(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu khả năng tái sử dụng phế thải sau hệ thống bio toilet khô để phục vụ sản xuất nông nghiệp

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ĐÀM TRỌNG ANH NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÁI SỬ DỤNG PHẾ THẢI SAU HỆ THỐNG BIO-TOILET KHÔ ĐỂ PHỤC VỤ SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP Ngành: Khoa hoc môi trường Mã ngành: 60.44.03.01 Người hướng dẫn khoa học: TS Lương Hữu Thành TS Đinh Hồng Duyên NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP – 2017 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, kết nghiên cứu trình bày luận văn trung thực, khách quan chưa dùng để bảo vệ lấy học vị Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cám ơn, thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Tác giả luận văn Đàm Trọng Anh ii LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn, nhận hướng dẫn, bảo tận tình thầy giáo, giúp đỡ, động viên bạn bè, đồng nghiệp gia đình Nhân dịp hồn thành luận văn, cho phép tơi bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc tới TS Lương Hữu Thành TS Đinh Hồng Duyên tận tình hướng dẫn, dành nhiều cơng sức, thời gian tạo điều kiện cho tơi suốt q trình học tập thực đề tài Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Khoa Môi trường - Học viện Nơng nghiệp Việt Nam tận tình giúp đỡ tơi q trình học tập, thực đề tài hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ mặt, động viên khuyến khích tơi hồn thành luận văn./ Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Tác giả luận văn Đàm Trọng Anh iii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn iii Mục lục iv Bảng chữ viết tắt vii Danh mục bảng viii Danh mục biểu đồ, đồ thị, sơ đồ ix Trích yếu luận văn x Thesis abstract xi Phần Mở đầu 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Phạm vi nghiên cứu Phần Tổng quan vấn đề nghiên cứu 2.1 Chế phẩm sinh học 2.1.1 Khái niệm 2.1.2 Phân loại 2.1.3 Chất mang chế phẩm sinh học 2.2 Cơ sở khoa học việc xử lý phế thải có nguồn gốc hữu chế phẩm sinh học Cơ sở lý luận việc xử lý phế thải có nguồn gốc hữu chế phẩm sinh học 2.2.1 2.2.2 Cơ sở thực tiễn việc xử lý phế thải có nguồn gốc hữu chế phẩm sinh học 12 2.2.3 Cơ sở pháp lý việc xử lý phế thải sau hệ thống bio-toilet khô chế phẩm sinh học 13 2.3 Tổng quan công nghệ bio-toilet khô 14 2.3.1 Nguyên lý hoạt động 16 2.3.2 Ưu điểm bio-toilet khô 17 2.3.3 Nhược điểm bio-toilet khô 17 2.4 Ứng dụng toilet khô giới 17 iv 2.5 Ứng dụng bio-toilet khô việt nam 21 Phần Đối tượng, phạm vi, nội dung phương pháp nghiên cứu 24 3.1 Địa điểm nghiên cứu 24 3.2 Thời gian nghiên cứu 24 3.3 Đối tượng nghiên cứu 24 3.4 Nội dung nghiên cứu 24 3.4.1 Đánh giá đặc tính phế thải sau hệ thống bio-toilet khơ 25 3.4.2 Đánh giá chất lượng chế phẩm sử dụng để xử lý phế thải sau hệ thống bio-toilet khô 24 3.4.3 Xử lý phế thải sau hệ thống bio - toilet khô làm phân bón hữu 24 3.4.4 Đánh giá đặc tính phế thải sau hệ thống bio-toilet khô qua xử lý 24 3.4.5 Đánh giá hiệu việc sử dụng phân hữu sau tái chế 24 3.5 Phương pháp nghiên cứu 24 3.5.1 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp 24 3.5.2 Các phương pháp phân tích phịng thí nghiệm 24 3.5.3 Phương pháp nghiên cứu vi sinh vật 27 3.5.4 Phương pháp lấy mẫu phế thải 28 3.5.5 Phương pháp xử lý phế thải 28 3.5.6 Phương pháp bố trí thí nghiệm trồng 30 3.5.7 Phương pháp xác định tiêu trồng, đất trồng 31 3.5.8 Phương pháp xử lý số liệu 31 Phần Kết nghiên cứu thảo luận 32 4.1 Kết 32 4.1.1 Đánh giá đặc tính phế thải sau hệ thống bio-toilet khơ 32 4.1.2 Đánh giá chất lượng chế phẩm sử dụng để xử lý phế thải sau hệ thống bio-toilet khô 34 4.1.3 Xử lý phế thải sau hệ thống bio - toilet khô làm phân bón hữu 36 4.1.4 