ứng dụng công nghệ sinh học trong sử lý môi trường nông nghiệp

LOGO

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG SỬ LÝ MÔI TRƯỜNG NÔNG
NGHIỆP

www.themegallery.com


NỘI DUNG TÌM HIỂU
1. GIỚI THIỆU
BIOGAS

- Biogas là gì?
- Thành phần
- Nguồn gốc
- Bản chất.
- Vi sinh vật

2. CƠ SỞ LÝ
THUYẾT

- Cơ chế của việc tạo thành khí
- Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men
- Cấu tạo hầm biogas

3. QUY TRÌNH SẢN
XUẤT

- Xây dựng hầm sản xuất biogas
- Sơ đồ nguyên lý
- Làm sạch khí

4. ỨNG DỤNG

- Quy mô nhỏ hộ gia đình
- Quy mô lớn hơn


1.

GIỚI THIỆU VỀ BIOGAS

Nguồn gốc: Phế liệu sản xuất nông, lâm

Thành phần

Biogas là gì?

nghiệp, lâm sản, phân gia súc.

CH4: 50-75%
Biogas

Bản chất

Biogas là một dạng khí sinh học được tái tạo trong quá trình phân hủy
những chất thải của con

CO2: 25-50%

người và động vật trong điều kiện hầm

-G.Đoạn1: Hữu cơ cao phân tử được

Chất
Chất thải
thải vi
vi sinh
sinh vật
vật phân
phân hủy
hủy

kín. Nhờ hoạt động của các vi sinh vật, các chất thải sẽ lên men và tạo
vi sinh vật chuyển thành các chất có

khí được sử dụng làm khí đốt và chạy động cơ đốt trong .

N2: 0-10%.

trọng lượng thấp hơn axit hữu cơ,
đường glyxerin...

H2S: 0 - 3%.

- G.Đoạn2: Vi khuẩn metan chuyển hầu
như toàn bộ các chất hydrat cacbon
thành CH4, CO2.

O2: 0 - 2%.

2.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

-

Cơ chế của việc tạo thành khí:

- Đều kiện kị khí: Không có O2 trong dịch lên men.

2.1.
Vicủa
sinh
vậttạo
2.3. Yếu
2.2.tốCơ
ảnh
chế
hưởng
việc
đến
quáthành
trình khí
lên men

+độ:Giai
đoạn
1:
Các chất

cơ phân hủy thành các axit hữu cơ, CO2, H2 và các sản
qui
mô
nhỏ tham
ở 30-350C,
quihữu
mô
Có- Nhiệt
2 nhóm
vi khuẩn
gia trong
bểlớn có cơ
phẩm
dưới
tác dụng của enzym cellulosase: CxHyOz → các axit hữu cơ,
khí
hóa khoáng
và tự độnghóa
hóa khác
thực hiện
ở 50-550C.
biogas:
-CO2,
Độ pH:
6,5 – 7,5 (nếu <6,4: vi sinh vật giảm sinh trưởng và
H2.
 + Nhóm vi khuẩn biến dưỡng cellulose.
phát triển).
+ Giai đoạn 2: Các axit hữu cơ, CO2, H2 tiếp tục bị tác động bởi các vi khuẩn metan
 + -Nhóm

vi khuẩn
Tỷ lệ C/N:
30/1 là khí
tỷ lệ metan.
tốt nhất.
1. CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O
- Tỷ lệ pha loảng: Tỷ lệ nước/phân dao động từ 1/1 - 7/1.

2.
CO + 3H2 → CH4 + H2O
- Sự có mặt của không khí và độc tố: Tuyệt đối không có oxy.
3. 4CO
+ 2H2Ca2+,
→ K+
CH4
+ 3CO2
Các
ion NH4+,
, Zn2+,
SO42-, ở nồng độ cao có ảnh
hưởng
đến sinh trưởng
và phát
triển của
vi khuẩn sinh metan.
4. 4HCOOH
→ CH4
+ 3CO2
+ 3H2O



Đặc tính của nguyên liệu:

5. 4CHOH

→ 3CH4 + 2H2O + CO2

- Tốc độ bổ sung nguyên liệu: Bổ sung càng đều thì sản lượng

6. CH3COOH → CH4 + H2O.
khí thu được cao.

- Khuấy đảo môi trường lên men: Tăng cường sự tiếp xúc cơ chất.
- Thời gian lên men: 30 – 60 ngày.

Hình ảnh của vi khuẩn Bacillus cereus


CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.

