Sử dụng khí biogas, phụ phẩm khí biogas an toàn và hiệu quả

Sử dụng khí biogas như thế nào?

Khí biogas hay còn gọi là khí sinh học (KSH) là một hỗn hợp khí bão hòa hơi nước, trong đó thành phần chủ yếu là mê tan (CH4) chiếm 50-75%, khí các bon níc (CO2) chiếm 19-38% còn lại là các khí khác như hydro sunfua (H2S), oxy (O2), ni tơ (N2),…Thành phần khí phụ thuộc vào loại nguyên liệu nạp.

Đối với các công trình KSH quy mô lớn và khí được sử dụng cho các loại thiết bị như bình đun nước nóng, máy phát điện …thì người ta phải lọc bớt các khí tạp để nâng cao hiệu suất và tăng tuổi thọ cho các thiết bị sử dụng khí.

Loại hơi nước

Phương pháp đơn giản nhất là lắp đường ống phải có độ dốc, đầu thấp nghiêng về hồ KSH và có các điểm thu nước đọng. Nếu đường ống dẫn khí dài thì khoảng 400-500m nên đặt một hộp kỹ thuật có lắp van xả nước đọng. Cuối cùng trước khi dẫn khí vào hệ thống lọc khí được dẫn qua một thiết bị ngưng để loại nốt lượng hơi nước có trong khí sinh học.

Lọc khí Hydro sunfua (H2S)

H2S là một loại khí không màu, có mùi trứng thối, khi tác dụng với nước tạo thành axit sunfuric (H2SO4) ăn mòn các bộ phận chế tạo bằng kim loại (kim phun của bếp, đèn KSH, máy phát điện…), vì thế cần phải loại bỏ H2S ra khỏi KSH để bảo vệ thiết bị và góp phần tăng hiệu quả sử dụng của thiết bị.

Có nhiều phương pháp lọc H2S trong KSH như phương pháp hóa học, phương pháp sinh học, lọc khô, lọc ướt. Tuy nhiên ở đây chỉ xét những phương pháp có chi phí hợp lý và hiệu suất lọc cao có thể áp dụng rộng rãi và thuận tiện. Phương pháp đầu tiên là sử dụng vật liệu lọc chế tạo từ than hoạt tính. Nguyên tắc của phương pháp này là các phân tử H2S sẽ hấp thụ và bám vào bề mặt của than hoạt tính, nhờ phản ứng o xy hóa xảy ra như sau: 2H2S + O2 -> 2S + H2O.

Ngày nay các bộ lọc khí biogas được chế tạo sẵn đã rất phổ biến, được các nhà cung cấp thiết bị gắn cùng với hệ thống để đảm bảo cho thiết bị hoạt động ổn định và hiệu quả

binh loc biogas
Bình lọc biogas

 

1. Bếp và đèn khí sinh học

Bếp và đèn khí sinh học là các thiết bị sử dụng khí rất thông dụng hiện nay. Bếp khí sinh học cũng giống như các bếp ga thông thường có nhiều chủng loại, nhưng 2 loại phổ biến nhất là bếp đơn và bếp đôi, có bộ phận đánh lửa tự động hoặc không. Cách sử dụng bếp KSH như sau:

Bếp đánh lửa tự động:

bếp biogas
bếp biogas

Đối với bếp không có bộ phận đánh lửa tự động thì quy trình thực hiện như sau: đưa mồi lửa tới gần mặt bếp -> từ từ mở van khí -> điều chỉnh van khí và lá gió để có được ngọn lửa như ý muốn. Khi chưa đặt nồi nấu ngọn lửa có thể vượt lên cao nhưng sau khi đặt nồi nấu thì ngọn lửa sẽ dàn đều ra xung quanh đáy nồi.

