Ứng dụng công nghệ phân hủy kỵ khí phân pha để xử lý và thu hồi năng lượng

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề	Ứng Dụng Công Nghệ Phân Hủy Kỵ Khí Phân Pha Để Xử Lý Và Thu Hồi Năng Lượng Từ Thành Phần Chất Thải Rắn Sinh Hoạt Có Khả Năng Phân Hủy Sinh Học
Tác giả	Nguyễn Đình Mạnh
Người hướng dẫn	TS. Phạm Văn Định
Trường học	Trường Đại Học Xây Dựng
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Môi Trường
Thể loại	luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản	2022
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	78
Dung lượng	8,31 MB

Nội dung

Nguyễn Đình Mạnh* LUẬN VĂN THẠC SỸ BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG Nguyễn Đình Mạnh * Ngành: Kỹ thuật Mơi trường ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ PHÂN HỦY KỴ KHÍ PHÂN PHA ĐỂ XỬ LÝ VÀ THU HỒI NĂNG LƯỢNG TỪ THÀNH PHẦN CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT CÓ KHẢ NĂNG PHÂN HỦY SINH HỌC LUẬN VĂN THẠC SỸ * năm - 2022 Ngành: Kỹ thuật Xây dựng BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG Nguyễn Đình Mạnh ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ PHÂN HỦY KỴ KHÍ PHÂN PHA ĐỂ XỬ LÝ VÀ THU HỒI NĂNG LƯỢNG TỪ THÀNH PHẦN CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT CÓ KHẢ NĂNG PHÂN HỦY SINH HỌC LUẬN VĂN THẠC SỸ Ngành: Kỹ thuật Môi trường Mã số: 8580201-2 CB hướng dẫn: TS Phạm Văn Định Hà Nội – 2022 MỤC LỤC MỤC LỤC .2 LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN .6 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT .7 DANH MỤC BẢNG .8 DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .8 MỞ ĐẦU .10 Tính cấp thiết đề tài .10 Mục đích nghiên cứu 11 Mục tiêu nghiên cứu .11 Đối tượng phạm vi nghiên cứu .11 Phương pháp nghiên cứu .12 Cơ sở khoa học thực tiễn 12 Kết đạt vấn đề tồn .12 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CHUNG 13 1.1 : Tổng quan chất thải rắn sinh hoạt .13 1.2 : Cơ sở lý thuyết 13 1.2.1 Cơ chế sinh hóa 13 1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình phân hủy kỵ khí .17 1.3 : Hệ thống phân hủy kỵ khí hai giai đoạn 22 1.3.1 Cấu hình hệ thống 22 1.3.2 Đánh giá 24 1.4 : Áp dụng quy mô thực tế giới .24 1.5 : Hiện trạng cơng nghệ phân hủy kỵ khí Việt Nam 25 1.6 : Kết luận .30 CHƯƠNG II: MƠ HÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31 2.1 : Đặc tính chất (chất thải) .31 2.2 : Mơ hình thí nghiệm 33 2.2.1 Sơ đồ chung 33 2.2.2 Mơ hình thí nghiệm .34 2.3 : Phép phân tích 39 2.3.1 pH 39 2.3.2 Phân tích TS, VS 39 2.3.3 Phân tích carbon 42 2.3.4 Phân tích nitrogen tổng 43 2.3.5 Phân tích phospho tổng 44 2.4 : Phương pháp đánh giá .45 2.5 : Mơ hình lượng 45 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 49 3.1 : Kết trình khởi động 49 3.2 : Quá trình thủy phân 51 3.3 : Quá trình chuyển hóa mê-tan 52 3.4 : Hệ số động học 57 3.5 : Phân tích