Bên cạnh việc đo thể tích biogas sinh ra,mộtlượng khínhấtđịnh được trích ra từ túiủ trữ vào mộttúinhôm chứa khísau đó tiến hành đo thành phần khí.Trong đó, CH4 vẫn chiếm thành phần % cao nhất. Trung bình % CH4 sinh ra ở nghiệm thức sử dụng phân heo (48%)cao hơn trung bình % CH4sinh ra ở nghiệm thức sử dụng phân heo phốitrộn bèo taitượng (44%).CO2 vẫn là khíchiếm hàm lượng cao trong hỗn hợp biogas. Trung bình % CO2 của hai nghiệm thức không khác biệt (33%). Trong lần lặp lại thứ hai, thành phần % các loại khí khác chiếm tỉ lệ lớn trong hỗn hợp khí. Ngoài các khí CH4 và CO2, các khí còn lại ở nghiệm thức sử dụng phân heo (19.3%)thấp hơn nghiệm thức sử dụng phân heo phốitrộn bèo tai tượng (23%).
Hình 4.4 Biểu đồ trung bình thành phần khílần lặp lạithứ hai
Kếtquả trình bày hình 4.4 cho ta thấy,tỉlệ (%)các loạikhíghinhận được so với lần lặp lại thứ nhất đều có sự khác biệt. Trung bình % CH4 dao động trong khoảng 43–47% thấp hơn lượng CH4trong lần lặp lạithứ nhấttừ 6–8%.Trung bình % CO2thấp hơn so vớilần lặp lạiđầu tiên từ 5–7%.Bên cạnh đó % các khíkhác thì tăng cao.Nguyên nhân có thể là hệ visinh trong túiủ ở lần lặp lạithứ haihoạtđộng chưa ổn định bằng hệ visinh trong lần lặp lạiđầu tiên.
0.0 200.0 400.0 600.0 800.0 1000.0 1200.0 1400.0 1600.0 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Thờigian (ngày) Th ể tíc h (L ) Đốichứng
Phân heo và bèo taitượng
4.4 Diễn biến tổng lượng khívà thành phần khítrong lần lặp lạithứ ba 4.4.1 Tổng lượng khísinh ra trong lần lặp lạithứ ba
Hình 4.5 Biểu đồ thể tích biogas hàng ngày trong lần lặp lạithứ ba
Tương tự như thí nghiệm trong lần lặp lại thứ nhất và thứ hai, thí nghiệm thực hiện trong 30 ngày và được bổ sung nước mồitheo tỉlệ hainước sông và một nước thải biogas (360 L). Kết quả phân tích nước mồi không khác biệt so với thí nghiệm ở hailần lặp lạitrước (Bảng 4.2).Thành phần đạm (51,45 mg/L)và pH là 7,01 đều phù hợp cho sự pháttriển của visinh vật.
Sau 16 ngày đầu tiên,tổng lượng khísinh ra ở hainghiệm thức không khác biệtso vớithờigian này ở lần lặp lạithứ hai.Thể tích biogas ghinhận được ở túi đốichứng là 1360 L hơn túiđốichứng lần lặp lạithứ hai1,07 lần.Đốivớitúisử dụng phân heo phốitrộn bèo taitượng,lượng khísinh ra là 800 L không khác biệt so vớilần lặp lạithứ hai(840 L).Do trong thờigian này nhiệtđộ môitrường không có thay đổilớn nên hoạtđộng của túiủ tương đốiổn định.Vìvậy,kếtquả đo khí trong 16 ngày đầu của lần lặp lạithứ haivà thứ ba là tương đồng nhau.
