LOẠI bỏ ĐỒNG THỜI CHẤT hữu cơ và NITƠ từ nước

Nguyễn Thị Diệu Cẩm Học viên: Trịnh Thị Hoàng Oanh và Nguyễn Xuân Phương Tóm tắt Quá trình kỵ khí - hiếu khí tại bãi rác thải mới bao gồm các bể phản ứng như phản ứng khử nitơ, phản ứng

DỊCH BÀI BÁO SỐ 5

LOẠI BỎ ĐỒNG THỜI CHẤT HỮU CƠ VÀ NITƠ TỪ NƯỚC

RỈ RÁC CỦA BÃI RÁC THẢI BẰNG CÁCH SỬ DỤNG

QUÁ TRÌNH KỴ KHÍ – HIẾU KHÍ

GV hướng dẫn TS Nguyễn Thị Diệu Cẩm Học viên: Trịnh Thị Hoàng Oanh và Nguyễn Xuân Phương

Tóm tắt

Quá trình kỵ khí - hiếu khí tại bãi rác thải mới bao gồm các bể phản ứng như phản ứng khử nitơ, phản ứng phân hủy như loại bỏ khí metan và phản ứng hiếu khí như phản ứng nitrat đã được hoạt hóa từ bùn, đã được hoạt động đồng thời bởi nước thải tuần hoàn để loại bỏ nitơ hữu cơ

Các kết quả chỉ ra rằng quá trình khử nitơ và khí metan được thực hiện thành công trong rác thải mới và cũng bị các bể phản ứng bãi rác phân hủy tương ứng, trong khi quá trình nitrat hóa NH4 +- N được thực hiện trong các phản ứng hiếu khí

Tỷ lệ loại bỏ chất hữu cơ tối đa là 1,78 kg COD / m3 d trong phản ứng phân hủy bãi rác thải trong khi đó tốc độ loại bỏ NH4+- N là 0,18 kg NH4+-N / m3 d trong các phản ứng hiếu khí Các khí sinh học từ các bãi rác mới cũng bị phân hủy bao

NO3--N

Các vi khuẩn khử nitơ đã tập trung chủ yếu ở lớp trung lưu và các vi khuẩn khử nitơ ở 1 số nơi đã có một mối tương quan tốt với nồng độ NO3- - N

1 Giới thiệu

Xử lý chôn lấp đối với chất thải rắn đang là việc phổ biến nhất cộng đồng trên toàn thế giới, đặc biệt đối với chất thải rắn đô thị (MSW) Ví dụ, trong năm 2002, khoảng 94% MSW ở Trung Quốc nói chung đã được xử lý tại bãi rác (Wang năm 2006) Trong những năm gần đây, đã chú trọng tăng cường về công nghệ phản ứng sinh học để phân hủy và ổn định của các thành phần chất thải hữu cơ, giảm một lượng khí thải bãi rác phát sinh trong một khoảng thời gian ngắn, và loại bỏ nước rỉ

rác tại chỗ ( Price vào năm 2003; Mehta vào năm 2002;Pohland và Kimvào năm 2000; Reinhart vào năm 2002; Reinhart, 1996; Pohland và Al-yousfi, 1994; Townsend, 1996; Chan vào năm 2002; Demir vào năm, 2004; Bilgili vào năm, 2006) Một trong những loại phổ biến nhất của phản ứng sinh học bãi rác là nước thải tuần hoàn của bãi rác Tuy nhiên, tốc độ tăng của quá trình thủy phân liên quan đến tuần hoàn nước rỉ rác có thể dẫn đến việc sản xuất các axit béo trung gian dễ bay hơi (VFAs) ở nồng độ cao Điều này sẽ ức chế hoạt động của vi sinh vật nghiêm trọng, đặc biệt là metan (O'Keefe và Chynoweth, 2000; He, 2007; Osman và Delia, 2005) Hơn nữa, nitơ trong amoniac thường tích tụ là vì amoniac ổn định trong điều kiện kỵ khí Amoniac có nồng độ cao hơn trong các nước rỉ rác từ các bãi rác thải trong thời gian dài ngay cả sau khi các chất hữu cơ thông thường của chất thải được

