Nghiên cứu ủ bùn thải từ nhà máy xử lý nước thải chế biến cá tra

TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 18, SỐ M2- 2015 Nghiên cứu sản xuất compost nhằm tái sử dụng bùn thải từ nhà máy xử lý nước thải chế biến cá da trơn  Lê Thị Kim Oanh  Trần Thị Mỹ Diệu Trường Đại học Văn Lang (Bài nhận ngày 22 tháng 09 năm 2015, nhận đăng ngày 09 tháng 11 năm 2015) TÓM TẮT Cá da trơn mặt hàng xuất chủ lực mang tính đột phá Việt Nam năm qua Mặc dù hầu hết nhà máy chế biến cá da trơn đầu tư trạm xử lý nước thải lại không trọng vào việc xử lý bùn phát sinh từ trình xử lý nước thải Hiện nay, bùn thải chủ yếu đem chôn lấp, chi phí chơn lấp cao gây lãng phí nguồn tài nguyên lớn từ thành phần dinh dưỡng có bùn Do nghiên cứu thực nhằm góp phần tìm giải pháp tái sử dụng bùn, thu hồi dinh dưỡng hạn chế chơn lấp Nghiên cứu q trình phân hủy hiếu khí bùn thải sau ép tách nước trạm xử lý nước thải cá da trơn kết hợp với phụ gia rơm rạ mạt cưa nhằm giảm độ ẩm, hiệu chỉnh tỷ lệ C/N tăng độ rỗng hỗn hợp, thực 12 mơ hình dạng hở, thổi khí cưỡng thống khí tự nhiên Nghiên cứu đạt kết tốt với nguyên liệu hỗn hợp bùn : mạt cưa bùn : rơm (theo khối lượng ướt), với thời gian phân hủy tương ứng 18 25 ngày, sản phẩm compost đạt độ ổn định loại A (loại tốt nhất) theo tiêu chuẩn Châu Âu (Woods End Laboratory Inc., 2009) ngoại trừ tiêu nitơ tổng tương đối thấp, tất tiêu khác thành phần compost đạt tiêu chuẩn 10TCN 526 : 2002 (Bộ NN & PTNT, 2002) Từ khóa: Chế biến thủy sản/cá da trơn, xử lý nước thải, bùn sinh học, nguyên liệu phối trộn, phân hủy hiếu khí, compost GIỚI THIỆU CHUNG Thủy sản, đặc biệt cá da trơn, ngành kinh tế mũi nhọn Việt Nam, có giá trị kim ngạch xuất tăng nhanh (đạt 6,09 tỷ USD năm 20121)và đem lại nguồn ngoại tệ lớn Bên cạnh việc mở rộng đầu tư nâng cấp công nghệ sản xuất, nhà máy thủy sản đầu tư không nhỏ vào tram xử lý nước thải nhằm đáp ứng Quy chuẩn xả thải, đồng thời hỗ trợ cho công ty xuất sản phẩm Lượng nước thải phát sinh từ trình chế biến thủy sản cao, trung bình 14-15 m3/tấn sản phẩm (Nhà máy thủy sản An Phát, 2014) Việc xử lý toàn lượng nước http://www.scp.gov.sg/content/scp Trang 99 Science & Technology Development, Vol 18, No.M2-2015 thải làm phát sinh lượng lớn bùn thải Mặc dù theo QCVN 50:2013/BTNMT, bùn thải từ trạm xử lý nước thải chế biến thủy sản/cá da trơn (bùn thủy sản/bùn cá da trơn) không thuộc danh mục chất thải nguy hại phát sinh với khối lượng lớn, thành phần hữu lại gây mùi nên cần phải có biện pháp xử lý kịp thời Các công nghệ xử lý loại bùn thị trường chưa minh chứng hiệu quả, giải pháp thống đem chôn lấp Bùn thủy sản/cá da trơn loại bùn có tỷ lệ thành phần hữu cao đặc tính khơng chứa (chứa ít) thành phần nguy hại nên xử lý phương pháp sinh học lựa chọn hợp lý Tuy nhiên, câu hỏi đặt cơng nghệ phù hợp với tính chất bùn thải đáp ứng yêu cầu kinh tế xã hội mà kinh nghiệm thực tế xử lý bùn Nhà máy Xử lý Nước thải Sinh