Bài giảng Sản xuất khí sinh học (biogas)

Chia sẻ: Codon_01 Codon_01 | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:64

Thêm vào BST

Báo xấu

245
lượt xem 27
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Biogas là một sản phẩm của quá trình phân hủy yếm khí các chất hữu cơ. Để tìm hiểu sâu hơn về loại khí này mời các bạn tìm hiểu "Bài giảng Sản xuất khí sinh học (biogas)".

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Sản xuất khí sinh học (biogas)

Bài giảng SAN XUÂ ̉ ́ T KHI ́ SINH HOC ̣ (BIOGAS) Nhóm_Moitruong 1
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) 2
SỰ RA ĐỜI CỦA KHÍ SINH HỌC BIOGAS Khủng hoảng năng lượng (những năm 70 của thế kỉ XX) Gây thiệt hại kinh tế: – Nước nghèo – Và nước sử dụng năng lượng ngoại nhập Tìm kiếm các nguồn năng lượng thay thế 3
GiỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ KHÍ SINH HỌC BIOGAS  Biogas, một sản phẩm của quá trình phân hủy yếm khí các chất hữu cơ  Là một nguồn năng lượng để thay thế  Biogas được sử dụng:  Nấu nướng,  Thắp sáng,  Sưởi ấm,  Phát điện... 4
GiỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ KHÍ SINH HỌC BIOGAS Nguyên liệu cho quá trình sản xuất biogas:  Phân người,  Phân gia súc,  Bùn cống rãnh, bùn thải công nghiệp,  Phế phẩm nông nghiệp,  Rác thải 5
GiỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ KHÍ SINH HỌC BIOGAS Thành phần của biogas như sau:  Methane (CH4): 55 – 65%  Carbon dioxide (CO2): 35 – 45%  Nitrogen (N2): 0 – 3%  Hydrogen (H2): 0 – 1%  Hydrogen sulfide (H2S): 0 – 1% 6
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) 7
Mục đích, lợi ích và giới hạn của công nghệ sản xuất khí sinh học Các mục đích và lợi ích của công nghệ khí sinh học: • Tạo nên nguồn năng lượng tại chỗ • Cố định các chất thải • Biến đổi các chất hữu cơ phức tạp thành các chất vô cơ thích hợp cho cây trồng hấp thu • Vô hiệu hóa các mầm bệnh 8
Mục đích, lợi ích và giới hạn của công nghệ sản xuất khí sinh học Hạn chế của ứng dụng công nghệ sinh học: • Vốn đầu tư cao • Việc vận hành và bảo quản tương đối phức tạp • Việc vô hiệu hóa các mầm bệnh trong điều kiện yếm khí thường đạt hiệu quả không cao. 9
Ưu, khuyết điểm của công nghệ khí sinh học Ưu điêm ̉ Nhược điểm  Sản xuất ra CH4 và chất  Có khả năng cháy nổ thải để sử dụng  Vốn đầu tư cao  Tiêu diệt phần lớn các hạt  Đòi hỏi vận hành và bảo cỏ dại và các mầm bệnh quản tốt  Xử lý phân người và gia súc  Tạo thể tích chất thải lớn  Bảo vệ được các nguồn hơn ban đầu năng lượng hiếm của địa  Nước thải của hầm ủ vẫn phương (củi, dầu…). còn khả năng gây ô nhiễm nguồn nước 10
Ưu, khuyết điểm của công nghệ khí sinh học Ưu điêm ̉ Nhược điểm  Chất thải  Vài hóa chất trong chất thải Không có mùi hôi có thể làm cản trở quá trình phân hủy Không còn hấp dẫn chuột và ruồi  Lọc CO2 và H2S để dùng chạy động cơ đốt trong. Làm phân bón và cải tạo đất 11