ổn định (Burton và Watson-Craik, 1998; Onay và Pohland, 1998;Price vào năm, 2003) Đó là lý do tại sao cần loại bỏ amoniac là một khía cạnh quan trọng của kiểm soát ô nhiễm bãi rác trong thời gian dài Quá trình vật lý-hóa học hoặc sinh học thường được áp dụng để xử lý nước rỉ rác Tuy nhiên, xử lý nước rỉ rác có nồng độ

dụng quy trình khác nhau do các biến đổi thành phần của nước rỉ rác từ bãi rác Ví

dụ, ở Trung Quốc, nhà máy xử lý nước rỉ rác sử dụng vài quá trình sinh học có thể đáp ứng các tiêu chuẩn thải (Xu vào năm, 2006)

Gần đây, trong việc loại bỏ nitơ sinh học tại chỗ bởi các phản ứng sinh học tại các bãi rác thu hút ngày càng nhiều sự quan tâm của các nhà nghiên cứu Onay và Pohland (1998) đã thiết kế hệ thống ba bể phản ứng, bao gồm cả khâu thiếu oxy, kỵ khí và hiếu khí để mô phỏng môi trường bãi rác thải và nghiên cứu khả năng suy giảm của các hợp chất nitơ tại chỗ Kết quả cho thấy rằng việc sử dụng mô phỏng phản ứng sinh học nước thải tuần hoàn trong bãi rác thải có tính khả thi cho việc loại bỏ NH4+-N, cả hai phản ứng hoạt động riêng biệt và kết hợp với tái chế nước thải nội bộ cung cấp 95% nitơ Sau đó, quá trình loại bỏ nitơ sinh học và chất hữu

cơ đã được tiến hành liên tiếp đúng chuyên môn cho nghiên cứu quy mô trong phòng thí nghiệm (Onay và Pohland, 1998; Borglin, 2004; Bilgili, 2006; Dong , 2007; Berge , 2007)

Tính khả thi của hệ thống là kết hợp nitrat hóa, khử nitrat cho việc loại bỏ N đã được nghiên cứu bởi (He 2006) Các kết quả cho thấy hầu hết NH4+-N được chuyển đổi thành NO2- - N hoặc NO3--N bởi phản ứng nitrat hóa các hợp chất hữu cơ hòa tan nhất chuyển thành CO2, cacbonat và metan bằng sự kết hợp tốt lớp kỵ khí, và NO2-

-N hoặc -NO3- -N có thể là khử nitrat để chuyển thành khí N2 He và các cộng sự (2007) đã phát triển một quá trình kỵ khí-hiếu khí để loại bỏ nitơ, sử dụng bể xử lý sinh học kỵ khí dòng chảy ngược qua lớp bùn (UASB) phản ứng để loại bỏ các chất hữu cơ, một lớp không khí sục từ trên xuống lớp bùn (ALSB) phản ứng cho quá trình nitrat hóa, và một phòng thí nghiệm quy mô nghiên cứu phản ứng sinh học cho

bãi rác thải để khử nitrat Berge năm (2006) báo cáo rằng quá trình nitrat hóa và khử nitrat có thể xảy ra đồng thời trong một bãi rác hiếu khí (ngay cả dưới các điều kiện thấp phân hủy sinh học C / N ) Burton và Watson-Craik (1998), theo báo cáo của

