L ỜI CAM Đ OAN
1.2.2.4. Công nghệ PHYK riêng CTR-HC đô thị và có sự kết hợp với chất thả
- Xử lý kết hợp là quá trình trộn CTR-HC đô thị với phân gia súc hoặc với bùn hay bùn thải. Điều này cải thiện tỷ lệ C/N, bổ sung nguồn VSV ban đầu cho quá trình phân hủy, đồng thời tăng khả năng tự điều chỉnh pH của hỗn hợp phản ứng về điều kiện tối ưu đồng thời tăng sản lượng khí biogas.
- Chỉ phân hủy rác đô thị: thành phần nguyên liệu ban đầu chỉ có thành phần hữu cơ của rác đô thịđược tạo huyền phù với chất lỏng. Không thêm nguyên liệu khác vào.
Trong thực tế thì quá trình thu gom chất thải hữu cơ đô thị thường được lấy ở
các nguồn như chợ, căng tin, nhà hàng…. Dinh dưỡng, vi sinh vật và hàm ẩm của CTRHC đô thị cũng đủ cho quá trình phần hủy kỵ khí. Do đó, CTR-HC đô thị có thể
phân hủy kỵ khí một mình mà không cần xử lý kết hợp. Nhưng nếu tiến hành PHYK chỉ với CTR-HC đô thị sẽ diễn ra khá khó khăn do quá trình này dễ bị ức chế như sự
thiếu hụt lượng VSV cần thiết ban đầu hay dễ dàng bị quá tải hữu cơ. Chính vì điều đó mà phân hủy chất thải hữu cơ đô thị bằng phương pháp phân hủy yếm khí theo mẻ ở
nồng độ pha rắn cao chưa được áp dụng ở Việt Nam và cho đến hiện nay cũng chưa có nghiên cứu nào về phương pháp xử lý này được công bố chính thức.
Theo kết quả của một nghiên cứu về ảnh hưởng của bùn bể phốt nhưng thực hiện PHYK ở các ô chôn lấp chất thải sinh hoạt nhằm thu khí biogas thì ở ô không bổ
sung bùn bể phốt thì quá trình khởi động kéo dài khoảng 370 ngày nhưng khi bổ sung bùn bể phốt thì thời gian này rút ngắn còn 220 ngày [V.Valencia (2009)]. Một nghiên cứu khác ở quy mô Pilot khi phân hủy 120 kg chất thải hữu cơ đô thị cho thấy ở hệ
thống phân hủy yếm khí không bổ sung thêm chất thải khác thì thành phần khí mêtan tăng dần từ 27% tới 50% sau 13 ngày, sau đó tiếp tục tăng và đạt giá trị ổn định ở 60- 70%; còn ở hệ thống có bổ sung bùn bể phốt thì thành phần khí mêtan tăng dần từ 27% tới 50% chỉ sau 7 ngày, sau đó tiếp tục tăng và đạt giá trịổn định ở 60-70%.
23
Điều này cho thấy ảnh hưởng tích cực của việc bổ sung thêm chất thải khác vào việc xử lý chất thải hữu cơđô thị.
24
Chương II
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Phương pháp ủ yếm khí khô (nồng độ chất rắn cao) với chất rắn hữu cơ đô thị là phương pháp xử lý sinh học trong điều kiện yếm khí, sử dụng ít nước có thể có hiệu quả thu khí biogas cao và hiệu quảổn định chất thải cao.
Tuy nhiên, việc tiến hành phân hủy yếm khí chất thải hữu cơ đô thị có thể khó khăn do quá trình này dễ bị ức chế, thời gian khởi động được quá trình sinh khí kéo dài. Lý do bị ức chế có thể do: tải lượng hữu cơ cao - trong giai đoạn lên men sẽ sinh ra nhiều axít hữu cơ làm giảm pH môi trường, điều kiện pH thấp sự phát triển của vi khuẩn Metan hóa sẽ bị ức chế, làm gián đoạn quá trình sinh khí Metan, hoặc do lượng vi sinh vật ban đầu bổ sung không đủ, hoặc các điều kiện khác chưa tối ưu (như hàm lượng Cácbon, Nitơ…).