hoạt Bình Hưng, Tp HCM nhiều nghiên cứu thực khác chưa minh chứng tính khả thi (Nhà máy Bình Hưng, 2015; Lý Thị Phương Hồng, 2012; Trần Thị Thùy Dương, 2012) Bên cạnh đó, nghiên cứu ứng dụng xử lý bùn chủ yếu tập trung vào bùn từ trạm xử lý nước thải sinh hoạt (bùn sinh hoạt), bùn thủy sản/cá da trơn chưa quan tâm So với ủ kị khí, ủ hiếu khí phổ biến cơng nghệ đơn giản đầu tư rẻ tiền Đặc biệt Việt Nam, nhu cầu phân bón (từ ủ hiếu khí) ln cao sản phẩm điện (từ ủ kị khí) lại khó tiêu thụ lại phải đầu tư hệ thống mạng lưới phân phối quản lý tiêu thụ Nhược điểm lớn Trang 100 bùn thủy sản/cá da trơn ứng dụng cơng nghệ ủ hiếu khí có độ ẩm cao (80-87%) vượt ngưỡng tối ưu q trình ủ hiếu khí (50-60%) Điều khắc phục việc phối trộn với phụ gia sẵn có rơm, trấu, mạt cưa, vừa giảm ẩm cho hỗn hợp, vừa tăng tỷ lệ C/N đến khoảng tối ưu Trên giới phân loại công nghệ ủ compost dựa vào việc so sánh điều kiện ủ hở ủ kín, thổi khí cưỡng tự nhiên (Tchbanoglous, 1993) Với điều kiện khí hậu ôn hòa Việt Nam, việc áp dụng công nghệ ủ hở hợp lý chi phí đầu tư, vận hành bảo trì thấp nhiều so với cơng nghệ ủ kín (Le Thi Kim Oanh, 2012) Vì thế, nghiên cứu này, cơng nghệ ủ hở có khơng có thổi khí lựa chọn để nghiên cứu hiệu ủ compost hiếu khí bùn thủy sản kết hợp với rơm rạ mạt cưa Bên cạnh việc đánh giá hiệu tác động đến q trình ủ hiếu khí, nghiên cứu cịn tiến hành đánh giá chất lượng compost thông qua số phân tích theo tiêu chuẩn phân hữu vi sinh sản xuất từ chất thải Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn (2002) đánh giá tính chất compost theo tiêu chuẩn Châu Âu khả nảy mầm hạt theo tiêu chuẩn Thái Lan PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mơ hình nghiên cứu Mơ hình ủ compost hiếu khí Nghiên cứu thực mơ hình ủ compost hở, thổi khí cưỡng (aerated composting) thống khí tự nhiên có xáo trộn (windrow composting) (Hình 1) TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 18, SỐ M2- 2015 Ống cấp khí nhánh, Ø 10mm Lỗ cấp khí, Ø 4mm Ống cấp khí chính, Ø 14mm Van xả (nước rỉ rác), Ø 14mm Van điều khiển cấp khí Lớp đá dăm 1x2 (cm) Lưới bảo vệ Thùng nhựa 61x43x40 (cm) Hình Mơ hình ủ compost dạng thổi khí (đối với dạng thống tự nhiên khơng có hệ thống thổi khí) Các mơ hình làm thùng nhựa hình chữ nhật có kích thước 61x43x40 (cm) bên ngồi có bọc xốp cách nhiệt Bên hông thùng khoan lỗ nhỏ nối với đoạn ống nhựa có đường kính 14 mm để thu nước rỉ (nếu có) Trong thùng lót lớp đá xanh, phía có lớp lưới bảo vệ để không lọt bùn vào van xả nước rỉ Mô hình thổi khí cưỡng có lắp đặt ống cấp khí dạng xương cá, ống có khoan lỗ cấp khí với đường kính mm, khoảng cách lỗ 12 mm, lỗ thổi khí tạo với góc 900 Các đường ống thổi khí thơng với ống nối hình chữ thập nối với đường ống thổi khí đến máy bơm khí, đoạn ống có tê nối ống Lượng khí cấp cho mơ hình trì mức L/phút.kg ngun liệu (tính khối lượng khơ) (Yamada, 2005) Mơ hình đánh giá chất lượng compost theo tiêu