Nhan đề : Ảnh hưởng của nguồn chất thải hữu cơ tới lượng khí sinh học hình thành trong quá trình phân hủy yếm khí Tác giả : Đào Văn Hải Người hướng dẫn: Đỗ Trọng Mùi Từ khoá : Chất thải rắn hữu cơ; Phân hủy yếm khí Năm xuất bản : 2019 Nhà xuất bản : Trường đại học Bách Khoa Hà Nội Tóm tắt : Tổng quan chất thải rắn và chất thải hữu cơ, công nghệ xử lý chất thải rắn hữu cơ bằng phương pháp yếm khí; mục tiêu, đối tượng và phương pháp nghiên cứu; kết quả và đánh giá.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ Ảnh hưởng nguồn chất thải hữu tới lượng khí sinh học hình thành q trình phân hủy yếm khí ĐÀO VĂN HẢI daohaimt@gmail.com Ngành Kỹ thuật Môi trường Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi trường Giáo viên hướng dẫn: TS Đỗ Trọng Mùi Bộ môn: Quản lý Môi trường Viện: Khoa học Công nghệ Môi trường HÀ NỘI, 11/2019 Ảnh hưởng nguồn chất thải hữu tới lượng khí sinh học hình thành q trình phân hủy yếm khí – Đào Văn Hải – 17BKTMT LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình thực đề tài, nhận hướng dẫn giúp đỡ tận tình cán nghiên cứu phịng Cơng nghệ cao Phân tích mơi trường – Công ty Cổ Phần Kỹ thuật môi trường Đại Việt đồng thời nhận bảo tận tình từ thầy Viện Khoa học Công nghệ môi trường – Đại học Bách khoa Hà Nội Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành lịng biết ơn tới TS Đỗ Trọng Mùi - Bộ môn Quản lý Môi trường, Viện Khoa học Công nghệ môi trường, Đại Học Bách Khoa Hà Nội dành nhiều thời gian tâm huyết hướng dẫn tơi hồn thành luận văn Đồng thời xin gửi lời cảm ơn tới tập thể cán Phịng Cơng nghệ cao Phân tích mơi trường – Cơng ty Cổ Phần Kỹ thuật mơi trường Đại Việt - người tận tình bảo hướng dẫn, giúp đỡ suốt q trình thực đề tài Tơi xin dành lời cảm ơn tới tập thể giảng viên Viện Khoa học Công nghệ môi trường – Đại học Bách khoa Hà Nội dạy dỗ suốt q trình học – người Thầy, người Cơ qua thời gian trang bị cho tảng kiến thức khoa học, phương pháp học tập làm việc Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình bạn bè động viên, tạo điều kiện giúp đỡ suốt trình học tập vừa qua! Học viên Đào Văn Hải Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN-Tel: (84.24) 38681686-Fax:(84.24) 38693551 Ảnh hưởng nguồn chất thải hữu tới lượng khí sinh học hình thành q trình phân hủy yếm khí – Đào Văn Hải – 17BKTMT MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC i DANH MỤC BẢNG iv DANH MỤC HÌNH v DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vi LỜI MỞ ĐẦU 1 Mục tiêu nghiên cứu Nội dung nghiên cứu CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Chất thải rắn chất thải hữu 1.1.1 Khái niệm chất thải rắn chất thải hữu 1.1.2 Tình hình quản lý chất thải rắn giới 1.1.3 Tình hình quản lý chất thải rắn Việt Nam 1.2 Công nghệ xử lý chất thải rắn hữu phương pháp yếm khí 10 1.2.1 Sự cần thiết phải xử lý chất thải rắn hữu 10 1.2.2 Tổng quan công nghệ xử lý chất thải rắn hữu phương pháp yếm khí 11 1.2.2.1 Khí sinh học 11 1.2.2.2 Công nghệ xử lý yếm khí 13 1.2.2.3 Một số yếu tố ảnh hưởng đến trình xử lý 16 1.2.3 Nguồn chất thải cho q trình xử lý yếm khí 18 1.2.3.1 Chất thải rắn sinh hoạt 19 i Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN-Tel: (84.24) 38681686-Fax:(84.24) 38693551 Ảnh hưởng nguồn chất thải hữu tới lượng khí sinh học hình thành q trình phân hủy yếm khí – Đào Văn Hải – 17BKTMT 1.2.3.2 Chất thải công nghiệp 20 1.2.3.3 Chất thải nông nghiệp 21 CHƯƠNG II MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1 Đối tượng