2. Sử dụng phụ phẩm KSH

Phụ phẩm KSH bao gồm cả nước xả và bã cặn rất giàu các chất dinh dưỡng cây trồng dễ hấp thụ như Ni tơ (N), Phốt pho (P2O5), Kali (K) và các khoáng vi lượng khác. Người ta nghiên cứu và thấy rằng 1 m3 phụ phẩm KSH chứa một lượng N tương đương với 1,2kg phân ure và một lượng P2O5 tương đương với 1,9 kg supe phốt phát. Tuy nhiên khối lượng nước xả chiếm tỷ lệ lớn trong tổng khối lượng phụ phẩm KSH nên việc vận chuyển đi xa nơi sản xuất sẽ gây tốn kém, sử dụng trực tiếp sẽ hiệu quả hơn. Một số phương pháp chế biến phân hữu cơ từ phụ phẩm KSH sẽ mang lại rất nhiều lợi ích cho người sử dụng. Sau đây là một số biện pháp chế biến phân hữu cơ từ phụ phẩm KSH.

2.1 Ủ phân compost

Nguyên liệu chính để ủ phân compost là nước xả sau hồ KSH và các phụ liệu khác (rơm rạ, cỏ khô, bèo tây, hay thân cây đậu, lạc, vừng…). Các bước ủ phân compost như sau:

Bước 1: Các loại phụ liệu được phơi héo, băm nhỏ (dài 2 cm – 3 cm) sau đó xếp thành lớp. Sử dụng các chế phẩm vi sinh (Trichoderma, Compost Marker) theo tỉ lệ 0,25% – 0,6% so với trọng lượng của các loại phụ liệu tưới lên đống nguyên liệu ủ trên và trộn đều;

Bước 2: Đưa toàn bộ hỗn hợp đã trộn chế phẩm vi sinh này bể ủ và tưới nước xả lên đống hỗn hợp theo tỉ lệ về khối lượng là 3 nước xả : 1 đơn vị nguyên liệu hỗn hợp sao cho toàn bộ khối nguyên liệu này được làm ướt bởi nước xả.

Bước 3: Hàng ngày tiếp tục tưới đều nước xả lên đống nguyên liệu ủ theo công thức: 15 lít nước xả/100 kg nguyên liệu hỗn hợp. Kiểm tra nhiệt độ trong đống ủ nếu thấy đống phân nóng lên thì tăng số lần bổ sung nước xả lên 2-3 lần trong ngày và nén chặt đống phân ủ hơn.

Bước 4: Sau 2-3 tuần ủ thì bổ sung supe lân theo tỉ lệ 2% – 5% về trọng lượng vào đống phân ủ, sau đó đảo trộn thật đều và nén chặt (Hình 4.7). Sau thời gian ủ thường kéo dài từ 40 – 60 ngày là có được phân compost sử dụng cho cây trồng.

2.2 Chế biến phân hữu cơ từ sản phẩm lắng cặn của hồ KSH

Nguyên liệu sử dụng: phụ phẩm cây trồng kết hợp với lắng cặn thu được từ hồ khí sinh học. Cách làm như sau:

Nguyên liệu được băm chặt nhỏ, trộn đều đổ thành từng lớp trong bể chế biến, giữa các lớp phụ phẩm nông nghiệp là một lớp lắng cặn. Các lớp nguyên liệu được xếp lần lượt như vậy cho đến khi đầy bể hoặc đống nguyên liệu có độ cao tới 1,5 m.. Bể nguyên liệu được đậy kín bằng các loại như lá dừa, lá chuối hoặc bạt mỏng. Hàng ngày duy trì độ ẩm của hố ủ bằng cách tưới nước xả từ hồ KSH theo mức 15 lít/100 kg nguyên liệu tươi. Khi nhiệt độ trong hố ủ lên đến 40-500C thì phải bổ sung nước xả nhiều lần trong ngày và nén chặt sau mỗi lần tưới nước xả đồng thời cũng phải đảo trộn vài lần để nguyên liệu được đồng đều. Lần đảo trộn đầu tiên thực hiện sau khi ủ được 1-2 tuần. Lần đảo trộn thứ hai sau lần thứ nhất khoảng 2 tuần. Sau khi đào trộn lần thứ 2 cần tiếp tục ủ 3-4 tuần , đống ủ đã hoai, mục, có thể đem ra sử dụng được.