Đồ án tốt nghiệp nghiên cứu sản xuất phân compost từ vỏ khoai mì phục vụ nông nghiệp sinh thái

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Lý lựa chọn đề tài Việt Nam đường hội nhập kinh tế giới, nên đòi hỏi phải nỗ lực nhiều để triển kinh tế, xã hội vấn đề bảo vệ mơi trường Ngồi phát triển ngành cơng nghiệp khác ngành chế biến lương thực thực phẩm đóng vai trò quan trọng thị trường nước gới Trong năm gần kinh tế Việt Nam có biến chuyển mẽ ngành chế biến thực phẩm Nhu cầu tinh bột cho thị trường nước quốc tế ngày tăng trở thành động lực cho ngành công nghiệp chế biến tinh bột mì Tuy nhiên, song song với phát triển ngành cơng nghiệp chế biến tinh bột mì phải đối mặt với nhiễm mơi trường phát sinh từ trình chế biến Trong biện pháp xử lý chất thải rắn ngành chế biến tinh bột mì chưa thật phù hợp nên gây ảnh hưởng tới môi trường Do đó, phương pháp xử lý phù hợp thân thiện với môi trường quan tâm nghiên cứu Vấn đề đặt có nhiều biện pháp xử lý rác thải hiệu không gây ô nhiễm môi trường, tái sử dụng rác thành sản phẩm có gía trị kinh tế Trong biện pháp ưu tiên hàng đầu để xử lý chất thải sử dụng biện pháp phân huỷ sinh học, có hai phương pháp phân huỷ sinh học chất thải hữu chế biến compost hiếu khí phân huỷ kỵ khí, chế biến compost hiếu khí tốn kém, sản phẩm q trình compost làm phân bón Bên cạnh đó, nhiệt độ hệ thống cho phép loại mầm bệnh, q trình làm compost đánh giá ảnh hưởng tới môi trường phù hợp với quy luật tự nhiên, tái sử dụng để làm phân bón cho nơng nghiệp Việt Nam nước nơng nghiệp với 80% dân số tham gia sản xuất nơng nghiệp, nhu cầu sử dụng phân bón khoảng 5,2 triệu hàng năm Các loại phân bón tiêu thụ thị trường Việt Nam chủ yếu phân bón hố học Trong đó, ngun liệu để sản xuất phân hữu từ CTR chịu ảnh hưởng mặt giá thị trường giúp người dân yên tâm việc đầu tư lâu dài vào ngành nông nghiệp SVTH: Đặng Thị Nhân Trang MSSV: 106108017 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến Chính vậy, đề tài “ nghiên cứu sản xuất phân compost từ vỏ khoai mì phục vụ cho nông nghiệp sinh thái” đời với mong muốn nhằm giảm bớt lượng chất thải rắn phát sinh ngành sản xuất tinh bột khoai mì cung cấp phân bón hữu phục vụ cho sản xuất nơng nghiệp 1.2 Mục tiêu đề tài Nghiên cứu sản xuất phân compost từ vỏ khoai mì 1.3 Nội dung nghiên cứu Để đạt mục tiêu nghiên cứu, đồ án thực với nội dung sau:  Lấy mẫu trấu khoai mì phân tích tiêu đầu vào như: độ ẩm, hàm lượng chất hữu cơ, C,N  Lắp đặt mơ hình compost  Vận hành mơ hình compost vỏ khoai mì bùn hoạt tính  Xem xét tốc độ phân hủy thông qua tiêu: nhiệt độ, đô sụt lún, pH, độ ẩm, chất hữu cơ, hàm lượng C, N trình ủ 1.4 Phạm vi nghiên cứu Do tính chất đặc trưng vỏ khoai mì mục tiêu đề tài tái sử dụng vỏ khoai mì thải nên đồ án tập trung nghiên cứu cách làm phân compost từ vỏ khoai mì khơng nghiên cứu phế phẩm nông nghiệp khác 1.5 Đối tượng nghiên cứu Vỏ khoai mì thải bùn hoạt tính nhà máy xử lý nước thải tập trung KCN Tân Bình 1.6 Phương pháp nghiên cứu 1.6.1 Phương pháp luận  Dựa vào tài liệu sẵn có q trình lên men hiếu khí chất thải rắn có nguồn gốc hữu cơ, để xây dựng mơ hình ủ compost từ vỏ khoai mì  Theo dõi liên tục tiêu nhiệt độ, độ ẩm, pH, hàm lượng Cacbon, Nito ảnh hưởng đến trình để tạo sản phẩm compost cho trồng SVTH: Đặng Thị Nhân Trang MSSV: 106108017 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến 1.6.2 Phương pháp thực tiễn  Phương pháp thu thập số liệu: thu thập số liệu từ q trình ủ compost, thơng số trình theo dõi nhiệt độ,độ sụt lún, pH, độ ẩm,chất hữu cơ, hàm lượng C, N  Phương pháp thực nghiệm: làm thực nghiệm ủ compost  Phương pháp thống kê: tính tốn biến thiên nhiệt độ, độ ẩm, chất hữu cơ, hàm lượng C,N trình ủ  Phương pháp đánh giá: nhận xét, đánh giá kết thu sau trình ủ 1.7 Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn 1.7.1 Ý nghĩa khoa học Đề tài mở hướng cho việc tận dụng vỏ khoai mì thải tạo thành sản phẩm có ich 1.7.2 Ý nghĩa thực tiễn Quá trình tạo compost dễ thực có triển vọng cao Compost tạo ứng dụng trực tiếp cho nông nghiệp 1.8 Thời gian địa điểm nghiên cứu 1.8.1 Thời gian nghiên cứu Bắt đầu từ ngày 5/4/2010 đến ngày 28/06/2010 1.8.2 Địa điểm nghiên cứu  Q trình thí nghiệm thực phịng thí nghiệm khoa Môi Trường Và Công Nghệ Sinh Học Trường Đại Học Kỹ Thuật Cơng Nghệ TP Hồ Chí Minh  Các số liệu phân tích phịng thí nghiệm khoa Mơi Trường Và Cơng Nghệ Sinh Học Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ TP Hồ Chí Minh 1.9 Cấu trúc luận văn Chương 1: Mở đầu Chương 2: Tổng quan Chương 3: Nội dung phương pháp nghiên cứu SVTH: Đặng Thị Nhân Trang MSSV: 106108017 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến Chương 4: Kết thảo luận Chương 5: Kết luận - kiến nghị SVTH: Đặng Thị Nhân Trang MSSV: 106108017 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến CHƯƠNG : TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan compost 2.1.1 Định nghĩa Quá trình chế biến Compost : trình phân hủy sinh học ổn định chất hữu điều kiện nhiệt độ thermophilic Kết trình phân hủy sinh học tạo nhiệt, sản phẩm cuối ổn định, không mang mầm bệnh có ích việc ứng dụng cho trồng Compost : sản phẩm trình chế biến Compost, ổn định chất mùn, không chứa mầm bệnh, không lôi kéo trùng, lưu trữ an tồn có lợi cho phát triển trồng 2.1.2 Các phản ứng sinh hóa xảy q trình ủ compost 2.1.2.1 Phản ứng sinh hóa Q trình phân hủy CTR diễn phức tạp, qua nhiều giai đoạn sản phẩm trung gian Ví dụ, q trình phân hủy protein: protein  peptides amino acids  hợp chất ammonium  nguyên sinh chất vi khuẩn N NH3 Đối với carbonhydrate, trình phân hủy xảy ra: carbonhydrate  đường đơn  acid hữu  CO2 nguyên sinh chất vi khuẩn Những phản ứng chuyển hóa sinh hóa diễn trình ủ hiếu khí chưa nghiên cứu chi tiết Các giai đoạn khác trình ủ hiếu khí phân biệt theo biến thiên nhiệt độ sau:  Pha thích nghi: giai đoạn cần thiết để vi sinh vật thích nghi với mơi trường  Pha tăng trưởng: đặc trưng gia tăng nhiệt độ trình phân hủy sinh học  Pha ưa nhiệt: giai đoạn nhiệt độ tăng cao Đây giai đoạn ổn định chất thải tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh hiệu Phản ứng hoá sinh xảy ủ hiếu khí phân hủy kỵ khí đặc trưng phương trình: COHNS + O2 + VSV hiếu khí  CO2 + NH3 + sản phẩm khác + lượng SVTH: Đặng Thị Nhân Trang MSSV: 106108017 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến COHNS + VSV kỵ khí  CO2 + H2S + NH3 + CH4 +sản phẩm khác + lượng  Pha trưởng thành: giai đoạn giảm nhiệt độ đến nhiệt độ mơi trường Q trình lên men xảy chậm thích hợp cho hình thành chất keo mùn (q trình chuyển hố phức chất hữu thành chất mùn) chất khoáng (sắt, canxi, nitơ…) cuối thành mùn Các phản ứng nitrate hoá, ammonia (sản phẩm phụ q trình ổn định chất thải) bị oxi hoá sinh học tạo thành nitrit (NO2-) cuối thành nitrate (NO3-): NH4+ + 3/2 O2  NO2- + 2H+ + H2O NO2- + ½ O2  NO3Kết hợp hai phương trình trên, trình nitrate diễn sau: NH4+ + 2O2  NO3- + 2H+ + H2O Vì NH4+ tổng hợp mô tế bào, phản ứng đặc trưng cho q trình tổng hợp mơ tế bào: NH4+ + 4CO2 + HCO3- + H2O  C5H7NO2 + 5O2 Phương trình phản ứng nitrate hố tổng cộng xảy sau: 22NH4+ + 37O2 + 4CO2 + HCO3- 21 NO3- + C5H7NO2 + 20 H2O + 42H+ 2.1.2.2 Phản ứng sinh học Ủ compost trình sinh học mà chất hữu có chất thải rắn biến đổi thành chất mùn ổn định hoạt động thể chức sống điều kiện tự nhiên diện chất thải Các tổ chức gồm loại vi sinh vật vi khuẩn, nấm, chất hữu phân huỷ ban đầu từ vi sinh vật tiêu thụ bậc vi khuẩn thực Trong thời gian đầu, vi khuẩn thích hợp với điều kiện Mesophilic xuất trước Nhiệt độ tăng vi khuẩn thermophilic