nghiên cứu 22 2.2 Phạm vi nghiên cứu 22 2.3 Thời gian địa điểm nghiên cứu 22 2.4 Phương pháp nghiên cứu 22 2.4.1 Lấy mẫu bảo quản mẫu chất thải rắn hữu 23 2.4.2 Chuẩn bị nguồn vi sinh vật 23 2.4.3 Các phương pháp phân tích 23 2.4.3.1 Phương pháp xác định pH, nhiệt độ 23 2.4.3.2 Phương pháp xác định tổng Nitơ theo phương pháp Kjeldahl 24 2.4.3.3 Phương pháp xác định tổng Cacbon 24 2.4.3.4 Phương pháp xác định TS, VS 24 2.4.4 Quy trình thực nghiệm 25 2.5 Tính tốn xử lý số liệu 28 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ 29 3.1 Lựa chọn phân loại nguồn chất thải 29 3.2 Kết phân tích thơng số 30 3.2.1 Kết thực nghiệm 30 3.2.2 Đánh giá kết xử lý TS VS 32 3.3 Kết thực nghiệm phát sinh khí sinh học loại chất thải 33 3.3.1 Kết thực nghiệm 33 3.3.2 Đánh giá kết 35 ii Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN-Tel: (84.24) 38681686-Fax:(84.24) 38693551 Ảnh hưởng nguồn chất thải hữu tới lượng khí sinh học hình thành q trình phân hủy yếm khí – Đào Văn Hải – 17BKTMT 3.3.2.1 Thể tích khí sinh học phát sinh theo thời gian 35 3.3.2.2 Tổng thể tích khí sinh học phát sinh 37 3.3.2.3 Mối tương quan hàm lượng VS với khả phát sinh khí 39 3.3.2.4 Mối tương quan tỷ lệ C/N với khả phát sinh khí 42 3.4 Đề xuất hướng sử dụng khí sinh học tạo thành chất thải sau xử lý 43 3.4.1 Hướng sử dụng khí sinh học tạo thành 43 3.4.2 Hướng sử dụng chất thải sau xử lý: 44 KẾT LUẬN 45 A Kết luận 45 B Kiến nghị 45 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 PHỤ LỤC 50 iii Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN-Tel: (84.24) 38681686-Fax:(84.24) 38693551 Ảnh hưởng nguồn chất thải hữu tới lượng khí sinh học hình thành q trình phân hủy yếm khí – Đào Văn Hải – 17BKTMT DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các loại chất thải rắn theo nguồn phát sinh khác Bảng 1.2 Lượng chất thải rắn phát sinh theo đầu người số quốc gia Bảng 1.3 Công nghệ xử lý chất thải rắn Bảng 1.4 Lượng chất thải rắn phát sinh vùng Việt Nam Bảng 1.5 Thành phần chất thải rắn số bãi chôn lấp Bảng 1.6 So sánh nhiệt trị khí sinh học với loại lượng khác 13 Bảng 1.7 Một số loại vi sinh vật tham gia vào q trình phân hủy yếm khí 15 Bảng 1.8 Các yếu tố ảnh hưởng đến phát triển hệ vi sinh vật 18 Bảng 1.9 Thời gian tái sinh số nhóm vi sinh vật 18 Bảng 1.10 Thành phần hữu có nguồn chất thải rắn sinh hoạt 19 Bảng 1.11 Thành phần hữu chất thải công nghiệp 20 Bảng 1.12 Thành phần hữu chất thải nông nghiệp 21 Bảng 3.1 Bảng phân loại mẫu 29 Bảng 3.2 Kết phân tích mẫu trước xử lý sau xử lý loại chất thải 31 Bảng 3.3 Khí sinh học phát sinh loại chất thải 34 Bảng 3.4 So sánh mối tương quan VS thể tích khí phát sinh 40 Bảng 3.5 So sánh mối tương quan tỷ lệ C/N thể tích khí phát sinh 42 iv Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN-Tel: (84.24) 38681686-Fax:(84.24) 38693551 Ảnh hưởng nguồn chất thải hữu tới lượng khí sinh học hình thành q trình phân hủy yếm khí – Đào Văn Hải – 17BKTMT DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Các thành phần có chất thải rắn Hình 1.2 Chất thải hữu Hình 1.3 Các hướng dịng chất thải hữu sau trình xử lý yếm khí 11 Hình 1.4 Thành phần khí có khí sinh học 12 Hình 1.5 Các bước chuyển hóa q trình phân hủy yếm khí 14 Hình 2.1 Quy trình thực nghiệm 25 Hình 2.2 Mơ hình thực nghiệm 26 Hình 2.3 Sơ đồ mơ hình đánh giá lượng khí sinh 27 Hình 3.1 Biểu đồ đánh giá phát sinh khí sinh học theo mốc thời gian nhóm nguồn chất thải phát sinh khí sinh học lớn 35 Hình 3.2 Biểu đồ đánh giá