chuẩn Châu Âu (Wood End Laboratory Inc 2009) Mơ hình có hình trụ trịn, đường kính 168 mm x chiều cao 350 mm Bên ngồi mơ hình bao lớp cách nhiệt dày 10 mm (Hình 2) Trang 101 Science & Technology Development, Vol 18, No.M2-2015 Compost Mơ hình D (= 168 m) x H (= 350 mm) Lớp cách nhiệt dày 10 mm Nhiệt kế Hình Mơ hình kiểm chứng độ ổn định compost Ủ compost hiếu khí 2.2 Nguyên liệu Bảng Thành phần bùn thủy sản, mạt cưa rơm Thành phần Đơn vị Bùn Mạt cưa Rơm pH - 7,3 7,1 8,1 Độ ẩm % 85 25 22 OM % 79 91 80 DM % 15 75 78 Carbon % 44 52 44 Nitơ % 3,2 1,1 0,6 13 47 73 C/N OM: hàm lượng chất hữu cơ; DM: hàm lượng chất khô Bùn sử dụng nghiên cứu bùn qua máy ép tách nước trạm xử lý nước thải sản xuất cá da trơn (Nhà máy Thủy sản An Phát) Bùn vận chuyển phịng thí nghiệm sử dụng nghiên cứu ngày hôm sau Vật liệu phối trộn mạt cưa rơm xay (≤ mm) 2.3 Quy trình nghiên cứu Trang 102 Quy trình thí nghiệm ủ compost hiếu khí trình bày hình Lấy mẫu bùn vật liệu phối trộn để phân tích tiêu: pH, hàm lượng chất khơ (DM), hàm lượng chất hữu (OM), tỷ lệ C/N Căn DM bùn vật liệu phối trộn để tính tốn tỷ lệ phối trộn cho đạt hỗn hợp có độ ẩm thích hợp Xác định tỷ lệ C/N hỗn hợp sau phối trộn Trong trình vận hành cần đo nhiệt độ (2 lần/ngày), pH (1 lần/ngày), độ sụt giảm khối lượng (1 lần/ngày), DM (3-4 ngày/lần), OM (3-4 ngày/lần) Độ ẩm khối chất thải kiểm tra tức cảm quan (nắm tay) để dự đoán, thiếu (< 50%) bổ sung nước Mơ hình vận hành nhiệt độ khối ủ nhiệt độ môi trường, hàm lượng chất hữu (OM) giảm đến không đổi Đánh giá chất lượng compost theo tiêu chuẩn Châu Âu (phương pháp self-heating test) Bổ sung nước vào sản phẩm đạt 50-60% độ ẩm theo dõi thay đổi nhiệt độ ngày TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 18, SỐ M2- 2015 mơ hình chuẩn Nếu kết kiểm chứng cho thấy nhiệt độ mô hình tăng khơng q o C so với nhiệt độ môi trường, compost đạt yêu cầu Bùn tách nước Rơm Mạt cưa Phối trộn theo tỷ lệ Lấy mẫu phân tích Đổ vào thùng ủ Đo/Lấy mẫu phân tích thành phần Vận hành Nước Compost Lấy mẫu phân tích Hình Quy trình thí nghiệm Đánh giá khả nảy mầm (Viện Công nghệ Châu Á, AIT, 2012) Quy trình đánh giá khả nảy mầm tiến hành sau: - Trộn compost thành phẩm với nước cất theo tỉ lệ : 10 Khuấy ly tâm hỗn hợp với tốc độ 180 vòng/phút, Lọc lấy phần nước làm thí nghiệm - Vẽ bảng gồm 10 ô nhỏ tờ giấy lọc đặt hạt đậu xanh vào Thí nghiệm thực lần GI= - Cho vào đĩa petri (chứa giấy lọc + đậu xanh) ml dung dịch chiết compost Sử dụng nước cất mẫu - Ủ đĩa petri bóng tối nhiệt độ 28 o – 30 C 48 Tính tốn tỉ lệ nảy mầm đĩa - Đo độ dài rễ hạt giống nảy mầm đĩa tính trung bình Tính tốn hệ số nảy mầm cơng thức GI %nảy mầm ×chiều dài rễ (hạt sử dụng dịch chiết compost) ×100 %nảy mầm ×chiều dài rễ (hạt sử dụng nước cất) GI ≥ 80% compost sử dụng cho trồng 2.4 Các thí nghiệm Nghiên cứu ủ compost hiếu khí có mẻ thí nghiệm, mẻ có mơ hình gồm mơ hình thổi khí cưỡng mơ hình thống khí tự