ẢNH HƯỞNG của ph TRONG mẻ ủ sử DỤNG lục BÌNH LÀM NGUYÊN LIỆU NẠP LÊN KHẢ NĂNG SINH KHÍ SINH HỌC

TRNG I HC CN TH KHOA MễI TRNG V TI NGUYấN THIấN NHIấN LUN VN TT NGHIP I HC NGNH K THUT MễI TRNG NH HNG CA pH TRONG M S DNG LC BèNH LM NGUYấN LIU NP LấN KH NNG SINH KH SINH HC Cỏn b hng dn: Sinh viờn thc hin: NGUYN Vế CHU NGN TRNG QUANG NHT KIM LAVANE BI TH DIM MY 2015 LUN VN I HC LI CM T Tỏc gi xin by t lũng bit n chõn thnh n nhng ngi ó giỳp tn tỡnh quỏ trỡnh lm lun tt nghip: u tiờn tỏc gi xin chõn thnh cm n sõu sc n gia ỡnh ó giỳp v ng viờn tinh thn cho tỏc gi quỏ trỡnh hc v hon thnh tt lun tt nghip Xin chõn thnh cm n d ỏn DANIDA ó h tr kinh phớ thc hin ti Tỏc gi xin cam kt lun ny c hon thnh da trờn cỏc kt qu nghiờn cu ca tỏc gi khuụn kh ca d ỏn Sn xut khớ sinh hc bn vng Cỏn b hng dn thy Nguyn Vừ Chõu Ngõn v thy Kim Lavane ó cung cp nhng kinh nghim cng nh kin thc chuyờn mụn v tn tỡnh hng dn; luụn ng viờn v to mi iu kin thun li cho tỏc gi sut thi gian thc hin ti tt nghip Quý thy, cụ b mụn K thut mụi trng - Trng i hc Cn Th ó tn tỡnh ging dy, giỳp quỏ trỡnh hc v thc hin ti ễng Nguyn Hong Nam, xó Long Hũa, huyn Phong in, thnh ph Cn Th, ó h tr ngun nguyờn liu phc v tt cho ti Ch Trnh Thanh Tõm v ch Nguyn Nht Linh (KHMT K20) ó cựng tỏc gi v cỏc cng s thc hin ti, cựng cỏc bn sinh viờn K38, K39 lp K thut mụi trng, khoa Mụi trng v Ti Nguyờn thiờn nhiờn - Trng i hc Cn Th Tỏc gi xin chõn thnh cm n! Trng Quang Nht B1205089 Bựi Th Dim My B1205072 i LUN VN I HC TểM TT TI nh hng ca pH m s dng lc bỡnh lm nguyờn liu np lờn kh nng sinh khớ sinh hc c thc hin vi mc tiờu chớnh l tỡm khong pH phự hp nht cho kh nng sinh khớ sinh hc vi nguyờn liu np l 100% lc bỡnh Thớ nghim c b trớ hon ton ngu nhiờn bng phng phỏp theo m vi nghim thc ng vi giỏ tr pH khỏc (pH: 5; 5,5; 6; 6,5; 7; 7,5; 8) Mi nghim thc v nghim thc i chng cú ln lp li Thớ nghim c theo dừi 90 ngy vi lng nguyờn liu np l 25 gVS/L tớnh trờn 15 L, kớch c 10 cm np bỡnh nha 21 L Kt qu thớ nghim cho thy cỏc yu t mụi trng nh nhit , hiu th oxy húa kh u thun li cho s phỏt trin ca vi sinh vt quỏ trỡnh phõn hy ym khớ Sau 90 ngy, tng lng khớ sinh hc tớch ly cao nht i vi m cú pH (265,74 L) v thp nht pH (50,7 L) Thnh phn mờ-tan (%CH4) (%v/v) ca cỏc nghim thc t pH pH bt u tng t ngy 17 (dao ng t 0,35% n 7,05%) Trong ú, cao nht pH (77,96%) v pH 7,5 (75,34%) Cũn i vi pH v pH 5,5 %CH4 ch tng nh sut quỏ trỡnh thớ nghim (cao nht dao ng t 14,05% n 28,9%) Sau 60 ngy, %CH4 cỏc nghim thc cú xu hng gim n ngy 90 Tuy nhiờn, nghim thc pH cng cú thnh phn mờ-tan khỏ cao (63,88%) so vi pH (77,83%) T nhng kt qu trờn kt hp vi kh nng phõn hy ca pH nhiu nht (182,55 g) cho thy m pH cú kh nng sinh khớ nhiu nht (706,63 mLCH4/gVSphõn hy), thp nht l pH (39,01 mLCH4/gVSphõn hy) Kt thỳc thớ nghim cú th kt lun rng m cú pH n pH hon ton cú th s dng cho hot ng un nu, thp sỏng, ú, pH l tt nht cho quỏ trỡnh s dng, cũn pH v pH 5,5 lng khớ sinh v %CH4 quỏ thp (di 30%) nờn khụng s dng c Trng Quang Nht B1205089 Bựi Th Dim My B1205072 ii LUN VN I HC LI CAM OAN Chỳng tụi xin cam kt lun ny c hon thnh da trờn cỏc kt qu nghiờn cu ca chỳng tụi khuụn kh ca d ỏn Sn xut khớ sinh hc bn vng DANIDA D ỏn cú quyn s dng kt qu ca lun ny phc v cho d ỏn Ngy 27 thỏng 11 nm 2015 Sinh viờn thc hin Trng Quang Nht Bựi Th Dim My Trng Quang Nht B1205089 Bựi Th Dim My B1205072 iii LUN VN I HC MC LC LI CM T i TểM TT TI ii LI CAM OAN iii MC LC iv DANH SCH BNG vii DANH SCH HèNH viii DANH