So sánh kỹ thuật ủ phân compost và kỹ thuật lên men yếm khí biogas Điều kiện hoạt đông ̣ Ủ phân compost Công nghệ biogas Nguyên liệu ủ Phân người/phân gia Phân người/phân gia (để đạt C/N và ẩm độ súc + thực vật súc + nước + thực vật thích hợp) Nhiệt độ 50 – 700C Môi trường Thời gian vận hành 6 – 8 tuần (kể luôn 4 – 8 tuần cho 1 mẻ giai đoạn thành thục và khoáng hóa) 12
So sánh kỹ thuật ủ phân compost và kỹ thuật lên men yếm khí biogas Điều kiện hoạt đông ̣ Ủ phân compost Công nghệ biogas Diện tích cần thiết Lớn Lớn đối với các loại hầm xây nổi, Thấp đối với các loại hầm xây chìm Cách vận hành Từ đơn giản đến phức Phức tạp tạp 13
So sánh chất lượng sản phẩm chất thải ủ phân compost và chất thải hầm ủ biogas Sản phẩm Phân ủ compost Chất thải hầm ủ Trọng lượng riêng Giảm xuống do nước Tăng lên do việc sản bị bốc hơi sinh thêm sinh khối Hàm lượng nước 40 – 50% 88 92% Khả năng tiêu diệt Cao Trung bình mầm bệnh Hàm lượng mùn hữu Nhiều Ít hơn phân ủ compost cơ 14
So sánh chất lượng sản phẩm chất thải ủ phân compost và chất thải hầm ủ biogas Sản phẩm Phân ủ compost Chất thải hầm ủ Vận chuyển Dễ dàng (vì ở dạng Cần phải làm khô rắn) Yêu cầu xử lý tiếp Không cần Cần phải làm khô Dự trữ Dễ dàng, ít mất đạm Khó hơn, có khả năng mất đạm 15
Cách sử dụng chất thải hữu cơ trước đây Phân gia súc Các chế phẩm từ cây trồng Sử dụng làm chất đốt Sử dụng trực Nhiệt Bùn vùi vào đất để tiếp làm phân trả lại chất dinh bón dưỡng cho đất và cải tạo đất Hình 4.1: Tác động của quá trình lên men yếm khí đến việc sử dụng chất thải hữu cơ (trước đây) 16
Cách sử dụng chất thải hữu cơ khi có công nghệ biogas Chế phẩm từ cây Phân gia súc, trồng, chất thải sinh phân người hoạt Hầm ủ biogas Chạy động Đạm và các chất cơ dinh dưỡng khác Nhiên Nhiệt và thắp Chất liệu sáng thải của hầm ủ Phát điện Cải tạo đất Hình 4.2: Tác động của quá trình lên men yếm khí đến việc sử 17 dụng chất thải hữu cơ (khi có công nghệ biogas)
Các phản ứng sinh hóa của quá trình lên men yếm khí  Rất phức tạp  Người ta thường đơn giản hóa theo phương trình sau: Lên men yếm khí CHC CH 4 CO2 H2 NH 3 H 2S 18
Tạo axit Phân hủy và axetic và H2 Sinh CH4 lên men 4% H2 28 % 24% Chất hữu cơ Ch ất CH 4 76% cao phân tử hữu cơ 52% 72% Axit axetic 20% Hình 4.3: Ba giai đoạn của quá trình lên men yếm khí (Mc. Carty, 1981) 19
Chất thải hữu cơ Carbohydrates, proteins, fats Thủy phân và lên men Vi khuẩn tạo axit Axit hữu cơ, rượu và các hợp chất trung tính khác Quá trình khử hydro của nhóm aceton Acetat Acetogenic H2, CO2 bacteria Hydro hóa nhóm aceton Khử gốc Carboxyl Sinh Methane từ của Acetat phản ứng khử VK Acetolastic Nhóm VK sử dụng H2 CH4 +CO2 CH4+CO2 Hình 4.4: Quá trình sinh học của sự phân hủy CHC trong điều kiện yếm khí 20 (Brown và Taga,1985 trích bởi Chongrak, 1989)