Khảo sát khả năng sinh khí metan CH4 từ phân heo và lục bình trong công nghệ môi trường

LỜI CÁM ƠN

TÓM TẮT

ABSTRACT

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1. Đặt vấn đề

1.2. Mục tiêu nghiên cứu

1.3. Nhiệm vụ nghiên cứu

1.4. Phương pháp nghiên cứu

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ TỔNG QUAN

2.1. Khái niệm cơ bản về biogas

2.2. Khả năng sinh khí metan từ phân heo và lục bình

2.3. Các phương pháp xử lý lục bình

2.4. Tổng quan các nghiên cứu liên quan

3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Kết quả điều tra nhu cầu thiết bị sản xuất biogas

3.1.1. Thông tin về cuộc điều tra

3.1.2. Nhu cầu hầm ủ biogas

3.1.3. Mức độ hài lòng với thiết bị sản xuất biogas

3.1.4. Kết quả thăm dò ý kiến

3.2. Kết quả thí nghiệm theo mẻ và bán liên tục

3.2.1. Kết quả phân tích các chỉ tiêu nguyên liệu đầu vào

3.2.2. Kết quả thí nghiệm nạp theo mẻ

3.2.3. Biến đổi thể tích biogas sản sinh theo thời gian

3.2.4. Thành phần khí trong biogas

3.2.5. Nghiên cứu sự thay đổi của các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh khí

3.2.6. Năng suất sinh khí

3.2.7. Kết quả thí nghiệm nạp bán liên tục

3.2.7.1. Biến đổi thể tích biogas theo thời gian

3.2.7.2. Thành phần khí trong biogas

3.2.7.3. Sự thay đổi của các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh khí

3.2.7.4. Năng suất sinh khí

3.3. Kết quả thí nghiệm tương tự về khả năng sinh khí metan từ phân heo, lục bình và một số ứng dụng

3.3.1. Thành phần hoá học nguyên liệu dùng trong các thí nghiệm và ứng dụng

3.3.2. Khả năng sinh khí metan từ lục bình tươi trong điều kiện nạp bán liên tục

3.3.3. Khả năng sinh khí metan từ nước ép lục bình trong điều kiện nạp bán liên tục

3.3.4. Mô hình thí điểm tại hầm biogas 100 lít

3.3.5. Mô hình ứng dụng trên hầm ủ nông hộ

4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ

PHỤ LỤC I: Kết quả thí nghiệm nạp theo mẻ và nạp bán liên tục

PHỤ LỤC II: Một số hình ảnh trong quá trình thí nghiệm

PHỤ LỤC III: Số liệu vận hành hầm ủ biogas 100 lít

PHỤ LỤC IV: Xử lý số liệu điều tra nhu cầu thiết bị sản xuất biogas tại Hậu Giang bằng phần mềm SPSS

PHỤ LỤC V: Các bảng câu hỏi phỏng vấn điều tra nhu cầu thiết bị sản xuất biogas tại Hậu Giang

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH

I. Khả năng sinh khí metan từ phân heo và lục bình

Nghiên cứu tập trung vào khả năng sinh khí metan từ việc phối trộn phân heo và lục bình trong điều kiện lên men yếm khí. Phân heo và lục bình được xử lý theo các phương pháp khác nhau để đánh giá hiệu quả sinh khí. Kết quả cho thấy, lục bình xử lý theo phương pháp C2 (lấy cả nước và bã sau thủy phân) cho năng suất sinh khí CH4 cao nhất. Phân hủy kỵ khí của hỗn hợp này không chỉ giúp xử lý chất thải mà còn tạo ra nguồn năng lượng tái tạo.

1.1. Phương pháp xử lý lục bình

Ba phương pháp xử lý lục bình được áp dụng: C1 (lấy nước sau thủy phân), C2 (lấy cả nước và bã), C3 (lấy nước và bã giã dập). Kết quả cho thấy C2 hiệu quả nhất, tạo ra lượng khí sinh học cao hơn so với C1 và C3. Phương pháp này phù hợp với công nghệ môi trường hiện đại, giúp tối ưu hóa quá trình sinh khí CH4.

1.2. Tỷ lệ phối trộn phân heo và lục bình

Nghiên cứu đánh giá các tỷ lệ phối trộn khác nhau giữa phân heo và lục bình. Tỷ lệ 50% phân heo + 50% lục bình cho năng suất sinh khí CH4 cao nhất. Điều này khẳng định tiềm năng của lục bình như một nguồn nguyên liệu sinh học bổ sung, đặc biệt khi nguồn phân heo không đủ.

II. Ứng dụng trong công nghệ môi trường

Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc bảo vệ môi trường và tái chế chất thải. Việc sử dụng lục bình làm nguyên liệu bổ sung giúp duy trì hoạt động của hầm ủ biogas, đặc biệt ở các hộ chăn nuôi nhỏ lẻ. Sản xuất năng lượng xanh từ khí sinh học không chỉ giảm thiểu ô nhiễm mà còn cung cấp nguồn năng lượng thay thế cho các hộ gia đình.

2.1. Hiệu quả trong xử lý chất thải

Quá trình phân hủy kỵ khí của phân heo và lục bình giúp xử lý chất thải hiệu quả, giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Đây là giải pháp bền vững cho các khu vực nông thôn, nơi chất thải chăn nuôi thường không được xử lý đúng cách.

2.2. Tiềm năng sản xuất năng lượng

Nghiên cứu khẳng định tiềm năng của lục bình trong việc sản xuất năng lượng xanh. Việc tận dụng nguồn nguyên liệu sinh học này không chỉ giúp giảm chi phí năng lượng mà còn góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

III. Kết quả và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy, lục bình xử lý theo phương pháp C2 cho năng suất sinh khí CH4 cao nhất, đạt 177 L/kg ODM. Tỷ lệ phối trộn 50% phân heo + 50% lục bình cũng cho kết quả tối ưu. Nghiên cứu này khẳng định tiềm năng ứng dụng lục bình trong công nghệ môi trường, đặc biệt ở khu vực Đồng bằng sông Cửu Long.

3.1. So sánh các phương pháp xử lý

Phương pháp C2 cho năng suất sinh khí CH4 cao hơn so với C1 và C3. Điều này cho thấy việc tận dụng cả nước và bã lục bình sau thủy phân là hiệu quả nhất. Phương pháp này cũng giảm thiểu công sức xử lý so với C3.

3.2. Ứng dụng thực tế

Nghiên cứu khẳng định, lục bình có thể được sử dụng làm nguồn nguyên liệu sinh học bổ sung trong hầm ủ biogas khi nguồn phân heo không đủ. Điều này mở ra hướng đi mới trong việc tái chế chất thải và sản xuất năng lượng xanh ở các hộ chăn nuôi nhỏ lẻ.

Luận Văn Thạc Sĩ: Khảo Sát Khả Năng Sinh Khí Metan CH4 Từ Phân Heo Và Lục Bình