nhiên Đánh giá tính chất compost theo tiêu chuẩn Châu Âu đánh giá khả nảy mầm thực sản phẩm compost có hiệu phân hủy tốt từ mẻ thí nghiệm 2.5 Phương pháp phân tích Nhiệt độ: đo nhiệt kế Độ sụt giảm khối lượng: cân xác định khối lượng tồn mơ hình Lưu ý lượng nước bổ sung tạo ẩm Độ ẩm, hàm lượng chất hữu cơ, pH, C/N phân tích theo Standard Method for Examination (2005) Trang 103 Science & Technology Development, Vol 18, No.M2-2015 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Thành phần nguyên liệu ủ 5:5 7:3 (bùn:nguyên liệu phối trộn) giúp giảm độ ẩm bùn đến khoảng độ ẩm tối ưu (5060%) kéo tỷ lệ C/N hỗn hợp gần khoảng tối ưu (20-30) trình phân hủy sinh học hiếu khí Thành phần hỗn hợp bùn phối trộn với mạt cưa rơm rạ trình bày bảng Với tỷ lệ phối trộn theo khối lượng ướt 3:7, Bảng Thành phần hỗn hợp bùn mạt cưa - thí nghiệm Phương pháp Thổi khí Thống khí Mơ hình Tỷ lệ phối trộn pH Độ ẩm (%) C/N OM (%) Bùn Mạt cưa 1.1 7,13 60* 37 87 1.2 5 7,25 55 30 85 1.3 7,78 67 23 83 2.1 7,13 60* 37 87 2.2 5 7,25 55 30 85 2.3 7,78 67 23 83 Ghi chú: * Độ ẩm sau bổ sung nước Bảng Thành phần hỗn hợp bùn rơm - thí nghiệm Phương pháp Thổi khí Thống khí Mơ hình Tỷ lệ phối trộn Độ ẩm (%) C/N OM (%) Bùn Rơm 3.1 5 8,14 51 44 79 3.2 8,20 63 32 78 3.3 4,1 5 8,21 8.14 74 51 20 44 77 79 4,2 8.20 63 32 78 4,3 8.21 74 20 77 3.2 Biến thiên nhiệt độ Nhiệt độ yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hoạt tính vi sinh vật (VSV) trình phân hủy sinh học thị để nhận biết giai đoạn xảy trình ủ compost (Mathur, 1991) Nhiệt độ ảnh hưởng đến khả tồn VSV gây bệnh compost Nhiệt độ dao động khoảng 40 – 70oC có khả tiêu diệt VSV gây bệnh (Tchobanoglous, 1993; Nelson cộng sự, 2006) Trang 104 pH Thí nghiệm Ở thí nghiệm mơ hình tăng nhiệt độ tối đa sau 10 ngày vận hành Mơ hình 1.3 (7 bùn: mạt cưa) nhóm thổi khí cưỡng tăng cao (57oC) (Hình 4) Đây mơ hình có lượng bùn cao nhất, điều chứng tỏ chất hữu có bùn dễ phân hủy sinh học chất hữu có mạt cưa So sánh kiểu thổi khí, mơ hình thổi khí cưỡng đạt hiệu cao để thống khí tự nhiên Nhiệt độ cao đạt 57oC thấp TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 18, SỐ M2- 2015 ủ compost thành phần chất hữu có khả phân hủy sinh (PHSH) chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH) (~70oC, Nhà máy Compost Vietstar, 2014) thấp ủ compost bùn từ trạm xử lý nước thải sinh hoạt (~61oC, Lý Thị Phương Hồng 2012), cao so với ủ bùn từ ao nuôi tôm (~31oC, Trần Thị Thùy Dương 2012) hình thổi khí cưỡng Tuy nhiên, chênh lệch không nhiều Kết tương tự nghiên cứu Lý Thị Phương Hồng (2012) với nguyên liệu bùn từ trạm xử lý nước thải sinh hoạt Tuy nhiên, thời gian đạt ngưỡng nhiệt độ cao theo nghiên cứu Lý Thị Phương Hồng (2012) sau ngày vận hành, nghiên cứu 10 ngày Nhiệt độ mơi trường q trình ủ dao động từ 30÷34oC (nhiệt độ buổi sáng thấp buổi trưa từ 1÷5oC) Trong mơ hình thổi khí, nhiệt độ buổi sáng thấp nhiệt độ buổi trưa ngày khoảng 