xuất chiếm hầu hết vị trí khối ủ, thermorphilic nấm thường tăng trưởng từ – 10 ngày sau ủ Nếu SVTH: Đặng Thị Nhân Trang MSSV: 106108017 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến nhiệt độ cao 50 – 60OC nấm hầu hết vi khuẩn bị ức chế, dạng bào tử phát triển giai đoạn cuối cùng, nhiệt độ giảm Atinomycetes trở nên chiếm ưu làm cho bề mặt đống ủ xuất màu trắng nâu Các loại vi khuẩn Thermophilic, hầu hết lồi Bacillus đóng vai trị quan trọng việc phân huỷ protein hydratcacbon Mặc dù hoạt động bên lớp ngồi đóng ủ hoạt dơng thời gian cuối nhóm Atinomycetes đóng vai trị việc phân huỷ cenlulose, lignin chất bền vững khác Sau giai đoạn tiêu thụ bậc hay sơ cấp thực xong, chất thức ăn cho sinh vật tiêu thụ thứ cấp ve, bọ cánh cứng, giun trịn, đơng vật ngun sinh, phiêu sinh 2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình chế biến compost 2.1.3.1 Các yếu tố vật lý Các yếu tố vật lý ảnh hưởng tới trình ủ gồm : nhiệt độ, độ ẩm, kích thước nguyên liệu, độ rỗng, thổi khí a Nhiệt độ Đây yếu tố quan trọng q trình chế biến Compost định thành phần quần thể vi sinh vật (ban đầu nhóm Mesophilic sau nhóm Thermophilic chiếm ưu thế), ngồi nhiệt độ cịn thị để nhận biết giai đoạn xảy trình ủ Compost Nhiệt độ tối ưu 50 – 600 C, thích hợp với vi khuẩn Thermophilic tốc độ phân hủy rác cao Nhiệt độ ngưỡng ức chế hoạt động vi sinh vật làm cho trình phân hủy diễn khơng thuận lợi, cịn nhiệt độ thấp ngưỡng phân Compost không đạt tiêu chuẩn mầm bệnh Nhiệt độ luống ủ điều chỉnh nhiều cách khác hiệu chỉnh tốc độ thổi khí độ ẩm, lập khối ủ với mơi trường bên ngồi cách che phủ hợp lý SVTH: Đặng Thị Nhân Trang MSSV: 106108017 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến Bảng 2.1 Khoảng nhiệt độ nhóm vi sinh vật Loại vi sinh vật Nhiệt độ (0C) Khoảng dao động Tối ưu Psychrophillic (VSV ưa lạnh) 10 - 30 15 Mesophilic (VSV ưa ấm) 40 – 50 35 Thermophilic (VSV ưa nhiệt) 45 - 75 55 b Độ ẩm Là yếu tố cần thiết cho hoạt động vi sinh vật trình chế biến Compost Vì nước cần thiết cho q trình hịa tan dinh dưỡng ngun sinh chất tế bào Độ ẩm tối ưu thường từ 50 – 60% Các vi sinh vật đóng vai trị định trình phân hủy CTR thường tập trung lớp nước mỏng bề mặt phân tử CTR Nếu độ ẩm nhỏ (< 30%) hạn chế hoạt động vi sinh vật, độ ẩm lớn (> 65%) trình phân hủy chậm lại, chuyển sang chế độ phân hủy kỵ khí q trình thổi khí bị cản trở tượng bít kín khe rỗng khơng cho khơng khí qua, gây mùi hơi, rị rỉ chất dinh dưỡng lan truyền vi sinh vật gây bệnh Độ ẩm ảnh hưởng đến thay đổi nhiệt độ q trình ủ nước có nhiệt dung riêng cao tất vật liệu khác Độ ẩm thấp điều chỉnh cách thêm nước vào Độ ẩm cao điều chỉnh cách trộn với vật liệu độn có độ ẩm thấp như: mạt cưa, rơm rạ… Thông thường độ ẩm phân bắc, bùn phân động vật thường cao giá trị tối ưu, cần bổ sung chất phụ gia để giảm độ ẩm đến giá trị cần thiết Đối với hệ thống sản xuất phân hữu liên tục, độ ẩm khống chế cách tuần hoàn sản phẩm phân hữu SVTH: Đặng Thị Nhân Trang MSSV: 106108017 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến c Kích thước hạt Kích thước hạt ảnh hưởng lớn đến tốc độ phân hủy Q trình phân hủy hiếu khí xảy bề mặt hạt, hạt có kích thước nhỏ có tổng diện tích bề mặt lớn nên tăng tiếp xúc với oxy, giá tăng vận tốc phân hủy Tuy nhiên, kích thước hạt nhỏ chặt làm hạn chế lưu thơng khí đống ủ, điều làm giảm oxy cần thiết cho vi sinh vật đống ủ giảm mức độ hoạt tính vi sinh vật Ngược lại, hạt có kích thước lớn có độ xốp cao tạo rãnh khí làm cho phân bố khí khơng đều, khơng có lợi cho q trình chế biến phân hữu Đường kính hạt tối ưu cho trình chế biến khoảng – 50mm Kích thước hạt tối ưu đạt nhiều cách cắt, nghiền sàng vật liệu thô ban đầu CTR đô thị CTR công nghiệp phải nghiền đến kích thước thích hợp trước làm phân Phân bắc, bùn