Nguyễn Lệ Phương * , Trương Minh Châu , Lâm Thanh Ải , Nguyễn Võ Châu Ngân Võ Văn Đủ

* Tác giả liên hệ (nguyenlephuong_toasoanctu@gmail.com)

Abstract

Study of mixing ratio effect on the ability of biogas production from co-digestion of cow manure (PB) with corn stalks (Zea mays) (TB) and aquatic weed (Pistia stratiotes L) (TT) was evaluated in three mixing ratios of manure and plant, including: 100:0, 75:25 and 50:50. The 21 L anaerobic digesters were set up to implement experiments in laboratory conditions. After 60 days, total biogas volume of the treatment of 100%PB:0%TB, 70%PB:25%TB and 50%PB:50%TB was 69±8.65 L, 102 ±3.4 L and 180±6.4 L, respectively and biogas yield was 196.1±5.55 L Kg-1VS-1, 241±5.3 L Kg-1VS-1 and 560.2±11.1 L Kg-1VS-1, respectively. Similarly, total biogas volume of the treatment of 100%PB:0%TT, 70%PB:25%TT and 50%PB:50%TT was 69±8.65L, 96.45±0.55 L and 142.3±9.5 L, respectively and biogas yield was 196.1±5.55 L Kg-1VS-1, 226.7±11.6 L Kg-1VS-1 and 314.2±12.1 L Kg-1VS-1, respectively. The results indicated that co-digestion of cow manure and plants can increase biogas volume.
Keywords: Anaerobic co-digestion, aquatic weed, biogas production, corn stalks, cow manure

Tóm tắt

Nghiên cứu nhằm đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn đến khả năng sinh khí trong mẻ ủ yếm khí kết hợp phân bò với 02 loại thực vật là thân bắp và bèo tai tượng theo các tỷ lệ phân bò:thực vật là 100:0, 75:25 và 50:50. Các thí nghiệm được tiến hành trên các mô hình lên men yếm khí theo mẻ 21 L trong điều kiện phòng thí nghiệm. Sau 60 ngày ủ, tổng thể tích khí sinh ra tăng theo lượng thân bắp phối trộn 100:0, 75:25, 50:50 tương ứng là 69±8,65 L; 102±3,4 L; 180±6,4 L; đồng thời năng suất sinh khí gia tăng tương ứng 196,1±5,55 L Kg-1VS-1; 241±5,3 L Kg-1VS-1; 560,2±11,1 L Kg-1VS-1. Nhóm nghiệm thức ủ phân bò với bèo tai tượng có tổng thể tích khí sinh ra gia tăng theo lượng bèo thêm vào 100:0, 75:25, 50:50 tương ứng là 69±8,65 L; 96,45±0,55 L; 142,3±9,5 L với năng suất sinh khí tăng tương ứng 196,1±5,55 L Kg-1VS-1; 226,7±11,6 L Kg-1VS-1; 314,2±12,1 L Kg-1VS-1. Kết quả nghiên cứu cho thấy trong điều kiện thí nghiệm yếm khí theo mẻ kết hợp phân bò với thực vật, việc kết hợp phân bò với thực vật giúp cải thiện hiệu quả sinh khí đồng thời khả năng sinh khí có xu hướng tăng khi tăng tỷ lệ nguyên liệu nạp thực vật.
Từ khóa: Bèo tai tượng, phân hủy yếm khí, phân bò, sản xuất khí sinh học, thân bắp

Article Details

Tài liệu tham khảo

Ajayi, O. A. and Adefila, S. S., 2012. Methanol Production from Cow Dung. Journal of Environment and Earth Science, 2 (7) ISSN (Online) 2225-0948

Angelidaki, I., and Ellegaard, L., 2003. Co-digestion of manure and organic wastes in centralized biogas plant: Status and future trend. Environment and Resources, Technical University of Denmark.

APHA, AWWA and WEF, 2005. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 21sted. American Public Health Association, American Water Works Association, Water Environment Federation. Washington DC.

Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 2007. Báo cáo Chiến lược phát triển chăn nuôi đến năm 2020.

Chongrak Polpaset, 1989. Organic Waste Recycling. John Wiley & Son.

Deublein, D., and Steinhauser, A., 2008. Biogas from waste and renewable sources: An introduction. Weinheim: WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.

Dipu. S, Anju A. Kumar and V. Salom Gnana Thanga, 2011. Potential application of macrophytes used in phytoremediation. World Applied Sciences Journal 13 (3): 482–486, IDOSI Publications.

El Shinnawi, M.M., El Tahawi, B.S., El Houssieni, M., và Fahmy, S.S., 1989. Changes of organic constituents of crop residues and poultry wastes during fermentation for biogas production. MIRCEN–J. Appl. Microbiol. Biotechnol. 5 (4): 475–486.

Felix, W. N., Njovu, L., Kasali, G. and Witika, L. K. 2010. Biogas production in cone-closed floating-dome batch digester under tropical conditions. International Journal of ChemTech Research, CODEN(USA): IJCRGG, Vol.2 (1): 483–492.

