bài tiểu luận tìm hiểu về tận dụng bùn thải của hệ thống xử lý nước thải bằng biện pháp ủ phân compost

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐH NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHKHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

BÀI TIỂU LUẬN

TÌM HIỂU VỀ TẬN DỤNG BÙN THẢI CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

BẰNG BIỆN PHÁP Ủ PHÂN COMPOST

Sinh viên thực hiện:

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 2

Chương 1.TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1.Khái quát về bùn thải 3

1.2.Khái quát về phân compost 6

1.3.Mục tiêu nghiên cứu của biện pháp ủ phân compost từ bùn thải của hệ thống xử lý nước thải 7

Chương 2 XỬ LÝ BÙN THẢI CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG BIỆN PHÁP Ủ PHÂN COMPOST TRONG ĐIỀU KIỆN HIẾU KHÍ 2.1 Thành phần vật liệu ủ 8

2.2 Minh chứng về bố trí mô hình nghiên cứu 9

2.3 Các chỉ tiêu theo dõi 9

2.4 Quy trình làm phân compost trong điều kiện hiếu khí 10

2.5 Phương pháp phân tích đã tiến hành 10

2.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm phân compost 11

2.7 Đánh giá chất lượng phân compost từ các mô hình đã bố trí 14

Chương 3 XỬ LÝ BÙN THẢI CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG BIỆN PHÁP Ủ PHÂN COMPOST TRONG ĐIỀU KIỆN KỴ KHÍ 19

3.1 Thành phần vật liệu ủ 19

3.2 Minh chứng về bố trí mô hình 19

3.3 Các chỉ tiêu theo dõi: 20

3.4 Quy trình làm phân compost trong điều kiện kỵ khí: 20

3.5 Phương pháp phân tích: 21

3.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm phân compost bằng phương pháp ủ kỵ khí 22

3.7 Đánh giá chất lượng phân compost từ các mô hình đã bố trí 26

Chương 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 31

sinh vật để bổ sung vào hệ thống xử lý nước thải Sau quá trình này, tạo ra một lượng bùn lắng Vậy lượng bùn lắng này nên xử lí như thế nào?

Thực trạng đất nước ta đang trong giai đoạn công nghiệp hóa – hiện đại hóa, các khu công nghiệp, nhà máy, xí nghiệp mọc lên ngày càng nhiều Quá trình này ngoài việc mang lại hiệu quả kinh tế cao, nó còn tạo ra một lượng chất thải khổng lồ cho xã hội Trong đó, có số lượng rất lớn bùn thải từ hệ thống xử lí nước thải của các cơ sở công nghiệp này chưa được tận dụng triệt để Vì vậy, việc tận dụng bùn thải hữucơ để làm phân compost dùng trong nông nghiệp là một nhu cầu thiết yếu đã được quan tâm, nghiên cứu nhiều Bùn thải hữu cơ vẫn còn chứa các dưỡng chất có thể bổ sung cho cây trồng Trong nông nghiệp nước ta, nếu lạm dụng quá nhiều phân bón vô cơ sẽ ảnh hưởng tới các loài vi sinh vật có trong đất, các vi sinh vật này không còn khả năng phân giải và tổng hợp chất dinh dưỡng cho cây trồng, từ đó làm cho đất mất độ tơi xốp, đất chai lì, bạc màu, thoái hóa Vậy nên, phát triển công nghiệp phải đi đôi với bảo vệ môi trường, cùng với đó là góp phần vào phát triển nông nghiệp Mối quan hệ này cần khắn khít và chặt chẽ, bởi khi đó, lượng chất thải sẽ giảm tối thiểu mà còn phát triển cả hai lĩnh vực đặc biệt quan trọng trong nền kinh tế nước nhà

Việc sản xuất phân compost từ bùn thải hữu cơ của hệ thống xử lí nước thải trong các điều kiện khác nhau sẽ được tìm hiểu trong tài liệu này.