lượng 58 KẾT LUẬN 61 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi Nghiên cứu gắn liền với Đề tài KHCN cấp Bộ Giáo Dục Đào Tạo: mã số B2021-XDA-03 Chủ trì TS Phạm Văn Định Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Đình Mạnh LỜI CẢM ƠN Lời Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trường Đại học Xây Dựng nơi Tôi học tập, Khoa Đào tạo Sau Đại học, Khoa Kỹ thuật Môi trường, Bộ môn Công nghệ Quản lý Môi trường Trường giúp đỡ tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc, kính trọng đến TS Phạm Văn Định tận tình hướng dẫn, động viên, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi thời gian tơi hồn thành luận án Nếu khơng có hướng dẫn Thầy tơi chắn khơng thể hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy, nhà khoa học, chyên gia có ý kiến đóng góp cho luận án q trình thực Cuối cùng, Tơi xin chân thành cảm ơn giúp đỡ, động viên, chia sẻ gia đình, bạn bè đồng nghiệp trình thực nghiên cứu Hà Nội, ngày tháng năm 2022 HỌC VIÊN THỰC HIỆN Nguyễn Đình Mạnh DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT CTRSH – Chất thải rắn sinh hoạt MSW – Chất thải rắn đô thị CTR – Chất thải rắn OFMSW - Tỷ lệ hữu chất thải rắn đô thị AD – Hệ thống phân hủy kị khí VFA – Axit béo dễ bay FAN – Amoniac tự SAD – Hệ thống phân hủy kị khí giai đoạn TAD – Hệ thống phân hủy kị khí hai giai đoạn TS – Tổng chất rắn RT – Thời gian lưu VS – Chất rắn có khả bay SNV – Tổ chức phát triển Hà Lan CTRHC – Chất thải rắn hữu DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Danh sách nhà máy loại hình xử lý chất thải rắn Việt Nam .27 Bảng 1: Tỉ lệ thành phần khí thu dùng công nghệ bể tự hoại [37] 50 Bảng Hiệu suất trình phân huỷ kỵ khí phân pha với chất thải có khả phân huỷ sinh học 56 Bảng 3: Mơ hình lượng hệ thống (đơn vị: kJ/g-VS) 58 Bảng Bảng phân tích lượng 59 DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1: Sơ đồ q trình phân hủy kỵ khí 14 Hình 2: Ảnh hưởng nhiệt độ đến tốc độ trình AD (Mata-Alvarez (2003) [57]) 18 Hình 3: Sơ đồ hệ thống phân huỷ kỵ khí giai đoạn .23 Hình 4: Tồn cảnh nhà máy phân loại, xử lỷ rác thải, sản xuất điện phân bón khống hữu 28 Hình 1: Thu gom chất thải rắn sinh hoạt 31 Hình 2: Tiền xử lý bảo quản chất 32 Hình 3: Thành phần chất theo khối lượng ướt 32 Hình 4: Sơ đồ chung q trình phân huỷ kỵ khí hai pha 34 Hình 5: Thiết kế tính tốn mơ hình thí nghiệm 37 Hình 6: Mơ hình thí nghiệm thực tế 38 Hình 7: Phân tính đặc tính chất thải rắn sinh hoạt thu 40 Hình 8: Thiết bị nung, cân, cốc để xác định VS 41 Hình 9: Máy phân tích carbon 42 Hình 10: Máy phân tích Nito 43 Hình 11: Mơ hình lượng 46 Hình Thành phần khí q trình phân huỷ kỵ khí hai pha 50 Hình Ảnh hưởng pH đến sản lượng chất lượng khí sinh học 53 Hình 3: Mối liên hệ pH chất pH bể phản ứng Mê-tan 53 Hình 4: Ảnh hưởng pH đến chất lượng khí gas khả loại bỏ COD .54