MC T VIT TT viii Chng GII THIU 1.1 T VN 1.2 MC TIấU TI 1.2.1 Mc tiờu tng quỏt: 1.2.2 Mc tiờu c th: Chng LC KHO TI LIU 2.1 TNG QUAN V PHN HY YM KH 2.1.1 Khỏi nim ym khớ 2.1.2 Phõn loi h thng phõn hy ym khớ 2.1.3 C ch v cỏc giai on ca quỏ trỡnh ym khớ 2.2 TNG QUAN V KH SINH HC 2.1.1 Khỏi nim khớ sinh hc 2.2.2 Thnh phn ca khớ sinh hc 2.2.3 Nhit tr ca khớ sinh hc: 2.2.4 Cỏc yu t nh hng ti quỏ trỡnh sinh khớ sinh hc 2.3 CY LC BèNH V KH NNG SINH KH SINH HC 13 2.3.1 Gii thiu v cõy lc bỡnh 13 2.3.2 Mt s ng dng ca lc bỡnh: 15 Chng PHNG TIN V PHNG PHP NGHIấN CU 16 3.1 THI GIAN V A IM NGHIấN CU 16 3.2 PHNG TIN NGHIấN CU 16 3.2.1 Dng c b trớ thớ nghim 16 Trng Quang Nht B1205089 Bựi Th Dim My B1205072 iv LUN VN I HC 3.2.2 Thit b s dng phõn tớch 16 3.3 PHNG PHP NGHIấN CU 16 3.3.1 Chun b lc bỡnh v nc mi: 16 3.3.2 Chun b bỡnh 18 3.3.3 Tớnh toỏn nguyờn liu np vo 19 3.3.4 Phng phỏp b trớ thớ nghim 19 3.4 PHNG PHP THU V PHN TCH MU 20 3.4.1 Phng phỏp thu mu v cỏc thụng s o c 20 3.4.2 Phng phỏp phõn tớch cỏc ch tiờu: 22 3.5 PHNG PHP PHN TCH V X Lí S LIU 22 3.5.1 Phng phỏp tớnh toỏn: 22 3.5.2 Phng phỏp x lý s liu 25 Chng KT QU V THO LUN 26 4.1 CC YU T MễI TRNG NH HNG TI M 26 4.1.1 pH v acid bộo bay hi 26 4.1.2 Nhit 31 4.1.3 Hiu th oxy húa kh 31 4.2 NNG SUT SINH KH CA CC NGHIM THC 32 4.2.1 Th tớch khớ sinh hc sinh tng ngy 32 4.2.2 Th tớch khớ sinh hc tớch ly 90 ngy 33 4.2.3 Thnh phn khớ mờ-tan sinh tng ngy 34 4.2.4 Th tớch khớ mờ-tan sinh tng ngy v tớch ly 90 ngy 35 4.2.5 nh hng ca pH n thnh phn khớ sinh hc ca m 38 4.2.6 Kh nng phõn hy cht hu c ca tng nghim thc sau 30, 60 v 90 ngy 39 4.2.7 Nng sut sinh khớ mờ-tan 40 Chng KT LUN V KIN NGH 41 5.1 KT LUN 41 5.2 KIN NGH 42 TI LIU THAM KHO 43 PH LC 46 Trng Quang Nht B1205089 Bựi Th Dim My B1205072 v LUN VN I HC Trng Quang Nht B1205089 Bựi Th Dim My B1205072 vi LUN VN I HC DANH SCH BNG Bng 2.1 Vi khun, enzyme v loi cht nn thy phõn Bng 2.2 Mt s loi vi khun mờ-tan v cht nn ca nú Bng 2.3 Thnh phn khớ khớ sinh hc Bng 2.4 pH ti u cho s phỏt trin mt s loi vi khun mờ-tan: Bng 2.5 Kt qu thớ nghim nng cỏc acid bộo bay hi ca Husnul Azan et al (2010) Bng 2.6 Kt qu phn trm VFA ng vi tng giỏ tr pH Bng 2.7 Hiu th oxy húa kh v hot ng ca vi khun 11 Bng 2.8 T l C/N ca lc bỡnh t cỏc ngun khỏc 12 Bng 2.9 Thnh phn húa hc ca lc bỡnh 13 Bng 3.1 Th tớch nc cn pha ng vi cỏc nghim thc 17 Bng 3.2 Khi lng húa cht pha dung dch m ng vi cỏc nghim thc 17 Bng 3.3 Kt qu phõn tớch cỏc ch tiờu ca nguyờn liu u vo 19 Bng 3.4: Kt qu phõn tớch nguyờn liu u vo 19 Bng 3.5 Cỏc nghim thc b trớ thớ nghim 20 Bng 3.6 Phng phỏp phõn tớch cỏc ch tiờu 22 Bng 4.1 Quỏ trỡnh chnh v lng húa cht s dng iu chnh pH v giỏ tr ban u ca cỏc nghim thc 26 Bng 4.2 Giỏ tr pH sau quỏ trỡnh chnh ca cỏc nghim thc: 28 Trng Quang Nht B1205089 Bựi Th Dim My B1205072 vii LUN VN I HC DANH SCH HèNH Hỡnh 2.1 Ba giai on ca quỏ trỡnh len men ym khớ Hỡnh 2.2 nh hng ca nhit lờn kh nng sinh khớ ca hm 10 Hỡnh 3.1 Mụ hỡnh bỡnh theo m ca thớ nghim 19 Hỡnh 4.1 Din bin dung dch m ca nghim thc i chng sut quỏ trỡnh thớ nghim 27 Hỡnh 4.2 Din bin TVFAs ca cỏc nghim thc theo tng ngy 29 Hỡnh 4.3 Din bin nng acid acetic tng ngy ca cỏc nghim thc 29 Hỡnh 4.4 Din bin acid propionic tng ngy ca cỏc nghim thc 30 Hỡnh 4.5 Din bin nng acid butyric tng ngy ca cỏc nghim thc 30 Hỡnh 4.6 Din bin nhit ca cỏc nghim thc thớ nghim 31 Hỡnh 4.7 Din bin hiu th oxy húa kh tng ngy ca cỏc NT 32 Hỡnh 4.8 Biu khớ sinh hc sinh