Xem mẫu
- 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 :
Khả năng cho phân Thành phần hoá học
hàng ngày của ( % khối lượng phân tươi )
500kg v.nuôi
Vật nuôi
Thể Trọng Chất Nitơ Tỷ lệ
Photpho
lượng tan dễ
tích : Carbon /
tươi (kg) Nitơ
tiêu
m3
Bò sữa 0,038 38,5 7,98 0,38 0,10 20-25
Bò thịt 0,038 41,7 9,33 0,70 0,20 20-25
Lợn 0,028 28,4 7,02 0,83 0,47 20-25
Trâu ---- 6,78 10,2 0,31 ---- ----
Gia cầm 0,028 31,3 16,8 1,20 1,20 7-15
- I.3 Xử lý nguyên liệu :
Nguyên liệu dùng để lên men tạo khí sinh
VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM
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
-
- Ảnh hưởng của các loại phân đến sản
lượng và thành phần của khí thu được :
Nguyên liệu Sản lượng Hàm lượng Thời gian
khí m3 /kg CH4 (%) lên men
phân khô (ngày)
Phân bò 1,11 57 10
Phân gia 0,56 69 9
cầm 0,31 60 30
Phân gà 1,02 68 20
Phân heo 0,38 ---- 21
Phân người VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM
- Pha chế nguyên liệu, và hỗn hợp khí sau khi
lên men ở 210C
Sản lượng khí Thành phần sau 21
ngày (%)
Nguyên liệu m3/ kg ng.liệu
24 ngày 80 ngày CH4 H2 CO2
Phân bò 0,063 0,21 60,0 1,1 34,4
Phân bò +0,4% bã mía 0,071 0,21 57,6 2,1 38,4
Phân bò +1% tro bếp 0,061 0,19 60,4 2,9 34,4
Phân bò + 1% cellulose 0,084 0,21 52,8 --- 44,0
Phân bò +0,4% bã mía
+1% urê 0,081 0,26 68,0 --- 30,6
Phân bò +1% lá tạp 0,081 0,22 68,0 --- ---
(1,7N)
- 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 :
VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM
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
- Quá trình lên men metan chia làm 3 giai đoạn :
Giai đoạn I Giai đoạn II Giai đoạn III
Khối Vi khuẩn
Khối Vi
Khuẩn
H2 ,CO2
Chất hữu cơ, Acid acetic Khối Vi
carbohydrates ,
khuẩn
chất béo ,
CH4,
protein .
CO2
Acid propionic , Acid
H2 , CO2
butyric ,Các rượu khác
và các thành phần khác Acid acetic
Tác dụng của vi khuẩn Vi khu ẩn Vi khu ẩn sinh
khí
lên men và thủy phân acetogenic Metan
- Giai đoạn I :
• Chất hữu cơ phức
tạp:
(PROTEIN, A.AMIN, LIPID)
closdium bipiclobacterium,
Vi bacillus gram âm không sinh
khuẩn 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 trường ở dưới 5 nên gây thối.
Các vi khuẩn tham gia trong pha này :
- Vi khuẩn Sản phẩm (acid) tạo
được
Bacillus cereus A.acetic, A.lactic
Bacillus knolkampi A.acetic, A.lactic
Bacillus megaterium A.acetic, A.lactic
Bacterodies succigenes A.acetic, A.sucinic
Clostridium carnefectium A.formic, A. acetic
Clostridium cellobinharus A.lactic, Etanol, CO2
Clostridium dissolves A.formic, A.acetic
Clostridium thermocellaseum A.lactic, A.sucinic, Etanol
Pseudomonas A.formic, A.acetic, A.lactic,
A.sucinic, Etanol
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
CO2, H2, rượu bậc I và rượu
Methanobacterium
bậc II
omelianskii
Methanopropionicum A.Propionic
Methanoformicum H2,CO2, A.formic
Methanosochngenii A.acetic
Methanosuboxydans Acid(butyric,valeric,
capropionic)
CO2, H2, A.acetic, Metanol
Methanosarcina barkerli
H2, A.formic
Methanococcusvanirielli
H2, A.formic
Methanorumin anticum
Acid( acetic, butyric )
Methanococcusmazei
Acid( acetic, butyric )
Methanosarcinamethanica
- Các phản ứng hoá học :
VSV trong Biogas- Nhóm IV. QM
p.tử CO2 + H2 + CH3COO-
Cao
. + C2H5COOH +
C3H8COOH
CH3COO- -
+ H2O CH4 +HCO + Q
3
+ HCO3- +H2O CH4 + H2O + Q
4H2
Các phản ứng sinh hoá xảy ra chủ yếu
trong quá trình lên men yếm khí :
- Phương trình Năng luợng
4H2 + H+ + HCO3- CH4 + 3H2O -136
TỪ FORMIATE
-130
4HCOOH CH4 + 3HCO3- + 3H+
HCOOH H2 + CO2
TỪ ACETATE
-30
CH3COO- +H2O CH4 +3HCO3-
TỪ PROPIONATE
+80
C2H5COO- +2H2O CH3COO- +3H2
. + CO2
C2H5COO- + 2H2O 7/4 CH3COO- -53
+ .. 5/4 H2O +3/2
H2O
- Phương trình Năng
lượng
METHANOL
4CH3OH + H2O CH3COO- + 3H+ + H2O -314
ETHANOL +2
C2H5OH +H2O CHCOO- + 5H2 + CO2 + H+ -96
C2H5OH + H2O 3/2CH4 +1/2CO2 +H2O
+84
PROPANOL
-118
C3H7OH +3H2O CH3COO- +5H2 +CO2 + H+
C3H7OH +3H2O 9/4CH4 + 3/4CO2 + 5/2H2O
nguon tai.lieu . vn