phát sinh khí sinh học theo mốc thời gian nhóm nguồn chất thải phát sinh khí sinh học nhỏ 36 Hình 3.3 Tổng thể tích khí sinh học phát sinhtheo mốc thời gian nguồn chất thải chất thải phát sinh khí sinh học lớn 38 Hình 3.4 Tổng thể tích khí sinh học phát sinh theo mốc thời gian nguồn chất thải chất thải phát sinh khí sinh học nhỏ 38 Hình 3.5 Năng suất sinh khí loại chất thải 41 v Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN-Tel: (84.24) 38681686-Fax:(84.24) 38693551 Ảnh hưởng nguồn chất thải hữu tới lượng khí sinh học hình thành q trình phân hủy yếm khí – Đào Văn Hải – 17BKTMT DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BTNMT Bộ Tài nguyên môi trường CTNH Chất thải nguy hại C/N Cacbon/Nitơ QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam Tổng C Tổng Cacbon Tổng N Tổng Nitơ TT Thông tư TS Tổng chất rắn VS Chất rắn bay VSV Vi sinh vật vi Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN-Tel: (84.24) 38681686-Fax:(84.24) 38693551 Ảnh hưởng nguồn chất thải hữu tới lượng khí sinh học hình thành q trình phân hủy yếm khí – Đào Văn Hải – 17BKTMT LỜI MỞ ĐẦU Trong xã hội ngày phát triển nay, việc gia tăng dân số nhanh với mức sống người dân nâng cao dẫn tới nhu cầu lương thực thực phẩm tiêu thụ lượng ngày lớn Cũng lý đó, lượng chất thải rắn phát sinh từ hoạt động người ngày lớn Thực trạng khiến việc phịng chống nhiễm, bảo vệ mơi trường đảm bảo nhu cầu lượng người dân vô cần thiết cấp bách Vì vậy, việc tìm hướng cho việc làm giảm lượng rác thải phát sinh với việc tìm kiếm nguồn lượng hướng quan trọng tồn xã hội Vấn đề nhiễm môi trường chất thải hữu vấn đề thời hầu hết bãi rác tồn quốc chất thải hữu loại hình chất thải có tác động mạnh, thường xun gây mùi hôi thối, gây ảnh hưởng lớn đến môi trường xung quanh Xử lý chất thải hữu đạt tiêu chuẩn thải vào môi trường vấn đề cần thiết nhằm giải triệt để tình trạng nhiễm mơi trường Tại Việt Nam, ngày có hàng nghìn chất thải thải cần phải tiêu hủy đem chôn lấp, chất thải hữu chiếm lượng lớn số Như vậy, chọn lọc nguồn chất thải phù hợp với phương pháp xử lý yếm khí tạo lợi ích từ việc thu lượng đồng thời giảm thiểu lượng chất thải phải đem tiêu hủy chôn lấp Trên sở đó, đề tài “Ảnh hưởng nguồn chất thải hữu tới lượng khí sinh học hình thành q trình phân hủy yếm khí” lựa chọn để xác định nguồn chất thải thích hợp cho trình chuyển đổi chất thải rắn sinh hoạt thành khí sinh học Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá khả sinh khí sinh học từ nguồn chất thải khác xử lý phương pháp yếm khí điều kiện cụ thể Đánh giá hiệu xử lý nguồn chất thải khác phương pháp yếm khí điều kiện cụ thể Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN-Tel: (84.24) 38681686-Fax:(84.24) 38693551 Ảnh hưởng nguồn chất thải hữu tới lượng khí sinh học hình thành q trình phân hủy yếm khí – Đào Văn Hải – 17BKTMT Nội dung nghiên cứu Phân loại thành phần số loại chất thải rắn phát sinh từ sản xuất nông nghiệp, trang trại khu dân cư Xây dựng thí nghiệm xử lý thành phần hữu dễ phân hủy sinh học phương pháp yếm khí/đồng phân hủy yếm khí Đánh giá so sánh hiệu sinh khí biogas từ nguồn chất thải hữu khác Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN-Tel: (84.24) 38681686-Fax:(84.24) 38693551 Ảnh hưởng nguồn chất thải hữu tới lượng khí sinh học hình thành q trình phân hủy yếm khí – Đào Văn Hải – 17BKTMT Trong điều kiện pH, nhiệt độ thời gian xử lý, kết tổng thể tích phát sinh khí cho ta thấy mẫu B1 phát sinh nhiều khí sinh học nhất; tiếp