ẢNH HƯỞNG NỒNG độ PHÂN bõ lên KHẢ NĂNG SINH GAS của hầm ủ KT1 TRUNG QUỐC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ MƠN CƠNG NGHỆ SINH HỌC ****0O0**** TRẦN VŨ QUỐC BÌNH ẢNH HƢỞNG NỒNG ĐỘ PHÂN BÕ LÊN KHẢ NĂNG SINH GAS CỦA HẦM Ủ KT1 TRUNG QUỐC LUẬN VĂN KỸ SƢ CHUYÊN NGÀNH: CƠNG NGHỆ SINH HỌC Thành phố Hồ Chí Minh -Tháng 9/2006- LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ MƠN CƠNG NGHỆ SINH HỌC ****0O0**** ẢNH HƢỞNG NỒNG ĐỘ PHÂN BÕ LÊN KHẢ NĂNG SINH GAS CỦA HẦM Ủ KT1 TRUNG QUỐC LUẬN VĂN KỸ SƢ CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Giáo viên hƣớng dẫn Sinh viên thực TS DƢƠNG NGUYÊN KHANG TRẦN VŨ QUỐC BÌNH KHĨA: 2002 – 2006 Thành phố Hồ Chí Minh -Tháng 9/2006- LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING NONG LAM UNIVERSITY, HCMC FACULTY OF BIOTECHNOLOGY  EFFECT OF COW MANURE CONCERTRATION ON GAS PRODUCTION OF CHINESE FIXED – DOME DIGESTER GRADUATION THESIS MAJOR: BIOTECHNOLOGY Professor Dr DUONG NGUYEN KHANG Student TRAN VU QUOC BINH TERM: 2002 - 2006 HCMC, 09/2006 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đƣợc luận văn tốt nghiệp này, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành đến:  Ban giám hiệu trƣờng Đại Học Nông Lâm Tp HCM, Ban chủ nhiệm môn Công Nghệ Sinh Học, tất thầy tận tình giảng dạy, giúp tơi có đƣợc kiến thức năm Đại Học  TS Dƣơng Nguyên Khang, ngƣời thầy ln tận tình hƣớng dẫn, động viên tơi q trình thực tập hồn thành khóa luận  Trại bò sữa thực nghiệm thuộc trung tâm chuyển giao Khoa Học Công Nghệ Trƣờng Đại Học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh  Trung tâm Cơng nghệ - Quản lý tài nguyên môi trƣờng, trƣờng Đại học Nông Lâm anh chị làm việc tạo điều kiện hết lịng giúp đỡ tơi q trình thực tập  Gia đình Nguyễn Thị Mỹ Đức nhiệt tình giúp đỡ tơi  Toàn thể bạn lớp CNSH28 hỗ trợ, giúp đỡ động viên thời gian làm đề tài  Con thành kính ghi ơn ba mẹ ngƣời thân gia đình ln tạo điều kiện động viên trình học tập trƣờng Tháng 09 năm 2006 Trần Vũ Quốc Bình iii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TĨM TẮT TRẦN VŨ QUỐC BÌNH, Đại Học Nơng Lâm Tp Hồ Chí Minh Tháng 9/2005 "ẢNH HƢỞNG NỒNG ĐỘ PHÂN BÒ LÊN KHẢ NĂNG SINH GAS CỦA HẦM Ủ KT1 TRUNG QUỐC" Giáo viên hƣớng dẫn: TS DƢƠNG NGUYÊN KHANG Đề tài đƣợc tiến hành từ tháng đến tháng năm 2006 tại: trại bò sữa thực nghiệm thuộc trung tâm chuyển giao Khoa Học Công Nghệ Trƣờng Đại Học Nơng Lâm Tp Hồ Chí Minh hộ chăn ni bị sữa Nguyễn Thị Mỹ Đức, 20/34 đƣờng Bình Chiểu, tổ 2, khu phố 3, Phƣờng Bình Chiểu, Quận Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh Mục đích thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng nồng độ phân cho vào 3, 5% vật chất khô với thời gian lƣu trữ phân 10 20 ngày khả sinh gas tiêu hóa lý nƣớc thải đầu nhƣ: vật chất khô, pH, đạm tổng số, hàm lƣợng amoniac, COD Thí nghiệm đƣợc bố trí theo kiểu hồn tồn ngẫu nhiên yếu tố có nghiệm thức là:  3% vật chất khô cho vào với thời gian lƣu lại 20 ngày  4% vật chất khô cho vào với thời gian lƣu lại 10 ngày  5% vật chất khô cho vào với thời gian lƣu lại 20 ngày Thí nghiệm đƣợc tiến hành hầm xây thiết kế kiểu KT1 Trung Quốc tích 10 m3 Kết cho thấy đạm tổng số chất thải đầu giảm trung bình 61% so với đạm tổng số phân cho vào Hàm lƣợng amoniac chất thải đầu giảm trung bình 15,7% so với hàm lƣợng amoniac phân cho vào COD đầu giảm trung bình 74% so với phân cho vào Kết thí nghiệm cho thấy nồng độ vật chất khô 3% với thời gian lƣu lại phân 20 ngày khả xử lý phân sinh gas tốt iv LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC TRANG Trang tựa Lời cảm tạ iii Tóm tắt iv Mục lục v Danh sách chữ viết tắt viii Danh sách bảng ix Danh sách hình x Danh sách sơ đồ biểu đồ xi PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích yêu cầu 1.2.1 Mục đích 1.2.2 Yêu cầu 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Sơ lƣợc đặc điểm chất thải chăn nuôi 2.1.1 Chất thải rắn 2.1.1.1 Phân 2.1.1.2 