Nghiên cứu khả năng phân hủy chất thải hữu cơ tạo khí sinh học của bể biogas mới cải tiến kết hợp bổ sung chế phẩm vi sinh tại làng nghề sản xuất bún ở Thanh Lương - Hà Tây doc
NGHIÊNCỨUKHẢNĂNGPHÂNHỦYCHẤTTHẢIHỮUCƠ
TẠO KHÍSINHHỌCCỦABỂBIOGASMỚICẢITIẾNKẾTHỢP
BỔ SUNGCHẾPHẨMVI SINH, TẠI LÀNG NGHỀSẢNXUẤTBÚN
Ở THANHLƯƠNG-HÀTÂY
Chu Bá Phúc, Hoàng Th Tâm, Lê Th Thu Hng,
Bùi Th Lan Hương, Lê Văn Nh.
Summary
Research on organic waste treatment and biogas efficiency in an innovative new
biogas tanks and with supplementing microbial preparations at rice vermicelli trade
village ThanhLuong-HaTay province
At present, environmental contamination in Vietnamese trade villages increases more and more.
The main waste and wastewater with high organic concentration are eliminated from different
human activities such as animal husbandry, processing agricultural products. In this paper,
wastewater treatment using biogas tanks was carried out.
The results showed that the innovative biogas tanks with secondary treatment had better
decomposition than the old ones without secondary treatment. The best experimental results were
evaluated after supplementing microbial preparations as follow:
The highest decomposition of the organic waste showed from 13
th
to 15
th
days after supplementing
microbial preparations. The microbial preparation DW 97 was the best chosen for further
researches. Basic pollution parameters in efluent from the innovative new tanks were better than
that of the old ones.
Keywords: Waste, contamination, treatment, organic, innovative, secondary, microbial,
parameters.
I. T VN
Hin nay, mt trong nhng nguyên
nhân gây ô nhim môi trưng rt nghiêm
trng là cht thi hu cơsinh ra t các hot
ng ca con ngưi như chăn nuôi, ch
bin lương thc thc phNm nhưng vic
x lý các cht thi hu cơ còn nhiu hn
ch. Mt trong nhng tin b k thut ã
ưc áp dung khá ph bin là s dng hm
biogas quy mô h gia ình. Tuy nhiên,
nhng mô hình biogas cũ và cách vn hành
cn ưc nghiên cu ci tin hơn na
tăng kh năngphân hy cht thi và to
khí sinh hc ưc nhiu hơn. Công trình
nghiên cu nhm ánh giá kh năngphân
hy cht thi và to khísinh hc ca mô
hình biogas cũ làm cơ s cho vic xut
áp dng các bin pháp mi ci tin hoàn
thin hơn mô hình này, nhm x lý tt
hơn, vn hành d dàng hơn, góp phn gi
gìn v sinh, gim thiu ô nhim môi
trưng cho các h làm ngh ch bin nông
sn thc phNm, c bit là các h sn xut
bún có kt hp chăn nuôi.
II. VT LIU VÀ PHƯƠN G PHÁP
N GHIÊN CU
N gun cht thi hu cơ t sn xut bún
và chăn nuôi chưa qua x lý ưc ưa vào
các b biogas nghiên cu là các b ang
dùng và b xây mi ci tin ti các h gia
ình ti thôn Thanh Lương, xã Bích Hòa,
huyn Thanh Oai, tnh HàTây cũ. Ch phNm
sinh hc ưc s dng là: DW97, EMC,
MICROPHOT, EMUN IV ưc b sung
theo t l 0,1% (gam/m
3
dch ). ánh giá
kh năngphân hy cht thi ca b biogas
qua các thông s pH, BOD
5
, COD, cht rn
lơ lng (SS), cht rn hòa tan tng s (TDS),
nitơ tng s, phtpho tng s, tng
Coliform. Lưng khísinh ra ca b biogas
ưc o bng lưu lưng k, áp sut khí o
bng áp lc k. Áp sut khí và lưu lưng khí
x ra khi b ưc o trong khong thi
gian 15 phút/ln, lp li 3 ln ly giá tr
trung bình. o lưng khísinh ra trong b sau
24 gi phân hu, ng thi o nhit ngoài
tri và trong nưc thi sau x lý. Trong thi
gian o không b sung thêm nguyên liu,
không khuy o b . S liu thu thp ưc
x lý bng phương pháp thng kê.
