TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CNSH - CNTP

ĐỀ TÀI

KĨ THUẬT XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN
TRONG LÒ GIẾT MỔ THU BIOGAS
GVHD : TS LÊ THANH HÀ
SVTH :

NGUYỄN VĂN QUÂN 20133155
NGÔ QUỐC VIỆT
20134583
PHẠM VĂN CÔNG
20122923


MỤC LỤC
PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI LÒ MỔ VÀ
CÔNG NGHỆ BIOGAS
PHẦN 2: CÁC GIAI ĐOẠN BIẾN ĐỔI HÓA SINH TRONG
HẦM BIOGAS VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
PHẦN 3 :CÁC THIẾT BỊ HẦM BIOGAS PHỔ BIẾN

PHẦN 4: TỔNG KẾT CHUNG


PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI LÒ MỔ
VÀ CÔNG NGHỆ BIOGAS
I.THỰC TRẠNG GIẾT MỔ Ở HÀ NỘI HIỆN NAY
UBND TP Hà Nội cho biết, hiện nay, trên địa bàn thành phố có 6 cơ sở giết mổ theo

phương pháp công nghiệp với tổng sản lượng giết mổ đạt khoảng 8,75 tấn thịt gia
súc, 50 tấn thịt gia cầm/ngày.
Hà Nội còn có 14 cơ sở giết mổ tập trung theo phương pháp bán công nghiệp, sản
lượng giết mổ đạt khoảng 152,5 tấn thịt gia súc/ngày và 11,6 tấn thịt gia cầm/ngày; 5
khu giết mổ tập trung thủ công, với số lượng giết mổ cung ứng hàng ngày khoảng 93
tấn thịt gia súc/ngày, 6 tấn thịt gia cầm/ngày.
Bên cạnh đó, toàn thành phố vẫn tồn tại khoảng 2.490 điểm giết mổ nhỏ lẻ, hộ giết
mổ gia súc, gia cầm trong khu dân cư, ước số lượng giết mổ khoảng 396 tấn/ngày.


Giới thiệu chung về chất thải trong lò mổ
Chất thải rắn

Quy trình xử lí

Chất thải lỏng

Phân

Quy trình vận chuyển

Nước thải chứa phân và
nước tiểu

Máu và chất thải máu

Rạch mổ và hứng máu

Nước chứa máu


Da,lông,chất bẩn trên da,máu

Chặt bỏ đầu và chế biến đầu

Nước chứa máu

Móng,lông,...

Chặt bỏ chân

Vú,bộ phận sinh dục

Cắt bỏ vú và bộ phận sinh dục

Da ,lông

Lột da

Dạ dày,ruột,phân

Rút bỏ dạ dầy ruật

Máu,mỡ,mật,..

Rút bỏ tim gan phổi

Xương vụn,tủy

Xẻ thịt


Mỡ

Lọc thịt
Phân loại ,cân ,bảo quản lạnh

Nước phân


II. Tìm Hiểu Chung Về Biogas
•  


2.Nguyên liệu sản xuất biogas từ các lò mổ
∗ Chủ yếu là các thành phần không được đem đi tiêu thụ
của con vật như da, lông, đầu, nội tạng (tim, gan, phổi,
ruột…), mỡ, phân, máu, nước tiểu… chứa nhiều chất hữu
cơ có thể bị phân giải.


3.Quy trình xử lý nguyên liệu nạp
• Động vật bị giết thịt ở các lò mổ rất đa dạng.
• Bắt đầu quá trình làm thịt: bao gồm giết, hứng máu, bỏ đầu và
chân, mổ bụng, moi bỏ nội tạng, xẻ thịt, lọc thịt.
• Đối với mổ lợn, còn thêm bước dội nước sôi, cạo lông, thui,
chải rửa.
• Các quy trình phụ gồm có làm lòng ruột và xát muối.
• Các hóa chất được sử dụng gồm các chất tẩy rửa, chất bảo
quản, chất làm lạnh, hóa chất làm sạch nước, dầu nhờn.



• Sau khi được xử lý sơ bộ, các chất thải cần được vận chuyển
bằng những phương tiện phù hợp và được cất trữ ở những
khu vực cho phép.
• Các phế phẩm như phân, các thứ trong lòng ruột được xử lý
thành nguồn phân compost để bón ruộng.
• Các sản phẩm khác (nội tạng, da, lông…) có thể được chế
biến, gia công để phục vụ mục đích nông nghiệp khác.
• Trong trường hợp cụ thể là làm biogas, các sản phẩm này có
thể được nghiền ra rồi chuyển tới bãi để chiết gas tại các hầm
chứa hay đem tới nhà máy sản xuất khí sinh học khác.


