Sản xuất khí Biogas từ nước thải chăn nuôi gia súc là phương án giúp tái sử dụng năng lượng, giảm thiểu vấn đề ô nhiễm môi trường từ ngành chăn nuôi. Quy trình này diễn ra trong 4 bước, mỗi bước đóng vai trò riêng biệt.
Khí Biogas là gì?
Khí Biogas hay khí sinh học, là khí được sinh ra trong quá trình xử lý kỵ khí dưới tác động của vi sinh kỵ khí tạo thành chất hòa tan và khí. Thành phần khí Biogas bao gồm CH4, H2S, CO2, CO, O2,…
Khí Biogas có khả năng bắt lửa cao, do có chứa thành phần là khí CH4, mật độ khí CH4 càng cao thì khả năng bắt lửa của khí Biogas càng lớn. Vì vậy khí Biogas có thể sử dụng để làm nguyên liệu đốt và chuyển hóa thành điện năng. Xem thêm: Khí Biogas và những ứng dụng thiết thực trong đời sống >>>
Quy trình sản xuất khí Biogas điển hình hiện nay
1. Hố gom
Là nơi thu gom nước thải từ quá trình vệ sinh chuồng trại. Thành phần nước thải bao gồm phân cặn, các chất hữu cơ, chất dinh dưỡng, vi sinh vật gây bệnh,… Trước khi nước thải vào hố gom cần đưa qua máy tách phân nhằm tách phân cặn để tránh tình trạng hầm Biogas giảm thời gian lưu do có nhiều bùn đáy.
Hố gom là công trình đầu tiên trong hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi, có nhiệm vụ tiếp nhận toàn bộ nước thải phát sinh từ các hoạt động vệ sinh chuồng trại, nước rửa sàn, nước tiểu, phân heo, bò hoặc gia cầm, thức ăn dư, nước tắm vật nuôi,…
Đây là khu vực có nồng độ ô nhiễm rất cao với thành phần chứa chất hữu cơ, phân cặn, chất rắn lơ lửng (TSS), Nitơ, Photpho, vi sinh vật gây bệnh, mùi hôi và khí độc. Nếu không xử lý sơ bộ tốt ở giai đoạn này sẽ dễ khiến:
- Tăng tải cho hầm Biogas
- Giảm hiệu quả sinh khí
- Tích tụ nhiều bùn đáy
- Giảm thời gian lưu nước trong hệ thống
2. Hầm Biogas
Hầm Biogas là nơi diễn ra quá trình xử lý kỵ khí và sinh khí Biogas từ chất hữu cơ trong nước thải chăn nuôi.
Đây là giai đoạn quan trọng nhất của toàn bộ hệ thống vì quyết định hiệu quả giảm tải hữu cơ, ảnh hưởng lượng khí Biogas sinh ra và tác động trực tiếp đến hiệu quả xử lý phía sau.
Trong hầm Biogas, vi sinh vật kỵ khí sẽ phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện không có oxy (môi trường yếm khí hoàn toàn). Quá trình này giúp giảm COD/BOD, giảm lượng bùn hữu cơ và sinh ra khí CH4 phục vụ đốt hoặc phát điện.
Là nơi diễn ra quá trình xử lý kỵ khí, cũng là giai đoạn quan trọng nhất của quy trình sản xuất khí Biogas. Cơ chế của quá trình sinh khí tại hầm Biogas như sau:
| Giai đoạn | Thủy phân (Hydrolysis) |
Acid hóa (Acidogenesis) |
Axetat hóa (Acetogenesis) |
Metan hóa (Methanogenesis) |
| Sơ đồ |  |
|||
| Vi khuẩn chuyển hóa | Clostridium butyricum Clostridium sartagoforme Pseudomonas citronellolis Rhodopseudomonas palustris |
Bacilus amyloliquefaciens Bacillus licheniformis Bacillus subtilus Clostridium butyricum Clostridium sartagoforme Pseudomonas citronellolis |
Clostridium butyricum Clostridium sartagoforme Desulfovibrio vulgaris Desulfovibrio aminophilus |
Methanomethylovorans hollandica Methanosarcina bakeri |
Qua 4 giai đoạn trên có thể thấy khả năng chuyển hóa chất hữu cơ thành khí Biogas của vi sinh vật kỵ khí qua 4 giai đoạn: Thủy phân, Acid hóa, Axetat hóa và Metan hóa. Trong mỗi giai đoạn sẽ có chủng vi sinh tương ứng sẽ thực hiện quá trình chuyển hóa. Đặc biệt chủng vi sinh Methanomethylovorans hollandica và Methanosarcina barkeri đóng vai quan trọng trong quá trình chuyển hóa khí CH4.
