Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

Tải bản đầy đủ - 0trang

đến 4. Dựa theo biểu đồ ta thấy pH giảm nhiều nhất là bình S25 pH giảm

đến 4,8 vào ngày thứ 2 chứng tỏ quá trình thủy phân và axit hóa diễn ra

tốt. pH giảm ít nhất là S100, pH của thí nghiệm này chỉ giảm đến 6,7 vào

ngày thứ 2.

 Ở giai đoạn sau của q trình thí nghiệm, từ ngày thứ 3 trở đi pH của các

thí nghiệm đều tăng lên và ổn định từ ngày thứ 6 là do sau khi kết thúc

quá trình thủy phân, axit hóa và acetat hóa thì q trình kỵ khí sẽ diễn ra

q trình metan hóa, chuyển hóa acetat và H 2 thành CH4 và CO2. Quá trình

này diễn ra mạnh làm cho pH bắt đầu tăng lên, giai đoạn sau này thì các

q trình thủy phân, axit hóa và acetat hóa sẽ diễn ra ít lại làm cho pH trở

nên ổn định hơn. Lúc này pH của 4 bình thí nghiệm đều nằm trong khoảng

6,6 – 7,3 . pH này thích hợp cho hoạt động của vi khuẩn sinh metan, làm

cho quá trình sinh metan diễn ra mạnh hơn.

4.1.2 Kết quả phân tích VS





Object 5



 Hình 4.14 Kết quả phân tích hàm lượng VS thí nghiệm theo mẻ.

 Kết quả phân tích hàm lượng VS của các bình thí nghiệm thể hiện trên

hình 4.2, cho thấy hàm lượng VS của các bình thí nghiệm đều giảm trong

suốt q trình thí nghiệm. Ở S25, S50, S75 có hàm lượng VS giảm mạnh

vào những ngày đầu, đến khoảng ngày thứ 7 thì giảm ít hơn và ổn định



hơn. Riêng ở S100 có sự khác biệt, hàm lượng VS giảm đều liên tục trong

suốt q trình thí nghiệm.

 Chỉ riêng 7 ngày đầu lượng VS loại bỏ cao nhất là ở bình thí nghiệm S25

giảm được 75300mg/l, tiếp theo là S50 giảm 50200 mg/l, S75 giảm

38550 mg/l. S100 thì mức VS loại bỏ ổn định khoảng 14000 mg/l trong

suốt thí nghiệm.

 Xét trong suốt q trình thí nghiệm, hàm lượng VS ở S25 giảm nhiều nhất

là 77201 mg/l, tiếp theo là S100 giảm 69390 mg/l, S50 giảm 51046 mg/l,

S75 giảm 40107 mg/l.

4.1.3 Kết quả phân tích COD





Object 7



 Hình 4.15 Kết quả phân tích COD thí nghiệm theo mẻ.

 COD (Chemical Oxygen Demand - nhu cầu oxy hóa học) là lượng oxy

cần thiết để oxy hoá các hợp chất hoá học, COD được dùng để xác định

mức độ ô nhiễm của các hợp chất bao gồm cả hữu cơ và chất vô cơ. Hàm

lượng COD có ảnh hưởng đến q trình sinh học kỵ khí, COD càng cao

thì khả năng sinh khí của hỗn hợp càng cao.



 Trong q trình thí nghiệm, COD của các bình thí nghiệm đều có xu

hướng giảm mạnh ở giai đoạn đầu, từ ngày 1 đến ngày 4 hàm lượng COD

ở S50 giảm mạnh nhất, giảm tới 4000mg/l (10360mg/l xuống 6360mg/l),

sau đó là S25 giảm 3200 mg/l (12320mg/l còn 9120mg/l), S75 giảm

1160mg/l (6760mg/l xuống 5600 mg/l), và có mức giảm thấp nhất là S100

với chỉ giảm 680 mg/l (4200mg/l xuống 690 mg/l). Kể từ ngày thứ 4 của

thí nghiệm ta thấy mức giảm của COD của các bình thí nghiệm thấp hơn

và tương đối ổn định.

