếu (nên còn gọi là quá trình lên men tạo Metan )
Sơ đồ quá trình lên men Metan :
VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM
CH4 và CO2
H2, CO2
ACETAT
VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM
Giai đoạn I Giai đoạn II Giai đoạn III
Tác dụng của vi khuẩn Vi khuẩn Vi khuẩn sinh khí
lên men và thủy phân acetogenic Metan
Quá trình lên men metan chia làm 3 giai đoạn :
Giai đoạn I :
Chất hữu cơ phức tạp:
Chất hữu cơ đơn giản
(PROTEIN, A.AMIN, LIPID)
Vi khuẩn
closdium bipiclobacterium, bacillus gram âm không sinh bào tử, staphy loccus.
VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM
(ALBUMOZ PEPIT,GLYXERIN, A.BÉO)
Giai đoạn II : hình thành acid (pha acid)
Nhờ vào vi khuẩn acetogenic bacteria (vi khuẩn tổng hợp acetat), các hydrates carbon  acid có phân tử lượng thấp (C2H5COOH, C3H7COOH, CH3COOH …) và pH môi trường ở dưới 5 nên gây thối.
Các vi khuẩn tham gia trong pha này :
VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM
Hình ảnh của vi khuẩn bacillus cereus
VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM
Giai đoạn III : hình thành khí Metan
Sản phẩm của pha acid là nguyên liệu để phân huỷ ở giai đoạn này, tạo ra hỗn hợp khí : CH4, CO2, H2S, N2, H2, và muối khoáng (pH của môi trường chuyển sang kiềm).
Các vi khuẩn tham gia :
VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM
Các phản ứng hoá học :
Cao p.tử  CO2 + H2 + CH3COO- . + C2H5COOH + C3H8COOH

CH3COO- + H2O  CH4 +HCO3- + Q

4H2 + HCO3- +H2O  CH4 + H2O + Q
VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM
Các phản ứng sinh hoá xảy ra chủ yếu trong quá trình lên men yếm khí :
II.3 Mô tả kỹ thuật Biogas
Có 2 loại hầm biogas chính :
Loại hầm gây men chất hữu cơ theo mẻ
Loại hầm gây men chất hữu cơ liên tục
VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM
Gây men chất hữu cơ theo mẻ :

Bã đã lên men
Phản ứng
Nắp di động
Cửa khí ra
Nắp lấy phân
Cửa ra
VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM
Gây men chất hữu cơ liên tục
Loại hấm sinh khí kiểu vòm cố định
Loại hầm sinh khí có nắp đậy di động (như phao nối )
Loại hầm sinh khí kiểu túi
VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM
Loại hấm sinh khí kiểu vòm cố định
VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM
Loại hầm sinh khí có nắp đậy di động
VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM
VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM
Loại hầm sinh khí kiểu túi
VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM
II.4 Làm sạch 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
VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM
Loại trừ H2S : dùng Na2CO3 hoặc hợp chất sắt
H2S + Na2CO3  NaHS + NaHCO3

P.PHÁP IRONFILING (MẠT SẮT) :
Fe2O3 + 3H2S  Fe2S3 + H2O
*Phục hồi Fe2O3 :
2Fe2S3 + 3O2  2Fe2O3 + 3S2

Loại trừ bùn trong bể phân huỷ
VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM
Chương III Thiết kế hầm Biogas
III.1 Lựa chọn loại hầm thích hợp :
Việc lựa chọn hầm còn tùy thuộc vào điều kiện của khu vực xây dựng hầm (loại đất, loại đá,… ).
III.2 Quy mô của hầm :
Tùy thuộc vào yêu cầu, điều kiện của người xây dựng, cũng như lượng nguyên liệu cung cấp có phong phú hay không.
VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM
Thiết kế hầm Biogas(quy mô vừa)
1. Lựa chọn nền móng: tùy vào khí hậu, đất, nước ngầm.
2.Dung tích của hầm: dựa vào lượng khí cần cho việc tiêu thụ và khí được dùng ra sao. Đảm bảo 1,5-2m3 / người.
3.Tính toán – Thiết kế .
VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM
Hầm sinh khí có hình cầu tròn
VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men :
Nhiệt độ
Độ pH
Tỷ lệ Carbon / Nitơ
Tỷ lệ pha loãng
Đặc tính nguyên liệu
Tốc độ bổ sung nguyên liệu
Có mặt không khí và độc tố
VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM
Chương IV
Ứng dụng công nghệ Biogas
Quy mô nhỏ ở hộ gia đình
Quy mô sản xuất trung bình
Quy mô lớn
VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM
Sử dụng biogas ở quy mô nhỏ
Máy phát điện chạy bằng Biogas
Đèn sử dung khí Biogas
Quy mô lớn hơn : ứng dụng trong sản xuất và thay thế nhiên liệu cho động cơ
Mô hình nhà máy sử dụng Biogas cung cấp điện
Xe hơi , tàu hoả sử dụng nhiên liệu biogas
VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM
Sử dụng năng lượng Biogas
CẢM ƠN CÁC BẠN ĐÃ THEO DÕI
Nhóm IV – DH06QM
ĐẶNG QUANG NGỰ
HUỲNH THỊ TUYẾT NHUNG
HOÀNG BẢO PHÚ
TRẦN THỊ KIM PHƯƠNG
TRẦN THỊ PHƯỢNG