4. Các tác nhân sinh học trong công nghệ Biogas

- Nhóm vi khuẩn không sinh metan
•Nhóm vi khuẩn lên men: Thủy phân các chất hữu cơ phức
tạp, không tan thành các chất hữu cơ đơn giản và tan được
(chủ yếu là các loại nấm mốc, xạ khuẩn).
•Nhóm vi khuẩn sinh axetat và hydro: phân hủy tiếp các chất
sinh ra trong giai đoạn đầu như acid propionic và alcohol...
( những chất này không thể sử dụng trực tiếp bởi các vi khuẩn
sinh metan ) thành acid acetic, ,


Nhóm vi sinh vật lên men trong bể
Biogas

Vi khuẩn biến
dưỡng cellulose


Sản phẩm axit tạo
được

Clostridium carnefectium
Clostridium cellobinharus
Clostridium dissolves
Clostridium
thermocellaseum
Bacillus cereus
Bacillus knolkampi
Bacillus megaterium

A.fomic, A.acetic
A.lactic, etanol, cacbonic
A.fomic, A.acetic
A.lactic, A.sucinic, etanol
A.acetic, A.lactic
A.acetic, A.lactic
A.acetic, A.lactic
A.acetic, A.sucinic


- Nhóm vi khuẩn sinh metan: chuyển hóa các axit hữu cơ (ax
axetic, ax fomic) từ giai đoạn 2 thành CH4 và CO2. Đây là nhóm
vi khuẩn kị khí nghiêm ngặt, rất nhạy cảm với các chất oxy hóa.

Vi khuẩn sinh khí metan
Methanopropionicum
Methanoformicum
Methanosochngenii

Methanosuboxydans
Methanosarcina barkerni
Methanococus vanirielli
Methanorumin anticum
Methanococus mazei
Methanosarcina methanica

Sản phẩm cơ chất
A.Proionic
H2, CO2, fomic
A.acetic
Abutiric,A.valeric, A.capropionic
CO2, H2, A.acetic, metanol
H2, A.formic
H2, A.formic
A.acetic, A.butyric
A.acetic, A.butyric


PHẦN 2: CÁC GIAI ĐOẠN BIẾN ĐỔI HÓA SINH
TRONG HẦM BIOGAS VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH
HƯỞNG

1.Quá trình tạo khí sinh học:


Phương trình phản ứng sinh hóa trong điều kiện kỵ khí có thể biểu diễn
đơn giản như sau:

Quá trình tạo metan có thể chia làm 3 giai đoạn:

+ Giai đoạn 1: Thủy phân
Phân mới nạp vào BSK, bắt đầu quá trình lên men vi sinh dưới tác dụng
của các loại men khác nhau do nhiều loại vi sinh vật tiết ra.
 Các chất hữu cơ phức tạp như hydratcacbon, protein, lipit bị phân hủy
thành các chất hữu cơ đơn giản cùng 1 số chất dễ bay hơi như etanol,
axit axetic với axit butyric, axit propionic, axit lactic, các axit béo,... và
các khí CO2, H2, NH3.


• Cacbonhydrat → các đường đơn giản → rượu (R-OH) và aldehyde (RCHO) → axit hữu cơ (R-COOH)
(C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6
(C6H10O5)n + nH2O → 3nCH3COOH
• Protein → peptit → Amino axit → axit hữu cơ + amoniac
• Chất béo và dầu → các axit hữu cơ

→ Quá trình này tương ứng khi phân tươi mới nạp vào, sự lên men kỵ
khí được diễn ra nhanh chóng, các “túi khí” được tạo thành, như là
chiếc phao, làm cho nguyên liệu nhẹ và nổi lên, thành váng ở lớp
trên.


+ Giai đoạn 2: Axit hóa ( Tạo axit axetic)
Là giai đoạn lên men, hay giai đoạn đầu của quá trình bán phân hủy,
nhờ các vi khuẩn Acetogenic bacteria (vi khuẩn tổng hợp axetat),
chuyển hóa các cacbonhydrat và các sản phẩm của giai đoạn 1 như
Aminoaxit, Peptit, Glyxerin và các axit béo thành các axit có phân tử
lượng thấp hơn như C2H5COOH, C3H7COOH, CH3COOH, một ít khí
hydro và khí CO2,...
Ngoài ra, quá trình này sản sinh các sản phẩm lên men tạo mùi khó chịu
hôi thối như H2S, NH3, indol, scatol...(chủ yếu từ các chất có nguồn gốc

protein).


Các vi khuẩn tạo Metan chưa thể sử dụng được các sản phẩm của các
giai đoạn trước để tạo Metan, nên phải phân giải tiếp tục để tạo thành
các phân tử đơn giản nhỏ hơn nữa (trừ axit acetic) theo nhiều cơ chế,
nhờ các vi khuẩn Axetat hóa. Sản phẩm của quá trình phân giải này
gồm axit acetic, H2, CO2. Ví dụ:
• CH3CH2OH (ethanol) + H2O → CH3COOH + 2H2
• CH3CH2COOH (propionic) + 2H2O → CH3COOH + CO2 + 3H2
• CH3(CH2)2COOH (butyric) + 2H2O → 2CH3COOH + 2H2
• C6H12O6 + 2H2O → 2CH3COOH + 4H2 + 2CO2

→ Giai đoạn này tạo nhiều sản phẩm H2, và nó được sử dụng cùng với
CO2 cũng như CH3COOH để hình thành Metan (CH4), bắt đầu giai
đoạn tạo biogas. Lúc này các chất bã hữu cơ phân hủy mùn ra thành
các phần tử nhỏ, lơ lửng trong dịch thải, pH của môi trường dịch
phân hủy ở dưới 5. 


