ĐỀ tài xử lý CHẤT THẢI CHĂN NUÔI BẰNG CÔNG NGHỆ BIOGAS

Tài liệu tham khảo tiểu luận xử lý nước thải về Đề tài " Xử lý nước thải trong chăn nuôi bằng công nghệ Biogas ". Các trại chăn nuôi xử lý chất thải thông qua việc xây dựng các bể biogas có dung tích 500m3 theo kỹ thuật UASB. Tuy nhiên hệ thống này chỉ xử lý nước thải chứ chưa xử lý côn trùng và mùi. Do...

ĐỀ TÀI: “XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI

BẰNG CÔNG NGHỆ BIOGAS”

Nhóm 1.1

Nội dung

1.Tìm hiểu chung về Biogas

1.1 Khái niệm1.2 Cơ sở khoa học của biogas1.3 Nguyên liệu và cách xử lý nguyên liệu1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của Biogas

2 Các loại hầm biogas

2.1 Phân loại

2.2 Thiết kế - Lắp đặt ( loại hầm nắp cố định, dạng túi nilong, mô hình VACVINA cải tiến và hầm phủ bạt HPDE)

2.3 Quá trình vận hành hầm ủ Biogas

3 Ứng dụng

1.Tìm hiểu chung về Biogas

1.1 Biogas là gì?

-Khái niệm: Biogas là viết tắt của biological

gas là hỗn hợp khí sinh ra từ quá trình

phân hủy chất hữu cơ dưới tác động của

vi sinh vật trong môi trường yếm khí.

-Thành phần Biogas : CH4, CO2, N2 ,H2, H2S

…, trong đó CH4, CO2 là chủ yếu.

1.2 Cơ sở khoa học của công nghệ Biogas

1.2.1 Nhóm vi sinh vật Biogas

-Nhóm vi khuẩn không sinh

Metan

+Nhóm vi khuẩn lên men: thủy phân

các chất hữu cơ phức tạp, không tan

thành các chất hữu cơ đơn giản và tan được

+Nhóm vi khuẩn sinh axetat và hydro: phân hủy tiếp các

chất sinh ra trong giai đoạn đầu như axit propionic và các axit dễ bay hơi, axit hữu cơ đa vòng thơm và

alcohol…(những chất này không thể được sử dụng trực tiếp bởi các vi khuẩn sinh metane) thành axit

axetic, CO2, H2 ,

-Nhóm vi khuẩn sinh mêtan: chuyển hóa các

axit axetic, CO2, H2, axit formic, được

sinh ra từ giai đoạn thứ nhất và thứ hai

thành CH4 và CO2 Nhóm vi khuẩn này là nhóm vi khuẩn kỵ khí nghiêm ngặt, rất

nhạy cảm với oxy và các chất oxy hóa.

Mối quan hệ giữa các nhóm vi khuẩn :

chúng tạo nhiên liệu, điều kiện và môi

trường thuận lợi cho nhau cùng phát triển

-là một quá trình lên men phức tạp xảy ra rất nhiều phản ứng và cuối cùng tạo khí CH4, CO2.

-Quá trình này được thực hiện theo nguyên tắc phân huỷ kỵ khí, dưới tác dụng của vi sinh vật yếm khí Trải qua 3 giai đoạn:

+ Giai đoạn I ( thủy phân )

+ Giai đoạn II ( sinh axit)

+ Giai đoạn III ( sinh mêtan)

1.2.2 Quá trình tạo khí sinh học

Các giai đoạn của quá trình tạo khí sinh học

Acid propionic, Acid butyric, các rượu khác và các thành phần khác

Khối vi khuẩn

H2, CO2Acid acetic

Khối vi khuẩn

CH4, CO2

Giai đoạn I Giai đoạn II Giai đoạn III

1.3 Nguyên liệu sản xuất biogas và cách xử lý

+Phân hữu cơ nguồn gốc từ chuồng nuôi (bò, lợn, gà).

+Rác thải hữu cơ, rác thải sinh hoạt dễ phân hủy.

+Ngoài ra có thể sử dụng bèo Lục Bình,…

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

38,541,728,46,7831,3

7,989,337,0210,216,8

0,380,700,830,311,20

0,100,200,47 1,20

20-2520-2520-25 7-15

Khả năng cho phân và thành phần hoá học của phân gia súc,gia cầm :

Xử lý nguyên liệu nạp vào Biogas

- Nạp nguyên liệu lần đầu: Chuẩn bị 700 - 800kg phân tươi làm nguyên liệu ban đầu

- Làm lỏng phân gia súc và chất thải chăn nuôi, cắt nhỏ rác thải như rau, cỏ ăn thừa của gia súc, một phần rơm rạ,

thân cây ngô già, bèo tây, …

- 15-20 ngày sau khi nạp nguyên liệu ban đầu, không nên nạp nguyên liệu bổ sung để giữ cho quá trình lên men đạt trạng thái ổn định

- Sau thời gian nói trên, cần nạp nguyên liệu bổ sung và lấy phần bã đã phân huỷ đi Lượng bổ sung vào bằng lượng lấy đi, không nên nạp quá nhiều hay quá ít

- Nạp nguyên liệu thường xuyên hàng ngày chính là lượng phân từ chuồng trại và từ hố xí trực tiếp chảy thẳng vào hầm

- Lượng nước cũng được bổ sung sao cho tỉ lệ giữa phân

và nước là 1 : 5 (nghĩa là 1 phân : 5 nước)

1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của bể Biogas

 Môi trường yếm khí

 Thời gian lưu

 Các độc tố gây trở ngại quá trình lên men

 Lượng nguyên liệu nạp

 Chất khoáng trong nguyên liệu nạp

 Khuấy trộn

 Một số yếu tố khác

Ảnh hưởng của các loại phân đến sản lượng và thành phần của khí thu được :

Nguyên liệu Sản

lượng khí

m3 /kg phân khô

57 69 60 68

10 9 30 20 21

2.2 Thiết kế- Lắp đặt- Vận hành:

Xác định thể tích Hầm phân huỷ Biogas

Công thức để tính thể tích hầm Biogas cho các

trang trại nuôi heo.