đến mẫu B2, B3 B5 Các mẫu B4, B6, B7 B8 có tương đồng thể tích khí sinh học tạo thành Như vậy, khối lượng chất thải nhau: • Thể tích khí sinh học phát sinh chất thải thực phẩm nhiều Ở mẫu này, thấy lượng TS VS mẫu cao, đồng thời chất chất hữu mẫu có thành phần lớn chất hữu dễ phân hủy sinh học nên hàm lượng khí sinh học thu tốt • Các loại chất thải từ q trình chăn ni phế phẩm từ q trình giết mổ phát sinh nhiều khí sinh học Ở mẫu này, thấy hàm lượng TS VS mẫu cao, nhiên hàm lượng tổng N cao dẫn đến việc sản phẩm cuối q trình phân hủy có nhiều amoni gây ức chế hoạt động vi sinh vật sinh khí, dẫn đến thể tích sinh khí sinh học mẫu thực phẩm • Bùn thải phát sinh khí sinh học Tuy nhiên, hàm lượng TS VS có mẫu bùn thải lấy thấp mẫu thu được phân hủy phần nên khả sinh khí sinh học bị giảm đáng kể • Các loại chất thải vườn, chất thải từ hoạt động trồng trọt chất thải bã thải ngành chế biến thuốc phát sinh khí sinh học nhiều so với loại chất thải lại Ở mẫu này, hàm lượng TS VS cao chất loại chất hữu mẫu loại chất hữu khó phân hủy sinh học nên hàm lượng khí sinh học thu nhỏ Đối chiếu thể tích khí sinh học phát sinh với khả xử lý TS VS loại chất thải, ta thấy có tương quan với loại chất thải Cụ thể, lượng TS VS bị phân hủy vi sinh vật nhiều lượng khí sinh học thu lớn Như vậy, khả xử lý TS VS phương pháp quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến lượng khí sinh học phát sinh trình xử lý yếm khí 3.3.2.3 Mối tương quan hàm lượng VS với khả phát sinh khí Như kết luận trên, thể tích khí sinh học phát sinh bị ảnh hưởng trực tiếp hàm lượng VS bị phân hủy Tuy nhiên để xác định nguồn loại chất thải cho kết sinh khí sinh học tốt nhất, ta cần so sánh suất sinh khí 39 Viện Khoa học Cơng nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN-Tel: (84.24) 38681686-Fax:(84.24) 38693551 Ảnh hưởng nguồn chất thải hữu tới lượng khí sinh học hình thành q trình phân hủy yếm khí – Đào Văn Hải – 17BKTMT loại nguồn chất thải Năng suất sinh khí thể cách chia thể tích khí sinh học phát sinh với khối lượng VS bị phân hủy Mối tương quan lượng VS bị phân hủy với khả sinh khí thể bảng 3.6: Bảng 3.4 So sánh mối tương quan VS thể tích khí phát sinh KH mẫu Loại chất thải hữu Tỷ lệ VS bị giảm Hàm lượng VS bị phân hủy (g) Tổng lượng khí thu (lít) Năng suất sinh khí (m3/kgVS) B1 Bánh mỳ, nước gạo, thức ăn thừa 63,1% 29,8 10,44 0,35 B2 Phân trâu, bò 45,0% 15,7 6,24 0,4 B3 Phân lợn 50,7% 20,7 4,13 0,2 B4 Bùn thải sinh hoạt 44,2% 4,7 1,14 0,24 B5 Phổi bò, lợn thừa 53,2% 13,6 3,0 0,22 B6 Rau, củ, thừa 24,1% 5,3 1,23 0,23 B7 Lá cây, cỏ, vỏ 19,7% 10,1 1,11 0,11 B8 Bã thuốc nam 14,6% 7,3 1,11 0,15 Dựa bảng 3.6, suất sinh khí loại chất thải có biến thiên lớn (trong khoảng từ 0,11 – 0,4 m3/kgVS) 40 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN-Tel: (84.24) 38681686-Fax:(84.24) 38693551 Ảnh hưởng nguồn chất thải hữu tới lượng khí sinh học hình thành q trình phân hủy yếm khí – Đào Văn Hải – 17BKTMT Hình 3.5 Năng suất sinh khí loại chất thải Cụ thể: o Năng suất sinh khí mẫu B1 B2 lớn Ở thấy, mẫu B1 phát sinh lượng khí sinh học lớn suất sinh khí khơng cao mẫu B2 o Năng suất sinh khí mẫu B3, B4, B5 B6 có tương đồng mức trung bình o Năng suất sinh khí mẫu B7 B8 thấp Có thể thấy mối tương quan lớn thể tích khí sinh học phát sinh với hàm lượng VS bị phân hủy mẫu hàm lượng VS bị phân hủy nhiều lượng khí sinh học phát sinh lớn Tuy nhiên, loại chất thải phát sinh nhiều khí sinh học khả xử lý lượng VS nhiều có suất sinh khí