Đang tải... (xem toàn văn)
22 CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2 1 Nội dung nghiên cứu Khảo sát tỉ lệ tối ưu chất thải chế biến mít và chất độn trong quá trình ủ compost + Khảo sát ủ hiếu khí chất thải chế biến mít với xơ dừa với các tỉ lệ 3 7, 4 6, 5 5, 6 4, 7 3, 8 2 Khảo sát ảnh hưởng của chế phẩm sinh học trong quá trình ủ chất thải chế biến mít + Khảo sát ủ hiếu khí chất thải chế biến mít không có chế phẩm vi sinh + Khảo sát ủ hiếu khí chất thải chế biến mít với 3 loại chế phẩm sinh học BIMA, EM FE.
CHƯƠNG 2.1 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nội dung nghiên cứu Khảo sát tỉ lệ tối ưu chất thải chế biến mít chất độn trình ủ compost + Khảo sát ủ hiếu khí chất thải chế biến mít với xơ dừa với tỉ lệ 3:7, 4:6, 5:5, 6:4, 7:3, 8:2 Khảo sát ảnh hưởng chế phẩm sinh học trình ủ chất thải chế biến mít + Khảo sát ủ hiếu khí chất thải chế biến mít khơng có chế phẩm vi sinh + Khảo sát ủ hiếu khí chất thải chế biến mít với loại chế phẩm sinh học BIMA, EM-FERT1và phân bị Khảo sát ủ hiếu khí chất thải chế biến mít quy mơ Pilot với dạng kỹ thuật ủ thùng ủ đống + Ủ hiếu khí chất thải chế biến mít với xơ dừa dạng đánh đống + Ủ hiếu khí chất thải chế biến mít với xơ dừa dạng thùng ủ Xây dựng quy trình ủ hiếu khí chất thải chế biến mít thành phân bón hữu vi sinh tính tốn chi phí q trình ủ + Xây dựng quy trình ủ hiếu khí chất thải chế biến mít + Khái tốn chi phí sơ bợ, xem xét tính khả thi 2.2 Vật liệu nghiên cứu Chất thải chế biến mít lấy sở chế biến mít khu vực huyện Đức Linh, tỉnh Bình Thuận Nguyên liệu tiền xử lý có tính đồng chất lượng kích thước trước đưa vào q trình ủ Xơ dừa lựa chọn sản phẩm thương mại thị trường nhằm mục đích hướng đến vật liệu dễ tìm 22 Các loại chế phẩm sinh học lựa chọn có tên thương phẩm Trichoderma (BIMA) công trung tâm công nghệ sinh học Tp.HCM, EM-FERT1của công ty cổ phần kỹ thuật Sao Mai , phân bị lấy địa phương Bảng 2.1 Thơng số kỹ thuật yêu cầu chất thải chế biến mít ủ hiếu khí Thơng số STT Kích thước hạt Thời gian chờ sau tách múi Tỉ lệ xơ mít/ vỏ/ lõi mít Giá trị 3-5 cm 1-3 ngày 4:6 Mơ hình thí nghiệm Mơ hình thùng ủ quy mơ phịng thí nghiệm Trong nợi dung nghiên cứu 1, mơ hình ủ dạng thùng ủ sử dụng thùng nhựa có cơng śt ủ 20 lít vật liệu mợt mẻ ủ, thể hình 2.1 Hình 2.1 Mơ hình ủ thùng quy mơ phịng thí nghiệm Thùng ủ làm thùng nhựa hình trụ trịn PVC 20 lít Vách đục lổ 8mm để thống khí cho qua trình ủ Phần đáy đục lổ để thu nước rỉ rác nhằm tạo điều kiện thơng thống cân đợ ẩm cho khối ủ 23 Mơ hình dạng thùng ủ quy mơ pilot Trong nghiên cứu mơ hình ủ dạng thùng ủ quy mô pilot sử dụng có cơng śt ủ 250 lít vật liệu mợt mẻ ủ Mơ hình thùng ủ pilot nhựa PVC trình bày hình 2.2 Hình 2.2 Mơ hình ủ thùng