Sử Dụng Phân Heo Và Phân Heo Trộn Lục Bình Sau Ủ Làm Nguyên Liệu Sinh Khí Sinh Học Tại Mỹ Khánh

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƢỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN  LÊ TRẦN THANH LIÊM Luận văn tốt nghiệp Đại học Chuyên ngành Khoa Học Môi Trƣờng SỬ DỤNG PHÂN HEO VÀ PHÂN HEO TRỘN LỤC BÌNH SAU Ủ LÀM NGUYÊN LIỆU SINH KHÍ SINH HỌC TẠI MỸ KHÁNH – PHONG ĐIỀN - CẦN THƠ CÁN BỘ HƢỚNG DẪN: TRƢƠNG THỊ NGA NGUYỄN THỊ NHƢ NGỌC Cần Thơ, 2010 TĨM LƢỢC  Thí nghiệm: “Sử dụng phân heo phân heo trộn lục bình sau ủ làm nguyên liệu sinh khí sinh học Mỹ Khánh – Phong Điền – Cần Thơ” đƣợc thực ấp Mỹ Thuận xã Mỹ Khánh huyện Phong Điền TP Cần Thơ từ tháng 01/2010 đến tháng 10/2010 Thí nghiệm đƣợc chia thành hai thí nghiệm (thí nghiệm đƣợc thực từ 19/01 – 20/02 thí nghiệm đƣợc thực từ 07/3 – 05/4), thí nghiệm đƣợc bố trí gồm hai nghiệm thức Mỗi nghiệm thức đƣợc thực túi ủ biogas Một hai nghiệm thức sử dụng phân heo làm nguyên liệu nạp, nghiệm thức lại sử dụng phân heo trộn lục bình sau ủ làm nguyên liệu nạp Kết tổng lƣợng khí sinh hàng ngày cho thấy, nghiệm thức sử dụng phân heo trộn lục bình sau ủ cho kết sinh khí tốt nghiệm thức sử dụng phân heo Sau 30 ngày, nghiệm thức sử dụng phân heo (13,75 m3 thí nghiệm 15,27 m3 thí nghiệm) thấp nghiệm thức sử dụng phân heo trộn lục bình sau ủ (15,84 m3 thí nghiệm 18,33 m3 thí nghiệm 2) Kết sản phẩm khí (xét tỉ lệ % CH4) sinh ratrong nghiệm thức sử phân heo (xét khối lƣợng hỗn hợp ủ) CH sinh nghiệm thức sử dụng phân heo ngày 15 ngày 30 thí nghiệm lần lƣợt 54,5% 56,2% ; thí nghiệm 56,6% 58,8% CH4 sinh nghiệm thức phân heo trộn lục bình cao nghiệm thức sử dụng phân heo tất nghiệm thức (ngày 15 ngày 30 thí nghiệm 55,5% 57,9%; ngày 15 ngày 30 thí nghiệm hai 59,7% 63,3%) Nhƣ vậy, việc phối trộn thêm lục bình sau ủ với phân heo làm gia tăng khả sinh heo khí thu đƣợc lƣợng khí CH4 nhiều việc đơn sử dụng phân heo làm nguyên liệu sinh khí biogas Luận văn kèm theo đây, với tựa đề “Sử dụng phân heo phân heo trộn lục bình sau ủ làm nguyên liệu sinh khí sinh học Mỹ Khánh – Phong Điền – Cần Thơ”, Lê Trần Thanh Liêm thực báo cáo đƣợc hội đồng chấm luận văn thông qua PGS.TS Nguyễn Hữu Chiếm PGS.TS Trƣơng Thị Nga KS Cơ Thị Kính Th.S Nguyễn Thị Nhƣ Ngọc MỤC LỤC  Trang DANH SÁCH BẢNG i DANH SÁCH HÌNH ii CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU CHƢƠNG 2: LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU 10 2.1 Quá trình lên men yếm khí chất hữu 10 2.1.1 Cơ chế q trình lên men yếm khí 10 2.1.2 Những yếu tố quan trọng ảnh hƣởng đến trình sinh khí Methane 15 2.1.3 Vai trị biogas đời sống 21 2.2 Thành phần khí sinh học (Biogas) 21 2.3 Đặc tính hóa học phân số vật nuôi số loại thực vật 22 2.4 Năng suất sản sinh khí Biogas nguyên liệu khác 23 2.5 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ƣu nhƣợc điểm túi ủ biogas 25 2.6 Những thuận lợi bất lợi trình sản xuất biogas 26 2.6.1 Thuận lợi 26 2.6.2 Bất lợi 27 2.7 Sơ lƣợc lục bình (Eichhornia crassipers) 27 2.7.1 Nguồn gốc 27 2.7.2 Nơi sống 28 2.7.3 Đặc điểm hình dáng 28 2.7.4 Thành phần hố học lục bình 29 2.7.5 Đặc điểm sinh trƣởng sinh sản 29 CHƢƠNG 3: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 3.1 Thời gian địa điểm nghiên cứu 30 3.2 Mơ tả khái qt thí nghiệm 30 3.3 Nội dung nghiên cứu 31 3.4 Phƣơng tiện pháp nghiên cứu 31 3.4.1 Phƣơng tiện nghiên cứu 31 3.4.2 Phƣơng pháp thu phân tích mẫu 32 3.4.3 Bố trí