Tiểu Luận Tính toán thiết kế mô hình hầm biogas quy mô hộ gia đình

Thực tại ô nhiễm môi trường trong những thập niên gần đây đang là một vấn đề cấp bách của xã hội, hiện tượng ô nhiễm môi trường thì đang diễn ra khắp mọi nơi, đâu đâu cũng thấy rác thải và hiện tượng ô nhiễm trên các môi trường.và việc ô nhiễm trong nông nghiệp chăn nuôi hiện đang là một vấn đề cấp thiết đang đặt ra nhiều thử thách cho các nhà môi trường hiện nay.Cùng với việc tăng số lượng gia súc đã làm tăng số lượng chất thải chăn nuôi và gây ô nhiễm môi trường. Do đó việc đặt ra là quản lý chất thải chăn nuôi để vừa ngăn chặn tác nhân gây ô nhiễm từ chất thải này vừa tái tạo năng lượng phục vụ sản xuất đang là vấn đề đặt ra cho ngành chăn nuôi và các ngành công nghệ khác.
Vì vậy công nghệ biogas nói riêng và công nghệ khí sinh học nói chung đã vạch ra cho người chăn nuôi một hướng giải quyết mới trong việc lựa chọn phương án thiết kế thi công một công trình sử lý chất thải chăn nuôi một cách hiệu quả nhất. Hơn nữa, chất thải sau khi xử lý bằng công nghệ biogas đã được kiểm nghiệm và cho thấy đây là nguồn dinh dưỡng rất tốt cho cây trồng,vật nuôi và các loại động thực vật thủy sinh. Ngược lại, nếu chưa xử lý, chất thải chăn nuôi sẽ là nơi chứa nhiều mầm bệnh của các loại vi khuẩn gây bệnh, các chất hữu cơ, các chất chứa ni-tơ và axit photphoric do đó chúng có thể gây ô nhiễm nguồn nước mặt lẫn nước ngầm. Nước mặt ô nhiễm chảy xuống sông, suối, ao hồ gây hiện tượng làm giàu các chất dinh dưỡng trong nguồn nước. Khi phân hủy sẽ tạo ra mêtan và amôniắc,hidrosunfua là những chất có mùi hôi thối, đồng thời gây hiện tượng nóng lên của toàn cầu. Vì thế quản lý chất thải chăn nuôi bằng công nghệ biogas đã làm hạn chế phát thải, mang lại lợi ích thiết thực cho người sử dụng,và đặc biệt là mang lại một nguồn lợi ích không nhỏ cho người chăn nuôi.
Các chât hữu cơ như phân động vật, xác động vật và thực vật thường bị thối rữa và chuyển hóa thành các chất khác. Quá trinh này được gọi là quá trình phân hủy, diễn ra trong đó do rất nhiều tác động nhưng vai trò quan trọng nhất là của các vi sinh vật nhỏ bé mà mắt thường không thể thấy và chủ yếu là các vi khuẩn kị khí.Quá trình xẩy ra trong môi trường không có oxy nên được gọi là quá trình phân hủy kị khí. Sản phẩm khí thu được là một hỗn hợp khí gọi là khí sinh học,khí biogas. Thành phần chủ yếu của khí là khí CO[SUB]2[/SUB] ,CH[SUB]4[/SUB] và H[SUB]2[/SUB]O. Khí CH[SUB]4[/SUB] có thể cháy được nên được ứng dụng để làm chất đốt và ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác.
Trong thiên nhiên quá trình phân hũy kị khí của xác sinh vật cũng sảy ra ở đáy ao hồ nước đọng vì ở đó không có O[SUB]2[/SUB]. Khí sinh học trong trường hợp này được gọi là khí bùn ao hoạc là khí đầm lầy. Ngoài ra khí đốt thiên nhiên cũng có bản chất như khí sinh học. khi này được hình thành qua nhiều thời kì địa chất nên có hàm lượng CH[SUB]4 [/SUB]rất cao,khoản trên 90%. Ngoài ra quá trình phân hủy kị khí cũng xảy ra trong đường tiêu hóa của các động vật. khí này được tích tụ lai có thể dẫn đến bệnh đầy hơi ở động vật.
