Ảnh hưởng của khuấy trộn đến quá trình sản xuất khí sinh học từ bùn thải nuôi tôm siêu thâm canh
,
,
*
và
Article Sidebar
Full Text: 
PDF
Abstract
This study assessed the effects of the stirring frequency of super-intensive shrimp sludge on biogas production. A batch anaerobic digestion was conducted, comprising five treatments: non-stirring (NS), and stirring at one (1T), two (2T), four (4T), and eight (8T) times per day, with a stirring time of 2 minutes. The shrimp sludge loading rate was the same for each treatment at 20g volatile solid/L. The findings revealed that the methane yield (CH4) in the 1T, 2T, and 4T treatments were significantly higher by 10.01%, 5.99%, and 4.2%, respectively, compared to the NS treatment. The study also reported negative correlation between CH4 yield and the number of stirring times. Notably, the highest stirring frequency (8T/day) resulted in a methane yield (CH4) similar to non-stirring.
Tóm tắt
Nghiên cứu này đã đánh giá ảnh hưởng của tần suất khuấy trộn bùn xi phông từ nuôi tôm siêu thâm canh lên sản xuất khí sinh học. Ủ yếm khí theo mẻ được thực hiện, gồm 5 nghiệm thức: không khuấy trộn (NS), 1 lần (1T), 2 lần (2T), 4 lần (4T) và 8 lần (8T) cho một ngày với thời gian khuấy trộn 2 phút. Tỷ lệ nạp bùn xi phông là đồng nhất ở mỗi nghiệm thức với 20 g chất rắn bay hơi/L. Kết quả phản ánh rằng năng suất sinh khí mê-tan (CH4) ở các nghiệm thức 1T, 2T và 4T cao hơn có ý nghĩa so với nghiệm thức NS lần lượt là 10,01%, 5,99% và 4,2%. Nghiên cứu này cũng tìm thấy một mối tương quan nghịch có ý nghĩa giữa năng suất sinh khí CH4 và số lần khuấy trộn dung dịch ủ. Điều lưu ý là, ở mức khuấy trộn cao nhất (8 lần/ngày) cho năng suất sinh khí CH4 tương đồng với không khuấy trộn.
Article Details
Tài liệu tham khảo
Ahmad, M. (1999). Shaban Bacteriological evaluation of composting systems in sludge treatment. Water Science and Technology, 40(7), 165.
https://doi.org/10.2166/wst.1999.0354
American Public Health Association (APHA). American Water Works Association (AWWA),Water Control Federation (WCF). (1998). Standardmethods for the examination of water andwastewater, 20th ed. Washington D.C., USA.
Cẩm, N. T. D. (2017). Đánh giá hiệu quả quá trình nitrat hóa trên hệ lọc sinh học hiếu khí trong xử lý nước nuôi thủy sản có độ mặn cao. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, 33(1), 88-94.
Chae, K. J., Jang, A., Yim, S. K., and Kim, I. S. (2008). The effects of digestion temperature and temperature shock on the biogas yields from the mesophilic anaerobic digestion of swine manure. Bioresource Technology, 99, 1–6. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2006.11.063
Chandra, R., Takeuchi, H., & Hasegawa, T. (2012). Hydrothermal pretreatment of rice straw biomass: A potential and promising method for enhanced methane production. Applied Energy, 94, 129–140. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2012.01.027
Chen, Y, Cheng, J. J., & Creamer, K. S. (2007) Inhibition of anaerobic digestion process: A review. Bioresource Technology, 99, 4044–4064. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2007.01.057
El-Bakhshwan, M. K., Abd El-Ghafar, S. M. A., Zayed, M. F., & El-Shazly, A. E. (2015). Effect of mechanical stirring on biogas production efficiency in large scale digesters. J.Soil Sci. and Agric. Eng., Mansoura Univ., 6(1), 47 – 63. https://doi.org/10.21608/jssae.2015.41811
Fernardo, C. E. C., & Dangoggo, S. M. (1986). Investigation of some parameters which affect the performance of biogas plants. Nigerian Journal of solar Energy, 5, 142-148.
Hopkins, S. J., Sandifer, P. A., & Browdy, C. L. (1994). Sludge management in intensive pond culture of shrimp production. Aquaculture Engineering, 11.
https://doi.org/10.1016/0144-8609(94)90022-1
Kaparaju, P., Buendia, I., Ellegaard, L., & Angelidakia, I. (2008). Effects of mixing on methane production during thermophilic anaerobic digestion of manure: lab-scale and pilot-scale studies. Bioresour Technol, 99, 4919–4928. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2007.09.015
Karim, K., Hoffmann, R., Klasson, K. T., & Al-Dahhan, M. H. (2005). Anaerobic digestion of animal waste: effect of mode of mixing. Water Research 2005, 39, 3597–3606. https://doi.org/10.1016/j.watres.2005.06.019
Keanoi, N., Hussaro, K., & Teekasap, S. (2014). Effect of with/without agitation of agricultural waste on biogas production from anaerobic co-digestion-A small scale. Am J Environ Sci 2014, 10(1), 74–85. https://doi.org/10.3844/ajessp.2014.74.85
Khải, N. Q. & Lượng, N. G. (2010). Tủ sách khí sinh học tiết kiệm năng lượng công nghệ khí sinh học chuyên khảo. NXB Khoa Học Tự Nhiên và Công Nghệ.
