Dùng màng chống thấm HDPE trong chăn nuôi gia cầm
Thứ Ba, 23 tháng 6, 2020.
Người đăng:
Đặng Thanh Thái
Vì sao nên dùng màng chống thấm HDPE trong chăn nuôi gia cầm?
Chủ yếu để xử lý phân gia cầm, nó liên quan đến sức khỏe cộng đồng, quản lý chất thải, sử dụng màng chống thấm HDPE để tận dụng giá trị thụ tinh và các vấn đề sản xuất năng lượng. Bài viết này sẽ cố gắng mô tả việc quản lý phân gia cầm bằng công nghệ chuyển đổi sinh học. Khí sinh học biogas có thể là công cụ sản xuất năng lượng ở vùng nông thôn / vùng sâu vùng xa trong khi kỹ thuật quản lý chất thải thích hợp ở các trung tâm đô thị của các nước đang phát triển.
=> Xem giới chuyên môn trình bày gì về vật liệu này qua phần chia sẻ tại đây: Màng chống thấm HDPE.
Sản xuất khí sinh học từ phân gia cầm bằng màng chống thấm HDPE có thể ngăn ngừa đất và nước ngầm ô nhiễm, bệnh cây trồng và sức khỏe cộng đồng dẫn đến môi trường cải thiện. Ba chu kỳ với liều lượng khác nhau được thừa nhận để tìm kiếm thế hệ khí sinh học tối ưu với mô hình khí đốt. Kết quả đã hiển thị dưới dạng tích lũy của khí sản xuất.
1. Giới thiệu tiền đề dùng màng chống thấm HDPE
Trong những thập kỷ gần đây, vấn đề xử lý và quản lý chất thải hữu cơ hiệu quả đã trở nên quan trọng hơn khi dân số, đô thị hóa và công nghiệp hóa tăng nhanh. Sản xuất một lượng lớn chất thải hữu cơ trên toàn thế giới đặt ra môi trường lớn (mùi khó chịu, ô nhiễm nước ngầm và đất) và các vấn đề xử lý. Do đó, việc dùng màng HDPE để xử lý các loại chất thải khác nhau đã trở thành vấn đề rất quan trọng để duy trì sức khỏe môi trường. Trong bối cảnh này, sản xuất khí sinh học biogas với màng chống thấm HDPE có thể là kỹ thuật / lựa chọn chi phí thấp, khả thi và nhanh chóng để quản lý chất thải gia cầm hiệu quả.
a. Thực tiễn dùng màng chống thấm HDPE chứa phân gia cầm
Phân gia cầm tươi hoặc bán khô được phép trong đất nông nghiệp làm phân bón ở khu vực thu nhập thấp. Điều này có thể trái ngược với các khu vực phát triển vì phân gia cầm chỉ được sử dụng sau một khoảng thời gian xả nhất định như sau khi sấy khô hoặc cung cấp chế biến như phân trộn.
Tuy nhiên, những kịch bản này không phù hợp với hầu hết cư dân của các nước kém phát triển nhất. Điều đáng ngạc nhiên là sự vắng mặt của màng chống thấm HDPE hoặc không có sự quản lý phân gia cầm đầy đủ ở nhiều làng / thị trấn của các nước kém phát triển nhất, đặc biệt là ở các khu vực thu nhập thấp, gia tăng dẫn đến các mối nguy hiểm nghiêm trọng đối với sức khỏe cộng đồng và môi trường.
=> Một ứng dụng khác có cần tới vật liệu này đã được bocauso.com chia sẻ ở đây: Dùng màng chống thấm HDPE khi hướng dẫn làm ao cá.
Nuôi thả gà rất nhạy cảm với sức khỏe cộng đồng, ô nhiễm tài nguyên nước cũng như giá trị thẩm mỹ của diện tích. Thực tế, chất dinh dưỡng có sẵn trong phân gà đã không được sử dụng đầy đủ, dẫn đến mất giá trị thụ tinh (như Nitơ, Phốt pho, Kali, v.v.). Một số tác nhân gây bệnh thực vật cũng được phổ biến thông qua phân gà không được xử lý và thiệt hại kinh tế tích lũy từ những thứ này là rất lớn.
b. Dùng màng chống thấm HDPE loại bỏ sự nguy hại
Ngoài thực tế là phân gà tươi và bán thành phẩm được áp dụng trong trang trại vì phân bón là một mối nguy hiểm tiềm tàng đối với việc chăn thả gia súc và tác động rửa trôi xuống đất và nguồn nước cũng gây ra mối đe dọa lớn cho con người. Vì vậy, dùng màng chống thấm HDPE để quản lý phân gà đúng cách là điều cần thiết để sử dụng giá trị dinh dưỡng, đóng góp nhu cầu năng lượng và cuối cùng là duy trì điều kiện vệ sinh của cộng đồng.
