Xác định thành phần của bã bùn từ hệ thống xử lý nước thải công ty giấy bãi bằng và tìm hiểu khả năng sử dụng chúng để c

ĐẠI ■ HỌC ■ QUỐC GIA HÀ NỘI ■ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC Tự NHIÊN ■ ■ ■ ■ ********* Xác định thành phần bã bùn từ hệ thống xử lý nước thải Công ty giấy Bãi Bằng tìm hiểu khả sử dụng chúng để cải tạo đất đồi Vĩnh Phú MÃ số: QT - 08 - 62 CHỦ TRÌ ĐÈ TÀI: PGS.TS NGUYỀN XUÂN c ự CÁN Bộ THAM GIA: Nguyễn Thị Luyến - Học viên cao học Đào Thị Hoan CN Nguyễn Xuõn Huân, CN ỉ ĐAtHỌC TRUNT TÁM ' , ệvịI Dr/ HÀ NỘI - 2009 ■ J MỤC LỤC BÁO CÁO TÓM T Ắ T 2 SUMMARY PHÀN BÁO CÁO CHÍNH MỞ ĐẢU Chương TỎNG QUAN TÀI LIỆU 10 1.1 Khái quát công ty giây Bãi Băng 10 Ị l.ỉ Quy trình cơng nghệ sản xuâí giây 10 ỉ 1.2 Cóng nghệ xử lý nước thải tạo bùn ihài .13 1.2 Chất hữu đ ất 20 1.2.1 Nguồn gốc chất hữu đất 20 Ị 2.2 Hàm lượng thành phần chất hữu đ ấ t .20 ỉ.2.3 Vai trò chất hữu đ ấ t 21 1.3 Chất mùn đất 24 1.3.1 Khải niệm chung 24 ỉ 3.2 Các trình phân giai hữu tông họp chăt mùn 24 1.3.3 Hàm lượng vă í hành phần chất mùn đ ấ t 27 1.3.4 Biện pháp nâng cao hàm hrọvg chất lượng mùn đai 29 Chương ĐOI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu 30 Đối tượng nghiên cứu 30 2.2 Phương pháp nghiên cửu 30 2.2.1 Phuongpháp nghiên círu thực địa, tìm thập só liệu, tài liệu 30 2.2.2 Phương pháp thí nghiệm ngồi ruộng 30 2.2.3 Lấy mẫu nghiên cihi thí nghiệm .32 2.2.4 Phương pháp phân tích phịng thí nghiệm 32 2.2.5 Phương phảp xừ lý sổ ỉiệu thống kê toảìì học 32 Chương KẾT QUẢ NGHIEN c ứ u VÀ THẢO LUẬN 33 3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội xà Sơn Vi (Lâm Thao, Phủ Thọ) 33 3.1 ỉ Điểu kiện tự nhiên 33 3.1.2 Tình hình kinh tế-xã hội 34 3.1.3 Tinh hình sản xuất nóng nghiệp 34 3.2 Một số tính chất bùn thải đất nghiên cứu 35 3.2.1 Một so tính chai hóa học đất thí nghiệm bùn thài 35 3.2.2 Hàm lượỉỉg kim loại nặng bùn th i 38 3.3 Ánh hưởng bón bùn thải đển số tính chát đất 39 3.3 ỉ Anh hường bón bủìì thai đến nỉtơ dề tiêu đất 39 3.3.2 Anh hưởng cùa bón bùn thải đến chất mùn đẩt 43 3.4 Ảnh hưởng ciìa bón bùn thải đen sinh trưởng trồng 47 3.4.1 Anh Imong cua bón bùn thải đen chiều cao cáy lạ c 47 3.4.2 Aỉỉlỉ hưởng bón bùn thải đến sinh khói lạ c 48 3.4.3 Anh Inrịiĩg cùa bón bìm thải đển nâng suất lạc 49 KÉT LUẬN VÀ KIÉN NGHỊ 51 TÁI LIỆU THAM KHẢO 52 PHÀN PHỤ LỤC 54 TÓM TẤT CÁC CƠNG TRÌNH NCKH CỦA CÁ NHÂN 60 SCIENTIFIC PROJECT 62 PHIÉU ĐẢNG KÝ KẾT QUA NGHIEN c u u 64 BÁO CÁO TÓM TẤT a Tên đề tài (hoặc dự án) X c đ ịn h th ììh p h ầ n c ủ a b ã b ù n i h ệ th ố n g x lý n c th ả i C ô n g ty g iấ y l ĩ (li B ằ n g tìm h iể u k h ả n ă n g s d ụ n g c h ủ n g đ ể c ả i tạ o đ ấ t đ i V ĩnh Phủ M ã số: Q T - 08 - 62 b Chủ trì đề tài Nguyễn Xuân