Đánh giá đặc tính phế thải sau hệ thống bio-toilet khơ qua xử lý 38 4.1.5 Đánh giá hiệu việc sử dụng phân hữu sau tái chế 40 4.2 Thảo luận 43 4.2.1 Các chủng vi sinh vật chế phẩm 43 v 4.2.2 Khả xử lý phế thải sau Bio-toilet khô thành phân hữu chế phẩm sinh học chất lượng phân hữu sau ủ .44 Phần Kết luận kiến nghị 47 5.1 Kết luận 47 5.2 Kiến nghị .48 Tài liệu tham khảo 49 Phụ lục 52 vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt BNNPTNT Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn CFU Colony forming unit CPSH Chế phẩm sinh học CS Cộng CT Công thức CV Coefficients of variation C/N Cacbon/Nitơ ĐC Đối chứng HCSH Hữu sinh học KHCN Khoa học Công nghệ LSD Least significant difference TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam UNICEF United Nations Children's Fund VSV Vi sinh vật vii DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Ưu điểm hạn chế hai dạng chế phẩm vi sinh chất mang khử trùng không khử trùng .5 Bảng 2.2 Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến vi sinh vật 10 Bảng 2.3 Hàm lượng chất dinh dưỡng kim loại nặng phân người .14 Bảng 4.1 Danh sách điểm lấy mẫu đặc tính phế thải sau hệ thống bio-toilet .32 Bảng 4.2 Kết phân tích mấu phế thải sau hệ thống bio-toilet khơ .33 Bảng 4.3 Kết phân tích mật độ chủng vi sinh vật chế phẩm BIO EM 34 Bảng 4.4 Một số tiêu phân tích phế thải trước sau ủ 38 Bảng 4.5 Một số tiêu sinh trưởng trồng sau thí nghiệm 40 Bảng 4.6 Tác nhân sinh học gây hại sản phẩm rau cải 41 Bảng 4.7 Giá trị dinh dưỡng rau cải công thức 41 Bảng 4.8 Chất lượng đất trước sau thí nghiệm 43 viii DANH MỤC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ Hình 2.1 Đường lây nhiễm bệnh tật từ chất thải người gia súc 15 Hình 2.2 Nguyên lý hoạt động 16 Hình 2.3 Cơ chế hoạt động .16 Hình 2.4 Hệ thống Bio-toilet Namibia 18 Hình 2.5 Hệ thống Bio-toilet cơng viên Tokyo, Nhật Bản 19 Hình 2.6 Cấu tạo bồn cầu Nano Membrane Toilet 20 Hình 2.7 Thiết bị bio-toilet khô toa xe VNR 23 Hình 4.1 Mẫu phế thải sau hệ thống bio-toilet khô 33 Hình 4.2 Khuẩn lạc chủng Streptomyces griseorubens 35 Hình 4.3 Khuẩn lạc chủng Bacillus polyfermenticus .35 Hình 4.4 Khuẩn lạc chủng Azotobacter beijerinckii 36 Hình 4.5 Diễn biến nhiệt độ đống ủ công thức 36 Hình 4.6 Phế thải trước sau ủ 38 Hình 4.7 Rau cải trước thu hoạch .42 Hình 4.8 Rau cải sau thu hoạch 42 ix TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Tên tác giả: Đàm Trọng Anh Tên Luận văn: Nghiên cứu khả tái sử dụng phế thải sau hệ thống bio-toilet khô để phục vụ sản xuất nông nghiệp Ngành: Khoa học Môi trường Mã số: 60.44.03.01 Tên sở đào tạo: Học viện Nơng nghiệp Việt Nam Mục đích nghiên cứu - Tái sử dụng phế thải sau hệ thống bio - toilet khô tạo phân hữu - Đánh giá hiệu sử dụng phế thải sau hệ thống bio-toilet khô để phục vụ sản xuất nông nghiệp Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp - Các phương pháp phân tích phịng thí nghiệm - Phương pháp nghiên cứu vi sinh vật - Phương pháp lấy mẫu phế thải - Phương pháp xử lý phế thải - Phương pháp bố trí thí nghiệm trồng - Phương pháp xác định tiêu trồng, đất trồng - Phương pháp xử lý số liệu Kết kết luận - Đánh giá đặc tính phế thải sau hệ thống bio-toilet khơ,trong hàm lượng chất hữu cịn tồn dư phế thải sau hệ thống bio-toilet khô tương đối cao, nguyên tố dinh dưỡng thiết yếu cho trồng N, P, K mức khá, phế thải chứa quần thể vi sinh vật gây bệnh cao - Đánh giá chất lượng chế phẩm sử dụng để xử lý phế thải sau hệ thống bio-toilet khô - Xử lý phế thải sau hệ thống bio - toilet khơ làm phân bón hữu - Kết thử nghiệm phân hữu sau ủ rau cải cho thấy rõ tiêu sinh trưởng dinh dưỡng trồng cơng thức bón phân hữu cao so với cơng thức cơng thức bón phân chuồng - Chất lượng đất sau thí nghiệm cải thiện x