 Xét trong suốt quá trình thí nghiệm có thể dễ dàng nhận thấy hiệu quả xử

lý COD của S50 là cao nhất, xử lý được 6760 mgCOD/l, S100 chỉ xử lý

được 2860 mgCOD/l, còn S25 thì xử lý được 4280 mg/l, thấp nhất là S75

xử lý được 2100mg/l.

4.1.4 Kết quả phân tích TP





Object 9



 Hình 4.16 Kết quả phân tích photpho thí nghiệm theo mẻ.

 Nhìn chung trong suốt q trình thí nghiệm ta nhận thấy sự biến động hàm

lượng photpho trong 4 bình thí nghiệm đều có xu hướng tăng lên ở giai

đoạn đầu sau đó đạt mức tối đa ở ngày thứ 7, khoảng thời gian này là thời

gian cần thiết để vi sinh vật có thể chuyển hóa các hợp chất photpho hữu



cơ từ trong hỗn hợp bùn và rác sang dạng photpho hòa tan mà sinh sinh

vật có thể hấp thụ được, khoảng thời gian sau đó thì photpho sẽ được vi

sinh vật hấp thụ, chuyển hóa thành các thành phần tế bào nên lượng

photpho đã bắt đầu giảm xuống.

 Từ ngày 7 đến cuối thí nghiệm ta thấy lượng Photpho ở S25 giảm được

nhiều nhất là 206,4 mg/l, tiếp theo là S50, S75, S100 với mức giảm tương

ứng là 130,9 mg/l, 103 mg/l, 31,1mg/l.

4.1.5 Kết quả phân tích TN





Object 11



 Hình 4.17 Kết quả phân tích nitơ thí nghiệm theo mẻ.

 Tương tự như sự biến động hàm lượng photpho hàm lượng nitơ ở đây

cũng tăng nhanh vào những ngày đầu của thí nghiệm (đây là giai đoạn vi

sinh chuyển hóa lượng nitơ hữu cơ từ bùn và rác thành các dạng nitơ hòa

tan) những ngày sau đó mới bắt đầu giảm xuống (là do vi sinh vật đã

chuyển hóa nitơ đã chuyển hóa thành các thành phần tế bào). Nhưng ở đây

có chút khác biệt là hàm lượng nitơ của S75 và S100 lại đạt giá trị cao

nhất vào ngày thứ 4, còn S25 và S100 lại cao nhất vào ngày thứ 7. Sự

khác nhau này có lẽ là do tỉ lệ phối trộn có ảnh hưởng đến q trình phân

hủy của nitơ.



 Xét về lượng nitơ đã xử lý được trong suốt q trình thí nghiệm thì ta thấy

lượng nito đã giảm nhiều nhất là S25 với mức giảm 59,2 mg/l, tiếp theo là

S100 đã giảm 54,5 mg/l, S50 là 49,1 mg/l và S75 là 46,1 mg/l.

4.1.6 Kết quả phân tích VFAs





Object 13



 Hình 4.18 Kết quả phân tích hàm lượng VFAs trong thí nghiệm theo

mẻ.

 Ta nhận thấy hàm lượng VFAs của cả 4 bình thí nghiệm đều cao ở những

ngày đầu sau đó giảm dần. Bởi vì các VFAs là bao gồm các axit hữu cơ

bay hơi như axit acetic, axit propionic,... đây là sản phẩm của giai đoạn

của q trình axit hóa, là ngun liệu cho q trình axetat hóa, sinh mêtan

của q trình sinh học kỵ khí. Khi q trình sinh metan diễn ra thì VFAs

bắt đầu giảm mạnh, vào cuối thì lượng khí sinh ra thấp hơn nên lượng

VFAs giảm ít hơn, ổn định hơn. Lượng VFAs giảm nhiều nhất là S50 là

1609,49 mg/l, tiếp theo là S100 với 1416,27 mg/l, S25 là 1241,95 mg/l,

S75 là 887,72 mg/l.



