Anaerobic co-digestion cow dung and corn stalk - effect of corn stalk pre-treated timing

Abstract

The study was aimed to investigate the effect of corn stalk pre-treatment duration on biogas production when cow dung and corn stalk was co-digested in an anaerobic digestion. Corn stalks were pre-treated in different durations: 2-days, 5-days, and 8-days before being added to cow dung into anaerobic co-digesters. The experiments were set up randomly by using triplicate batch anaerobic apparatus in 21 L containers that run in 60-days. The mixing ratio between a corn stalk and cow dung was 50%: 50% (based on the volatile solid value of each material), but corn stalk was cut into small pieces with around 10 cm length, while the cow dung was air dried. The results of the study indicated that all operation parameters such as temperature, pH, and alkalinity in the anaerobic batch were suitable for biogas production. The results showed that there was a significant improvement in total gas produced in the pre-treated 5-days treatment (206.4±8.4 L) compared to 2-days (153.4±9.6 L), and 8-days ones (174±11.1 L). The biogas yield of the pre-treated 2-days, 5-days, and 8-days treatments were 392.7±9.8 L/kg VSfermented, 469.8±10.1 L/kg VSfermented and 497.1±13.3 L/kg VSfermented, respectively, that was not significantly different (5%). In all treatments, low concentration of methane in the beginning phase had been observed but increased and reached the optimum value for energy use after 10 days. The result of the study showed that it is preferable to have 5-days pre-treatment of corn stalk before the corn stalk is loaded to an anaerobic digester in combination with cow dung. Nghiên cứu này nhằm đánh giá ảnh hưởng của thời gian xử lý thân cây bắp lên năng suất sinh khí khi ủ phối trộn phân bò và thân cây bắp trong điều kiện yếm khí. Ba mức thời gian xử lý thân cây bắp được chọn là 2 ngày, 5 ngày, và 8 ngày. Các thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên trong các bình ủ yếm khí theo mẻ 21 L, vận hành trong 60 ngày liên tiếp và có 3 lần lặp lại. Nguyên liệu ủ được phối trộn theo tỷ lệ 50% phân bò và 50% thân bắp, trong đó thân bắp được cắt nhỏ cỡ 10 cm. Kết quả thí nghiệm cho thấy tất cả các thông số pH, nhiệt độ, độ kiềm của mẻ ủ đều phù hợp để vận hành. Lượng khí sinh ra của các nghiệm thức xử lý ở 2 ngày, 5 ngày, 8 ngày được ghi nhận là 153,4±9,6 L, 206,4±8,4 L và 174±11,1 L; năng suất sinh khí của các nghiệm thức không khác biệt và đạt giá trị 392,7±9,8 L/kg VSphânhủy, 469,8±10,1 L/kg VSphânhủy và 497,1±13,3 L/kg VSphânhủy. Tất cả các nghiệm thức đều sản sinh lượng CH4 thấp ở giai đoạn đầu nhưng tăng dần theo thời gian ủ và đạt hiệu quả sử dụng sau 10 ngày ủ. Kết quả cho thấy có thể chọn mốc thời gian 5 ngày để xử lý thân cây bắp trước khi đưa vào hầm ủ biogas.