Đề tài " Xử lý nước thải trong chăn nuôi bằng công nghệ Biogas " docx

05/07/14
05/07/14
nhomIII-CNTP
nhomIII-CNTP
1
1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHÊ THỰC PHẨM
KHOA CÔNG NGHÊ THỰC PHẨM
TIỂU LUẬN
Môn: Xử lý nước thải
Đề tài: Xử lý nước thải trong chăn nuôi bằng
công nghệ Biogas
Nhóm sinh viên thực hiện: nhóm III
Trần Thị Oanh
Lê Thị Hương
Ngô Thị Thuý
Trương Thị Thương
Đỗ Thị Thanh Nga
Phạm Thị Hà
Giáo viên hướng dẫn : TS. Nguyễn Thị Thanh Thủy

Lớp :BQCB- 52B
05/07/14 nhomIII-CNTP 2
PHỤ LỤC
PHỤ LỤC
1.ĐẶT VẤN ĐỀ
1.ĐẶT VẤN ĐỀ
2. NỘI DUNG
2. NỘI DUNG

2.1 Tình hình chăn nuôi gia súc, gia cầm
2.1 Tình hình chăn nuôi gia súc, gia cầm
2.2 Sơ lược đặc điểm chất thải chăn nuôi
2.2 Sơ lược đặc điểm chất thải chăn nuôi
2.3 Khả năng gây ô nhiễm của chất thải chăn nuôi
2.3 Khả năng gây ô nhiễm của chất thải chăn nuôi
2.4 Giới thiệu về Biogas
2.4 Giới thiệu về Biogas
2.5 Sơ đồ bể và cơ chế khí biogas
2.5 Sơ đồ bể và cơ chế khí biogas
2.7 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh khí sinh vật
2.7 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh khí sinh vật
2.8 Ưu nhược điểm của phương pháp sản khí sinh học.
2.8 Ưu nhược điểm của phương pháp sản khí sinh học.
2.9 Ứng dụng của sản xuất biogas
2.9 Ứng dụng của sản xuất biogas
2.10 Một số mô hình biogas ở huyện Gia Lâm
2.10 Một số mô hình biogas ở huyện Gia Lâm
3. KẾT LUẬN
3. KẾT LUẬN
05/07/14 nhomIII-CNTP 3
1.ĐẶT VẤN ĐỀ
1.ĐẶT VẤN ĐỀ



Chăn nuôi ngày một phát triển, xử lý chất thải chăn
Chăn nuôi ngày một phát triển, xử lý chất thải chăn
nuôi đang là một vấn đề khá bức xúc. Việt Nam nói riêng
nuôi đang là một vấn đề khá bức xúc. Việt Nam nói riêng

và thế giới nói chung đang đứng trước nguy cơ rất cao về
và thế giới nói chung đang đứng trước nguy cơ rất cao về
thiếu hụt năng lượng xăng dầu, than đá.
thiếu hụt năng lượng xăng dầu, than đá.



Biogas là khí sinh học là một khái niệm cũng khá quen
Biogas là khí sinh học là một khái niệm cũng khá quen
thuộc đối với nhiều người; song nó cũng là một khái niệm
thuộc đối với nhiều người; song nó cũng là một khái niệm
khá mới mẻ. Giữa Biogas và chất thải chăn nuôi nó có
khá mới mẻ. Giữa Biogas và chất thải chăn nuôi nó có
quan hệ với nhau như thế nào?
quan hệ với nhau như thế nào?



Xuất phát từ thực tế và để tìm hiểu rõ về vấn đề này,
Xuất phát từ thực tế và để tìm hiểu rõ về vấn đề này,
chúng tôi quyết định tiến hành làm đề tài:
chúng tôi quyết định tiến hành làm đề tài:


“
“
Xử lý chất thải trong chăn nuôi bằng hệ thống Biogas”
Xử lý chất thải trong chăn nuôi bằng hệ thống Biogas”
05/07/14 nhomIII-CNTP 4
2. NỘI DUNG

2. NỘI DUNG
2.1 Tình hình chăn nuôi gia súc, gia cầm

Tình hình chăn nuôi của thế giới
Nguồn: FAO,2007
05/07/14 nhomIII-CNTP 5

Tình hình chăn nuôi ở Việt Nam
Tình hình chăn nuôi ở Việt Nam
Tổng cục thống kê,2009
05/07/14 nhomIII-CNTP 6
2.2 Sơ lược đặc điểm chất thải chăn nuôi
2.2 Sơ lược đặc điểm chất thải chăn nuôi
05/07/14 nhomIII-CNTP 7
05/07/14 nhomIII-CNTP 8
05/07/14 nhomIII-CNTP 9
05/07/14 nhomIII-CNTP 10
2.3 Khả năng gây ô nhiễm của chất thải chăn nuôi
05/07/14 nhomIII-CNTP 11
05/07/14 nhomIII-CNTP 12
2.4.1 Vai trò của Biogas trong sản xuất và đời sống
2.4.1 Vai trò của Biogas trong sản xuất và đời sống
2.4 Giới thiệu về Biogas
2.4 Giới thiệu về Biogas
05/07/14 nhomIII-CNTP 13
2.4.2 Các loại mô hình biogas
2.4.2 Các loại mô hình biogas