4.1.7 Các chỉ tiêu khác





Object 15



 Hình 4.19 Thể tích biogas tích lũy thí nghiệm theo mẻ.

 Ta nhận thấy lượng khí biogas tích lũy ở S50 đạt giá trị cao nhất là 32480

ml, trong khi các bình thí nghiệm S25, S75, S100 chỉ đạt sản lượng biogas

tích lũy tương ứng là 24720 ml, 14450 ml, 11155 ml. Sự diễn biến của

lượng khí biogas tích lũy của S50, S25, S75 là tặng mạnh ở giai đoạn đầu

sau đó bắt đầu tăng chậm hơn, sự diễn biến này là do tính chất của q

trình ni cấy theo mẻ, theo thời gian thì lượng thức ăn cung cấp cho vi

sinh vật kỵ khí đã dần cạn kiệt nên lượng khí biogas sinh ra càng ngày

giảm. Còn ở S100 thì lượng lượng biogas tích lũy lại tăng liên tục, có thể

là do quá trình phân hủy của bùn tương đối chậm, lượng chất hữu cơ phân

hủy hằng ngày tương đối thấp, nên quá trình sinh metan sẽ diễn ra chậm

và kéo dài.







Object 17



 Hình 4.20 Hàm lượng %CH4 trong biogas ở thí nghiệm theo mẻ.





Object 20



 Hình 4.21 Hàm lượng %CO2 trong biogas ở thí nghiệm theo mẻ.







Object 23



 Hình 4.22 Hàm lượng % các khí khác trong biogas ở thí nghiệm theo

mẻ.

 Thành phần của biogas chủ yếu là CH 4 và CO2. Hàm lượng CH4 có ảnh

hưởng lớn giá trị sử dụng của khí biogas, hàm lượng biogas có hàm lượng

CH4 cao sẽ giá trị năng lượng cao hơn. Hàm lượng CH 4 ,CO2, các khí khác

ở các bình thí nghiệm được biểu diễn trên hình. Ta thấy hàm lượng CH 4,

CO2 biogas ở các bình thí nghiệm tương đối thấp vào 3 ngày đầu vì đây là

giai đoạn diễn ra các quá trình thủy phân, axit hóa, acetat hóa của q

trình kỵ khí, sản phẩm của q trình này là H2, cộng với lượng khí nitơ

còn sót lại từ q trình đẩy khí oxy ra ngồi, q trình metan hóa diễn ra

còn ít nên hàm CH4, CO2 ở giai đoạn này tương đối thấp và hàm lượng khí

khác tương đối cao, giai đoạn sau thì q trình metan hóa đã diễn ra mạnh

mẽ hơn nên hàm lượng CH4, CO2 bắt đầu tăng lên và ổn định hơn, các khí

khác cũng giảm xuống. Hàm lượng CH4 của các bình thí nghiệm tương

đối cao khoảng 60 – 70%, hàm lượng CH4 đạt cao nhất là 69,57 % của

bình S100,thứ 2 là S50 với hàm lượng 68,55%, còn bình S25 thì có thể

nhận ra là hàm lượng CH4 ln thấp hơn so với các bình S50, S75, S100.

Hàm lượng CO2 của các bình thí nghiệm tương đối thấp dao động từ

19,16% đến 37,28%.







Object 25



 Hình 4.23 Năng suất CH4 từ thí nghiệm theo mẻ.

 Năng suất CH4 được tình đựa trên thể tích VS loại bỏ, nó đặc trưng cho

khả năng sinh khí tạo thành CH 4 của hỗn hợp trong bình thí nghiệm. Nhìn

chung trong cả 4 bình thí nghiệm thì năng suất CH 4 đều có xu hướng tăng

nhanh lên ở những ngày đầu, sau đó năng suất bắt đầu ổn định hơn.