tng ngy ca cỏc nghim thc 33 Hỡnh 4.9 Biu th tớch khớ sinh hc tớch ly sut quỏ trỡnh thớ nghim 34 Hỡnh 4.10 Din bin thnh phn CH4 sinh tng ngy ca cỏc nghim thc 35 Hỡnh 4.11 Th tớch khớ CH4 sinh tng ngy ca cỏc nghim thc 36 Hỡnh 4.12 Th tớch khớ CH4 tớch ly ca cỏc nghim thc quỏ trỡnh thớ nghim 37 Hỡnh 4.13 Thnh phn khớ sinh hc ca cỏc nghim thc sut quỏ trỡnh thớ nghim 38 Hỡnh 4.14 Kh nng phõn hy ca lc bỡnh sau 30, 60 v 90 ngy 39 Hỡnh 4.15 Nng sut sinh khớ ca tng nghim thc ngy 90 40 Trng Quang Nht B1205089 Bựi Th Dim My B1205072 viii LUN VN I HC DANH MC T VIT TT T vit tt Ting Anh Ting Vit TS Total Solids Tng cht rn VS Volatile Solids Cht rn bay hi C/N Carbon/Nitrogen T l Cỏc-bon/Nit HTR Hydraulic Retention Time Thi gian tn lu KSH Biogas Khớ sinh hc CH4 Methane Khớ mờ-tan H2 S Hydro sulfide Hydro sunfua COD Chemical oxygen demand Nhu cu oxy húa hc LB Lc bỡnh NSSK Nng sut sinh khớ VSV Vi sinh vt NT Nghim thc NTC Nghim thc i chng ORP Oxidation Reduction Potential Trng Quang Nht B1205089 Bựi Th Dim My B1205072 Hiu th oxy hoỏ kh ix LUN VN I HC 10 Th tớch CH4 (L) 5 10 14 17 20 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 60 65 70 75 80 85 90 Thi gian (ngy) LB-pH5 LB-pH7 LB-pH5.5 LB-pH7.5 LB-pH6 LB-pH8 LB-pH6.5 Hỡnh 4.11 Th tớch khớ CH4 sinh tng ngy ca cỏc nghim thc Nhỡn chung, lng khớ mờ-tan (VCH4) sinh hng ngy ca cỏc NT pH 7, pH 7,5 v pH tng dn t ngy 17 v n ngy 60 thỡ gim Trong ú, cao nht l NT cú pH (9,41 L ngy 45) Sau ú l m cú pH 7,5 (7,35 L) v pH (6,73 L) Th tớch CH4 ca m cú pH cao hn pH 7,5 v pH %CH4 ca NT ny cao hn pH l lng KSH sinh ca pH cao hn nhiu so vi pH 7,5 v pH (Hỡnh 4.8) v %CH4 ca pH li khụng thp hn pH 7,5 v pH nhiu (Hỡnh 4.10) Lng khớ CH4 sinh sau m cú pH 7, pH 7,5 v pH8 l pH 6,5 v pH Th tớch CH4 ca NT ny bt u cú t ngy 24, t nh ngy 48 (5,92 L) i vi pH 6,5 v ngy 51 (4,43 L) i vi pH m cú pH v pH 5,5 cú VCH4 thp nht, dao ng t 0,01 n 0,48 L i vi pH v 0,01 n 1,33 L i vi pH 5,5 Th t sp xp lng khớ CH4 sinh t cao n thp (Hỡnh 4.11) cng chớnh l th t sp xp lng khớ CH4 tớch ly 90 ngy (Hỡnh 4.12) Trng Quang Nht B1205089 Bựi Th Dim My B1205072 36 LUN VN I HC Th tớch CH4 tớch ly (L) 140 120 100 80 60 40 20 10 14 17 20 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 60 65 70 75 80 85 90 Thi gian (ngy) LB-pH5 LB-pH7 LB-pH5.5 LB-pH7.5 LB-pH6 LB-pH8 LB-pH6.5 Hỡnh 4.12 Th tớch khớ CH4 tớch ly ca cỏc nghim thc quỏ trỡnh thớ nghim Kt qu nghiờn cu (Hỡnh 4.12) cho thy rng lng khớ mờ-tan tớch ly bt u t ngy 20 v tng liờn tc n ngy 90 Riờng NT pH v pH 5,5, ng din bin VCH4 tớch ly ca NT ny tng khụng nhiu n ngy 90, VCH4 tớch ly cao nht l m cú pH (132,92 L), pH 7,5 (101,64 L) v pH (95,64 L) (cỏc NT ny khụng khỏc bit mc ý ngha thng kờ =0,05) K ú l m cú pH 6,5 (74,51 L) Lng khớ CH4 tớch ly thp nht l i vi m cú pH (46,02 L), pH 5,5 (16,33 L) v pH (4,32 L) (cỏc nghim thc ny khụng khỏc bit ý ngha thng kờ =0,05) (Ph lc 3) Kt qu cho thy cỏc NT pH t 6,5 cho kt qu sinh khớ cao hn rt nhiu so vi cỏc NT pH v 5,5 Nguyờn nhõn cỏc loi vi khun sinh mờ-tan ch cú hot ng iu kin pH t 6,1-7,8 (Gerardi, 2003 trớch dn bi Lờ Hong Vit, 2014), cũn pH5 v 5,5 thỡ vi khun sinh mờ-tan s b c ch, lng khớ CH4 sinh cng rt ớt Trng Quang Nht B1205089 Bựi Th Dim My B1205072 37 LUN VN I HC 4.2.5 nh hng ca pH n thnh phn khớ sinh hc ca m Thnh phn CH4 (%CH4), CO2 (%CO2) v cỏc khớ khỏc c th hin Hỡnh 4.13 phn trm CH4 (%) 100 a 80 60 40 20 100 Phn trm cỏc khớ khỏc (%) Phn trm CO2 (%) bcb 80 60 