He và các cộng sự (2007), vận hành thử loại nitơ từ nước rỉ rác được thiết kế bên ngoài một bãi rác thải Người ta thấy rằng NO3- -N đã được tiêu thụ trong điều kiện thiếu ôxy / kỵ khí bãi rác thải Hơn nữa, các thí nghiệm theo Price năm (2003) và Vigneron năm (2007) chỉ ra rằng nitơ trong nitrat là được chuyển đổi nitơ một cách hiệu quả với sự hỗ trợ cacbon hữu cơ cần thiết như là cho electron trong phản ứng sinh học, trong khi sản xuất metan bị ức chế trong quá trình này Tuy nhiên, thông tin cơ bản liên quan loại bỏ đồng thời nitơ và chất hữu cơ nước rỉ rác rác thải bị hạn chế Các kết hợp kỵ khí - hiếu khí cho loại bỏ đồng thời chất hữu cơ và nitơ khỏi nước thải với sự biến đổi của chất lượng và khối lượng rác thải trong thời gian ổn định đã được hiểu rõ Trong nghiên cứu này, kết hợp các hệ thống kỵ khí-hiếu khí được bao gồm phản ứng hoạt hóa bùn cho quá trình nitrat hóa, phản ứng cho quá trình khử nitrat với rác tươi, và phản ứng phân hủy tốt rác thải cho việc sản xuất khí metan Như vậy, các mục tiêu chính là để kiểm tra hệ thống kỵ khí-hiếu khí có tính khả thi là một quá trình hữu cơ và đồng thời loại bỏ nitơ bằng khả năng quan sát loại

bỏ hữu cơ, tỷ lệ nitrat hóa, tốc độ khử nitơ, thành phần khí Ngoài ra, những ảnh hưởng của việc loại bỏ nitơ phân hủy các chất hữu cơ đã được đánh giá, so sánh với phản ứng sinh học yếm khí, kỵ khí và phản ứng bị phân hủy tại các bãi rác thải tươi

2 Phương pháp

2.1 Vật liệu thí nghiệm

Các rác tươi trong nghiên cứu này được thu thập từ một bãi chứa rác vừa được chảy ra từ một chiếc xe tải trong bãi chôn lấp hợp vệ sinh Asuwei, đặt tại Bắc Kinh, Trung Quốc Túi nhựa và rác thải vô cơ khổng lồ được loại bỏ bằng cách bước đầu tiên phân loại và phân loại lần nữa được tiến hành trong phòng thí nghiệm Tất cả các chất thải sau đó được cắt nhỏ và trộn để hủy bỏ nước rỉ rác tại bãi rác theo cột

mô phỏng Các chất thải thành phần như sau (theo trọng lượng): rác thải nhà bếp, 70,3 ± 8,3%; giấy, 10,2 ± 2,1%; nhựa, 8,1 ± 1,9%; vải, 1,2 ± 0,6%; kim loại, 0,2 ± 0,1%; và những loại khác, 1,0 ± 0,2%

Rác cũng bị phân hủy sinh học đã được khai thác từ một bãi rác cũ với hơn 9 năm tuổi, bãi rác trong bãi chôn lấp Asuwei Rác phân hủy đã được định nghĩa là rác thải đã được thực hiện thông qua các giai đoạn khác nhau của phân hủy kỵ khí

và khả năng sản xuất metan của nó đã bị cạn kiệt Tổng số chất chứa hợp chất hữu

cơ và nitơ tương ứng là ít hơn 5% và 0,3% đối với rác nổi phân hủy Các rác thải được trộn lẫn và cắt thành miếng 2-5 cm

2.2 Thiết bị thí nghiệm

Hai bể phản ứng đã được sử dụng trong nghiên cứu này, đã được mô phỏng bãi rác, một bể phản ứng là hiếu khí và loại kia là hoạt hóa bùn Các bể phản ứng mô phỏng bãi rác làm bằng plexiglass có đường kính 20 cm và chiều cao 120 cm, hiệu quả cung cấp một thể tích khoảng 31,4 L Tất cả trong số chúng đã được bọc bằng polyurethane dày 1 cm nhiều bọt đóng vai trò như vật liệu cách nhiệt để ngăn chặn tái phân phối nhiệt độ giữa các bể phản ứng và môi trường xung quanh Các bể phản ứng hiếu khí - hoạt hóa bùn làm bằng plexiglass có thể tích khoảng 7.0 L (đường kính 10 cm) Cả hai bể phản ứng mô phỏng đã được đặt trong một attemperator để giữ nhiệt độ ở mức 33 ± 20C