+ Giai đoạn 3: hình thành khí Metan. Đây là giai đoạn cuối cùng của quá
trình phân giải kỵ khí tạo thành hỗn hợp sản phẩm, trong đó khí Metan
chiếm thành phần lớn. Quá trình hình thành khí Metan được đồng thời,
bằng 3 con đường:
1- Nhờ vi khuẩn hydrogenotrophic methanogen sử dụng cơ chất là
hydro và CO2:
CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O
2- Nhờ vi khuẩn acetotrophic methanogen chuyển hóa axetat thành
metan và CO2. Khoảng 70% lượng metan sinh ra bằng con đường này.
CH3COOH → CO2 + CH4

3- Nhờ vi khuẩn methylotrophic methanogen phân giải cơ chất chứa
nhóm metyl:
CH3OH + H2 → CH4 + H2O
4(CH3)3-N + 6H2O → 9CH4 + 3CO2 + 4NH3


2.Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của Biogas


 Điều kiện yếm khí
pH đóng vai trò quan trọng, pH quá trình thủy phân 4 - 5. Vi khuẩn hoạt
động tốt ở pH 6,5 – 7,2 ( quá trình khí hóa). Nếu dưới 6 hặc lớn hơn 8 thì
hoạt động của nhóm vi khuẩn giảm nhanh.
 Ảnh hưởng của nhiệt độ: tác nhân sinh học tạo ra CH4 có hai nhóm vi
khuẩn
- T: 30 – 37C vi khuẩn ưu ấm phát triển tốt, nhưng các khí tạo thành chậm,
khả năng khử CO2 tăng, hiệu suất thu hồi CH4 tăng
- T: 55 – 60C vi khuẩn ưa nhiệt hoạt động mạnh: hoạt lực enzym mạnh, sản
phẩm tạo thành CH4 , CO2 tăng nhanh
Đối lưu thiết bị lên men mạnh các khí dễ thoát ra mất CO2 , H2; giảm khả
năng khử CO2, hiệu suất thu hồi giảm.


Độ ẩm : Đạt 91,5 – 96 % thích hợp cho vi khuẩn metan phát triển, độ ẩm
lớn hơn 96% tốc độ phân hủy chất hữu cơ giảm, sản lượng khí sinh ra
thấp
Thành phần dinh dưỡng: Tỉ lệ C/N thích hợp 25/1 – 30/1.
Hàm lượng chất rắn : nên chiếm dưới 9%. Hàm lượng này thay đổi theo
mùa từ 7 – 9%. Vào mùa khô ở nước ta khả năng sinh gas tốt, hàm lượng
chất rắn trong thiết bị khí sinh học giảm nên việc cung cấp chất rắn cao

hơn. Tỉ lệ chất rắn 6% là tối ưu để sinh gas với nhiệt độ trung bình 25 – 27
độ C.


3. Làm sạch khí Biogas
+Mục đích: loại bùn trong bể phân hủy, loại bỏ CO2, H2S để đạt hiệu quả
cao.
+Loại CO2: việc sục khí biogas qua nước coi là phương pháp đơn giản nhất
để loại CO2. Ngoài ra còn có thể sử dụng dung dịch kiềm như NaOH, KOH,
Ca(OH)2 để loại CO2.
+Loại H2S: có thể dùng Na2CO3
-Cách khác đó là cho biogas đi qua mạt sắt trộn lẫn Fe2O3:
Fe2O3 + 3H2S → Fe2S3 + 3H2O
-Sau khi sử dụng oxit sắt được tái sinh bằng cách đem Fe2S3 phơi nắng:
2Fe2S3 + 3O2 → 2Fe2O3 + 6S


4. Hiệu quả
+pH: Các vi sinh vật hoạt động trong hầm trong mức từ 6,6 – 7,6 nên việc
ổn định pH luôn là vấn đề quan trọng.
+Ts là tổng số chất rắn có thể là chất tan hoặc không tan. Hiệu suất phân
hủy kị khí các chất hữu cơ có trong nước thải có thể đạt 80 – 90% với nồng
độ các chất bẩn hữu cơ giảm 10 -20 lần
Ví dụ: Ts đầu vào = 56,60 g/l ; Ts đầu ra = 5,50 g/l


+BOD là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật tiêu thụ trong quá trình oxy hóa
các chất hữu cơ trong nước. Ví dụ:
BOD5 đầu vào = 24 980 mg/l; BOD5 đầu ra = 1620 mg/l



PHẦN 3 :CÁC THIẾT BỊ HẦM BIOGAS PHỔ BIẾN
Cơ chế, nguyên lý hoạt động cơ bản:


1.Các loại hầm ủ

Khả năng sinh gas từ hầm ủ biogas chịu ảnh hưởng của
nhiều yếu tố khác nhau:
Thể tích của hầm ủ biogas
Thể tích chất lỏng chứa bên trong hầm
Thời gian lưu lại của dịch phân
Tỉ lệ nước dịch phân quá loãng thì lượng phân không đủ
để phân hủy