quy mô pilot + Thùng ủ làm thùng nhựa PVC 250 lít dạng đứng, vách làm nhựa có khe hở để thống khí Mơ hình có kích thước DxRxC = 500 x 500 x 1000 mm + Để thuận tiện cho việc lấy phân, thùng ủ bố trí cửa lấy phân phía trước khối ủ Kích thước DxR = 400x400 mm, cửa lấy phân thiết kế dạng đóng mở tiến hành lấy phân + Với thiết kế phần đáy tiếp xúc trực tiếp với đất nước rỉ rác phát sinh q trình ủ thấm trực tiếp xuống đất + Phần nắp mơ hình làm tấm nhựa PVC nhằm mục đích che chắn mưa làm ảnh hưởng đến khối ủ Phần nắp thiết kế dạng đóng mở Mơ hình dạng đánh đống Mơ hình ủ đáng đống thực với thể tích khối ủ 250 lít vật liệu một mẻ ủ Đống ủ được trải thấm nước, chiều cao đống ủ 1m - 1.5m chiều 24 rộng 1.5m Khối ủ cấp khí tự nhiên nhờ khuyếch tán, gió, …Khối ủ đảo trợn định kỳ nhằm đảm bảo thống khí cho đống Hình 2.3 Mơ hình ủ dạng đánh đống 2.3 Bố trí thí nghiệm 2.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát tỉ lệ tối ưu chất thải chế biến mít chất độn trình ủ compost Sơ đồ ủ compost thí nghiệm Tiền xử lý chất thải mít Phối trợn với xơ dừa theo tỉ lệ Kiểm tra đầu vào Cho vào thùng ủ 20 lít Lấy mẫu đo đạt, Ủ, đảo trộn định kỳ khảo sát Sản phẩm Kiểm tra chất lượng Hình 2.4 Sơ đồ quy trình ủ compost thí nghiệm 25 Tiến hành thí nghiệm Mơ hình dạng thùng ủ quy mơ phịng thí nghiệm Đợ ẩm đống ủ ban đầu dao đợng từ 50 – 60% [1] [10] Không bổ sung nguồn vi sinh vật từ bên Các bước tiến hành: Nguyên liệu đầu vào: + Bước 1: Chất thải chế biến mít được tiền xử lý (loại bỏ tạp chất, băm nhỏ) để có kích thước từ 3-5cm tỉ lệ vỏ, lõi xơ mít phải đồng đều, chi tiết thể bảng 2.1 Xơ dừa lựa chọn đồng nhất độ ẩm tỉ lệ thành phần, loại bỏ tạp chất + Bước 2: Các vật liệu ủ phân tích tiêu kiểm sốt trước q trình ủ Các tiêu kiểm sốt trước q trình ủ: Đợ ẩm, pH, OM, nitro, photpho, kali + Bước 3: Trộn vật liệu với theo cơng thức tỉ lệ tính theo thể tích sau: Bảng 2.2 Tỉ lệ phối trợn vật liệu ủ/chất đợn xơ dừa thí nghiệm Nghiệm thức Phần trăm chất thải mít (%) Phần trăm chất độn xơ dừa (%) 3:7 30 70 4:6 40 60 5:5 50 50 6:4 60 40 7:3 70 30 8:2 80 20 26 Hình 2.5 Chất thải mít xơ dừa sau phối trộn + Bước 4: Tiến hành ủ Cho vào thùng ủ theo thể tích thùng quy định đậy nắp theo dõi Vận hành Theo dõi thông số: pH, nhiệt độ, độ sụt, độ ẩm Bổ sung nước thiếu độ ẩm trình ủ trình bay Duy trì độ ẩm mức 50 – 60% [2] Theo dõi thông số đến nhiệt độ đống ủ ổn định dừng thí nghiệm [10] Kết thúc thí nghiệm Đánh giá cảm quan sản phẩm Kiểm tra cá thông số dinh dưỡng NPK, vi sinh E coli Thí nghiệm Bio-Test: đánh giá phân hữu vi sinh phương pháp thí nghiệm tỉ lệ nảy mầm sinh khối 27 Hình 2.6 Thí nghiệm Bio-test 2.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng chế phẩm sinh học trình ủ chất thải chế biến mít Thí nghiệm mục đính xác định loại chế phẩm phù hợp cho khối ủ kết quả compost chất lượng cao, thời gian ủ rút ngắn từ đưa thời gian ủ thực tế Tiền xử lý chất thải mít Trợn với xơ dừa theo tỉ lệ từ kết quả TN1 Trộn với một số chế phẩm sinh học Kiểm tra đầu vào Cho vào thùng ủ 20 lít Lấy mẫu đo đạt, khảo sát Ủ, đảo trộn định kỳ Kiểm tra chất lượng Sản phẩm Hình 2.7 Sơ đồ quy trình ủ compost thí nghiệm 28 Tiến hành thí nghiệm Ngun liệu làm chất đợn thí nghiệm xơ dừa nhằm tăng cấu trúc ổn định cho khối ủ dễ tìm địa phương Tỉ lệ thể tích chất thải/xơ dừa lấy từ kết quả thí nghiệm Đợ ẩm ban đầu dao động từ 50 – 60% [1] [10] Các bước tiến hành: Nguyên liệu đầu vào: + Bước 1: Chất thải chế biến mít được tiền xử lý (loại bỏ tạp chất, băm nhỏ) để có kích thước từ 3-5cm tỉ lệ vỏ, lõi xơ mít phải đồng đều, Chi tiết thể bảng 2.1 Trợn với xơ dừa theo tỉ lệ kết quả thí nghiệm 5:5 + Bước 2: Các vật liệu ủ phân tích tiêu hóa lý vi sinh + Bước 3: Bổ sung chế phẩm sinh học theo bảng 2.3 + Bước 4: Cho vào thùng ủ theo thể tích thùng quy định đậy nắp Đảo trộn 8-10 ngày/lần Vận hành Theo dõi thông số pH, nhiệt độ, chất hữu (OM), độ ẩm Bổ sung nước thiếu độ ẩm trình ủ q trình bay Duy trì đợ ẩm mức 50 – 60% [2] Thời gian ủ kéo dài 45 ngày Kết thúc thí nghiệm Đánh giá cảm quan sản phẩm Kiểm tra mật độ vi sinh vật có sản phẩm tổng vi sinh vật hiếu khí, nấm mốc, xạ khuẩn Kiểm tra vi sinh vật có khả gây bệnh cho người E coli 29 Thí nghiệm Bio-Test: đánh giá an toàn phân hữu vi sinh phương pháp thí nghiệm tỉ lệ nảy mầm sinh khối Bảng 2.3 Nguồn gốc, thành phần, tỉ lệ phối trộn một số chế phẩm sinh học Stt Tên Nguồn gốc Thành phần Thương Tỉ lệ Ghi trộn 3-4 Dạng kg/Tấn bột 1-2 Dạng kg/tấn bột 50 Phân kg/tấn khô mại BIMA Trung tâm công nghệ sinh học TP.HCM Các chủng nấm Trichoderma: 5x106 bào tử/gam Hữu cơ: 50% Độ ẩm < 30% EM-FERT Công ty cổ phần kỹ thuật Sao Mai Vi khuẩn: + Bacillus sp.: 109 cfu/g + VK phân giải cellulose sp.: 1010 cfu/g + Vi khuẩn cố định đạm: 108 cfu/g + Vi khuẩn phân giải lân: 108 cfu/g Xạ khuẩn Streptomyces sp.: 109 cfu/g Nấm mốc: + Penicillium sp.: 1010 cfu/g + Trichoderma sp.: 109 cfu/g + Aspergillus sp.: 109 cfu/g Phân bò Tại địa Các chủng vi sinh vật có sẵn phương tự nhiên 30 2.3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ủ hiếu khí chất thải chế biến mít quy mơ Pilot với dạng kỹ thuật ủ thùng ủ đống Thí nghiệm mục đính xác định dạng kỹ thuật ủ phù hợp với vật liệu, cho thời gian ủ ngắn, tiết kiệm diện tích, chất lượng compost tốt Sơ đồ ủ compost thí nghiệm Tiền xử lý chất thải mít Trộn với xơ dừa theo tỉ lệ từ kết quả TN1 Trộn với chế phẩm sinh học theo kết Kiểm tra đầu vào quả TN2 Cho vào thùng ủ piot đống ủ Lấy mẫu đo đạt, Ủ, đảo