thí nghiệm 34 3.5 Phƣơng pháp sử lý số liệu 35 CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36 4.1 Kết lƣợng phân heo nƣớc thải chăn nuôi nông hộ khảo sát 36 4.1.1 Kết lƣợng phân heo thải ngày 36 4.1.2 Kết lƣợng nƣớc tắm heo nƣớc dội chuồng thải ngày nông hộ khảo sát 37 4.2 Kết phân tích thành phần hố học ngun liệu nạp 38 4.2.1 Thành phần hóa học phân heo lục bình 39 4.2.2 Thành phần hóa học nƣớc thải túi ủ biogas nƣớc sông 42 4.3 Hiệu trình ủ lục bình với 20% nƣớc thải biogas 10 ngày điều kiện yếm khí khơng bắt buộc 42 4.4 Kết ƣớc lƣợng tổng lƣợng khí biogas sinh hàng ngày 43 4.4.1 Kết ƣớc lƣợng tổng lƣợng khí biogas sinh hàng ngày thí nghiệm (19/01 – 20/02) 44 4.4.2 Kết ƣớc lƣợng tổng lƣợng khí biogas sinh hàng ngày thí nghiệm (07/3 – 05/4) 47 4.5 Kết thành phần khí sinh nghiệm thức 49 4.5.1 Kết đo thành phần khí sinh hai nghiệm thức thí nghiệm (19/01 – 20/02) 49 4.5.2 Kết đo thành phần khí sinh nghiệm thức thí nghiệm (07/3 – 05/4) 51 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 56 5.1 Kết luận 56 5.2 Đề xuất 57 DANH SÁCH BẢNG Trang Bảng 2.1: Thành phần khí Biogas theo tài liệu khác 14 Bảng 2.2: Tỷ lệ C/N số chất thải hữu có nguồn gốc động vật 16 Bảng 2.3: Tỷ lệ C/N chất thải hữu có nguồn gốc thực vật 17 Bảng 2.4: Khả gây độc hại số chất (US EPA, 1979) 17 Bảng 2.5: Các điều kiện thích hợp q trình sản xuất Biogas 18 Bảng 2.6: Lƣợng nƣớc có vật liệu thải 20 Bảng 2.7: Khoảng nhiệt trị số loại nguyên liệu 21 Bảng 2.8: Tỷ lệ (%) thành phần khí biogas 22 Bảng 2.9: Đặc tính hóa học phân gia súc, gia cầm không lẫn tạp chất 22 Bảng 2.10: Đặc tính hóa học nguyên liệu thực vật 23 Bảng 2.11: Năng suất sinh khí biogas số loại phân động vật 24 Bảng 2.12: Sản lƣợng khí (lít) thu đƣợc ngày tƣơng ứng với 1Kg nguyên liệu 24 Bảng 2.13: Năng suất sinh khí biogas số loại nguyên liệu 24 Bảng 2.14: Sử dụng biogas tƣơng đƣơng 26 Bảng 2.15: Thành phần hố học giá trị dinh dƣỡng lục bình 29 Bảng 4.1: Lƣợng phân thải trung bình theo đối tƣợng heo nơng hộ khảo sát 36 Bảng 4.2: Lƣợng nƣớc tắm heo nƣớc dội chuồng trung bình nơng hộ khảo sát 38 Bảng 4.3: Đặc điểm hoá học phân heo, lục bình 39 Bảng 4.4: Kết lý, hóa nƣớc thải túi ủ biogas nƣớc sông 41 Bảng 4.5: Kết phối trộn phân heo – lục bình sau ủ (10 ngày) theo tỷ lệ C/N qua hai thí nghiệm 42 Bảng 4.6: Thành phần hỗn hợp chất mồi hai nghiệm thức thí nghiệm thí nghiệm (19/01 – 20/02) 45 Bảng 4.7: Thành phần hỗn hợp chất mồi hai nghiệm thức thí nghiệm thí nghiệm (07/3 – 05/4) 48 Bảng 4.8: Thành phần (%) khí sinh hai nghiệm thức thí nghiệm (19/01 – 20/02) 51 Bảng 4.9: Thành phần (%) khí sinh hai nghiệm thức thí nghiệm (07/3 – 05/4) 54 DANH SÁCH HÌNH Trang Hình 2.1: Sự phát triển nhóm vi sinh vật lên men Methane 10 Hình 2.2: Cơ chế tạo Methane từ chất hữu 12 Hình 2.3: Ba giai đoạn q trình phân hủy yếm khí 13 Hình 2.4: Cây lục bình (Eichhornia crasipes) 28 Hình 3.1: Máy đo thành phần khí (CH4, CO2, H2S) GA94 31 Hình 3.2: Lục bình tƣơi lục bình sau ủ (10 ngày với 20% nƣớc thải biogas) 32 Hình 3.3: Hệ thống túi ủ biogas dùng thí nghiệm 35 Hình 3.4: Hệ thống thí nghiệm ngồi thực địa 35 Hình 4.1: Sơ đồ qui trình tiến hành thí nghiệm 38 Hình 4.2: Diễn biến tổng lƣợng khí biogas sinh hàng ngày thí nghiệm (19/01 – 20/02) 44 Hình 4.2: Diễn biến tổng lƣợng khí biogas sinh hàng ngày thí nghiệm (07/3 – 05/4) 47 Hình 4.3: Kết thành phần khí ngày 15 thí nghiệm (19/01 – 20/02) 50 Hình 4.4: Kết thành phần