Cự, PGS.TS c Các cán tham gia N guyễn Thị Luyến - Học viên cao học Đào Thị Hoan, CN Nguyễn Xuân Huân CN (I M ục tiêu nội dung nghiên cứu - M ụ c tiêu đề tài: Tìm hiểu khả sử dụng bùn thải từ hệ thồng xử lý nước thải Nhà máy giấy Bãi Bằng để cải tạo đất đồi Phú Thọ - N ộ i (tung ngh iên u để tài: 1- Điều tra trạng hệ thống xử lý nước thải Công ty giấy Bãi Bằng đất đồi Vĩnh Phú 2- Lẩy mẫu bủn thải nhà máy mẫu đất đồi khu vực nghiên cứu để xác định tính chất hố học chúng 3- Bổ trí thí nghiệm đồng ruộng Phủ thọ tìm hiểu khả cải tạo đất đồi nil hưởng cùa bùn thải đến suất lạc c C ác kết đạt đưọc - Kct ngh iên cứu: f Tình hình kỉnh phí đề tài (hoặc dự án) Tổng kinh phí: 20.000.000 đ (hai mươi triệu đồng) Kinh phí đà sử dụng: 20.000.000 đ KHOA QUẢN LÝ CHỦ TRÌ ĐÈ TÀI (Kỹ ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) C QUAN CHỦ TRÌ ĐẺ TÀI 0JĨ Hiêu THƯỚNG Nhà máy giấy Bãi Bằng (nay cơng ty giấy Bãi Bằng) có trụ sở thị trấn Phong Châu, huyện Phù Ninh, tỉnh Phú Thọ có qui mơ suất sản xuất lượng chất thải phát sinh lớn Chỉ tính riêng nước thải từ N hà máy vào khoảng khoảng 18.000 m3/ngày đêm Bùn thải tách từ hệ thống xử lý nước thải tách nhờ hệ thống tự động đưa bể chứa bùn gọi bùn sinh học (bùn vi sinh dư thừa) với khối lượng lớn vào khoảng 40-50 khô/tháng Đặc điểm chung bùn thải giàu hữu (hàm lượng c 28.76%), m ột số nguyên tố dinh dưỡng khác nitơ, phốt pho, ca Mg; hàm lượng kim loại nặng không cao nên hồn tồn tận dụng để cải tạo đất vừa có ý nghĩa nâng cao hiệu sản xuất nơng nghiệp Bón bùn thải có tác động tốt đến tính chất đất, làm tăng hàm lượng nitơ dễ tiêu đất, đặc biệt góp phần cải thiện đáng kể hàm luợng chất lượng mùn đất Hầu hết, lượng bón nghiên cứu làm tăng hàm lượng hữu tổng sổ axit mùn (axit humic fulvic) đất so với đối chứng Dồng thời lảm tăng tỷ lệ axit humic so với axit fulvic (C|,/Cf) thành phần chất mùn đất Trong điều kiện đất đồi Phú Thọ, hàm lượng c tổng số tăng từ 1,27 % lên 1,82 % thí nghiệm khơng trồng từ 1,51 lên 2,02 % Irong thí nghiệm trồng lạc lượng bón bùn thải tăng từ lên 30 tấn/ha Tương tự vậy, tỷ ]ệ axit mùn (humic fulvic) mùn tổng số tăng lừ 39,04 % lên 66,15 % từ 47,45 % lên 72,68 % thí nghiệm trồng lạc Cây trồng cơng thức bón bùn thải với lượng 10 tấn, 20 30 tấn/ha làm suất lạc tãng tương ứng 128%, 144%, 155% so với đối chứng khơng bón bùn thải ( 100 %) Từ kết nghiên cứu cho thấy bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải Nhà máy giấy Bãi Bằng hồn tồn sử dụng để cảo tạo đất đồi, góp phần nâng cai suất hiệu trình sản xuất nông nghiệp bảo vệ môi trường - Sởn p h ẩ m khoa học: Đã đăng báo tạp chí khoa học chuyên ngành - đào tạo: Hướng dẫn sinh viên làm KLTN, học viên cao học làm luận văn riiạc sỹ f Tình hình kinh phí