III. KT QU VÀ THO LUN
1. Kết quả lựa chọn một số bểbiogas để
nghiên cứu, đánh giá phânhuỷchấtthải
và khảnăngtạokhísinhhọc
ã la chn mt s b biogas cũ không
có b phn x lý th cp (hình 1) ang s
dng làng ngh làm bún xã Bích Hòa -
Thanh Oai -HàTây và xây b mi ci tin
có b phn x lý th cp (hình 2). Các ch
phNm sinh hc b sung vào 6 b vi 2 loi
b nêu trên.
Hình 1. Sơ đồ củabể xây theo thiết kế cũ không cóbộphận xử lý thứ cấp
Hình 2. Sơ đồ củabể xây theo thiết kế mớicảitiếncóbộphận xử lý thứ cấp
KT3
KT3+1
Bể xử lý
thứ cấp
Bể xử lý
thứ cấp
2. Đánh giá tính ổn định trong phânhuỷ
chất thải, khảnăngtạokhícủa các bể
biogas cũ và mới xây ởlàngbúnkhi chưa
bổ sungchế phm visinh
S liu nghiên cu v tính n nh
trong phân hu cht thi, kh năng to khí
ca các b biogas cũ và mi xây làngbún
khi chưa b sung ch phNm visinh th hin
bng 1.
Bảng 1. Áp suất và lưu lượngkhí đo được khi chưa bổsungchế phm visinh
Bể
Sáng
(8giờ - 9giờ)
Lượng
khí theo
m
3
bể
Chiều
(15 - 16 giờ)
Lượng khí
theo m
3
bể
Chênh lệch
áp suất
(sáng/chiều)
Chênh lệch
khí
(sáng/chiều)
kg/cm
2
lít/giờ lít/giờ kg/cm
2
lít/giờ lít/giờ kg/cm
2
lít/giờ
Bể 1 0,076 374,80 46,85 0,072 355,06 44,38 0,004 19,74
Bể 2 0,108 509,10 56,56 0,100 471,43 52,38 0,008 37,67
Bể 3 0,145 725,00 76,31 0,142 710,00 74,73 0,003 15,00
Bể 4 0,111 521,22 61,32 0,088 425,00 50,00 0,023 96,22
Bể 5* 0,138 690,00 86,25 0,136 680,00 85,00 0,002 10,00
Bể 6* 0,129 645,00 80,62 0,121 605,00 75,62 0,008 40,00
* B 5 và 6: B mi xây có ci tin xây thêm b x lý th cp.
Kt qu bng 1 cho thy, biên
dao ng ca áp sut khí ít thay i trong
ngày. B 4 có áp sut dao ng cao nht
0,023 kg/cm
2
, th hin tính không n nh
trong phân hy cht thi ca b, nguyên
nhân có th là do cp nguyên liu không
u hoc tht thoát khí. B 5 có áp sut
dao ng nh nht, là 0,002 kg/cm
2
. Các
b mi có kh năngphân hu cht thi và
sinh khí ln hơn rt nhiu so vi các b
cũ. Chênh lch v khísinh ra gia các b
mi và cũ là rt áng k (chênh lch gia
b 5 và b 1 là 315,2 lít/gi; chênh lch
gia b 6 và b 1 là 270,2 lít/gi). Nu
tính theo 1 m
3
b thì các b mi ci tin
sinh khí bui sáng là 86,25 lít/m
3
(b 5)
và 80,62 lít/m
3
(b 6), nhiu gn gp 2 ln
b cũ (b 1 là 46,85 lít/m
3
).
3. So sánh khảnăngphânhuỷchấtthảicủabểbiogas cũ và bểcảitiếnmới xây sau
khi bổsung cùng một loại chế phm visinh
Bảng 2. Khảnăngphânhủychấtthảicủabểmớicảitiến và bể cũ
sau khibổsungchế phm DW97
TT Thông số phân tích
Bể B6/TCVN
5945 - 2005
Bể B1
(Bể cũ)
Bể B6
(Bể mới)
Bể B5
(Bể mới)
So sánh bể
B1/B6 (lần)
1 pH 7,4 7,2 7,3
2 COD (mg/l) 1,4 1023 115 266 8,89
3 BOD
5
(mg/l) 1,5 409 78 88 5,24
4 TSS (mg/l) 1,3 212 132 187 1,60
5 TDS (mg/l) - 519 264 414 1,96
6 Tổng N (mg/l) 3,7 161 112 133 1,44
7 Tổng P (mg/l) 2,3 19,14 14,33 16,63 1,33
S liu bng 2 cho thy b mi xây có
các thông s thu ưc nh hơn so vi b cũ
ã qua s dng nhiu năm. Th hin rõ nht
là COD gim 8,89 ln so vi b cũ, BOD
5
gim 5,24 ln, tng cht rn hoà tan gim
1,96 ln. Các thông s khác như N, P tng s
u gim nhưng không nhiu. Nu so vi tiêu
chuNn Vit N am 5945 - 2005 ct B thì COD
còn cao hơn 1,4 ln; BOD
5
là 1,5 ln, nhưng
là gii hn có th chp nhn ưc i vi b
biogas (Tiêu chuNn ngành 10 TCN 492 -
2002: Hàm lưng các cht hu cơ gim ti
thiu 50% so vi dch phân hu u vào).
