S
2013
2013
i
sin
m 2013
Nga PGS. TS. Nguyn Hu Chim
TS. Nguyc
ii
n
C
iii
“Đánh giá ảnh hưởng của các kích cỡ rơm nghiền nhỏ phối trộn phân
heo lên khả năng sinh khí sinh học”
VS, C/N, TKN, TP, Fecal Coliform,
2 L/Kg VSVS);
VS
L/Kg VSVS
biog
2,0 L/kg VS
Từ khóa: biogas, metan, kích cỡ rơm, ủ yếm khí, năng suất sinh khí
iv
CHP THUN CA HNG i
LI C ii
T iii
MC LC iv
VIT TT vi
vii
NG viii
M U 1
C KHU 3
2.1 Tng quan v c (KSH) 3
3
n cc 3
4
5
n 6
u t 9
c v 16
18
CH U 22
3.1 Thu 22
3.2 Phu 22
22
3.2.2 Thit b s d 22
u 23
23
3.3.2 Tin x u 23
3.3.3 B m 24
3.3.5 26
27
liu 29
KT QU THO LUN 30
30
v
30
4.1.2 pH 31
4.1.3 32
33
33
4
35
36
39
4.3 H 41
41
42
43
44
KT LUN NGH 47
47
47
U THAM KHO 48
PH LC
vi
COD
Chemical oxygen demand
C/N
Carbon/Nitrogen
/
ODM
Organic Dry Matter
HRT
Hydraulic Retention Time
KSH
TKN
Total Kjeldahl Nitrogen
TP
Total Phosphorus
TS
Total Solids
VACB
ao biogas
VS
Volatile Solid
VSV
vii
2.1
n cy yp cht h
4
2.2
n cy y
9
2.3
ng ca nhi a hm
11
3.1
22
4.1
o
C)
30
4.2
31
4.3
32
4.4
33
4.5
4
35
4.6
37
4.7
40
4.8
42
4.9
43
4.10
44
4.11
Fecal coliform
44
4.12
55
viii
2.1
n cc
3
2.2
Hiu su
4
2.3
T l C/N ca mt s lou
12
2.4
ng cha mt s u
13
2.5
15
2.6
c cng t 70-100 kg
17
2.7
18
2.8
18
2.9
20
3.1
24
3.2
25
3.3
25
3.4
nghim
26
4.1
39
1
C
Theo gia
,
quan
,
nao--bio,
2012).
.
Biogas cao.
,
TN&MT, 2011).
.
. Theo Butchaiah Gadde et al.
-
2
CO
2
, NO, NO
x
, SO
2
6 kg CO
2
6 kg NO
x
.
Nhng
và ctv
Zhang, 1999). , viu v n nh
sinh hc tt nht u kin thc t ng
bu Long vu c th.
-
cho
heo.
` .
- CH
4
-
4
- CH
4
(L/Kg VS
)
cao
-
- ,
).
-
4
, CO
2
)
sinh ra
-
phospho, Fecal coliform
3
C KHU
2.1 Tng quan v kc (KSH)
t h
c g y k c y n ph
t hn hch yu g
4
2
).
Hn hc gy k
c gc ho
t
ngu cn kit (Nguyn Quang Khn
ng, 2010).
n cc
t hn hp ca nhiu chi t l n ca
t n hp tu thuu kin ca
thuc c
n din bin cy sinh hc (
Nguyn Quang Kh
Nguyng, 2010). Tng hp t nhiu nguu cho th
thng nht v c gin
4
2
(Bng 2.1).
Bn cc
u tham kho
n ca KSH (%)
CH
4
CO
2
O
2
N
2
H
2
H
2
S
RISE-AT, 1998
-
200000
(ppm)
t (2005)
65
45
-
03
1
1
Chongrak Polprasert (2007)
-
Nguyn Quang Kh
Nguyng (2010)
Cc t Nam
(2011)
Nguy
-
-
-
-
-
4
a.
4
)
-161,5
o
CH
4
+ 2O
2
CO
2
+ 2H
2
O + 882 kJ (2.1)
06 kJ/m
3
= 8.576 kcal/m
3
(
Nguyn Quang Khn
ng, 2010).
b. Carbondioxide (CO
2
)
2
CO
2
c. Hydrogen sulfide (H
2
S)
2
2
2
S
2
2
2
Theo Nguyn Quang Khng (2010) KSH
Q
KSH
= Q
CH4
x CH
4
%
KSH
CH4
4
2
4
5
Nhit tr ca biogas t 6.300 kcal/m
3
(nhit tr c
4
gn
9.000 kcal/m
3
a CH
4
hin din trong biogas (Hesse,
1982; Polprasert, 2007).