Kếtquả hình 4.5 cho thấy,lượng khísinh ra dao động trong khoảng 306– 595 L và 138–241 L vớigiá trịtrung bình là 429 L và 187 L ở nghiệm thức sử dụng phân heo và nghiệm thức phân heo phối trộn bèo tai tượng tương ứng. Thể tích
sau nạp lượng khísinh ra hàng ngày có khuynh hướng tăng dần.Ngày 29 và 30 sau nạp có lượng khí sinh ra khá cao so với các ngày khác. Đối với nghiệm thức sử dụng phân heo phốitrộn bèo taitượng,thể tích biogas tăng từ ngày 17 đến ngày 22 sau nạp.Ngày 23 và 24 sau nạp thìlượng khílạigiảm hơn những ngày trước,nhưng lượng giảm không đáng kể.Sau đó thìlượng khíđã tăng ổn định trở lạiđến khikết thúc thínghiệm.Sản lượng khísinh ra cao nhấtcủa nghiệm thức sử dụng phân heo ở ngày thứ 30 (595 L),nghiệm thức phân heo phốitrộn bèo taitượng ở ngày thứ 29 (241 L).Trong thờigian thực hiện thínghiệm ,nhiệtđộ dao động từ 25 đến 340C, không chênh lệch so vớilần lặp lạithứ hai.Vìvậy,lượng khísinh ra trong lần lặp lạithứ ba không có khác biệtlớn so vớilần thứ hai.
Tổng lượng khísinh ra trong lần lặp lạithứ ba ở nghiệm thức sử dụng phân heo là 7300 L.Trong khiđó nghiệm thức sử dụng phân heo phốitrộn bèo taitượng là 3650 L.
4.4.2 Kếtquả thành phần khílần lặp lạithứ ba
Hình 4.6 cho thấy,thứ tự của các khíxếp theo thành phần % tuân theo quy luậtnhư thínghiệm trong tháng thứ nhấtvà tháng thứ hai.Trong đó,khíCH4chiếm tỉlệ cao nhất.Trung bình % CH4của nghiệm thức đốichứng (47,5%)cao hơn trung bình % CH4sinh ra ở nghiệm thức sử dụng phân heo phốitrộn bèo taitượng (43%). Bên cạnh đó,trung bình % CO2sinh ra ở hainghiệm thức saikhác không đáng kể. Còn lại là các loại khí khác trong hỗn hợp, chúng chiếm 21% ở nghiệm thức sử dụng phân heo và 25% ở nghiệm thức sử dụng phân heo phốitrộn bèo taitượng.
Từ kết quả trên cho thấy, trung bình % CH4 trong lần lặp lại thứ ba tương đương vớilần thứ haivà thấp hơn lần lặp lạithứ nhất.Trung bình % CO2của ba lần lặp lại khá tương đồng nhau. Các loại khí khác chiếm chưa tới 10% hỗn hợp khí trong lần lặp lạithứ nhất,nhưng sang lần lặp lạithứ haivà thứ ba thìchúng chiếm khoảng 20% hỗn hợp khí. Điều đó làm cho chất lượng khí không đạt như mong muốn.
47.53 43.13 31.5 31.97 20.97 24.90 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
Đốichứng Phân heo và bèo taitượng
Khíkhác CO2 CH4
Hình 4.6 Biểu đồ trung bình thành phần khílần lặp lạithứ ba
4.5 Diễn biến tổng lượng khívà thành phần khíở các nghiệm thức 4.5.1 Tổng lượng khísinh ra của thínghiệm 4.5.1 Tổng lượng khísinh ra của thínghiệm
Hình 4.7 Biểu đồ thể tích biogas sinh ra của hainghiệm thức
Kết quả hình 4.7 cho thấy, trung bình lượng khí sinh ra ở nghiệm thức sử dụng phân heo và nghiệm thức phân heo phốitrộn bèo taitượng lần lượtlà 5764 ± 2082 L và 3102 ± 766 L.Kếtquả xử lý thống kê cho thấy thể tích biogas sinh ra giữa hainghiệm thức không khác biệtở mức ý nghĩa 5%.Thể tích biogas sinh ra cao nhấtcủa nghiệm thức sử dụng phân heo ở lần lặp lạithứ ba,lặp lạithứ haiở nghiệm thức sử dụng phân heo phốitrộn bèo taitượng.Cả hainghiệm thức có sản
5764 3102 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000
Đối chứng Phân heo và bèo tai tượng
Tổ ng lư ợ ng k hí (L ) a a
4.5.2 Thành phần khísinh ra của thínghiệm
Kết quả bảng 4.3 cho thấy, nghiệm thức sử dụng phân heo có hàm lượng CH4 không chênh lệch với nghiệm thức phân heo phối trộn bèo tai tượng. Trung bình % CH4của nghiệm thức đốichứng là 49 ± 3,1% ,đốivớinghiệm thức phân heo phối trộn bèo tai tượng trung bình % CH4 là 46 ± 4,6% và không có sự biến động lớn. Trung bình % CH4 của đề tài phụ hợp với nghiên cứu của Hoàng Kim Giao (2011)là 50–70%.Trung bình % CO2của hainghiệm thức biến động không đáng kể và dao động từ 30–40%,kếtquả này phù hợp vớitỉlệ (%)khíCO2của Lê Hoàng Việt(1998)là 35–45%.Các loạikhíkhác như H2S,NH3,H2,N2,… chiếm tỉ lệ lớn trong hỗn hợp biogas,từ 10–20% thành phần khí.Kếtquả xử lý thống kê cho thấy thành phần khíCH4,CO2và khíkhác sinh ra giữa các nghiệm thức không khác biệtở mức ý nghĩa 5%.