khí ngày 30 thí nghiệm (19/01 – 20/02) 51 Hình 4.5: Kết thành phần khí ngày 15 thí nghiệm (07/3 – 05/4) 52 Hình 4.6: Kết thành phần khí ngày 30 thí nghiệm (07/3 – 05/4) 53 CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU Đồng sông Cửu Long (ĐBSCL) đƣợc biết đến nhƣ vùng sản xuất nông nghiệp trọng yếu nƣớc, với diện tích tự nhiên gần triệu hecta, dân số 17,5 triệu ngƣời Đây vùng châu thổ phì nhiêu, hệ thống sơng ngịi chằng chịt, vùng đất chứa đựng nhiều tiềm cho phát triển trồng trọt chăn nuôi (http://dbscl.thuyloi.vn) Trong điều kiện kinh tế nƣớc nói chung, tình hình kinh tế ĐBSCL nói riêng tăng trƣởng phát triển mạnh mẽ năm qua Thế mạnh ĐBSCL lúa, gạo, thủy sản, chăn nuôi,…Chăn nuôi chiếm phần tỷ trọng lớn kinh tế vùng, góp phần vào phát triển kinh tế địa phƣơng xóa đói giảm nghèo Tuy nhiên chất thải phát sinh từ chăn nuôi chƣa đƣợc quan tâm mức làm tăng lƣợng chất thải vào môi trƣờng Nếu khơng đƣợc quản lý tốt chất thải làm ô nhiễm môi trƣờng (nguồn nƣớc, đất đai, khơng khí…) từ tác động ảnh hƣởng trực tiếp đến đời sống sức khỏe ngƣời sinh vật khác Đặc biệt vùng nông thơn có hệ thống sơng ngịi chằng chịt nhƣ ĐBSCL khả lan truyền nhiễm lớn Các chất thải chăn nuôi đƣợc xử lý hợp lý, mang lại nhiều lợi ích nhƣ: tạo nguồn lƣợng sinh học, cung cấp phân hữu cho trồng, bổ sung chất dinh dƣỡng cho ao nuôi thủy sản, Vì việc quản lý chất thải chăn nuôi để vừa ngăn chặn tác nhân gây ô nhiễm vừa tái tạo lƣợng phục vụ sản xuất cần thiết Việc ứng dụng công nghệ Biogas giải pháp hợp lý bền vững để xử lý chất thải nói khu vực nông thôn giai đoạn Tuy nhiên nay, tình hình dịch bệnh heo nhƣ dịch tả, lỵ, heo tai xanh, lỡ mồm long móng, tụ huyết trùng… ngày diễn biến phức tạp tác động mạnh đến đàn vật nuôi, làm ảnh hƣởng nhiều đến phát triển giá heo thị trƣờng, thêm vào giá thức ăn gia súc lại khơng ngừng tăng Vì lý mà tình trạng ngƣời chăn nuôi phải giảm số lƣợng đàn gia súc hay bỏ trống chuồng trại chăn ni thua lỗ phổ biến Tình hình sử dụng túi ủ biogas địa bàn mà bị ảnh hƣởng khơng nhỏ nhƣ: khơng cịn hay đƣợc sử dụng Các nghiên cứu công nghệ biogas cho thấy việc ủ đơn loại nguyên liệu ủ cho hiệu suất sinh gas sử dụng thêm chất độn (Nguyễn Đức Lƣợng Nguyễn Thị Thuỳ Dƣơng, 2003) Các loại chất độn thực vật khác đƣợc thử nghiệm Tuy nhiên kết cịn có hạn chế chƣa thật phong phú Một thực trạng khác làm đau đầu nhà quản lý ảnh hƣởng không nhỏ đến đời sống sản xuất ngƣời dân khu vực ĐBSCL Đó tình trạng lục bình (water hyacinth, tên khoa học: Eichhornia Crassipe) mọc tràn lan sông, rạch gây ách tắc giao thông thủy, ảnh hƣởng đến sinh trƣởng phát triển nhiều lồi sinh vật thủy sinh khơng sống đƣợc ao, hồ dày đặc lục bình (http://www.monre.gov.vn/monreNet/default.aspx?tabid=210&ItemID=46758) Khơng theo TS Trần Trung Tính (Khoa Cơng nghệ - ĐHCT) lục bình làm nghẹt điểm lấy nƣớc tƣới tiêu ngƣời dân nơi muỗi sinh sơi Lục bình sinh sản nhanh làm cho thực vật dƣới nƣớc khó sống, gây cân hệ sinh thái, dẫn tới việc số loài động vật tồn nhờ vào đa dạng thực vật bị cạn kiệt dần (http://www.sggp.org.vn/xahoi/2009/6/195001/) Do lục bình đƣợc dùng làm đối tƣọng nghiên cứu khác tận dụng đƣợc nguồn nguyên liệu chỗ giảm thiểu vấn đề phát sinh lục bình phát triển mức gây Từ sở mà đề tài: “SỬ DỤNG PHÂN HEO VÀ PHÂN HEO TRỘN LỤC BÌNH SAU Ủ LÀM NGUYÊN LIỆU SINH KHÍ SINH HỌC TẠI MỸ KHÁNH – PHONG ĐIỀN – CẦN THƠ” đƣợc thực với mục tiêu sau: Mục tiêu tổng quát: Góp