40 20 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 c mg/L 10 14 17 20 24 27 30 33 36 39 41 45 48 51 54 60 65 70 75 80 85 90 Thi gian (ngy) LB-pH5 LB-pH5.5 LB-pH6 LB-pH6.5 LB-pH7 LB-pH7.5 LB-pH8 Hỡnh 4.13 Thnh phn khớ sinh hc ca cỏc nghim thc sut quỏ trỡnh thớ nghim Trong giai on 17 ngy u, thnh phn KSH sinh ch yu l CO2 (Hỡnh 4.13 b) v cỏc khớ khỏc (Hỡnh 4.13 c), %CO2 dao ng t 38,9% n 61,1% v % cỏc khớ khỏc dao ng t 24,1% n 52,03% Giai on t ngy 17 n ngy 58, thnh phn CH4 (Hỡnh 4.13 a) tng thỡ thnh phn CO2 v cỏc khớ khỏc li gim, dao ng t 14,42% n 51,56% i vi CO2 v t 8,06% n 10,74% i vi thnh phn cỏc Trng Quang Nht B1205089 Bựi Th Dim My B1205072 38 LUN VN I HC khớ khỏc Nguyờn nhõn l n giai on sinh khớ lng CO2 v H2 sinh u c vi khun mờ-tan chuyn thnh CH4 Sau 58 ngy, %CO2 tng lờn, ng thi %cỏc khớ khỏc v %CH4 li gim, lỳc ny cht hu c gim dn, hot ng ca vi khun mờtan cng gim nờn lng khớ CH4 sinh gim dn n ngy 90 Trong ú, thnh phn CO2 v cỏc khớ khỏc m cú pH v pH 5,5 cao hn cỏc nghim thc cũn li, kt qu cho thy pH v pH 5,5 ch yu ch sinh khớ CO2 v cỏc khớ khỏc, lng khớ CH4 sinh rt thp 4.2.6 Kh nng phõn hy cht hu c ca tng nghim thc sau 30, 60 v 90 ngy Kh nng phõn hy cht hu c c th hin qua VSphõn hy Mi NT tng giai on cú kh nng phõn hy khỏc v c th hin Hỡnh 4.14 200 180 160 pH VSphõn hy (g) 140 pH5,5 120 pH 100 pH 6,5 80 pH 60 pH 7,5 40 pH 20 ngy 30 ngy 60 ngy 90 Hỡnh 4.14 Kh nng phõn hy ca lc bỡnh sau 30, 60 v 90 ngy Nhỡn chung, VSphõn hy ngy 90 cao hn ngy 60 v 30, õy chớnh l mc tiờu m ti ny thc hin thớ nghim n 90 ngy (cỏc ti liờn quan ch thc hin di 60 ngy); kt qu thớ nghim ó cho thy ngy 90 phõn hy cht hu c nhiu nht Khụng nờn tip na vỡ lng khớ sinh hc sinh ó gim, nu cú thờm na thỡ kh nng phõn hy ca LB cng khụng tng thờm Da vo VSphõn hy cng cú th d oỏn trc c kh nng sinh khớ ca cỏc NT, NT no cú kh nng phõn hy cao nht thỡ kh nng sinh khớ tt nht Sau 30 ngy, VSphõn hy ca pH l cao nht (102,3 g), k n l pH 7,5 v pH 6,5 (76,7 v 77,9 g l VSphõn hy ca pH 7,5 v pH 6,5), sau ú l pH (51,61 g) v pH (53,31 g); cui cựng l pH 5,5 v pH (41,2 g v 37,9 g ln lt l VSphõn hy ca pH 5,5 v pH 5) n 60 ngy sau thỡ th t cỏc NT cú chỳt thay i, pH cao nht (138,4 g), sau ú l pH 6,5 (116,1 g), tip theo l pH 7,5 v pH (pH 7,5 l 101 g v pH l 101,3 g), sau ú l pH (93,2 g), pH 5,5 (70,6 g) v cui cựng l pH (47,2 g) Kt thỳc thớ nghim m cú pH cú VSphõn hy cao nht, pH 7,5 v pH cao tip theo (167,96 g v 160,69 g), tip theo l pH 6,5 (137,17g) v pH (103,2 g), cui cựng l pH 5,5 v pH (91,65 g v 70,83 g ln lt l VSphõn hy ca pH 5,5 v pH 5) pH v pH 5,5 vi khun mờ-tan khụng th Trng Quang Nht B1205089 Bựi Th Dim My B1205072 39 LUN VN I HC hot ng c nờn khụng th phõn hy cht hu c, cũn t pH 6,5 pH l khong thun li cho loi vi khun ny nờn cht hu c c phõn hy rt tt chuyn thnh khớ CH4 Kt qu ny cng ging vi thớ nghim ca Jayaraj et al (2014), VSphõn hy ca pH cao nht (50,91%), sau ú n pH (48,45%) , cui cựng l pH (47,37%) v pH (44,63%) 4.2.7 Nng sut sinh khớ mờ-tan ỏnh giỏ y v chớnh xỏc NT no cho kh nng sinh khớ tt nht phi ph thuc vo nng sut sinh khớ (NSSK), NSSK ph thuc vo lng khớ sinh v kh nng phõn hy cht hu c nguyờn liu np ban u Kt qu NSSK ca tng NT ngy 90 c th hin Hỡnh 4.15 NSSK (mL/g VS phõn hy) 800 a 700 600 c 500 bc b pH 7,5 pH 400 d 300 200 100 e f pH pH 5,5 pH pH 6,5 pH Hỡnh 4.15 Nng sut sinh khớ ca tng nghim thc ngy 90 (Ghi chỳ: Cỏc ch cỏi ging khụng cú s khỏc bit mc ý ngha = 0,05) Kt qu thớ nghim cho thy