Bảng 4.3 Thành phần (%)các khísinh ra ở hainghiệm thức trong thínghiệm
CHƯƠNG 5
Nghiệm thức CH4 CO2 Khíkhác
Đốichứng 49a± 3,1 34b± 3,4 16c± 6,5
Phân heo và 46a± 4,6 35b± 4,5 19c± 9
bèo taitượng
Ghichú:Trong cùng mộtcột,các số liệu có cùng mẫu tự theo sau thìkhông khác biệtở mức ý nghĩa 5%.
CHƯƠNG 5
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kếtluận
Lượng khí sinh ra ở nghiệm thức phân heo và nghiệm thức phân heo phối trộn bèo taitượng không khác biệtở mức ý nghĩa 5% vớitrung bình lượng khílà 5764 ± 2082 L và 3102 ± 766 L tương ứng.
Khí CH4 sinh ra chiếm tỉ lệ cao nhất so với khí CO2 và các loại khí khác, lượng khíCH4dao động trong khoảng 48–53%,vớigiá trịtrung bình là 49 ± 3,1% ở nghiệm thức sử dụng phân heo;nghiệm thức phân heo phốitrộn vớibèo taitượng dao động trong khoảng 43–51%,vớigiá trịtrung bình là 46 ± 4,6%.Trung bình khí CH4 sinh ra ở nghiệm thức sử dụng phân heo và nghiệm thức phân heo phối trộn bèo taitượng không khác biệtở mức ý nghĩa 5%.
KhíCO2sinh ra ở nghiệm thức sử dụng phân heo và nghiệm thức phân heo phốitrộn bèo taitượng không khác biệtở mức ý nghĩa 5% vớitrung bình lần lượtlà 34 ± 3,4% và 35 ± 4,5%. Biến động khí CO2 giữa hai nghiệm thức trong khoảng 32–40%.
Các khíkhác như H2S,NH3,H2,N2,…sinh ra từ các nghiệm thức dao động trong khoảng 8–25%.
Kết quả sinh khí CH4, CO2 từ túi ủ biogas với vật liệu phân heo và túi ủ biogas vớiphân heo phốitrộn bèo taitượng là không khác biệt.Điều này cho thấy bèo taitượng là vậtliệu địa phương có thể sử dụng để thay thế phân heo khilượng phân heo chưa đáp ứng kịp.
5.2 Kiến nghị
Nghiên cứu cách sử dụng bèo taitượng phốitrộn hoặc không phốitrộn với phân heo,không cần phơihéo và cắtnhỏ để ngườidân dễ áp dụng.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Chongrak Polprasert,1989.Organic Waste Recycling,Jonhn Wiley & Son Ltd. Dương Nguyên Khang,2008.Hiện trạng và xu hướng pháttriển công nghệ biogas ở
ViệtNam.Đạihọc Nông Lâm TP Hồ ChíMinh.
Hoàng Kim Giao, 2011. Công nghệ khí sinh học quy mô hộ gia đình. Dự án “Chương trình khísinh học cho ngành chăn nuôiViệtNam”.
Lâm Minh Triếtvà Lê Hoàng Việt,2009.Visinh vậtnước và nước thải.NXB Xây Dựng.
Lê Hoàng Việt,1998. Biogas vớinông trang.Giáo trình cho sinh viên ngành môi trường.Trường ĐạiHọc Cần Thơ.