trộn định kỳ khảo sát Sản phẩm Kiểm tra chất lượng Hình 2.8 Sơ đồ quy trình ủ compost thí nghiệm Tiến hành thí nghiệm Nguyên liệu đầu vào: + Bước 1: Chất thải chế biến mít được tiền xử lý (loại bỏ tạp chất, băm nhỏ) để có kích thước từ 3-5cm tỉ lệ vỏ, lõi xơ mít phải đồng đều, Chi tiết thể bảng 2.1 + Bước 2: Các vật liệu ủ phân tích tiêu kiểm sốt trước q trình ủ Các tiêu kiểm sốt trước q trình ủ: Đợ ẩm, pH, OM, nitro, photpho, kali 31 + Bước 3: Trộn vật liệu với theo công thức tỉ lệ sau: Chế phẩm sinh học bổ sung cho khối ủ theo kết quả thí nghiệm 1: EM-FERT1, tỉ lệ theo khuyến cáo nhà sản xuất 1-2 kg/tấn Tỉ lệ thể tích chất thải/xơ dừa theo kết quả thí nghiệm 1: 5:5 Đợ ẩm đống ủ ban đầu dao động từ 50 – 60% [1] [10] + Bước 4: Tiến hành ủ Đối với thùng ủ: Cho vào thùng ủ theo thể tích thùng quy định đậy nắp theo dõi Mơ hình đảo trợn 10 ngày/lần phương pháp thủ công dùng xẻng, cuốc… Đối với dạng đánh đống khối ủ trộn vun đống theo thiết kế mơ hình Che bạt, mơ hình đảo trợn 10 ngày/ lần phương pháp thủ công dùng xẻng, cuốc… Vận hành Theo dõi thông số pH, nhiệt độ, chất hữu (OM), độ ẩm Bổ sung nước thiếu đợ ẩm q trình ủ q trình bay Duy trì đợ ẩm mức 50 – 60% [2] Thời gian kéo dài 39 ngày Kết thúc thí nghiệm Đánh giá cảm quan sản phẩm Kiểm tra mật đợ vi sinh vật có sản phẩm tổng vi sinh vật hiếu khí, nấm mốc, xạ khuẩn, kiểm tra vi sinh vật gây bệnh Đánh giá chất lượng theo tiêu chuẩn phân bón hữu vi sinh TCVN 7185:2002 Thí nghiệm Bio-Test: đánh giá an toàn phân hữu vi sinh phương pháp thí nghiệm tỉ lệ nảy mầm sinh khối 32 2.3.4 Xây dựng quy trình ủ hiếu khí chất thải chế biến mít thành phân bón hữu vi sinh tính tốn chi phí q trình ủ Đề tài đề x́t quy mơ ủ có cơng śt đáp ứng nhu cầu hợ gia đình, sở nhỏ Dựa kết quả nghiên cứu 2.4 - Đề x́t quy trình cơng nghệ - Yêu cầu diện tích - Khối lượng vật tư - Thời gian - Sơ chế - Khái tốn sơ bợ chi phí, tính khả thi Phương pháp nghiên cứu 2.4.1 Phương pháp phân tích 2.4.1.1 Phương pháp phân tích trường Phương pháp phân tích nhiệt độ Nhiệt đợ đống ủ xác định nhiệt kế điện tử dạng que nhiệt độ (Tanita, China), theo dõi đo liên tục qua ngày xử lý Hình 2.9 Nhiệt kế dạng que 33 pH đo trực tiếp máy đo pH đất (YKS, China) Hình 2.10 Máy đo pH Phương pháp phân tích độ ẩm cảm quan Thử nén chặt: Dùng tay lấy một lượng mẫu vừa lịng bàn tay, sau bóp mạnh khối mẫu khơng vụn mà thành khối khối ủ đủ đợ ẩm Nếu bóp mà có nước từ kẽ tay dư ẩm, cần làm thống nước cho khối ủ, bóp mạnh vật liệu rời rạc thiếu ẩm, cần bổ sung thêm nước Phương pháp sử dụng để kiểm tra nhanh trình vận hành Cảm quan màu, mùi, thành phần giới khối ủ Tùy vào thời điểm ủ khác đóng ủ có màu mùi khác Khi vừa ủ đóng ủ có màu xanh thực vật chưa phân hủy theo thời gian