Kim, M., Ahn, Y., & Speece, R. E. (2002). Comparative process stability and efficiency of anaerobic digestion; mesophilic vs. thermophilic. Water Res 2002,36, 4369–85. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(02)00147-1
Li, J,, Wei, L,, Duan, Q,, Hu, G., & Zhang, G. (2014). Semi-continuous anaerobic co-digestion of dairy manure with threecrop residues for biogas production, Bioresource Technology, 156, 307–313. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2014.01.064
Lin, K. C., & Pearce, M. E. J. (1991) Effects of mixing on anaerobic treatment of potatoprocessing wastewater. Can J Civ Eng, 18, 504–514.
https://doi.org/10.1139/l91-061
Luo, G., Ma, N., Li, P., Tan, H., & Liu, W. (2015). Enhancement of Anaerobic Digestion to Treat Saline Sludge fromRecirculating Aquaculture Systems. The Scientific World Journal, 2015, 1–5. https://doi.org/10.1155/2015/479101
Mạnh, N. V., & Nga B. T. (2011). Đánh giá mức độ tích tụ và ô nhiễm bùn đáy ao nuôi tôm thâm canh tôm sú. Tạp chí Nông Nghiệp và Phát triển Nông thôn số 168, Hà Nội. ISSN 0866 – 7020, 73-79.
Monyluak, M. Y. C., Nicasio, M. M., & Daudi, M. N. (2021). Effect of Stirring Intervals on Biogas Production from Cow Dung and Maize Silage Mix Ratio. International Journal of Power and Energy Research, 5(1). https://doi.org/10.22606/ijper.2021.51001
Muftah H. E., Sulaiman A., Amal A. & Souzan M. (2009). Author's personal copy Assessment of electrocoagulation for the treatment of petroleumrefinery wastewater. Journal of Environmental Management, 91, 180–185. doi:10.1016/j.jenvman.2009.08.003
Nga, B. T., Chiếm, N. H., & Nữ, P. V. (2013). Công nghệ túi ủ khí sinh học ở nông thôn đồng bằng Sông Cửu Long. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 2(64-70).
Raposo, F, V., Fernández-Cegrí, M.A., Rubia, D., Borja, R., Béline, F., Cavinato, C., Demirer, G., Fernández, B., Fdz-Polanco, M., Frigon, J.C., Ganesh, R.,Kaparaju, P., Koubova, J., Méndez, R., Menin, G., Peene, A., Scherer, P., Torrijos, M., Uellendahl, H., Wierinckm, I., & De Wilde, W. (2011). Biochemicalmethane potential (BMP) of solid organic substrates: evaluation of anaerobic biodegradability using data from an international interlaboratory study. Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 86(8), 1088–1098.
https://doi.org/10.1002/jctb.2622
Sanders, W. T. M., Geerin, M., Zeeman, G., & Lettinga, G. (2000). Anaerobic hydrolysis kinetics of particulate substrates. Water Science and Technology, 41, 17–24. https://doi.org/10.2166/wst.2000.0051
Sang, V. V., Nguyen, H. H., Vuong, D. D., Thuy, V. T., Tuan, L. P., Ngoc, N. T. H., Knibb, W., Tung, V. H., & Khuong, L. D. (2020). Assessing the efficiency of a rec irculating fluidized bed biofilter in white leg shrimp (Litopenaeus vannamei) broodstock aquaculture. Journal of Agriculture, Food, Environment and Animal Sciences, 1(4), 127 - 132. DOI:10.47440/JAFE.2020.1419.
Srisertpol, J., Srinakorn, P., Kheawnak, A., & Chamniprasart, K. (2012). Estimation of Biogas Production from ShrimpPond Sediment Using the Artificial Intelligence. Applied Mechanics and Materials, 260–261, 695–700. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.260-261.695
Srivichai, P., & Chavalparit, O. (2020) Co-digestion of modified tapioca starch sludge and shrimp pond sediment as amethod to improve system stability and biogas production. ScienceAsia, 46,1-9.
https://doi.org/10.2306/scienceasia1513-1874.2020.017
Stroot, P. G., McMahon, K. D., Mackie, R. I., & Raskin, L. (2001). Anaerobic codigestion of municipal solid waste and biosolids under various mixing conditions-I. Digester performance Water Res, 35, 1804-1816. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(00)00439-5
Thư, T. A., & Gương, V. T. (2010). Đặc tính hóa lý học của bùn thải ao nuôi tôm tại Sóc Trăng. Tạp chí Khoa học, số 16a, 209-215
Triết, L. M., & Việt, L. H. (2018). Vi sinh vật Nước và Nước thải. Nhà xuất bản Xây dựng.
Việt, L. H., & Ngân, N. V. C. 2015. Giáo trình vi sinh vật kỹ thuật môi trường. Nhà xuất bản Đại học Cần Thơ. Cần Thơ.
Việt, L. H. (2005). Giáo trình quản lý và tái sử dụng chất thải hữu cơ. Trường Đại học Cần Thơ.
Việt, L. Q., & Hải, T. N. (2018). Thực nghiệm nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) trong bể với các mật độ khác nhau theo công nghệ biofloc. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 54(7B), 94-101. https://doi.org/10.22144/ctu.jvn.2018.145
Vongvichiankul .C., Deebao, J., & Khongnakorn .W (2017). Relationship between pH, Oxidation Reduction Potential (ORP) and Biogas Production in Mesophilic Screw Anaerobic Digester. Energy Procedia, 138, 877-822. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.10.113
Ye, J., Li, D., Sun, Y., Wang, G., Yuan, Z., Zhen, F., & Wang, Y. (2013) Improved biogas production from rice straw byco-digestion with kitchen waste and pig manure. Waste Management 2013, 33, 2653–2658. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2013.05.014
Zhang, J., Zhang, R., He, Q., Ji, B., Wang, H., & Yang, K. (2020). Adaptation to Salinity: Response of Biogas Production and Microbial Communities in Anaerobic Digestion of Kitchen Waste to Salinity Stress. Journal of Bioscience and Bioengineering 130 (2), 173–178. https://doi.org/10.1016/j.jbiosc.2019.11.011