Luận án Nghiên cứu sản xuất khí sinh học từ rơm và lục bình

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT KHÍ SINH HỌC TỪ RƠM VÀ LỤC BÌNH

Ngành:

Môi trường đất và nước (Mã ngành: 62440303)

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án "NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT KHÍ SINH HỌC TỪ RƠM VÀ LỤC BÌNH" thuộc chuyên ngành Môi trường đất và nước được thực hiện nhằm giải quyết vấn đề lãng phí nguồn sinh khối rơm và lục bình ở Đồng bằng sông Cửu Long. Các nguồn này thường bị đốt bỏ gây ô nhiễm môi trường, hoặc phát triển dày đặc gây cản trở giao thông thủy và nuôi trồng thủy sản, trong khi chúng có tiềm năng lớn để sản xuất năng lượng phi tập trung. Mục tiêu chính của luận án là tìm ra phương pháp đơn giản, có khả năng áp dụng ở điều kiện nông hộ để chuyển đổi rơm và lục bình thành khí sinh học.

Nghiên cứu đã khảo sát lượng rơm dư thừa và khả năng tăng trưởng của lục bình tại Đồng bằng sông Cửu Long. Đồng thời, xác định ảnh hưởng của các phương pháp tiền xử lý sinh học đơn giản, kích cỡ nguyên liệu nạp và tỷ lệ phối trộn rơm/lục bình với phân heo lên hiệu suất sinh khí và chất lượng khí sinh học trong điều kiện in vitro. Cuối cùng, thử nghiệm sử dụng rơm và lục bình để sản xuất khí sinh học trên mô hình túi ủ polyethylene (PE) ở quy mô nông hộ trong điều kiện in vivo.

Những đóng góp mới của luận án bao gồm việc xác định tiền xử lý bằng nước thải sau biogas và bùn đáy ao là phương pháp đơn giản, hiệu quả để đẩy nhanh quá trình sinh khí. Kích cỡ rơm và lục bình từ không cắt đến 1cm không ảnh hưởng đáng kể đến khả năng sinh khí. Tỷ lệ phối trộn 50%-60% rơm với 50% phân heo, và 40%-60% lục bình với phân heo cho tổng lượng khí mê-tan tích dồn cao nhất. Quan trọng hơn, việc sử dụng rơm và lục bình làm nguyên liệu nạp bổ sung với tỷ lệ 50% (tính theo VS) trên túi ủ polyethylene quy mô nông hộ không ảnh hưởng đến khả năng sinh khí và hiệu suất so với túi ủ truyền thống chỉ nạp phân heo.

Về mặt thực tiễn, kết quả nghiên cứu khẳng định khả năng sử dụng rơm và lục bình để sản xuất khí sinh học trong điều kiện thiếu hụt nguyên liệu nạp, góp phần duy trì ổn định mô hình khí sinh học và tận dụng nguồn sinh khối dồi dào để tạo năng lượng sạch (biogas). Luận án cũng kiến nghị cần nghiên cứu cải tiến túi ủ biogas để phù hợp hơn với đặc tính của rơm và lục bình, khắc phục hiện tượng vật liệu bị nổi, tạo váng và sử dụng bã thải sau ủ như phân hữu cơ.

Mục lục chi tiết:

• Chương 1: MỞ ĐẦU

  • 1.1. Tính cấp thiết của luận án
  • 1.2. Mục tiêu luận án
  • 1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
  • 1.4 Những đóng góp mới của luận án
  • 1.5 Ý nghĩa thực tiễn

• Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

  • 2.1 Nội dung nghiên cứu
  • 2.2 Phương pháp thực hiện
    • 2.2.1. Khảo sát lượng dư thừa rơm và các biện pháp xử lý rơm phổ biến ở đồng bằng sông Cửu Long:
    • 2.2.2 Khảo sát sự phát triển của lục bình ở các thủy vực khác nhau
    • 2.2.3 Xác định ảnh hưởng của phương pháp tiền xử lý và kích cỡ của rơm và lục bình lên hiệu suất sinh khí và chất lượng khí sinh học
      • a) Xác định ảnh hưởng của phương pháp tiền xử lý rơm và lục bình
      • b) Xác định ảnh hưởng của các kích cỡ rơm và lục bình
    • 2.2.4 Xác định ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn của phân heo, rơm và lục bình lên hiệu suất sinh khí biogas và chất lượng biogas
    • 2.2.5 Đánh giá khả năng sản xuất khí sinh học của rơm và lục bình trong thí nghiệm ủ yếm khí bán liên tục
    • 2.2.6 Đánh giá khả năng sử dụng rơm và lục bình trong ủ yếm khí bán liên tục - ứng dụng trên túi ủ biogas polyethylene với quy mô nông hộ

• Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

  • 3.1 Ước tính lượng rơm dư thừa và một số biện pháp xử lý rơm ở đồng bằng sông Cửu Long
  • 3.2 Khảo sát sự phát triển của lục bình ở các thủy vực khác nhau
  • 3.3 Xác định ảnh hưởng của phương pháp tiền xử lý sinh học và kích thước vật liệu rơm và lục bình lên hiệu suất sinh khí biogas
    • 3.3.1 Ảnh hưởng của các phương pháp tiền xử lý rơm và lục bình
      • a. Thể tích khí mê-tan tích dồn
      • b) Năng suất sinh khí mê-tan
    • 3.3.2 Ảnh hưởng của kích cỡ rơm và lục bình đến khả năng sinh khí mê-tan
      • a. Thể tích khí mê-tan tích dồn
      • b) Năng suất sinh khí mê-tan
  • 3.4 Xác định ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn của rơm, lục bình và phân heo lên hiệu suất sinh khí mê-tan trong thí nghiệm ủ biogas theo mẻ
    • 3.4.1 Ảnh hưởng của tỉ lệ phối trộn rơm và phân heo lên tổng thể tích khí mê-tan tích dồn
    • 3.4.2 Ảnh hưởng của tỉ lệ phối trộn lục bình và phân heo lên tổng thể tích khí mê-tan tích dồn
    • 3.4.3 Ảnh hưởng của tỉ lệ phối trộn lên năng suất khí mê-tan
  • 3.5 Đánh giá khả năng sản xuất khí sinh học của rơm và lục bình trong thí nghiệm ủ yếm khí bán liên tục
    • 3.5.1 Nồng độ và thành phần các a-xít béo bay hơi
    • 3.5.2 Thể tích khí mê-tan tích dồn của các nghiệm thức sử dụng rơm làm nguyên liệu nạp
    • 3.5.3 Tổng lượng khí mê-tan tích dồn của các nghiệm thức sử dụng lục bình làm nguyên liệu nạp
  • 3.6 Đánh giá khả năng sử dụng rơm và lục bình trong ủ yếm khí bán liên tục – thử nghiệm trên túi ủ biogas polyethylene với quy mô nông hộ
    • 3.6.1 Thời gian vận hành túi ủ
    • 3.6.2 Thể tích khí sinh ra hàng ngày và tổng lượng khí mê-tan tích dồn
    • 3.6.3 Năng suất sinh khí mê-tan

• Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

  • 4.1 Kết luận
  • 4.2 Kiến nghị