Sản xuất khí sinh học đã được chứng minh là một công nghệ hữu hiệu trong điều kiện vật lý và kinh tế xã hội của Nepal. Công nghệ này lần đầu tiên được giới thiệu ở Nepal tại trường St. Xavier, Godawari bởi cha BR. Saubolle vào năm 1995. Sau đó, Chính phủ Nepal bắt đầu chương trình khí sinh học vào năm 1975. Chương trình này đã tiếp tục phát triển ở nước này từ năm 1992 sau khi thành lập Chương trình hỗ trợ khí sinh học dưới sự hỗ trợ của Tổ chức phát triển Hà Lan.
=> Để đảm bảo sự ngăn chặn tác hại của phân gà tươi lên môi trường, cần hiểu kỹ hơn về vật liệu này, như tinmoidoday.com đã nói tại đây: Ưu nhược ở màng chống thấm HDPE nên biết khi dùng.
c. Phổ biến màng chống thấm HDPE trong chăn nuôi
Chương trình khí sinh học được thành lập dưới sự bảo trợ của Trung tâm thúc đẩy năng lượng thay thế (AEPC) của Bộ Khoa học và Công nghệ vào năm 1996. Khí sinh học được ứng dụng cho đến nay đa phần chỉ sử dụng phân gia súc, kết hợp với hoặc không có chất thải của con người làm nguyên liệu cho các nhà máy khí sinh học. Nhưng cho đến nay, rất ít nỗ lực dùng màng chống thấm HDPE để vận hành các nhà máy khí sinh học với phân gia cầm như một nguyên liệu tuyệt vời để tạo ra khí sinh học về mặt sản xuất nhiều hơn trên mỗi đơn vị trọng lượng sống hơn bất kỳ chất thải động vật thông thường nào khác. Tạo ra điện là việc sử dụng khí sinh học hiệu quả hơn nhiều so với sử dụng nó cho ánh sáng khí.
Từ quan điểm sử dụng năng lượng, sẽ kinh tế hơn khi sử dụng khí sinh học để tạo ra điện để thắp sáng. Trong quá trình này, mức tiêu thụ khí là khoảng 0,75 m3 mỗi giờ, trong đó đèn 25 đến 40 watt có thể được thắp sáng trong một giờ, trong khi cùng một thể tích khí sinh học chỉ có thể phục vụ bảy đèn trong một giờ.
Khí sinh học là nhiên liệu đốt sạch, thường được sử dụng để sưởi ấm và nấu ăn. Khí sinh học thường bao gồm metan 50% đến 70%, carbon dioxide 30% đến 40%, hydro 5% đến 10%, nitơ 0,3% và hydro sunfua trong dấu vết.
Khí sinh học là nhiên liệu đốt sạch, thường được sử dụng để sưởi ấm và nấu ăn. Khí sinh học thường bao gồm metan 50% đến 70%, carbon dioxide 30% đến 40%, hydro 5% đến 10%, nitơ 0,3% và hydro sunfua trong dấu vết.
=> Để hiểu rõ hơn lý do khuyến khích mọi người sử dụng màng HDPE thì mọi người có thể vào lavaydo.com đọc bài sau: Màng chống thấm HDPE tuyệt vời đến cỡ nào?
Mục đích tổng thể của nghiên cứu này là để biết màng chống thấm HDPE với các thông số hóa lý pH, nhiệt độ, độ ẩm, chất rắn dễ bay hơi và tổng lượng carbon hữu cơ của phân gia cầm trước và sau quá trình lên men. Mục tiêu cụ thể là tối ưu hóa sản xuất khí sinh học từ phân gia cầm bằng cách cho ăn liều lượng thích hợp.