đề tài (hoặc dự án) Tổng kinh phí: 20.000.000 đ (hai mươi triệu đồng) Kinh phí dã sử dụng: 20.000.000 đ KHOA QUẢN LÝ CHỦ TRÌ ĐÊ TÀI (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) im M Q c QUAN CHỦ TRÌ ĐÈ TÀI nuiỏ UIỀU TBƯỎNO SUMMARY a T itle D eterm ine the com ponents o f sludge fr o m waste water treatm ettt system s o f B B a n g Paper P lant a n d investigate the ability to use fo r h ill soil reclam ation in Vinh P h u C ode: Q T - 08 - 62 I) C o o rd in ato r Associ Prof Dr NGUYEN XUAN CƯ c K ey im p lem en ters Nguyen Thi Luyen - M aster Student Dao Thi Hoan, BSc Nguyen Xuan Huan, BSc d A im s and co n ten ts o f the study - The aim : Investigate the potential use o f sludge from waste water treatment system o f Bai Bang Paper Plant for hill soil reclam ation - The contents: 1- Survey on the waste water treatment in Bai Bang Paper Plant and hill soil properties in Phu Thò 2- Soils and sludge samples were taken for chemical analysis 3- Field experim ent was carried out to determine the effects o f sludge on soil properties and performance o f peanuts on the hill soil c M ain results: - R esults in science: The main purpose o f the study is to determ ine the com ponents o f sludge from waste water treatment o f Bai Bang Paper Plant and its ability for soil improvem ent and crop production The results show that the sludge has high contents o f humus, nitrogen, phosphorus and some others nutrient elements so that can be use for soil properties improvement and crop production In the field experiments with the hill soils, when sludge applies the contents o f humus, i.e humic and fulvic acids, and available nitrogen increased significantly Sludge has also increased the ratio o f humic and fulvic acid It means that the quality o f humus in soil has been ameliorated In term o f crop production, the peanuts yield increased to 119%, 128% and 155% compared to the control when the amounts o f sludge use increased to 10 tones, 20 tones and 30 tones/ha respectively However, the research also needs further research in detail to find out the suitable amount o f sludge to apply for selected crop in the practice - R esults in practical application: The results in this research can be applied in practice for soil reclamations, i.e use the sludge from waste water treatment o f Bai Bang Paper Plant to soil improvement and crop production in the hill soils - R esults in training: Advisors o f two BSc and one M aster thesis - Publications: Published one scientific paper in the Journal T he C o o rd in ato r PHÀN BÁO CÁO CHÍNH M Ở ĐẦU M ột mục tiêu nhiệm vụ quan trọng thời kỳ đẩy mạnh cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước bảo đảm cho phát triển bền