Nhà cung cấp giải pháp khí sinh học hàng đầu cho phân gà thành khí sinh học tại Uzbekistan

Ngành chăn nuôi gia cầm của Uzbekistan đã mở rộng nhanh chóng trong thập kỷ qua, được thúc đẩy bởi nhu cầu ngày càng tăng đối với trứng và thịt gà giá cả phải chăng, cũng như các chương trình của chính phủ hỗ trợ các khu phức hợp gà đẻ và gà thịt hiện đại gần Tashkent, Samarkand và Thung lũng Fergana. Sự tăng trưởng này, vừa cung cấp cho các thành phố, vừa để lại những núi phân gà, phần lớn được dự trữ lộ thiên gần các làng mạc hoặc bán rẻ dưới dạng phân bón thô. Hướng dẫn này giải thích cách một dự án phân gà thành biogas trọn gói — được neo bởi các bể GFS, một bộ tiêu hóa CSTR và mái đôi màng — biến chất thải gia cầm thành khí metan, điện, nhiệt và chất cải tạo đất hữu cơ, đồng thời giúp các trang trại Uzbekistan đáp ứng các quy định về môi trường và năng lượng ngày càng chặt chẽ hơn.

Uzbekistan hiện có hàng trăm khu phức hợp gia cầm quy mô lớn và trung bình, với số lượng gà đẻ và gà thịt quốc gia lên tới hàng trăm triệu con. Các nhà sản xuất tích hợp ở khu vực Tashkent, Andijan, Namangan và Fergana điều hành các nhà nuôi gà đẻ từ 30.000 đến 100.000 con tại một địa điểm duy nhất, và mỗi nhà nuôi thải ra vài tấn phân tươi mỗi ngày. Ở Thung lũng Fergana hẹp, nơi đất nông nghiệp, làng mạc và chuồng trại gia cầm nằm gần nhau, các bãi phơi lộ thiên và đống phân không lót tạo ra mùi amoniac mạnh, bụi và nước chảy tràn ra các kênh tưới tiêu. Nông dân thường bán phân làm phân bón cấp thấp cho các lô bông, rau và vườn cây ăn quả, nhưng ở các khu vực tập trung, nguồn cung vượt xa nhu cầu địa phương. Giá khí đốt tự nhiên tăng và việc kiểm tra môi trường chặt chẽ hơn đã khiến tuyến đường xử lý tạm thời này ngày càng rủi ro cho các nhà tích hợp.

Biến phân gà thành biogas chuyển đổi một nghĩa vụ xử lý thành ba lợi ích thiết thực. Thứ nhất, quá trình tiêu hóa kỵ khí ổn định chất thải, giảm mùi và mầm bệnh, do đó trang trại không còn gây ra phàn nàn của hàng xóm. Thứ hai, khí metan thu được thay thế khí đốt tự nhiên hoặc dầu diesel mua cho các nhà nuôi gà con, máy ấp trứng và nồi hơi của nhà máy chế biến. Thứ ba, chất thải đã tiêu hóa — cả chất rắn dạng sợi và chất lỏng đã qua xử lý — trở thành phân bón hữu cơ được chứng nhận, có giá cao hơn phân bón thô. Chuỗi quy trình bắt đầu tại chuồng trại: phân được thu gom, sàng lọc để loại bỏ lông, rác và sỏi, nghiền nhỏ và bơm vào bể đồng hóa nơi dòng chảy và nhiệt độ được cân bằng. Bùn đã chuẩn bị sau đó được đưa vào lò phản ứng kỵ khí được gia nhiệt, và nước thải đã tiêu hóa di chuyển đến bể đệm và bộ tách lỏng-rắn trước khi lưu trữ cuối cùng hoặc ứng dụng trên đất liền.