Vì vậy, nghiên cứu được tiến hành nhằm tìm tỷ lệ trộn thích hợp giữa CTR-HC
đô thị (W) với CTR – HC đô thị đã qua PHYK (I), đồng thời làm với các hỗn hợp có và không có thêm bùn bể phốt nhằm xem xét ảnh hưởng của bùn bể phốt tới thời gian khởi động, năng suất sinh khí, hiệu quả khử VS của quá trình phân hủy yếm khí (PHYK)
* Mục đích thí nghiệm: Nghiên cứu tiến hành với 2 đợt thí nghiệm:
- Đợt thí nghiệm 1 nhằm:
(1) Xác định tỷ lệ trộn thích hợp giữa chất thải rắn hữu cơ đô thị (W) và chất thải rắn hữu cơ đô thị đã qua phân hủy yêm khí (I) (trong I có chứa các VSV yếm khí đã thích nghi với cơ chất nạp vào là chất thải thải hữu cơ).
(2) Xem xét ảnh hưởng của bùn bể phốt (S) tới thời gian khởi động của quá trình PHYK đối với các hỗn hợp được thực hiện ở mục đích (1)
25
Thí nghiệm đợt 1 tiến hành với các tỷ lệ W1:I1 = (1:1); (1:2); (1:3); (1:4). Đồng thời thêm S1=1/2W1 vào các tỷ lệ trên để xem xét ảnh hưởng của bùn bể phốt, nên có thêm các tỷ lệ W1:I1:S1 = (1:1:1/2); (1:2:1/2); (1:3:1/2); (1:4:1/2)
- Đợt thí nghiệm 2:
(1) Mẻ thí nghiệm 2 được tiến hành dựa trên kết quả mẻ thí nghiệm 1 nhằm: Xem xét
ảnh hưởng của các tỷ lệ bùn bể phốt khác nhau tới thời gian khởi động quá trình PHYK
ở các mẫu có tỷ lệ trộn giữa CTR-HC đô thị và chất thải đã qua PHYK bịức chế
Thí nghiệm này tiến hành với các mẫu kết hợp giữa CTR-HC đô thị và chất thải
đã qua PHYK ở các tỷ lệ gây ức chế là (1:1/2) và (1:1). Sau đó thêm lần lượt từng tỷ lệ
bùn bể phốt khác nhau là ¼; ½; và 1 so với tỷ lệ CTR-HC đô thị vào để đánh giá. Nên có các hỗn hợp: W2:I2=(1:1); W2:I2:S2=(1:1:1/4); (1:1:1/2); (1:1:1); và W2:I2 = (1:1/2); W2:I2:S2=(1:1/2:1/2); (1:1/2:1)
Bảng 2.1. Ký hiệu
Ký hiệu Ghi chú
W1 CTR-HC đô thị dùng cho thí nghiệm Đợt 1
I1 CTR-HC đô thịđã qua PHYK (làm giống VSV cho thí nghiệm đợt 1) S1 Bùn bể phốt dùng cho thí nghiệm Đợt 1
W2 CTR-HC đô thị dùng cho thí nghiệm Đợt 2
I2 CTR-HC đô thịđã qua PHYK (làm giống VSV cho thí nghiệm đợt 2) S2 Bùn bể phốt dùng cho thí nghiêm Đợt 2
26
Bảng 2.2. Các tỷ lệ tiến hành trong 2 Đợt thí nghiệm
Ghi chú: * - hỗn hợp được làm lặp hai
Thí nghiệm của cả hai đợt được làm việc trên hệ thống phân hủy yếm khí ở quy mô phòng thí nghiệm. Hệ thống phân hủy yếm khí bao gồm các thiết bị chính: các bình phản ứng thể tích 500ml được đặt trong bồn nước nóng liên tục được duy trì và kiểm soát nhiệt độ ở 370C, bình hấp thụ thể tích 100ml, thiết bị đo khí, và bộđiều khiển dữ
liệu. Khí sinh ra được dẫn qua bình hấp thụ CO2, còn khí CH4 không được hấp thụ được dẫn qua thiết bị đo khí và được ghi lại nhờ bộ điều khiển dữ liệu. Hệ thống này gồm 15 đơn nguyên hoạt động song song.
Việc theo dõi quá trình phân hủy yếm khí đối với các bình phản ứng tiến hành thí nghiệm được thực hiện thông qua phân tích: Đặc tính nguyên liệu đầu vào (TS, VS, TOC, TKN), hỗn hợp mẫu đầu ra (TS, VS, TVFA, pH, NH4+), năng suất sinh khí Metan (L/gVS), và hiệu quả khử chất hữu cơ (ηVS)
27