1÷4oC Ở nhóm mơ hình thơng khí tự nhiên lại có khoảng chênh lệch từ 1÷7oC lần đo nhiệt độ ngày Điều chứng tỏ nhóm mơ hình thổi khí bị ảnh hưởng nhiệt độ mơi trường Các mơ hình ủ giữ nhiệt 50oC khoảng 7-8 ngày Như vậy, khả vi sinh vật cịn sót lại Thời gian để nhiệt độ mơ hình lại với điều kiện mơi trường vào khoảng 25-27 ngày Đối với ứng dụng thực tế, chia thành giai đoạn: ủ hoai ủ chín, thời gian ủ hoai theo thí nghiệm vào khoảng 25 ngày So sánh theo tỷ lệ C/N cho thấy, với tỷ lệ C/N Diễn biến nhiệt độ mơ hình tương tự Trong ngày đầu, mơ hình xuất giịi, nhiệt độ tăng lên, giòi chết Vài ngày sau, tất mơ hình xuất mốc trắng nhiệt độ giảm Điều cho biết compost giai đoạn ổn định với VSV đặc trưng khuẩn tia actinomycetes (Cheremisinoff, 2003) Cuối cùng, mô hình ổn định nhiệt độ mơi trường, compost khơng cịn bị mốc trắng mà có màu nâu mùi đất cao (Mơ hình 1.1, C/N= 37) làm cho q trình ủ bị kéo dài (so với mơ hình 1.3 có tỷ lệ C/N = 23) Điều cho thấy việc kiểm soát tỷ lệ C/N khoảng tối ưu cần thiết (C/N tối ưu = 20-25, Tchobanoglous cộng sự, 1993) Ở nhóm mơ hình thống khí tự nhiên (hình 5), nhiệt độ mơ hình 2.3 tăng cao 54oC trì khoảng nhiệt độ 50oC khoảng ngày Nhìn chung, mơ hình thống khí tự nhiên chậm chạp so với mô Nhiệt độ (OC) MH 1.1 MH 1.2 Nhiệt độ buổi trưa MH 1.3 60 55 50 45 40 35 30 25 20 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 Thời gian ủ (Ngày) Hình Biến thiên nhiệt độ nhóm mơ hình thổi khí cưỡng thí nghiệm Trang 105 Science & Technology Development, Vol 18, No.M2-2015 MH 2.1 MH 2.2 Nhiệt độ buổi trưa MH 2.3 Nhiệt độ (OC) 60 55 50 45 40 35 30 25 20 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 Thời gian ủ (Ngày) Hình Biến thiên nhiệt độ nhóm mơ hình thổi khí tự nhiên thí nghiệm Thí nghiệm Ở thí nghiệm 2, nhiệt độ mơ hình đạt ngưỡng tối đa xảy nhanh thí nghiệm (khoảng từ ngày thứ 7-8) (hình 7) Nhiệt độ tối đa đạt thí nghiệm cao (60oC mơ hình 3.2), nhiên thời gian giữ nhiệt Nhiệt độ (OC) MH 3.1 ngắn Do rơm vật liệu phối trộn có độ rỗng cao mạt cưa nên khả khuyếch tán khí tốt lại giữ nhiệt Thời gian ổn định khối ủ (nhiệt độ giảm dần nhiệt độ môi trường) ngắn hơn, vào khoảng ngày thứ 19 MH 3.2 nhiệt độ buổi trưa MH 3.3 65 60 55 50 45 40 35 30 25 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Thời gian ủ (Ngày) Hình Biến thiên nhiệt độ nhóm mơ hình thổi khí cưỡng thí nghiệm MH 4.1 MH 4.2 nhiệt độ buổi trưa MH 4.3 60 Nhiệt độ (OC) 55 50 45 40 35 30 25 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 Thời gian ủ (Ngày) Hình Biến thiên nhiệt độ nhóm mơ hình thống khí tự nhiên thí nghiệm Trang 106 30 TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 18, SỐ M2- 2015 3.3 Biến thiên pH hỗn hợp khối ủ có độ rỗng thấp, hạn chế khuch tán khơng khí, ngày đầu hàm lượng chất hữu cao nên tốc độ phân hủy nhanh, đòi hỏi nhu cầu oxy nhiều Do đó, hỗn hợp bị rơi vào tình trạng thiếu khí, tăng q trình phân hủy kị khí, làm