Mẫu nước:
Tấtcả các chailọ dùng để thu và trữ mẫu cần phảirửa thậtsạch bằng nước xà phòng,ngâm trong axit,sau đó rửa kỹ bằng nước sạch,tráng bằng nước cất. Trước khilấy mẫu phảitráng ítnhất mộtlần bằng chính nước lấy mẫu rồi mới tiến hành thu mẫu.
Chỉ tiêu pH được tiến hành đo tại hiện trường bằng máy. Nhiệt độ cũng được đo tạihiện trường bằng nhiệtkế rượu.
Các chỉtiêu NH4+,NO3-,PO43-,TN,TP được thu bằng chainhựa 1 lít.Thu mẫu bằng cách cầm chainhựa nhúng sâu vào nước thảiđể cho nước chảy từ từ vào và tránh bọtkhí,sau đó đậy nắp chailại.
Mẫu đất:
Xác định diện tích đấtcần trồng rau cảixanh,tiến hành thu đấttầng mặt (0-20cm)ở những vịtríkhác nhau,nhặtsạch rác hữu cơ,trộn đều và thu một mẫu đạidiện để khô tự nhiên trong điều kiện phòng thínghiệm dùng cho phân tích.
3.6 Phương pháp bố tríthínghiệm
Nghiên cứu được thực hiện với4 thínghiệm:
Thínghiệm 1:Khảo sátnồng độ NO3-tạo ra trong nước thảibiogas theo thờigian.
Cách bố trí thí nghiệm:
Lần 1:trữ tự nhiên
Đào hố đất dài 1m, rộng 0,7m, sâu 0,5m. Nước thải sau khi dội chuồng sẽ được cho vào hố được lót và che chắn bằng nylon. Nước thải được thu mẫu phân tích nồng độ NO3-ngay khi thu gom xong và sau đó thu theo chu kỳ 2 ngày/lần.
Lần 2:trữ sục khí
Nước thải sau khi dội chuồng sẽ được thu vào xô nhựa lớn (144 lít) khoảng 120 lítnước thải,sau đó sử dụng máy sục khíliên tục duy trìmôitrường hiếu khíđể visinh vậtnitrathóa có thể hoạtđộng tốt.Chu kỳ thu mẫu 2 ngày/lần.
Hình 3.1 Sơ đồ vịtríthu mẫu
Lần 3:trữ sục khívớibùn hoạttính
Nước thảisau khidộichuồng sẽ được thu vào thùng nhựa (144 lít)khoảng 120 lítnước thải,cho vào 10 lítbùn hoạttính,sục khíliên tục duy trìmôitrường hiếu khí. Nước thải sẽ được thu về phân tích nồng độ NO3- ngay khi được thu gom xong và sau đó thu theo chu kỳ vào các ngày 2,4,6,8,10 sau khitrữ.
Sau phân tích chọn ra thời gian T (ngày) trữ nước thích hợp cho thí nghiệm hấp phụ tiếp theo.
Thí nghiệm 2: Thí nghiệm thăm dò xác định thể tích nước thải để than tràm đạthiệu quả hấp phụ đạm,lân tốtnhất.
Thínghiệm được bố trítheo thể thức ngẫu nhiên,3 lần lặp lại,gồm 4 nghiệm thức:
Nghiệm thức 1: 300g than tràm + 3 lítnước thải.
Nghiệm thức 2: 300g than tràm + 6 litnước thải.
Nghiệm thức 3: 300g than tràm + 9 lítnước thải.
Nghiệm thức 4: 300g than tràm + 12 lítnước thải.
Chuẩn bịvậtliệu: -Than tràm sau khi nung được nghiền bằng máy Phòng TN
Máy & TB Chế Biến Lương Thực-Thực Phẩm-Bộ môn KĩThuậtCơ Khí,khoa Công Nghệ,trường ĐạiHọc Cần Thơ vớikích cỡ < 2 mm.Lượng than sử dụng trong các thínghiệm cố định là 300g được bọc bằng vảisợikhông thấm.