phần giảm thiểu nhiễm mơi trƣờng chăn ni tìm nguồn lƣợng Mục tiêu cụ thể: Xác định lƣợng chất thải chăn nuôi heo bao gồm phân nƣớc tiểu thải ngày nơng hộ Xác định tổng lƣợng khí sinh từ túi ủ biogas sử dụng phân heo túi ủ biogas sử dụng phân heo trộn lục bình sau ủ làm nguyên liệu nạp Xác định hàm lƣợng khí Methane sinh từ túi ủ biogas sử dụng phân heo túi ủ biogas sử dụng phân heo trộn lục bình sau ủ làm nguyên liệu nạp CHƢƠNG 2: LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Quá trình lên men yếm khí chất hữu 2.1.1 Cơ chế q trình lên men yếm khí Q trình lên men yếm khí chất thải hữu điều kiện yếm khí q trình diễn phức tạp liên quan đến hàng trăm phản ứng, chất trung gian phản ứng đƣợc xúc tác loại enzyme hay chất xúc tác: Phƣơng trình chuyển hóa chất hữu đƣợc đơn giản hóa nhƣ sau: Chất hữu Lên men yếm khí CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S + Q  Quá trình phát triển vi khuẩn yếm khí Vi sinh vật hấp thu thức ăn môi trƣờng để tăng trƣởng Vậy, tăng trƣởng tế bào vi sinh vật tăng trƣởng số lƣợng cấu tử tế bào gia tăng kích thƣớc trọng lƣợng Đến cuối giai đoạn tăng trƣởng tế bào phân cắt cho tế bào Quá trình sinh học xảy lên men Methane trình phát triển vi sinh vật yếm khí trình chuyển hóa vật chất hữu thành chất khí, khí Methane chiếm tỉ trọng lớn Tổng số VSV/mL 106 Vùng phát triển vi khuẩn tạo Methane 104 Vùng phát triển vi khuẩn thủy phân tạo acid Vùng phát triển hỗn hợp VSV 10 15 Thời gian (ngày) Hình 2.1: Sự phát triển nhóm vi sinh vật lên men Methane (Nguồn: Nguyễn Đức Lượng Nguyễn Thị Thùy Dương, 2003.) 10 nhiên, nghiệm thức phân heo trộn lục bình sau ủ giảm đáng kể đạt mức 8,7%, tƣơng đồng với nghiệm thức sử dụng phân heo Kết qua hai lần phân tích mẫu thí nghiệm đƣợc tổng hợp Bảng 4.10 Bảng 4.10: Thành phần (%) khí sinh nghiệm thức thí nghiệm (19/01 – 20/02) thí nghiệm (19/01 – 20/02) Nghiệm thức sử dụng phân Nghiệm thức phân heo trộn lục bình heo sau ủ Ngày 15 Ngày 30 Ngày 15 Ngày 30 %CH4 54,5 56,2 55,5 57,9 %CO2 34,1 32 35,2 33,3 %H2S %Khác 0,005 11,4 0,004 8,7 0,001 9,3 0,001 8,7 Kết Bảng 4.7 cho thấy, hỗn hợp khí biogas hàm lƣợng khí CH4 chiếm tỉ lệ cao (54,5 – 57,9%), CO2 (32 – 35,2%) H2S diện với tỉ lệ phần trăm (0,001 – 0,005%) nồng độ thấp (934 – 4704 ppm) Thành phần (%) khí có khác biệt ngày 15 ngày 30 Ngày 30 sau nạp cho kết sản phẩm khí tốt ngày 15 sau nạp Kết xét %CH4 H2S CO2 gần nhƣ không khác biệt hai nghiệm thức qua lần phân tích CH4 tăng 1,7% nghiệm thức sử dụng phân heo, tăng 2,4% nghiệm thức phân heo trộn lục bình sau ủ CO2 giảm 2,1% nghiệm thức sử dụng phân heo, giảm 1,9% nghiệm thức phân heo trộn lục bình sau ủ H2S giảm 1,25 lần nghiệm thức sử dụng phân heo, không khác biệt nghiệm thức phân heo trộn lục bình sau ủ 4.5.2 Kết đo thành phần khí sinh nghiệm thức thí nghiệm (07/3 – 05/4) Thí nghiệm đƣợc bố trí lặp lại lần thứ hai theo thời gian Với cách thức bố trí tiến hành thí nghiệm nhƣ thí nghiệm Tuy nhiên, có số thay đổi tiêu hóa học nguyên liệu nạp so với thí nghiệm (Bảng 4.5, Bảng 4.6 Bảng 4.7) Kết phân tích thành phần % khí biogas ngày 15 sau nạp nguyên liệu thí nghiệm (07/3 – 05/4) đƣợc thể qua Hình 4.6 51 %H2S 0.005 %H2S 0.002 %Khác %CO2 38.4 %CH4 56.6 Thành phần (%) khí sinh NT1 Ngày 15 nghiệm Đợt 2 ngày 15 thí %CO2 38.7 %Khác 1.6 %CH4 59.7 Thành phần (%) khí sinh NT2 Đợt 2 ngàyNgày 15 thí15nghiệm Hình 4.6: Kết thành phần khí Ngày 15 thí nghiệm (07/3 – 05/4) Hình 4.6 