loại chất hữu phân hủy vi sinh vật chuyển màu sang vàng nâu đánh giá cảm quan sơ bợ thơng qua màu đóng ủ Mùi đóng ủ vừa ủ có mùi chất hữu tươi mùi cỏ, mùi mít đặt trưng theo thời gian mùi mít khơng cịn mà thay vào mùi thơm đất tự nhiên nhờ đánh giá đóng ủ tương đối ổn định 34 Phương pháp xác định độ sụt giảm thể tích Đo chiều cao mặt thống bên mơ hình ủ ngày để xác định đợ sụt giảm thể tích ngày 2.4.1.2 Phương pháp phân tích phịng thí nghiệm Phương pháp phân tích đợ ẩm theoTCVN 9297:2012 Phân bón – Phương pháp xác định độ ẩm [12] Phương pháp phân tích Nitro theo TCVN 10682:2015 Phân bón - Xác định hàm lượng nitrat - phương pháp Kjeldahl [13] Phương pháp phân tích lân hữu hiệu theo TCVN 8559:2010 Phân bón – Phương pháp xác định phốt hữu hiệu [14] Phương pháp phân tích kali hữu hiệu theo TCVN 8560:2010 Phân bón – Phương pháp xác định Kali hữu hiệu [15] Phương pháp phân tích mật đợ vi sinh vật tuyển chọn theo TCVN 7185:2002 phân hữu vi sinh vật [16] Phương pháp phân tích cabon hữu tổng số theo TCVN 9294:2012 Phân bón - Xác định cácbon hữu tổng số phương pháp Walkley – Black [16] 2.4.1.3 Phương pháp thí nghiệm mức độ an toàn phân hữu vi sinh Bio-Test theo tiêu chuẩn Đức [17] Quy trình đánh giá khả nảy mầm tiến hành sau: Sử dụng hạt đậu xanh làm giống để đánh giá Cơng thức tỷ lệ phối trợn: • 100% cát • 50% cát + 50% compost • 100% compost Mỗi cơng thức phối trợn trồng 30 hạt 35 Tính tốn hệ số nảy mầm công thức GI 𝐺𝐼 = % 𝑛ả𝑦 𝑚ầ𝑚 ×𝑐ℎ𝑖ề𝑢 𝑑à𝑖 𝑟ễ (ℎạ𝑡 𝑠ử 𝑑ụ𝑛𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑜𝑠𝑡) % 𝑛ả𝑦 𝑚ầ𝑚 ×𝑐ℎ𝑖ề𝑢 𝑑à𝑖 𝑟ễ (ℎạ𝑡 𝑠ử 𝑑ụ𝑛𝑔 𝑐á𝑡) × 100% (2-1) GI ≥ 80% compost sử dụng cho trồng Đánh giá sinh khối trồng phương pháp khối lượng Cách tiến hành + Thu hoạch tồn bợ trồng sau thời gian khảo sát, đếm số lượng nảy mầm + Cân khối lượng tươi sản phẩm sinh khối 2.4.2 Phương pháp thu thập, thống kê, xử lý số liệu Sử dụng phần mềm Excel: - Nhập số liệu thu thập phần mềm - Thống kê liệu hàm SUM, DSUM Độ lệch chuẩn hàm STDEV.P Trung bình hàm AVERAGE - Vẽ biểu đồ cơng cụ phần mềm - Đánh giá kết quả liệu dựa theo yêu cầu nội dung nghiên cứu 36 ... đánh giá phân hữu vi sinh phương pháp thí nghiệm tỉ lệ nảy mầm sinh khối 27 Hình 2. 6 Thí nghiệm Bio-test 2. 3 .2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng chế phẩm sinh học trình ủ chất thải chế biến mít Thí... Phương pháp phân tích mật đợ vi sinh vật tuyển chọn theo TCVN 7185 :20 02 phân hữu vi sinh vật [16] Phương pháp phân tích cabon hữu tổng số theo TCVN 929 4 :20 12 Phân bón - Xác định cácbon hữu tổng... đánh giá an tồn phân hữu vi sinh phương pháp thí nghiệm tỉ lệ nảy mầm sinh khối 32 2.3.4 Xây dựng quy trình ủ hiếu khí chất thải chế biến mít thành phân bón hữu vi sinh tính tốn chi phí q trình