NSSK ca cỏc NT dao ng t (39,01 n 706,63 mLCH4/gVSphõn hy);trong ú, pH cú NSSK cao nht (706,63 mLCH4/gVSphõn hy) v khỏc bit hon ton so vi cỏc NT cũn li mc ý ngha = 0,05; sau ú l pH (529,41 mLCH4/gVSphõn hy) v pH 7,5 (504,32 mLCH4/gVSphõn hy) (khụng khỏc bit mc ý ngha = 0,05); k tip l pH 6,5 (470,47 mLCH4/gVSphõn hy) v pH (279,45 mLCH4/gVSphõn hy); cui cựng l pH 5,5 v pH (98,6 v 39,01 mLCH4/gVSphõn hy ln lt l NSSK ca pH 5,5 v pH 5) (NT pH 5, pH 5,5 v pH khỏc bit hon ton vi cỏc NT khỏc mc ý ngha = 0,05) (Ph lc 4) Trng Quang Nht B1205089 Bựi Th Dim My B1205072 40 LUN VN I HC Chng KT LUN V KIN NGH 5.1 KT LUN Trong 90 ngy thc hin, thớ nghim ó t c nhng kt qu sau: pH m u ó c iu chnh c nh nh pH u ( lch chun sd =0,2) TVFAs dao ng khụng ln v sau 30 ngy TVFAs n nh v gim dn v giỏ tr Cỏc yu t mụi trng : nhit bỡnh (dao ng khong 25,65 32,30C), ORP (-321 mV n -132 mV) u phự hp cho kh nng phỏt trin ca vi sinh vt bỡnh Trng Quang Nht B1205089 Bựi Th Dim My B1205072 41 LUN VN I HC Thnh phn CH4 nghim thc pH 7,5 v pH cao nht (74,18% v 77,96%), k n l pH (63,88%), thp nht l pH v pH 5,5 (13,8% v 28,6%) Nhng sau 90 ngy lng khớ CH4 ca pH cao hn pH 7,5 v pH (128,76, 99,29 v 94,38 L ln lt l lng khớ CH4 ca pH 7, pH 7,5 v pH 8), cú s thay i ny l pH cú lng KSH tớch ly cao hn nhiu so vi pH 7,5 v pH Lng CH4 thp nht l pH v pH 5,5 (4,23 L v 15,72 L) Kh nng phõn hy cht hu c ngy 90 cao hn ngy 30 v 60, pH cú kh phõn hy nhiu nht, k n l pH 7,5 v pH 8, pH v pH 5,5 phõn hy thp nht Do ú nng sut sinh khớ ca pH l cao nht (706,63 mLCH4/gVSphõn hy); sau ú l pH (529,41 mLCH4/gVSphõn hy) v pH 7,5 (504,32 mLCH4/gVSphõn hy); thp nht l pH v pH 5,5 (98,6 v 39,01 mLCH4/VSphõn hy) T nhng kt qu trờn cú th rỳt kt lun rng kh nng sinh khớ ca quỏ trỡnh phõn hy ym khớ ph thuc mnh m vo cỏc yu t mụi trng, c bit l giỏ tr pH, thớ nghim cng cho thy rng pH cú kh nng phõn hy cao nht ú nng sinh sinh khớ cng nhiu nht 5.2 KIN NGH nh hng ca pH m s dng lc bỡnh lm nguyờn liu np lờn kh nng sinh khớ sinh hc ó tỡm khong pH cú kh nng sinh CH4 thớch hp nht nhng khú ng dng ngoi thc t khớ cho quỏ trỡnh un nu, thp sỏng cn th tớch hm ln hn nờn gõy khú khn cho chnh pH, hn na quỏ trỡnh chnh pH rt tn thi gian v cụng sc Do ú, cú th ng dng ngoi thc t cn nghiờn cu cỏch chnh pH cho thun tin v hiu qu nht Bờn cnh ú, nhng nghiờn cu sau nu mun tỡm hiu sõu hn v nh hng ca iu chnh pH nờn tỡm hiu thờm v nh hng ca dung dch m ti pH ca m Trng Quang Nht B1205089 Bựi Th Dim My B1205072 42 LUN VN I HC TI LIU THAM KHO Abdelhamid, A.M., Gabr, A.A (1991) Evaluation of water hyacinth as feed for ruminants Archives of Animal Nutrition (Archiv fuer Tierernaăhrung) 41 (7/8), 745 756 Bolenz, S., Omran, H., Gierschner, K (1990) Treatments of water hyacinth tissue to obtain useful products Biological Wastes 33 (4), 263274 Budiyono , Iqbal Syaichurrozi, and Siswo Sumardiono (2013) Biogas production from bioethanol waste: the effect of pH and urea addition to biogas production rate Carina C Gunnarsson, Cecilia Mattsson Petersen (2007) Water hyacinths as a resource in agriculture and energy production: A literature review H.