3. Hồ sinh học
Sau hầm Biogas, nước thải sẽ được dẫn sang hồ sinh học nhằm ổn định lưu lượng, giảm dao động tải ô nhiễm, hỗ trợ giảm thêm COD/BOD và tạo điều kiện cho quá trình xử lý tiếp theo.
Tại đây thường diễn ra quá trình oxy hóa tự nhiên, lắng cặn và sự phát triển của vi sinh vật hiếu khí.
Nếu hồ sinh học vận hành không tốt có thể phát sinh hiện tượng tảo dày, mùi hôi, nước đen, bùn đáy tích tụ,… Chính vì vậy, hồ sinh học cần được duy trì thời gian lưu phù hợp, kiểm soát tải hữu cơ và hạn chế phát sinh bùn quá mức.
4. Trạm xử lý nước thải
Đây là công đoạn cuối cùng trong quá trình sản xuất khí Biogas giúp xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn trước khi xả ra môi trường hay được tái sử dụng cho tưới cây hoặc phục vụ mục đích khác.
Tại trạm xử lý nước thải sẽ diễn ra quá trình xử lý sinh học hiếu khí, lắng bùn, xử lý Nitơ, Amoni, khử trùng,…
Các chỉ tiêu cần xử lý gồm COD, BOD, TSS, Tổng Nitơ, Amoni,… Đây là công đoạn quyết định khả năng đạt chuẩn xả thải.
Giải pháp tăng sinh khí hầm Biogas
Với quy trình sản xuất khí Biogas được nêu trên, nếu hầm Biogas có khí càng nhiều sẽ giúp tăng được hàm lượng khí đốt, qua đó tiết kiệm được chi phí mua nguyên liệu đốt, rất tiện lợi cho các hộ chăn nuôi. Đối với hiện trạng hầm Biogas khả năng sinh khí chưa được tốt thì Biogency sẽ lựa chọn sử dụng giải pháp sinh học dựa trên ứng dụng công nghệ vi sinh vật Microbe-Lift của Viện Nghiên cứu Sinh thái Hoa Kỳ (Ecological Laboratories, Inc.).
Sản phẩm lựa chọn sử dụng: Microbe-Lift BIOGAS và Microbe-Lift SA
| Men vi sinh | Microbe-Lift BIOGAS | Microbe-Lift SA |
| Hình ảnh sản phẩm |  |
 |
| Thành phần | Microbe-Lift BIOGAS chứa quần thể vi sinh vật kỵ khí được nuôi cấy dạng lỏng hoạt động mạnh gấp 5 đến 10 lần vi sinh thông thường.
(Từ ngày 05/01/2026, sản phẩm Microbe-Lift BIOGAS được cập nhật theo nhãn và tên mới là ELI BIOSCIENCES BGE1. Việc cải tiến và đổi tên không làm thay đổi chất lượng và công dụng cốt lõi của sản phẩm. Xem chi tiết tại: [THÔNG BÁO] Cập nhật tên và nhãn sản phẩm MICROBE-LIFT BIOGAS) |
Microbe-Lift SA là quần thể vi sinh vật dạng lỏng có hoạt tính cao được thiết kế để tăng tốc quá trình oxy hóa sinh học của các hợp chất hữu cơ khó phân hủy. |
| Công dụng | – Hiệu quả trong việc xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao, khó phân hủy. – Thúc đẩy quá trình phân hủy chất hữu cơ (hình thành khí CH4) từ 30 – 50% so với quá trình xử lý sinh học thông thường. – Giảm nồng độ khí H2S sinh ra, tăng lượng khí CH4. – Giảm các thông số ô nhiễm BOD, COD, TSS, … – Ổn định hiệu quả sinh khí hầm Biogas. |
– Phân hủy bùn đáy, phá vỡ lớp váng cứng bề mặt hầm Biogas. – Tăng cường phân hủy những hợp chất hữu cơ khó phân hủy như protein, lipid, acid amin, cellulose, benzene, toluene, xylene, … – Kết hợp Microbe-Lift BIOGAS để cải thiện hiệu suất xử lý và ổn định khả năng sinh khí của hầm Biogas – Tăng thể tích hữu dụng hầm Biogas. |
Với những thông tin chia sẻ ở bài viết này, BIOGENCY mong rằng có thể giúp bạn hiểu rõ hơn về Quy trình sản xuất khí Biogas từ nước thải chăn nuôi gia súc cũng như cách để tăng sinh khí trong quá trình sản xuất. Để được tư vấn chi tiết hơn về các giải pháp tăng sinh khí hầm Biogas, xin hãy liên hệ ngay với BIOGENCY theo HOTLINE 0909 538 514.
>>> Xem thêm: [Phương án] Tăng hiệu suất hầm Biogas trại heo 6.000 con ở Đồng Nai