Chương 1.TỔNG QUAN TÀI LIỆU1.1.Khái quát về bùn thải

1.1.1.Khái niệm

Bùn thải là chất thải rắn được tạo ra trong quá trình xử lý nước, xử lý chất thải hoặccác quy trình công nghiệp khác Nó gồm hỗn hợp các chất hữu cơ, chất vô cơ và cáctạp chất khác nhau Bùn sinh ra trong xử lý nước thường là kết quả của quá trìnhlắng hoặc keo tụ Trong quá trình này, chất hữu cơ, vi sinh vật, hạt bùn và các hợpchất khác trong nước được tách ra và tạo thành bùn Bùn thải cũng có thể chứa cáchóa chất được sử dụng trong xử lý nước, chẳng hạn như chất keo tụ hoặc chất khửtrùng Trong công nghiệp, bùn có thể được tạo ra từ các quy trình sản xuất, quy trìnhxử lý chất thải hoặc quy trình sản xuất năng lượng Nó có thể chứa chất hữu cơ, kim

loại nặng, hợp chất hữu cơ độc hại, chất béo và chất thải từ một số quy trình sảnxuất

1.1.2.Nguồn gốc phát sinh

- Bùn thải có thể phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau trong đó có:

Quá trình xử lý nước thải: Bùn thải phát sinh trong quá trình xử lý nước thải Khi nước thải được xử lý để loại bỏ các chất ô nhiễm, chất rắn và chất hữu cơ có thể tách ra và tạo thành bùn thải.

Công nghiệp: Các hoạt động công nghiệp như sản xuất, chế biến thực phẩm, chế tạo kim loại, chế tạo dược phẩm và hóa chất có thể tạo ra bùn thải Những quy trình này thường sản sinh ra chất rắn, chất hữu cơ và các hợp chất ô nhiễm khác.

Nông nghiệp: Trong khu vực nông nghiệp, bùn thải có thể phát sinh từ quá trình xửlý chất thải hữu cơ như bã mía, bã cà phê, phân gia súc, hệ thống xử lý nước thải nôngnghiệp và xử lý chất thải thực phẩm

Hệ thống thoát nước: Trong hệ thống thoát nước đô thị, bùn thải có thể phát sinh từ các hệ thống thoát nước và cống rãnh Đây là các chất rắn, chất hữu cơ và các chất ô nhiễm khác mà người dân và doanh nghiệp loại bỏ thông qua hệ thống thoát nước Khoáng sản và khai thác: Các hoạt động khai thác mỏ và khai thác tài nguyên khoáng sản cũng có thể tạo ra bùn thải Quá trình khai thác và xử lý quặng sản xuất ra các chất rắn ô nhiễm và chất hữu cơ

Xây dựng và công trình: Trong quá trình xây dựng và công trình, bùn thải có thể phát sinh từ việc xử lý và loại bỏ các vật liệu xây dựng như bê tông, đất đá, gạch, xi măng và vật liệu xây dựng khác

Hộ gia đình: Hộ gia đình cũng đóng góp một phần nhỏ vào phát sinh bùn thải thông qua hoạt động sinh hoạt hàng ngày như chế biến thức ăn, rửa chén, vệ sinh cá nhân và loại bỏ chất thải rắn.

1.1.3.Phân loại bùn thải

Dựa theo tính chất của bùn thải

Khi bạn dựa theo tính chất của bùn thải để phân loại thì nó có hai loại đó là: bùn thải công nghiệp và bùn thải sinh học.

Bùn thải công nghiệp

của bùn công nghiệp thường là các kim loại nặng, rất nguy hiểm và độc hại Vì vậy việc xử lý nước thải công nghiệp gặp rất nhiều khó khăn và tốn nhiều thời gian Bùn thải công nghiệp được chia làm 2 loại :

● Bùn không nguy hại : bao gồm chất hữu cơ, vi sinh vật, chất rắn dư và các vật liệu khác còn sót lại sau khi xử lý nước thải hoặc các quy trình công nghiệp khác nhau không chứa hoặc chỉ chứa các chất ô nhiễm độc hại ở mức độ thấp và không gây nguyhiểm đáng kể.

nhiều kim loại nặng như: Al, As, Mn, Zn, Hg, Pb,… Do đó, trước khi đưa loại bùn thải công nghiệp này ra môi trường phải xử lý đúng cách Nếu không xử lý tốt, thì sẽ ảnh hưởng đến môi trường, hệ sinh thái, cũng như sức khỏe cộng đồng lâu dài.