4. Đánh giá khảnăngphânhủychấtthải
của bểbiogas sau khibổsungchế phm
vi sinh dựa vào kết quả phân tích nước
thải đầu ra từ các bể cũ
Kt qu bng 3 cho thy, b cũ (b 1)
trưc khi b sung ch phNm visinhcó giá tr
COD và BOD
5
cao hơn nhiu ln (24,0 ln
và 19,64 ln) so vi tiêu chuNn nưc thi
(TCVN 5945-2005 - ct B). Sau khi b sung
ch phNm visinh 15 ngày, các ch s COD
và BOD
5
gim i nhiu ln so vi i chng
(không b sung ch phNm). B 2 có kh
năng phân hy tt nht nh b sung ch
phNm DW97, kt qu là: COD gim 37,2 ln
so vi i chng và bng 0,65 ln so vi tiêu
chuNn Vit Nam cho phép; BOD
5
gim 25,4
ln so vi i chng và bng 0,78 ln so vi
tiêu chuNn cho phép; Coliform tng s gim
3,2 x 10
2
ln so vi trưc khi b sung ch
phNm vi sinh, nhưng còn cao hơn so vi tiêu
chuNn cho phép, có th do các b cũ không
có b phn x lí th cp nên nưc thi
không có thi gian lưu lng bã và dit
vi khuNn. T kt qu trên ã chn ưc ch
phNm DW97 là cht b sung thích hp và tt
nht trong s các ch phNm nghiên cu.
Bảng 3. Ảnh hưởng của các chế phm visinh đến sự phânhủychấtthải
của các bể sau 15 ngày (*)
STT
Thông số phân tích
TCVN
5945 -
2005
(Cột B)
Emuniv
(Bể 1)
DW 97
(Bể 2)
Microphốt
(Bể 3)
Chênh trước
và sau bổ
sung DW97
Trước Sau Trước Sau Trước Sau
1 pH 5,5 - 9 7,5 7,4 7,3 7,5 7,3 7,6
2 COD (mg/l) 80 1920 92 1935 52 1940 92 37,2
3 BOD
5
(mg/l) 50 982 65 991 39 1078 59 25,4
4 TSS (mg/l) 100 830.0 776.4 995.0 659.0 981.0 601.2 1,5
5 TDS (mg/l) - 1980.8 598.4 2214.6 604.0 1759.0 476.2 3,6
6 Tổng N (mg/l) 30 161.0 119.1 182.0 112.1 147.0 84.1 1,6
7 Tổng P (mg/l) 6 25.2 15.5 36.2 14.7 26.7 10.6 2,5
8 Tổng Coliform (MPU/100ml)
5 x 10
3
1,5 x 10
10
1,6 x 10
9
4,8 x 10
11
1,5 x 10
9
4,6 x 10
10
1,1 x 10
9
3,2 x 10
2
9 COD so với TCVN (lần) 24,0 1,15 24,18 0,65 24,25 1,15
10 BOD
5
so với TCVN (lần) 19,64 1,30 19,82 0,78 21,56 1,18
* Kt qu phân tích phi hp vi Trung tâm Quan trc và Phân tích Tài nguyên Môi trưng Hà Ni.
5. So sánh khảnăng tăng cường tạokhísinhhọccủa các chế phm visinh trong bể ủ
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
0.16
0.18
0.2
3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25
Ngày
Kg/cm2
Hình 3: Áp suất khícủa các bể cũ sau khibổsung 4 loại chế phm visinh
Hình 3 cho thy, trong 25 ngày theo
dõi, áp sut các b u tăng lên sau khi b
sung ch phNm vi sinh, nhưng tăng nhanh
t ngày th 9 tr i và lên n cc i vào
các ngày th 11 (b 4), ngày th 13 (b 3 và
b 1) và ngày th 15 (b 2). Sau ó áp sut
các b gim dn nhưng vn cao hơn so vi
khi chưa b sung ch phNm vi sinh, do các
ch phNm này vn còn tác dng.