vững Đó phát triển kinh tể đôi với bảo vệ môi trường, bảo vệ nguồn tài nguyên thicn nhiên điều kiện sống tốt đẹp cho người dân Để đạt mục tiêu trên, nhiều sách, chương trình kế hoạch hành động quốc gia tiết kiệm lượng bảo vệ mơi trường thực Trong đó, sử dụng hiệu quả, tiết kiệm tài nguyên tìm giải pháp tái chế, tái sử dụng chất thải đặt thách thửc lớn nhà khoa học Trong ngành công nghiệp phát triển nước ta, ngành công nghiệp giấy ngành đóng vai trị quan trọng cho phát triển đất nước đồng thời ngành gây ảnh hưởng khơng đến mơi trường Khí thải ngành cơng nghiệp giấy chứa nhiều khí độc hại như: IỈ 2S, CH 3HS, S , nước thải có hàm lượng COD, BOD, S S , cao, chất thải rắn cùa ngành chiếm tỳ lệ không nhỏ Nhận thức rõ tác động tiêu cực xảy ra, từ nhiều năm gần đây, l ong cơng ty giấy Việt Nam nói chung, Cơng ty giấy Bãi Bằng nói riêng ln coi trọng việc áp dụng tiến khoa học kỹ thuật tiên tiến giới nhằm nâng cao suất, chất lượng sản phẩm bảo vệ môi trường Việc đầu tư hệ thống xir lý nước thải bàng phương pháp vi sinh làm giảm đáng kể chất lìliiễm nước trước thải nguồn tiếp nhận Nhà máy giấy Bãi Bằng (nay công ty giấy Bãi Bằng) có trụ sở thị trấn Phong Châu, huyện Phù Ninh, tỉnh Phú Thọ xây dựng năm 1974 thức vào hoạt động sản xuất kinh doanh từ năm 1982 Đây nhà máy giấy có quy mơ lớn đại Việt Nam xây dựng nguồn vốn viện trợ cùa Chính phù Thụy Điển Với qui mơ suất sản xuất lớn, lượng chất thải nói chung phát sinh từ Nhà máy lớn Chỉ tính riêng nước thải từ Nhà máy vào khoảng khoảng 18.000 m3/ngày đêm, phát sinh khối lượng bùn sinh học lớn khoảng 1,5 tẩn khô/ngày Đặc điểm nguồn nước thải từ nhà máy giấy Bãi Bằng có hàm lượng hữu cơ, chất rắn, nitơ, phôtpho cao với thông số pH 4-10,3; COD 575 mg/1, BOD 163 mg/L ss 523 mg/1 Nước thải thu gom xử lý tốt qua hệ thống xử lý tập trung bao gồm công nghệ xử lý lý, hóa bùn hoạt tính sinh học [1], Theo kết quan trắc thường xuyên Nhà máy cho thay hầu hết thông số nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn môi trường loại A (28/30 thông số), riêng số màu COD đạt loại B [8 ] Bìin thải tách từ hệ thống xử lý nước thải tách nhờ hệ (hống tự dộng đưa bể chứa bùn gọi ]à bùn sinh học (bùn vi sinh dư thừa) với khối lượng lớn vào khoảng 40-50 khô/tháng Lượng bùn thải vận chuyển tới sân chứa, sau đưa thiêu huỷ đổ bỏ với khối lượng lởn Đặc điểm chung bùn thải giàu hữu sổ nguyên tố dinh dưỡng khác nitơ, phot nên hồn tồn tận dụng để cải tạo đất Ở nước ta, đất đồi núi chiếm khoảng 67,3% quỹ đất nước song khả khai thác sử dụng đảm bảo yêu cầu an toàn sinh thái hiệu kinh tế cao chi đạt M ặt khác hoạt động cúa người trình sử dụng đất làm đất dốc bị thối hóa nhanh chóng [5] Vì việc sừ dụng kết hợp cải tạo đất phương thức hiệu góp phần quan