Luận văn: Nghiên cứu xác định giá trị tiềm năng mêtan sinh hóa của một số loại chất thải hữu cơ

Ngày nay nền kinh tế - xã hội ở nước ta đã và đang trên đà tăng trưởng, mang lại nhiều dịch vụ đáp ứng nhu cầu cuộc sống ngày càng cao cho con người, mặt khác các hoạt động phát triển kinh tế - xã hội này cũng đã tạo ra lượng chất thải khổng lồ, lượng chất thải ngày càng tăng và nhu cầu tái chế và xử lý là điều cấp bách đặc ra để tận dụng chất thải là nguồn tài nguyên.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn: Nghiên cứu xác định giá trị tiềm năng mêtan sinh hóa của một số loại chất thải hữu cơNghiên cứu xác định giá trị tiềm năng mêtan sinh hóa của một số loại chất thải hữu cơ – Hoàng CôngNghĩa – Lớp CNMT K50QN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤCViện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.4) 8681686 - Fax: (84.4) 8693551 -1-Nghiên cứu xác định giá trị tiềm năng mêtan sinh hóa của một số loại chất thải hữu cơ – Hoàng CôngNghĩa – Lớp CNMT K50QNCác chữ viết tắt trong đồ ánCTR-HC Chất Thải Rắn Hữu CơCTR Chất Thải RắnCTHC Chất Thải Hữu CơPHYK Phân Hủy Yếm KhíVSV Vi Sinh VậtBMP Biochemical Methane PotentialMSW Municipal Solid WastePM Pig ManureWH Water HyacithFW Fruit WasteCC Cellulose ControlTS Total SolidVS Volatile SolidWW Wet WeightVFA Volatile Fatty AxitViện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.4) 8681686 - Fax: (84.4) 8693551 -2- I. ĐẶT VẤN ĐỀI.1. Giới thiệu Ngày nay nền kinh tế - xã hội ở nước ta đã và đang trên đà tăng trưởng,mang lại nhiều dịch vụ đáp ứng nhu cầu cuộc sống ngày càng cao cho con người,mặt khác các hoạt động phát triển kinh tế - xã hội này cũng đã tạo ra l ượng chấtthải khổng lồ, lượng chất thải ngày càng tăng và nhu cầu tái chế và xử lý là điềucấp bách đặc ra để tận dụng chất thải là nguồn tài nguyên. Trong đó lượng chấtthải hữu cơ chiếm phần đáng kể cần được quan tâm xử lý theo hướng thích hợpthay vì phải mang đi chôn lấp tốn quá nhiều diện tích, đặc biệt khi mà dân số ngàymột càng gia tăng và đây là các thành phần có khả năng xử lý theo phương phápsinh học như làm phân bón hữu cơ hay xử lý phân hủy sinh học yếm khí để có thểthu về khí biogas làm nguồn năng lượng phục vụ cho chính cuộc sống con người.Điều này cho thấy xử lý CTHC theo phương pháp phân hủy sinh học yếm khí cóthể là hướng giải pháp phù hợp để xử lý và tận dụng CTHC là nguồn tài nguyênsinh năng lượng sạch góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững. Trongđó thành phần mêtan được biết đến là thành phần chính trong khí biogas và làthành phần khí cháy tạo năng lượng. Như vậy giá trị tiềm năng mêtan sinh hóa củamỗi loại CTHC khác nhau chính là giá trị biểu đạt cho khả năng sinh năng l ượngcủa loại chất thải đó. Tiềm năng mêtan sinh hóa (BMP- Biochemical Methane Potential) củaCTHC được hiểu là tạo những điều kiện tối ưu nhất cho quá trình phân hủy sinhhọc yếm khí CTHC để thu về lượng khí mêtan mong muốn cao nhất, như vậy giátrị lượng khí mêtan tối đa được tích lũy sau cùng chính là giá trị đại diện cho tiềmnăng sinh khí riêng của loại CTHC ấy. Tuy nhiên mỗi loại chất thải khác nhau sẽcó những thành phần đặc tính lý hóa khác nhau, và như vậy chúng sẽ có những giátrị BMP khác nhau cần phải xác định, sự khác nhau ấy có thể được hiểu là do tiềmnăng sinh khí riêng của từng phần tử nhỏ cấu thành nên tiềm năng sinh khí chungcho chính loại chất thải đó, chẳng hạn loại chất thải mà có nhiều thành phầnlipids, casein, protein, axit béo, dầu mở - tiềm năng sinh khí mêtan cao do đây chínhlà những phần tử có tiềm năng sinh khí metan cao. Ngược lại nhiều thành phầnhydratcacbon, lignin thì lại cho tiềm năng sinh khí thấp. Bên cạnh đó đối với mỗiloại CTHC khác nhau thì quá trình PHYK cũng sẽ diễn biến theo tốc độ khác nhau,và thời gian kết thúc quá trình cũng khác nhau, sự khác nhau ấy lại được thể hiệntheo phương trình động học phân hủy tương ứng cho từng loại CTHC. Do đó bêncạnh việc xác định giá trị BMP chúng ta còn xác định phương trình động học đ ểlàm cơ sở xem xét diễn biến của quá trình. Như vậy có thể hiểu giá trị BMP là thước đo để đánh giá hiệu quả sinh khímêtan của một loại chất thải nào đó, đây là vấn đề kinh tế then chốt để ta có thểlựa chọn loại CTHC nào là phù hợp để xử lý và mang lại hiệu quả kinh t ế caonhất, cũng như là thước đo quan trọng để đánh giá hiệu suất quá trình xử lý trongthực tế. Còn phương trình động học quá trình PHYK với hằng số động học củaquá trình sẽ cho ta biết khả năng PHYK của một loại CTHC nào đó với tốc độsinh khí cao hay thấp tương ứng với loại CTHC dễ hay khó phân hủy và thời giankết thúc quá trình PHYK nhanh hay chậm, từ phương trình động học này còn giúpta tính toán và thiết kế đối với các hệ thống PHYK hoạt động theo mẻ có khuấytrộn liên tục trong thực tế. Có thể nói cả hai thông số này rất quan trọng để banđầu lựa chọn thực hiện đối với loại CTHC nào và tiến hành thiết kế hệ thốngViện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.4) 8681686 - Fax: (84.4) 8693551 -3-PHYK ra sao, sau cùng là để đánh giá, kiểm soát hiệu quả và quá trình thực hiệnvận hành hệ thống xử lý PHYK đó. Hiện nay, tại Việt Nam chưa thấy một tài liệu nào đã công bố xác định giátrị BMP và động học quá trình PHYK cho các loại CTHC, nên điều này là c ơ s ởquan trọng để đề tài có thể cho mọi người thấy tầm quan trọng khi xác định chúngvà là minh chứng cho đề xuất giải pháp PHYK mới phù hợp ở nước ta. Với điều kiện giới hạn của đồ án thì đề tài chỉ có thể tập trung vào một sốloại CTHC điển hình.I.2. Mục đích đề tài Xác định giá trị BMP của một số loại CTHC, giá trị này sẽ là thông số biểuđạt cho khả năng phân hủy yếm khí sinh khí mêtan của một loại CTHC bất kì, cònlà một thông số có ý nghĩa quan trọng trong việc lựa chọn loại CTHC để tiến hànhphân hủy yếm khí và mang về lợi ích kinh tế cao nhất, cơ sở cho việc đánh giáhiệu quả quá trình xử lý yếm khí CTHC tại các hệ thống xử lý và giúp ta xem xétlại ...