Ngày đăng: 18/09/2023, 08:17

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo

Loại

Chi tiết

[1] Abbasi, T., Tauseef, S., Abbasi, S. A. (2011). Biogas energy (Vol. 2). Springer Science & Business Media. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-1040-9

Sách, tạp chí

Tiêu đề:	Biogas energy
Tác giả:	Abbasi, T., Tauseef, S., Abbasi, S. A
Năm:	2011

[13] Cheah, Y.-K., Vidal-Antich, C., Dosta, J., Mata-Álvarez, J. (2019). Volatile fatty acid production from mesophilic acidogenic fermentation of organic fraction of municipal solid waste and food waste under acidic and alkaline pH.Environ. Sci. Pollut. Res., 1-14. https://doi.org/https://doi.org/10.1007/s11356-019-05394-6

Sách, tạp chí

Tiêu đề:	Environ. Sci. Pollut. Res
Tác giả:	Cheah, Y.-K., Vidal-Antich, C., Dosta, J., Mata-Álvarez, J
Năm:	2019

[14] Chen, Y., Cheng, J. J., Creamer, K. S. (2008). Inhibition of anaerobic digestion process: A review. Bioresource technology, 99(10), 4044-4064.https://doi.org/http://dx.doi.org/10.1016/j.biortech.2007.01.057

Sách, tạp chí

Tiêu đề:	Bioresource technology, 99
Tác giả:	Chen, Y., Cheng, J. J., Creamer, K. S
Năm:	2008

[18] De Baere, L., Mattheeuws, B. (2014). Anaerobic digestion of the organic fraction of municipal solid waste in Europe–Status, experience and prospectsWaste Management: Recycling and Recovery,http://www.ows.be/publication/biogas-plants-publication-3/

Sách, tạp chí

Tiêu đề:	Anaerobic digestion of the organicfraction of municipal solid waste in Europe–Status, experience and prospects
Tác giả:	De Baere, L., Mattheeuws, B
Năm:	2014

[19] Demirel, B., Scherer, P. (2008). The roles of acetotrophic and hydrogenotrophic methanogens during anaerobic conversion of biomass to methane: a review.Rev. Environ. Sci. Bio/Technol., 7(2), 173-190.https://doi.org/https://doi.org/10.1007/s11157-008-9131-1

Sách, tạp chí

Tiêu đề:	Rev. Environ. Sci. Bio/Technol., 7
Tác giả:	Demirel, B., Scherer, P
Năm:	2008

[20] Deng, Y., Xu, J., Liu, Y., Mancl, K. (2014). Biogas as a sustainable energy source in China: regional development strategy application and decision making. Renewable Sustainable Energy Rev., 35, 294-303.https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.04.031

Sách, tạp chí

Tiêu đề:	Renewable Sustainable Energy Rev., 35
Tác giả:	Deng, Y., Xu, J., Liu, Y., Mancl, K
Năm:	2014

[21] Deublein, D., Steinhauser, A. (2011). Biogas from waste and renewable resources: an introduction. Wiley-Interscience

Sách, tạp chí

Tiêu đề:	Biogas from waste and renewableresources: an introduction
Tác giả:	Deublein, D., Steinhauser, A
Năm:	2011

[22] Diamantis, V., Aivasidis, A. (2010). Kinetic analysis and simulation of UASB anaerobic treatment of a synthetic fruit wastewater. Global NEST J., 12(2), 175- 180. https://doi.org/https://doi.org/10.30955/gnj.000562

Sách, tạp chí

Tiêu đề:	Global NEST J., 12
Tác giả:	Diamantis, V., Aivasidis, A
Năm:	2010

[23] Dinh, P. V., Fujiwara, T., Giang, H. M., Phu, S. P. (2019). The fate of carbon in two-stage anaerobic digestion of vegetable waste IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci., http://doi.org/10.1088/1755-1315/307/1/012019

Sách, tạp chí

Tiêu đề:	The fate of carbon intwo-stage anaerobic digestion of vegetable waste
Tác giả:	Dinh, P. V., Fujiwara, T., Giang, H. M., Phu, S. P
Năm:	2019

[26] El-Mashad, H. M., van Loon, W. K. P., Zeeman, G. (2003). A Model of Solar Energy Utilisation in the Anaerobic Digestion of Cattle Manure. Biosystems Engineering, 84(2), 231-238. https://doi.org/http://dx.doi.org/10.1016/S1537-5110(02)00245-3

Sách, tạp chí

Tiêu đề:	BiosystemsEngineering, 84
Tác giả:	El-Mashad, H. M., van Loon, W. K. P., Zeeman, G
Năm:	2003

(2004). Effect of temperature and temperature fluctuation on thermophilic anaerobic digestion of cattle manure. Bioresour. Technol., 95(2), 191-201.https://doi.org/http://dx.doi.org/10.1016/j.biortech.2003.07.013

