Khí sinh học là gì?
Khí sinh học là một loại khí hữu cơ gồm chủ yếu là khí metal (CH4), một số H2S, khí carbon dioxide (CO2) và hơi nước, được tạo ra sau quá trình ủ lên men các sinh khối hữu cơ phế thải nông nghiệp, chủ yếu là cellulose, tạo thành sản phẩm ở dạng khí. Khí sinh học là nguồn năng lượng tái tạo sạch, dễ dàng kiểm soát từ chất thải hữu cơ, có thể thay thế củi đun và nhiên liệu hóa thạch như khí gas tự nhiên trong nhiều trường hợp.
Cũng như quá trình tạo ra khí sinh học, quá trình phân hủy yếm khí cũng làm giảm nồng độ tác nhân gây bệnh và tạo ra nhiều chất dinh dưỡng thực vật làm giảm ô nhiễm môi trường và cải thiện năng suất cây trồng.
Nấu ăn, sưởi ấm, thắp sáng và hấp thụ lạnh là các công dụng trực tiếp nhất của khí sinh học, nhưng khí sinh học cũng có thể được sử dụng để chạy động cơ gas cho máy bơm và để phát điện.
Vì có nhiều năng lượng cần phải nén khí metal nên khí sinh học thường được lưu trữ trong một túi linh hoạt hoặc trống nổi và sử dụng làm nhiên liệu tại chỗ. Khi sử dụng, giá trị cao nhất của khí sinh học là nhiên liệu cho điện thoại di động, nồi chứa áp suất cao, và máy nén.
Tạo ra khí sinh học
Để tạo ra khí sinh học ở quy mô nhỏ và tương đối đơn giản với chi phí đầu tư khá thấp. Các thành phần chính của một hệ thống tạo ra khí sinh học hiệu quả bao gồm:
-
Bể nạp nguyên liệu và bể trộn.
-
Ống lối vào bể phân hủy.
-
Bể phân hủy.
-
Ống lối ra.
-
Bể chứa phụ phẩm.
-
Đường ống dẫn khí.
-
Thùng chứa khí.
-
Thiết bị đo áp suất.
-
Thiết bị sử dụng khí sinh học.
Khi chất thải được xử lý gần nguồn và phụ phẩm được sử dụng tại địa phương sẽ giảm thiểu chi phí vận chuyển và tiêu thụ.
Quy trình sản xuất khí sinh học
Quy trình sản xuất khí sinh học được phân ra 3 giai đoạn:
1. Giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu: Chọn lọc và xử lý nguyên liệu phù hợp với yêu cầu. Nguyên liệu để sản xuất rất đa dạng, phong phú, bao gồm:
-
Nông sản: Sắn, ngô, mía, củ cải đường…
-
Cây có dầu: Lạc, đậu tương, cây hướng dương, dừa, cọ dầu, jatropha…
-
Chất thải dư thừa: Sinh khối phế thải, rơm rạ, thân cây bắp, gỗ, bã mía, vỏ trấu…
-
Mỡ cá.
-
Tảo.
Tùy theo lợi thế về nguồn nguyên liệu của mỗi quốc gia, người ta lại chọn những loại nguyên liệu phù hợp để sản xuất khí sinh học.
2. Giai đoạn lên men: Lên men theo mẻ, liên tục hoặc bán liên tục.
3. Giai đoạn sau lên men: Thu và làm sạch khí.
|
Quy trình lên men khí sinh học. Ảnh minh họa
|
Ưu điểm của khí sinh học
-
Giảm thiểu lao động như chặt cây hoặc kiếm củi.
-
Quá trình tạo khí sinh học nhanh và dễ kiểm soát.
-
Không khói, không mùi do đó giảm kích thích mắt/đường hô hấp.
-
Bếp sạch sẽ.
-
Khí dư thừa có thể được sử dụng cho các hoạt động tạo thu nhập.
-
Bảo vệ môi trường.
-
Không mất chi phí tạo ra phụ phẩm, phụ phẩm có thể sử dụng làm phân bón tốt hơn so với phân xanh hoặc phân bón tổng hợp.
-
Giảm truyền mầm bệnh so với chất thải chưa được xử lý.