Nghiên cứu khả năng phân hủy chất thải hữu cơ tạo khí sinh học của bể biogas mới cải tiến kết hợp bổ sung chế phẩm vi sinh tại làng nghề sản xuất bún ở Thanh Lương - Hà Tây doc

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG PHÂN HỦY CHẤT THẢI HỮU CƠ
TẠO KHÍ SINH HỌC CỦA BỂ BIOGAS MỚI CẢI TIẾN KẾT HỢP
BỔ SUNG CHẾ PHẨM VI SINH, TẠI LÀNG NGHỀ SẢN XUẤT BÚN
Ở THANH LƯƠNG - HÀ TÂY
Chu Bá Phúc, Hoàng Th Tâm, Lê Th Thu Hng,
Bùi Th Lan Hương, Lê Văn Nh.
Summary
Research on organic waste treatment and biogas efficiency in an innovative new
biogas tanks and with supplementing microbial preparations at rice vermicelli trade
village Thanh Luong - Ha Tay province
At present, environmental contamination in Vietnamese trade villages increases more and more.
The main waste and wastewater with high organic concentration are eliminated from different
human activities such as animal husbandry, processing agricultural products. In this paper,
wastewater treatment using biogas tanks was carried out.
The results showed that the innovative biogas tanks with secondary treatment had better
decomposition than the old ones without secondary treatment. The best experimental results were
evaluated after supplementing microbial preparations as follow:
The highest decomposition of the organic waste showed from 13
th
to 15
th
days after supplementing
microbial preparations. The microbial preparation DW 97 was the best chosen for further
researches. Basic pollution parameters in efluent from the innovative new tanks were better than
that of the old ones.
Keywords: Waste, contamination, treatment, organic, innovative, secondary, microbial,
parameters.
I. T VN 
Hin nay, mt trong nhng nguyên
nhân gây ô nhim môi trưng rt nghiêm
trng là cht thi hu cơ sinh ra t các hot

ng ca con ngưi như chăn nuôi, ch
bin lương thc thc phNm nhưng vic
x lý các cht thi hu cơ còn nhiu hn
ch. Mt trong nhng tin b k thut ã
ưc áp dung khá ph bin là s dng hm
biogas  quy mô h gia ình. Tuy nhiên,
nhng mô hình biogas cũ và cách vn hành
cn ưc nghiên cu ci tin hơn na 
tăng kh năng phân hy cht thi và to
khí sinh hc ưc nhiu hơn. Công trình
nghiên cu nhm ánh giá kh năng phân
hy cht thi và to khí sinh hc ca mô
hình biogas cũ làm cơ s cho vic  xut
áp dng các bin pháp mi ci tin hoàn
thin hơn mô hình này, nhm x lý tt
hơn, vn hành d dàng hơn, góp phn gi
gìn v sinh, gim thiu ô nhim môi
trưng cho các h làm ngh ch bin nông
sn thc phNm, c bit là các h sn xut
bún có kt hp chăn nuôi.
II. VT LIU VÀ PHƯƠN G PHÁP
N GHIÊN CU
N gun cht thi hu cơ t sn xut bún
và chăn nuôi chưa qua x lý ưc ưa vào
các b biogas  nghiên cu là các b ang
dùng và b xây mi ci tin ti các h gia
ình ti thôn Thanh Lương, xã Bích Hòa,
huyn Thanh Oai, tnh Hà Tây cũ. Ch phNm
sinh hc ưc s dng là: DW97, EMC,
MICROPHOT, EMUN IV ưc b sung

theo t l 0,1% (gam/m
3
dch ). ánh giá
kh năng phân hy cht thi ca b biogas
qua các thông s pH, BOD
5
, COD, cht rn
lơ lng (SS), cht rn hòa tan tng s (TDS),
nitơ tng s, phtpho tng s, tng
Coliform. Lưng khí sinh ra ca b biogas
ưc o bng lưu lưng k, áp sut khí o
bng áp lc k. Áp sut khí và lưu lưng khí
x ra khi b  ưc o trong khong thi
gian 15 phút/ln, lp li 3 ln  ly giá tr
trung bình. o lưng khí sinh ra trong b sau
24 gi phân hu, ng thi o nhit  ngoài
tri và trong nưc thi sau x lý. Trong thi
gian o không b sung thêm nguyên liu,
không khuy o b . S liu thu thp ưc
x lý bng phương pháp thng kê.
III. KT QU VÀ THO LUN
1. Kết quả lựa chọn một số bể biogas để
nghiên cứu, đánh giá phân huỷ chất thải
và khả năng tạo khí sinh học
ã la chn mt s b biogas cũ không
có b phn x lý th cp (hình 1) ang s
dng  làng ngh làm bún xã Bích Hòa -
Thanh Oai - Hà Tây và xây b mi ci tin
có b phn x lý th cp (hình 2). Các ch
phNm sinh hc b sung vào 6 b vi 2 loi

b nêu trên.






