Mô phỏng sự biến thiên của axit béo dễ bay hơi trong hệ yếm khí xử lý nước thải chăn nuôi lợn

Trong nghiên cứu này, hệ xử lý yếm khí vật liệu mang vi sinh chuyển động (AnMBBR) với thể tích làm việc 12L đã được sử dụng để xử lý nước thải chăn nuôi (NTCN) lợn sau bể biogas từ một trang trại ở Vĩnh Phúc (quy mô 3.000 - 5.000 đầu lợn). Các dữ liệu thực nghiệm được mô phỏng bằng phần mềm Matlab sử dụng mô hình yếm khí ADM1.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Mô phỏng sự biến thiên của axit béo dễ bay hơi trong hệ yếm khí xử lý nước thải chăn nuôi lợn KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆMÔ PHỎNG SỰ BIẾN THIÊN CỦA AXIT BÉO DỄ BAY HƠITRONG HỆ YẾM KHÍ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN Ngô Vân Anh (1) Nguyễn Thị Hà Nguyễn Trường Quân 2 TÓM TẮT Trong nghiên cứu này, hệ xử lý yếm khí vật liệu mang vi sinh chuyển động (AnMBBR) với thể tích làm việc 12L đã được sử dụng để xử lý nước thải chăn nuôi (NTCN) lợn sau bể biogas từ một trang trại ở Vĩnh Phúc (quy mô 3.000 - 5.000 đầu lợn). Các dữ liệu thực nghiệm được mô phỏng bằng phần mềm Matlab sử dụng mô hình yếm khí ADM1. Qua đó đã chỉ ra kết quả thực nghiệm và kết quả mô phỏng có sự tương thích, mô hình sử dụng phù hợp với đối tượng NTCN lợn nói riêng và nước thải giàu hữu cơ nói chung. Từ khóa: Phân hủy yếm khí, NTCN lợn, mô phỏng, mô hình yếm khí số 1. Nhận bài: 20/7/2020; Sửa chữa: 7/8/2020; Duyệt đăng: 10/8/2020. 1. Mở đầu trong các giải pháp thân thiện môi trường nhằm giảm Cùng với sự phát triển, ngành chăn nuôi Việt Nam phát thải khí nhà kính và thu hồi năng lượng biogascũng tồn tại nhiều hạn chế như quy mô chăn nuôi nhỏ thay thế cho nhiên liệu hóa thạch. Tuy nhiên, việc xâylẻ, khâu liên kết chăn nuôi còn yếu, đặc biệt là lượng dựng hệ thống xử lý NTCN cần có đầu tư lớn, chi phíchất thải phát sinh trong quá trình chăn nuôi chưa vật tư, thiết bị và hóa chất cho nghiên cứu thực nghiệmđược xử lý triệt để, gây nên các vấn đề về môi trường. để xác định các thông số kỹ thuật. Do đó, mô hình hóaThành phần chính của NTCN lợn là hỗn hợp của phân, là giải pháp hứa hẹn nhằm giảm các chi phí để tính toánnước tiểu, nước tắm cho gia súc và nước rửa chuồng và thiết kế cho hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh.trại. Ngoài ra, còn có một số tạp chất phát sinh từ quá Ứng dụng mô hình hóa trong xử lý nước thải đãtrình chăn nuôi như thức ăn thừa, bùn của hệ thống được các nhà khoa học nghiên cứu trong một thời gianthu gom…Theo khảo sát của Trương Thanh Cảnh dài. Yasui và nnk [2] đã sử dụng các mô hình bùn hoạt(2010) [12], hầu hết các cơ sở chăn nuôi lợn quy mô tính (ASMs) và kỵ khí số 1 (ADM1) trong các nghiênvừa và nhỏ đều sử dụng một lượng lớn nước, khoảng cứu về đặc tính của bùn hoạt tính, nước thải thực phẩm,30 - 49 lít nước/đầu lợn/ngày. Trong đó, lượng nước nước thải từ quá trình sản xuất etanol…M. Wichern vàdùng để vệ sinh chuồng trại chiếm chủ yếu, khoảng nnk (2008) [10], Katarzyna Bułkowska và nnk (2015)30 - 40 lít nước/đầu lợn /ngày. Thành phần và mức độ [5],M. Vega De Lille và nnk (2016) [9] đã sử dụng môô nhiễm của NTCN cao, trong khoảng: COD 2.500 - hình ADM1 để mô phỏng hệ xử lý yếm khí chất thải từ12.120 mg/L, TN 185 - 4.539 mg/L, TP 28 - 831 mg/L, các trang trại chăn nuôi và nước thải sinh hoạt. TrongSS 190 - 5.830 mg/L. Giá trị coliforms khoảng và 4x104- một nghiên cứu khác, Ihsan Hamawand và Craig Baillie108 MPN/100 mL. Mức độ ô nhiễm này vượt nhiều (2015) [4] đã thực hiện mô phỏng dự đoán tiềm nănglần Tiêu chuẩn ngành về vệ sinh NTCN (10 TCN biogas cho 2 hệ thống yếm khí khác nhau sử dụng phần678:2006) và Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về NTCN mềm BioWin 3.1 để kiểm tra. Trong nghiên cứu này,gia súc (QCVN 62:2016/BTNMT). mô hình ADM1 đã được áp dụng để mô phỏng sự biến Để xử lý NTCN lợn có nhiều biện pháp, tập trung thiên của các axit béo dễ bay hơi sinh ra trong quá trìnhvào 3 nhóm: Xử lý sinh học hiếu khí, sinh học kỵ khí phân hủy yếm khí các chất hữu cơ trong NTCN lợn sửvà sử dụng thực vật. Trong đó, phân hủy kỵ khí là một dụng hệ phản ứng vật liệu mang vi sinh chuyển động.1 Khoa Môi trường, Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN2 Trung tâm Công nghệ Môi trường và Phát triển bền vững, Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN Chuyên đề III, tháng 9 năm 2020 7 2. Phương pháp nghiên cứu Quy trình chuẩn bị mẫu: Mẫu nước được ly tâm (4000 rpm, 15 phút), phần dịch trong được lọc qua 2.1. Hệ thí nghiệm yếm khí vật liệu mang vi sinh màng 0,2 μm và đựng trong l ...