Để tránh sự tắc nghẽn của các cửa xả nước, ở dưới cùng bế xử lý nước rỉ rác lấp đầy lớp sỏi dày 10 cm Ba bể phản ứng mô phỏng bãi rác (bể phản ứng A, B và D) đã được lấp đầy với rác tươi với mật độ 552 kg / m3 Các chất thải cũng phân hủy

đã được đóng gói vào một trong hai bể phản ứng mô phỏng bãi rác (bể phản ứng C

và E) với mật độ 1.026 kg / m3 Cuối cùng, các chất thải đã được phủ một lớp cát sâu 10 cm; Hơn nữa, thiết bị phân phối nước được đặt ở phần trên của mỗi bể phản ứng Sau khi các chất thải đã được lấp đầy, các bể phản ứng bãi rác được bịt kín bằng bít silicone và theo dõi xem có rò rỉ Sau đó, nước được tách để mỗi bể phản ứng bãi rác ở một số lượng đủ để sản xuất khoảng 1 lít nước rỉ rác

2.3 Thiết kế và vận hành thử nghiệm

Ba hệ thống bãi rác được sử dụng trong nghiên cứu này, được đặt tên là hệ thống I (bao gồm chỉ bể phản ứng A), hệ thống II (gồm các bể phản ứng B và C) và

hệ thống III (gồm các bể phản ứng D, E và bể phản ứng nitrat hóa) (1) Hệ thống I được ngăn lại kiểm tra nước rỉ rác được tạo ra từ chất thải tươi đã ráo nước (bể phản ứng A) vào bể tuần hoàn, và tái chế bằng cách sử dụng máy bơm nhu động cách 2 ngày (2) Hệ thống II: một bể phản ứng B đã được kết nối với một bể phản ứng C, nước rỉ rác thải tươi bị phân hủy và nước thải tuần hoàn Các nước rỉ rác từ bể phản ứng B được cho qua bể phản ứng C đã được tái chế để sử dụng, và đồng thời các nước rỉ rác từ bể phản ứng C còn lại được bơm qua lại bể phản ứng B bằng bơm nhu động cách 2 ngày (3) Hệ thống III: các nước rỉ rác được tạo ra từ bể phản ứng một bãi rác thải tươi (bể phản ứng D) sau đó được đưa qua một bể phản ứng thải cũng bị phân hủy (bể phản ứng E), và các nước rò rỉ từ bể phản ứng E đã được đưa vào bể phản ứng hoạt hóa bùn (phục vụ phản ứng nitrat hóa) Cuối cùng, nitơ từ nước rỉ rác được tái tuần hoàn để bể phản ứng D cho quá trình khử nitơ Nước rỉ rác liên tục được lưu hành trong bãi chôn lấp chất thải tươi, tại bãi chôn lấp chất thải cũng bị phân hủy và bể phản ứng nitrat hóa cũng được sử dụng bằng cách dùng máy bơm nhu động với tốc độ dòng chảy thay đổi được điều chỉnh với thể tích nước rỉ rác trong quá trình phân hủy chất thải