cao Bởi vậy, suất sinh khí khơng phụ thuộc vào lượng VS bị phân hủy mà phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác có chất thải Mỗi loại chất thải có thành phần vơ hữu khác nhau, qua tạo nên điều kiện nguồn dinh dưỡng cho vi sinh vật trình xử lý yếm khí khác nhau; vậy, chúng có suất sinh khí khác 41 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN-Tel: (84.24) 38681686-Fax:(84.24) 38693551 Ảnh hưởng nguồn chất thải hữu tới lượng khí sinh học hình thành trình phân hủy yếm khí – Đào Văn Hải – 17BKTMT Cần tiếp tục tiến hành thêm nhiều thí nghiệm thực nghiệm để tìm suất sinh khí nhiều loại nguồn thải chất thải khác Qua đó, đánh giá khả phát sinh khí sinh học nhiều nguồn chất thải loại chất thải 3.3.2.4 Mối tương quan tỷ lệ C/N với khả phát sinh khí Để xác định loại nguồn thải chất thải cho kết sinh khí sinh học tốt nhất, ta tiến hành đánh giá thể tích khí sinh học phát sinh với tỷ lệ C/N loại chất thải Sự so sánh thể bảng 3.7: Bảng 3.5 So sánh mối tương quan tỷ lệ C/N thể tích khí phát sinh Tổng lượng KH mẫu Loại chất thải hữu Tổng C (%) Tổng N (%) Tỷ lệ C/N B1 Bánh mỳ, nước gạo, thức ăn thừa 29,2 1,6 18,3 10,44 B2 Phân trâu, bò 27,6 4,3 6,4 6,24 B3 Phân lợn 31,2 4,1 7,6 4,13 B4 Bùn thải sinh hoạt 16,8 4,5 3,7 1,14 B5 Phổi bò, lợn thừa 32,4 3,8 8,5 3,0 B6 Rau, củ, thừa 52,2 1,8 29 1,23 B7 Lá cây, cỏ, vỏ 56,6 2,0 28,3 1,11 B8 Bã thuốc nam 54,4 1,8 30,2 1,11 khí thu (lít) Dựa bảng 3.7, lượng khí sinh học phát sinh loại chất thải có tỷ lệ C/N, hàm lượng tổng cacbon nitơ bị phân hủy khác Mẫu B1 tạo lượng khí sinh học lớn có tỷ lệ C/N mức trung bình hàm lượng tổng nitơ thấp 42 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN-Tel: (84.24) 38681686-Fax:(84.24) 38693551 Ảnh hưởng nguồn chất thải hữu tới lượng khí sinh học hình thành q trình phân hủy yếm khí – Đào Văn Hải – 17BKTMT Các mẫu B2, B3 B5 có hàm lượng tổng cacbon gần tương đương với mẫu B1 hàm lượng tổng nitơ cao, có tỷ lệ C/N nhỏ Trong q trình phân hủy yếm khí, mẫu có hàm lượng tổng nitơ cao dẫn đến việc phát sinh nhiều amoniac gây ức chế hoạt động vi sinh vật nên lượng khí phát sinh nhỏ mẫu B1 Mẫu B4 có tỷ lệ C/N thấp, lượng khí phát sinh thu tương đối nhỏ Mẫu B6, B7 B8 có tỷ lệ C/N cao, nhiên lượng khí sinh học thu không lớn, lý giải việc hàm lượng tổng cacbon bị phân hủy thấp chất thải có nguồn gốc từ thực vật chứa nhiều thành phần hữu khó phân hủy sinh học chất thải có nguồn gốc từ động vật nên lượng khí sinh học phát sinh chậm Theo đánh giá Musa I Tanimu, Tinia I Mohd Ghazi, Razif M Harun Azni Idris, trình thực nghiệm phân hủy yếm khí chất thải thực phẩm với giá trị tỷ lệ C/N khác suất sinh khí sinh học lớn giá trị tỷ lệ C/N 30.[23] So với kết thực nghiệm thu thấy tỷ lệ C/N có ảnh hưởng đến suất sinh khí nhiên nguồn chất thải loại chất thải khác cịn nhiều yếu tố tác động đến q trình phân hủy yếm khí Cần có thêm thí nghiệm thực nghiệm ảnh hưởng tỷ lệ C/N loại chất thải riêng biệt để nhận xét xác tỷ lệ C/N tối ưu loại nguồn thải chất thải khác 3.4 Đề xuất hướng sử dụng khí sinh học tạo thành chất thải sau xử lý 3.4.1 Hướng sử dụng khí sinh học tạo thành Các thơng số q trình cháy khí sinh học như: • Nhu cầu khơng khí cần thiết để cháy hồn tồn 5,71 m3/1 m3 khí sinh học; • Nhiệt độ lửa cháy đo khoảng 1821 oC • Nhiệt độ bốc cháy khí sinh học khoảng từ 680 – 750 oC • Tốc độ lan truyền lửa khí sinh học 0,2 m/s Dựa thông số trên, thấy khí sinh học tạo thành sử dụng cách hồn tồn sử dụng để làm nguồn nhiên liệu cho