Theo Nguy n Th Thu
ng ca biogas (15.600 kJ/kg) ch u m
g y, 1m
3
i
0,4 kg du diesel, 0,6 kg du ha, 0.8 kg than (
u s d biogas rn di,
pht, 2005). Hu h
u h sn xuy thi,
c, thc phm thi. Ch duy nht nhi
c thi g
(
Nguyn Quang Khng, 2010).
i g
ngun gng v lin gc thc vt.
a. n gng vt
Thuc lo
ph cng vng vt chc th
m, ch bin thy, hi s
c x c ng v
o biogas. Thy ca
ng t 2-ng sc t 1
l gia cn
m l (Nguyn Quang Kh n Gia
ng, 2010).
n gc thc vt
u thc v phy
trt h
thc b
c.
u thc vp v cng r
y yc thun lng phi cht nh
p dp, hit b
y, mc lp v cng c
6
mt cho vi khun t u
nh .
Thy cu thc vi
Do vu thc vc s dp tng m, mi
m
3 - n Quang Kh
Nguyng, 2010).
c. Sng KSH ca mt s u trong thc t
Theo Nguyn Quang Kh ng (2010), hiu sut s
c kh
y trong thit b ca hiu su
3
/tn hoc L/kg.
B a hiu sua mt s u
ng gi vi thit b
Bng 2.2 Hiu suu (L/K
Lou
Hiu sut
Lou
Hiu sut
Cht thi cu
40
u
49
Cht thi ca ln
63
n
130
Cht thi ci
72
i
194
Cht thi c
74
18
30 - 40
180
n
Theo Polprasert (2007), q
CH
4
+ CO
2
+ H
2
+ NH
3
+ H
2
S + Q (2.2)
y y
- t h (th
- T y
- To methane t ac
7
n cy yp cht h
- (Uri Marchaim, 1992)
a. n th
t hu phn lt h
t protein, ch d
p cht hn d
t h
b y b n sinh b n).
Sn phm ca giai t h nhc s
u cho n n 2 (Polprasert, 2007)
n ng th
amino
t ht
ht gii hn cy yc
n n 1 s hong chn n 2
hong ca vi khun n 1 s quynh hiu qu
tng th cu cht hp cht d y
hot ng ca vi khun n 3 (vi khun methane) s quynh
hiu qu tng th c n bi Polprasert, 2007). Tc
th thuu np, m vi khun trong hm
yu t .
b. n sinh acid
t hn sn xut u s b
acid h ng nh
2
, CO
2
2,
NH
3
n hai
8
c gc gn
sinh acid (acidogenesis t u, hydrogen, CO
2
NH
3
.
Tiacetogenesis to ra H
2
2
(Nguy, 2010). T l cn ph thu
vi sinh vt trong hm u king (Polprasert, 2007)
Nguy (2010) cho r n th
t bun ng
thng b
acid (gn th
khu hc khc pH ging
nh, th t vi khu
cho kh m xung hoc ngng hn.
c.
n quan trng nht c n phm ca
n 2 s c chuy
4
n
ph
khung vi khun yt bu n
ch n n th n
methane s dng acid acetate, methanol, CO
2
2
sn xu
acid acetate i kho c sn sinh ra t
. Phc sn xut t CO
2
2
, m acid formic phn
quan trn phm s
y ( t, 2005, Polprasert, 2007). Theo Nguy
Nguyn Th o
CH
4
Nguy (2010) cho rng s
c, trong vc t c th
c ca c n hong ng b v
sn xut tr
Nu mt mn b trc trc s ng
n s c sinh ra.
(2013)
u CO
2
+ H
2
+ Acetate (2.3)
Propionate + Butyrate + Ethanol (2.4)
CH
3
COO
-
+ H
2
O CH
4
+ HCO
3
-
(2.5)
4H
2
+ HCO
3
-
CH
4
+ 3H
2
(2.6)
9
n cy y
(Mc. Carty, n Hu Chim , 2013)
u t
Quá trình sản sinh ra KSH chịu ảnh hưởng của các yếu tố chủ yếu sau đây:
a. ng k
o KSH do nhng vi khun k t buc tham gia,
khung nht. S t ca oxygen s
y phm bu kin k
tuyi c t c
t yu t bt l i k nh Kim Giao
2011). Theo Nguyn Quang Kh vi khun
u thuc loi k t buc hot
buc, nhy cm vi oxy.
Th th hin m k ng.
-100 mV) (Wiese and
, 2007).
b. Qun th sinh vu
10
2
.
4
-Amin, 1988).
2005)
c. ng ca nhi
Nhi bii ca nhi n
t y cht hng 2 nhi
n n xut biogas (Monnet, 2003).