Đối với các khu phức hợp gà đẻ năng suất cao của Uzbekistan, Bộ tiêu hóa Lò phản ứng khuấy trộn liên tục (CSTR) là công nghệ tiêu hóa đã được thiết lập. CSTR là một quy trình xử lý kỵ khí trong đó nguyên liệu hữu cơ và quần thể vi sinh vật được trộn lẫn hoàn toàn bên trong một bể kín, cách nhiệt. Lò phản ứng được trang bị thiết bị khuấy cơ học — trục khuấy, cánh khuấy và động cơ dẫn động từ trên xuống — giữ cho bùn gia cầm dày, dạng sợi đồng nhất, ngăn chặn lớp váng nổi và ngăn sỏi lắng xuống đáy. Bằng cách cấp liệu bán liên tục ở nhiệt độ trung sinh được kiểm soát, phân và cộng đồng kỵ khí duy trì trạng thái lên men được trộn đều, giúp phân hủy hiệu quả chất hữu cơ. Bình chứa cũng có một đường ống dẫn khí biogas chuyên dụng, một đầu vào cấp liệu và một điểm xả bùn, cùng với bộ bảo vệ áp suất dương và âm để bảo vệ bể khỏi bị quá áp hoặc chân không trong quá trình rút khí.

Khí biogas thô từ bộ tiêu hóa bão hòa hơi nước và chứa hydro sulfua, cả hai đều làm hỏng thiết bị hạ nguồn. Do đó, khí này trước tiên đi qua bộ phận khử nước để loại bỏ nước tự do, sau đó qua bộ phận khử lưu huỳnh để giảm các hợp chất lưu huỳnh. Một quạt tăng áp cung cấp khí đã được điều hòa ở áp suất ổn định thông qua lưu lượng kế đến mục đích sử dụng cuối cùng đã chọn. Bốn tuyến sử dụng phổ biến là: sản xuất điện khí biogas, nơi khí metan điều khiển máy phát điện để sản xuất điện tại chỗ; đốt trực tiếp trong nồi hơi để cung cấp nhiệt cho các nhà nuôi gia cầm và dây chuyền chế biến; hệ thống đốt, đốt an toàn lượng khí dư thừa khi sản xuất vượt quá nhu cầu; và nâng cấp khí đốt tự nhiên nén, nơi khí được tinh chế lên hơn 95% metan và nén để sử dụng cho đường ống, xe tải hoặc xe cộ.

Hai sản phẩm xác định diện mạo và độ tin cậy của một nhà máy phân gà thành biogas hiện đại của Uzbekistan. Sản phẩm đầu tiên là bể Thủy tinh-hàn thép (GFS). Nung ở 820°C–930°C, thủy tinh nóng chảy phản ứng với bề mặt tấm thép tạo thành một liên kết vô cơ, trơ kết hợp sức mạnh và tính linh hoạt của thép với khả năng chống ăn mòn vượt trội của thủy tinh. Cấu trúc lớp phủ đôi (2C2F) áp dụng lớp phủ lót và bề mặt riêng biệt bên trong và bên ngoài, mang lại sự bảo vệ mạnh mẽ chống lại amoniac, axit và độ ẩm bên trong bộ tiêu hóa. Sản phẩm thứ hai là mái đôi màng, đóng vai trò vừa là lớp che thời tiết vừa là bộ chứa khí tích hợp. Nó trực tiếp giảm chi phí mái, và so với bộ chứa khí lắp trên mặt đất riêng biệt, nó làm giảm đáng kể diện tích nhà máy và tiết kiệm chi phí xây dựng nền móng — một lợi thế thực sự trên các địa điểm nhỏ gọn điển hình của các trang trại tích hợp Uzbekistan.

Center Enamel kết hợp vật liệu bể với từng nhiệm vụ trong quy trình:

Bể Thủy tinh hàn (GFS): các bình chứa hàng đầu cho bộ tiêu hóa, bể đệm và lưu trữ nước rỉ, được hỗ trợ bởi hệ thống phủ kép 2C2F và các chứng nhận quốc tế.

Bể thép mạ kẽm: nhận lớp phủ bảo vệ cứng, chống mài mòn, bền bỉ cho dịch vụ thu gom và cân bằng nước nói chung.

Bể Epoxy liên kết nóng chảy (FBE): được phát triển với đối tác phủ toàn cầu cho lớp hoàn thiện epoxy liên kết trên các dòng chảy có tính ăn mòn vừa phải.

Bể thép không gỉ: trong AISI 304/316, dành cho nước có độ tinh khiết cao và các nhiệm vụ xử lý có tính ăn mòn cao nhất.

Một dự án trọn gói không chỉ là một lò phản ứng, và Center Enamel cung cấp phần cứng hỗ trợ giúp nhà máy hoạt động:

Bộ chứa khí lưu trữ khí biogas đã được xử lý và làm mịn các đỉnh giữa sản lượng lò phản ứng và nhu cầu của động cơ hoặc nồi hơi.

