Khả năng sinh khí biogas của rơm và lục bình theo phương pháp ủ yếm khí theo mẻ với hàm lượng chất rắn khác nhau

Abstract

This study was conducted in order to choose the weight of rice straw and water hyacinth for batch biogas production. The experiment involved the use of a single factor completely randomized design in 120 mL reactors with 5 different rice straw and water hyacinth weight [10, 15, 20, 25 and 30 gVS. L^-1aresimilar to 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0% VS], with 5 replications during 45 days at 35^oC in the laboratory condition. The results showed that rice straw at loading rate ranging from 15 to 20 gVS. L^-1 produced the highest biogas productivity (66-70.4 mL.gVS^-1) (p <0.05), with other loading rates, the biogas was produced from 47.7 to 58.0 mL.gVS^-1. Organic loading rate of water hyacinth at 2 to 2.5 gVS. L^-1 produced thehighest biogas production (23-23.4 mL.VS-1) (p <0.05), the other VS rate produced from 18.9 to 20.0 mL.VS^-1. After 20-day incubation, the methane concentration in straw treatments was higher by 40%, which can be used for burning. Whereas the methane concentration in water hyacinth treatment was lower than 20%. The treatment with 25 gVS L^-1treatment after 25 days and 30 gVS. L^-1 after 45 days of water hyacinth had produced higher than 50% of the methane concentration. The accumulation of VFAs in fermented batch resulted in the pH drop, which caused the low of biogas production. The study showed that the treatment of 2% VS rice straw and the treatment of 2.5% VS water hyacinth were suitable for biogas production.

Tóm tắt

Nghiên cứu được thực hiện nhằm chọn hàm lượng rơm và lục bình phù hợp để sản xuất khí sinh học theo phương pháp ủ yếm khí theo mẻ. Thí nghiệm được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên một nhân tố trong bình ủ 120 mL, với 5 hàm lượng rơm và 5 hàm lượng lục bình khác nhau gồm [10, 15, 20, 25 và 30 gVS. L^-1 – tương ứng với 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 và 3,0%VS], với 5 lần lặp lại trong 45 ngày ở 35^oC trong điều kiện phòng thí nghiệm. Kết quả nghiên cứu cho thấy với rơm ở hàm lượng từ 15 - 20 gVS. L^-1 cho năng suất sinh khí cao nhất (66 – 70,4 mL.gVS_nạp^-1) (p<0,05), với các hàm lượng khác năng suất khí dao động từ 47,7 – 58,0 mL.gVS_nạp^-1. Với Lục bình với hàm lượng VS từ 2 – 2,5 % cho năng suất sinh khí cao nhất (23 – 23,4 mL.gVS_nạp^-1) (p<0,05), các hàm lượng chất rắn khác cho năng suất dao động từ 18,9 – 20,0 mL.gVS_nạp^-1. Sau 20 ngày ủ, nồng độ khí mê-tan ở các nghiệm thức rơm cao hơn 40%, ở mức nồng độ này có thể sử dụng cho đun nấu trong gia đình, trong khi các nghiệm thức lục bình có nồng độ khí mê-tan ở mức thấp hơn 20%. Nghiệm thức lục bình 25 gVS. L^-1 sau 25 ngày và nghiệm thức 30 gVS. L^-1 sau 45 ngày có nồng độ mê-tan cao hơn 50%. Sự tích lũy các VFAs làm pH trong mẻ ủ giảm dẫn đến sản lượng khí trong mẻ ủ sinh ra thấp. Nghiên cứu cho thấy nghiệm thức rơm 2%VS và nghiệm thức lục bình 2,5% VS thích hợp lựa chọn để sản xuất khí sinh học.