Bùn thải sinh học

Bùn thải sinh học là một loại bùn thải được tạo ra trong quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp xử lý sinh học Phương pháp này thường được áp dụng trong các nhà máy xử lý nước thải để tiêu diệt các chất hữu cơ và các chất ô nhiễm khác trong nước thải, bùn thải sinh học không gây nguy hại, không mùi hôi, không độc hại.Trong quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, nước thải được đưa vào các hệ thống xử lý như hệ thống lọc sinh học hoặc hệ thống xử lý hiếu khí sinh học hay thêm than bùn, bột khử chua, dùng chế phẩm EM Các vi sinh vật như vi khuẩn và vi khuẩn tạo màng sinh học được sử dụng để tiêu diệt các chất hữu cơ trong nước thải Khi quá trình sinh học diễn ra, vi sinh vật sẽ tiêu thụ các chất hữu cơ và chuyển chúng thành bùn thải sinh học

1.1.4.Đặc điểm và tính chất

Hơn 60.000 chất và hợp chất đã được tìm thấy trong bùn thải và nước thải Chúng cónhiều đặc tính quan trọng như: chất rắn tổng số (TSS), chất rắn dễ bay hơi (VSS), pH, chất hữu cơ, chất dinh dưỡng, kim loại nặng và mầm bệnh.

Tổng hàm lượng chất rắn (TSS): Thông thường, bùn thải dạng lỏng có TSS 2-12%, trong khi bùn thải dạng khử nước có TSS 12-40% Bùn thải khô hoặc ủ thường có TSS trên 50%.

 Độ ẩm: Bùn thải thường có nồng độ nước cao, tùy thuộc vào quá trình sản xuất hoặc

xử lý nước thải Độ ẩm của bùn thải có thể dao động từ dạng rắn đến dạng lỏng.

 Mùi: Bùn thải có thể có mùi hôi do phân hủy các chất hữu ích cơ sinh học trong quá

trình hình thành Mùi hôi này có thể tiếp tục tồn tại trong khi thải chưa được xử lý hoặc xử lý không đủ hiệu quả

 Hàm lượng chất rắn dễ bay hơi(VSS): Hầu hết các loại bùn thải không ổn định,

chứa khoảng 75-85% hàm lượng chất rắn dễ bay hơi.

 Giá trị pH của bùn thải có thể thay đổi quá trình lựa chọn và cấu hình cơ bản: bùn có

giá trị pH thấp <6,5 thúc đẩy quá trình hấp thụ kim loại nặng, giá trị pH cao >11 có thể tiêu diệt vi khuẩn và đất có giá trị pH trung tính hoặc cao có thể ức chế sự hấp thụ kim loại nặng

 Chất hữu cơ: Hàm lượng các chất hữu cơ trong bùn thải khá cao cho nên có thể sử

dụng để cải thiện tính chất cật lý của đất Hàm lượng chất hữu cơ tăng làm giảm dung trọng, tăng cường khả năng giữ nước và thúc đẩy sự thấm nước lớn hơn.

 Chất dinh dưỡng: Chất dinh dưỡng có trong bùn như nito, photpho và kali là rất cần

thiết cho sự tăng trường của thực vật Tuy vậy, hàm lượng dinh dưỡng cao có thể dẫn đến ô nhiễm môi trường nước ngầm và nước mặt.

 Kim loại nặng: Các kim loại nặng rất dễ hấp thụ trên về mặt các chất lơ lửng dạng

hữu cơ và vô cơ Khi các chất này lắng xuống tạo thành bùn lắng thì các kim loại nặngcũng sẽ bị tích tụ trong bùn.

1.2.Khái quát về phân compost

Phân compost hay còn gọi là phân hữu cơ vi sinh là sản phẩm phân bón được tạo thành thông qua quá trình lên men vi sinh vật các hợp chất có nguồn gốc khác nhau, có tác động của vi sinh vật hoặc các hợp chất sinh học được chuyển hóa thành mùn Tùy thuộc vào nhu cầu của sản xuất mà có thể cân đối phối trộn các phản liệu sao cho cây trồng phát triển tốt nhất mà không cần phải bốn bất kỳ các loại phân nào Phân vi sinh có thể dùng để bón lót hoặc bón thúc Loại phân này có hàm lượng dinh dưỡng

cao nên khi bón trộn đều với đất Nếu sản xuất phù hợp cho từng loại cây trong thì đâylà loại phân hữu cơ tốt nhất

1.3.Mục tiêu nghiên cứu của biện pháp ủ phân compost từ bùn thải của hệ thống xử lý nước thải.

