Nghiên cứu sản xuất và thương mại hóa sản phẩm phân bón sinh học từ bùn thải hầm biogas (tt)

TÓM TẮT Đề tài “Thử nghiệm xử lý bùn biogas kết hợp lục bình làm phân compost đánh giá tiềm thƣơng mại hóa sản phẩm” đƣợc thực nhằm mục đích xử lý mơi trƣờng tận dụng nguồn chất thải để tạo sản phẩm có giá trị phục vụ xã hội.Nghiên cứu đƣợc thực thông qua thử nghiệm bao gồm: Thử nghiệm 1- Khảo sát phương pháp tiền xử lý lục bình; Thử nghiệm 2.Khảo sát phương pháp tiền xử lý bùn biogas; Thử nghiệm 3Tiền xử lý nguyên liệu; Thử nghiệm -Thử nghiệm ủ phân compost Kết phân tích ẩm độ cho thấy lục bình (LB) bùn biogas phải qua tiền xử lý (TXL) để giảm bớt lƣợng nƣớc nguyên liệu từ 90% xuống mức ẩm độ khoảng 65% trƣớc sử dụng làm nguyên liệu ủ phân compost Kết Thử nghiệm giúp xác định phƣơng pháp TXL để giảm ẩm độ cho nguyên liệu LB phơi khô tự nhiên với LB đƣợc cắt nhỏ, trãi bạt HDPE (nghiệm thức LBK) ủ hoai lục bình mơ hình nghiệm thức LBT2 với LB đƣợc cắt nhỏ bổ sung chế phẩm sinh học Trichoderma không phủ bạt HDPE bề mặt nguyên liệu Thử nghiệm thử nghiệm cho kết ẩm độ giảm chậm tất NT phủ bạt HDPE bề mặt nguyên liệu (NT LBT, LB, LB), nghiệm thức không bổ sung chế phẩm Trichoderma phát sinh mùi hôi thối, nguyên liệu chuyển sang màu đen (trừ nghiệm thức LBK) q trình phân hủy kỵ khí ngun liệu diễn (LB1, LB2) Kết thử nghiệm NT bùn cho thấy sử dụng vải địa kỹ thuật không dệt để TXL nhằm giảm ẩm độ bùn biogas thay vật liệu lọc cát sỏi Kết ghi nhận đƣợc Thử nghiệm cho thấy sản phẩm phân compost đƣợc làm có hàm lƣợng chất hữu đạt yêu cầu để thƣơng mại hóa sản phẩm theo quy định thông tƣ 36 (36:2010 TT/BNNPTNT), hàm lƣợng đạm hai mẫu phân compost thấp 2.5% việc bổ sung đạm sau ủ phối trộn thêm nguyên liệu hữu giàu đạm cần thiết để đảm bảo hợp quy chuẩn theo quy định Kết phân tích nghiên cứu cho thấy việc xử lý bùn biogas LB thành phân compost thƣơng mại hóa sản phẩm khả thi! MỤC LỤC TRANG TÓM TẮT MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC HÌNH ẢNH 1.ĐẶT VẤN ĐỀ 2.TỔNG QUAN TÀI LIÊU 2.1 Lục bình (Eichhornia crassipes) 2.2 Bùn biogas 11 2.3 Chế phẩm sinh học dùng thí nghiệm (Tricho-compost) 14 2.4.Một số nghiên cứu xử lý bùn biogas lục bình 14 2.5 Phân hữu yếu tố ảnh hƣởng đến trình ủ phân 17 3.MỤC TIÊU-PHƢƠNG PHÁP 29 3.1 Mục tiêu nghiên cứu 29 3.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 29 3.3.Phƣơng pháp tiến hành nghiên cứu 31 3.4.Phƣơng pháp đánh giá tiềm thƣơng mại hóa sản phẩm phân compost từ bùn biogas lục bình 40 4.KẾT QUẢ-THẢO LUẬN 42 4.1 Kết xác định tiêu nguyên liệu đầu vào 42 4.2 Kết Thử nghiệm Khảo sát tiền phƣơng pháp xử lý lục bình 42 4.3.Kết Thử nghiệm Khảo sát phƣơng pháp tiền xử lý bùn biogas 44 4.4 Kết Thử nghiệm 