Đang tải... (xem toàn văn)
Sơ lược về nguồn nguyên liệu và việc xử lý nguồn nguyên liệu trước khi ủ
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 : Vật nuôi Khả năng cho phân hàng ngày của 500kg v.nuôi Thành phần hoá học ( % khối lượng phân tươi ) Thể tích : m 3 Trọng lượng tươi (kg) Chất tan dễ tiêu Nitơ Photpho Tỷ lệ Carbon / Nitơ Bò sữa Bò thịt Lợn Trâu Gia cầm 0,038 0,038 0,028 ---- 0,028 38,5 41,7 28,4 6,78 31,3 7,98 9,33 7,02 10,2 16,8 0,38 0,70 0,83 0,31 1,20 0,10 0,20 0,47 ---- 1,20 20-25 20-25 20-25 ---- 7-15 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 - NH 4 + ban đầu khoảng 2000mg/l - Tỷ lệ carbon / nitơ : 20/30 - Nguyên liệu phải được hoà tan trong nước V S V t r o n g B i o g a s - N h ó m I V . Q M Ảnh hưởng của các loại phân đến sản lượng và thành phần của khí thu được : Nguyên liệu Sản lượng khí m 3 /kg phân khô Hàm lượng CH 4 (%) Thời gian lên men (ngày) Phân bò Phân gia cầm Phân gà Phân heo Phân người 1,11 0,56 0,31 1,02 0,38 57 69 60 68 ---- 10 9 30 20 21 VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM Pha chế nguyên liệu, và hỗn hợp khí sau khi lên men ở 21 0 C Nguyên liệu Sản lượng khí m 3 / kg ng.liệu Thành phần sau 21 ngày (%) 24 ngày 80 ngày CH 4 H 2 CO 2 Phân bò Phân bò +0,4% bã mía Phân bò +1% tro bếp Phân bò + 1% cellulose Phân bò +0,4% bã mía +1% urê Phân bò +1% lá tạp (1,7N) 0,063 0,071 0,061 0,084 0,081 0,081 0,21 0,21 0,19 0,21 0,26 0,22 60,0 57,6 60,4 52,8 68,0 68,0 1,1 2,1 2,9 --- --- --- 34,4 38,4 34,4 44,0 30,6 --- 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 : CH 4 , CO 2 , N 2 ,H 2 , H 2 S …, trong đó CH 4 , CO 2 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 : H 2 , H 2 S, NH 3 , CH 4 , C 2 H 2 ,… trong đó CH 4 là sản phẩm khí chủ yếu (nên còn gọi là quá trình lên men tạo Metan ) Sơ đồ quá trình lên men Metan : V S V t r o n g B i o g a s - N h ó m I V . Q M V S V t r o n g B i o g a s - N h ó m I V . Q M [...]... hầm sinh khí có nắp đậy di động ( như phao nối ) Loại hầm sinh khí kiểu túi VSV trong Biogas- Nhóm IV QM VSV trong Biogas- Nhóm IV QM Loại hấm sinh khí kiểu vòm cố định VSV trong Biogas- Nhóm IV QM VSV trong Biogas- Nhóm IV QM Loại hầm sinh khí có nắp đậy di động VSV trong Biogas- Nhóm IV QM Loại hầm sinh khí kiểu túi II.4 Làm sạch khí Biogas : • Loại trừ CO2: dùng KOH, NaOH, Ca(OH)2 NaOH + CO2 ... +84 -118 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 l iên tục VSV trong Biogas- Nhóm IV QM Gây men chất hữu cơ theo mẻ : Nắp di động Cửa khí ra Nắp lấy phân Phản ứng Bã đã lên men 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...Quá trình lên men metan chia làm 3 giai đoạn : Giai đoạn I Giai đoạn II Giai đoạn III Khối Vi khuẩn Chất hữu cơ, carbohydrates , chất béo , protein Khối Vi Khuẩn H2 ,CO2 Acid acetic Khối Vi khuẩn Acid propionic , Acid butyric ,Các rượu khác và các thành phần khác Tác dụng của vi khuẩn lên men và thủy phân Vi khuẩn acetogenic CH4, CO2 H2 , CO2 Acid acetic Vi khuẩn sinh khí Metan Giai đoạn... 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 vi c 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. .. cầu tròn VSV trong Biogas- Nhóm IV QM 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 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men : Chương IV Ứng dụng công nghệ Biogas 1 Quy mô nhỏ ở hộ gia đình 2 Quy mô sản xuất trung bình 3 Quy mô lớn VSV trong Biogas- Nhóm IV QM Sử dụng biogas ở quy... LIPID) Vi khuẩn closdium bipiclobacterium, bacillus gram âm không sinh bào tử, staphy loccus • Chất hữu cơ đơn giản (ALBUMOZ PEPIT,GLYXERIN, A.BÉO) VSV trong Biogas- Nhóm IV QM VSV trong Biogas- Nhóm IV QM 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... A.formic, A.acetic,A.sucinic Ruminococcus sp VSV trong Biogas- Nhóm IV QM Hình ảnh của vi khuẩn bacillus cereus 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 Vi khuẩn Sản phẩm cơ chất Methanobacterium... 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 : Vi c lựa chọn hầm còn tùy thuộc vào điều kiện của khu... Methanococcusmazei Methanosarcinamethanica Cao p.tử CO2 + H2 + CH3COO + C2H5COOH + C3H8COOH CH3COO- + H2O CH4 +HCO3- + Q 4H2 + HCO3- +H2O CH4 + H2O + Q Các phản ứng sinh hoá xảy ra chủ yếu trong quá trình lên men yếm khí : VSV trong Biogas- Nhóm IV QM Các phản ứng hoá học : Phương trình 4H2 + H+ + HCO3- CH4 + 3H2O TỪ FORMIATE 4HCOOH CH4 + 3HCO3- + 3H+ HCOOH H2 + CO2 TỪ ACETATE CH3COO- +H2O ... 2 Quy mô sản xuất trung bình 3 Quy mô lớn VSV trong Biogas- Nhóm IV QM Sử dụng biogas ở quy mô nhỏ • Máy phát điện chạy bằng • Đèn sử dung khí Biogas 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