cho thấy: Ngày 15 sau bắt đầu nạp nguyên liệu, thứ tự khí xếp theo thành phần % tuân theo quy luật nhƣ thí nghiệm (19/01 – 20/02) Trong CH4 chiếm tỉ lệ cao CH4 sinh nghiệm thức phân heo trộn lục bình sau ủ (59,7%) cao CH4 sinh nghiệm thức sử dụng phân heo (56,6%) Độ sai khác 3,1% Kế đến CO2 CO2 sinh nghiệm thức phân heo trộn lục bình sau ủ (38,7%) cao CO2 sinh nghiệm thức sử dụng phân heo (38,4%) Độ sai khác 0,3% H2S xét thành phần % chiếm thấp so với khí cịn lại H2S sinh nghiệm thức phân heo trộn lục bình sau ủ (0,002%) thấp H2S sinh nghiệm thức sử dụng phân heo (0,005%) 2,5 lần Các khí khác (các khí ngồi CH4, CO2 H2S) nghiệm thức phân heo trộn lục bình sau ủ (1,6%) thấp nghiệm thức sử dụng phân heo (5%) Độ sai khác 3,4% Các kết (xét tiêu) so với ngày 15 thí nghiệm (19/01 – 20/02) có khác biệt CH4, CO2 H2S tăng Nguyên nhân hỗn hợp ủ hai túi ủ ngày 15 sau ủ thí nghiệm (07/3 – 05/4) thục thí nghiệm (19/01 – 20/02) Thí nghiệm tiếp tục đến ngày thứ 30 sau nạp, thu mẫu khí lần cuối kết đƣợc thể nhƣ Hình 4.7 52 %H2S 0.002 %CO2 34.5 %Khác 6.7 %CO2 35.6 %CH4 58.8 Thành phần (%) khí sinh NT1 Ngày 30 nghiệm Đợt 2 ngày 30 thí %H2 S 0.001 %Khác 1.1 %CH4 63.3 Thành phần (%) khí sinh NT2 30 nghiệm Đợt 2 ngàyNgày 30 thí Hình 4.7: Kết thành phần khí Ngày 30 thí nghiệm (07/3 – 05/4) Hình 4.7 cho thấy: Ngày 30 sau bắt đầu nạp nguyên liệu, qui luật tăng giảm khí thành phần % khí tƣơng đồng với kết thí nghiệm (19/01- 20/02) nhƣ ngày 15 sau nạp thí nghiệm (07/3 – 05/4) Trong đó, CH4 khí tối ƣu CH4 sinh nghiệm thức phân heo trộn lục bình sau ủ (63,3%) cao CH4 sinh nghiệm thức sử dụng phân heo (58,8%) Độ sai khác 4,5% CO2 khí chiếm hàm lƣợng cao hỗn hợp khí biogas CO2 sinh nghiệm thức phân heo trộn lục bình sau ủ (36,6%) cao CO2 sinh nghiệm thức sử dụng phân heo (34,5%) Độ sai khác 1,1% H2S khí có hàm lƣợng thấp, nhiên có mặt H2S hỗn hợp khí điều khơng có lợi H2S sinh nghiệm thức phân heo trộn lục bình sau ủ (0,001%) thấp H2S sinh nghiệm thức sử dụng phân heo (0,002%) 02 lần Các khí ngồi CH4, CO2 H2S nghiệm thức phân heo trộn lục bình sau ủ (1,1%) thấp nghiệm thức sử dụng phân heo (6,7%) Độ sai khác 5,6% Các kết so với ngày 15 sau nạp (xét tiêu) đạt mức khác biệt 2% Kết tổng hợp đƣợc thể qua Bảng 4.11 53 Bảng 4.11: Thành phần (%) khí sinh hai nghiệm thức thí nghiệm (07/3 – 05/4) Thí nghiệm (07/3 – 05/4) Nghiệm thức sử dụng phân Nghiệm thức phân heo trộn lục bình heo sau ủ Ngày 15 Ngày 30 Ngày 15 Ngày 30 %CH4 56,6 58,8 59,7 63,3 %CO2 %H2S 38,4 0,005 34,5 0,002 38,7 0,002 36,6 0,001 %Khác 6,7 1,6 1,1 Kết Bảng 4.8 cho thấy, nghiệm thức phân heo trộn lục bình sau ủ cho kết hàm lƣợng khí mong đợi CH4 cao nghiệm thức sử dụng phân heo (100% phân heo) theo thời gian (ngày 30 sau nạp cao ngày 15 sau nạp) CH tăng 2,2% nghiệm thức sử dụng phân heo, tăng 3,6% nghiệm thức phân heo trộn lục bình sau ủ Đồng thời, H2S khí mà xuất nhiều chất lƣợng khí giảm lại thấp nghiệm thức sử dụng phân heo (100% phân heo) có giảm dần theo thời gian hai nghiệm thức H 2S giảm 2,5 lần nghiệm thức sử dụng phân heo , giảm lần nghiệm thức phân heo trộn lục bình sau ủ Nhận xét chung: Giữa thí nghiệm có khác biệt thí nghiệm (07/3 – 05/4) cho kết hàm lƣợng khí Methane sinh cao thí nghiệm (19/01 – 20/02) Nguyên nhân hỗn hợp ủ thí nghiệm đạt số C/N tốt (C/N thí nghiệm 22, C/N thí nghiệm 25), nhiệt độ mơi trƣờng cao phù hợp cho sinh trƣởng phát triển vi khuẩn sinh Methane Hàm lƣợng khí