Khí biogas là gì? Đặc điểm và ứng dụng của khí biogas

Khí biogas (hay khí sinh học) là hỗn hợp khí metan, khí CO₂ và một số chất khác, chúng được sản xuất bằng cách ủ kín các loại chất thải hữu cơ. Vậy khí biogas có thành phần ra sao? Cơ chế hình thành của khí biogas là như thế nào? Chúng có lợi ích và được ứng dụng trong thực tiễn gì? Hãy cùng Tân Trường Thịnh tìm hiểu chi tiết về khí biogas là gì qua bài viết dưới đây.

I. Khí biogas là gì? Khí biogas được sinh ra như thế nào?

1. Khí biogas là gì? 

Khí biogas (hay khí sinh học) là hỗn hợp khí metan (CH₄ – chiếm 50.6%), khí CO₂ ( chiếm hơn 30%) và một số chất khác được phát sinh từ sự phân hủy các hợp chất hữu cơ như hơi nước, N₂, O₂, H₂S, CO. 

2. Khí biogas được sinh ra như thế nào? 

Khí biogas thường được sản xuất bằng cách ủ kín các chất thải hữu cơ trong chăn nuôi hoặc rác thải sinh hoạt. Trong tự nhiên, khí biogas được sinh ra từ các, ao, hồ, đầm lầy, giếng nước tù đọng lâu ngày. 

Biogas có khả năng tự bắt lửa cực cao, trong hỗn hợp khí biogas có chất dễ cháy (metan – CH₄), nên có thể sử dụng làm nguồn khí đốt thay thế gas phục vụ cho nhu cầu nấu nướng cũng như chuyển hóa thành điện năng phục vụ cho đời sống.

II. Khí biogas có độc hay không?  

Biogas là khí độc hại nếu tiếp xúc trực tiếp, hít phải lượng lớn có thể gây ảnh hưởng đến sức khỏe. Tuy nhiên, do khí biogas là chất dễ cháy nên khi dùng làm nguồn khí đốt trong sinh hoạt hoặc chuyển hóa thành điện năng thì không gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người mà ngược lại còn giúp bảo vệ môi trường, hạn chế hiệu ứng nhà kính.

III. Lợi ích của khí biogas trong đời sống

• Về kinh tế: làm giảm bớt gánh nặng kinh tế, tiết kiệm được chi phí hàng tháng xử lý chất thải cho gia đình, không mất chi phí mua gas đốt, điện thắp sáng, giảm phí phòng chống dịch bệnh trong chăn nuôi…
• Về năng lượng: thu được khí gas, đem đến lợi ích trong việc thắp sáng, nấu nước, sinh hoạt hằng ngày, chạy động cơ đốt trong thay thế cho xăng.
• Về nông nghiệp: tận dụng được nguồn phân bón, giúp tăng năng suất trồng trọt, hạn chế nguồn sâu bệnh, nâng cao độ phì nhiêu cho đất.
• Về môi trường: giúp giữ gìn môi trường trong lành, xanh – sạch – đẹp hơn vì không còn các mùi hôi từ phân động vật gây ra.

IV. Cơ chế hình thành khí Biogas

Khí biogas được hình thành qua quá trình phân hủy các chất thải hữu cơ (chủ yếu là phân và nước thải của gia súc, gia cầm), dưới tác động của vi sinh yếm khí sẽ tạo ra các chất hòa tan và chất khí. Sau đó, qua nhiều phản ứng hóa học khác nhau, chủ yếu là Hydro, Oxy, Carbon mới có thể chuyển thành khí Metan và Cacbonic.

1. Cơ chế hình thành khí biogas bằng con đường thứ nhất

• Giai đoạn 1: Giai đoạn Acid hóa Xenlulozơ ((C6H10O5)n + H2O → 3nCH3COOH) và tạo ra muối (CH3COOH + NH4OH) → CH3COONH4 + H2O
• Giai đoạn 2: Giai đoạn lên men khí Metan (CH3COONH4 + H2O –> CH4 + CO2 + NH4OH) nhờ sự thủy phân của muối hữu cơ. 

2. Cơ chế hình thành khí biogas bằng con đường thứ hai

• Giai đoạn 1: Giai đoạn xảy ra phản ứng Axit hóa Xenlulozơ ((C6H10O5)n + nH2O → 2H2O + 4H2).
• Giai đoạn 2: Tổng hợp khí Metan từ phản ứng hóa học giữa CO2 và H2 (CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O).

V. Ứng dụng của khí biogas trong thực tế

1. Ứng dụng của khí biogas trong sản xuất nông nghiệp

Chất thải từ chăn nuôi khi cho vào hầm biogas sẽ được chuyển hóa một phần thành khí sinh học biogas dùng làm khí đốt hoặc điện năng. Phần còn lại là các chất cặn và nước thải có thể tận dụng vào nhiều mục đích khác nhau như:

• Làm phân bón hữu cơ: Bã thải ủ thành phân hữu cơ sinh học dùng để bón cho các loại cây nông nghiệp, cây ăn quả, hoa màu,… sẽ giúp tăng năng suất, hạn chế sâu bệnh và nâng cao độ dinh dưỡng của đất.
• Chăn nuôi: Cặn bã và nước thải của biogas có thể dùng nuôi cá áp dụng mô hình vườn – ao – chuồng, hoặc dùng để nuôi trùn quế,… làm tăng nguồn thu nhập cho gia đình.