Tối ưu hóa quá trình ủ phân: Mục đích là hiểu và xác định các yếu tố quan trọng như tỷ lệ trộn, nhiệt độ, độ ẩm, tỷ lệ carbon/nitơ (C/N), sự phân hủy của vi sinh vật, vật liệu và thời gian ủ phân Nghiên cứu sẽ tập trung vào việc tối ưu hóa các điều kiện nàyđể ủ phân hiệu quả và nhanh chóng.

Đánh giá chất lượng phân hữu cơ: Mục đích là đánh giá chất lượng phân hữu cơ được sản xuất từ bùn thải, bao gồm hàm lượng chất hữu cơ, hàm lượng chất dinh dưỡng (như nitơ, phốt pho, kali), pH, hàm lượng kim loại nặng, khả năng cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng, khả năng phân hủy cải thiện cấu trúc đất và ức chế khả năng phát triển của cỏ dại độc hại.

Đánh giá tác động môi trường: Mục đích là đánh giá tác động của quá trình ủ phân từ bùn thải đến môi trường xung quanh, bao gồm cả khả năng gây ô nhiễm nguồn nước và ô nhiễm không khí Cần nghiên cứu để xác định các phương pháp xử lý và kiểm soát nhằm đảm bảo quá trình ủ phân không gây hại cho môi trường.

Các ứng dụng và tiềm năng sử dụng phân trộn: Mục tiêu là nghiên cứu và đánh giá các ứng dụng của phân trộn từ bùn thải trong nông nghiệp, làm đất và quản lý cảnh quan Nghiên cứu cần xác định tiềm năng cải thiện chất lượng đất, thúc đẩy tăng trưởng và phát triển cây trồng và giảm sử dụng phân bón hóa học.

Kinh tế và xã hội: Mục tiêu là đánh giá tính khả thi về mặt kinh tế và xã hội của việc sử dụng bùn thải để làm phân bón Cần nghiên cứu để xác định lợi ích kinh tế của quá trình ủ phân và ứng dụng của phân bón trong nông nghiệp và quản lý môi trường Đồng thời, cần đánh giá các tác động xã hội, bao gồm tạo việc làm, thúc đẩy nền kinh tế địa phương và giảm sự phụ thuộc vào phân bón hóa học.

1.4 Một số phương pháp tách chiết bùn thải

Các lựa chọn xử lý bùn bao gồm ổn định, làm đặc, khử nước, sấy khô và đốt Khử

và có khả năng gây ra các tác nhân gây nứt ứng suất môi trường do tràn và rò rỉ Khử nước làm giảm thể tích chất lỏng bùn tới 90% Bùn tiêu hóa trải qua các máy ly tâm lớn, tương tự như chu trình quay của máy giặt, để tách nước ra khỏi bùn rắn, tạo thànhchất rắn sinh học Sau đó, nước được xử lý lại, với các hóa chất polymer được thêm vào để tạo ra các sản phẩm cứng hơn, dễ quản lý hơn Bánh rắn sinh học, bao gồm 25-27% vật liệu rắn, sau đó được gửi trở lại nhà máy để tái chế.

