IV. Tổng quan về tình hình sử dụng và ưu điểm biogas
2. Phương pháp xác định COD
Phương pháp phổ biến nhất để xác định COD đó là phương pháp bicromat và cơ chế của nó theo phản ứng:
Các chất hửu cơ + Cr2O7 2- + H+ → CO2 + H2O + 2Cr3+
Lượng Cr2O7 2- dư được chuẩn độ bằng ndung dịch Fe(NH4)2(SO4)2 và sử dụng dung dịch Ferroin là chất chỉ thị. Điểm kết thúc chuẩn độ là điểm khi dung dịch chuyển từ màu xanh lam sang màu nâu đỏ nhạt theo phản ứng:
6Fe + Cr2O72- + 14H+ → 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O Hàm lượng COD được tính :
COD= (A-B) N 8000 mg/l 1 lite
Trong đó:
A: thể tích dung dịch Fe(NH4)2(SO4)2 tiêu tốn cho chuẩn độ dung dịch trắng, ml B: thể tích dung dịch Fe(NH4)2(SO4)2 tiêu tốn cho chuẩn độ dung dịch mẫu, ml N: nồng độ đương lượng của dung dịch Fe(NH4)2(SO4)2
Chỉ số COD biểu thị cả lượng các chất hữu cơ không thể bị oxy hóa bởi vi sinh vật, do đó nó có giá trị cao hơn BOD. Phép phân tích COD có ưu điểm là cho kết quả nhanh (khoảng 3h) nên đã khắc phục được nhược điểm của phép đo BOD. Đối với nhiều loại chất thải, giữa chỉ số COD và BOD có mối tương quan nhất định với nhau. Vì vậy khi thiết lập được mối quan hệ tương quan này có thể sử dụng phép đo COD để vận hành và kiểm soát các hoạt động của nhà máy xử lý nước thải. Nhưng không phải lúc nào mối tương quan nay cũng đúng, vì nó còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như: nhiệt độ, độ ẩm ,thành phần nước thải.
Ngoài ra chi tiêu COD còn được dùng để tính lượng khí Methan sinh ra trong quá trình xử lý yếm khí chất thải. Công thức tính lượng khí Methan sinh ra là:
VCH4 = 0,35*( CODđầu vào – CODđầu ra )*Q
Trong đó:
Q: thể tích chất thải đưa vào hàng ngày m3
VI.Bài toán hiệu quả kinh tế sử dụng biogas
Tổng đàn heo 1500 con, trọng lượng bình quân 100kg/con. Lượng phân thải ra 6% phân tươi, vật chất khô 25%, vật chất khô cho vào hàng ngày 4%. COD vào 3081mgO2/l, nước thải ra môi trường có COD là 400mg/l. Cho 1kg COD sản xuất ra 250g CH4 hay 0,35 m3 ( 1m3 CH4 ≈ 2850g COD) , lượng CH4 chiếm 65% thể tích gas, 1m3 gas giá 800đ. Tính hiệu quả kinh tế sử dụng biogas dựa trên lượng gas sinh ra.
Ta có 1kg COD sản xuất ra 0,35 m3 CH4, nên ta áp dụng công thức: VCH4 = 0,35 *(CODvào - CODra )*Q (m3)
Với Q là thể tích chất thải cho vào hàng ngày ( m3 ). Lượng vật chất khô 1 con heo 100kg thải ra mỗi ngày là q1 = 100*0,06*0,25 = 1,5 kg
Lượng vật chất khô 1500 con heo ( 100kg/con ) thải ra mỗi ngày là: q2 = 1.500*1,5 = 2.250 kg
Thể tích chất thải cho vào hàng ngày là: Q = 2.250/0,04 = 56.250 l = 56,25 m3
Vậy : VCH4 = 0,35(CODvào - CODra )Q = 0,35*( 3,081 - 0,4 )*56,25 = 52,7822 m3
Thể tích gas: Vg = 52,7822/0,65 ≈ 81,2034 m3 Số tiền thu được = 81,2034*800 ≈ 65.000 đồng.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Đức Lượng, Nguyễn Thị Thùy Dương, Công Nghệ Sinh Học Môi Trường tập 2 (xữ lý chất thải hữu cơ), Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Thành Phố. HCM
2. Dương Nguyên Khang, Công Nghệ Xử Lý Chất Thải Trong Chăn Nuôi