2. Phương pháp luận với màng chống thấm HDPE
Nghiên cứu đã được thực hiện trong ba chu kỳ bao gồm mỗi khoảng thời gian ba mươi ngày. Số lượng sản xuất khí được ghi nhận là khối lượng tích lũy và tất cả các chu kỳ được tổ chức liên tục lần lượt. Chỉ phân gia cầm được sử dụng làm nguyên liệu cho hầm biogas làm từ màng chống thấm HDPE với tần suất cho ăn bốn ngày. Nguyên liệu ba mươi kilôgam được ủ trong chu kỳ đầu tiên (chu kỳ I), Ba mươi lăm kilôgam cho chu kỳ thứ hai (chu kỳ II) và Hai mươi lăm kilôgam cho chu kỳ thứ ba (chu kỳ III) như trong cơ sở lô.
Trước tiên, phân gà được trộn kỹ với nước. Để hòa tan nguyên liệu thích hợp, tỷ lệ rắn nước là khoảng 1: 1 trên cơ sở khối lượng đơn vị. Sản xuất khí sinh học hàng ngày và khối lượng tích lũy đã được quan sát. Ngoài ra, các thông số khác nhau được màng HDPE giữ ổn định như nhiệt độ, pH, độ ẩm, chất rắn dễ bay hơi và tổng lượng carbon hữu cơ đã được ghi lại và phân tích trong quá trình nghiên cứu. Thiết lập thử nghiệm của nghiên cứu trong mỗi chu kỳ đã được chỉ ra trong mô hình thử nghiệm.
=> Khi đã rõ khả năng của vật liệu này, rất nhiều nơi trên thế giới đều dùng, như dangthanhthai.com từng nói qua tại đây: Ứng dụng màng chống thấm HDPE cực rộng với hiệu năng cao.
Mô hình được sử dụng màng chống thấm HDPE cho nghiên cứu này là sửa chữa bể sinh học mái vòm có công suất 4 m3 Công ty Khí đốt sửa đổi (GGC) 2047 được phê duyệt bởi Chương trình hỗ trợ khí sinh học (BSP) Nepal. Kế hoạch và phần của máy đào 2047 của Công ty Khí đốt sửa đổi (GGC) (tất cả các kích thước được tính bằng centimet) được thực hiện trong nghiên cứu đã cho thấy trong mô hình công ty khí đốt sửa đổi năm 2047.
3. Kết quả dùng màng chống thấm HDPE
Ảnh hưởng và tương tác tại thời điểm tiêu hóa trong mỗi chu kỳ của các thông số khác nhau như nhiệt độ, pH, độ ẩm, tổng chất rắn dễ bay hơi và tổng lượng carbon hữu cơ của phân gia cầm tươi và tiêu hóa đã được quan sát và phân tích. Thêm vào đó, sản xuất khí sinh học trong cơ sở tích lũy đã được ghi lại và phân tích.
a. Màng chống thấm HDPE với vấn đề biến đổi nhiệt độ
Hoạt động của vi khuẩn chủ yếu phụ thuộc vào nhiệt độ, là yếu tố quan trọng để sản xuất mêtan. Các methanogens không hoạt động ở nhiệt độ cực cao và cực thấp. Một khi sự trao đổi chất xảy ra phản ứng tỏa nhiệt là hữu ích cho việc sản xuất mêtan bên trong phần được màng chống thấm HDPE bao bọc. Nhiệt độ môi trường xung quanh của mái vòm / nồi nấu được quan sát trong khoảng 25 độ C đến 35 độ C và nhiệt độ bên trong được ghi nhận trong khoảng từ 29 độ C đến 38 độ C trong cả ba chu kỳ trong quá trình nghiên cứu. Về mặt lý thuyết, nhiệt được gây ra tại thời điểm của quá trình lên men sau khi được chống thấm và cách ly tuyệt đối. Biểu diễn đồ họa của mẫu nhiệt độ bên trong / lò phản ứng và bên ngoài / môi trường xung quanh bộ xử lý đã thể hiện trong biến đổi nhiệt độ.
Nhiệt độ cận biên thấp hơn cho quá trình methanogenesis là 15ºC. Nhiệt độ bên ngoài cũng như bên trong lò phản ứng được ghi nhận là trên 25ºC. Do đó, nhiệt độ được ghi lại trong quá trình nghiên cứu là quá đủ cho quá trình sinh methan.