Xử lý bùn bao gồm bước làm đặc ban đầu, thường được thực hiện trong bể làm đặc trọng lực để giảm tổng thể tích bùn xuống dưới một nửa thể tích ban đầu Tuyển nổi bằng không khí hòa tan là một phương pháp thay thế, trong đó bọt khí vận chuyển chất rắn lên bề mặt, tạo thành một lớp bùn dày.Các nhà máy xử lý nước thải lớn sử dụng hệ thống tiêu hóa hai giai đoạn, trong đó vi khuẩn chuyển hóa kỵ khí các chất hữu cơ Ở giai đoạn đầu tiên, bùn được đun nóng và trộn trong bể kín trong vài ngày, phân hủy protein và lipid thành các phân tử nhỏ hơn hòa tan trong nước và lên men chúng thành axit béo Bùn sau đó chảy vào bể thứ hai, nơi vi khuẩn chuyển hóa thành khí sinh học, hỗn hợp carbon dioxide và metan, được sử dụng làm nhiên liệu để làm nóng bể phân hủy thứ nhất và tạo ra điện cho nhà máy.Quá trình phân hủy kỵ khí, nhạy cảm với nhiệt độ và độ axit, đòi hỏi phải theo dõi và kiểm soát cẩn thận Trong một số trường hợp, bùn được bổ sung thêm enzyme thủy phân để bổ sung hoạt động của vi khuẩn, tiêu diệt các mầm bệnh không mong muốn và tạo ra nhiều khí sinh học hơn ở giai đoạn tiêu hóa thứ hai Việc xử lý bằng enzyme này giúp nâng cao hiệu quả của quá trình.

Chương 2 XỬ LÝ BÙN THẢI CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG BIỆN PHÁP Ủ PHÂN COMPOST TRONG ĐIỀU KIỆN HIẾU KHÍ

2.1 Thành phần vật liệu ủ

Trong phương pháp ủ hiếu khí này, ta quan tâm nhiều đến 2 vật liệu ủ chính:

- Bùn hoạt tính: Bùn thải của hệ thống xử lý nước thải có các đặc điểm như là độ ẩm cao, có mùi hôi và màu đen Trước khi ủ khoảng 15 ngày, ta bắt đầu thu gom chuẩn bịbùn.

- Rơm: là loại rơm mới vừa ủ nấm xong, thu thập rơm trên các khu đất trồng nấm của người dân tại các tỉnh vùng Đồng bằng sông Cửu Long một cách ngẫu nhiên Lưu ý chọn rơm không qua xử lý bằng các chế phẩm sinh học khác.

Ngoài ra, các yếu tố để ủ phân compost được thành công và hiệu quả, cần đủ 4 thành phần sau:

- Oxy: Oxy hóa cacbon, thúc đẩy quá trình phân hủy được diễn ra.

- Cacbon: quá trình oxy hóa sinh học các carbon cung cấp nhiệt, ở một mức phù hợp Các nguyên vật liệt từ cacbon chủ yếu có màu nâu và khô.

- Nitơ: có tác dụng phát triển và sản sinh nhiều khí hơn để oxy hóa cacbon Các nguyên vật liệu nitơ chủ yếu có màu xanh

- Nước: Hỗ trợ và duy trì quá trình mà không gây ra điều kiện kỵ khí.

Trong mọi cơ thể động thực vật có hàm lượng cacbon và nitơ nhất định Cần phải duy trì lượng không khí và nước, cacbon và nito để quá trình ủ diễn ra được thuận lợi Lượng nước và không khí, cacbon, nito chỉ được vừa đủ không quá nhiều và cũng không được quá ít.

- Tỉ lệ trộn: Hỗn hợp được cho vào phối trộn phải theo những tỉ lệ vật liệu khác nhau cho vào thùng ủ đảm bảo tỉ lệ C/N các nghiệm thức của thí nghiệm ủ là 25/1, 30/1 và 35/1 Thí nghiệm này được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 3 nghiệm thức, 3 lần lặp lại Trong quá trình ủ, mỗi nghiệm thức được xới đảo 2 lần/tuần để đảm bảo oxy cung cấp cho quá trình phân hủy Các thùng ủ được thiết kế bằng nhựa, kích thước phù hợp,xung quanh thùng ủ có khoan các lỗ nhỏ để trao đổi khí diễn ra

2.2 Minh chứng về bố trí mô hình nghiên cứu

Các nghiệm thức được thực hiện trong thí nghiệm ủ phân compost trong điều kiện hiếu khí, sự khác biệt về tỉ lệ C/N của ba nghiệm thức này sẽ có kết quả ủ khác nhau, được dùng để xác định tỉ lệ ủ nào đem lại kết quả tối ưu nhất.

2.3 Các chỉ tiêu theo dõi

Trong quá trình ủ, những thông số của các thùng ủ ta cần theo dõi như sau: + Nhiệt độ trong suốt quá trình ủ quan sát mỗi ngày một lần vào khoảng thời gian 8 giờ 00 sáng, đo bằng nhiệt kế điện tử và phải được đo ở giữa khối ủ.