Bể phản ứng nitrat hóa được chuẩn bị với 1000 ml bùn hoạt tính hiếu khí lấy từ các nhà máy xử lý nước thải thành phố Gaopeidian tại Bắc Kinh, Trung Quốc Thứ nhất, nước thải đô thị được xử lý nitrat trong các phản ứng Sau đó, mỗi 2 ngày, 10% nước thải đã được thêm vào cho đến 100% của nước rỉ rác đã đạt được Năm ngày sau khi đạt 100% của nước rỉ rác trong dòng vào, hệ thống kỵ khí-hiếu khí kết hợp được mở Tải trọng hàng ngày của nước rỉ rác của bể phản ứng nitrat hóa là khoảng 2,0 L / d Các bể phản ứng nitrat hóa được hoạt động tại một thời gian chu

kỳ của 48 h 10 phút bao gồm 10 phút được cung cấp, 47 h của phản ứng hiếu khí, 40 phút của bùn lắng và 10 phút của nước thải Không khí được cung cấp với tốc độ dòng khí là 7.0 L min-1 bằng cách bơm không khí, thông qua rotameter với khí phân phối trên dưới cùng của bể phản ứng Nồng độ oxy hòa tan đã được giữ ở mức hơn

5 mg / L trong các bể phản ứng nitrat pH được điều chỉnh đều đặn đến hơn 7,0 bằng

hoạt động của tất cả các bể phản ứng đã được tự động điều khiển bởi bộ lập trình van điện từ và xác định được thời gian

2.4 Lấy mẫu và phương pháp phân tích

Mẫu nước thải được thu thập mỗi sáu ngày từ nước thải của mỗi bể phản ứng COD, NH4+-N, NO3--N, NO2--N và tổng nitơ theo phương pháp Kjeldahl (TKN) đã được xác định theo phương pháp chuẩn (EPA của Trung Quốc, 1989) Giá trị pH được đo bằng một Sartorius PB-10 số pH mét (Sartorius Inc., Đức)

Nồng độ VFA đã được xác định bằng cách sử dụng một phương pháp sắc ký khí (Agilent, GC-6890N) được trang bị một máy dò ion và một cột mao quản silica hợp nhất 30 mx 0.25mm x 0,25µm -(DB-FFAP) Các mẫu khí sinh học được phân tích bằng sắc ký khí thứ hai (HP5890) được trang bị một máy dò dẫn nhiệt

hết sự cư trú của vi sinh vật để nitrat hóa và khử nitrat được liệt kê bởi kỹ thuật số chắc chắn nhất (MPN) (Wang năm 1998; Ma năm, 2002)

3 Kết quả và thảo luận

3.1 COD

Dữ liệu COD cho các bể phản ứng nước thải của A-E và bể phản ứng nitrat được trình bày trong hình 1 Như minh họa, nồng độ COD nước thải tăng nhanh sau khi thí nghiệm bắt đầu trong ba bể phản ứng thải bãi rác tươi (bể phản ứng A, B và D), trong đó tăng lên đến giá trị tối đa của 90, 200, 60, 500 và 57.300 mg / L sau 66,

30 và 24 ngày, tương ứng Sau đó, nồng độ COD nước thải giảm đến 5940 mg / L trong bể phản ứng B kết nối với một bể phản ứng C phân hủy rác thải vào ngày 132,

và nồng độ COD nước thải luôn thấp trong bể phản ứng C, cho thấy hệ thống II có thể loại bỏ có hiệu quả các chất hữu cơ từ nước thải

Nồng độ COD trong nước rỉ rác bể phản ứng D cho thấy một xu hướng tương

tự với bể phản ứng B, tăng trong những tuần đầu tiên, và sau đó giảm dần đến khoảng 1500 mg / L

vào ngày 132 Hơn nữa, nồng độ COD trong nước thải chảy ra của bể phản ứng nitrat hóa là ít hơn 300 mg / L Không có thay đổi đáng kể nồng độ COD trong nước thải tạo ra từ hệ thống I, có lợi khi kiểm soát

Tỷ lệ xử lý COD và loại bỏ hiệu quả tải trọng hữu cơ như là một chức năng của trong bể phản ứng C và E được trình bày trong hình 2 Tỷ lệ loại bỏ COD và hiệu quả loại bỏ được tính toán bằng cách làm theo công thức (1) và (2)