Methane đo đƣợc vào ngày 30 nghiệm thức hai đợt thí nghiệm cao ngày 15 Dao động từ 1,7% (ở nghiệm thức sử dụng phân thí nghiệm 1) đến 3,6% (ở nghiệm thức phân heo trộn lục bình sau ủ thí nghiệm 2) Sự sai khác xét tỷ lệ % khơng đạt mức ý nghĩa 5% Tuy nhiên quy quy mơ lớn lƣợng khí CH4 phục vụ cho nhu cầu nơng hộ có khác biệt đáng kể Mặt khác nghiệm thức phân heo trộn lục bình sau ủ lại cho kết hàm lƣợng khí Methane cao hẳn sử dụng phân heo (xét khối lƣợng hỗn hợp tƣơi kg) Điều đặc biệt có ý nghĩa phối trộn 54 phân hai heo với khối lƣợng lục bình phân thải heo cho kết sinh khí tốt sử dụng phân ba heo (cùng trọng lƣợng) Nói cách khác nơng hộ muốn sử dụng lƣợng khí nhiều khả cho phép ứng với lƣợng phân thải nơng hộ trộn thêm lục bình sau ủ (10 ngày với 20% nƣớc thải biogas) Trong đó, hàm lƣợng CO2 H2S lại giảm đo đƣợc vào ngày thứ 30 so với ngày thứ 15 sau nạp CO2 giảm từ 1,9% nghiệm thức phân heo trộn lục bình sau ủ thí nghiệm đến 3,9% nghiệm thức sử dụng phân heo thí nghiệm H2S giảm từ 1,25 lần nghiệm thức sử dụng phân heo thí nghiệm giảm 2,5 lần nghiệm thức sử dụng phân heo thí nghiệm Nguyên nhân sau, trình ủ thục, vi khuẩn sinh Methane sinh trƣởng, sinh sản với số lƣợng lớn, lƣợng thức ăn vi khuẩn sinh acid tạo nhiều Vì vậy, lƣợng khí Methane sinh tăng lƣợng khí CO2 sinh giảm 55 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 5.1 Kết luận Lƣợng phân heo nƣớc thải chăn nuôi nông hộ thải ngày lớn (88,6 kg/ngày, 3,09 m3/ngày) Cần có biện pháp xử lý thích hợp (có thể lắp túi ủ biogas) Việc phối trộn thêm lục bình sau ủ (10 ngày) với phân heo cần thiết tạo đƣợc tỉ lệ C/N thích hợp cho q trình phân hủy yếm khí diễn túi ủ biogas (C/N chƣa phối trộn 17, 21 C/N sau phối trộn 23, 26) Sử dụng chất mồi ban đầu (nƣớc thải túi ủ biogas hoạt động) kích thích q trình phân hủy yếm khí diễn nhanh túi ủ biogas (khí sinh làm căng hồn toàn túi ủ dài m chu vi 2,8 m 10 ngày thí nghiệm ngày thí nghiệm 2) Lƣợng khí biogas sinh vƣợt trội sử dụng phân heo trộn lục bình sau ủ (10 ngày) với tỉ lệ 2:1 so với sử dụng 100% phân heo làm nguyên liệu nạp cho túi ủ biogas (xét khối lƣợng nguyên liệu ủ) Khí sinh đạt 13,75 15,27 m3 thí nghiệm 1; 15,84 18,33 m3 thí nghiệm Hàm lƣợng khí Methane sinh sử dụng hỗn hợp phân heo trộn lục bình sau ủ (10 ngày) với tỉ lệ 2:1 nhiều so với sử dụng 100% phân heo làm nguyên liệu nạp cho túi ủ biogas (xét khối lƣợng nguyên liệu ủ) Methane sinh nghiệm thức sử dụng phân heo 54,4%, 56,2%, 56,6%, 58,8% tƣơng ứng nghiệm thức sử dụng phân heo trộn lục bình sau ủ 55,5%, 57,9%, 59,7%, 63,3% Hàm lƣợng khí Methane sinh tăng theo thời gian ủ (ngày 15 ngày 30 sau nạp) Ngày 15 nghiệm thức qua hai thí nghiệm Methane sinh đạt 54,4%, 55,5%, 56,6%, 59,7% lƣợng khí Methane sinh vào ngày 30 tƣơng ứng đạt 56,2%, 58,8%, 57,9%, 63,3% Tổng lƣợng khí biogas hàm lƣợng khí Methane tăng theo thời gian ủ (ngày 15 ngày 30 sau nạp) Nhƣ vậy, ứng dụng việc phối trộn thêm lục bình sau ủ (10 ngày) với lƣợng phân heo mà nơng hộ có để nâng cao khả sinh khí thu đƣợc lƣợng khí nhiều phục vụ cho nhu cầu khác nông hộ 56 5.2 Đề xuất Do nguồn kinh phí thực đề tài cịn hạn chế nên khơng thể theo dõi thƣờng xuyên thành phần % khí (nhất khí Methane) theo thời gian Các nghiên cứu tiếp sau nên chia nhỏ thời điểm khảo sát thành phần % khí biogas (nhất khí Methane) để thấy rõ thay đổi Cần tăng cƣờng số lần lặp lại cho thí nghiệm Có thể lặp lại ba lần theo thời gian hay