Hình 1. Sơ đồ của bể xây theo thiết kế cũ không có bộ phận xử lý thứ cấp








Hình 2. Sơ đồ của bể xây theo thiết kế mới cải tiến có bộ phận xử lý thứ cấp
KT3
KT3+1
Bể xử lý

thứ cấp

Bể xử lý
thứ cấp
2. Đánh giá tính ổn định trong phân huỷ
chất thải, khả năng tạo khí của các bể
biogas cũ và mới xây ở làng bún khi chưa
bổ sung chế phm vi sinh
S liu nghiên cu v tính n nh

trong phân hu cht thi, kh năng to khí
ca các b biogas cũ và mi xây  làng bún
khi chưa b sung ch phNm vi sinh th hin
 bng 1.
Bảng 1. Áp suất và lưu lượng khí đo được khi chưa bổ sung chế phm vi sinh
Bể
Sáng
(8giờ - 9giờ)
Lượng
khí theo
m
3
bể
Chiều
(15 - 16 giờ)
Lượng khí
theo m
3
bể

Chênh lệch

áp suất
(sáng/chiều)
Chênh lệch
khí
(sáng/chiều)
kg/cm
2
lít/giờ lít/giờ kg/cm

2

lít/giờ lít/giờ kg/cm
2
lít/giờ
Bể 1 0,076 374,80 46,85 0,072 355,06 44,38 0,004 19,74
Bể 2 0,108 509,10 56,56 0,100 471,43 52,38 0,008 37,67
Bể 3 0,145 725,00 76,31 0,142 710,00 74,73 0,003 15,00
Bể 4 0,111 521,22 61,32 0,088 425,00 50,00 0,023 96,22
Bể 5* 0,138 690,00 86,25 0,136 680,00 85,00 0,002 10,00
Bể 6* 0,129 645,00 80,62 0,121 605,00 75,62 0,008 40,00
* B 5 và 6: B mi xây có ci tin xây thêm b x lý th cp.
Kt qu  bng 1 cho thy, biên 
dao ng ca áp sut khí ít thay i trong
ngày. B 4 có áp sut dao ng cao nht
0,023 kg/cm
2
, th hin tính không n nh
trong phân hy cht thi ca b, nguyên
nhân có th là do cp nguyên liu không
u hoc tht thoát khí. B 5 có áp sut
dao ng nh nht, là 0,002 kg/cm
2
. Các
b mi có kh năng phân hu cht thi và
sinh khí ln hơn rt nhiu so vi các b
cũ. Chênh lch v khí sinh ra gia các b
mi và cũ là rt áng k (chênh lch gia
b 5 và b 1 là 315,2 lít/gi; chênh lch
gia b 6 và b 1 là 270,2 lít/gi). Nu

tính theo 1 m
3
b  thì các b mi ci tin
sinh khí bui sáng là 86,25 lít/m
3
(b 5)
và 80,62 lít/m
3
(b 6), nhiu gn gp 2 ln
b cũ (b 1 là 46,85 lít/m
3
).
3. So sánh khả năng phân huỷ chất thải của bể biogas cũ và bể cải tiến mới xây sau
khi bổ sung cùng một loại chế phm vi sinh
Bảng 2. Khả năng phân hủy chất thải của bể mới cải tiến và bể cũ
sau khi bổ sung chế phm DW97
TT Thông số phân tích
Bể B6/TCVN
5945 - 2005
Bể B1
(Bể cũ)
Bể B6
(Bể mới)
Bể B5
(Bể mới)
So sánh bể
B1/B6 (lần)
1 pH 7,4 7,2 7,3
2 COD (mg/l) 1,4 1023 115 266 8,89
3 BOD