Màng đen che phủ các hồ chứa bùn và ao xử lý, thu giữ khí metan thoát ra ở các giai đoạn mở rộng chi phí thấp.

Bộ tách lỏng-rắn tách chất thải đã tiêu hóa thành phân bón hữu cơ dạng sợi và dòng chất lỏng có thể quản lý được.

Hệ thống mồi lửa đốt an toàn khí khởi động hoặc khí dư thừa khi thiết bị hạ nguồn ngoại tuyến.

Bơm nâng chuyển bùn phân đã đồng hóa và bùn đã tiêu hóa giữa các bể mà không bị tắc nghẽn.

Bể khử nước và khử lưu huỳnh làm sạch khí biogas thô trước khi nó đến động cơ hoặc đơn vị nâng cấp.

Máy tách bùn trục vít tách nước thêm bùn đã tách để vận chuyển và sử dụng trên đất liền dễ dàng hơn.

Center Enamel hoạt động như một nhà cung cấp giải pháp biogas duy nhất, có trách nhiệm trong toàn bộ vòng đời dự án:

Dịch vụ EPC: một hợp đồng bao gồm thiết kế, cung cấp thiết bị, giám sát lắp đặt và vận hành.

Gói quy trình: một dây chuyền tiền xử lý, CSTR, xử lý khí biogas và xử lý chất thải được kết hợp với nhau, được điều chỉnh theo tấn phân hàng ngày của trang trại.

Cung cấp thiết bị: bể GFS, mái đôi màng, bộ chứa khí, bộ tách, bơm và máy tách nước được giao theo một lịch trình.

Xây dựng được chứng nhận: được xây dựng theo ISO 9001, với các tham chiếu CE/EN1090, NSF61, WRAS và EN28765 và thiết kế phù hợp với AWWA D103, OSHA, EN28765 và EuroCode.

Quy mô toàn cầu: một cơ sở R&D và sản xuất 150.000 m², công suất 250.000 tấm mỗi năm, hơn 500 nhân viên và các tham chiếu ở hơn 100 quốc gia.

Kiến thức chuyên môn về khí hậu lục địa: lựa chọn cách nhiệt, sưởi ấm và phủ được điều chỉnh theo mùa hè nóng và mùa đông lạnh của Uzbekistan.

Đối với các nhà tích hợp gia cầm ngày càng tăng của Uzbekistan, phân gà đã trở thành cả một nghĩa vụ môi trường và một cơ hội năng lượng. Một dự án trọn gói được thiết kế tốt, được xây dựng xung quanh bộ tiêu hóa CSTR, bể GFS và mái đôi màng, biến chất thải hàng ngày thành điện, nhiệt xử lý và phân bón hữu cơ đóng gói, đồng thời giảm mùi và bảo vệ các kênh tưới tiêu. Với một nhà cung cấp giải pháp biogas có kinh nghiệm, ngay cả một khu phức hợp tích hợp quy mô trung bình cũng có thể giảm hóa đơn khí đốt và đạt được các mục tiêu kinh tế tuần hoàn của đất nước.

Q1: Có thể thu hồi bao nhiêu khí biogas từ một tấn phân gà trong nhà máy CSTR? 

Sản lượng điển hình là 40–80 m³ khí biogas trên mỗi tấn phân gà đẻ tươi, tùy thuộc vào hàm lượng chất độn chuồng, nhiệt độ lò phản ứng và thời gian lưu giữ thủy lực. Khí thường chứa 55–65% metan.

Q2: Chất thải đã tiêu hóa có thể được áp dụng trực tiếp cho các cánh đồng bông hoặc rau không? 

Phần sợi đã tách thường được sử dụng làm chất cải tạo đất sau khi ổn định. Phần chất lỏng nên được kiểm tra hàm lượng nitơ, muối và mầm bệnh, sau đó áp dụng theo tỷ lệ nông học thay vì phun trực tiếp.

Q3: Bộ tiêu hóa CSTR có hoạt động trong khí hậu lục địa lạnh không? 

Có, miễn là lò phản ứng được cách nhiệt và gia nhiệt đến nhiệt độ trung sinh được kiểm soát. Khí biogas từ chính nhà máy, được bổ sung bởi một nồi hơi khởi động, thường đủ để duy trì nhiệt độ bộ tiêu hóa trong suốt mùa đông.