Đang tải... (xem toàn văn)
Ảnh hưởng của bổ sung chất phụ gia tự nhiên đến khả năng sinh sản khí sinh học (Biogas) của phân lợn và chất lượng nước thải sau Biogas (LV thạc sĩ)Ảnh hưởng của bổ sung chất phụ gia tự nhiên đến khả năng sinh sản khí sinh học (Biogas) của phân lợn và chất lượng nước thải sau Biogas (LV thạc sĩ)Ảnh hưởng của bổ sung chất phụ gia tự nhiên đến khả năng sinh sản khí sinh học (Biogas) của phân lợn và chất lượng nước thải sau Biogas (LV thạc sĩ)Ảnh hưởng của bổ sung chất phụ gia tự nhiên đến khả năng sinh sản khí sinh học (Biogas) của phân lợn và chất lượng nước thải sau Biogas (LV thạc sĩ)Ảnh hưởng của bổ sung chất phụ gia tự nhiên đến khả năng sinh sản khí sinh học (Biogas) của phân lợn và chất lượng nước thải sau Biogas (LV thạc sĩ)Ảnh hưởng của bổ sung chất phụ gia tự nhiên đến khả năng sinh sản khí sinh học (Biogas) của phân lợn và chất lượng nước thải sau Biogas (LV thạc sĩ)Ảnh hưởng của bổ sung chất phụ gia tự nhiên đến khả năng sinh sản khí sinh học (Biogas) của phân lợn và chất lượng nước thải sau Biogas (LV thạc sĩ)Ảnh hưởng của bổ sung chất phụ gia tự nhiên đến khả năng sinh sản khí sinh học (Biogas) của phân lợn và chất lượng nước thải sau Biogas (LV thạc sĩ)Ảnh hưởng của bổ sung chất phụ gia tự nhiên đến khả năng sinh sản khí sinh học (Biogas) của phân lợn và chất lượng nước thải sau Biogas (LV thạc sĩ)
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THỊ MAI PHƯƠNG ẢNH HƯỞNG CỦA BỔ SUNG CHẤT PHỤ GIA TỰ NHIÊN ĐẾN KHẢ NĂNG SẢN SINH KHÍ SINH HỌC (BIOGAS) CỦA PHÂN LỢN VÀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI SAU BIOGAS LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN - 2015 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THỊ MAI PHƯƠNG ẢNH HƯỞNG CỦA BỔ SUNG CHẤT PHỤ GIA TỰ NHIÊN ĐẾN KHẢ NĂNG SẢN SINH KHÍ SINH HỌC (BIOGAS) CỦA PHÂN LỢN VÀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI SAU BIOGAS Chuyên ngành: Chăn nuôi Mã số: 60.62.01.05 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Giáo viên hướng dẫn: PGS TS Trần Thanh Vân TS Phạm Hùng Cường THÁI NGUYÊN - 2015 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Luận văn hoàn thành với trợ giúp kinh phí của: Đề tài cấp Nhà nước: “Nghiên cứu ứng dụng giải pháp khoa học công nghệ chăn nuôi lợn công nghiệp nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường” Thời gian thực hiện: từ năm 2011 đến năm 2014 Chủ trì đề t i: P S TS h ng quan chủ trì: Viện Chăn nuôi ự án H p tá quố t với Đ n Mạ h: Tối ưu hóa sản xuất khí sinh học thân thiện với môi trường từ phân gia súc nhằm giảm thiểu khí phát thải gây hiệu ứng nhà kính - SUSANE II Thời gian thực hiện: từ năm 2011 đến năm 2014 iám đốc dự án: PGS TS h ng quan chủ trì: Viện hăn nuôi Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan l công trình nghiên cứu riêng Các tài liệu, kết luận văn l trung thực ngu n gốc r r ng v chưa c công bố công trình nào./ Thái Nguyên, ngày tháng năm 2015 Tác giả Nguyễn