5
(mg/l) 1,5 409 78 88 5,24
4 TSS (mg/l) 1,3 212 132 187 1,60
5 TDS (mg/l) - 519 264 414 1,96
6 Tổng N (mg/l) 3,7 161 112 133 1,44
7 Tổng P (mg/l) 2,3 19,14 14,33 16,63 1,33

S liu bng 2 cho thy b mi xây có
các thông s thu ưc nh hơn so vi b cũ
ã qua s dng nhiu năm. Th hin rõ nht
là COD gim 8,89 ln so vi b cũ, BOD
5

gim 5,24 ln, tng cht rn hoà tan gim
1,96 ln. Các thông s khác như N, P tng s
u gim nhưng không nhiu. Nu so vi tiêu
chuNn Vit N am 5945 - 2005 ct B thì COD
còn cao hơn 1,4 ln; BOD
5
là 1,5 ln, nhưng
là gii hn có th chp nhn ưc i vi b
biogas (Tiêu chuNn ngành 10 TCN 492 -
2002: Hàm lưng các cht hu cơ gim ti
thiu 50% so vi dch phân hu u vào).
4. Đánh giá khả năng phân hủy chất thải
của bể biogas sau khi bổ sung chế phm
vi sinh dựa vào kết quả phân tích nước
thải đầu ra từ các bể cũ
Kt qu  bng 3 cho thy, b cũ (b 1)
trưc khi b sung ch phNm vi sinh có giá tr

COD và BOD
5
cao hơn nhiu ln (24,0 ln
và 19,64 ln) so vi tiêu chuNn nưc thi
(TCVN 5945-2005 - ct B). Sau khi b sung
ch phNm vi sinh 15 ngày, các ch s COD
và BOD
5
gim i nhiu ln so vi i chng
(không b sung ch phNm). B 2 có kh
năng phân hy tt nht nh b sung ch
phNm DW97, kt qu là: COD gim 37,2 ln
so vi i chng và bng 0,65 ln so vi tiêu
chuNn Vit Nam cho phép; BOD
5
gim 25,4
ln so vi i chng và bng 0,78 ln so vi
tiêu chuNn cho phép; Coliform tng s gim
3,2 x 10
2
ln so vi trưc khi b sung ch
phNm vi sinh, nhưng còn cao hơn so vi tiêu
chuNn cho phép, có th do các b cũ không
có b phn x lí th cp nên nưc thi
không có  thi gian lưu  lng bã và dit
vi khuNn. T kt qu trên ã chn ưc ch
phNm DW97 là cht b sung thích hp và tt
nht trong s các ch phNm nghiên cu.
Bảng 3. Ảnh hưởng của các chế phm vi sinh đến sự phân hủy chất thải
của các bể sau 15 ngày (*)

STT

Thông số phân tích
TCVN
5945 -
2005
(Cột B)
Emuniv
(Bể 1)
DW 97
(Bể 2)
Microphốt
(Bể 3)
Chênh trước
và sau bổ
sung DW97
Trước Sau Trước Sau Trước Sau
1 pH 5,5 - 9 7,5 7,4 7,3 7,5 7,3 7,6
2 COD (mg/l) 80 1920 92 1935 52 1940 92 37,2
3 BOD
5
(mg/l) 50 982 65 991 39 1078 59 25,4
4 TSS (mg/l) 100 830.0 776.4 995.0 659.0 981.0 601.2 1,5
5 TDS (mg/l) - 1980.8 598.4 2214.6 604.0 1759.0 476.2 3,6
6 Tổng N (mg/l) 30 161.0 119.1 182.0 112.1 147.0 84.1 1,6
7 Tổng P (mg/l) 6 25.2 15.5 36.2 14.7 26.7 10.6 2,5
8 Tổng Coliform (MPU/100ml)

5 x 10
3

1,5 x 10
10

1,6 x 10
9

4,8 x 10
11

1,5 x 10
9

4,6 x 10
10

1,1 x 10
9
3,2 x 10
2

9 COD so với TCVN (lần) 24,0 1,15 24,18 0,65 24,25 1,15
10 BOD
5
so với TCVN (lần) 19,64 1,30 19,82 0,78 21,56 1,18
* Kt qu phân tích phi hp vi Trung tâm Quan trc và Phân tích Tài nguyên Môi trưng Hà Ni.
5. So sánh khả năng tăng cường tạo khí sinh học của các chế phm vi sinh trong bể ủ
0
0.02
0.04
0.06

0.08
0.1
0.12
0.14
0.16
0.18
0.2
3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25
Ngày
Kg/cm2

