Biogas và vi sinh vật trong lên men 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 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 IVỨng 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 Nhóm IV – DH06QM ĐẶNG QUANG NGỰ HUỲNH THỊ TUYẾT NHUNG HOÀNG BẢO PHÚ TRẦN THỊ KIM PHƯƠNG TRẦN THỊ PHƯỢNG