Tài liệu Luận văn đề tài thiết kế hệ vi xử lý 4845

Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài  Đề Tài Nghiên cứu đánh giá tiềm năng về sản lƣợng Biogas và thực trạng sử dụng năng lƣợng biogas tại khu vực Đan – Hoài – Hà Nội Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL 1 Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài MỞ ĐẦU Năng lƣợng đóng vai trò rất quan trọng trong việc phát triển kinh tế của mỗi quốc gia, một quốc gia có thể phát triển đƣợc hay không là xem có thể đảm bảo đƣợc an ninh năng lƣợng hay không. Năng lƣợng hiện nay đang là vấn đề toàn cầu thu hút sự quan tâm của mọi quốc gia trên thế giới không chỉ bởi những hiệu quả lớn lao nó mang lại mà còn bởi những hậu quả nguy hại đối với trái đất. Vấn đề này đặc biệt cấp bách đối với Việt Nam khi Việt Nam là một trong năm nƣớc trên thế giới chịu tổn thƣơng nặng nề do biến đổi kh hậu theo đánh giá của iên Hợp Quốc. Vậy làm thế nào có thể cân bằng giữa sự phát triển kinh tế với vấn đề năng lƣợng c ng nhƣ môi trƣ ng ó là phải t m ra các ngu n năng lƣợng thay thế nhƣ năng lƣợng tái tạo bao g m: năng lƣợng mặt tr i, năng lƣợng gió, năng lƣợng sinh khối, địa nhiệt hay cả sóng biển đ và đang đƣợc triển khai mạnh m trên thế giới. Việt Nam trong những năm gần đây năng lƣợng tái tạo đ đƣợc quan tâm th ch đáng trong các chƣơng tr nh phát triển năng lƣợng quốc gia, trong đó năng lƣợng sinh khối và kh sinh học đƣợc chúng ta tập trung phát triển nhiều hơn cả. Với mong muốn t m hiểu sâu hơn về công nghệ tiềm năng l thuyết về sản lƣợng h sinh học, đặc biệt là h sinh học c ng nhƣ khả năng phát triển h sinh học định hƣớng thị trƣ ng ở Việt Nam, em đ tiếp cận và t m hiểu vấn đề này trong quá tr nh thực tập tại Trung tâm Công nghệ năng lƣợng và vật liệu mới – Viện hoa học nămg lƣợng. Ở đây, em đƣợc tiếp xúc với các dự án về tiết kiệm năng lƣợng c ng nhƣ các dự án về năng lƣợng mới và tái tạo. Qua đó, em đánh giá đƣợc những giá trị kinh tế mà các dự án này đem lại, đ ng th i các giá trị khác về lợi ch x hội c ng đƣợc xem xét nhƣ xóa đói giảm nghèo, giảm ô nhiễm môi trƣ ng. Bên cạnh đó, em c ng đ tham khảo các tài liệu từ Viện khoa học năng lƣợng, Trung tâm Công nghệ năng lƣợng và vật liệu mới và một số ngu n thông tin khác. Do vậy em chọn đề tài nghiên cứu trong đ án này là : “Nghiên cứu đánh giá tiềm năng về sản lƣợng Biogas và thực trạng sử dụng năng lƣợng biogas tại khu vực Đan – Hoài – Hà Nội” Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL 2 Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài N MN N N N Chương 1: Tình hình sử dụng năng lượng tái tạo & công nghệ sản xuất năng lượng biogas. Chương 2 : Chương 3: Đánh giá tiềm năng & hiện trạng sử dụng năng lượng biogas tại hai huyện Đan – Hoài – Hà Nội. (Đan Phượng – Hoài Đức) Đánh giá hiệu quả sử dụng NL biogas tại hộ gia đình thuộc khu vực Đan – Hoài – Hà Nội & đề suất giải pháp sử dụng năng lượng biogas hiệu quả. Sinh viên thực hiện. Ngô Thị Hoàng Mai Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL 3 Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài CHƢƠNG I: TÌNH HÌNH SỬ DỤNG NĂNG