Hình 3: Áp suất khí của các bể cũ sau khi bổ sung 4 loại chế phm vi sinh
Hình 3 cho thy, trong 25 ngày theo
dõi, áp sut  các b u tăng lên sau khi b
sung ch phNm vi sinh, nhưng tăng nhanh
t ngày th 9 tr i và lên n cc i vào
các ngày th 11 (b 4), ngày th 13 (b 3 và
b 1) và ngày th 15 (b 2). Sau ó áp sut
các b gim dn nhưng vn cao hơn so vi
khi chưa b sung ch phNm vi sinh, do các
ch phNm này vn còn tác dng.
6. Khả năng tạo khí sinh học dùng cho đun nấu và thắp sáng của bể biogas mới cải tiến
Bảng 4. Lượng khí của bể biogas đo được sau 5 giờ xả khí liên tục
Giờ đo
Áp suất trung bình
(kg/cm
2
)
Lưu lượng khí xả liên tục
(lít/phút)

Lượng khí trung bình sau 1 giờ
(lít)
0 0,135 ± 0,015 11,00 ± 1,52
I 0,109 ± 0,020 8,69 ± 0,86 537,00 ± 45,20
II 0,069 ± 0,018 5,73 ± 0,59 343,80 ± 31,53
III 0,042 ± 0,012 4,39 ± 0,54 263,25 ± 20,62
IV 0,030 ± 0,017 2,68 ± 0,32 160,80 ± 13,15
V Khí thoát ra yếu 1,66 ± 0,13 100,00 ± 9,37
Tổng lượng khí sau 5 giờ 1404,85
Ghi chú: Th tích b : 8,0 m
3
. Nhit  ngoài tri vào bui sáng o 28
o
C, nhit  nưc thi ra t b biogas
là 34,5
o
C. Trong thi gian o không b sung thêm nguyên liu, không khuy o b .
Bể 1
(-♦-)
Bể 2
(-◘-)
Bể 3
(-▲-)
Bể 4
(-x-)
kg/cm
2
T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam
6
Vi b mi xây dng có th tích  8m

3
, lưng khí sinh ra trong 5 gi o ưc là
1404,85 lít, vì vy lưng khí sinh ra trong 1 ngày êm có th  áp ng cho 1 h gia
ình un nu và thp sáng.
IV. KT LUN
1. Kết luận
1. Các b mi ci tin có b phn x lý th cp có kh năng phân hu cht thi và
sinh khí tt hơn so vi các b cũ qua các ch s o áp sut và lưu lưng khí sinh ra.
2. Kh năng phân hu cht thi mnh nht ca các b sau khi b sung ch phNm vi
sinh là vào khong ngày th 13 n ngày 15, sau ó có gim dn nhưng vn còn cao hơn
so vi trưc khi b sung ch phNm vi sinh trong thi gian dài.
3. Các loi ch phNm vi sinh ưc nghiên cu u làm tăng kh năng phân hy cht
thi ca b biogas, trong ó ch phNm DW97 cho hiu qu cao nht.
4. Lưng khí sinh ra  các b mi nhiu hơn áng k so vi  các b cũ, s lưng khí
(1404,85 lít/gi)  áp ng nhu cu un nu và thp sáng cho 1 h gia ình.
2. Đề nghị
Có th khuyn cáo s dng rng rãi b biogas ci tin và b sung ch phNm vi sinh,
nht là ch phNm DW 97.






TÀI LIU THAM KHO
1 Vũ Thị Thanh Hương, 1999. Thc trng môi trưng và nguyên nhân ô nhim ngun nưc
 nông thôn vùng ng bng Bc b. Tuyn tp Kt qu Khoa hc và Công ngh 1994 -
1999, Tp 2. NXB Nông nghip.
2 Trần Hiếu huệ, 1990. X lí nưc thi bng phương pháp sinh hc. NXB HXD Hà
Ni. Tr. 104

3 Viện Thổ nhưỡng ông hóa, 1998. S tay phân tích t - nưc - phân bón - cây trng,
NXB Nông nghip Hà Ni.
4 Standard methods for examination of water and wastewater, 1982. Amer. Pub.
Health.
T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam
7
5 Tiêu chuNn ngành 10 TCN 492 - : - 499 - 2002. B N ông nghip và PTN T. 21 - 3 -
2002.
gười phản biện: guyễn Văn Viết