Ngày nay nhờ áp dụng hiện tượng phân hủy kị khí của xác sinh vật nói trên để sinh khí CH[SUB]4 [/SUB]thì công nghệ khí sinh học được áp dụng rất rộng rãi trong và ngoài nước để sử dụng làm khí đốt và giải quyết ô nhiễm môi trường. Nguyên liệu để sản xuất khí sinh học cũng là những chất rất phổ biến trong nền sản xuất nông nghiệp, đa số là những phụ phẩm của nông nghiệp và thường thì bị bỏ đi như: những hợp chất hữu cơ, phân các loại động vật, thân các loài thực vật như bèo cỏ, rơm rạ.
Quá trình sản xuất khí sinh học là quá trình tiến hành lên men sinh học cho các chất hữu cơ như : các chất thải nông nghiệp, phân và một số chất thải công nghiệp trong môi trường yếm khí để sinh ra khí metan, cacbondioxit và thành phần sunfithidro. Ngoài việc sản sinh ra các khí trên, việc lên men các chất hữu cơ còn thay đổi chúng thành những chất ở dạng nhão, có giá trị dinh dưỡng cao để làm phân bón cho cây trồng.một lợi ích phụ của quá trình này là tạo ra môi trường tốt cho sức khỏe của cộng đồng. vi khuẩn có hại sẽ bị quá trình lên men các chất hữu cơ hủy diệt và quá trình sinh khí sẽ hủy diệt các vi khuẩn gây mầm bệnh. Vi khuẩn sinh ra bệnh tật thông thường tập trung cao ở thể phân và nó đe dọa sức khỏe con người.
Do ba yếu tố có lợi nêu trên của quá trình sinh khí, nên sử dụng khí sinh học làm chất đốt, năng lượng là rất phù hợp trong khu vực nông nghiệp, nơi mà có nguồn dự trữ thức ăn sẵn.sản xuất khí sinh học sẽ cho một tiềm năng to lớn đối với các vùng thiếu năng lượng ở các nước kém và đang phát triển. một số nước đang phát triển có nguồn sinh khí to lớn đang chờ đợi để khai thác.vậy công nghệ khí sinh học đang mở ra một hướng đi mới góp phân giải quyết vấn đề năng lượng và môi trương.
Việc ứng dụng công nghệ sản xuất khí sinh học từ nguồn chất thải chăn nuôi đã được các nhà khoa học trên thế giới thực hiện từ những năm 1930. Ở Việt Nam, Biogas được nghiên cứu và ứng dụng từ những năm đầu của thập niên 60 và bước đầu đã mang lại những kết quả khả quan. Nhìn chung thì nguyên lý hoạt động chung của các hầm biogas cũng hết sức đơn giản, toàn bộ hệ thống được chia ra ba phần là bộ phận nạp nguyên liêu, hầm phân hủy và bộ phận điều áp hay là bộ phận đưa chất thải ra ngoài. Trong đó bộ phận chính là hấm sinh khí, hầm này có nhiều kiểu hình dạng và kích thước khác nhau tùy thuộc vào mỗi loại hầm và nhu cầu sử dụng cũng như là nguồn nguyên liệu mà ta có thể cung cấp hàng ngày hay định kỳ (đối với hầm ủ theo mẻ ). Tại hầm sinh khí thì nguyên liệu đầu vào của ta là các loại phân hữu cơ và các xác thực vất sẽ bị các vi khuẩn kị khí phân hủy theo lối kị khí và sinh ra khí metan(50-60 % ), cacbonic (30 % ),còn lại là hơi nước, hidrosunfua và một số chất khác .trong đó có khí metan là khí cần thiết cho mục đích của con người,hỗn hợp khí này sẽ được đi theo một đường ống và dẫn tới các thiết bị sử dụng theo mục đích của con người,còn lại là phân và các chất bã sẽ được thải ra ngoài qua hệ thống thải bã. Cứ như thế nguyên liệu được nạp vào một cách liên tục và quá trình cứ diễn ra một cách tự động nhờ vào sự chênh lệch áp xuất giữa bên trong và bên ngoài do khí được sinh ra.

Mục lục
I, lợi ích của khí sinh học và biogas 3
1, giải quyết vấn đề chất đốt lợi ích xã hội 3
2, kích thích phát triển nông nghiệp . 4
3,biogas sự cải thiện sức khỏe cộng đồng 5
4 biogas vấn đề cơ giới hóa nông nghiệp 6
II, phân loại hầm biogas 6
1, loại bán liên tục . 6
a, loại nắp vòm cố định . 6
b, loại nắp di động 7
c, loại kiểu túi . 8
d, kiểu nước ngoài 9
2. loại nạp theo kiểu từng mẻ 10
III, thiết kế mô hình biogas cho hộ gia đình . 10