phân động vật thường có kích thước hạt mịn, thích hợp cho q trình phân hủy sinh học d Độ xốp Độ xốp yếu tố quan trọng trình chế biến phân hữu Độ xốp tối ưu thay đổi tuỳ theo loại vật liệu chế biến phân Thông thường, độ xốp cho trình chế biến diễn tốt khoảng 35 – 60%, tối ưu 32 – 36% Độ xốp CTR ảnh hưởng trực tiếp đến trình cung cấp oxy cần thiết cho trao đổi chất, hô hấp vi sinh vật hiếu khí oxy hóa phần tử hữu diện vật liệu ủ Độ xốp thấp hạn chế vận chuyển oxy, nên hạn chế giải phóng nhiệt làm tăng nhiệt độ khối ủ Ngược lại, độ xốp cao dẫn tới nhiệt độ khối ủ thấp, mầm bệnh không bị tiêu diệt Độ xốp điều chỉnh cách sử dụng vật liệu tạo cấu trúc với tỉ lệ trộn hợp lý SVTH: Đặng Thị Nhân Trang MSSV: 106108017 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến e Thổi khí Khơng khí mơi trường xung quanh cung cấp tới khối Compost để vi sinh vật sử dụng cho phân hủy chất hữu cơ, làm bay nước giải phóng nhiệt Nếu khơng cung cấp khí đầy đủ tạo thành vùng kị khí bên khối Compost gây mùi Để cung cấp khơng khí cho khối Compost thực cách:  Đảo trộn  Cắm ống tre  Thải chất thải từ tầng lưu chứa cao xuống thấp  Thổi khí Q trình đảo trộn cung cấp khí khơng đủ theo cân tỉ lượng Điều kiện hiếu khí thỏa mãn lớp cùng, lớp bên hoạt động môi trường tuỳ tiện kị khí Do đó, tốc độ phân hủy giảm thời gian cần thiết để trình ủ phân hồn tất bị kéo dài Cấp khí phương pháp thổi khí đạt hiệu phân hủy cao Tuy nhiên, lưu lượng khí phải khống chế thích hợp Nếu cấp nhiều khí dẫn đến chi phí cao gây nhiệt khối phân, kéo theo sản phẩm khơng đảm bảo an tồn chứa vi sinh vật gây bệnh Khi pH môi trường khối phân lớn 7, với q trình thổi khí làm thất nitơ dạng NH Trái lại, thổi khí q ít, mơi trường bên khối phân trở thành kị khí Vận tốc thổi khí cho q trình ủ phân thường khoảng –10m3 khí/tấn ngun liệu/h Thơng thường áp lực tĩnh cần tạo để đẩy không khí qua chiều sâu – 2.5m vật liệu ủ 0.1 – 0.15m cột nước Áp lực cần quạt gió đủ khơng cần máy nén Ngoài cửa sổ hầm ủ đủ cho làm thoáng, cần đảo cửa sổ ngày lần nhiều ngày lần Đảo trộn liên tục đạt mức phân giải tối ưu vòng 10 – 14 ngày Nên đảo trộn lần ngày nhiều lần ngày SVTH: Đặng Thị Nhân Trang 10 MSSV: 106108017 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến Nhận xét Giá trị pH mơ hình nằm khoảng 5,5 – 8,5 tối ưu cho vi sinh vật trình ủ phân rác Nhìn vào bảng 4.4 hình 4.3 ta thấy giá trị PH mơ hình giảm nhanh ngày đầu điều chứng tỏ thời gian VSV, nấm tiêu thụ hợp chất hữu thải acid hữu Trong giai đoạn đầu trình ủ phân rác, acid bị tích tụ kết làm giảm pH, kìm hãm phát triển nấm vi sinh vật, kìm hãm sư phân hủy lignin cenlulose pH bắt đầu tăng lên lại từ ngày thứ đến ngày 30 thời gian VSV tham gia vào trình phân huỷ Các acid hữu tiếp tục bị phân hủy khối ủ Từ ngày 31 đến trình ủ kết thức giá trị pH dao động khoảng 6.3 – 7.1 Tuy nhiên ta thấy pH từ ngày thứ trở mơ hình vỏ khoai mì + bùn ổn định mơ hình vỏ khoai mì đối chứng có bơ sung VSV tác dụng cảu VSV C N phân huỷ đồng thời với nên giá trị pH ổn định 4.2.4 Độ ẩm Độ ẩm dao động 65 ngày ủ thể cụ thể bảng 4.3 dây Bảng 4.5 Độ ẩm 65 ngày ủ Ngày ĐỘ ẨM (%) Vỏ Khoai mì (%) bùn (%) Vỏ Khoai mì 12 15 18 76.77 75.45 65.62 64.08 60.54 56.07 49.54 24 54.58 50.13 27 52.2 30 33 36 39 49.65 51.09 62.41 56.84 Vỏ khoai mì + bùn 63.81 58.35 61.38 54.69 50.11 60.03 42 Vỏ Khoai mì 45 48 51 54 57 54.2 60 63.07 63.11 59.86 60.22 58.57 50.76 55.45 Vỏ khoai mì + bùn Ngày ĐỘ ẨM 72.64 70.97 69.67 61.05 60.72 55.68 52.94 21 Ngày ĐỘ ẨM Vỏ khoai mì + Ngày ĐỘ ẨM Vỏ Khoai mì SVTH: Đặng Thị Nhân 56.65 58.04 58.26 60.33 55.72 60.54 54.89 63 65 56.87 52.61 Trang 51 MSSV: 106108017 Đồ Án Tốt Nghiệp (%) GVHD: Th.S Vũ Hải Yến Vỏ khoai mì + bùn 57.63 51.13 ĐỘ ẨM 90 VỎ KHOAI MÌ 80 VỎ KHOAI MÌ + BÙN 70 60 50 40 30 20 10 