-Q Yu and H.H P Fang (2002) Acidogenesis of dairy wastewater at various pH levels Husnul Azan T., Faridah A H A and Mohamed Hasnain I (2010) Relationship between VolatileFatty Acid and Alkalinity in Anaerobic Digestion of Food Waste Hunh Cụng Khỏnh (2014) ỏnh giỏ kh nng sinh khớ ca lc bỡnh v phõn heo m bỏn liờn tc I J Dioha, C.H Ikeme, T Nafiu, N I Soba and Yusuf M.B.S (2013) Effect of carbon to nitrogen ratio on biogas production Jagadish H Patil, MALourdu AntonyRaj and C C Gavimath (2011) Study on effect on pretreatment methods on biomethanation of water hyacith JHY Katima (2001) Production of biogas from water hyacinth: effect of subtrate concentration particle size and incubation period Jỹrgen Wiese and Ralf Kửnig (2007) Monitoring of digesters in biogas plants Laboratory analysis and process analysis biogas plant monitoring Koutika, L-S, Rainey, H.J (2014) A Review of the invasive, biological and beneficial characteristics of aquatic specieseichhornia crassipes and salvinia molesta Kutty, S.R.M., Ngatenah, S.N.I., Isa, M.H., Malakahmad, A (2009) Nutrients removal from municipal wastewater treatment plant effluent using E crassipes World Academy of Science Engineer Technology 60: 826-831 Lờ Hong Vit, Nguyn Vừ Chõu Ngõn (2015) Giỏo trỡnh vi sinh vt k thut mụi trng, NXB i hc Cn Th Lờ Hong Vit, Nguyn Vừ Chõu Ngõn (2014) K thut x lý nc thi 2, Nh xut bn i hc Cn Th Malik, A (2007) Environmental challenge vis vis opportunity: the case of water hyacinth Environ Inter 33: 122-138 Ngụ K Sng v Nguyn Lõn Dng (1997) Sn xut khớ t (biogas) bng k thut lờn men k khớ Nh xut bn Nụng nghip TP HCM 178 trang Trng Quang Nht B1205089 Bựi Th Dim My B1205072 43 LUN VN I HC Nguyn c Lng, Nguyn Thựy Dng (2003) Cụng ngh sinh hc mụi trng, 2, X lý cht thi hu c, NXB i hc quc gia thnh ph H Chớ Minh Nguyn Hu Chim v Lờ Hong Vit (2013) Giỏo trỡnh Qun lý v x lý cht thi rn Nh xut bn i hc Cn Th Nguyn Hu Phong, (2009) Kho sỏt kh nng sinh khớ methane (CH4) t phn heo - lc bỡnh v phn heo - rm sau nm rm Kt qu nghiờn cu khoa hc d ỏn VIE/020 - Bốo lc bỡnh: 29 - 48 Nguyn Minh Tựng (2013) ỏnh giỏ nh hng ca kớch c rm v lc bỡnh n kh nng sinh biogas Nguyn Phng Chi (2013) Nghiờn cu cỏc phng phỏp tin x lý lc bỡnh sn xut khớ sinh hc Nguyn Quang Khi v Nguyn Gia Lng (2010) Cụng ngh khớ sinh hc chuyờn kho Nh xut bn khoa hc t nhiờn v cụng ngh 229 trang Nguyn Th Thựy (2013) Kh nng sinh khớ sinh hc ca lc bỡnh (Eichhornia crassipes) v rm cỏc kớch c nghin nh Nguyn Vn Dng (1993) Cõy thuc ca Vit Nam, Campuchia v Lo Santa Monica: Cu Long Nguyn Vn Thu (2010), Kt qu bc u kho sỏt s dng cỏc loi thc vt sn xut khớ sinh hc (Biogas), K yu khoa hc: Khộp kớn cỏc quỏ trỡnh tun hon dinh dng v cht c bn vụ hi n v sinh t cỏc h thng thy li phi trung ng bng sụng Mờ Kụng (Sansed II), NXB i hc Cn Th, thỏng 1/2010: 88 - 92 Nguyn Vừ Chõu Ngõn, Nguyn Trng Thnh, Nguyn Hu Lc, Nguyn Trớ Ngn, Lờ Ngc Phỳc v Nguyn Trng Nht Tõn (2012), Kh nng s dng lc bỡnh v rm lm nguyờn liu np b sung cho hm Biogas Tp khoa hc Trng i hc Cn Th 2012, (22a): 213 -321 Noxolo T Sibiya, Edison Muzenda and Habtom B Tesfagiorgis (2014) Effect of Temperature and pH on The Anaerobic Digestion of Grass Silage O Almoustapha, S Kenfack, and J Millogo-Rasolodimby (2009) Biogas production using water hyacinths to meet collective energy needs in a sahelian country Tag El-Din, A.R (1992) Utilization of water hyacinth hay in feeding of growing sheep Indian Journal of Animal Sciences 62 (10), 989992 Sung Jae Lee (2008) Relationship between Oxidation Reduction Potential (ORP) and Volatile Fatty Acid (VFA) Production in the Acid-Phase Anaerobic Digestion Process S Jayaraj, B Deepanraj, V Sivasubramanian (2014) Study on the effect of pH on biogas production from food waste by anerobic digest