hơn so với lượng CH4 sinh ra ở nghiệm thức phân heo phối trộn bèo tai tượng (51%).Trung bình % CO2sinh ra ở nghiệm thức sử dụng phân heo là 38% thấp hơn hàm lượng CO2sinh ra ở nghiệm thức phân heo phốitrộn bèo taitượng (40%).Khí khác trong nghiệm thức sử dụng phân heo là 8,9% không khác biệt nghiệm thức phân heo phốitrộn bèo taitượng (8,3%).Kếtquả nghiên cứu của đề tàiphù hợp với nghiên cứu của Lê Trần Thanh Liêm (2010)vớitỉlệ (%)CH4và CO2của phân heo dao động trong khoảng 54–63% và 32–39% tương ứng.
Từ kết quả trên cho thấy, sau 30 ngày nạp nguyên liệu, sản phẩm khí thu được ở nghiệm thức phân heo phốitrộn bèo taitượng tương đương sản phẩm khí thu được ở nghiệm thức sử dụng phân heo.Giá trịtrung bình thành phần khíCH4là 51-53% và của CO2từ 38–40% đều nằm trong ngưỡng đề nghịcủa thành phần khí biogas (Lâm Minh Triếtvà Lê Hoàng Việt,2009).
4.3 Diễn biến tổng lượng khívà thành phần khítrong lần lặp lạithứ hai 4.3.1 Tổng lượng khísinh ra trong lần lặp lạithứ hai
Thờigian đầu của thínghiệm,trong túiủ còn tồn tạimộtlượng oxy hòa tan nhấtđịnh nên có sự pháttriển của vikhuẩn yếm khí,vikhuẩn hiếu khívà vikhuẩn yếm khíkhông bắtbuộc.
Sau đó là sự pháttriển rấtmạnh của các vikhuẩn thủy phân các chấthữu cơ và các vikhuẩn tạo acid.Đây là giaiđoạn phân giảicác chấthữu cơ và chấthữu cơ chứa polymer hữu cơ cao phân tử như protein, cacbohydrate, chất béo, lignin,… Phần lớn trong số các polymer cao phân tử này được phân hủy bởi các enzyme ngoạibào của vikhuẩn tạo thành những chấtcó phân tử lượng nhỏ hơn và có khả năng tan trong nước. Sản phẩm của giai đoạn này là các chất hữu cơ có phân tử lượng nhỏ tan được, là nguyên liệu cho các vi khuẩn sinh acid hấp thụ. Các sản phẩm của giaiđoạn này sẽ được chuyển đổithành CH4và các sản phẩm khác bởi nhóm vikhuẩn methane.
Lượng khísinh ra ở hainghiệm thức từ ngày đầu tiên đến ngày 16 sau nạp tăng mạnh hơn so với 16 ngày đầu tiên của thí nghiệm trong lần lặp lại thứ nhất. Nghiệm thức sử dụng phân heo,lượng khísinh ra sau 16 ngày nạp ghinhận được 1270 L cao hơn lần lặp lạithứ nhất2,4 lần.Đốivớinghiệm thức phân heo phốitrộn bèo taitượng,lượng khísau 16 ngày nạp trong lần lặp lạithứ nhấtlà 560 Lthấp hơn
0.00 200.00 400.00 600.00 800.00 1000.00 1200.00 1400.00 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
1,5 lần so với lần lặp lại thứ hai (840 L). Mặc dù đây là giai đoạn đầu của thí nghiệm nhưng đã có sự khác biệtvề lượng khíghinhận được giữa hailần lặp lại. Trong lần lặp lạithứ nhất,16 ngày đầu sau nạp nhiệtđộ tương đốithấp.Ban đêm và buổi sáng trời lạnh, nhiệt độ thấp nhất ghi nhận được là 200C. Nhiệt độ cao nhất trong ngày ghinhận được là 310C vào buổitrưa.Nhiệtđộ thấp chiếm phần lớn thời gian trong ngày nên ảnh hưởng đến sự hoạt động của vi sinh vật trong túi ủ, kéo theo lượng khítrong giaiđoạn này của lần lặp lạithứ nhấtthấp hơn lần lặp lạithứ hai(Phụ lục 1).
Hình 4.3:Biểu đồ thể tích biogas hàng ngày trong lần lặp lạithứ hai
Kếtquả hình 4.3 cho thấy,lượng khísinh ra dao động trong khoảng 270–507 L và 146–257 L với giá trị trung bình là 375 L và 201 L ở nghiệm thức sử dụng phân heo và nghiệm thức phân heo phốitrộn bèo taitượng tương ứng.Nghiệm thức sử dụng phân heo có sự biến động không ổn định về thể tích biogas so vớinghiệm thức sử dụng phân heo phốitrộn bèo taitượng.
Tạinghiệm thức phân heo phốitrộn bèo taitượng,thể tích biogas ghinhận hàng ngày tăng từ ngày 17 đến ngày 28 sau nạp.Lượng khícao nhấtđo được vào ngày thứ 28 là 257 L sau đó lượng khíbắtđầu giảm xuống.Đốivớinghiệm thức sử dụng phân heo,lượng khísinh ra hàng ngày tăng từ ngày 17 đến 24 sau nạp,ngày 25 sau nạp thìlượng khíghinhận được lạigiảm mạnh (300 L),những ngày sau đó
47.68 43.83 33.05 33.30 19.27 22.87 0% 20% 40% 60% 80% 100%
Đốichứng Phân heo và bèo taitượng
Khíkhác CO2 CH4
Nhiệtđộ thờigian này tương đốiổn định,không có sự thay đổilớn nhiệtđộ trong ngày nên lượng khísinh ra hàng ngày đều có khuynh hướng tăng dần và ngày càng ổn định (Phụ lục 1).
Sau 30 ngày thí nghiệm, tổng thể tích khí sinh ra ở nghiệm thức sử dụng phân heo là 6500 L và ở nghiệm thức phân heo phốitrộn bèo taitượng là 3700 L.
4.3.2 Kếtquả thành phần khílần lặp lạithứ hai
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