trình cháy Qua đó, tơi đề xuất số hướng sử dụng khí sinh học sau: 43 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN-Tel: (84.24) 38681686-Fax:(84.24) 38693551 Ảnh hưởng nguồn chất thải hữu tới lượng khí sinh học hình thành trình phân hủy yếm khí – Đào Văn Hải – 17BKTMT • Bếp khí sinh học sử dụng khí sinh học làm nhiên liệu Do tốc độ lan truyền lửa khí sinh học thấp nên bếp cần thiết kế chuyên biệt • Đèn khí sinh học sử dụng khí sinh học làm nhiên liệu nung nóng đèn • Máy phát điện chuyển hóa nhiệt lượng tỏa khí sinh học thành điện để sử dụng • Sử dụng khí sinh học để cải tạo động đốt dùng xăng dầu diesel 3.4.2 Hướng sử dụng chất thải sau xử lý: Chất thải sau xử lý q trình phân hủy yếm khí gồm phần: váng bề mặt, chất lỏng chất lắng cặn nằm đáy bể Các sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao N, P, K chất vi lượng phản ứng sinh hóa học – vi sinh vật học xảy trình phân hủy yếm khí Qua đó, tơi đề xuất số hướng sử dụng chất thải sau xử lý sau: • Sử dụng chất thải sau xử lý làm phân hữu • Sử dụng chất thải sau xử lý để cải tạo đất, hạn chế sâu bệnh xử lý hạt giống • Sử dụng làm thức ăn bổ sung cho lợn • Sử dụng để ni cá • Sử dụng để ni tảo 44 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN-Tel: (84.24) 38681686-Fax:(84.24) 38693551 Ảnh hưởng nguồn chất thải hữu tới lượng khí sinh học hình thành q trình phân hủy yếm khí – Đào Văn Hải – 17BKTMT KẾT LUẬN A Kết luận Kết thúc nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng nguồn chất thải hữu tới lượng khí sinh học hình thành q trình phân hủy yếm khí, với loại chất thải hữu lựa chọn để tiến hành thí nghiệm thuộc nguồn chất thải: sinh hoạt, nông nghiệp công nghiệp Ở điều kiện thí nghiệm với nhiệt độ 37oC pH = 7,0 đưa kết luận sau: • Tất loại chất thải rắn hữu có khả phân hủy sinh học Hiệu xử lý chất thải thực phẩm tốt với lượng VS bị phân hủy 73,1%; hiệu xử lý bã thải trình chế biến thuốc thấp với lượng VS bị phân hủy 14,6% • Thể tích khí phát sinh chất thải thực phẩm cao với 10,44 lít; thể tích khí phát sinh chất thải vườn thấp với 1,11 lít • Năng suất sinh khí chất thải từ chuồng trại chăn ni trâu, bị có suất cao với 0,4 m3/kgVS; chất thải vườn có suất sinh khí thấp với 0,11 m3/kgVS Như khẳng định, nguồn chất thải hữu khác với thông số khác nhau, với đặc trưng riêng chúng ảnh hưởng trực tiếp đến trình phân hủy yếm khí Ảnh hưởng thơng số đặc trưng loại chất thải TS, VS, tỷ lệ C/N tới khả phát sinh khí sinh học từ q trình phân hủy yếm khí độc lập mang tính tương hỗ lẫn B Kiến nghị Để tăng tính thực tiễn kết đánh giá định hướng áp dụng thực tế cần bổ sung thêm nhiều nguồn chất thải loại chất thải khác tiến hành thực nghiệm đồng thời nên tiến hành trộn lẫn loại chất thải vào Cần thêm nghiên cứu đánh giá rộng nguồn nguyên liệu khoảng điều kiện khác sát với môi trường thực tế xây dựng số 45 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN-Tel: (84.24) 38681686-Fax:(84.24) 38693551 Ảnh hưởng nguồn chất thải hữu tới lượng khí sinh học hình thành q trình phân hủy yếm khí – Đào Văn Hải – 17BKTMT liệu tương ứng để đánh giá chi tiết khách quan nội dung bổ sung thời gian tới tiếp tục nghiên cứu Cần đề xuất thêm hướng xử lý chất thải, nước thải đầu khả ứng dụng thực tiễn lượng khí sinh học thu để tăng tính thực tiễn đề tài Từ kết nghiên cứu ảnh hưởng nguồn chất thải hữu tới khả phát sinh khí sinh học từ q trình phân hủy yếm khí, đưa khuyến nghị khoa học việc lựa chọn nguồn thải tối ưu cho q trình sinh khí sinh học