Lê Hoàng Việt,2003.Giáo trình xử lý nước thải.Tủ sách ĐạiHọc Cần Thơ.
Lê Trần Thanh Liêm,2010.Sử dụng phân heo và phân heo trộn lục bình sau ủ làm nguyên liệu sinh khísinh học tạiMỹ Khánh – Phong Điền – Cần Thơ,Luận văn tốtnghiệp,Đạihọc Cần Thơ.
Lương Nhã Ca, 2006. Khảo sát diễn biến thành phần hoá học của nước thải chăn nuôiở trường ĐHCT trong môitrường thuỷ canh trồng bèo taitượng (Pistia stratiotes)và bèo taichuột(Salvinia cucullata),Luận văn tốtnghiệp,Đạihọc Cần Thơ.
Ngô Kế Sương và Nguyễn Lân Dũng,1997.Sản xuấtkhíđốt(biogas)bằng kỹ thuật lên men kỵ khí.NXB Nông Nghiệp Thành phố Hồ ChíMinh.
Nguyễn Duy Thiện, 2001. Công trình năng lượng khí sinh học Biogas. NXB Xây Dựng.Hà Nội.
Nguyễn Đức Lượng và Nguyễn Thị Thùy Dương, 2003. Công nghệ sinh học môi trường tập II.NXB ĐạiHọc Quốc Gia TP Hồ ChíMinh.
Nguyễn Lân Dũng,2010.Hỏiđáp về công nghệ khísinh học.NXB Nông Nghiệp, Hà Nội
Nguyễn Quang Khải,2006.Hướng dẫn sử dụng phụ phẩm khísinh học,NXB Nông Nghiệp,Hà Nội.
Trần Hiếu Nhuệ, 1992. Thoát nước và xử lý nước thải công nghiệp tập II, NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật.Hà Nội.
Trương Thanh Cảnh,2010.Kiểm soátô nhiễm môitrường và sử dụng kinh tế chất thảitrong chăn nuôi.NXB Khoa Học & Kỹ Thuật.
Các website tham khảo http://www.agroviet.gov.vn
http://www.cpv.org.vn/cpv/Modules/News/NewsDetail.aspx?co_id=30066&cn_id= 466383
PHỤ LỤC 1
1.1 Kếtquả phân tích ẩm độ của nguyên liệu dùng trong thínghiệm
Ẩm độ
Mẫu Kếtquả 1 Kếtquả 2 Kếtquả 3 Ẩm độ
Phân heo 70,51 70,59 71,85 70,98 Bèo taitượng 89,53 89,54 89,72 89,60 Bèo taitượng sau
ủ (2 ngày) 93,54 93,54 93,54 93,54 1.2 Kếtquả phân tích tro hóa và tổng cacbon
% tro
Mẫu Kết1 quả Kết2 quả Kết3 quả t% ro % C
Phân heo 23,33 23,26 23,66 23,42 42,55 Bèo taitượng 23,03 22,79 22,80 22,87 42,85 Bèo taitượng sau ủ (2 ngày) 26,57 26,65 25,97 26,4 40,89 1.3 Kếtquả phân tích tổng đạm và tỉlệ C/N
% N (phương pháp sử H2O2)
Mẫu V1 ml V2 ml V3 ml Vtb % N % C C/N
Phân heo 12,30 12,30 12,35 12,32 2,80 42,55 15,17 Bèo taitượng 8,00 8,10 8,15 8,08 1,82 42,85 23,59 Bèo taitượng sau ủ 9,85 9,85 9,85 9,85 2,3 40,89 17,79
1.4 Diễn biến nhiệtđộ trong lần lặp lạithứ nhất STT Ngày 7h 10h 12h 1 20/12/2011 21 26,5 29 2 21/12/2011 21 27 28,5 3 22/12/2011 21,5 27 29 4 23/12/2011 20 25 28,5 5 24/12/2011 21,5 29 30,5 6 25/12/2011 22 27,5 30,5 7 26/12/2011 21,5 26,5 29,5 8 27/12/2011 22 29 30,5 9 28/12/2011 23 29,5 31 10 29/12/2011 22,5 29 30,5 11 30/12/2011 23 29,5 31 12 31/12/2011 21,5 27,5 30,5