LƢỢNG TÁI TẠO & CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NĂNG LƢỢNG BIOGAS 1. TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƢỢNG TÁI TẠO TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1.1. Khái niệm Năng lƣợng tái tạo Năng lƣợng tái tạo là năng lƣợng thu đƣợc từ những ngu n liên tục mà theo chuẩn mực của con ngƣ i là vô hạn. Hầu hết các ngu n năng lƣợng tái tạo đều đƣợc bắt ngu n từ Mặt tr i. Nguyên tắc cơ bản của việc sử dụng năng lƣợng tái tạo là tách một phần năng lƣợng từ các quá tr nh diễn biến liên tục trong môi trƣ ng và đƣa vào sử dụng trong kĩ thuật. 1.2. Phân loại năng lƣợng tái tạo Phân loại năng lƣợng tái tạo theo ngu n gốc h nh thành : - Ngu n gốc từ bức xạ mặt tr i : Năng lƣợng mặt tr i, gió, thủy điện, sóng… - Ngu n gốc từ nhiệt năng trái đất : ịa nhiệt - Ngu n gốc từ hệ động năng Trái đất – Mặt trăng : Thủy triều - Các ngu n năng lƣợng tái tạo : Năng lƣợng Biogas, Biodiesel… 1.3 Năng lƣợng tái tạo trên thế giới Việc ứng dụng các ngu n năng lƣợng tái tạo đang đƣợc các nhà chức trách quan tâm bởi thị trƣ ng năng lƣợng thế giới hiện nay có nhiều biến động: - Năng lƣợng truyền thống nhƣ than, dầu… đang ngày càng cạn kiệt. - Ngu n cung cấp năng lƣợng biến động về giá cả. - Phát thải hiệu ứng nhà k nh gây hiện tƣợng nóng lên toàn cầu. - Năng lƣợng truyền thống gây ô nhiễm môi trƣ ng. Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL 4 Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài - Sử dụng năng lƣợng truyền thống gây ra sự biến đổi kh hậu dẫn tới hạn hán, l lụt trên toàn cầu. - Và do nhu cầu sử dụng năng lƣợng ngày càng cao. Năng lƣợng tái tại càng ngày đƣợc các quốc gia trên thế giới chú trọng phát triển hơn bởi so với các ngu n năng lƣợng truyền thống, năng lƣợng tái tạo có ƣu điểm vƣợt trội : - N TT sử dụng ngu n năng lƣợng có sẵn trong tự hiên và không gây ô nhiễm môi trƣ ng. - N TT giảm lƣợng ô nhiễm và kh thải từ các hệ thống năng lƣợng truyền thống. - Sử dụng N TT s làm giảm hiệu ứng nhà k nh. - Góp phần nào việc giải quyết vấn đề năng lƣợng. - Giảm bớt sự phụ thuộc vào sử dụng năg lƣợng hóa thạch. ƣợc biết, để chuẩn bị đối mặt với những khó khăn đến từ ngu n dầu mỏ, một số quốc gia trên thế giới đang đẩy mạnh các ứng dụng của năng lƣợng mới và năng lƣợng tái tạo. Theo ƣớc t nh của Bộ Năng ƣợng Hoa , nếu sử dụng tất cả ngu n nguyên liệu có thể tạo ra kh sinh học để dùng trong vận chuyển th lƣợng năng lƣợng này có thể làm giảm 500 triệu tấn khí cácbonic hàng năm, tƣơng đƣơng với với số lƣợng 90 triệu xe dùng trong một năm. V dụ : Thuỵ iển đ triển khai một dự án mang tên Biogas City, dƣới sự trợ giúp của nhóm chuyên gia đến từ h ng Volvo là các nhà kinh tế và bảo vệ môi trƣ ng. Những phƣơng tiện công cộng nhƣ xe bus, taxi hoạt động trong thành phố s sớm sử dụng hoàn toàn biogas từ năm 2008. Biogas City dự t nh s xây dựng hệ thống cung cấp với mật độ cứ 10 trạm bơm nhiên liệu thông thƣ ng s có một trạm Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL 5 Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài biogas. Ch nh phủ Thuỵ iển chịu trách nhiệm đảm bảo giá biogas