+ Trong suốt quá trình ủ thì các chỉ tiêu: pH, ẩm độ sẽ tiến hành đo 1 lần/tuần.

+ Thu mẫu 2 lần trước và sau khi ủ để tiến hành phân tích các chỉ tiêu như: tỉlệ C/N, tổng coliform, đạm hữu cơ, lân hữu cơ, trứng ký trùng và khối lượng của hỗn hợp ủ

2.4 Quy trình làm phân compost trong điều kiện hiếu khí

2.5 Phương pháp phân tích đã tiến hành

+ pH: Tỉ lệ trích là 1:2,5; đo bằng máy pH kế hiệu Aquatic 410

+ Chất hữu cơ ( %C): Dựa vào phương pháp Walkley-black ( Nelson và

Sommer,1996) để xác định Phương pháp Walkley – Black – Oxy hóa cacbon hữu cơ bằng dung dịch Kali dicromat (K2Cr2O7) dư trong môi trường axit sunfuric (H2SO4), sử dụng nhiệt do quá trình hòa tan axit sunfuric đậm đặc vào dung dịch dicromat, sau đó chuẩn độ lượng dư bicromat bằng dung dịch sắt (II), từ đó suy ra hàm lượng cacbon hữu cơ.

+ Nitơ hữu cơ: Xác định theo phương pháp chưng cất Kjeldahl (Bremner, 1996) Đây là phương pháp dùng để xác định lượng nitơ chứa trong các chất hữu cơ cộng với nitơ trong amoni vô cơ và amoni.

+ Tổng Phospho: Vô cơ hoá mẫu đất bằng H2SO4 và HClO4 lọc hỗn hợp sau khi được vô cơ hoá, và cho phản ứng với hỗn hợp thuốc thử Amonium molipdate, axit arcobic và antimoantartrate, sau đó sẽ tiến hành đo mẫu ở bước sóng 882nm.

+ Tổng hợp Coliform: tiến hành đếm bằng phương pháp đỗ đĩa (đơn vị CFU/g).+ Trứng giun sán: Phương pháp được sử dụng là phương pháp dung dịch phù nổi Willis để định tính trứng giun đũa Đây là phương pháp dùng dung dịch có tỷ trọng lớn hơn tỷ trọng của trứng giun sán, đẩy trứng giun sán lên trên bề mặt của dung dịch.

2.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm phân compost

2.6.1 Nhiệt độ

- Theo nghiên cứu, nhiệt độ giữa các nghiệm thức dao động trong khoảng 29,5 – 44,10C.

- Nhiệt độ giữa 3 nghiệm thức không có sự khác biệt đáng kể.

- Nhiệt độ đạt cực đại vào ngày thứ 5 ở nghiệm thức C/N=25/1 (42,50C) vào ngày thứ 6 nghiệm thức C/N=30/1(44,10C) và C/N=35/1(43,10C)

- Nhìn chung thì có sự biến động lớn giữa nhiệt độ bên trong của các mẻ ủ với nhiệt độ môi trường Nhiệt độ tăng nhanh ở tuần đầu tiên và giảm dần ở các tuần tiếp theo, đến khoảng ngày 21 thì gần bằng với nhiệt độ của môi trường Khi đó ta có thể nhận biết được là khối ủ đã gần hoai mục

- Hiện tượng nhiệt độ tăng lên cao, đặc biệt là ở tuần đầu tiên là do lúc đầu lượng vi sinh vật còn nhiều, lượng chất dinh dưỡng hữu cơ còn dồi dào trong các mẻ ủ, đặc biệt

là oxy, tạo nên môi trường tối ưu cho vi sinh vật phân hủy các hợp chất hữu cơ nên làm tăng nhiệt độ của mẻ ủ Trong các tuần tiếp theo, lượng chất dinh dưỡng hữu cơ dần cạn kiệt, vi sinh vật chết dần do thiếu oxy, nên nhiệt độ của mẻ ủ dẫn trở về gần bằng với nhiệt độ của môi trường Đây cũng là lúc mẻ ủ đã hoai mục