Th M i Phư ng Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn ii LỜI C M ƠN Em xin bày tỏ lòng biết n sâu sắc tới thầy giáo: PGS.TS Trần Thanh Vân, người thầy hướng dẫn khoa học quan tâm tận tình hướng dẫn em để hoàn thành luận văn n y; Em xin chân th nh cám n tới TS Phạm Hùng ường tận tình hướng dẫn em suốt trình l m đề tài cán bộ, nhân viên Viện hăn Nuôi Quốc Gia, tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt thời gian học tập Viện; Tôi c ng xin chân th nh cám n tập thể cán bộ, nghiên cứu viên kỹ thuật viên Bộ môn Môi trường hăn nuôi; Trung tâm Thực nghiệm Bảo t n vật nuôi - Viện hăn nuôi giúp đỡ cho trình thực đề tài; Em xin trân trọng cám n tới Ban Giám hiệu trường Đại học Nông Lâm, thầy giáo cô giáo Khoa hăn nuôi thú y Phòng Quản lý đ o tạo sau đại học Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên tạo điều kiện cho em hoàn thành luận văn n y Nhân dịp n y c ng xin gửi lời cám n tới lãnh đạo, bạn bè v đ ng nghiệp công tác Viện hăn nuôi Quốc gia; Bộ môn Môi trường hăn nuôi; n i l m việc động viên tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian làm việc, học tập nghiên cứu khoa học c quan; Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết n tới gia đình bên cạnh động viên hỗ trợ để hoàn thành khóa học./ Trân trọng cám n! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2015 Tác giả Nguyễn Th M i Phư ng Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI C M ƠN ii ANH MỤC CH VIẾT TẮT V HIỆU v ANH MỤC ẢNG vi ANH MỤC HÌNH vii MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN T I LIỆU 1 Tình hình chăn nuôi lợn giới v iệt Nam 1 Tình hình chăn nuôi lợn giới 1 Tình hình chăn nuôi lợn iệt Nam .3 Đ c điểm chất thải chăn nuôi lợn .5 Hiện trạng v dự báo quản lý chất thải chăn nuôi lợn iệt Nam Một số biện pháp quản lý chất thải chăn nuôi lợn 1.4.1 Sử dụng chất thải rắn để nuôi giun 1.4.2 Xử lý chất thải dung dịch vi sinh vật hữu ích .10 1.4.3 Xử lý chất thải rắn phư ng pháp ủ phân hữu c 10 1.4.4 Xử lý chất thải hệ thống hầm biogas 10 1.5 Sử dụng công nghệ h sinh học để quản lý chất thải chăn nuôi lợn .11 Khái quát công nghệ h sinh học 11 1.5.2 C sở lý thuyết công nghệ sản xuất biogas .12 1.5.3 Những yếu tố ch nh ảnh hưởng tới trình sinh h methane 12 154 ác công nghệ biogas phát triển iệt Nam 13 5 Một số biện pháp nâng cao xử lý biogas .15 Đ c điểm v mục đ ch sử dụng chất thải sau biogas 16 1.6 C sở hoa học việc b sung số chất phụ gia tự nhiên .18 161 ịch cỏ 18 162 ùn ao tù 19 1.6.3 Nước thải sau biogas 20 Tình hình nghiên cứu nước v ngo i nước 20 Tình hình nghiên cứu ngo i nước 20 Tình hình nghiên cứu nước 21 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn iv CHƯƠNG N I UNG V PHƯƠNG PH P NGHI N CỨU 24 Đối tượng nghiên cứu .24 2.2 Thời gian địa điểm nghiên cứu 24 2.3 Nội dung nghiên cứu 24 2.4 S đ nghiên cứu 24 2.5 Phư ng pháp nghiên cứu 25 251 ố tr th nghiệm 25 Lấy mẫu v bảo quản mẫu nước thải 27 2.5.3 Phư ng pháp phân tích mẫu