Tỷ lệ COD = CODin - CODeff / V (1) Hiệu quả loại bỏ COD = CODin - CODeff / CODin (2)

CODin là tải khối lượng COD trong dòng vào của phản ứng, mã eff là tải khối lượng COD trong nước thải của các bể phản ứng, và V là thể tích của bể phản ứng Tỷ lệ

và E, tương ứng, trong đó phục vụ như là sản xuất metan cho hệ thống II và III

Tỷ lệ xử lý COD đã tăng tới 90% so với tải trọng hữu cơ tăng 0,19-0,70 kg

trọng hữu cơ tối đa là 1,93 và 1,85 kg COD / m3 d cho bể phản ứng C và E Nó cũng

có thể được nhìn thấy từ những con số đó, COD trong hệ thống III đã được nhận ra nhanh hơn so với hệ thống I và II Tổng hiệu quả khử COD trong hệ thống II và III không bị ảnh hưởng bởi sự gia tăng của tải trọng hữu cơ Tuy nhiên, nồng độ COD nước thải vẫn còn khoảng 300 mg / L trong hệ thống III ở giai đoạn cuối Lý do có thể là các chất hữu cơ còn lại là các hợp chất không phân hủy sinh học phân tử lớn trong nước rỉ rác, chẳng hạn như axit humic, đó là khó khăn để phân hủy sinh học (Zouboulis năm, 2003)

3.2 pH và VFA

Dữ kiện pH cho tất cả các quá trình phản ứng của bãi chôn rác được trình bày trong hình 3.Giá trị pH nước rỉ rác trong khoảng 5- 6 trong 60 ngàyđầu tiên của quá trình phân hủy phản ứng A Sau ngày 60, giá trị pH bắt đầu tăng và đạt đến 7,2 ở ngày thứ 132 Tuy nhiên, giá trị pH nước thải của các bể phản ứng B và D bắt đầu tăng trong ngày đầu và đạt đến 7.1 và 7.0 sau 50 ngày Hơn nữa, vào ngày 54 các giá trị pH giảm từ 7.7 xuống 7.2 trong các bể phản ứng C và E Trong những ngày tiếp theo, không có biến động pH đáng kể đã được quan sát của nước thải từ 4 quá trình phản ứng của hệ thống II và III và các giá trị pH vẫn trong khoảng 7-8 Những kết quả này chỉ ra rằng giá trị pH tăng trong các bể phản ứng của bãi rác tươi (bể phản ứng B và D) rất nhanh hơn trong bể phản ứng A, cho thấy sự suy giảm nhanh chóng của chất thải rắn trong hệ thống II và III Những kết quả này cũng tương tự như của Heet al (2006,2007), Chugh et al (1999)

VFAs là các chất trung gian quan trọng nhất trong quá trình phân hủy kỵ khí Hơn nữa, khi nó tích tụ có thể dẫn đến xử lý thất bại do sự sụt giảm pH tạo ra (Anderson và Yang, 1992) Nồng độ VFA đã được kiểm soát trong một thời gian dài như các chỉ số hiệu suất quá trình Hình 4 cho thấy các biến đổi của VFA trong nước thải từ tất cả các quá trình phản ứng Nồng độ VFA tích lũy trong 30 ngày đầu trong

bể phản ứng B và D, và đạt giá trị tối đa 15.100 và 16.000 mg / L tương ứng, sau đó giảm nhanh chóng Tuy nhiên, nồng độ VFA tích lũy trong 90 ngày và tăng lên đến giá trị tối đa 34.000 mg/L trong bể phản ứng A, và sau đó giảm dần Nồng độ VFA luôn thấp trong các bể phản ứng rác phân hủy tốt, và không được phát hiện trong bể