Xác súc vật chết 2.1.1.3 Thức ăn dƣ thừa, vật liệu lót chuồng chất thải 2.1.2 Chất thải lỏng 2.1.3 Chất thải khí 2.2 Một số mơ hình xử lý chất thải chăn nuôi 2.2.1 Sử dụng ao hồ để xử lý 2.2.2 Sử dụng thủy sinh thực vật để xử lý 2.2.3 Xử lý sinh học hiếu khí điều kiện nhân tạo 2.3 Xử lý chất thải chăn ni hệ thống ủ yếm khí biogas 2.3.1 Sơ lƣợc lịch sử 2.3.2 Khí sinh học 10 2.3.2.1 Đặc tính khí sinh học biogas 10 2.3.2.2 Đặc tính khí CH4 11 2.3.3 Cơ chế tạo thành khí sinh học hệ thống biogas 11 v LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2.3.3.1 Con đƣờng thứ 12 2.3.3.2 Con đƣờng thứ hai 12 2.3.4 Một số yếu tố ảnh hƣởng đến q trình sinh khí sinh học 13 2.3.4.1 Điều kiện kỵ khí tuyệt đối 13 2.3.4.2 Nhiệt độ 13 2.3.4.3 pH 13 2.3.4.4 Thời gian ủ 14 2.3.4.5 Hàm lƣợng chất rắn 14 2.3.4.6 Thành phần dinh dƣỡng 14 2.3.4.7 H2S 15 2.3.4.8 Các chất gây trở ngại trình lên men 15 2.3.4.9 Một số yếu tố khác 15 2.3.5 Vai trò biogas sản xuất đời sống 16 2.3.5.1 Cung cấp lƣợng 16 2.3.5.2 Hạn chế ô nhiễm, bảo vệ môi trƣờng 16 2.3.6 Một số hầm ủ biogas Việt Nam 17 2.3.6.1 Loại nắp trôi 17 2.3.6.2 Loại hầm nắp cố định 17 2.3.6.3 Túi cao su bao nylon 18 2.3.7 Tình hình nghiên cứu 19 VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP KHẢO SÁT 20 3.1 Thời gian địa điểm thực đề tài 20 3.1.1 Thời gian 20 3.1.2 Địa điểm 20 3.1.3 Đối tƣợng khảo sát 20 3.2 Vật liệu 20 3.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 21 3.3.1 Bố trí thí nghiệm 21 3.3.2 Quy trình thí nghiệm 22 3.3.2.1 Lấy mẫu 22 3.3.2.2 Thời gian khảo sát 22 3.3.2.3 Chỉ tiêu khảo sát 22 3.3.2.4 Xử lý số liệu 23 KẾT QUẢ THẢO LUẬN 24 4.1 Điều kiện nhiệt độ 24 vi LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4.2 Vật chất khô phân cho vào chất thải đầu 25 4.3 pH phân cho vào chất thải đầu 26 4.4 Đạm tổng số phân cho vào chất thải đầu 27 4.5 Hàm lƣợng amoniac phân cho vào chất thải đầu 28 4.6 COD phân cho vào chất thải đầu 30 4.7 Lƣợng gas sinh 31 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 36 5.1 Kết luận 36 5.2 Đề nghị 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 vii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT C/N Tỷ lệ cacbon/nitơ Ctv Cộng tác viên TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam C Concentration RT Retention Time COD Chemical Oxygen Demand E coli Escherichia coli VCK Vật chất khô CHC Chất hữu SEM Sum error of mean P Probability CRT Nồng độ thời gian lƣu lại viii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH SÁCH CÁC BẢNG TRANG Bảng 2.1 Số lƣợng chất thải số loài gia súc gia cầm Bảng 2.2 Đặc tính phân bò Bảng 2.3 Thành phần loại phân gia súc, gia cầm (%) Bảng 2.4 Thành phần nƣớc tiểu loại gia súc Nhật Bản Bảng 2.5 Tỷ lệ C/N số loại phân 14 Bảng 3.1 Thơng số bố trí thí nghiệm 21 Bảng 4.1 Vật chất khô phân cho vào chất thải đầu 25 Bảng 4.2 pH phân cho vào chất thải đầu 26 Bảng 4.3 Đạm tổng số phân cho vào chất thải đầu 27 Bảng 4.4 Hàm lƣợng amoniac phân cho vào chất thải đầu 29 Bảng 4.5 COD phân cho vào chất thải đầu 30 Bảng 4.6 Luợng gas sinh 32 ix LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 27  Nguyễn Trƣờng An (2005) khảo sát nồng độ vật chất khô phân heo cho vào 4% thấy vật chất khô đầu 2,55 3,81%; giảm trung bình 90% so với vật chất khơ phân heo cho vào ứng với thời gian lƣu lại 10 20 ngày Nguyên nhân vật chất khô đầu tác giả khảo sát cao tác giả khác tác giả sử dụng nƣớc thải đầu trở lại hệ thống túi ủ Điều chúng tơi thí nghiệm hầm biogas nên khả phân hủy tốt nên vật chất khô đầu thấp 4.3 pH phân cho vào chất thải đầu Bảng 4.2 pH phân cho vào chất thải đầu Nghiệm thức pH SEM P 6,97b 0,006 0,001 6,45c 0,005 0,001 C4RT10 C5RT20 Đầu vào 6,87a 6,89a Đầu 6,52a 6,77b pH C3RT20 7.2 6.8 6.6 6.4 6.2 pH đầu vào pH đầu C3RT20 C4RT10 C5RT20 Nồng độ (%) Biểu đồ 4.3 pH phân cho vào chất thải đầu Bảng 4.2 cho thấy pH đầu vào tăng dần theo nồng độ vật chất khô phân cho vào (P