nước thải 27 2.5.4 Phư ng pháp xác định thể t ch h biogas 28 2.5.5 Phư ng pháp xác định n ng độ h methane v th nh phần h biogas .28 2.5.6 Phư ng pháp xử lý số liệu 28 CHƯƠNG ẾT QUẢ NGHI N CỨU V THẢO LUẬN 29 Khả sinh h biogas hi b sung số chất phụ gia hác 29 Khả sinh h methane hi b sung số chất phụ gia hác .31 3 Kết phân t ch số th nh phần nước thải sau biogas 33 3 Nhiệt độ nước thải đầu v o v đầu 33 3.3.2 pH nước thải đầu v o v đầu 34 3.3.3 Vật chất khô nước thải đầu v o v đầu 36 3.3.4 Chất rắn dễ bay h i nước thải đầu v o v đầu 37 3.3.5 Oxy hóa học nước thải đầu v o v đầu 38 3.3.6 Oxy sinh học nước thải đầu v o v đầu 39 3.3.7 Nit nước thải đầu v o v đầu .40 3.3.8 Phospho nước thải đầu v o v đầu 41 3.3.9 Coliform nước thải đầu v o v đầu 42 Tiềm sinh h lại nước thải sau biogas .44 3.4.1 Hàm lượng chất rắn dễ bay h i nước thải sau biogas 44 3.4.2 Tiềm sinh h biogas v methane mùa đông v mùa hè 44 ẾT LUẬN V Đ NGHỊ 49 T I LI U THAM HẢO 50 PHỤ LỤC Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn v ANH MỤC CH VIẾT TẮT V HIỆU TS (Total Solid) T ng h m lượng chất rắn COD (Chemical Oxygen Demand) Nhu cầu oxy hóa học BOD (Biological Oxygen Demand) Nhu cầu oxy sinh học VS (Volatile Solid) Chất rắn dễ bay h i SS (Suspended Solid) Chất rắn l lửng Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn vi ANH MỤC ẢNG Bảng 1 Số lượng lợn nuôi giới Bảng Số lượng lợn nuôi quốc gia hu vực Đông Nam Bảng 1.3 Lượng dinh dưỡng c 1m3 chất thải Bảng Đ c điểm chất thải chăn nuôi lợn Bảng Một số th nh phần chất thải sau biogas số loại phân 16 Bảng Một số th nh phần dịch cỏ cừu ăn h u phần hác 18 Bảng 2.1 T lệ phối trộn phân nước tiểu phụ gia v nước công thức 25 Bảng Khả sinh h biogas điều iện mùa hè 29 Bảng Khả sinh h biogas điều iện mùa đông 30 Bảng 3 Khả sinh h methane điều iện mùa hè 32 Bảng Khả sinh h methane điều iện mùa đông 32 Bảng Nhiệt độ nước thải trước biogas v sau biogas mùa hè 33 Bảng Nhiệt độ nước thải trước biogas v sau biogas mùa đông 34 Bảng 3.7 pH nước thải trước biogas v sau biogas mùa hè 35 Bảng 3.8 pH nước thải trước biogas v sau biogas mùa đông 35 Bảng 3.9 Vật chất khô nước thải trước biogas v sau biogas mùa hè 36 Bảng 3.10 Vật chất khô nước thải trước biogas v sau biogas mùa đông 36 Bảng 3.11 Chất rắn dễ bay h i nước thải trước biogas v sau biogas mùa hè l t g 37 Bảng 3.12 Chất rắn dễ bay h i nước thải trước biogas v sau biogas mùa đông l t g 37 Bảng 3.13 Oxy hóa học nước thải trước biogas v sau biogas mùa hè mg l 38 Bảng 3.14 Oxy hóa học nước thải trước biogas v sau biogas mùa đông mg l 39 Bảng 3.15 Oxy sinh học nước thải trước biogas v sau biogas mùa hè mg l 39 Bảng 3.16 Oxy sinh học nước thải trước biogas v sau biogas mùa đông mg l 40 Bảng 3.17 Nit nước thả i trước biogas v sau biogas mùa hè mg l 40 Bảng 3.18 Nit nước thải trước biogas v sau biogas mùa đông mg l 41 Bảng 3.19 Phospho nước thải trước biogas v sau biogas mùa hè mg l 41 Bảng 3.20 Phospho nước thải trước biogas v