5. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
3.3 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của xử lý nguyên liệu đầu vào đến hiệu quả
3.3.1 Thủy phân bèo tây không bổ sung vi sinh
3.3.1.1 Kết quả lượng khí CH4 sinh ra
Dựa vào hình 3.21 cho thấy:
Tổng lượng khí CH4 sinh ra tăng khi tiến hành thủy phân bèo tây trong 05 ngày và 10 ngày trước khi phối trộn đưa vào bể phản ứng:
− Ở nghiệm thức không thủy phân bèo tây (D1-AT) thì tổng lượng khí thu được là 394 LCH4/KgVSS; trong khi đó ở nghiệm thức mà bèo tây trước khi phối trộn thủy phân trong 05 ngày và 10 ngày đều tăng lên có giá trị lần lượt là 441 LCH4/KgVSS; 411 LCH4/KgVSS. Nhưng nhìn chung, lượng khí CH4 tăng lên khơng nhiều khi thủy phân ngun liệu đầu vào.
− Ở nghiệm thức bèo tây thủy phân 10 ngày (D1-H-10D-A) thu được lượng khí CH4 thấp hơn nghiệm thức bèo tây thủy phân 05 ngày (D1-H-05D-A). Nguyên nhân: Khi thủy phân bèo tây trong 10 ngày thì một phần chất hữu cơ dễ phân hủy đã
76
được chuyển hóa thành khí và bay lên. Vì vậy, thời gian thủy phân 05 ngày là thích hợp hơn cho phương pháp xử lý nguyên liệu đầu vào.
X Data 0 5 10 15 20 25 30 35 LCH 4 /K g V Ss 0 10 20 30 40 50 ∑ L C H4 /K g V Ss 0 100 200 300 400 500 D1-AT (Hằng ngày) D1-H-05D-A (Hằng ngày) D1-H-10D-A (Hằng ngày) D1-AT (Tích lũy) D1-H-05D-A (Tích lũy) D1-H-10D-A (Tích lũy) Nhiệt độ Trung bình nhiệt độ
Hình 3.21 Biểu đồ lượng khí CH4 sinh ra hằng ngày và tổng tích lũy
Khi tiến hành thủy phân bèo tây thì thời gian sinh khí hiệu quả diễn ra sớm thời gian ngắn và có lượng khí lớn:
Đối với nghiệm thức D1-AT, khi khơng xử lý ngun liệu đầu vào thì khoảng thời gian khí sinh nhiều diễn ra chậm và kéo dài từ ngày thứ 2 đến ngày thứ 13; lượng khí trung bình hằng ngày là 28 LCH4/KgVSS.ngày.
Đối với nghiệm thức (D1-H-05D-A) thì khoảng thời gian này diễn ra sớm hơn so với nghiệm thức không thủy phân bèo tây (D1-AT): Ngày đầu tiên đã sinh ra lượng khí lớn là 33 LCH4/KgVSS.ngày và kéo dài đến ngày thứ 11 (29 LCH4/KgVSS.ngày); trung bình khí hằng ngày trong giai đoạn này cũng thu được lớn hơn là 41 LCH4/KgVSS.ngày.
Kết quả ở nghiệm thức thủy phân bèo tây 10 ngày cũng tương tự: Thời gian mà lượng khí CH4 sinh ra nhiều cũng diễn ra từ ngày đầu đến ngày thứ 12; và đỉnh khí xảy ra sớm hơn vào ngày thứ 6 đạt lượng khí trung bình hằng ngày cao là 39 LCH4/KgVSS.ngày.
77
Như vậy, khi thủy phân bèo tây trong môi trường nước trước khi phối trộn và ủ kỵ khí sẽ cho lượng khí nhiều hơn và thời gian phản ứng được rút ngắn.
So sánh với những nghiên cứu trước cho thấy: Hiệu quả sinh khí khi sử dụng cơ chất bèo tây ở nghiên cứu này có kết quả tương đương với nghiên cứu của D.P Chynoweth et al. (1982) [42] với hiệu quả sinh khí của bùn sơ cấp trong xử lý nước thải với bèo tây có giá trị 0,19 -0,52 LCH4/KgVSS và nghiên cứu của tác giả A.K Kiraisi và M.Mtila (1998) khi phối trộn giữa bèo tây và phân bị thu hiệu quả sinh khí lớn hơn là 0,44 L/gVSS [43]. Nhưng ở nghiên cứu của Sugumaran Pachaiyappan et al. (2014) cũng tiến hành trên vật liệu bèo tây và phân bò diễn ra ở nhiệt độ 35oC trong thời gian 30 ngày lại thu được hiệu quả sinh khí thấp hơn là 200 – 300 Lbiogas/KgVSS và 140 – 200 LCH4/KgVSS [23].
3.3.1.2 Kết quả giá trị hàm lượng chất hữu cơ bay hơi (VS)
Dựa vào hình 3.22 cho thấy:
Hai nghiệm thức D1-H-05D-A và D1-H-10D-A có hệ số phân hủy nội bào và hiệu suất loại bỏ hàm lượng chất hữu cơ bay lớn hơn so với nghiệm thức D1-AT. Nguyên nhân: Khi thủy phân bèo tây trước khi phối trộn thì hỗn hợp phản ứng sẽ dễ phân hủy hơn bởi nguồn vi sinh vật trong bể ủ. Vì vậy, khi tăng thời gian thủy phân thì hàm lượng chất hữu cơ bay hơi tiếp tục giảm.
78 8,0
D1-AT D1-H-05D-A D1-H-10D-A
% -20 -10 0 10 20 30 40 50 Đầu vào
Đầu ra Hiệu suất Hệ số phân hủy nội bào
38,3 4,9 -1,0 -1,1 -0,8 -2,7 7,4 4,2 43,2 9,3 4,5 51,4
Hình 3.22 Biểu đồ hiệu suất loại bỏ VS và hệ số phân hủy nội bào
3.3.1.3 Tổng vi sinh vật kỵ khí
Mật độ vi sinh vật kỵ khí ở các nghiệm thức tương đối cao. Trong đó, nghiệm thức mà nguồn nguyên liệu đầu vào không được xử lý D1-AT có giá trị lớn nhất là 514.106 CFU/mL. Hai nghiệm thức có thủy phân bèo tây trong 05 ngày (D1-H- 05D-A) và 10 ngày (D1-H-10D-A) có giá trị tổng vi sinh vật kỵ khí tương đương nhau là 396.105 CFU/mL và 378.105 CFU/mL.
D1-AT D1-H-05D-A D1-H-10D-A
10 6 CF U /m L 0 100 200 300 400 500 600 514 39,6 37,8 Hình 3.23 Biểu đồ tổng vi sinh vật kỵ khí
79