rẻ hơn 30% so với xăng thông qua ch nh sách thuế. 1.4. Năng lƣợng tái tạo ở Việt Nam Từ những năm đầu của thập niên 60 của thế kỷ trƣớc, N TT đ bắt đầu đƣợc nghiên cứu ở Việt Nam nhƣng phải đến tận những năm cuối của thập niên 90 trở lại đây việc nghiên cứu ứng dụng cho mục đ ch cung cấp năng lƣợng nói chung và điện năng nói riêng phục vụ sinh hoạt và các hoạt động sản xuất ở nông thôn mới đƣợc quan tâm và phát triển. Một số dạng N TT ch nh đƣợc nghiên cứu và ứng dụng ở nƣớc ta nhƣ : năng lƣợng mặt tr i (N MT), năng lƣợng gió (N G), năng lƣợng sinh khối (N S ), năng lƣợng địa nhiệt (N 2. N), năng lƣợng thuỷ triều… TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƢỢNG BIOGAS TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 2.1. Khái niệm về Biogas Biogas hay kh sinh học là hỗn hợp kh methane (CH4) và một số kh khác phát sinh từ sự phân huỷ các vật chất hữu cơ. Methane c ng là một kh tạo ra hiệu ứng nhà k nh gấp 21 lần hơn kh carbonic (CO2). Sản xuất kh sinh học dựa trên cơ sở phân hủy kị kh các chất hữu cơ tự nhiên, hay còn gọi là quá tr nh lên men methane. 2.2. Thành phần Thành phần ch nh của Biogas là CH4 (50 - 60%) và CO2 (30%), còn lại là các chất khác nhƣ hơi nƣớc N2, O2, H2S, CO… đƣợc thuỷ phân trong môi trƣ ng yếm kh , xúc tác nh nhiệt độ từ 20 - 400C. Nhiệt trị thấp của CH4 là 1012 Btu/ft3 (37,71.103 KJ/m3), do đó có thể sử dụng biogas làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong. ể sử dụng biogas làm nhiên liệu th phải xử l biogas trƣớc khi sử dụng tạo nên hỗn hợp nổ với không khí. H2S có thể ăn mòn các chi tiết trong động cơ, sản phẩm của nó là SOx c ng là một kh Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL 6 Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài rất độc. Hơi nƣớc có hàm lƣợng nhỏ nhƣng ảnh hƣởng đáng kế đến nhiệt độ ngọn lửa, giới hạn cháy, nhiệt trị thấp và tỷ lệ không kh /nhiên liệu của Biogas. 2.3. Tiềm năng Biogas trên thế giới Việc giá dầu thô liên tục tăng đ gây sức ép đối với các nhà khoa học thế giới trong việc t m kiếm ngu n nhiên liệu mới. Và biogas hiện đang đƣợc coi là một l i giải hoàn hảo cho bài toán kinh tế đ ng th i c ng làm vừa lòng các nhà hoạt động môi trƣ ng. Các nhà môi trƣ ng học đ kết luận, quá tr nh sản xuất biogas giảm tới 40% kh thải cacbonic do đƣợc sản xuất thông qua quá tr nh phân huỷ các chất thải hữu cơ của ngành nông nghiệp, lâm nghiệp và các hoạt động sinh hoạt của con ngƣ i. Năm 1884, nhà Bác học Pháp ouis Pasteurs tiên đoán: "Biogas sẽ là nguồn nhiên liệu thay thế cho than đá trong tương lai". Nhƣng tới khi khoa học kỹ thuật phát triển nhƣ ngày nay, biogas mới bắt đầu đƣợc chú . Nguyên nhân quan trọng thu hút sự quan tâm của giới nghiên cứu tới biogas là cách thức và nguyên liệu để sản xuất ra nó. 2.4 Tiềm năng Biogas tại Việt Nam Hình 1.1: Hệ thống sản xuất Biogas Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL 7 Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài Bởi 80% dân số Việt Nam sống ở nông thôn, nên ngu n kh biogas đƣợc xem là rất d i dào. ây là vấn đề quan trọng trong việc tiết kiệm ngu n năng lƣợng dầu mỏ hiện nay. Bảng 1.1: Tiềm năng biogas tại Việt Nam Ngu n nguyên liệu Tiềm năng (triệu m3) Dầu tƣơng đƣơng (triệu TOE) Tỉ lệ (%) Phụ phẩm cây trồng 1788,973 0,894 36,7 1. Rơm rạ 2. Phụ phẩm các cây trồng khác 1470,133 318,840 0,735 0,109 30,2 6,5 3055,678 1,525 63,3 441,438 495,864 2118,376 0,221 0,248 1,059 8,8 10,1 44,4 hất thải của gia súc 1. Trâu 2. Bò 3. Lợn Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL 8 Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài Tổng 4844,652 2,422 100,0 (Nguồn: http://www.scribd.com/doc/16272764/Biogas) Tuy hiện tại, giá thành biogas vẫn cao hơn so với các loại nhiên liệu chế biến từ dầu mỏ, nhƣng với t nh h nh giá dầu thô tăng cao nhƣ hiện nay, khoảng cách đó s dần bị thu hẹp trong tƣơng lai. Việc sử dụng biogas không chỉ giải quyết vấn đề năng lƣợng, mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trƣ ng. ây là ngu n năng lƣợng tái sinh làm giảm hiệu ứng nhà k nh trong bầu kh quyển. Tại Việt Nam, việc t m kiếm những ngu n nhiên liệu sạch với môi trƣ ng c ng đ đƣợc quan tâm nhiều hơn. Trong tƣơng lai, rất có thể biogas c ng s là một sự lựa chọn thực sự thân thiện với môi trƣ ng. Ngu n kh sinh học (biogas) từ b i rác chôn lấp, phân động vật, phụ phẩm nông nghiệp hiện mới đang đƣợc ứng dụng trong đun nấu. do, đây là ngu n phân tán, t sản xuất điện. Ƣớc t nh cả nƣớc có chừng 35000 hầm biogas phục vụ cho đun nấu gia đ nh với sản lƣợng 500 – 1000 m3 kh / năm mỗi hầm. Tiềm năng l thuyết của biogas ở Việt Nam là khoảng 10 tỉ m3/ năm (1 m3 khí tƣơng đƣơng 0,5 kg dầu). Hiện tại đang có một số thử nghiệmdùng biogas để phát điện. 3. MỘT VÀI CÔNG NGHỆ SẢN SUẤT BIOGAS TẠI VIỆT NAM 3.1 Khái quát về công nghệ Biogas. Công nghệ Biogas là công nghệ sản xuất kh sinh học, là quả tr nh ủ phân rác, phân hữu cơ, bùn cống r nh, để tạo ra kh sinh học sử dụng trong hộ gia đ nh hay trong sản xuất. Ngu n nguyên liệu chủ yếu để sản xuất kh sinh học là ao bùn, phế liệu, phế thải trong sản xuất nông lâm nghiệp và các hoạt động sống, sản xuất và chế biến nông lâm sản. Phân động vật và các chất thải rắn nhƣ rơm rạ rất th ch hợp cho lên men kỵ kh . Vi sinh vật thƣ ng hay sử dụng ngu n hữu cơ cacbon nhanh hơn sử Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL 9 Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài dụng nitơ khoảng 30 lần. Do vậy nguyên liệu có tỉ lệ C/N là 30/1 s th ch hợp nhất cho lên men kỵ kh . Trong thực tế, ngƣ i ta thƣ ng đảm bảo tỉ lệ trên trong khoảng 20 – 40. Phân gia súc có tỉ lệ C/N trong giới hạn này, nên rất th ch hợp và đƣợc xem là nguyên liệu chủ yếu để sản xuất Biogas. Bảng 1.2: Khả năng cho phân và thành phần hóa học của phân gia súc, gia cầm Vật nuôi hả năng cho phân của 500 kg vật nuôi/ngày Thành phần hóa học (% khối lƣợng phân tƣơi) Thể t ch (m3) Trọng lƣợng tƣơi (kg) Chất tan dể tiêu Nitơ Photpho Tỷ lệ C/N 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 ợn 0,028 28,4 7,02 0,83 0,47 20 – 25 Trâu bò - 6,78 10,2 0,31 - - Gia cầm 0,028 31,3 16,8 1,20 1,20 7 – 15 (Nguồn: http://www.scribd.com/doc/16272764/Biogas) Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL 10 Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài Bảng 1.3: Ảnh hƣởng của các loại phân tới sản lƣợng và thành phần khí thu đƣợc Nguyên liệu Sản lƣợng kh (m3/kg phân khô) Hàm lƣợng CH4 (%) Th i gian lên man (ngày) Phân bò 1,11 57 10 Phân gia cầm 0,56 69 9 Phân gà 0,31 60 30 Phân lợn 1,02 68 20 Phân ngƣ i 0,38 - 21 (Ngu n: http://www.scribd.com/doc/16272764/Biogas) 3.2 Cơ sở lí thuyết của công nghệ sản xuất Biogas Dựa vào các vi khuẩn yếm kh để lên men phân hủy kỵ kh các chất hữu cơ sinh ra một hỡn hợp kh có thể cháy đƣợc: H2 , H2S , NH3 , CH4 , C2H2 … trong đó CH4 là sản phẩm kh chủ yếu (nên còn gọi là quả trình lên men khí metan). Hình 1.2: Sơ đồ Quá trình lên men khí metan Giai đoạn 1 Giai đoạn 2 Giai đoạn 3 hối vi khuẩn hối vi khuẩn Chất hữu cơ, carbohydrate, chất béo, protein H2 , CO2 Acid acetic hối vi khuẩn CH4 , CO2 Acid propionic Acid butyric , Các rƣợu khác & các thành phần khác Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL H2 , CO2 Acid acetic 11 Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài Tác dụng của vi Vi khuẩn Vi khuẩn sinh khuẩn lên men acetogenic khi Metan + Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lên men: - iều kiện kỵ kh : không có O2 trong dịch lên men Nhiệt độ: Quy mô nhỏ thực hiện ở 30 – 350C, quy mô lớn có cơ kh hóa và tự động hóa thực hiện ở 50 – 550C. - ộ pH: 6,5 – 7,5 (nếu < 6,4 th vi khuẩn giảm sinh trƣởng và phát triển). - Tỉ lệ Cacbon/Nitơ: 30/1 là tốt nhất. - Tỉ lệ pha lo ng : tỉ lệ nƣớc/phân dao động từ 1/1 tới 7/1. Tỉ lệ pha lo ng đối với phân bò là 1/1, phân lợn là 2/1 đang đƣợc phổ biến nhất. - Sự có mặt của không kh và độc tố : tuyệt đối không có oxy. Các ion NH4, Ca, K, Zn, SO4 ở n ng độ cao có ảnh hƣởng tới sinh trƣởng và phát triển của vi khuẩn sinh metan. - ặc t nh của nhiên liệu. Tốc độ bổ sung nguyên liệu: bổ sung đều đặn th sản lƣợng kh thu đƣợc cao. - huấy đảo môi trƣ ng lên men : tăng cƣ ng sự tiếp xúc cơ chất. Th i gian lên men : 30 – 60 ngày. 3.3. Quy trình sản xuất Biogas Quy tr nh sản xuất Biogas tuân theo 3 giai đoạn ch nh: - Giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu: Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL 12 Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài Chọn lọc và sử l nguyên liệu phù hợp với yêu cầu sau: giàu xenluloza, t ligin, NH4 ban đầu khoảng 2000 mg/1, tỉ lệ C/N từ 20 – 30, hòa tan trong nƣớc ( hàm lƣợng chất khô từ 9 – 9,4%, với chất tan dễ tiêu khoảng 7%) - Giai đoạn lên men: lên men theo mẻ, liên tục hoặc bán liên tục. - Giai đoạn sau lên men: thu và làm sạch kh . Hình 1.3: Sơ đồ Nguyên lí công nghệ lên men Tái sử dụng Nguyên liệu (phân, rác…) Bùnthải ò phản ứng kh sinh metan Phối chế (nguyên liệu, nƣớc) Bùn thải Nƣớc Bổ sung giống VSV ra Xử l Sử dụng Thu khí Nƣớc ra em sử dụng hoặc sử l hiếu kh tiếp Mùn (chế biến phân bò) 3.4. Công nghệ hầm Biogas trên thế giới và Việt Nam Qua t nh h nh nghiên cứu và phát triển năng lƣợng Biogas trên thế giới trong những năm qua, hiện trạng các hệ thống công nghệ năng lƣợng Biogas trên thế giới c ng nhƣ ở Việt Nam đƣợc phát triển theo mô h nh VACB