Loại nắp trôi nổi


Phải có kế hoạch bảo trì
như sơn nắp trôi nổi để
chống rò rỉ

Áp suất 100 – 150
mmHg nên không dùng để
thắp sáng được.
05/07/14 nhomIII-CNTP 14

Túi cao su
Túi cao su
, nilong
, nilong

Dung tích nhỏ

Dò rỉ khó phát hiện

Ít được sử dụng
05/07/14 nhomIII-CNTP 15

Loại hầm nắp cố định
Loại hầm nắp cố định

Phổ biến ở Việt Nam, xây
dựng nửa nổi nửa chìm hay
nổi hẳn trên mặt đất.

Giá thành lại thấp


Áp lực khí đạt khoảng 1000
mmHg nên ngoài đun nấu còn
phục vụ thắp sáng và đốt động
cơ
05/07/14 nhomIII-CNTP 16


2.4.3 Giới thiệu về khí sinh học
2.4.3 Giới thiệu về khí sinh học
-
Biogas hay còn gọi là khí sinh học là một hỗn hợp khí
Biogas hay còn gọi là khí sinh học là một hỗn hợp khí
được sản sinh ra từ sự phân hủy những hợp chất hữu cơ
được sản sinh ra từ sự phân hủy những hợp chất hữu cơ
dưới tác dụng của vi khuẩn trong môi trường yếm khí
dưới tác dụng của vi khuẩn trong môi trường yếm khí


- Nó chiếm tỷ lệ như sau:
- Nó chiếm tỷ lệ như sau:

CH
CH
4
4
: 60 – 70 %
: 60 – 70 %

CO
CO

2
2
: 30 – 40 %
: 30 – 40 %

Và một lượng nhỏ khí N
Và một lượng nhỏ khí N
2
2
, H
, H
2
2
, CO.
, CO.

Đặc tính của khí CH
Đặc tính của khí CH
4
4

Đặc tính khí biogas
Đặc tính khí biogas
05/07/14 nhomIII-CNTP 17


2.5 Sơ đồ bể và cơ chế khí biogas
2.5 Sơ đồ bể và cơ chế khí biogas

Sơ đồ nguyên lý bể biogas
Sơ đồ nguyên lý bể biogas
05/07/14
05/07/14
nhomIII-CNTP
nhomIII-CNTP
18
18
Cơ chế tạo thành khí sinh học trong hệ thống biogas
Cơ chế tạo thành khí sinh học trong hệ thống biogas
Chất hữu cơ,
carbohydrates,
chất béo, protein.
H2 ,CO2
Acid acetic
Acid propionic,
Acid butyric, Các
rượu khác và các
thành phần khác
Khối Vi khuẩn
Khối Vi
khuẩn
H2 , CO2
Acid acetic
Khối Vi
khuẩn
CH4,
CO2
Tác dụng của vi khuẩn lên
men và thủy phân

Vi khuẩn
acetogenic
Vi khuẩn sinh
khí Metan
05/07/14 nhomIII-CNTP 19
Cơ chế tạo thành khí sinh học trong hệ thống biogas
Cơ chế tạo thành khí sinh học trong hệ thống biogas
Các vi sinh vật sinh methane theo nhiều cơ chế phản ứng khác
Các vi sinh vật sinh methane theo nhiều cơ chế phản ứng khác
nhau như sau:
nhau như sau:
4H
4H
2
2
+ H
+ H
+
+
+ HCO
+ HCO
3
3
-
-




CH

CH
4
4
+ 3H
+ 3H
2
2
O
O
Từ A. formic
Từ A. formic
4HCOOH
4HCOOH




CH
CH
4
4
+ 3HCO
+ 3HCO
3
3
-
-
+ 3H
+ 3H
+

+
HCOOH
HCOOH


H
H
2
2
+ CO
+ CO
2
2
Từ
Từ
A. acetic
A. acetic
CH
CH
3
3
COO
COO
-
-
+H
+H
2
2
O

O




CH
CH
4
4
+3HCO
+3HCO
3
3
-
-
Từ A.propionic
Từ A.propionic
C
C
2
2
H
H
5
5
COO
COO
-
-
+2H