mở rộng nghiên cứu lặp lại ba lần theo nghiệm thức Có thể nghiên cứu thêm tỉ lệ phối trộn phân heo lục bình sau ủ để tìm đƣợc tỉ lệ tối ƣu 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO Dƣơng Nguyên Khang, 2008 Hiện trạng xu hƣớng phát triển công nghệ biogas Việt Nam Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh Dƣơng Thúy Hoa, 2004 Hiệu xử lý nƣớc thải sau hầm ủ biogas lò giết mổ lục bình Luận văn Cao học ĐH Cần Thơ Đỗ Thành Nam, 2009 Khảo sát khả sinh gas xử lý nƣớc thải heo hệ thống biogas phủ nhựa HDPE Kết NCKH Hội thảo khoa học: “Chất thải chăn nuôi – Hiện trạng giải pháp” Đại học Nông nghiệp Hà Nội Ngày 26 – 27/11/2009 Lê Hồng Việt, 2003 Giáo trình phƣơng pháp xử lý nƣớc thải Đại học Cần Thơ Cần Thơ Lê Hồng Việt, 2003 Giáo trình xử lý chất thải rắn Đại học Cần Thơ Cần Thơ Lƣơng Đức Phẩm, 2002 Công nghệ xử lý chất thải biện pháp sinh học NXB Giáo Dục Hà Nội Nguyễn Duy Thiện, 2001 Cơng trình lƣợng khí sinh học Biogas NXB Xây Dựng Hà Nội Nguyễn Đức Lƣợng Nguyễn Thị Thùy Dƣơng, 2003 Công nghệ sinh học môi trƣờng tập II NXB Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh Nguyễn Quang Khải, 2001 Cơng nghệ khí sinh học NXB Xây Dựng Hà Nội Nguyễn Thị Thu Thuỷ, 1988 Xác định bƣớc đầu sinh khối lục bình (Eichhornia crassipes), khả sử dụng lục bình làm nguyên liệu nạp cho hầm ủ biogas Luận văn Đại học ĐH Cần Thơ Nguyễn Văn Thu, 2010 Kết bƣớc đầu khảo sát sử dụng loại thực vật để sản xuất khí sinh học (Biogas) Kỷ yếu khoa học: Khép kín q trình tuần hồn dinh dƣỡng chất vô hại đến vệ sinh từ hệ thống thủy lợi phi tập trung đồng sông Mê Kông (Sansed II) NXB ĐH Cần Thơ Tháng 1/2010 Trang 88 – 92 58 Nguyễn Văn Tùng, 2004 Khảo sát thay đổi nồng độ đạm, lân, BOD Chì nƣớc rị rỉ bãi rác có trồng thủy canh cỏ Vetiver (Vetiver zizanioides L.) Lục bình (Eichhornia crassipes) Luận văn cao học ĐH Cần Thơ Sổ tay xử lý nƣớc thải, 1999, NXB Xây Dựng, Hà Nội Trần Hiếu Nhuệ, 1992, Thốt nƣớc xử lý nƣớc thải cơng nghiệp tập II, NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật, Hà Nội Chongrak Polprasert, 1989, Organic Waste Recycling, Jonhn Wiley & Son Ltd http://dbscl.thuyloi.vn http://www.monre.gov.vn http://www.sggp.org.vn http://www.ecy.wa.gov http://www.34brinkster.com http://cnts.hua.edu.vn 59 PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1: Lƣợng phân thải theo đối tƣợng heo nông hộ khảo sát Đối tƣợng Ngày Heo lứa Heo nái Sáng Trƣa Chiều Sáng Trƣa Chiều 4.5 1.6 16.40 12.60 14.20 3.6 1.4 2.2 13.70 10.80 13.80 3.9 1.9 1.4 12.90 11.90 13.70 4.4 1.4 1.9 13.00 12.40 13.90 3.2 1.3 2.3 14.00 12.00 12.90 3.9 1.2 2.6 13.80 12.20 13.00 3.4 1.4 14.80 11.50 13.80 4.2 1.6 2.2 15.20 11.00 12.80 3.8 1.7 14.60 12.00 14.00 10 1.6 15.00 11.80 13.60 Đối tƣợng Heo Heo Ngày Sáng Trƣa Chiều Sáng Trƣa Chiều 17.8 9.6 7.2 3.8 1.8 2.1 17.1 9.6 7.1 4.2 1.8 1.5 17.3 9.3 7.2 4.5 1.9 1.3 18.1 9.4 6.9 1.9 18 9.2 5.9 3.5 1.7 1.7 18.3 8.5 7.1 4.8 2.1 1.5 17.8 9.8 6.3 4.5 1.9 1.6 18.6 8.6 6.9 2.3 0.9 18.4 9.6 6.7 4.6 0.8 10 17.8 9.2 7.2 4.2 1.8 1.3 60 PHỤ LỤC 2: Lƣợng nƣớc tắm heo nƣớc dội chuồng nông hộ khảo sát Buổi Ngày Trƣa Sáng Chiều t (phút) L (m3) t (phút) L (m3) t (phút) L (m3) 17.5 0.90 20.2 1.04 15.6 0.80 18 0.93 22.2 1.14 17.4 0.89 20.1 1.03 25.4 1.31 15 0.77 18.8 0.97 26.4 1.36 15.3 0.79 19.2 0.99 22.8 1.17 15.6 0.80 19.1 0.98 26.7 1.37 14.3 0.74 21.2 1.09 27.5 1.41 16.2 0.83 19.1 0.98 26.9 1.38 16.1 0.83 19.2 0.99 28 1.44 