trọng việc chuyển nơng nghiệp nước ta thành nông nghiệp đa dạng với san phẩm hàng hóa có chát lượng cao đảm bảo bền vững mơi trường Trong q trình cải tạo đất dồi núi việc nâng cao hàm lượng chất lượng mùn đất biện pháp hiệu có y nghĩa đặc biệt quan trọng Việc tận dụng nguồn chất thải có hàm lượng ÍỊ N x Cự, N.T.H Luyến / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên Công nghệ 24 S ó ĩ S (2008) 15-20 Jiấ)âng 40-50 khô/tháng Lượng bủn thải lỉv vận chuyển tởi sân chửa, sau lua di thiêu liuỷ lioặc dổ bỏ với khối lượng Án I)ậc đicni cliung bủn thải giàu lOu số nguyên tố dinh dưỡng khác ihư nitơ, phổt nên hoàn toàn tận lụng dể cải tạo đất vừa có ỷ nghĩa nâng cao liệu sản xuất nông nghiệp, vừa góp phần )ào vệ mơi trường lại Mơi thí nghiệm trồng lạc có diện tích 2m Các cơng thức thí nghiệm dược bón bón phân hợp N P K S ( - 10 - - 11 ) với lượng 200kg phân/ha Lượng bủn thải bón cho cơng thúc C T 1, C T 2, C T C T4 tương ứng - 10 - 20 30 tẩn/ha (tính theo chất tươi, hàm lượng nước 73,5% ) Phân N -P-K -S sản xuất công ty Super photphat hỏa chất Lâm Thao với thành phần N 5(% )±0,25; Nghiên cửu sử dụng lượng bùn thải dể cải P 2O5 10 (% )± ,5; 1(% )±0 ,55 ạo (lất sè cỏ ý nghĩa lớn góp phần nâng cao [)jộu sản xuất nơng nghiệp v giảm thiểu K 20 3(%)fcO>15 S Mẩu đất lấy trước thí nghiệm định nhiễm mơi trường Với mục đích nêu trên, ngliicn cửu tập trung vào việc xác định kỳ hàng tháng sau trồng để phân tích thảnh phần cl yếu bùn thải v đánh giá chất lượng mùn số chi tiêu hỏa học nâng sử dụng chúng để cải tạo đất dổi, thông thường đất Đối với sinh trường loại dát nghèo hữu chất dinh lạc tlieo dõi chiều cao sinh khối dirơng góp phần bảo vệ đất môi trường Kết nghiên cứu thảo luận Dối tưụng pliưong pháp nghiên cứu 3.1 Một sổ tính chất đất thi nghiệm bùn thài ỉ)ối ttrụng nghiên cứu: N ghiên cứu sử Kết phân tích số tỉnh chất dất thí d|ing bùn thải lẩy từ hệ tháng xử ]ý nước lliải nghiệm bùn thải thể bảng ] cùa Nli.ì máy giấy bàng, đất đồi xã Sơn V i Nhìn chung đất thỉ nghiệm có dộ phi nhiêu (Lâm Thao, Phú Thọ) v lạc xuân hè, thấp, đặc biệt hàm lượng kali tổng số trịng (rong thời giíin từ 27/2 đến 27/5/2008 đất rẩt nghẻo Trong bủn thải có hàm lượng - Bổ trí thi nghiệm: Thí nghiệm gồm chất tương tự cao hom nhiều, đặc biệt cơng thúc bón bùn thải khác ( C T 1, C T 2, chất hữu cơ, nitơ phốt Đ ây CT3 C T 4) thiết kế theo khối ngẫu yếu tổ quan trọng nliicn (Randomized Block D esign) với lần lặp chất dất dinh dưỡng trồng có tác động đến tính Bảng I Một số tính chất bùn thài dất nghiên cứu T+ Cmol/kg câ7*- Mgi+ r c cliầt tống số ịn~ M.ỈII Him thài l);ít N 1,07 o!o9 V2Os 0,66 0,11 k 20 0,12 0,15 Cts 28,76 C/N 27/1 17,7 1,25 11/1 6,9 *IS' I ĩi'll11 lượng cliấl hữu bùn thải đạt tái trỏn