V= Vck + 6nLT

Trong đó: n là lượng heo nuôi thường xuyên trong

gia đình (con).

L là lượng chất thải bình quân mỗi ngày từ

1 con heo (lit/con.ngày).

T là thời gian lưu (ngày).

* Nhược điểm:

- Áp suất khí thay đổi.

-Chi phí cao ( ở 1 số nước, do vật liệu xây dựng hiếm, như xi-măng ở Châu Phi ).

-Đòi hỏi kỹ thuật xây dựng cao.

-Khí thẩm thấu qua vòm thường là vấn

đề chính đáng lo ngại của hầm sinh khí loại này.

-Loại này thường dễ bị nứt sau một thời gian sử dụng nếu như xây không đạt yêu cầu.

Loại hầm sinh khí kiểu túi nilong

* Nguyên lý hoạt động: Các chất thải sau quá trình phân

hủy sẽ tạo khí, chúng bị đẩy dần về phía cuối túi gas và chảy ra hố chứa ở dạng bùn loãng, bùn đó sẽ không còn bốc mùi, giòi bọ nữa

Loại hầm sinh khí kiểu túi nilong

*Ưu điểm:

-Đào vị trí nông, thích hợp với vùng có nước ngầm cao.

-việc lắp đặt hệ thống và vận hành đơn giản

-Chi phí cũng thấp.

-Do thành mỏng nên có thể tăng năng suất khi được mặt trời chiếu sáng, tăng hiệu suất phân hủy.

* Nhược điểm:

- Dễ bị hư hỏng và việc sửa chữa có khó khăn

- Cần sửa chữa thường xuyên, và có

biện pháp bảo vệ

- Áp suất khí thấp, không thích hợp cho

chiếu sáng bằng biogas.

- Tuổi thọ thấp, nhất là khi hầm bị nắng

chiếu trực tiếp (dưới 2 năm).

- Nhạy cảm với thay đổi nhiệt độ môi trường

- Đòi hỏi diện tích bề mặt lớn.

Mô hình biogas cải tiến VACVINA

kết hợp giữa mô hình hầm xây có vòm cuốn của Trung Quốc, mô hình túi ủ Biogas bằng chất dẻo Cô-lôm-bia và mô hình bể phốt tự hoại.

Ưu điểm của Hầm VACVINA cải tiến:

- xây dựng đơn giản và dễ dàng.

- Nắp hầm có thể tận dụng làm nền chuồng, đỡ tốn diện tích.

- chất thải từ hố xí cũng được đưa luôn vào bể này Do vậy, không

cần phải đầu tư thêm việc xây hố xí tự hoại.

- Việc nạp phân gia súc vào hầm cho phép thực hiện theo cách rơi

tự do từ một hệ thống ống si-phông vào hầm, cũng như chất thải của người được nạp vào hầm dễ dàng và liên tục hàng ngày Do đó váng trong hầm phân huỷ không có điều kiện phát triển, khí biogas sản xuất trong điều kiện ổn định.

- Giá thành xây dựng rẻ hơn nhiều (= gần 55% giá thành hầm nắp

vòm có cùng thể tích).

Quy trình xây dựng theo mô hình VACVINA

 Lắp đặt thiết bị: thiết bị đầu vào,

thiết bị đầu ra, van an toàn, hệ thống túi dự trữ gas, bếp Biogas.

 Lấp đất xung quanh hầm

- Kỹ thuật xây dựng đơn giản, thể tích lớn.

- Đảm bảo được độ kín nên hiệu quả cao trong suốt quá trình sử dụng công trình.

- Bảo trì (hút bùn cặn) dễ dàng

- Chi phí vận hành, bảo dưỡng thấp

- Chi phí đầu tư rẻ (1/5 giá thành so với hầm bê tông, tương đương 100.000 đ/m3 hầm).

- Tuổi thọ trung bình trên 10 năm, bạt HDPE lót đáy tuổi thọ 100 năm.

*Nhược điểm:

- Kém bền hơn so với các loại hầm xây bằng gạch.

- Dễ chịu ảnh hưởng bởi nhiệt độ bên ngoài.

- Dễ bị hỏng ( thủng) nếu có các yếu tố tác động.

2.3 Quy trình vận hành của hầm ủ biogas

3 Ứng dụng của công nghệ biogas 3.1 Quy mô hộ gia đình

3.2 Quy mô công nghiệp

Kiến nghị

Bên cạnh những lợi ích mà công nghệ biogas đem lại cũng tồn tại khá nhiều hạn chế, nổi cộm nhất đó là vấn đề ô nhiễm nguồn nước ngầm, phá hủy tàng ozon,

… Vậy một mặt chúng ta phát triển hơn nữa công nghệ

xử lý chất thải với biogas, mặt khác cần có những biện pháp khắc phục những hạn chế của Biogas để phát huy tối đa ứng dụng của nó

9 Trương Văn Bằng CNTYB_53 531000

10 Nguyễn Thị Kim Chi CNTYB_53 531003

11 Hoàng Thị Ngọc Điệp CNTYB_53 531012

12 Nguyễn Văn Duy CNTYB_53 531010

13 Chu Thị Huế CNTYB_53 531028

14 Bùi Ngọc Cường CNTYB_53 531006

15 Vi Thị Thu Hòa CNTYB_53 531023