Tuy nhiên, việc sử dụng những loại chất thải cặn bã ra ngoài môi trường phải được điều chỉnh ở mức độ vừa phải vì nếu thải ra môi trường một lượng quá lớn ngược lại có thể làm ô nhiễm môi trường đất, nước…. 

Đặc biệt ô nhiễm môi trường không khí bởi nước thải sinh ra từ hầm biogas có mùi rất nặng. Khi ứng dụng để tưới, bón phân cho cây cũng nên chú ý sử dụng một lượng hợp lý để đạt hiệu quả tốt nhất và mang lợi nhuận cao cho kinh tế gia đình. 

2. Ứng dụng của khí biogas trong sản xuất điện năng

Khí biogas là một nguồn năng lượng sạch có giá trị cao, có thể dùng vào nhiều mục đích khác nhau như:

• Đun nấu thức ăn bằng bếp sử dụng khí biogas.
• Chạy động cơ đốt trong: dùng khí biogas thay thế cho những nguyên liệu như dầu diesel và xăng. Theo ước tính thì 1m³ khí biogas có giá trị năng lượng tương đương với 0,4 kg dầu diesel; 0,6 kg dầu hỏa; 0,8 lít xăng; 0,8 lít xăng.
• Chuyển hóa thành điện năng sử dụng vào cuộc sống sinh hoạt như thắp sáng đèn bằng khí biogas. Theo như ước tính, mỗi gia đình chỉ cần chăn nuôi quanh năm từ 5 – 10 con lợn thịt là đủ lượng khí đốt và điện năng thắp sáng dùng trong cuộc sống sinh hoạt hàng ngày.
• Với 1m³ biogas có thể sản xuất ra 1,25 kW điện, dùng được cho gia đình 5 người và thắp sáng được bóng đèn 60W liên tục trong vòng 6 giờ, như vậy, có thể tiết kiệm được 4 – 5 triệu đồng mỗi năm cho gia đình. 

3. Ứng dụng của khí biogas trong hoạt động chăn nuôi

Sức khỏe của vật nuôi cũng như con người chịu nhiều ảnh hưởng bởi các tác động như không khí, thời tiết, dịch bệnh. Vì thế, việc phòng chống các mầm bệnh cho vật nuôi là điều vô cùng cần thiết, như vậy sẽ hạn chế tối đa mầm bệnh ảnh hưởng đến sức khỏe của vật nuôi, tránh làm thất thoát nguồn kinh tế của gia đình.

• Trong phân mà vật nuôi thải ra chứa rất nhiều vi khuẩn gây nên mầm bệnh, do đó, chúng ta cần xử lý chất thải phân của vật nuôi nhanh chóng để hạn chế tối đa các nguy cơ gây bệnh. Việc xây dựng hầm biogas chứa phân thải, xây dựng hệ thống xử lý nước thải mang lại nhiều lợi ích cũng như đảm bảo sức khỏe cho vật nuôi.
• Sử dụng hầm biogas trong chăn nuôi cũng giúp chuồng trại được sạch sẽ, thông thoáng hơn, hạn chế được mùi hôi làm ảnh hưởng đến môi trường sống xung quanh. 
• Giảm thiểu và phòng tránh được bệnh tật cho vật nuôi như bệnh lây nhiễm, bệnh giun sán… và tăng năng suất chăn nuôi, củng cố nền kinh tế cho gia đình.

4. Ứng dụng của khí biogas trong sản xuất khí đốt

Nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong tạo ra điện từ khí biogas như sau: Biogas tiếp xúc với không khí được đưa vào buồng đốt và đốt cháy bên trong bằng bugi đánh lửa. Việc tạo ra chất đốt trong đời sống sinh hoạt được sử dụng trong quá trình nấu ăn mỗi ngày, vì thế nên hiện nay có rất nhiều loại bếp biogas ra đời. Điều này vô cùng thân thiện với môi trường và tiết kiệm được nguồn chi phí vô cùng lớn.

VI. Địa chỉ cung cấp bình biogas chất lượng

Công Ty TNHH Thương Mại Và Dịch Vụ Tân Trường Thịnh là doanh nghiệp có bề dày kinh nghiệm cung cấp nguyên vật liệu ngành nhựa Composite. Với tiêu chí: “Giá thành đồng hành cùng chất lượng tốt”, công ty luôn cung cấp các sản phẩm, dịch vụ chất lượng cao với mức giá cả ưu đãi, cạnh tranh. Ngoài ra, công ty luôn hết lòng phục vụ lợi ích của khách hàng và cộng đồng với đội ngũ nhân viên có kỹ thuật chuyên sâu, nhiệt tình.

Bài viết trên đã cung cấp các thông tin chi tiết về khí biogas cũng như lợi ích và ứng dụng của chúng trong thực tiễn. Nếu bạn vẫn còn những thắc mắc cần giải đáp, hãy liên hệ với Tân Trường Thịnh qua hotline 0907 811 577 – 0378 478 494 hoặc website tantruongthinh.vn để có thêm những kiến thức cần thiết trong việc sử dụng khí biogas.