- 2540
o
ng nhit m, t
o
C
- 5065
o
C: nhi t, t
o
C.
ng t nhi trong
kho
o
ng nhi p
cho c hai loi vi khun, nhi
o
C t t ng
ki 65
o
C tr i 10
o
h thn Hu Chim, 2013)
Hong ca vi khun sinh methane chu ng rt ln ca nhi.
u kin vn, nhi ng 35
o
C (Hunh
Kim Giao , 2011). Theo Nguyn Quang Khng (2010),
nhi cao t n ca vi khu y cu nhanh
sinh methane ca vi khun
hy sinh hc l b c ch ng amon t .
Trong khong 2028
0
nh. Khi nhi u
i 15
o
s i hiu
qu.
11
3 ng ca nhi a hm
(Price and n bi Polprasert, 2007)
ng bng Cu Long vi mt nn nhi
nhi
o
C n l n xut biogas.
n Hu Chim (2013), khi nhi ng thc
ci thin t m nh
bao hm li, nhi m nha s ng
khong 510
o
C, hot k cho phm ue chc
ng bc x mt tri, hoc to lt vng
b m .
d. ng c kim
Theo Polprasert (2007) 6,7,
Theo Nguyn Quang Kh ng (2010), vi khun sinh
methane rt nhy cm vi pH c ng tt trong
khong pH 6.8 c ch pH tng ca vi
12
khu ng v hun sinh
methane v hoc trong gii h pH t 6,58,5 (Hunh Kim
2011)
. Theo
- 3000 mgCaCO
3
/L (Gerardi, 2003).
e. ng c mn
t (2005) vi khu
n d i n ca mu NaCl trong
c. Vi n nh gik
vy, vin hm biogas tc l p
tr ngi nhiu.
f. T l
Tng hp t nhiu, Nguy (2010) cho rng t l
C/N cng 8i vi hong ca vi khun.
Theo Nguyn Quang Khng
tn tng hp cu tr l C/N
trong khong 2030. Nu t l cho vi khun sinh
methane s d ng nhu cu protein cng cacbon li
tha. Kt qu s m sng KSH. Nu C a b
i dng ammonium (NH
4
ng
T Bng 2.3 cho thy cht thng v l u
thc v l C/N cao. Do v m bo t l s
dng hn hp nhiu lou.
Bng 2.3 T l C/N ca mt s lou
u
%C
%N
T l C/N
40,2
0,6
67
50
2
25
46,8
3,6
13
Cht thi c
34
1,7
20
(Nguyn Quang Khng, 2010)
13
g. ng ch u
ng ch c biu th ng hp t
nhiu Nguyn Quang Khng (2010) cho r
ng chu khong 6y.
ng 79 % (Hunh Kim Giao , 2
5(2010).
Bng 2.4 lng cha mt s u
u
c tiu
Ln
34,9
5
17
15,8
6
15,4
19,7
6
16,3
-
-
83
-
-
7
(Nguyn Quang Khng, 2010)
T Bng 2.4 ta thy cht thng vng ch
t ng ch
vc. Theo Nguyn Quang Kh ng (2010) s y
c t rn n c ch y k y,
ng, vic.
i vng s dc tiu
ci t l 1:1 theo th m bm t l
chu n10%. Nc tiu ho
l ni vu thc v
ng ch u ch n
y. Khi phi hp nhiu lo
ng cha hn h u ch n
Quang Khng, 2010).
h. Th
Thu nm trong b y. Trong thi
liy sn sinh ra KSH. Th
yu t x u, kiu thit b.
Th ph thuc rt nhiu, thi gian
i
14
vi b o, b t gi
1997). Thi gian ta hn hp ph
thung np, t i vi hm
n bi Polprasert, 2007).
i. u np
u n biu th b sau:
- ng cht hu th bng VS/m
3
- Th hn hp np trong hm HRT
ng cht hp cao s t n giai
dng km pH ca hm t ln
ng cht hp thp s
ng nhu cu s dm i hiu qu kinh t v
dng l n thit, 2005).
ng cht h nm
khu- 4 VS/m
3
ng nc n
m th ng n
acid. Theo Nguyn Quang Khi v
ng n
c:
p h y
(m
3
j. c chc t
i n c tr
cht ty rt ty h
ng mn h vi khun trong chuy k n Quang Kh
Nguyng, 2010)
Trong thc tc tr t c, thu
c c nhum, du nht ty ra
t b KSH (Hunh Kim Giao
2011).
100
RT
Vd
L
15
t cc
ch ng hp n
cht ti vi nhn y
t s
chc cng 2.3
5
1500
Sulfide
>200
Canxi
2500
4500
Magne
1000
1500
Kali
2500
4500
Natri
3500
5500
1750
k. Khuy trn
ng hu cha nhiu chy trn tu kin
cho vi khun tii cht th
gim thiu s lng cc cht rn xuh to b
t hm t, 2005).
u trong b ng ng
p: lp gin lng. Vi khun
u t qu p
c v u m hp th ng, trong b u
vi khun thp, s y xy ra y
th ng li u khuo, khc phm
khiy x
Nguyn Quang Khng, 2010).
m. u np