Hình 3.3 Trữ sục khí(trái)và trữ sục khívớibùn hoạttính (phải)
-Nước thải:nước thảisau 2 ngày sục khívớibùn hoạttính sẽ được dùng bố tríthínghiệm.
Cách bố trí:thínghiệm được bố trítrong các chậu sành.Nước thải biogas sau 2 ngày sục khívớibùn hoạttính sẽ được cho vào bọc nylon đặttrong mỗichậu vớicác thể tích 3 lít,6 lít,9lítvà 12 lítnước thảibiogas.Sử dụng 300g than đã được chuẩn bịsẵn cho vào trong mỗichậu.Thínghiệm xác định thể tích nước thảiđể than tràm hấp phụ đạm,lân tốtnhấtđược thực hiện trong thờigian 15 phút.Kếtthúc thínghiệm,nước thảibiogas được phân tích hàm lượng đạm, lân trước và sau hấp phụ từ đó xác định hiệu suấtcao nhấtcủa than đốivớitừng thể tích nước thải.
Thínghiệm 3:Thínghiệm ngoàithực tế khảo sátkhả năng hấp phụ của 72kg than tràm kích cỡ < 2 mm.
Thínghiệm thăm dò:
Theo Huỳnh ThịMỹ Duyên (2010)và Trần Bích Lũy (2010),thìhiệu suất hấp phụ của than tràm đốivớiNO3-có thể lên đến 90%.Nhưng qua thínghiệm 2 thìthan tràm hấp phụ NO3-ở nồng độ cao rấtthấp vìvậy trước khithínghiệm này được thực hiện, tiến hành thí nghiệm thăm dò khả năng hấp phụ của than tràm vớiNH4+trong nước thảibiogas không phảiqua sục khítăng nồng độ nitrat theo thờigian.
Thínghiệm được bố tríngẫu nhiên với2 nghiệm thức 3 lần lặp lại. -Cách bố trí:thínghiệm được thực hiện trong keo nhựa 5 lít.
Nghiệm thức 1:50g than tràm + 0,5 lítnước thải. Nghiệm thức 2:100g than tràm + 1 lítnước thải.
Nước thảiđầu vào và sau khicho hấp phụ được 1 giờ,2 giờ,6 giờ,20 giờ sẽ được tiến hành phân tích nồng độ NH4+.
Thínghiệm ngoàithực tế khảo sátkhả năng hấp phụ của 72 kg vật liệu than tràm kích cỡ < 2 mm với1440 lítnước thảibiogas.
Từ kếtquả của thínghiệm 2 chọn được thể tích 6 lítnước thảibiogas có lượng đạm,lân được 300g than tràm hấp phụ cao nhất.Do đó với72kg than tràm cần dùng 1440 lítnước thảibiogas cho thínghiệm.
-Chuẩn bịvậtliệu:than được bố tríthínghiệm có kích cỡ < 2 mm.Nước thảisau túiủ biogas được tiến hành làm thínghiệm.
-Cách bố trí:
Hình 3.5 Sơ đồ bố tríthínghiệm
Dùng túi nylon thu gom hết nước thải đầu ra của biogas sau khi dội chuồng 4 lần,lường 1440 lítqua mộttúikhác,cho vào 72 kg than được cân trước vào bằng cách dùng thùng trộn đều than vớinước thảikhithan thấm nước hoàn toàn thìcho vào túi.Thínghiệm được thực hiện trong thờigian 15 giờ (từ 16 giờ 30 – 7 giờ 30 ngày hôm sau).Kếtthúc thínghiệm,nước thảibiogas được phân tích hàm lượng đạm,lân trước và sau hấp phụ từ đó xác định hiệu suấthấp phụ của than đốivớinước thải.
Thínghiệm 4:Khảo sátsự tăng trưởng,sinh khốicủa rau cảixanh được trồng vớithan tràm sau khihấp phụ.