6. Khảnăngtạokhísinhhọc dùng cho đun nấu và thắp sáng củabểbiogasmớicảitiến
Bảng 4. Lượngkhícủabểbiogas đo được sau 5 giờ xả khí liên tục
Giờ đo
Áp suất trung bình
(kg/cm
2
)
Lưu lượngkhí xả liên tục
(lít/phút)
Lượng khí trung bình sau 1 giờ
(lít)
0 0,135 ± 0,015 11,00 ± 1,52
I 0,109 ± 0,020 8,69 ± 0,86 537,00 ± 45,20
II 0,069 ± 0,018 5,73 ± 0,59 343,80 ± 31,53
III 0,042 ± 0,012 4,39 ± 0,54 263,25 ± 20,62
IV 0,030 ± 0,017 2,68 ± 0,32 160,80 ± 13,15
V Khí thoát ra yếu 1,66 ± 0,13 100,00 ± 9,37
Tổng lượngkhí sau 5 giờ 1404,85
Ghi chú: Th tích b : 8,0 m
3
. Nhit ngoài tri vào bui sáng o 28
o
C, nhit nưc thi ra t b biogas
là 34,5
o
C. Trong thi gian o không b sung thêm nguyên liu, không khuy o b .
Bể 1
(-♦-)
Bể 2
(-◘-)
Bể 3
(-▲-)
Bể 4
(-x-)
kg/cm
2
T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam
6
Vi b mi xây dng có th tích 8m
3
, lưng khísinh ra trong 5 gi o ưc là
1404,85 lít, vì vy lưng khísinh ra trong 1 ngày êm có th áp ng cho 1 h gia
ình un nu và thp sáng.
IV. KT LUN
1. Kết luận
1. Các b mi ci tin có b phn x lý th cp có kh năngphân hu cht thi và
sinh khí tt hơn so vi các b cũ qua các ch s o áp sut và lưu lưng khísinh ra.
2. Kh năngphân hu cht thi mnh nht ca các b sau khi b sung ch phNm vi
sinh là vào khong ngày th 13 n ngày 15, sau ó có gim dn nhưng vn còn cao hơn
so vi trưc khi b sung ch phNm visinh trong thi gian dài.
3. Các loi ch phNm visinh ưc nghiên cu u làm tăng kh năngphân hy cht
thi ca b biogas, trong ó ch phNm DW97 cho hiu qu cao nht.
4. Lưng khísinh ra các b mi nhiu hơn áng k so vi các b cũ, s lưng khí
(1404,85 lít/gi) áp ng nhu cu un nu và thp sáng cho 1 h gia ình.
2. Đề nghị
Có th khuyn cáo s dng rng rãi b biogas ci tin và b sung ch phNm vi sinh,
nht là ch phNm DW 97.
TÀI LIU THAM KHO
1 Vũ Thị Thanh Hương, 1999. Thc trng môi trưng và nguyên nhân ô nhim ngun nưc
nông thôn vùng ng bng Bc b. Tuyn tp Kt qu Khoa hc và Công ngh 1994 -
1999, Tp 2. NXB Nông nghip.
2 Trần Hiếu huệ, 1990. X lí nưc thi bng phương pháp sinh hc. NXB HXD Hà
Ni. Tr. 104
3 Viện Thổ nhưỡng ông hóa, 1998. S tayphân tích t - nưc -phân bón - cây trng,
NXB Nông nghip Hà Ni.
4 Standard methods for examination of water and wastewater, 1982. Amer. Pub.
Health.
T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam
7
5 Tiêu chuNn ngành 10 TCN 492 - : - 499 - 2002. B N ông nghip và PTN T. 21 - 3 -
2002.
gười phản biện: guyễn Văn Viết
. NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG PHÂN HỦY CHẤT THẢI HỮU CƠ
TẠO KHÍ SINH HỌC CỦA BỂ BIOGAS MỚI CẢI TIẾN KẾT HỢP
BỔ SUNG CHẾ PHẨM VI SINH, TẠI LÀNG NGHỀ SẢN XUẤT BÚN. chất thải của bể biogas cũ và bể cải tiến mới xây sau
khi bổ sung cùng một loại chế phm vi sinh
Bảng 2. Khả năng phân hủy chất thải của bể mới cải tiến