Xác định sản lượng khí sinh học sinh ra của bùn hoạt tính kỵ khí

Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008



238
XÁC ĐỊNH SẢN LƯỢNG KHÍ SINH HỌC (BIOGAS) SINH
RA CỦA BÙN HOẠT TÍNH KỴ KHÍ, NGHIÊN CỨU THỰC
NGHIỆM ĐỐI VỚI NƯỚC RỈ RÁC, NƯỚC THẢI THỦY
SẢN

DETEMINING BIOGAS QUANTITY OF ANAEROBIC ACTIVE SLUGED,
RESEARCHING WITH WASTE WATER FROM FISHERY INDUSTRY,
LANDFILL.
SVTH: PHẠM ĐÌNH LONG, Lớp 03 MT
TRẦN QUỐC VƢƠNG, Lớp 04 MT
Trường Đại học Bách Khoa
GVHD: TS. TRẦN VĂN QUANG
Khoa Môi Trường, Trường Đại học Bách khoa
TÓM TẮT:
Báo cáo này trình bày sản lượng khí sinh ra của quá trình phân hủy kỵ khí đối với nước rỉ rác
và nước thải thủy sản
ABSTRACT
This report present about determining biogas quantity of anaerobic active slugged, researching
with waste water from fishery industry, landfill.

1. Mở đầu:
Trong các ngành sản xuất công nghiệp, tại các bãi chôn lấp thƣờng thải ra một lƣợng lớn
nƣớc thải giàu chất hữu cơ. Lƣợng nƣớc thải này nếu không đƣợc xử lý sẽ gây ra ô nhiễm môi
trƣờng và ảnh hƣởng tới đời sống, sức khỏe của các khu vực dân cƣ xung quanh. Hầu hết các
loại nƣớc thải giàu chất hữu cơ đều xử lý bằng phƣơng pháp sinh hóa kỵ khí
Quá trình kỵ khí chia là 2 giai đoạn chính:

Quá trình thủy phân:
Lên men acid thủy phân và chuyển hóa các sản phẩm thủy phân ( nhƣ acid béo, đƣờng )
thành các acid và rƣợu mạch ngắn hơn và cuối cùng thành khí cacbonic.
Quá trình Metan hóa:
Phân hủy các chất hữu cơ thành metan ( CH4) và khí cacbonic ( CO2).
Sản phẩm cuối cùng của quá trình kỵ khí bao gồm H
2
O và hỗn hợp khí sinh học (biogas)
hỗn hợp này chủ yếu là CH
4
chiếm từ ( 45 – 90%) thể tích khí, tùy thuộc vào nguyên liệu đem
đi phân hủy kỵ khí mà hàm lƣợng CH
4
cao hay thấp. Đây cũng là một trong những ƣu điểm
của quá trình xử lý nƣớc thải nhờ việc lên men kỵ khí vì.
- Ta có thể tận dụng lại khí biogas này để phục vụ cho quá trình sản xuất, sinh hoạt và
làm nhiên liệu cho các động cơ đốt trong. Việc làm này cũng có ý nghĩa vô cùng to trong bối
cảnh giá nhiên liệu tăng cao nhƣ hiện nay.
- Việc tận dụng lƣợng khí biogas giúp ngƣời vận hành các hệ thống xử lý nƣớc thải biết
đƣợc tình trạng của hệ thống xử lý, qua đó có các điều chỉnh kịp thời
Đây cũng chính là mục đích nghiên cứu của tôi.
2. Nội dung:
2.1. Phương pháp nghiên cứu
+ phƣơng pháp thực nghiệm trên mô hình thực tế
+ Phƣơng pháp phân tích
2.2. Thiết lập mô hình thí nghiệm
Tuyn tp Bỏo cỏo Hi ngh Sinh viờn Nghiờn cu Khoa hc ln th 6 i hc Nng - 2008

239
Mụ hỡnh gm 4 chai serum dung tớch 600 ml, chiu cao h = 20 cm ng kớnh

d = 8cm c lm bng thy tinh, trờn mi chai cú np p bng cao su cú n hi cao, s
lng serum cn cho thớ nghim l 8 chai. Gm 4 chai cha hn hp nc rỏc v bựn, 4 chai
cha nc vụi loóng 5%. Ngoi ra cũn cú thờm 2 một ng nha do d = 2mm, ng ong 50ml
dựng o th tớch nc thoỏt ra



Mụ hỡnh xỏc nh tc phõn hy sinh hc Cu to ca serum

Hỡnh 1: Mụ hỡnh xỏc nh tc phõn hy sinh hc nc r rỏc
2.3. Vn hnh
- Tin hnh theo dừi theo dừi lng khớ sinh ra thụng qua lng nc thoỏt ra khi bỡnh
serum, mi ngy ghi kt qu 1 ln vo 7h sỏng mi ngy, ng thi theo dừi nhit mụi
trng thng xuyờn v lc u hn hp bựn v nc r rỏc to tip xỳc
- Xỏc nh thnh phn, tớnh cht khớ sinh ra
- Phõn tớch: Tin hnh phõn tớch u vo v u ra ca hn hp bựn v nc thi. Cỏc
ch tiờu phõn tớch: pH, SS, COD, BOD, PO
4
3-
, NO
3
-
, NH
4
+
3. Kt qu v tho lun
3.1. Kt qu:
Bựn hot tớnh
Bựn hot tớnh c ly t h thng x lý nc r rỏc (h k khớ) bói rỏc Khỏnh Sn.
Phng khỏnh sn Qun Liờn Chiu. TP Nng.