Thínghiệm được bố tríngẫu nhiên với5 nghiệm thức 3 lần lập lại: Nghiệm thức 1:đốichứng không bón phân (DC).
Nghiệm thức 2:bón phân vô cơ theo khuyến cáo (VC).
Nghiệm thức 3: sử dụng than sau hấp phụ với lượng đạm < 50% lượng đạm của nghiệm thức 2 (< 50%VC).
Nghiệm thức 4:sử dụng than sau hấp phụ vớilượng đạm = lượng đạm của nghiệm thức 2 (=VC).
Nghiệm thức 5: sử dụng than sau hấp phụ với lượng đạm >50% lượng đạm của nghiệm thức 2 (> 50%VC).
Chuồng heo Túibiogas
Ao
Túichứa nước thải
Than + nước
Tổng diện tích đấtthínghiệm 12 m gồm 15 ô mỗiô 0.8 m.
Đấtthínghiệm:sử dụng đấttạivườn chủ hộ nơinghiên cứu,chuẩn bịđấtkỹ tơixốp,nhặtsạch cỏ dại,phơikhô khoảng mộttuần và đảo lớp đấtmặt xuống dướiđể thoáng khícho rau sinh trưởng tốtđồng thờihạn chế các sâu bệnh cư trú trong đất.
Hình 3.6 Sơ đồ bố tríthínghiệm
Chuẩn bịvậtliệu thínghiệm
Than dùng bố trí thí nghiệm: quá trình hấp phụ kết thúc, lượng than này được sử dụng phốitrộn vớiđấtđể thử nghiệm trên rau cảixanh.Tổng khối lượng than cần dùng 41,58 kg, ẩm độ của than sau quá trình hấp phụ 50,30%,khốilượng than thực tế được sử dụng là 62,49 kg.
Bảng 3.1 Lượng than sau hấp phụ cần dùng
Sử dụng hạtgiống nhập khẩu từ TháiLan do công ty TNHH TM ĐạiĐịa,tp Hồ ChíMinh phân phối.Khốilượng hạtsử dụng là 1g/0,8m2.Để hạt gieo được đều,trộn 1g hạtgiống với100g cátđể gieo.Giữ ẩm cho hạtnảy mầm tốt,sau khigieo dùng 2 lớp lướiphủ trực tiếp trên lếp.Sau khihạtđã nảy mầm dùng 1 lớp lướinày che phía trên chiều cao khoảng 1m nhằm hạtchế trôihạt,tổn thương lá khimưa to.
Stt Nghiệm thức Than lý thuyết (kg/0,8 m2) Than thực tế (kg/0,8 m2) 1 < 50%VC 2,31 3,47 2 = VC 4,62 6,94 3 > 50%VC 6,93 10,42 =VC VC >50 VC =VC <50 DC DC <50 VC >50 VC >50 <50 DC =VC
Phân vô cơ:sử dụng phân Urea (CO(NH2)2)và NPK 16-16-8.Bón phân dựa theo sự sinh trưởng của cây,chia làm 4 lần tướivào các ngày:10,15, 20,25 ngày sau khigieo.
Bảng 3.2 Lịch bón phân vô cơ
Lượng phân bón (g/0,8m2) Ngày sau khigieo (NSKG) Cách bón Urea 16-16-8 10 Tưới 0,80 1,60 15 Tưới 1,60 2,40 20 Tưới 1,60 2,40 25 Tưới 1,60 Tổng 4,00 8,00 Trộn than
Tướinước:Mỗingày tưới2 lần vào buổisáng từ 8 -10h và chiều từ 14 -16h.Ngày đầu tưới8 lítnước sông cho 0.8m2nhằm tạo ẩm độ cho đất.Từ ngày thứ 2 cố định 2 lít/0,8m2.Đốivớinghiệm thức than tràm đã hấp phụ dinh dưỡng trong nước thảibiogas chỉsử dụng nước sông để tưới2 lần/ngày và không bón thêm phân.