Tuy nhiên cân nhắc tới điểm phù hợp cân chi phí lợi ích nhằm trì phát triển mơ hình thực tế Ngồi ra, tăng lượng khí sinh học thu cách cải thiện hệ thống thu khí mơ hình thu mẫu phân tích Hệ thống sau cải thiện có tính xác cao hơn, giá trị đánh giá khách quan Do giới hạn thời gian trang thiết bị nghiên cứu, việc thực hệ thống phân hủy thành phần hữu chất thải sinh khí sinh học cần xem xét bổ sung thêm nhiều yếu tố Vì vậy, cần có nghiên cứu nhằm đánh giá cách tồn diện 46 Viện Khoa học Cơng nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN-Tel: (84.24) 38681686-Fax:(84.24) 38693551 Ảnh hưởng nguồn chất thải hữu tới lượng khí sinh học hình thành q trình phân hủy yếm khí – Đào Văn Hải – 17BKTMT DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Chính phủ, Nghị định số 38/2015/NĐ-CP quản lý chất thải phế liệu, 2015 [2] Vogeli Y., Lohri C R., Gallardo A., Diener S., Zurbrugg C.,Anaerobic Digestion of Biowaste in Developing Countries, Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology, Switzerland, 2014 [6] Bộ Tài nguyên Môi trường, Báo cáo môi trường Quốc gia 2011 chất thải rắn, Hà Nội, 2011 [3] David C Wilson, Ljiljana Rodic, Prasad Modak, Reka Soos, Ainhoa Carpintero, Costas Velis, Mona Iyer, Otto Simonett, Global waste management outlook, International Solid Waste Association, Austria, 2015 [4] Dự án Danida, Nâng cao lực quy hoạch quản lý môi trường đô thị, NXB Đại học Kiến trúc, Hà Nội, 2007 [5] Nguyễn Thị Phương Loan, Sandhya Babel Alice Sharp, Lựa chọn công nghệ Quản lý chất thải rắn bền vững – Nghiên cứu điển hình thành phố Hồ Chí Minh, Việt nam, Trung tâm nghiên cứu ứng dụng công nghệ quản lý môi trường, Đại học Văn Lang, Việt Nam, 2017 [7] Jactone Arogo Ogejo, Zhiyou Wen, John Ignosh, Eric Bendfeldt, E.R Collins Jr., Biomethane Technology, Virginia State University, Virginia, 2009 [8] Rajesh Ghosh Sounak Bhattacherjee, A review study on anaerobic digesters with an Insight to biogas production, India, 2013 [9] Nguyễn Quang Khải Nguyễn Gia Lượng, Cơng nghệ khí sinh học chun khảo, Nhà xuất Khoa học tự nhiên công nghệ, Hà Nội, 2010 47 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN-Tel: (84.24) 38681686-Fax:(84.24) 38693551 Ảnh hưởng nguồn chất thải hữu tới lượng khí sinh học hình thành q trình phân hủy yếm khí – Đào Văn Hải – 17BKTMT [10] T.Amani, M Nosrati and T.R Sreekrishnan, “Anaerobic digestion from the viewpoint of microbiological, chemical, and operational aspects – a review”, Environment Review, Rev.18: 255-278 (2010), pp 255-278, 2010 [11] A.Comparetti, P.Febo, C.Greco and S.Orlando, “Current state and future of biogas and digestate production”, Bulgarian Journal of Agricultural Science, 19:114, Agricultural Academy, Italy, 2013 [12] Jean H.El Achkar, Thomas Lendormi, Dominique Salameh, Nicolas Louka, Richard G.Maroun, Jean-Louis Lanoisellé and Zeina Hobaika, “Anaerobic digestion of grape pomace: Effect of the hydraulic retention time on process performance and fibers degradability”, Waste Management 71, pp.137-146, France, 2018 [13] Gregor D Zupančič and Viktor Grilc, Anaerobic Treatment and Biogas Production from Organic Waste, Institute of Environment Protection and Sensors, Slovenia, 2012 [14] Horst Seide, Dr Christoph Beier, Antonis Mavropoulos, Gaurav Kumar Kedia, Biowaste to Biogas, German Biogas Association, Germany, 2019 [15] TCVN 9466:2012: Chất thải rắn – Hướng dẫn lấy mẫu từ đống chất thải [16] AR Castillo-González, ME Burrola-Barraza, J