=> Về vấn đề giá cả của vật liệu thì rất nhiều chỗ đã chia sẻ khá rõ, trên trang này cũng đã từng nói qua tại đây: Báo giá màng chống thấm HDPE.
b. Màng chống thấm HDPE trước độ pH thay đổi của nguyên liệu và bùn
Sự thay đổi độ pH của nguyên liệu và bùn được tiêu hóa trong tất cả các chu kỳ của từng mẫu đã được chỉ ra. Độ pH trong tất cả các chu kỳ có xu hướng tương tự như bùn được tiêu hóa cao hơn một chút so với nguyên liệu.
Vi khuẩn methanogen rất nhạy cảm với pH khi giá trị của nó giảm xuống dưới 6,5 ở phía mặt trong của màng chống thấm HDPE, chúng không phát triển mạnh, dẫn đến giảm quá trình tiêu hóa / lên men. Giá trị pH trong thời gian nghiên cứu thu được là trên 6,5. Do đó, quá trình methanogensis không bị coi là bị ảnh hưởng.
c. Màng chống thấm HDPE trơ với biến đổi độ ẩm
Sự thay đổi về độ ẩm của cả nguyên liệu và bùn của tất cả các chu trình đã được chỉ ra. Sự thay đổi của độ ẩm trong tất cả các chu kỳ thu được từ 75% đến 90% trong bùn chứa bằng màng HDPE được tiêu hóa trong khi 15% đến 50% trong nguyên liệu. Trong tất cả các chu kỳ, kết quả thu được có xu hướng tương tự, do đó, các quy trình được tổ chức liên tục và nguyên liệu được lấy từ cùng một trang trại gia cầm. Ngoài ra, giá màng chống thấm HDPE cũng không phải quá cao nên được nhiều nơi dùng tới.
d. Sự biến đổi trong chất rắn dễ bay hơi
Hàm lượng chất rắn dễ bay hơi từ 29% đến 59% đã được ghi nhận trong nguyên liệu giảm xuống còn 8% đến 12% trong bùn tiêu hóa. Các chất rắn dễ bay hơi đã bị phá hủy đáng kể trong tất cả các chu kỳ. Sự giảm chất rắn dễ bay hơi ở không gian bao bọc bởi màng chống thấm HDPE trong quá trình lên men là do các vi sinh vật sử dụng để hô hấp và phát triển tế bào. Các chất rắn dễ bay hơi đại diện cho chất hữu cơ có xu hướng giảm trong suốt thời gian nghiên cứu. Sự giảm này là một dấu hiệu của sự ổn định hoặc lên men.
=> Mọi người có thể tham khảo thêm phần này nếu có ý định tìm đội chuyên nghiệp: Thi công màng chống thấm HDPE.
Các chất rắn dễ bay hơi trong tất cả các chu kỳ đã giảm gần như trong xu hướng tương tự. Mẫu dữ liệu thu được trong quá trình nghiên cứu chất rắn dễ bay hơi trong tất cả các chu kỳ của từng mẫu. Nó thể hiện hàm lượng hữu cơ bị phân hủy đều đặn trong suốt thời gian thử nghiệm trong tất cả các chu kỳ.
e. Tác động màng chống thấm HDPE với bến thể carbon hữu cơ
Tổng carbon hữu cơ có nguồn gốc từ các chất rắn dễ bay hơi từ công thức thực nghiệm của Gottas như Bhandar đã nêu. Phương trình có liên quan bằng cách chia chất rắn dễ bay hơi cho 1,8. Biểu diễn đồ họa của tổng carbon hữu cơ trong các chu kỳ khác nhau đã được hiển thị trong Tổng số biến thể carbon hữu cơ.
Hàm lượng carbon thu được là khoảng 15% đến 32% trong nguyên liệu và đã được giảm xuống khoảng 4% đến 7% trong bùn được tiêu hóa. Việc giảm hàm lượng carbon là do sự đốt cháy các chất carbon trong quá trình hô hấp, điều này cho thấy hoạt động của vi sinh vật hoạt động trong quá trình phân hủy khí. Việc giảm hàm lượng carbon ghi nhận nhiều hơn trong chu kỳ thứ ba sang hai chu kỳ khác. Điều này giả định tỷ lệ khoáng hóa lớn hơn trong quá trình phân hủy kỵ khí do tỷ lệ cho ăn thấp hơn. Nó chỉ ra rằng chu kỳ thứ ba là hiệu quả trong việc giảm hàm lượng carbon.