R D Delaune and K R Reddy (2005) Redox potential Trng Quang Nht B1205089 Bựi Th Dim My B1205072 44 LUN VN I HC S Kalloum, M Khelafi, M Djaafri, A Tahri, K Kaùdi and A Touzi (2012) Study of start-up of a continuous digester on a laboratory scale treating the sludge issued from wastewater treatment plant in Adrar city (south west of Algeria) Trng Quang Nht B1205089 Bựi Th Dim My B1205072 45 LUN VN I HC PH LC Ph lc : Thng kờ so sỏnh th tớch KSH tớch ly cỏc nghim thc 90 ngy Nghim thc Subset for alpha = 0.05 N pH 23 22,8422 pH 5,5 23 33,2347 pH 23 Ph 23 67,1296 pH 23 76,8136 pH 6,5 23 78,4253 pH 23 Sig 33,2347 55,7494 55,7494 110,9201 507 152 191 1.000 Ph lc 2: So sỏnh thnh phn khớ CH4 ca cỏc nghim thc sut quỏ trỡnh thớ nghim: Subset for alpha = 0.05 Nghim thc N pH5 23 5,8765 pH5,5 23 16,0993 pH6 23 28,6267 pH6,5 23 32,2572 pH7 23 pH7,5 23 pH8 23 Sig 32.2572 43,2533 43,2533 52,0754 52.0754 55.8996 077 Trng Quang Nht B1205089 Bựi Th Dim My B1205072 529 058 127 507 46 LUN VN I HC Ph lc : So sỏnh th tớch CH4 tớch ly ca cỏc nghim thc 90 ngy Subset for alpha = 0.05 Nghim thc N pH5 23 1,1501 pH5,5 23 5,4379 pH6 23 17,8063 pH6,5 23 pH8 23 43,4463 43,4463 pH7,5 23 44,5357 44,5357 pH7 23 17,8063 29,3467 29,3467 55,4031 Sig .066 178 094 189 Ph lc 4: So sỏnh nng sut sinh khớ ca cỏc nghim thc ngy 90 Subset for alpha = 0.05 Nghim thc N pH5 pH5,5 pH6 pH6,5 470.4727 pH7,5 504.3185 pH8 pH7 Sig 39.0063 98.6049 279.4513 504.3185 529.4085 706.6297 1.000 Trng Quang Nht B1205089 Bựi Th Dim My B1205072 1.000 1.000 200 338 1.000 47 LUN VN I HC Ph lc hỡnh nh: Mt s hỡnh nh sut quỏ trỡnh thớ nghim Hỡnh Ct LB t kờnh Ba Lỏng Hỡnh Phi vi ngy gim m Hỡnh Pha dung dch m v ong vo bỡnh Trng Quang Nht B1205089 Bựi Th Dim My B1205072 48 LUN VN I HC Hỡnh ong 200 mL nc mi vo bỡnh v dựng tre gi lc bỡnh khụng ni lờn Hỡnh y np v bao ph bỡnh bng tỳi nilong en Hỡnh Lp tỳi v b trớ lờn k Trng Quang Nht B1205089 Bựi Th Dim My B1205072 49 LUN VN I HC Hỡnh Khui bỡnh kt thỳc thớ nghim Trng Quang Nht B1205089 Bựi Th Dim My B1205072 50 [...]... thể khoảng giá trị pH nào cho khả năng sinh khí nhiều nhất với nguyên liệu nạp là lục bình Chính vì những lý do trên đề tài Ảnh hưởng của pH trong mẻ ủ sử dụng lục bình làm nguyên liệu nạp lên khả năng sinh khí sinh học được đề xuất 1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 1.2.1 Mục tiêu tổng quát: Nâng cao năng suất sinh khí của mẻ ủ yếm khí với nguyên liệu là lục bình thông qua việc kiểm soát giá trị pH 1.2.2 Mục tiêu... Nam 2.2.2 Thành ph n của khí sinh học Theo Nguyễn Đức Lượng và Nguyễn Thị Thùy Dương (2003) thì tùy theo thành ph n hóa học của chất thải đem ph n hủy yếm khí, nhiệt độ tiến hành ph n hủy, khả năng và kiểu bể ph n hủy ta sẽ có khí sinh học với thành ph n rất khác nhau Thành ph n khí sinh học trung bình được thể hiện trong bảng sau: Bảng 2.3 Thành ph n khí trong khí sinh học STT Loại khí Tỷ lệ (%) 1... ngày là 151,4 m3 c Kích cỡ nguyên liệu nạp Kích cỡ nguyên liệu nạp cũng không kém ph n quan trọng đến khả năng sinh khí của mẻ ủ yếm khí Kích cỡ nguyên liệu càng nhỏ thì khả năng tiếp xúc của vi khuẩn và nguyên liệu càng cao, do đó nguyên liệu ph n hủy nhanh và hiệu quả hơn Ngược lại, kích cỡ càng to thì khả năng tiếp xúc và tốc độ ph n hủy nguyên liệu chậm hơn Theo thí nghiệm của Nguyễn Minh Tùng (2013)... TS nguyên liệu cần nạp cho từng bình ủ (g) VSnạp: lượng VS nguyên liệu cần nạp cho từng bình ủ (g) %VSnln: ph n