0 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 65 NGÀY Hình 4.6 Dao động độ ẩm khối ủ compost Nhận xét Trong trình ủ, độ ẩm kiểm tra trì nằm khoảng tối ưu để VSV phát triển mạnh Độ ẩm tối ưu cho VSV phát triển mạnh dao động khoảng 50 – 60 % VSV đóng vaI trị định q trình phân huỷ CTR Nếu độ ẩm thấp (< 30%) hạn chế hoạt động VSV, độ ẩm cao ( > 65% ) thí q trình phân huỷ chậm lại, chuyển sang chế độ phân hủy kỵ khí q trình thổi khí bị cản trở tượng bít kín khe rỗng khơng cho khơng khí qua, gây mùi hơi, rị rỉ chất dinh dưỡng lan truyền vi sinh vật gây bệnh để đẩm bảo độ ẩm khối ủ nằm khoảng tối ưu nên bổ sung nước vào mơ hình vỏ khoai mì bổ sung bùn hoạt tính cho mơ hình vỏ khoai mì + bùn Kết kiểm tra độ ẩm số liệu trình bày cụ thể bảng 4.4 SVTH: Đặng Thị Nhân Trang 52 MSSV: 106108017 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến Nhìn vào bảng 4.5 hình 4.3 ta thấy độ ẩm ngày đầu không nằm khoảng tối ưu cho VSV phát triển VSV hoạt động mạnh giúp trình phân huỷ xảy nhanh Vào ngày đầu độ ẩm khối ủ cao tính chất nguyên liệu đầu vào Từ ngày thứ 12 trở độ ẩm nằm khoảng tối ưu 50 – 60 % Tuy nhiên thời gian phân tích độ ẩm dài từ 18 – 24h trình bổ sung độ ẩm tay nên độ ẩm mô hình sau bổ sung lại lớn 60% 4.2.5 Hàm lượng CHC Hàm lượng CHC khối ủ kiểm tra với tần suất ngày/ lần hàm lượng CHC biến thiên rõ rệt, số liệu cụ thể trình bày bảng 4.5 dây Bảng 4.6 kết hàm lượng CHC 65 ngày ủ Ngày HÀM Vỏ Khoai mì LƯỢNG Vỏ khoai mì + CHC (%) bùn Ngày Vỏ Khoai mì LƯỢNG Vỏ khoai mì + CHC (%) bùn Ngày Vỏ Khoai mì LƯỢNG Vỏ khoai mì + CHC (%) bùn Ngày Vỏ Khoai mì LƯỢNG Vỏ khoai mì + CHC (%) bùn 12 15 18 24 27 30 33 36 39 76.66 75.58 74.87 74.03 73.24 72.65 71.58 71.36 70.37 69.87 68.82 66.77 66.54 64.83 45 48 51 54 57 60 70.96 70.15 69.35 68.56 67.23 65.89 63.54 63.58 61.59 58.85 57.63 56.13 54.14 52.23 63 HÀM 92.95 85.27 83.12 76.75 75.16 74.38 72.21 42 HÀM 93.06 88.08 86.27 83.02 79.18 78.85 77.81 21 HÀM 65 63.07 63.05 52.05 52.00 Ta thấy hàm lượng CHC khối ủ giảm từ bắt đầu ủ kết thúc Có thể biểu diễn biểu đồ SVTH: Đặng Thị Nhân Trang 53 MSSV: 106108017 Đồ Án Tốt Nghiệp CHC (%) GVHD: Th.S Vũ Hải Yến HÀM LƯỢNG CHC 100 90 80 70 60 50 40 VỎ KHOAI MÌ VỎ KHOAI MÌ + BÙN 30 20 10 0 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 65 NGÀY Hình 4.7 Đồ thị biểu diễn suy giảm CHC khối ủ compost Nhận xét Dựa vào hình 4.4 ta thấy hàm lượng CHC mơ hình có suy giảm rõ rệt từ chứng tỏ q trình xảy nhanh chóng đồng Trong mơ hình vỏ khoai mì có bổ sung bùn có tốc độ phân huỷ nhanh mơ hình vỏ khoai mì đối chứng Trong ngày đầu hàm lượng CHC giảm nhanh giảm dần từ ngày 18 trở mơ hình Từ hàm lượng CHC ban đầu 92.95% xuống 72.21% vịng 18 ngày mơ hình vỏ khoai mì + bùn cịn mơ hình vỏ khoai mì đối chứng từ hàm lượng chất HCH ban đầu 93.06% giảm xuống 77.81% Từ ngày 60 trở mơ hình hàm lượng CHC ổn định 63% mơ hình đối chứng 52% mơ hình vỏ khoai mì có bổ sung bùn Điều cho thấy mơ hình vỏ khoai mì + bùn VSV hoạt động mạnh nên tốc độ phân huỷ chất hữu nhanh Quan sát mơ hình sau kết thúc q trình ủ mơ hình vỏ khoai mì cịn nhiều cellulose, lignin không phân huỷ nhiều so với mô hình vỏ khoai mì + bùn Điều cho thấy mơ hình vỏ khoai mì + bùn nhờ bổ sung VSV nên VSV hoạt động mạnh mơ hình vỏ khoai mì đối chứng SVTH: Đặng Thị Nhân Trang 54 MSSV: 106108017 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến Từ số liệu hàm lượng CHC bảng bảng 4.5 ta suy hiệu suất sử lý trình bày bảng 4.6 Bảng 4.7 Hiệu xử lý CHC 65 ngày ủ Ngày Hiệu xử lý CHC (%) Vỏ Khoai mì lý CHC (%) + bùn lý CHC (%) Vỏ Khoai mì lý CHC (%) 12 15 18 21 7.30 8.26 10.58 17.43 19.14 19.98 22.31 23.23 10.79 14.92 15.27 16.39 17.62 27 30 33 36 39 42 18.78 19.55 20.45 21.30 21.93 23.08 23.75 Vỏ khoai mì + bùn 24.29 24.83 25.96 28.17 28.38 