giảm pH Ở mơ hình thí nghiệm 2, pH ngày đầu tương đối ổn định điều kiện hiếu khí trì phù hợp Mặc dù có dao động pH ngày đầu, đến cuối q trình phân hủy, thí nghiệm cho thấy pH ổn định Hầu hết vi khuẩn hoạt động tối ưu khoảng pH = 6,0 ÷ 7,5, nấm khuẩn tia hoạt động tối ưu khoảng 5,5 ÷ 8,0 (Thopson, 2001) pH cao thấp khoảng tối ưu ức chế hoạt động VSV pH xem chất thị cho chất lượng compost yếu tố xác định khả ứng dụng compost (Thopson, 2001; Bộ NN&PTNT, 2002) Kết biểu diễn hình 8, 9, 10 11 Giá trị pH hỗn hợp nguyên liệu ủ thí nghiệm nằm khoảng tối ưu (pH = 6-8) cho trình phân hủy sinh học hiếu khí Đối với thí nghiệm 2, pH nhỉnh khoảng tối ưu Tuy nhiên, tồn thí nghiệm khơng sử dụng hóa chất để điều chỉnh pH Ở mơ hình thí nghiệm 1, pH giảm dần sau khoảng 3-5 ngày đầu vận hành, sau pH tăng trở lại Điều mạt cưa tương đối mịn nên phối trộn tạo Trong đó, pH thí nghiệm thấp so với thí nghiệm độ xốp hỗn hợp ủ lớn làm cho khả giữ NH3 giảm Sản phẩm compost 12 mơ hình thí nghiệm có pH nằm khoảng phù hợp với tiêu chuẩn 10TCN 526:2002 8,5 7,5 pH 6,5 MH 1.1 5,5 MH 1.2 MH 1.3 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 Thời gian ủ (Ngày) Hình Biểu đồ biến thiên pH nhóm mơ hình thổi khí cưỡng thí nghiệm Trang 107 Science & Technology Development, Vol 18, No.M2-2015 7,5 pH 6,5 MH 2.1 5,5 MH 2.2 MH 2.3 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 Thời gian ủ (Ngày) Hình Biểu đồ biến thiên pH nhóm mơ hình thống khí tự nhiên thí nghiệm 8,5 pH 7,5 6,5 MH 3.1 5,5 MH 3.2 MH 3.3 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Thời gian ủ (Ngày) Hình 10 Biểu đồ biến thiên pH nhóm mơ hình thổi khí cưỡng thí nghiệm pH 8,5 7,5 6,5 MH 4.1 MH 4.2 MH 4.3 5,5 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Thời gian ủ (Ngày) Hình 11 Biểu đồ biến thiên pH nhóm mơ hình thống khí tự nhiên thí nghiệm 3.4 Sụt giảm lượng chất hữu (OM) Ở thí nghiệm 1, đồ thị hình 12 13 cho thấy hiệu khử chất hữu đạt 46-48%, hàm lượng OM giảm xuống 44% sản phẩm compost sau 30 ngày ủ Trong khoảng 15 ngày đầu vận hành, OM sụt giảm nhanh sau chậm dần, đến Trang 108 khoảng ngày thứ 20-25, OM gần không giảm đáng kể Kết tương ứng với kết nhiệt độ trình bày trên, nhiệt độ tăng mạnh, tương ứng với giai đoạn OM giảm mạnh Nhóm mơ hình thống khí tự nhiên có hiệu giảm chất hữu chậm hơn, thời gian phân TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 18, SỐ M2- 2015 hủy bùn lâu Hình 12 cho thấy cấp khí đầy đủ cho kết giảm khối lượng chất hữu cao, với thời gian ủ hoai ngắn hơn, kết thúc vào ngày thứ 18 (chỉ giảm thêm 2% từ ngày 18 đến ngày thứ 30) Hiệu giảm OM thí nghiệm cao thí nghiệm Trong đó, nhóm mơ hình thổi khí cưỡng cho hiệu giảm chất hữu cao nhóm thống khí, đạt 44- 53% Kết trùng khớp với nghiên cứu Lý Thị Phương Hồng (2013) Nguyễn Tấn Phát (2015) ủ bùn từ trạm xử lý nước thải sinh hoạt Đánh giá thời gian hồn tất q trình ủ cho thấy, hỗn hợp ủ bùn rơm (thí nghiệm 