- Tuy nhiên do khối lượng ủ còn khá ít nên không đạt đến nhiệt độ lý tưởng Theo nghiên cứu của Robert(2000), để đạt được đến 55 – 600C thì lượng rác ủ phải ít nhất là1m3 Trong quá trình ủ, nhiệt độ dạt từ 55 – 600C thì quá trình này sẽ hiệu quả và tiêudiệt được mầm bệnh

Hình 2.6.1 Diễn biến nhiệt độ (0C) giữa các nghiệm thức ủ compost hiếu khí theothời gian

Nguồn: Trường Đại học Đồng Tháp, tạp chí khoa học số 15, 10-2015

2.6.2 pH

Bảng 2.6.2 Giá trị pH giữa các nghiệm thức ủ compost hiếu khí theo thời gian

Nguồn: Trường Đại học Đồng Tháp, tạp chí khoa học số 15, 10-2015

Ghi chú: trong cùng một hàng các chữ cái (a,b,c,d) giống nhau thì không có sự khác

biệt về mặt thống kê qua phép thử Ducan.

- Nghiên cứu cho thấy rằng sau 28 ngày ủ giá trị pH giữa các nghiệm thức giao động từ 7.67 ± 0.03 đến 8.23 ± 0.07

- Các nghiệm thức đều có pH tăng mạnh ở tuần đầu tiên, ngày thứ 7 đạt giá trị cao nhất, cụ thể như sau :

C/N = 25/1 có pH = 8.23 ± 0.07C/N = 30/1 có pH = 8.13 ± 0.03 C/N = 35/1 có pH = 8.17 ± 0.03

- Từ ngày 7 đến ngày 21 giá trị pH vẫn duy trì ở khoảng 8,00 (C/N=25/1) và 8,03 (nghiệm thức C/N=30/1 và C/N=35/1)

- Giá trị pH từ ngày 1 đến ngày 21 là do vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ chứa Ni tơ tạo thành NH4+ Trong quá trình ủ, nhiệt độ tăng nhanh do hoạt động phân hủy chất hữu cơ của vi sinh vật diễn ra mạnh, chuyển hóa các chất hữu cơ thành các sản phẩm phân hủy là ammoniac và chất hữu cơ khác NH4+ càng tạo ra nhiều thì môi trường càng có tính Kiềm cao, vì thế nên giá trị pH tăng nhanh

- Từ ngày thứ 21 đến ngày thứ 28, giá trị pH giảm nhẹ và dần dần ổn định Nguyên nhân là do quá trình chuyển hóa NH4+ thành NO3- sinh ra ion H+, làm môi trường dần trở nên trung tính hơn

Sau ngày 28, các sản phẩm ủ dần thay đổi từ 7,87 ± 0.09 đến 8,00 ± 0.01 và đạt tiêu chuẩn ngành của bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (pH = 6-8)

2.6.3 Ẩm độ

- Ẩm độ ảnh hưởng khá quan trọng đến sự thành công của việc ủ phân Sự thiếu hụt vềẩm độ sẽ gây cản trở hoạt động của vi sinh vật vì chúng cần nhiều nước cho quá trình tổng hợp tế bào chất, nên cần đảm bảo độ ẩm thích hợp trong suốt quá trình ủ

Bảng 2.6.3 Diễn biến ẩm độ (%) của các nghiệm thức ủ compost hiếu khí theothời gian

Nguồn: Trường Đại học Đồng Tháp, tạp chí khoa học số 15, 10-2015

Ghi chú: trong cùng một hàng các chữ cái (a,b,c,d) giống nhau thì không có sự khác

biệt về mặt thống kê qua phép thử Ducan.

- Giá trị ẩm độ của các nghiệm thức giảm dần theo thời gian và có sự khác biệt về mặtthống kê (p<0,05), riêng trừ nghiệm thức C/N=25/1 ở ngày 1 và ngày 7 không có sự khác biệt về mặt thống kê

- Khối ủ có độ ẩm cao nhất vào ngày đầu tiên, sau đó giảm dần đến ngày thứ 28: C/N = 25/1 có giá trị 61,9 ± 0.87%

C/N = 30/1 có giá trị 61,87 ± 0.86% C/N = 35/1 có giá trị 62.17 ± 0.35% - Khi kết thúc thí nghiệm, chỉ số độ ẩm là:C/N = 25/1 có giá trị 45,3 ± 0.25%

