Giải Chuyên đề Sinh học 10 Cánh diều Bài 13: Công nghệ ứng dụng vi sinh vật trong thu hồi khí sinh học và xử lí chất thải rắn

Quy trình thiết kế và sử dụng hầm biogas:

- Thiết kế hầm biogas: Đào hố → Thi công phần nền đáy → Xây thành bể biogas → Trát vữa tường → Đổ bê tông cho nắp bể → Chuẩn bị cốt thép và buộc cốt thép → Đổ nắp kĩ thuật → Lắp đặt thiết bị → San lấp đất quanh hầm.

- Sử dụng hầm biogas: Nạp nguyên liệu chính là phân vào hầm → Phân hủy chất tại tại bể phân giải sinh ra khí methane và các loại khí khác để sử dụng làm chất đốt → Nạp phân bổ sung vào hầm → Bảo quản hầm trong quá trình sử dụng.

Các nguồn nguyên liệu được sử dụng để sản xuất khí sinh học rất đa dạng và phong phú bao gồm:

- Các loại bùn từ ao tù, đầm lầy, cống rãnh, bùn trong xử lí nước thải bậc một và bậc hai.

- Các loại phân hữu cơ: các loại phân gia súc, gia cầm,…

- Các loại nước thải từ chăn nuôi, cơ sở chế biến thực phẩm và các ngành công nghiệp khác không có độc tố ức chế hoạt động của các vi sinh vật.

- Các loại phế phẩm, phụ phẩm từ nông nghiệp như rơm rạ, thân cây ngô, đậu, mùn cưa, trấu, vỏ cà phê,…

- Công nghệ lên men thu hồi khí sinh học gồm 3 giai đoạn:

+ Giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu: Các nguyên liệu cần nghiền nhỏ nếu có kích thước lớn, phối chế với nguyên liệu khác để đảm bảo tỉ lệ C/N là 20 – 30. Nguyên liệu cần được trộn kĩ với nước, rồi đánh tơi. Nguyên liệu và giống vi sinh vật sau đó được nạp vào bể lên men.

+ Giai đoạn lên men methane: Có thể tiến hành theo mẻ, bán liên tục hoặc liên tục tùy thuộc vào thiết kế của hệ thống lên men. Thời gian lưu nguyên liệu phụ thuộc vào loại nguyên liệu, nhiệt độ có thể duy trì hai chế độ khoảng 30 – 35^oC hoặc 50 – 55^oC.

+ Giai đoạn thu hồi khí: Khí được thu hồi thông qua hệ thống ống dẫn và van. Hỗn hợp khí cần được xử lí để tăng hàm lượng CH₄ và giảm mùi hôi.

- Vi sinh vật lên men sẽ được bổ sung vào bể lên men.

Các ứng dụng của khí sinh học: Ứng dụng dùng khí sinh học trong nông nghiệp và chăn nuôi để cung cấp năng lượng khí đốt, điện sinh hoạt.

Lợi ích từ việc sản xuất khí sinh học đối với môi trường sinh thái và con người:

- Tạo ra khí sinh học phục vụ nhu cầu sử dụng của con người như dùng làm khí đốt hoặc chuyển hóa thành điện năng.

- Các sản phẩm phụ từ quá trình sản xuất khí sinh học có thể được dùng làm phân bón hữu cơ, giúp gia tăng giá trị nông nghiệp.

- Góp phần làm giảm thiểu ô nhiễm môi trường do chất thải hữu cơ.