Việc sản xuất khí từ quá trình phân hủy kỵ khí được ghi lại bằng đồng hồ đo lưu lượng trong suốt thời gian nghiên cứu. Tỷ lệ sản xuất khí sinh học đã được quan sát thấy trong chu kỳ thứ hai tương đối nhiều hơn so với phần còn lại của hai chu kỳ thứ nhất và thứ ba khác do việc cho ăn phân gia cầm cao hơn. Trong chu kỳ thứ hai, nó có sự phá hủy chất rắn dễ bay hơi hơn so với hai chu kỳ khác dẫn đến việc sản xuất nhiều khí hơn. Do đó, cần phải thi công màng HDPE đúng mọi yêu cầu kỹ thuật để cho hiệu quả tối ưu.
f. Màng chống thấm HDPE trong quá trình sản xuất khí sinh học
Việc sản xuất khí từ quá trình phân hủy kỵ khí được ghi lại bằng đồng hồ đo lưu lượng trong suốt thời gian nghiên cứu. Tỷ lệ sản xuất khí sinh học đã được quan sát thấy trong chu kỳ thứ hai tương đối nhiều hơn so với phần còn lại của hai chu kỳ thứ nhất và thứ ba khác do việc cho ăn phân gia cầm cao hơn. Trong chu kỳ thứ hai, nó có sự phá hủy chất rắn dễ bay hơi hơn so với hai chu kỳ khác dẫn đến việc sản xuất nhiều khí hơn. Do đó, cần phải thi công màng HDPE đúng mọi yêu cầu kỹ thuật để cho hiệu quả tối ưu.
Khí sinh học được sản xuất trong chu kỳ thứ hai có thể tích lớn hơn trong ba chu kỳ do tỷ lệ cho ăn nhiều hơn. Nghiên cứu này cho thấy sản xuất khí sinh học từ phân gà có thể thu được hiệu quả bằng cách cho ăn khoảng 8,5 kg mỗi ngày. Không có sự thiếu hụt thu được trong thời gian nghiên cứu như tiêu thụ năng lượng (khí) để chuẩn bị thực phẩm cho 5 người. Nhu cầu gas để nấu ăn là 0,2 đến 0,3 m3 mỗi người. Từ 50 kg chất thải gia cầm, 3 m3 khí sinh học mỗi ngày cho mỗi nhà máy có thể được sản xuất.
g. Nhờ màng chống thấm HDPE kết quả được xác định
Nghiên cứu này cho thấy rằng digester có thể được vận hành bằng cách sử dụng khoảng 2,5 phân gà mỗi tháng. Khí sản xuất được đo bằng lưu lượng kế trên cơ sở thể tích tích lũy đã được trình bày trong thể tích khí sinh học tích lũy.
Sản lượng khí trên mỗi kg phân gà là 0,065 đến 0,16 m3 khi được bọc kín bằng màng chống thấm HDPE. Trong chu kỳ đầu tiên, liều lượng 30 kg đã được áp dụng tạo ra 3,48 m3 khí theo lý thuyết và khí được tạo ra trong chu trình là 3,925 m3. Tương tự, khối lượng 35 kg của chu kỳ thứ hai được cho ăn, tạo ra 4,06 m3 khí theo lý thuyết và khí được tạo ra trong chu trình là 3,721 m3. Trong chu kỳ thứ ba, khối lượng 25 kg được cho ăn, tạo ra 2,9 m3 khí theo lý thuyết và khí được tạo ra trong chu trình là 3,255 m3.
Tóm lại, nghiên cứu đã chứng minh rằng có thể sử dụng phân gia cầm để sản xuất khí sinh học và chuyển đổi sinh học là công nghệ hữu hiệu, thân thiện với người dùng và sinh thái để sản xuất năng lượng trong kịch bản khủng hoảng năng lượng. Dùng màng chống thấm HDPE trong chăn nuôi gia cầm để sản xuất năng lượng sạch như vậy có thể là lựa chọn thích hợp để giảm phát thải carbon dẫn đến các tác động môi trường khi sự nóng lên toàn cầu và biến đổi khí hậu.
Nga Huỳnh
Bài liên quan