Fischer, J.R., Iannotti, E.L. and Fulhage, C.D., 1983. Production of methane gas from combinations of wheat straw and swine manure. Transactions ASAE 26: 546–548.

Gerardi, M.H., 2003. The microbiology of anaerobic digesters, waste water microbiology. Series Hoboken. New Jersey: John Wiley & Sons, Inc.

Hashimoto, A.G., 1983. Conversion of straw-manure mixtures to methane at mesophilic and thermophilic temperatures. Biotechnol Bioeng. 25: 185–200.

Karki, A.B and K. Dixit, 1984. Biogas Fieldbook. Sahayogi Press, Kathmandu, Nepal.

Meaza Tadesse Yohaness, 2010, Biogas potential from cow manure - Influence of diet. Master of Science (M.Sc.) for the program Sustainable Technology at the Department of Industrial Ecology, Swedish University of Agricultural.

Mital, K.M., 1996. Biogas Systems: Principles and Applications, New Age International Limited Publishers, New Delhi, 412 p.

Mshandete, A.M., Björnsson L., Kivaisi, A.K., Rubindamayugi, M.S.T., Mattiasson, B. 2006. Effect of particle size on biogas yield from sisal fibre waste. Renew Energy. 31: 2385-2392.

Nan, Y.Y, Zou, H., and Yan. Q., 2007. Elemental Study on the Biogas Anaerobic Fermentation with Crops Straw. Journal of Food Science and Biotechnology, 26: 64–68

Nipaney P.C., and Panholzer M.B., 1987. Influence of temperature on Biogas Production from Pistia stratiotes. Biological Wastes 19 (4): 267–274.

Niu M.F., and Pang X.P., 2011. The study of influencing factors to Corn straw mixed with pig effluent anaerobic fermentation. International Conference on Environmental Science and Technology IPCBEE vol.6 IACSIT Press, Singapore.

Nghiêm Thị Bích Ngọc, 2013. Đánh giá ảnh hưởng các kích cỡ lục bình phối trộn phân heo lên khả năng sinh khí biogas. Luận văn tốt nghiệp đại học. Trường Đại học Cần Thơ.

Nguyen, H. D. and Vo T. D., 2008. An Overview of the Development of the Agricultural Economy in the Mekong Delta. In R. Lensink & V. N. Mai (Eds.), Economic Development of the Mekong Delta in Vietnam (pp. 262). Centre for Development Studies - University of Groningen, The Netherlands: NPT/VNM project.

Nguyen Vo Chau Ngan, 2012. Promotion of Biogas Plant Application in the Mekong Delta of Vietnam. Dr.-Ing dessertation. Technical University of Braunschweig.

Nguyễn Đức Lượng và Nguyễn Thị Thùy Dương, 2003. Công nghệ sinh học môi trường. Tập 2: Xử lý chất thải hữu cơ. Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh. 275 trang.

Nguyễn Hồng Tâm và Thạch Si Nuônl, 2014. Khảo sát hiện trạng và phương pháp xử lý chất thải trong chăn nuôi bò ở một số tỉnh thành khu vực Đồng bằng sông Cửu Long. Luận văn tốt nghiệp đại học. Trường Đại học Cần Thơ.

Nguyễn Thị Thùy, 2013. Ảnh hưởng của kích cỡ nghiền nhỏ đến khả năng sinh biogas của rơm và lục bình trong mẻ ủ yếm khí. Luận văn tốt nghiệp cao học. Trường Đại học Cần Thơ.

Sharma, D.K., 2002. Studies on availability and utilization of onion storage waste in a rural habitat. Ph.D. thesis, Centre for Rural Development and Technology, Indian Institute of Technology, Delhi, India.

Somayaji, D., and Khanna, S., 1994. Biomethanation of rice and wheat straw. World J. Microbiol. Biotechnol. 10 (5): 521–523.

Thái Hồng Cúc, 2013. Khả năng sinh khí của bèo tai tượng (Pistia stratiotes) trong túi ủ biogas tại xã Mỹ Khánh, huyện Phong Điền, TP. Cần Thơ. Luận văn tốt nghiệp đại học, Trường Đại học Cần Thơ.

Tống Xuân Chính, 2012. Khảo sát đánh giá tình hình sản xuất và thị trường sữa năm 2012, dự báo năm 2013, Cục Chăn nuôi, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn.

Tổng cục Thống kê, 2014. Niên giám Thống kê Việt Nam 2013. NXB Thống kê.

Trần Đại Lợi và Tô Trọng Khang, 2013. So sánh ảnh hưởng của các kích cỡ rơm khi phối trộn với phân heo lên khả năng sinh biogas. Luận văn tốt nghiệp đại học. Trường Đại học Cần Thơ.

Trịnh Hoài Nam, 2012. Khả năng sinh khí của bèo tai tượng trong túi ủ biogas. Luận văn tốt nghiệp đại học, Trường Đại học Cần Thơ.

Ukpai, P. A. and Nnabuchi, M. N., 2012. Comparative study of biogas production from cow dung, cow pea and cassava peeling using 45 litres biogas digester. Pelagia Research Library, Advances in Applied Science Research 3 (3):1864-1869