trăm vật chất hữu cơ khô của từng loại nguyên liệu (%) h Xác định nguyên liệu khô cần nạp Lượng nguyên liệu khô cần dùng cho từng bình ủ được tính theo công thức sau: Nguyên liệu kh nạp = TSnap 100 %TSnln Trong đó: Nguyên liệu kh nạp: lượng nguyên liệu khô cần nạp cho từng bình ủ (g) TSnạp:... lượng TS nguyên liệu cần nạp cho từng bình ủ (g) TSnln (%): ph n trăm vật chất khô của từng loại nguyên liệu (%) i Xác định năng suất sinh khí Năng suất sinh khí được tính theo công thức sau: Năng suất sinh khí = tổng thể tích khí C𝐻4 VSphân hủy Trong đó: Năng suất sinh khí (L CH4/kg VS ph n hủy) Tổng thể tích khí CH4 (L) VSphân hủy: vật chất hữu cơ khô đã bị ph n hủy trong thời gian sinh khí (kg)... mê-tan hoạt động trong khoảng pH 6,1 – 7,8 Trong suốt quá trình ph n hủy yếm khí giá trị pH sẽ thay đổi Theo nghiên cứu của Nguyễn Thị Thùy (2013), với nguyên liệu 100% lục bình (LB), trong 10 ngày đầu pH xuống rất thấp, lượng khí sinh ra rất ít thậm chí không có khí Giá trị pH quá cao hay quá thấp đều ảnh hưởng đến hoạt động của vi khuẩn sinh mê-tan trong mẻ ủ Cụ thể hơn nghiên cứu của Nguyễn Thị Thùy... định tổng lượng khí và thành ph n khí sinh học ứng với các giá trị pH khác nhau Tìm ra giá trị pH làm cho mẻ ủ có năng suất sinh khí cao nhất Trương Quang Nhựt B1205089 Bùi Thị Diểm My B1205072 1 LUẬN VĂN ĐẠI HỌC Chương 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 TỔNG QUAN VỀ PH N HỦY YẾM KHÍ 2.1.1 Khái niệm ủ yếm khí Ph n hủy yếm khí là quá trình mà trong đó các vi sinh vật ph n hủy các hợp chất hữu cơ ph c tạp thành... niệm khí sinh học Khí sinh học (KSH) là sản ph m cuả ph n hủy yếm khí KSH là một hỗn hợp mà chủ yếu là khí mê-tan (CH4), carbon dioxide (CO2), hydrogen sulfide (H2S), cùng với các loại khí khác KSH có thể được sử dụng để thay thế khí đốt tự nhiên trong nhiều ứng dụng bao gồm: nấu ăn, sưởi ấm, sản xuất hơi nước, ph t điện, nhiên liệu cho xe cộ Sản ph m ph n hủy yếm khí giàu dinh dưỡng có thể được sử dụng. .. chất thải của một hệ thống ph n hủy yếm khí đang hoạt động để làm chất mồi cho hệ thống mới Trương Quang Nhựt B1205089 Bùi Thị Diểm My B1205072 11 LUẬN VĂN ĐẠI HỌC f Tổng lượng nguyên liệu nạp Đối với ph ơng ph p ủ yếm khí theo mẻ thì nguyên liệu chỉ được tính toán để nạp một lần và ph n hủy suốt quá trình thí nghiệm Với nghiên cứu của JHY Katima (2001) làm thí nghiệm với lục bình ở các tỉ lệ nạp từ 5... và Nguyễn Võ Châu Ngân, 2014) Cụ thể, trong nghiên cứu của Nguyễn Thị Thùy (2012) khi sử dụng 100% nguyên liệu lục bình nạp cho hầm ủ làm pH giảm mạnh trong 10 ngày đầu, lượng khí sinh ra ít thậm chí không có khí Để cải thiện vấn đề này cần tìm ra giá trị pH thích hợp cho quá trình ph n hủy yếm khí Tuy đã có nhiều tài liệu nói về khoảng pH thích hợp cho hoạt động của vi khuẩn mê-tan nhưng chưa có nghiên ... ĐẠI HỌC TÓM TẮT ĐỀ TÀI Ảnh hưởng pH mẻ ủ sử dụng lục bình làm nguyên liệu nạp lên khả sinh khí sinh học thực với mục tiêu tìm khoảng pH phù hợp cho khả sinh khí sinh học với nguyên liệu nạp 100%... hưởng pH mẻ ủ sử dụng lục bình làm nguyên liệu nạp lên khả sinh khí sinh học đề xuất 1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 1.2.1 Mục tiêu tổng quát: Nâng cao suất sinh khí mẻ ủ yếm khí với nguyên liệu lục bình thông... lượng khí sinh học sinh giảm, có ủ thêm khả ph n hủy LB không tăng thêm Dựa vào VSphân hủy dự đoán trước khả sinh khí NT, NT có khả ph n hủy cao khả sinh khí tốt Sau 30 ngày, VSphân hủy pH cao