2), giai đoạn đầu, hiệu khử OM cao tương tự với hỗn hợp bùn mạt cưa (thí nghiệm 1), thí nghiệm kết thúc sau ngày 18, thí nghiệm cịn phân hủy thêm 8% OM từ ngày 17 đến ngày thứ 30 (ví dụ mơ hình 3.3) Tỷ lệ OM sản phẩm compost hỗn hợp ủ bùn mạt cưa cao với hỗn hợp bùn rơm, tương ứng 4246% 36-44% 90 80 OChất hữu (OM%) 70 60 Mơ hình 1.1 50 Mơ hình 1.2 40 Mơ hình 1.3 30 10 15 20 25 30 Thời gian ủ (Ngày) Hình 12 Biểu đồ biến thiên hàm lượng chất hữu nhóm mơ hình thổi khí cưỡng thí nghiệm 90 80 Chất hữu (OM%) 70 60 Mơ hình 2.1 50 Mơ hình 2.2 40 Mơ hình 2.3 30 10 15 20 25 30 Thời gian ủ (Ngày) Hình 13 Biểu đồ biến thiên hàm lượng chất hữu nhóm mơ hình thống khí tự nhiên thí nghiệm Trang 109 Science & Technology Development, Vol 18, No.M2-2015 90 Chất hữu (OM%) 80 70 60 Mơ hình 3.1 50 Mơ hình 3.2 40 Mơ hình 3.3 30 10 15 20 25 30 Thời gian ủ (Ngày) Hình 14 Biểu đồ biến thiên hàm lượng chất hữu nhóm mơ hình thổi khí cưỡng thí nghiệm 90 Chất hữu (OM%) 80 70 60 Mơ hình 4.1 50 Mơ hình 4.2 40 Mơ hình 4.3 30 10 15 20 25 30 Thời gian ủ (Ngày) Hình 15 Biểu đồ biến thiên hàm lượng chất hữu nhóm mơ hình thống khí tự nhiên thí nghiệm 3.5 Sụt giảm khối lượng Việc xác định độ sụt giảm khối lượng khối ủ mang tính tương đối thơng số phụ thuộc vào độ ẩm khối ủ Tuy nhiên, việc đo đạc tiêu đơn giản, không tốn nên thường sử dụng để đánh nhanh hiệu trình phân hủy lượng sản phẩm compost thu Ở thí nghiệm 1, khối lượng sản phẩm compost có độ ẩm 50-55% thu 54-71% so với khối lượng nguyên liệu ủ, thí nghiệm 47-53% Sản phẩm compost sau giai đoạn ủ hoai (30 ngày) có độ ẩm trung bình khoảng 55% đem tiếp tục để mơ hình khơng thổi khí (ủ chín), xáo trộn lần/ngày tuần để thu sản phẩm cuối có độ ẩm khoảng 30-35% Khối lượng sản phẩm compost sau ủ chín chiếm 36-46% khối lượng nguyên liệu hỗn hợp Trang 110 bùn mạt cưa (thí nghiệm 1), chiếm 34-39% khối lượng nguyên liệu hỗn hợp bùn rơm (thí nghiệm 2) 3.6 Màu & mùi Bùn từ trạm xử lý nước thải cá da trơn lấy mẫu từ nhà máy có mùi thối Sau phối trộn giảm phần mùi thối Mùi giảm bớt sau vận hành ngày gần khơng cịn thối sau vận hành mơ hình khoảng tuần Cuối cùng, hỗn hợp có mùi đất sau khoảng tuần vận hành Ban đầu mô hình có màu đen bùn, sau chuyển sang màu nâu đất khối ủ đến giai đoạn ổn định 3.7 Đánh giá chất lượng sản phẩm Nhằm tiết kiệm thời gian kinh phí nghiên cứu, mục đánh giá chất lượng sản phẩm thực compost thí nghiệm TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 18, SỐ M2- 2015 3.7.1 Thành phần compost Sản phẩm compost mơ hình tốt 1.3 (thí nghiệm 1) phân tích so sánh với tiêu chuẩn 10TCN 526:2002 cho phân hữu vi sinh chế biến từ chất thải rắn sinh hoạt Bộ Nông nghiệp & Phát triển Nông thôn, 2002 (Bảng 4) Bảng Thành phần compost cuối thí nghiệm Tên tiêu TT Đường kính hạt Độ ẩm khơng lớn pH Hàm lượng carbon tổng Hàm lượng nitơ tổng số Mật độ Salmonella 25 gr mẫu E.coli Coliform Đơn vị Giá trị *Mức mm % % % CFU E.coli Coliform