14.6 0.75 10 20.2 1.04 26.9 1.38 15.6 0.80 61 PHỤ LỤC 3: Kết ƣớc lƣợng tổng lƣợng khí biogas sinh hàng ngày thí nghiệm (19/01 – 20/02) NT Ngày Nghiệm thức sử dụng phân heo Nghiệm thức sử dụng phân heo trộn lục bình sau ủ n1 V1 n2 V2 10 0.72 12 0.96 11 0.48 0.48 12 0.4 0.56 13 0.4 0.64 14 0.4 0.48 15 0.4 0.4 16 0.48 0.64 17 0.56 0.64 18 0.56 0.56 19 0.48 0.64 20 0.48 0.64 21 0.56 0.72 22 0.72 10 0.8 23 0.72 10 0.8 24 11 0.88 11 0.88 25 11 0.88 12 0.96 27 11 0.88 12 0.96 28 11 0.88 12 0.96 29 11 0.88 12 0.96 30 12 0.96 13 1.04 31 12 0.96 13 1.04 26 62 PHỤ LỤC 4: Kết ƣớc lƣợng tổng lƣợng khí biogas sinh hàng ngày thí nghiệm (07/3 – 05/4) NT Ngày Nghiệm thức sử dụng phân heo Nghiệm thức sử dụng phân heo trộn lục bình sau ủ n2 V2 n1 V1 10 0.8 13 1.04 0.4 0.48 0.4 0.56 10 0.48 0.56 11 0.48 0.56 12 0.48 0.56 13 0.48 0.56 14 0.48 0.56 15 0.48 0.56 16 0.48 0.64 17 0.56 0.72 18 0.56 0.72 19 0.56 10 0.8 20 0.56 10 0.8 21 0.56 0.72 22 0.72 11 0.88 23 0.56 0.72 24 0.72 11 0.88 25 11 0.88 12 0.96 26 10 0.8 11 0.88 27 12 0.96 12 0.96 28 11 0.88 12 0.96 29 12 0.96 13 1.04 30 12 0.96 14 1.13 63 PHỤ LỤC 5: Kết đo thành phần khí biogas qua hai đợt thí nghiệm Thí nghiệm (19/01 – 20/02) Nghiệm thức sử dụng phân heo trộn lục bình sau ủ Ngày 30 sau nạp Ngày 15 sau nạp Ngày 30 sau nạp 12.43 15.773 15.117 100 100 100 6.986 8.754 8.753 56.2 55.5 57.9 3.978 5.552096 5.049 32 35.2 33.4 3520 1015 934 0.004 0.001 0.001 1.463 1.466 1.314 11.8 9.299 8.7 Nghiệm thức sử dụng phân heo Biogas CH4 CO2 H 2S Khác Biogas CH4 CO2 H 2S Khác L % L % L % ppm % L % L % L % L % ppm % L % Ngày 15 sau nạp 14.805 100 8.069 54.5 5.049 34.1 4704 0.005 1.683 11.395 Thí nghiệm (07/3 – 05/4) Nghiệm thức sử dụng phân heo trộn Nghiệm thức sử dụng phân heo lục bình sau ủ Ngày 15 sau nap Ngày 30 sau nạp Ngày 15 sau nạp Ngày 30 sau nạp 9.895 10.352 12.282 13.397 100 100 100 100 5.601 6.087 7.332 8.480 56.6 58.8 59.7 63.3 3.800 3.571 4.753 4.769 38.4 34.5 38.7 35.6 4976 2120 2035 862 0.005 0.00212 0.002035 0.000862 0.490 0.691 0.194 0.147 5.00 6.7 1.598 1.1 64 PHỤ LỤC 6: Kết tiêu TN (mg/L) Mẫu Lặp lại lần Lặp lại lần Lặp lại lần Nƣớc thải túi ủ biogas nông hộ 158.28 160.23 161.21 Nƣớc sơng dùng thí nghiệm 0.45 0.47 0.42 Nƣớc sơng dùng thí nghiệm Nƣớc thải túi ủ biogas sử dụng phân heo Nƣớc thải túi ủ biogas sử dụng phân heo trộn lục bình sau ủ Nƣớc ủ lục bình 0.68 0.65 0.79 384.84 387.77 383.87 411.18 414.10 415.08 282.15 286.49 283.12 PHỤ LỤC 7: Kết tiêu TP (mg/L) Mẫu Lặp lại lần Lặp lại lần Lặp lại lần Nƣớc thải túi ủ biogas nông hộ 29.05 30.07 28.65 Nƣớc sơng dùng thí nghiệm 0.13 0.11 0.11 Nƣớc sơng dùng thí nghiệm 0.04 0.03 0.03 39.78 41.34 41.56 45.13 43.05 48.29 36.52 37.11 36.74 Nƣớc thải túi ủ biogas sử dụng phân heo Nƣớc thải túi ủ biogas sử dụng phân heo trộn lục bình sau ủ Nƣớc ủ lục bình 65 ... lƣợng khí sinh từ túi ủ biogas sử dụng phân heo túi ủ biogas sử dụng phân heo trộn lục bình sau ủ làm nguyên liệu nạp Xác định hàm lƣợng khí Methane sinh từ túi ủ biogas sử dụng phân heo túi ủ biogas... chỗ giảm thiểu vấn đề phát sinh lục bình phát triển mức gây Từ sở mà đề tài: “SỬ DỤNG PHÂN HEO VÀ PHÂN HEO TRỘN LỤC BÌNH SAU Ủ LÀM NGUYÊN LIỆU SINH KHÍ SINH HỌC TẠI MỸ KHÁNH – PHONG ĐIỀN – CẦN...TĨM LƢỢC  Thí nghiệm: ? ?Sử dụng phân heo phân heo trộn lục bình sau ủ làm nguyên liệu sinh khí sinh học Mỹ Khánh – Phong Điền – Cần Thơ” đƣợc thực ấp Mỹ Thuận xã Mỹ Khánh huyện Phong Điền TP