và ba xu hƣớng phát triển công nghệ năng lƣợng Biogas ch nh nhƣ sau: 1. Xu hƣớng thứ nhất ở các nƣớc công nghiệp phát triển phần lớn các cơ sở sản xuất kh sinh học triển khai trên quy mô công nghiệp (ở các nhà máy sản xuất kh sinh học cỡ lớn). Ngu n nguyên liệu ch nh đƣợc sử dụng là chất thải của các Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL 13 Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài thành phố, các khu công nghiệp và cả các phế liệu nông nghiệp. h sinh học từ các nhà máy này đƣợc sử dụng làm nguyên liệu cung cấp cho các nhà máy hóa chất, hoặc đƣợc sử dụng làm chất đốt phục vụ sinh hoạt. 2. Xu hƣớng thứ hai phát triển trên quy mô bán công nhiệp (ở những bể sản xuất kh sinh học cỡ vừa). Các bể này phần lớn sử dụng các chất thải của các x nghiệp thực phẩm làm nguyên liệu. h sản xuất ra đƣợc dùng trực tiếp để cung cấp năng lƣợng điện (cho các động cơ đốt trong), làm chất đốt sinh hoạt, chế biến nông sản, làm nhiên liệu chạy các động cơ máy nông nghiệp. ại diện cho xu hƣớng này là Ấn ộ và một số nƣớc Châu Á. 3. Xu hƣớng thứ ba phát triển trên quy mô các bể phân hủy cỡ nhỏ, phục vụ nhu cầu chất đốt sinh hoạt và thắp sáng trong phạm vi từ 1 đến 3 gia đ nh. Trong đó, ở Việt Nam Hiện trạng công nghệ biogas đang ứng dụng mạnh theo xu hƣớng thứ 2 và thứ 3. Trong đó xu hƣớng thứ 3 hiện đang phát triển phổ biến và đ đem lại những hiệu quả nhất định trong những năm qua. Hầm kh sinh học là thiết bị thực hiện quá tr nh biến đổi sinh khối thành kh sinh học. Một trong các yêu cầu quan trọng nhất đối với hầm kh sinh học là phải k n để các chủng vi khuẩn kỵ kh hoạt động b nh thƣ ng tạo ra metan. Từ khi bắt đầu t m ra kh sinh học đƣa vào ứng dụng cho tới nay các mô hình biogas đ không ngừng thay đổi nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lƣợng biogas đ đƣợc nhiều quốc gia trên thế giới áp dụng, và cải tiến. Hiện nay, Trên thế giới c ng nhƣ ở Việt Nam đang sử dụng các loại hầm kh sinh học hầm có nắp trôi nổi, hầm có nắp cố định và hầm làm bằng chất dẻo đều có cấu tạo g m các thành phần ch nh là: - Cửa nạp nhiên liệu. - Bu ng lên men, phân hủy và tạo kh . - Bu ng chứa kh (Hệ thu kh g m: van, đƣ ng ống, các thiết bị đo lƣ ng) - Ngăn tháo cặn bùn đ lên men. Hình 1.4: Hầm sinh khối có lắp trôi nổi Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL 14 Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài Hình 1.5: Thiết bị sản xuất khí sinh học túi chất dẻo Hình 1.6: Hầm sinh khối lắp cố định Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL 15 Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài Hiện nay công nghệ Biogas theo hai mô h nh T1 và T2 là khá phổ biến bên cạnh đó một số đơn vị có cải tiến các mô h nh này nhƣ Viện hoa học năng lƣợng, v.v. nhằm nâng cao hiệu quả của việc sử dụng năng lƣợng biogas. Dự án áp dụng công nghệ kh sinh học nắp cố định vòm cầu kiểu phân giải từ 4,2 m3 đến 48,8m3. T1 và T1 và T2 có thể t ch T2 là hai thiết kế mẫu đƣợc xây dựng theo tiêu chuẩn ngành 10TCN 492:499-2003 và 10TCN 97:102-2006 do Bộ Nông nghiệo và PTNT ban hành. Hình 1.7: Thiết bị khí sinh học nắp cố định kiểu KT.1 iểu T1 đƣợc ứng dụng tại những vùng có nền đất tốt, mực nƣớc ngầm thấp, có thể đào sâu và diện t ch mặt bằng hẹp. Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL 16 Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài iểu T2 phù hợp với những vùng có nền đất yếu, mực nƣớc ngầm cao, khó đào sâu và diện t ch mặt bằng rộng. Hình 1.8: Thiết bị khí sinh học nắp cố định kiểu KT.2 3.5 Ứng dụng  ản suất phân hữu cơ vi sinh “Phân hữu cơ vi sinh là sản phẩm chứa các vi sinh vật sống đ đƣợc tuyển chọn có mật độ phù hợp với tiêu chuẩn ban hành, thông qua các hoạt động sống của chúng tạo nên các chất dinh dƣỡng mà cây tr ng có thể sử dụng đƣợc (N, P, , S, Fe…) hay các hoạt chất sinh học, góp phần nâng cao năng suất và chất kƣợng nông sản. Phân VSV phải đảm bảo không gây ảnh hƣởng xấu tới ngƣ i, động thực vật, môi trƣ ng sinh thái và chất lƣợng nông sản.” (Ngu n: Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6168 - 1996) Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL 17 Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài Hình 1.9: Sơ đồ tổng quát Quy trình sản xuất Phân hữu cơ vi sinh Biogas sử dụng làm chất đốt Phụ phẩm Nông nghiệp và rác thải sinh hoạt Biovac Phần gia súc Phân người Ủ kị khí Không hoàn toàn Hầm Biogas Dịch thải biogas Phân hữu cơ Vi sinh hi các hộ gia t nh tận dụng đƣợc các loại phế phẩm nông nghiệp và công lao động, th giá thành sản xuất ra 1 tấn phân VSV chỉ còn 80.000đ mua phế phẩm sinh học Biovac và chất xúc tác Bocat.  Máy phát điện khí sinh học: Chi ph đầu tƣ ban đầu cho việc sử dụng máy phát điện sinh học tƣơng đối cao và cần có kĩ năng vậ hành máy, song lại giúp tiết kiệm điện năng và điện áp luôn ổn định. Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL 18 Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài Hình 2.10. Mô hình lắp đặt máy phát điện hộ gia đình Bảng điều khiển Túi chứa khí Phụ tải Máy phát điện Lọc khí Hầm KSH + Loại nhỏ: - Máy phát điện công suất từ 2 – 5 kW có thể sử dụng đƣợc 2 chế độ riêng biệt: xăng hoặc kh Biogas, phù hợp với các hộ gia đ nh có quy mô chăn nuôi từ 10 – 10 đầu lợn. - Máy có hệ thống gas tự động. - iện đầu ra: iện 1 pha 2 dây,điện áp ổn định (220V) phù hợp chạy các TB điện hiện có trên thị trƣ ng. Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL 19 Tiềm năng Năng lượng Biogas tại 2 huyện Đan – Hoài + Loại lớn: Máy có công suất 10kW – 100 kW - Có 2 loại: điện 1 pha và điện 3 pha. - Sử dụng 100% kh Biogas để chạy máy phù hợp cho hộ gia đ nh chăn nuôi từ 100 đầu lợn trở lên. - iện áp dàu ra luôn ổn định ở mức 220V hoặc 380V. Tất cả các loại máy của công ty đƣợc bán trên thị trƣ ng luôn đƣợc dán tem và bảo hành 6 tháng kể từ ngày lắp đặt máy. + Hiệu quả kinh tế của loại máy nhỏ 3kW: - Giá thành 9.000.000 VND. ối với máy phát điện sử dụng xăng có công suất 3kW thƣ ng có mức tiêu tốn 1,3 l t/h. - Nhƣ vậy, để sử dụng 1 gi , chi ph phải trả: 1,3 × 17.000 = 22.100 (VND) - Th i gian hoàn vốn: 9.000.000/ 22.100 = 407,2 gi sử dụng. Vậy là với gần 17 ngày sử dụng máy, chúng ta đ hoàn vốn mua máy phát điện. Ngô Thị Hoàng Mai Đ1 – QLNL 20