Lịch sử BIOGAS và ứng dụng – Phát triển
Quy trình khí sinh học
Khí sinh học – một loại khí được hình thành trong trời gian phân hủy các chất hữu cơ bởi các nhóm vi khuẩn ở điều kiện yếm khí. Các nhóm khác nhau của các loại vi khuẩn này phân hủy chất hữu cơ, bao gồm chủ yếu là nước, protein, chất béo, carbohydrate và khoáng chất có trong thành phần chính của nó để tạo ra một sản phẩm – carbon dioxide, chất khoáng, nước và khí sinh học mà thành phần: 50-70% khí mêtan (CH4) và 50-30% lượng khí carbon dioxide (CO2).
Là gần với khí đốt tự nhiên về đặc điểm, khí sinh học có thể được sử dụng cho các mục đích tương tự (điện, nhiệt, xe nhiệt liệu,v.v…), và ở mức độ phù hợp của thanh lọc nó trở nên giống hệt trong thành phần với khí tự nhiên. Do đó khí sinh học là một tương tự việc tái tạo của khí tự nhiên.
Sản xuất khí sinh học không chỉ dùng vào việc cung cấp điện năng, nó còn cung cấp nguyên liệu cho sản xuất và làm giảm các chi phí cho công ty từ việc phải đặt một đường ống dẫn khí và dẫn điện từ mạng công cộng. Ngoài ra, tái chế chất thải hữu cơ thành khí sinh học và phân bón có lẽ là cách thân thiện môi trường nhất để thải loại chất thải.
Quá trình phân hủy tự nhiên chỉ có thể có trong điều kiện yếm khí, tức là chỉ trong trường hợp không xâm nhập oxy. Quá trình phân hủy còn được gọi là thối khô – nó có thể được nhìn thấy trong các ao hồ, đầm … bởi vậy khí này người ta vẫn gọi là khí bùn ao. Nếu trong môi trường có oxy thì các chất hữu cơ bị phân hủy bởi vi khuẩn khác, sản phẩm thu được trong trường hợp quá trình này được gọi là phân bón. Qúa trình phân hủy tự nhiên khác, ví dụ, đốt, tiêu hóa, hoặc lên men…
Các nguồn gốc lịch sử của công nghệ khí sinh học
Các hệ thống nghiên cứu đầu tiên về sản xuất khí sinh học bắt đầu một nhà khoa học Ý Allesandro Volta, người trong số những người tham gia vào các nghiên cứu điện hiện nay, và tên đơn vị điện áp đo được gọi là “V”. Vào những năm 1770 Volta để ý đến khí đầm lầy trong trầm tích của các hồ ở miền bắc Italy, sau đó ông bắt đầu tiến hành thí nghiệm về sự cháy của khí này. Faraday, nhà vật lý người Anh đã thử nghiệm với khí đầm lầy và xác định nó như một hydrocarbon. Chỉ trong năm 1821, nhà nghiên cứu Avogadro đã thiết lập công thức hóa học của khí mêtan (CH4). Nhà vi khuẩn học nổi tiếng của Pháp, Pasteur vào năm 1884 đã tiến hành thử nghiệm với phân rắn. Ông là người đầu tiên đề xuất việc sử dụng các phân từ các chuồng nuôi gia súc ở Paris để sản xuất khí đốt giúp chiếu sáng đường phố.
Cùng với sự phát triển của công nghệ, năm 1897 tại một bệnh viện cho bệnh nhân phong ở Bombay, Ấn Độ được xây dựng nhà máy đầu tiên, khí đốt được sử dụng cho chiếu sáng, và vào năm 1907 đã được cung cấp các công cụ để sản xuất điện.
Tại Đức, một kỹ sư từ nhà máy xử lý nước thải Imhoff vào năm 1906 trong khu vực Ruhr, bắt đầu xây dựng hệ thống kỵ khí, với cơ sở hai tầng cho xử lý nước thải, gọi là “emshersky”. Hôm nay, mỗi nhà máy xử lý giai đoạn kỵ khí là, sản xuất khí thải từ đó được sử dụng để sưởi ấm các lò lên mem hoặc cho nhiệt và điện.
Trước và trong chiến tranh thế giới II Đức, để đáp ứng nhu cầu tăng lên đối với “nhiên liệu khí đốt” người ta đã cố gắng gia tăng sản xuất của khí thải bằng cách cho thêm chất thải rắn hữu cơ được sử dụng một phương pháp gọi là kofermentatsiey ngày hôm nay. Năm 1940, ở Stuttgart lần đầu tiên cho thành công có thể pha trộn với dầu tách chất béo.
Nguồn gốc của ngành khí sinh học trong nông nghiệp
Chỉ sau chiến tranh, nông nghiệp được cho là một nhà cung cấp tiềm năng nguyên liệu của các khí sinh học – Đó là nguồn chất thải của gia súc.
Đại học Kỹ thuật Darmstadt năm 1947 đã phát triển một nhà máy khí sinh học cho các doanh nghiệp nhỏ nông nghiệp với một bể lên men ngang có tựa đề “Hệ thống Darmstadt”. Các loại khác đối với phân rắn như đã biết và đã được phát triển tại Berlin và Munich.
Một tổng quan lịch sử rất tốt về sự phát triển của công nghệ để sản xuất khí sinh học Schnell đã viết trong công trình tác phẩm của mình “khí sinh học, các cơ hội mà một thời gian dài bị bỏ lỡ./.