3.Thử nghiệm tiền xử lý nguyên liêu 46 4.5.Kết Thử nghiệm 4.Tiến hành ủ phân compost 47 4.6 Đề xuất quy trình xử lý bùn biogas kết hợp lục bình làm phân compost 50 4.7 Đánh giá tiềm thƣơng mại hóa sản phẩm phân compost từ bùn biogas lục bình 52 5.KẾT LUẬN-KIẾN NGHỊ 55 6.TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT CHC : Chất hữu CTR : Chất thải rắn HAU : Hanoi Agriculture University NIAH : National Institute of Animal Husbandry NISF : National Institute for Soils and Fertilizers OC : Organic carbon OM : Organic matter TN : Total nitrat TOC : Total organic carbon VĐKT KD : Vải địa kỹ thuật không dệt VSV : Vi sinh vật NT : Nghiệm thức TXL : Tiền xử lý LB1 : Nghiệm thức lục bình tiền xử lý mơ hình có phủ bạt HDPE LB2 : Nghiệm thức lục bình tiền xử lý mơ hình khơng phủ bạt HDPE LBT1 : Nghiệm thức lục bình + Trichoderma tiền xử lý mơ hình có phủ bạt HDPE LBT2 : Nghiệm thức lục bình + Trichoderma tiền xử lý mơ hình khơng phủ bạt HDPE LBK : Nghiêm thức lục bình Tiền xử lý phƣơng pháp phơi khô tự nhiên CP1 : Nghiệm thức ủ phân thử nghiệm nguyên liệu LBK + Bùn (tỉ lệ nguyên liệu 1:1) CP2 : Nghiệm thức ủ phân thử nghiệm từ nguyên liệu LBT2 + Bùn (tỉ lệ nguyên liệu 1:1) B1 : Nghiệm thức tiền xử lý bùn thải hầm biogas vải mơ hình sử dụng lớp lọc cát, sỏi B2 : Nghiệm thức tiền xử lý bùn thải hầm biogas mơ hình sử dụng vải địa kỹ thuật không dệt làm vật liệu lọc DANH SÁCH CÁC BẢNG TÊN BẢNG TRANG Bảng 2.2.1a Thành phần dinh dƣỡng bùn nƣớc thải biogas phân heo 12 Bảng 2.2.1b Hàm lƣợng vi sinh vật chất thải biogas phân heo 12 Bảng 2.5.4 Mối tƣơng quan tỷ lệ C/N lƣợng đạm bị thất thoát 24 Bảng 4.1: Thành phần hóa học bùn biogas lục bình 42 Bảng 4.2 Sự thay đổi độ ẩm nguyên liệu đƣợc TXL sau 15 ngày 43 Bảng 4.3 Sự thay đổi ẩm độ bùn biogas trình tiền xử lý 45 Bảng 4.4 Kết thử nghiệm tiền xử lý nguyên liệu 46 Bảng 4.5 : Kết phân tích tiêu phân hữu sau 45 ngày thử nghiệm 49 Hình 4.6 Sơ đồ xử lý bùn biogas lục bình thành phân bón hữu 51 Bảng 4.7a: So sánh giá trị phân hữu sau thử nghiệm với tiêu quy định 53 DANH MỤC HÌNH ẢNH TÊN HÌNH TRANG Hình 1.1: Hệ thống xử lý chất thải chăn nuôi heo có sử dụng biogas 11 Hình 2.3 Chế phẩm sinh học Tricho-Compost 15 Hình 3.3.1 Sơ đồ mơ tả quy trình tiến hành nghiên cứu 31 Hình 3.3.2a.Hình vẽ thiết kế mơ hình tiền xử lý lục bình 33 Hình 3.3.2b Bố trí thử nghiệm thức khảo sát TXL nguyên liêu 34 Hình 3.3.4a: Mơ hình TXL bùn biogas vật liệu lọc cát sỏi 35 Hình 3.3.4b: Mơ hình TXL bùn biogas vật liệu lọc qua lớp vải đại kỹ thuật không dệt 36 Hình 3.3.6 Bản vẽ thiết kế mơ hình ủ phân compost 38 Hình 4.5a: Mơ hình ủ phân compost 47 Hình 4.5b Biểu đồ thay đổi nhiệt độ mẻ ủ 48 Hình 4.6 Sơ đồ xử lý bùn biogas