2.4. Sản lượng của một số nguyên liệu


2.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Nấu ăn

2.5. Cấu tạo hầm Biogas

Sản xuất điện

BIOGAS
Thắp sáng
Chất thải chăn
nuôi

Chất thải người

Hầm ủ: Nước+chất hữu

Chất thải hầm ủ

cơ
Sinh khối Thực
vật

Phân bón
Công nghệ biogas và sử dụng sản phẩm


CÁC LOẠI HẦM BIOGAS

HẦM BIOGAS VÒM CỐ ĐỊNH

HẦM BIOGAS KIỂU TÚI NILON

HẦM BIOGAS VACNINA


HẦM BIOGAS VÒM CỐ ĐỊNH.

Được phát triển ở Trung Quốc, Ấn độ, hầm biogas vòm kím bao gồm nhiều hợp phần liên kết với nhau.
Hỗn hợp hữu cơ được đưa vào hầm, khí gas được tạo ra và tích tụ trong vòm. Khi lượng khí gas tăng lên, chất lỏng trong thiết
- Phần chính hình chiếc cốc ngầm dưới đất (màu vàng), đỉnh là nơi khí gas tích tụ (accummulate). Đỉnh có thể làm bằng gạch,
bị sẽ bị nén xuống, tràn qua và duy trì cân bằng ở hầm chứa (mũi tên xanh). Thông thường, một hầm vòm kín sẽ tạo ra áp suất
bê tông cốt sắt (ferro-concrete) hay nhựa tổng hợp (composite).
không đổi tương đương với 80cm cột nước. Và khi khí gas được sử dụng, dung dịch lỏng sẽ chảy ngược từ hầm chứa bên
- Đầu vào (mũi tên đỏ) là nơi nguyên liệu được phối trộn và cho vào hệ thống.
ngoài vào trong hầm chính tạo nên sự cân bằng áp suất trong hầm.
-Đầu ra (mũi tên xanh) là nơi tích tụ bùn thải.


HẦM BIOGAS TÚI NILON

Hệ thống này bao gồm một túi phân huỷ dài hoặc là túi lên men và một bể hay túi chứa khí gas. Cả hai được chế tạo từ hai hay ba lớp

Khi hỗn hợp hữu cơ được cho vào túi phân huỷ, nó di chuyển chậm dọc theo túi trong khi quá trình lên men xảy ra và cho
Mô hình này có nguồn gốc từ Colombia được giới thiệu ở Việt Nam lần đầu tiên vào năm 1994 bởi tiến sĩ Reg Preston, hiệu
ống polyetylen dày 21µc và 1m đường kính. Chiều dài của túi chính được xác định bằng tổng thể tích của buồng phân huỷ (10m chiều dài

đến khi bị trục xuất ra ngoài, nó trở thành bùn phân huỷ. Khí sinh học tạo ra tập trung trong túi chính dưới tác dụng của trọng
(rector)
trường
đại buồng
học Nông
nhiệt

đớihuỷ được chôn vùi một nửa trong mương. Một đầu được nối với thiết bị trộn
túi trưởng
tương ứng
với 7m3
thể tích
phânnghiệp
huỷ). Túi
phân
lực cũng như là áp suất sẽ tới bình chứa khí. Khí sinh học được chứa chừng mực nào đó trong túi chính và trong bình chứa.
nhỏ và thùng tập trung còn đầu kia là hố bùn tập trung. Bình chứa gas có dung tích khoảng 1,8m3 thường được treo trong nhà bếp hay

Người sử dụng có thể điều chỉnh số lượng khí thoát ra bằng việc kiểm soát mức độ bơm căng của túi.
đặt lên một chỗ cố định


Hầm ủ Vacvina cải tiến



HẦM Ủ VACNINA CẢI TIẾN
1. Lựa chọn địa điểm.



Cách xa nơi đất trũng, hồ, ao, để tránh bị nước ngập, tránh nước ngầm, thuận tiện khi thi công
và giữ cho công trình bền vững lâu dài.

 Tránh những nơi đất có cường độ kém. Phải xử lý móng phức tạp và tốn kém.
 Tránh không cho rễ cây tre và rễ cây to ăn xuyên vào công trình làm hỏng công trình về sau.
 Gần nơi cung cấp nguyên liệu nạp.

 Gần nơi sử dụng khí để tiết kiệm đường ống.
 Đặt ở nơi có nhiều nắng, kín gió để giữ nhiệt độ cao, tạo điều kiện cho quá trình sinh khí.
 Cách xa giếng nước từ 10m trở lên .


2.