30.34 31.68 45 Vỏ Khoai mì 48 51 54 57 60 63 24.62 25.48 26.33 27.76 29.20 31.72 32.23 Vỏ khoai mì + bùn Ngày Hiệu xử 5.35 24 Ngày Hiệu xử Vỏ khoai mì Ngày Hiệu xử 33.82 36.76 38.07 39.68 41.82 43.87 44.07 65 Vỏ Khoai mì 32.25 Vỏ khoai mì + bùn 44.12 Dựa vào bảng 4.7 ta thấy hiệu xử lý CHC tăng nhanh ngày đầu mơ hình bắt tăng chậm kể từ ngày 12 trở Bên cạnh ta thấy hiệu xử lý ngày đầu đến ngày 12 mơ hình vỏ khoai mì + bùn 19.14% cịn mơ hình vỏ khoai mì đối chứng 14.92% Điều chứng tỏ VSV mô hình vỏ khoai mì + bùn hoạt đơng mạnh mơ hình vỏ khoai mì đối chứng Mặc khác ta thấy hiệu xử lý kết thúc trình ủ mơ hình vỏ khoai mì + bùn 44.12% cịn mơ hình vỏ khoai mì đối chứng hiệu xử lý đạt 32.25 % Điều chứng tỏ mơ hình vỏ khoai mì + bùn có bổ sung VSV VSV hoạt động mạnh nên hiệu xử lý cao mơ hình vỏ khoai mì đối chứng SVTH: Đặng Thị Nhân Trang 55 MSSV: 106108017 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến 4.2.6 Hàm lượng C Hàm lượng C khối ủ kiểm tra với tần suất ngày/ lần Hàm lượng C biến thiên rõ rệt, số liệu cụ thể trình bày bảng 4.8 dây Bảng 4.8 Kết hàm lượng C 65 ngày ủ Ngày HÀM Vỏ Khoai mì LƯỢNG Vỏ khoai mì + C (%) bùn Ngày Vỏ Khoai mì LƯỢNG Vỏ khoai mì + C (%) bùn Ngày Vỏ Khoai mì LƯỢNG Vỏ khoai mì + C (%) bùn Ngày Vỏ Khoai mì LƯỢNG C (%) 12 15 18 48.93 47.93 46.12 43.99 43.8 43.23 51.64 47.37 46.18 42.64 41.76 41.32 40.45 24 27 30 33 36 39 42.59 41.99 41.59 41.13 40.69 40.36 39.77 39.64 39.09 38.82 38.23 37.09 36.97 36.02 42 HÀM 51.7 21 HÀM HÀM 45 48 51 54 57 60 39.42 38.97 38.53 38.09 37.35 36.61 35.30 35.32 34.22 32.69 32.02 31.18 30.08 29.02 63 65 35.04 35.03 28.92 28.89 Vỏ khoai mì + bùn Ta thấy hàm lượng C khối ủ giảm từ bắt đầu ủ kết thúc Được biểu diễn biểu đồ SVTH: Đặng Thị Nhân Trang 56 MSSV: 106108017 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến HÀM LƯỢNG C C (%) 60.00 VỎ KHOAI MÌ 50.00 VỎ KHOAI MÌ + BÙN 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 65 NGÀY Hình 4.8 Đồ thị biểu diễn suy giảm C khối ủ compost Nhận xét Dựa vào hình 4.8 hình ta thấy hàm lượng C mơ hình có suy giảm rõ rệt từ chứng tỏ q trình xảy nhanh chóng đồng Ở mơ hình vỏ khoai mì + bùn ngày đầu hàm lượng C giảm nhanh ngày đầu, từ bắt đầu ủ ngày hàm lượng C từ 51.64% giảm 42.64%, bắt đầu giảm dần ổn định từ ngày 60 trở kết thúc trình ủ Ở mơ hình vỏ khoai mì đối chứng ngày đầu hàm lượng C giảm nhanh, từ bắt đầu ủ ngày 12 hàm lượng C từ 51.7% giảm 43.99%, bắt đầu giảm dần ổn định từ ngày 60 trở kết thúc trình ủ Từ hàm lượng C ban đầu 51.64% xuống 42.64% vòng ngày mơ hình vỏ khoai mì + bùn, mơ hình vỏ khoai mì đối chứng từ hàm lượng chất C ban đầu 51.70% giảm 43.99% vòng 12 ngày Từ ngày 39 trở mơ hình hàm lượng C ổn định mơ hình vỏ khoai mì + bùn ổn định 29% cịn mơ hình vỏ khoai mì đối chứng ổn dịnh 35%.Ta thấy hàm lượng C mơ hình vỏ khoai mì + bùn phân huỷ nhanh so với mơ hình vỏ khoai mì đối chứng điều cho thấy nhờ có bổ sung VSV bên ngồi vào mơ hình ủ VSV hoạt động mạnh nhiều so với mơ hình vỏ khoai mì đối chứng SVTH: Đặng Thị Nhân Trang 57 MSSV: 106108017 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến 4.2.7 Hàm lượng N Hàm lượng N khối ủ kiểm tra với tần suất ngày/ lần Số liệu cụ thể trình bày bảng 4.9 dây Bảng 4.9 Kết hàm lượng N Ngày HÀM Vỏ Khoai mì LƯỢNG Vỏ khoai mì + N (%) bùn Ngày HÀM Vỏ Khoai mì LƯỢNG Vỏ khoai mì + N (%) bùn Ngày HÀM Vỏ Khoai mì LƯỢNG Vỏ khoai mì + N (%) bùn SVTH: Đặng Thị Nhân 12 15 18 21 2.10 2.05 1.97 1.9 1.8 1.75 1.7 1.65 2.05 1.9 1.75 1.65 1.5 1.4 1.35 24 27 30 33 36 39 42 45 1.6 1.55 1.5 1.45 1.4 1.35 1.35 1.35 1.3 1.25 1.25 1.2 1.2 1.15 1.15 1.15 48 51 54 57 60 63 66 1.35 1.35 1.35 1.35 1.35 1.35 1.35 1.15 1.15 1.15 1.15 1.15 1.15 1.15 Trang 58 MSSV: 106108017 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến HÀM LƯỢNG N N (%) 9.0 8.0 7.0 6.0 5.0 VỎ KHOAI MÌ 4.0 VỎ KHOAI MÌ + BÙN 3.0 2.0 1.0 0.0 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 NGÀY Hình 4.9 Đồ thị biểu diễn hàm lượng N khối ủ Nhận xét Dựa vào hình 4.9 ta thấy hàm lượng N mơ hình có suy giảm rõ rệt Trong ngày đầu hàm lượng hàm lượng N mơ hình vỏ khoai mì + bùn giảm chậm từ ngày đến ngày 18 giảm nhanh từ 1.9% giảm xuống 1.4% sau giảm dần ổn định 1.15% vào ngày thứ 39 đến kết thúc q trình ủ Hàm lượng N mơ hình vỏ khoai mì ngày đầu giảm chậm, bắt đầu giảm nhanh từ ngày đến ngày 15 từ 1.9% xuống 1.7% giảm chậm dần ổn định 1.35% từ ngày 39 trở kết thúc q trình ủ Nó thể VSV ngày đầu thích nghi chuyển sang pha tăng trưởng thành VSV có thích nghi phù hợp mơ hình Mặc khác ta thấy hàm lượng N mơ hình vỏ khoai mì + bùn giảm nhanh từ 1.9% ngày thứ xuống cịn 1.4% vào ngày thứ 18 Cịn mơ hình vỏ khoai mì đối chứng giảm nhanh từ 1.9% vào ngày thứ xuống 1.7% vào ngày thứ 18 Từ ngày 39 trở mơ hình hàm lượng N ổn định mơ hình vỏ khoai mì + bùn ổn định 1.15% cịn mơ hình vỏ khoai mì đối chứng ổn dịnh 1.35% Điều cho thấy VSV cà mô hình thích nghi mơ hình vỏ khoai mì + bùn SVTH: Đặng Thị Nhân Trang 59 MSSV: 106108017 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến VSV hoạt động mạnh mơ hình vỏ khaai mì đối chứng Chính vậy, ta thấy nhờ có bổ sung VSV từ bên ngồi vào mơ hình vỏ khoai mì + bùn nên VSV hoạt động mạnh tốc độ phân huỷ nhanh mơ hình đối chứng Bảng 4.10 Hiệu xử lý N Ngày Hiệu xử lý N (%) Vỏ Khoai mì Ngày lý N (%) Vỏ Khoai mì Ngày lý N (%) Vỏ Khoai mì 12 15 18 21 6.19 9.52 2.44 7.32 14.63 19.51 26.83 31.71 35.71 24 27 14.29 16.67 19.05 21.43 30 33 36 39 42 23.81 26.19 28.57 30.95 33.33 35.71 35.71 38.10 40.48 40.48 42.86 42.86 45.24 45.24 48 51 54 57 60 63 35.71 35.71 35.71 35.71 35.71 35.71 35.71 Vỏ khoai mì Ngày lý N (%) 2.38 45 + bùn Hiệu xử Vỏ khoai mì + bùn Hiệu xử Vỏ khoai mì + bùn Hiệu xử 45.24 45.24 45.24 45.24 45.24 45.24 45.24 66 Vỏ Khoai mì 35.71 Vỏ khoai mì + bùn 45.24 Dựa vào bảng 4.10 ta thấy hiệu xử lý N mơ hình tang rõ rệt Trong ngày đầu hiệu xử lý N mơ hình vỏ khoai mì + bùn tăng chậm từ ngày đến ngày 18 tăng nhanh từ 7.32% tăng lên 31.71%, sau tăng chậm ổn định 45.24% vào ngày thứ 39 đến kết thúc trình ủ Hiệu xử lý N mơ hình vỏ khoai mì ngày đầu tăng chậm, bắt đầu tăng nhanh từ ngày đến ngày 15 từ 2.38% xuống 16.67%, sau chậm dần ổn định 1.35% từ ngày 39 trở kết thúc trình ủ Nó thể VSV ngày đầu thích nghi chuyển sang pha tăng trưởng thành VSV có thích nghi phù hợp mơ hình SVTH: Đặng Thị Nhân Trang 60 MSSV: 106108017 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến Bên cạnh ta thấy, hiệu xử lý N mơ hình vỏ khoai mì + bùn tăng nhanh từ 7.32% vào ngày thứ tăng lên 31.71% vào ngày thứ 18 Cịn mơ hình vỏ khoai mì đối chứng tăng nhanh từ 9.52% vào ngày thứ tăng lên 19.05% ngày thứ 18 Hiệu xử lý N mơ hình vỏ khoai mì + bùn 42.24% cịn mơ hình vỏ khoai mì đối chứng có 35.71% Điều cho thấy nhờ có bổ sung VSV từ bên ngồi vào mơ hình vỏ khoai mì + bùn nên VSV hoạt động mạnh tốc độ phân huỷ nhanh mơ hình đối chứng 4.3 Nhận xét bàn luận Với vật liệu vỏ khoai mì bùn hoạt tính sau 65 ngày q trình ủ compost kết thúc Sau tỉ lệ C/N = 25.62 trình phân huỷ chất hữu diễn mạnh tuần đầu, hàm lượng C chuyển thành CO , tỉ lệ C/N = 20.64 chứng tỏ vỏ khoai mì sau ủ 65 ngày cho lượng compost có chất lượng tốt từ vỏ khoai mì có bổ sung bùn hoạt tính Do mơ hình vỏ khai mì + bùn có bổ sung VSV từ bên ngồi tạo điều kiện tốt cho VSV phát triển nên trình phân huỷ diễn ổn định so với mơ hình vỏ khoai mì đối chứng Hình 4.10 Compost sau ủ Sau 65 ngày ủ, Sản phẩn tạo thành có màu nâu đen, mền, độ rỗng tốt khơng có mùi, khơng hấp dẫn trùng Sau kết thúc trình ủ điều chỉnh độ ẩm đạt 30% dể đạt tiêu chuẩn ngành 10 