sau biogas mùa đông mg l 42 Bảng 3.21 Coliform nước thải trước biogas v sau biogas mùa hè 1000 cfu ml 43 Bảng 3.22 Coliform nước thải trước biogas v sau biogas mùa đông 1000 cfu ml 43 Bảng 3.23 Kết phân t ch chất rắn dễ bay h i (%) nước thải sau biogas 44 Bảng 24 Khả sinh h biogas v methane mùa đông 45 Bảng 25 Khả sinh h biogas v methane mùa hè 46 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn vii ANH MỤC HÌNH Hình 1 iễn biến số lượng lợn nuôi iệt Nam từ năm 2009 đến 2013 Hình 1.2 Lượng CO2 phát thải từ sản xuất nông nghiệp iệt Nam năm 2011 v dự báo đến năm 2030 30 .8 Hình Phát thải h O2 từ hâu quản lý chất thải số động vật nuôi iệt Nam năm 2012 30 Hình Phát thải h O2 từ quản lý chất thải chăn nuôi lợn iệt Nam giai đoạn từ năm 2009 - 2012, dự báo đến năm 2030 v 2050 30 .9 Hình 1.5 S đ trình lên men tạo h methane 12 Hình 2.1 S đ nghiên cứu cho nội dung 24 Hình 2.2 S đ nghiên cứu cho nội dung 25 Hình Đ thị t ch l y biogas mùa đông ml 45 Hình Đ thị t ch l y biogas mùa đông ml g S 45 Hình 3 Đ thị t ch l y H4 mùa đông ml .46 Hình Đ thị t ch l y H4 mùa đông ml g S 46 Hình Đ thị t ch l y biogas mùa hè ml 47 Hình Đ thị t ch l y biogas mùa hè ml g S 47 Hình Đ thị t ch l y H4 mùa hè ml 48 Hình Đ thị t ch l y H4 mùa hè 48 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 45 sinh kh Bảng Ch tiêu iog s m th n mù ông CT1 (n=9) CT2 (n=9) CT3 (n=9) CT4 (n=9) CT5 (n=9) T ch l y biogas (ml) 233,70a ± 49,10 222,39a ± 19,87 211,44a ± 23,88 149,67b ± 24,07 128,10b ± 30,40 Năng suất sinh h biogas (ml/g VS) 125,00a ± 33,70 103,36a ± 12,53 122,02a ± 19,57 73,38b ± 19,83 57,86b ± 12,40 T ch l y CH4 (ml) 71,94a ± 19,07 62,89a ± 10,56 58,54a ± 7,96 42,20b ± 8,09 36,03b ± 7,06 Năng suất sinh h CH4 (ml/g VS) 38,28a ± 11,85 28,88a ± 2,67 33,72a ± 5,66 20,70b ± 6,22 16,31b ± 2,99 Theo h ng ng ng, ố t ung nh m ng h khác sai khác gi húng ngh thống kê (P0 05 với CT4 (b sung nước thải sau biogas); mùa hè tiềm sinh h methane thấp công thức CT4 (b sung nước thải sau biogas Như điều kiện ết mùa thể xu hướng b sung nước thải sau biogas vào nguyên liệu nạp khả xử lý tốt h n tiềm sinh khí methane lại nước thải c ng thấp h n Theo Thygesen Ole cs., (2014) [55] nước thải sau biogas tiềm sản sinh h methane đáng ể, việc tái sử dụng nước thải sau biogas c ng s có tác dụng tăng cường khả sinh khí biogas xử lý chất thải chăn nuôi Bảng Ch tiêu sinh kh CT1 (n=9) a iog s m th n mù h CT2 (n=9) b CT3 (n=9) CT4 (n=9) ab CT5 (n=9) T ch l y biogas (ml) 90,60 ± 31,70 53,56 ± 23,00 56,78 ± 24,79 74,67 ± 23,12 61,83ab ± 28,00 Năng suất sinh h biogas (ml/g VS) 48,85a ± 17,37 34,74a ± 16,26 29,46a ± 13,43 30,54a ± 13,97 36,83a ± 15,46 T ch l y H4 (ml) 20,42a ± 8,63 7,28b ± 3,60 7,78b ± 2,27 9,72b ± 5,85 9,27b ± 4,73 Năng suất sinh h CH4 (ml/g VS) 11,25a ± 4,93 4,57b ± 1,72 4,10b ± 1,36 3,58b ± 1,70 5,52b ± 2,61 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN ab http://www.lrc.tnu.edu.vn 47 Theo h ng ng ng, thống kê (P