XÂY DỰNG HẦM VACNINA CẢI TIẾN

Sâu tối đa 3,0m; Rộng từ 1,5m – 2m, Chiều dài tuỳ thuộc vào thể tích
2.1.
2.2.công
hố.
Xây
dựng
nềnbằng
hầm
cầu
phân
2.5. Đào
Thi
2.3.
2.4.nắp
Xây
Tráchầm
thành
vữa
các
hầm
bức

lớp
phân
bê
tường.
hủy.
tônghủy.
cốt thép.

2. Chừa lỗ thông (lỗ kỹ thuật) cho người vào trong mà không làm gián đoạn quá trình làm việc. Khuôn lỗ KT như
1. Chuẩn
bị giàn
giáokhuôn
chắc chắn
để đỡ theo
trần, hình
sử dụng
giàn
giáo gỗ trong
xây dựng
dân
dụng.
sau:
các
ván
gỗ làm
được
chữ
V,bềkích
50x50cm
ở bên.

phía
trên,
45x45cm
phíalên
dưới,
8.
nắp
KT: lưới
phủ mắt
một
lớpghép
giấy xibằng
măng
trên
mặtthước
lỗ
KTđầu.
và các mặt
Sau
đó
đặt lướiởthép
trêncao
3.Làm
Chuẩn
bịđậy
mộtlỗtấm
15x15cm
sắtởφ8
uốn
cong

hai

thiết kế.

10cm.
và
bêbê
tông
dày
khoảng
4. đổ
Trộn
tông
mác
200. 5cm. Lưới thép sử dụng sắt φ8, khoảng cách 10cm uốn cong lưỡi câu ở đầu cuối. Để
thuận
cho việc
lấyxây
nắpdựng
lỗ ra cơ
dễ bản:
dàng,1uốn
cong :một
sợi: 3
thép
làm
hàn (mác
kín bằng
5. Tỷ tiện
lệ nguyên

liệu
xi măng
2 cát
sỏi φ10
được
sửquai.
dụngLỗđểKT
đổđược
bê tông
200).đất
Đểsét.
chắc
chắn độ dày của lớp bê tông đồng đều, có thể sử dụng vài cái chốt có độ dài bằng 10cm để canh chính xác, khi
5cm hỗn hợp bê tông (gồm 1 phần xi măng, 2 phần cát
xong
bêthực
tôngdụng
lên khu
vực
nào thì
lấyhồ
chốt
-Gạch
Các
bước
hiện
như
sau:
-phủ
được

sử
là
gạch
đặc.
Vữa
tạora.
thành bởi 1 phần xi măng và 4 phần cát thô. Không có mối hở giữa
vàng, 3 phần đá vụn)
6.
Ống
dẫn
khí
gas
chính
cũng
được
lắp
đặt
trong
quá
+ Làm
các
viênsạch
gạchvà lau chùi toàn bộ bề mặt trước khi trát vữa. trình đổ bê tông. Sắt ống φ21 được gắn bên thành để
không
làm
đến
hoạt
động
trongthước

tương
lai.làm
+ Lớp
vữa ảnh
dày
khoảng
1cm,
trátthành
bằngsản
bayxuất
rồi
gạt
phẳng
bềchặt
mặt.
Lưu
ý: trong
quáhưởng
trình xây
dựng
hầm,
có dùng
chừa
chỗ
trống
để15cm
lắp
đặt
đầu
vàobằng

và đầu
ra vụn
(nhưhay
Figđá
14)nghiền
Nền
này
nén
gạch
(4x6cm).
Dầm
chặt
bê đường
tông.
+LỗĐợi
lớp vữakính
khô,30cm,
tiếp tục
bằng
xi hầm.
măngNó
tinh.
-7.
của1-2h
vàocho
có
bắtlàm
đầuláng
từ trên
nóc

có thể đặt ở bất cứ bức tường nào.
- Lỗ ra có kích thước 30cm chiều cao và 25cm chiều rộng và được đặt dưới 30cm so với nóc hầm.

Company Logo

www.themeg


HẦM Ủ VACNINA CẢI TIẾN

2.

2.7.thống
Hệ
2.8.
thống
2.10.
Đường
2.9.dẫn
thải
Túi
Van
ống
và
dự
anhoàn
dẫn
trữ
toàn.
gas.

khí
lưugas.
bùn
lỏng.
2.6. Hệ
ống
vào
(hệ
thống
nạp
liệu).