TCVN 526 – 2002 cho phân hữu vi sinh chế biến từ CTR Bộ Nông Nghiệp Và Phát Triển Nông Thôn SVTH: Đặng Thị Nhân Trang 61 MSSV: 106108017 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến Hình 4.11 Đối chứng so sánh kết Sau sàn lọc qua rây đem phân tích tỉ lệ N, P, K với số liệu trình bày bảng 4.11 Bảng 4.11 Kết phân tích mẫu sau kết thúc trình ủ compost Thành phần Hàm lượng Đơn vị N 1.15 % P 0.85 % K 3.22 % Từ kết cho thấy sản phẩm không đạt tiêu chuẩn phân hữu vi sinh từ CTR Bộ Nông Nghiệp Và Phát Triển Nông Thơn cần phải bổ sung phân bón hỗn hợp công ty Supe Photphat lâm thao, loại tỉ lệ N: P: k = : 20 : 10 SVTH: Đặng Thị Nhân Trang 62 MSSV: 106108017 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến ( hàm lượng N: 6±0,3 %, hàm lượng P2O5 hữu hiệu: 20±1%, hàm lượng K2O2: 10 ± 0,5%) Lượng bổ sung vào 0.25kg phân NPK tỉ lệ (6:20:10) vào 1kg sản phẩm compost tạo thành Vậy hàm lượng N, P, K sau bổ sung đạt N : P : K = 2.65% : 5.85 %: 5.72% Bảng 4.12 Tiêu chuẩn ngành 10 TCVN 562 – 2002 cho phân hữu vi sinh vật chế biến từ chất thải rắn sinh hoạt Bộ Nông Nghiệp Phát Triển Nông Thôn ban hành Tên tiêu Đơn vị tính Mức Hiệu trồng Tốt Độ chín (hoai) cần thiết Tốt Đường kính hạt khơng lớn mm 4–5 Độ ẩm không lớn % 35 PH 6,0 – 8,0 Mật độ vi sinh vật hữu hiệu (đã tuyển chọn) không nhỏ CFU/g mẫu 106 % 13 % 2,5 % 2,5 % 1,5 CFU Mg/kg 250 Mg/kg 2,5 Hàm lượng cacbon tổng số không nhỏ Hàm lượng nitơ tổng số không nhỏ Hàm lượng lân hữu hiệu không nhỏ Hàm lượng kali hữu hiệu không nhỏ Mật độ samonella 25 g mẫu Hàm lượng chì (khối lượng khơ) khơng lớn Hàm lượng cadimi (khối lượng SVTH: Đặng Thị Nhân Trang 63 MSSV: 106108017 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến khô) không lớn Hàm lượng crom (khối lượng khô) không lớn Hàm lượng đồng (khối lượng khô) không lớn Hàm lượng niken (khối lượng khô) không lớn Hàm lượng kẽm (khối lượng khô) không lớn Hàm lượng thủy ngân (khối lượng khô) không lớn Thời gian bảo quản khơng Mg/kg 200 Mg/kg 200 Mg/kg 100 Mg/kg 750 Mg/kg Tháng Nguồn: Bộ Nông Nghiệp Phát Triển Nông Thôn, 2002 SVTH: Đặng Thị Nhân Trang 64 MSSV: 106108017 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Sau 65 ngày nghiên cứu với nguyên liệu đầu vào vỏ khoai mì bùn hoạt tính tạo sản phẩm phân hữu có tỉ lệ N: P : K = 2.65% : 5.85 %: 5.72% Đó loại phân hữu tốt cho trồng Điều chứng tỏ tất loại chất thải rắn bỏ tận dụng để sản xuất phân compost với cơng nghệ đơn giản, chi phí đầu tư vừa phải quy mơ lớn Đồ án góp phần giảm bớt gánh nặng môi trường cho xã hội, tạo phân hữu vi sinh phục vụ cho sản xuất nơng nghiệp, giảm bớt chi phí q trình sản xuất nơng nghiệp mang lại lợi nhuận kinh tế cao cho nhà nông 5.2 Kiến nghị Từ kết nghiên cứu cho thấy tác dụng VSV trình phân huỷ CHC chất thải rắn nói chung vỏ khoai mì nói riêng Vì thời gian thực đề tài có hạn nên đề tài nghiên sản xuất phân compost từ vỏ khoai mì Nếu có đủ điều kiện, đề tài nghiên cứu lĩnh vực sau:  Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp để sản xuất phân hữu So sánh chất lượng sản phẩm compost tạo từ vỏ khoai mì phế phẩm nơng nghiệp khác trồng  Nghiên cứu ảnh hưởng compost tạo thành lên sinh trưởng, phát triển, hoa, kết chất lượng sản phẩm nông nghiệp ngắn ngày công nghiệp lâu năm  Nghiên cứu thành phần mật độ VSV khối ủ compost Chúng ta cần phải vân động truyên truyền người dân tận dụng nguồn chất thải rắn để sản xuất sử dụng compost rộng rãi Chính cần có đầu tư hỗ trợ nhà nước việc khuyến khích nhà nông sử dụng phân hữu nhiều thay sử dụng phân bón hố học Dùng loại phân hữu khơng tăng lượng muối khống, vi lượng mà cịn làm cho đất tươi xốp, góp phần cải tạo đất, tăng độ phì nhiêu cho đất mà không ảnh hưởng đến người môi trường xung quanh SVTH: Đặng Thị Nhân Trang 65 MSSV: 106108017