+ Chỉtiêu cần theo dõivà ghinhận:
Sự sinh trưởng của cảicảixanh:chiều cao cây.
Trọng lượng tươivà sinh khốikhô của cảilúc thu hoạch + Phương pháp xác định năng suấtvà sinh khối:
-Năng suấtcảithu hoạch ở mỗinghiệm thức:sau khiđo đạc chính xác sự tăng trưởng,tiến hành loạibỏ đấtbằng vòinước nhẹ,để ráo nước.Kế đến,cân tương đốitrọng lượng cảitươitạihiện trường và cân chính xác trọng lượng cải tươivớiđộ chính xác 0,05g ở phòng thínghiệm.Đây là phần năng suấtcảithu được trên mỗithínghiệm.
-Sinh khốicải:sau khicân trọng lượng tươisau đó cho phần cảinày vào các túigiấy dầu và sấy ở nhiệtđộ 105oC trong vòng 12 giờ đầu tiên,sau đó cần làm nguộitrong bình hútẩm và cân lạitrọng lượng cảisau khisấy.Kếtquả lần đo cuối cùng được ghi nhận sau khi trọng lượng cải có giá trị không thay đổi. Tùy thuộc vào lượng nước được trữ trong cây mà thờigian sấy khô biến động từ 12 – 36 giờ.
3.7 Phương pháp xử lý số liệu
Sau khi kết thúc thí nghiệm thì các số liệu được xử lý bằng phần mềm MicrosoftExcelvà phân tích thống kê ANOVA vớiphần mềm SPSS 19,0.
CHƯƠNG 4
KẾT QUẢ THẢO LUẬN
4.1Thí nghiệm 1: Khảo sát nồng độ NO3- tạo ra trong nước thải biogas theo thờigian.
Lần 1:Trữ tự nhiên:
Qua đồ thịhình 4.1 ta thấy nồng độ NO3-trong nước thảibiogas là rấtthấp 1.9 mg/l.Theo thờigian thìnồng độ này hầu như không tăng.Nguyên nhân có thể do nước thảitrong túiủ biogas là môitrường yếm khíkhông thích hợp cho sự pháttriển của visinh vậtnitrathóa (visinh vậthiếu khí)để có thể chuyển hóa NH4+thành NO3-.
Hình 4.1 Nồng độ NO3-theo thờigian
Lần 2:Trữ sục khí:
Trong thí nghiệm này áp dụng biện pháp sục khí nhằm tạo môi trường hiếu khíđể visinh vậtnitrathóa pháttriển tuy nhiên sau 4 ngày theo dõithìnồng độ NO3-vẫn không tăng mà còn có khuynh hướng giảm.Từ đây cho thấy trong nước thảitồn tạirấtíthoặc không có visinh vâtnitrathóa.Nguyên nhân có thể vì chủ hộ có sử dụng hóa chấtlà dầu lủa đỏ và dầu cảiđể xử lý ruồitrực tiếp trên heo trong chuồng.
1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 0 2 4 6 Ngày m g/ l
Hình 4.2 Nồng độ NO3-theo thờigian
Lần 3:Trữ sục khívớibùn hoạttính:Sục khívà bổ sung bùn hoạt tính nhằm tăng mậtđộ visinh vậtnitrathóa trong nước thảithúc đẩy quá trình chuyển từ NH4+sang NO3-.Sau 10 ngày theo dõithìnồng độ NO3-tăng rấtnhanh và nhanh nhấtlà trong 2 ngày đầu từ 28,45mg/llên 190,63mg/l.Từ ngày thứ 2 đến ngày thứ 4 NO3-chỉtăng được khoảng 20mg/lnguyên nhân có thể là do sự cố cúp điện máy sục khí ngưng hoạt động khiến môi trường trở thành yếm khí không thích hợp cho visinh vậtnitrathóa (visinh vậthiếu khí)hoạtđộng.Giá trị NO3- đạt cao nhất ở ngày thứ 8 là 278mg/l và từ ngày thứ 10 bắt đầu có chiều