đầu
ra của
khí gas
với một
túi dự
trữnhiều
gas, ống
van siphon
an toàn(đầu
và thiết
đốtđuôi
(bếpmèo...).
lò).
HệĐường
thống ống
nạp dẫn
liệu khí
củagas

hầmnối
bao
gồm
bể trộn
nối với
hay
nối bị
hình
Bể trộn
Mục đích: van an toàn có vai trò quan trọng trong việc bảo đảm áp suất khí gas không vượt quá 15cm cột nước.
Bao
ống
ra và sử
hố dụng
lưu bùn.
Hố lưu
xây dựng chứa ống thải, thể tích phụ thuộc vào lượng
Dự
trữgồm
chomột
đến
khi
được
làmở chất
đốt.bùn được
thường
được
đặt
gần
hầm

phân
huỷ,
góc
chuồng
nuôi.
Kích
thước
tiêunối
chuẩn
của
bểnhựa
trộn là:
dàiPhong
x rộngφ21.
x sâu =
Nó bao gồm các bộ phận: chai nhựa trong suốt dung tích 1-1,5
lit; đầu
chữ T;
ống
Tiền
Để chứa đủ khí gas cho 4 tới 5 giờ nấu nướng của một gia đình điển hình nông thôn (5-6 người, có 6-7 con heo)
bùn
thải ra.
của
hốan
bằng
vớituân
mứcthủ
cao
nhất

củasau
lượng
Lắp đặt:
để Đỉnh
lắp đặt
van
toàn,
các
bước
đây:bùn trong hầm phân huỷ.
0,2 x 0,4 x 0,3 (m). Số lượng ống sipon tuỳ thuộc vào kích thước của hầm phân hủy, thông thường có 2 tới 3 ống
thì chỉ cần 1 túi (nếu nuôi nhiều heo thì phải cần thêm nhiều túi). Bình hay túi dự trữ được làm bằng 2 lớp
(1) Đục 1 lỗ đường kính 1,5-2cm trên cổ chai.
3
Ống PVC 20-24
đườngµc,
kính
110-150mm
polyetylen
đường
kính
100cm,
dài
2,5m
cóvào.
thể Vị
chứa
được
1,8m
khí. Một

đầu
của nạp
túi (bình)
được
cột
mỗi
hầm.
Nhà
xí
cũng
có
thể
được
nối
với
hệ
thống
trí
lắp
đặt
ống
siphon
ở bộ
phận
liệu hầm
phân
(2) Chèn một đoạn ống ngắn vào trong chai, nối một đầu với chữ T.
chặt, đầu kia nối với chữ T và ống nhựa
φ21 (có thể dùng bình nhựa như hình dưới thay cho túi nilon).
0

Nó
được
đặtT một
chắn
(3) Nối
chữ
với 2góc
đầunghiêng
là 2 đầu45
của chắc
ống dẫn
khírằng
gas.phần nằm dưới mực chất lỏng sẽ có chiều cao đúng bằng
huỷ (chú ý chiều cao của miệng ống và chỗ uốn cong của ống siphon chênh nhau 5cm)
- Lắp đặt:
Hoạt động: Đổ nước vào trong chai, nước ngập ống một đoạn từ 10 (hoặc 15cm). Đánh dấu mực nước trong chai
1/3lớp
chiều
cao củađược
cột chất
lỏng với
(bùn
lỏng).
dụ,không
nếu bùn
trong
huỷ sâu 1,5m thì đầu mút của
Hai
polyetylen
áp chặt

nhau
saoVícho
cònlỏng
không
khí hầm
giữa phân
khe hở.
để tham khảo và thêm nước khi cần thiết. Nếu áp suất khí gas đạt và vượt hơn 10cm (hoặc 15cm) cột nước thì khí
Kĩ thuật buộc: để túi căng phồng lên khi bơm gas vào, hai đầu của túi được gấp lại từ ngoài vào trong, dây cao
ống
thoát
dưới
mực
chất
đúng
50cm.
gas sẽ
nổiphải
bongnằm
bóng
trong
ống
và lỏng
trồi lên
trong
chai.
su được dùng để buộc chặt.
Chèn một ống dài 30cm có gắn chữ T ở đầu kia vào túi để dẫn khí (PVC φ21). Áp suất tự tạo trong túi khi túi
căng sẽ dẫn dòng khí về bếp lò.

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BIOGAS

Quy mô nhỏ ở hộ gia đình

-

Đun nấu.
Máy phát điện chạy bằng Biogas
Đèn sử dụng khí Biogas

Quy mô lớn hơn

-

Nhà máy sử dụng Biogas cung cấp điện
Xe hơi, tàu hỏa chạy bằng nhiên liệu Biogas


LOGO

Thank You !
Add your company slogan

www.themegallery.com