Domínguez-Viveros, A Chávez-Martínez, Rumen microorganism and fermentation, Universidad Autónoma de Chihuahua, Mexico, 2014 [17] Peter Vindis, Mursec B, Janzekovic Marjan, Cus F, “The impact ofmesophilic and thermophilic anaerobic digestion on biogas production”, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, Vol.36 (2), pp.192198, 2009 [18] TCVN 8941:2011 Chất lượng đất - Xác định bon hữu tổng số - Phương Pháp Walkley Black [19] TCVN 6498 : 1999 Chất Lượng đất - Xác định Nito Tổng - Phương pháp Kjeldahl biên 48 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN-Tel: (84.24) 38681686-Fax:(84.24) 38693551 Ảnh hưởng nguồn chất thải hữu tới lượng khí sinh học hình thành trình phân hủy yếm khí – Đào Văn Hải – 17BKTMT [20] TCVN 9493-1:2012 Xác định khả phân hủy sinh học hiếu khí hoàn toàn vật liệu chất dẻo điều kiện q trình tạo compost kiểm sốt phương pháp phân tích cacbon dioxit sinh [21] R.Hassan, “Anaerobic digestion of sewage sludge and cattle manure for biogas production: Influence of co-digestion”, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Aswan University, Egypt, 2014 [22] Azadeh Babaee and Jalal Shayegan, “Effect of organic loading rates (OLR) on production of methane from anaerobic digestion of vegetables waste”, Bioenergy Technology, World Renewable Energy Congress 2011, Sweden, 2011 [23] Musa I Tanimu, Tinia I Mohd Ghazi, Razif M Harun and Azni Idris, “Effect of Carbon to Nitrogen Ratio of Food Waste on Biogas Methane Production in a Batch Mesophilic Anaerobic Digester”, International Journal of Innovation, Management and Technology, Vol 5, No 2, pp 116-119, 2014 49 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN-Tel: (84.24) 38681686-Fax:(84.24) 38693551 Ảnh hưởng nguồn chất thải hữu tới lượng khí sinh học hình thành q trình phân hủy yếm khí – Đào Văn Hải – 17BKTMT PHỤ LỤC 50 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN-Tel: (84.24) 38681686-Fax:(84.24) 38693551 Ảnh hưởng nguồn chất thải hữu tới lượng khí sinh học hình thành q trình phân hủy yếm khí – Đào Văn Hải – 17BKTMT A Hình ảnh trình thực nghiệm Hình Chuẩn bị mẫu phân tích 51 Viện Khoa học Cơng nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN-Tel: (84.24) 38681686-Fax:(84.24) 38693551 Ảnh hưởng nguồn chất thải hữu tới lượng khí sinh học hình thành q trình phân hủy yếm khí – Đào Văn Hải – 17BKTMT Hình Phân tích tiêu tổng Nitơ mẫu chất thải rắn 52 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN-Tel: (84.24) 38681686-Fax:(84.24) 38693551 Ảnh hưởng nguồn chất thải hữu tới lượng khí sinh học hình thành q trình phân hủy yếm khí – Đào Văn Hải – 17BKTMT Hình Thực nghiệm đo lượng khí sinh học phát sinh phương pháp đẩy nước 53 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN-Tel: (84.24) 38681686-Fax:(84.24) 38693551 ... 38693551 Ảnh hưởng nguồn chất thải hữu tới lượng khí sinh học hình thành q trình phân hủy yếm khí – Đào Văn Hải – 17BKTMT Hình 1.5 Các bước chuyển hóa q trình phân hủy yếm khí Bước 1: Q trình thủy phân: ... 38693551 Ảnh hưởng nguồn chất thải hữu tới lượng khí sinh học hình thành q trình phân hủy yếm khí – Đào Văn Hải – 17BKTMT DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Các thành phần có chất thải rắn Hình 1.2 Chất thải. .. 38693551 Ảnh hưởng nguồn chất thải hữu tới lượng khí sinh học hình thành q trình phân hủy yếm khí – Đào Văn Hải – 17BKTMT CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Chất thải rắn chất thải hữu 1.1.1 Khái niệm chất thải