+2H
2
2
O
O


CH
CH
3
3
COO
COO
-
-
+3H
+3H
2
2
+ CO
+ CO
2
2
C
C
2
2
H
H
5

5
COO
COO
-
-
+ 2H
+ 2H
2
2
O
O


7/4 CH
7/4 CH
3
3
COO
COO
-
-
+ 5/4 H
+ 5/4 H
2
2
O +3/2 H
O +3/2 H
2
2
O

O
05/07/14 nhomIII-CNTP 20
Cơ chế tạo thành khí sinh học trong hệ thống biogas
Cơ chế tạo thành khí sinh học trong hệ thống biogas
Từ Metanol
Từ Metanol
4CH
4CH
3
3
OH + H
OH + H
2
2
O
O


CH
CH
3
3
COO
COO
-
-
+ 3H
+ 3H
+
+

+ H
+ H
2
2
O
O
Từ Etanol
Từ Etanol
C
C
2
2
H
H
5
5
OH +H
OH +H
2
2
O
O


CHCOO
CHCOO
-
-
+ 5H
+ 5H

2
2
+ CO
+ CO
2
2
+ H
+ H
+
+
C
C
2
2
H
H
5
5
OH + H
OH + H
2
2
O
O




3/2CH
3/2CH

4
4
+1/2CO
+1/2CO
2
2
+H
+H
2
2
O
O
Từ Propanol
Từ Propanol
C
C
3
3
H
H
7
7
OH +3H
OH +3H
2
2
O
O



CH
CH
3
3
COO
COO
-
-
+5H
+5H
2
2
+CO
+CO
2
2
+ H
+ H
+
+
C
C
3
3
H
H
7
7
OH +3H
OH +3H

2
2
O
O




9/4CH
9/4CH
4
4
+ 3/4CO
+ 3/4CO
2
2
+ 5/2H
+ 5/2H
2
2
O
O
05/07/14 nhomIII-CNTP 21


2.6 Hiệu quả xử lý bằng biogas
2.6 Hiệu quả xử lý bằng biogas
05/07/14 nhomIII-CNTP 22
2.7 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh khí sinh vật
2.7 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh khí sinh vật

.
.

Điều kiện kị khí tuyệt đối: không có 0
Điều kiện kị khí tuyệt đối: không có 0
2
2
trong dịch lên men.
trong dịch lên men.

Nhiệt độ: Khoảng nhiệt độ hoạt động được 20- 30
Nhiệt độ: Khoảng nhiệt độ hoạt động được 20- 30
0
0
C Nhiệt độ
C Nhiệt độ
tối thích là 31
tối thích là 31
0
0
– 36
– 36
0
0
C
C

Ẩm độ: thích hợp nhất cho VSV la 91,5 -96%
Ẩm độ: thích hợp nhất cho VSV la 91,5 -96%


pH:
pH:
Vi khuẩn sinh khí methane phát triển tốt ở pH = 4,5 – 5.
Vi khuẩn sinh khí methane phát triển tốt ở pH = 4,5 – 5.

Thời gian ủ: Thường từ 30 – 40 ngày.
Thời gian ủ: Thường từ 30 – 40 ngày.

Hàm lượng chất rắn ( vật chất khô):Hàm lượng chiếm dưới 9
Hàm lượng chất rắn ( vật chất khô):Hàm lượng chiếm dưới 9
% thì hoạt động của túi ủ sẽ tốt
% thì hoạt động của túi ủ sẽ tốt
.
.


05/07/14 nhomIII-CNTP 23

Thành phần dinh
Thành phần dinh
dưỡng
dưỡng
:
:

Các chất gây trở ngại
Các chất gây trở ngại
quá trình lên men
quá trình lên men


Một số yếu tố khác: Tỷ lệ phân nước, chiều dài rộng bể
Tỷ lệ C/N thích hợp từ 25/1 đến 30/1 cho sự phân hủy kỵ khí.
05/07/14 nhomIII-CNTP 24


Ưu điểm
Ưu điểm

T
T
hu được khí đốt với nhiệt
hu được khí đốt với nhiệt
lượng cao
lượng cao



Không ô nhiễm môi
Không ô nhiễm môi
trường.
trường.



Phế thải sau khi lên men
Phế thải sau khi lên men
làm phân hữu cơ
làm phân hữu cơ
Nhược điểm
Nhược điểm


Khó lấy các chất thải sau
Khó lấy các chất thải sau
khi lên men.
khi lên men.



Đầu tư vốn để thiết kế bể
Đầu tư vốn để thiết kế bể
ủ
ủ

Năng suất tạo khí chưa
Năng suất tạo khí chưa
cao
cao
2.8 Ưu nhược điểm của phương pháp tạo khí sinh học.
05/07/14 nhomIII-CNTP 25
Mô hình V.A.C.B
Mô hình V.A.C.B
Sản xuất điện năng
Sản xuất điện năng
2.9 Ứng dụng của biogas