phản ứng nitrat hóa Hơn nữa, nồng độ VFA của nước rỉ từ bể phản ứng E thấp hơn

từ bể phản ứng C

MSW phân hủy hoặc phân hủy sinh học xảy ra trong ba giai đoạn cho các bể phản ứng bãi thải rác tươi Trong lần đầu tiên, các vi khuẩn lên men thủy phân các chất hữu cơ phức tạp thành các phân tử hòa tan.Trong lần thứ hai, các vi khuẩn sẽ chuyển đổi phân tử này thành axit hữu cơ đơn giản, carbon dioxide và hydrogen, và các phản ứng tạo ra một lượng lớn các VFAs như axit axetic, axit propionic, butyric axit và ethanol Phương trình cân bằng cơ bản để phân hủy axit giai đoạn yếm khí các hợp chất hữu cơ phức tạp CxHyNz là:

CxHyNz + H2O C5H9O3N +CH3COOH+CO2+H2+1 phần hợp chất ổn định (3) Những axit làm giảm pH và độ pH thấp giúp hòa tan các vật liệu vô cơ, và nồng độ cao của VFAs cũng góp phần vào mức độ cao của COD Cuối cùng, trong giai đoạn thứ ba, metan được tạo thành bởi các vi khuẩn vi sinh methanogenic, hoặc bằng cách phá vỡ các axit để thành khí metan và carbon dioxide, hoặc bằng cách giảm carbon dioxide với hydro Hai trong số các phản ứng đại diện được hiển thị dưới đây

Quá trình hoạt động của hệ thống II và III tối ưu hóa môi trường tăng trưởng vi sinh vật, đẩy nhanh sự suy giảm chất hữu cơ, và có tác dụng tích cực đối với sự phát triển cân bằng của giai đoạn tạo acid và giai đoạn tạo khí metan, và thuận lợi cho thực hiện việc tách hai pha (Cu et al., 2007) Tuy nhiên, các hoạt động của khí metan bị ức chế trong bể phản ứng A do sự tích tụ của acid hữu cơ trong giai đoạn tạo acid, và suy giảm chất hữu cơ trong nước thải đã bị chậm lại (Bilgili et al, 2006; Cossu et al, 2003 )

3.3 Chế phẩm khí sinh học

Phần thể tích của khí metan tăng chậm và đạt 10% sau 120 ngày trong bể phản ứng A Không như những lưu ý trong bể phản ứng A, trong đó phần lớn là khí methan bị ức chế bởi sự tích lũy VFA và pH thấp, khí metan xuất hiện trong pha khí của hệ thống II và III kể từ tuần đầu tiên (Hình 5a)

Hình 5 Sự phát triển của thành phần khí bãi rác: (a) metan; (b) carbon

dioxide và (c) khí nitơ trong bể phản ứng D

Phần thể tích của khí metan tăng nhanh đến khoảng 60% trong 30 ngày tại bể phản ứng C của hệ thống II và E của hệ thống III, tương ứng, hai bể phản ứng cũng

bị phân hủy nhưng không như tạo khí metan Liên tục tiêu thụ chất dinh dưỡng và các sản phẩm trung gian, chủ yếu là VFA được hình thành trong bể phản ứng rác tươi, được chuyển đổi chủ yếu thành khí metan và carbon dioxide do vi khuẩn vi sinh methanogenic (xem phương trình (4) và (5)) Tuy nhiên, khí metan bắt đầu xuất hiện khi ngày 30 từ hai bể phản ứng rác tươi của hệ thống II và III, độ pH nước thải được nâng từ mức đệm kiểm soát bởi các VFAs đến cấp độ của hệ thống đệm bicarbonate, và do đó hỗ trợ sự tăng trưởng của vi khuẩn vi sinh methanogenic, và thể tích dần dần tăng lên đến 40% (Hình 5a)

Các khí sinh học từ ba bể phản ứng rác tươi bao gồm chủ yếu là carbon dioxide (Hình 5b.) Đó là sản phẩm chính của phản ứng lên men (xem Eq (3)) Phần