 Năng suất CH4 ở S50 đạt giá trị cao nhất, nó có thể lên đến 340

mlCH4/gVSloại bỏ chỉ sau 7 ngày thí nghiệm và giai đoạn sau thì ở khoảng

350 mlCH4/ gVSloại bỏ.

 Năng suất CH4 ở S25, S75 thì lại gần như là bằng nhau, nó tăng lên đến

giá trị ổn định 145mlCH4/ gVSloại bỏ chỉ sau 4 ngày, ngắn hơn so với S50.

 Riêng ở S100 ta có thể nhận thấy sự khác biệt so với các bể còn lại, nó có

xu hướng tăng liên tục trong suốt quá trình thí nghiệm. Năng suất cao nhất

105,8 mlCH4/ gVSloại bỏ.



 Từ đó ta có thể kết luận hiệu quả sinh khí của S50 đạt cao nhất so với các

tỉ lệ thí nghiệm, có thể đạt 3,5 lần so với S100, gắp 2,3 lần so với S25 và

S75.

4.1.8 Nhận xét phần thí nghiệm theo mẻ

 Dựa trên những kết quả phân tích thu được trong suốt q trình thí nghiệm

theo mẻ ta có một số nhận xét sau:

 Khi xử lý kết hợp bùn và rác thải hữu cơ sẽ đem lại hiệu quả xử lý chất

dinh dưỡng và thu được lượng khí cao hơn so với chỉ xử lý đơn lẻ.

 Bình thí nghiệm S50 cho ta thấy được hiệu quả xử lý các chất dinh dưỡng

cao hơn các tỉ lệ phối trộn còn lại, hiệu quả xử lý COD đạt 4000mg/l

(đứng thứ 1), hiệu quả xử lý photpho là 130,9 mg/l ( đứng thứ 2), hiệu quả

xử lý nito là 49,1 mg/l, hiệu quả xử lý VS lên đến 51060 mg/l (đứng thứ

3), hiệu quả loại bỏ VFAs lên đến 1609,49 mg/l (đứng thứ 1). Lượng khí

sinh ra và năng suất ở S50 cũng cao hơn so với các tỉ lệ khác, sản lượng

tích lũy đứng đầu là 32480 ml, năng suất CH 4 cũng cao hơn các tỉ lệ còn

lại với trung bình là 350 mlCH4/gVSloại bỏ.

 Từ kết luận trên, tiến hành thí nghiệm đồng xử lý kỵ khí bùn thải sinh học

và rác hữu cơ với thí nghiệm liên tục chọn tỉ lệ phối trộn ở S50. Để đối

chứng kết quả thí nghiệm nên bình S100 cũng được chọn để tiến hành thí

nghiệm liên tục.



4.2 Kết quả vận hành mơ hình xử lý kị khí bán liên tục

4.2.1 Kết quả phân tích pH





Object 27



 Hình 4.24 Kết quả phân tích pH thí nghiệm liên tục.



pH của cả 2 bình đều dao động trong khoảng cho phép cho sự phát triển

của vi sinh vật kỵ khí (6,5 – 8,5). pH thấp có ảnh hưởng bất lợi đến hoạt động của vi

sinh vật kỵ khí. Điều kiện tối ưu cho bể phản ứng kỵ khí là pH = 7,0 – 7,2.



Khi tải lượng là 2 kgVS/m3.ngày và 4 kgVS/m3.ngày thì pH ở cả 2 bình

tương đối ổn định, sự biến động nằm trong giá trị pH cho phép. Nhưng khi tăng tải

lượng lên 6 kgVS/m3.ngày thì trong giai đoạn đầu pH có sự biến động bất thường,

khơng ổn định, ở giai đoạn sau thì bắt đầu ổn định lại. Nguyên nhân của sự thay đổi

này là do tải trọng tăng đột, vi sinh vật kỵ khí bị sốc tải trọng, chưa kịp thích nghi với

tải lượng mới, dần dần thì vi sinh vật mới thích nghi được, lúc đó thì pH sẽ ổn định

hơn.



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×