Sách, tạp chí

Tiêu đề:	Bioresour. Technol., 95

[29] Fang, H. H., Liu, H. (2002). Effect of pH on hydrogen production from glucose by a mixed culture. Bioresour. Technol., 82(1), 87-93.https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.biortech.2003.07.013

Sách, tạp chí

Tiêu đề:	Bioresour. Technol., 82
Tác giả:	Fang, H. H., Liu, H
Năm:	2002

[30] Fernandes, T. V., Keesman, K. J., Zeeman, G., van Lier, J. B. (2012). Effect of ammonia on the anaerobic hydrolysis of cellulose and tributyrin. Biomass andBioenergy, 47, 316-323.https://doi.org/http://dx.doi.org/10.1016/j.biombioe.2012.09.029

Sách, tạp chí

Tiêu đề:	Biomass and"Bioenergy, 47
Tác giả:	Fernandes, T. V., Keesman, K. J., Zeeman, G., van Lier, J. B
Năm:	2012

[31] Gallert, C., Bauer, S., Winter, J. (1998). Effect of ammonia on the anaerobic degradation of protein by a mesophilic and thermophilic biowaste population [journal article]. Applied Microbiology and Biotechnology, 50(4), 495-501.https://doi.org/https://doi.org/10.1007/s002530051326

Sách, tạp chí

Tiêu đề:	Applied Microbiology and Biotechnology, 50
Tác giả:	Gallert, C., Bauer, S., Winter, J
Năm:	1998

[32] Gallert, C., Winter, J. (1997). Mesophilic and thermophilic anaerobic digestion of source-sorted organic wastes: effect of ammonia on glucose degradation and methane production [journal article]. Appl. Microbiol. Biotechnol., 48(3), 405- 410. https://doi.org/https://doi.org/10.1007/s002530051071

Sách, tạp chí

Tiêu đề:	Appl. Microbiol. Biotechnol., 48
Tác giả:	Gallert, C., Winter, J
Năm:	1997

[34] Gerardi, M. H. (2003). The microbiology of anaerobic digesters. Wiley- Interscience. https://doi.org/http://doi.org/10.1002/0471468967

Sách, tạp chí

Tiêu đề:	The microbiology of anaerobic digesters
Tác giả:	Gerardi, M. H
Năm:	2003

[35] Hansen, K. H., Angelidaki, I., Ahring, B. K. (1998). Anaerobic digestion of swine manure: inhibition by ammonia. Water Research, 32(1), 5-12

Sách, tạp chí

Tiêu đề:	Water Research, 32
Tác giả:	Hansen, K. H., Angelidaki, I., Ahring, B. K
Năm:	1998

[36] Hartmann, H., Ahring, B. K. (2006). Strategies for the anaerobic digestion of the organic fraction of municipal solid waste: an overview. Water science and technology, 53(8), 7-22. https://doi.org/https://doi.org/10.2166/wst.2006.231[37] Hoàng, L. P. (2018). Nghiên cứu xử lý phân bùn bể tự hoại bằng phương phápsinh học trong điều kiện Việt Nam Trường Đại học Xây dựng]

Sách, tạp chí

Tiêu đề:	Water science andtechnology, 53"(8), 7-22. https://doi.org/https://doi.org/10.2166/wst.2006.231 [37] Hoàng, L. P. (2018). "Nghiên cứu xử lý phân bùn bể tự hoại bằng phương pháp"sinh học trong điều kiện Việt Nam
Tác giả:	Hartmann, H., Ahring, B. K. (2006). Strategies for the anaerobic digestion of the organic fraction of municipal solid waste: an overview. Water science and technology, 53(8), 7-22. https://doi.org/https://doi.org/10.2166/wst.2006.231[37] Hoàng, L. P
Năm:	2018

[39] Horiuchi, J.-i., Shimizu, T., Kanno, T., Kobayashi, M. (1999). Dynamic behavior in response to pH shift during anaerobic acidogenesis with a chemostatculture. Biotechnol. Tech., 13(3), 155-157.https://doi.org/https://doi.org/10.1023/A:1008947712198

Sách, tạp chí