C/N = 30/1 có giá trị 43,07 ± 0.18% C/N = 35/1 có giá trị 42,03 ± 0.35%

- Kết quả thí nghiệm cho thấy, trong 7 ngày đầu tiên khối ủ giảm dần từ 62,17 ± 0.35% đến 59,17 ± 0.33% do nhiệt độ của khối ủ tăng cao Điều này chứng tỏ rằng độ ẩm này hoàn toàn phù hợp cho sự phát triển và hoạt động phân hủy chất hữu cơ của Visinh vật, điều này cũng phù hợp với ghi nhận của Blain(1995) và Lê Hoàng

Việt(2005), độ ẩm tối ưu cho phân hữu cơ là khoảng 60-70%

- Mặc dù trong ngày thứ 14 đến ngày 28 đã tiến hành xới đảo 2 lần/ tuần, nhưng ẩm độ của các nghiệm thức vẫn còn cao so với chuẩn đầu ra của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn là 35%

2.7 Đánh giá chất lượng phân compost từ các mô hình đã bố trí

2.7.1 Khối lượng phân trước và sau khi ủ

- Tốc độ hoai mục của phân hữu cơ liên quan đến sự thay đổi khối lượng của mẻ ủ - Quá trình khoáng hóa vật chất hữu cơ càng diễn ra nhanh thì khối lượng giảm càng nhanh do CO2, NH3, CH4, H2O được tạo ra khi ủ Do đó khối lượng của khối ủ giúp đánh giá được tốc độ hoai mục qua đó đánh giá được tốc độ khoáng hóa của khối ủ

Bảng 2.7.1 Khối lượng phân của các nghiệm thức trước và sau ủ

Nguồn: Trường Đại học Đồng Tháp, tạp chí khoa học số 15, 10-2015

Ghi chú: trong cùng một hàng các chữ cái (a,b) giống nhau thì không có sự khác biệt

về mặt thống kê 5% qua phép thử T-test.

- Bảng 2.7.1 cho thấy trong điều kiện hiếu khí, nghiệm thức C/N = 25/1 có tốc độ khoáng hóa chất hữu cơ nhanh

- Từ kết quả nghiên cứu cho thấy, ủ phân compost bằng kĩ thuật hiếu khí phối trộn tỉ lệ C/N = 25/1 sẽ có hiệu quả hơn 2 tỉ lệ còn lại.

2.7.2 Tỉ lệ C/N

Có nhiều nhân tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy do vi sinh vật, trong đó Cacbon và Nitro là cần thiết nhất, tỉ lệ C/N là thông số quan trọng kế tiếp và các nguyên tố vi lượng khác cũng có vai trò quan trọng trong đổi chất của tế bào

Nguồn Cacbon hữu cơ cần thiết cho cung cấp năng lượng và tạo sinh khối cơ bản, phần còn lại chuyển thành CO2.

Nitơ là thành phần cấu tạo chủ yếu nên Protein, acid nucleic… cần thiết cho sự phát triển cho tế bào

Vì vậy, tỉ lê C/N là một trong những chỉ tiêu quan trọng khác để đánh giá chất lượng khối ủ Theo nghiên cứu, khi tỉ lệ C/N giảm xuống khoảng 15-17 thì hô hấp vi sinh vậtthấp và ổn định.

Chỉ số C/N sau khi ủ càng thấp tương ứng với mức độ phân hủy các hợp chất hữu cơ càng nhanh

Hình 2.7.2 Tỉ lệ C/N sau ủ hiếu khí 28 ngày

Nguồn: Trường Đại học Đồng Tháp, tạp chí khoa học số 15, 10-2015

Ủ hiếu khí với thời gian 28 ngày, tỉ lệ C/N giữa các nghiệm thức biến động trong khoảng 12.67 ± 0,76 đến 15,37 ± 1.85 Có thể thấy tốc độ phân hủy của 2 nghiệm thứcC/N=25/1 và C/N30/1 cao hơn so với nghiệm thức C/N=35/1, nguyên nhân là do khối ủ này có lượng rơm nhiều hơn so với các nghiệm thức còn lại.

2.7.3 Đạm hữu cơ (%N)