STT CH TIấU n v KT QU
1 pH - 7,6
2 Cht rn l lng (SS) mg/l 14208
3 tro % 32,2
4 COD
Cr
mg/l 615
5 BOD
5
mg/l 150
6 NH
4
+
mg/l 438.9
7 PO
4
3+
mg/l 12.6

Bng 1: Kt qu phõn tớch mu bựn hot tớnh

Bỗnh serum
ng dỏựn nổồùc
ng õong 100 ml
ng dỏựn khờ
Dung dởch NaOH 25%
Bỗnh serum
Họựn hồỹp buỡn + nổồùc raùc
Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008

240
Qua bảng 1 ta thấy chất lƣợng bùn cấp vào có khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ
thành khí sinh học
- Sau khi bùn đƣợc phân tích xong thì tiến hành nạp bùn và nƣớc rác vào bình serum và
đánh số thứ tự các bình từ 1 đến 4, lần lƣợt cho vào mỗi bình theo tỉ lệ sau:

SST Loại nƣớc Serum 1 Serum 2 Serum 3 Serum 4 Serum 5
1 Bùn hoạt tính, ml 0 100 200 300 400
2 Nƣớc rỉ rác, ml 400 300 200 100 0

Bảng 2: Tỷ bùn hoạt tính và nước rỉ rác trong mỗi bình serum

Mô hình xác định tốc độ phân hủy kỵ khí nƣớc rỉ đƣợc vận hành trong 32 ngày tổng
lƣợng khí sinh ra đƣợc trình bày trong đồ thị 1 và đồ thị 2













Đồ thị 1: Sự thay đổi lượng khí sinh ra theo ngày

Chú thích: B
1
là đƣờng cong biểu diễn lƣợng khí sinh ra của serum 1
B
2
là đƣờng cong biểu diễn lƣợng khí sinh ra của serum 2
B
3
là đƣờng cong biểu diễn lƣợng khí sinh ra của serum 3
B
4
là đƣờng cong biểu diễn lƣợng khí sinh ra của serum 4

Thông qua đồ thị cho ta thấy lƣợng khí sinh ra ở cả 4 bình là không đều, lƣợng khí sinh
ra lớn nhất trong ngày là 37 ml (B4)













Đồ thị 2: Tổng lượng khí sinh ra trong 32 ngày

0
100
200
300
400
500
600
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31
Ngày
Thể tích khí
B1
B2
B3
B4
(ml)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33
Ngày
Thể tích khí
B1
B2

B3
B4
(ml)
Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008

241
- Đối với nƣớc thải thủy sản tỉ lệ bùn và nƣớc thải cũng tƣơng tự nhƣ nƣớc rác
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 5 10 15
Ngày
Thể tích khí
(ml)
S1
S2
S3
S4
S5

Đồ thị 3: Lượng khí sinh ra trong ngày của hỗn hợp bùn và nước thải thủy sản
0
50

100
150
200
250
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Ngày
Thể tích khí
(ml)
Series1
Series2
Series3
Series4
Series5

Đồ thị 4: Tổng lượng khí sinh ra trong 14ngày
Do mô hình xác định nƣớc thải thủy sản đang trong giai đoạn vận hành nên chƣa thể xác
định các thông số đầu ra
Kết quả thí nghiệm trên mô hình cho thấy lƣợng khí sinh ra ở bình số 4 là lớn nhất,
lƣợng khí sinh ra không đều và dao động trong khoảng từ 10 – 37 ml, thời gian sinh khí nhiều
nhất từ ngày thứ 13 đến 25, COD sau khi vận hành là 545 mg/l, hiệu suất chuyển hóa chất hữu
cơ đạt 72% theo COD và 87% theo BOD
5
, trong khi đó bình thứ 2 và 3 lƣợng khí sinh ra nhƣ
nhau, lƣợng khí chỉ bằng ½ lƣợng khí bình thứ 4. Hiệu suất chuyển hóa chất hữu cơ đạt 74%
theo COD và 85% theo BOD
5

3.2. Kiến nghị:
- Khi xử lý nƣớc rỉ rác nên chọn phƣơng pháp sinh hóa kỵ khí để xử lý bƣớc đầu
- Thời gian lƣu nƣớc trong các công trình xử lý bằng phƣơng pháp sinh hóa kỵ khí tốt

nhất trong khoảng 20 đến 25 ngày
- 1m
3
nƣớc rỉ rác với giá trị COD là 2000 mg/l thì sinh có thể sinh ra khoảng 1.3 m
3
khí
CH
4
trong vòng 32 ngày
- Tỉ lệ khí CH
4
trong hỗn hợp khí sinh học cao, có thể tận dụng lƣợng khí này để phục
vụ nhu cầu sinh hoạt của công nhân và ngƣời lao động tại bãi rác

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Lâm Minh Triết (2002), Xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp. Nhà xuất bản xây
dựng. Hà Nội
[2] Nguyễn Quang Khải (1995), Công nghệ khí sinh học. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
[3] Trần Văn Quang, Bài giảng Môn xử lý nước thải Khoa Môi trường, trƣờng đại học Bách
khoa Đà Nẵng.