lục bình thành phân bón hữu 51 Hình 6.1 Thu gom bùn biogas túi vải địa kỷ thuật 59 Hình 6.2.Lục bình cắt nhỏ phong thí nghiệm 59 Hình 6.3 Bố trí Thử nghiệm 60 Hình 6.4 Lục bình nghiệm thức LBT1 (trái), LB1 (phải), LBT2 (dƣới, lớn) sau ngày tiền xử lý thử nghiệm 60 Hình 6.5 Bố trí nghiệm thức B1 thử nghiệm 61 Hình 6.6 mơ hình tiền xử lý lục bình thử nghiệm 61 Hình 6.7 Bố trí nghiệm thức B2 thử nghiệm 62 ĐẶT VẤN ĐỀ Theo báo cáo năm 2015 Tổng cục Thống kê Việt Nam, tính từ tháng 10 năm 2013 đến tháng 10 năm 2015 số lƣợng heo nƣớc tăng từ 26.3 triệu lên 27.8 triệu Vì việc xử lý chất thải chăn nuôi quan trọng, cơng nghệ biogas đƣợc ứng dụng từ lâu đƣợc xem phƣơng pháp hiệu dễ áp dụng Tuy nhiên, bùn biogas lại nguồn gây ô nhiễm cần phải xử lý, lƣợng vật nuôi tăng lên dẫn đến số cơng trình biogas bùn biogas khơng có phƣơng pháp xử lý thích hợp gây tác động xấu đến mơi trƣờng Tình trạng lục bình phát triển mức gây cản trở hoạt động giao thông đƣờng thủy, ô nhiễm môi trƣờng, tắc nghẽn dịng chảy ảnh hƣởng đến việc tiêu nƣớc, phát sinh côn trùng, dịch bệnh, ảnh hƣởng chất lƣợng sống ngƣời dân Theo báo cáo sở Nông Nghiệp phát triển Nơng thơn, TP.HCM có 3.000 tuyến sơng, kênh, rạch có 181 tuyến sơng, kênh, rạch có lục bình với tổng chiều dài 203 km Đặc biệt có 66/181 tuyến sơng, kênh, rạch có lục bình phát triển dày đặc, khơng thế, vấn nạn lục bình cịn ảnh hƣởng rộng đến tỉnh khác nhƣ Đồng Tháp, Tiền Giang đặc biệt Long An Tây Ninh sông Vàm Cỏ Đông Tình hình sử dụng phân bón hóa học ngày tăng lên, tính từ năm 2013 đến năm 2015, nhu cầu phân bón hóa học nƣớc tăng từ 10.3 triệu (2013) lên 11 triệu (2014), việc tăng cƣờng bón phân hóa học gây tác động xấu mơi trƣờng nơng nghiệp nhƣ thối hóa đất ô nhiễm nguồn nƣớc việc sử dụng phân hữu để thay hoàn toàn giảm lƣợng phân hóa học bón vào đất cần thiết Vì thế, đề tài “Thử nghiệm xử lý bùn biogas kết hợp lục bình làm phân compost đánh giá tiềm thƣơng mại hóa sản phẩm” đƣợc thực nhằm mục đích góp phần giải vấn đề 2.1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU Lục bình (Eichhornia crassipes) 2.1.2 Giới thiệu chung Nguồn gốc phân loại Lục bình (Eichhornia crassipes) cịn đƣợc gọi lộc bình hay bèo Nhật Bản, loài thực vật thuỷ sinh, thân thảo, sống theo dòng nƣớc, thuộc chi Eichhornia họ bèo tây (Pontederiaceae), có khả hấp thu lƣợng lớn chất dinh dƣỡng có nguồn gốc từ khu vực Amazon Nam Mỹ (Võ Văn Chi,2003) Theo tài liệu “Phân loại học thực vật” (Hoàng Thị Sản,2008) “Sách Tra cứu tên cỏ Việt Nam” (Võ Văn Chi,2007), lục bình đƣợc phân loại nhƣ sau: Giới: Thực vật (Plantae) Ngành: Ngọc Lan (Magnoliophyta) Lớp: Hành (Liliidae) Phân: lớp Hành (Liliidae) Bộ: Lục bình (Pontederiaceae) Họ: Lục bình (Pontederiaceae) Chi: Lục bình (Eichhonia) Lồi: Lục bình [Eichhonia crassipes (Mart) Solms] Tên khác: Bèo tây, bèo sen, bèo Nhật Bản, Lộc bình (Phạm Hồng Bộ,2006) Tên nƣớc ngoài: Water hyacinth (Anh), Jacinth d’eau (Pháp) (Võ Văn Chi,2012) Đặc điểm thực vật học Lục bình thảo mộc sống nhiều năm, nƣớc bám đất bùn, chiều cao khoảng 30cm, hành dài, rễ chùm dài rậm hình nhƣ lơng vũ sắc đen rủ xuống nƣớc Kích thƣớc rễ thay đổi tùy theo môi trƣờng sống ) (Võ Văn Chi,2012) Lá mọc thành hoa thị, có cuống phồng lên thành phao nổi, gân hình cung, phiến hình trịn hay hình tim Cụm hoa bơng hay chùy thân Hoa khơng đều, màu nhạt hay tím, đài tràng màu, dính liền với gốc, cánh hoa có đốm vàng, nhụy (3 dài, ngắn) Bầu hoa lục bình có ơ, chứa nhiều nỗn nhƣng có sinh sản (Viện Dƣợc Liệu,2006) Lục bình thƣờng hoa khoảng tháng 10 đến tháng 11 hàng năm (Viện Dƣợc Liệu,2006) Đặc điểm phân bố Lục bình có nguồn gốc từ Brazil, năm 1905 đƣợc mang làm cảnh Hà Nội Do đặc điểm sinh sản nhanh thích nghi tốt, lục bình nhanh chóng lan rộng khắp kênh rạch nƣớc Lục bình phân bố nhiều khu vực nƣớc nhiệt đới giới, đặc biệt vùng nƣớc Nam Á Đơng Nam Á (Võ Văn Chi,2003) Lục bình phát triển nhanh chóng nơi ngập nƣớc nhƣ ao, hồ, cửa sông, đầm lầy, kênh, mƣơng, sông, suối vùng nƣớc tù đọng khác Lục bình phát triển mạnh nguồn nƣớc giàu dƣỡng chất nhƣ nƣớc thải từ thành phố, chất thải nông nghiệp Tuy nhiên, LB không phát triển vùng phèn vùng lợ, độ mặn 6‰ gây chết LB lợ (Phạm Hồng Hộ et al., 1992) 2.1.3 Lợi ích tác hại lục bình Tác hại lục bình Lục bình thích nghi tốt với hầu hết loại hình thủy vực khác nhau, chịu đƣợc điều kiện khắc nghiệt nhƣ thiếu dinh dƣỡng, độ pH thay đổi, nhiệt độ nƣớc bị nhiễm độc (Nguyễn Đăng Khôi Nguyễn Hữu Kiên, 1985) Trong điều kiện mơi trƣờng thích hợp LB gia tăng số lƣợng gấp đơi vịng ngày (Tag El-Din, 1992) sản lƣợng lên tới 140 chất khô/ha/năm (Carina Cecilia, 2007; Abdelhamid Gabr, 1991).Vì thế, chúng nhanh chóng phát triển tràn lan khắp ao hồ, kênh rạch, sơng ngịi nƣớc ta làm anh hƣởng đến giao thông thủy, cản trở việc lƣu thơng hàng hóa đƣờng thủy đặc biệt tỉnh phía Nam nhƣ Tây Ninh, Long An, TP.Hồ Chí Minh năm phải bỏ số tiền hàng tỉ đồng cho việc vớt lục bình sơng Việc phát triển mạnh lục bình cịn ảnh hƣởng đến đa dạng sinh học môi trƣờng Lục bình phát triển mức gây kiềm hảm phát triển thực vật thủy sinh khu vực, thân lục bình che kín mặt nƣớc làm cản trở ánh sáng Mặt Trời chiếu xuống hệ sinh vật thủy sinh bên dƣới, làm giảm oxi hòa tan nƣớc tạo nên vùng kỵ khí gây ức chế sinh trƣởng thủy sinh vật ô nhiễm nguồn nƣớc Tại vùng nƣớc nông, 10  Sự thay đổi nhiệt độ mẻ ủ: Mơ hình ủ CP2 có dấu hiệu ổn định tuần nhiệt độ tăng cao chất hữu phân hủy phần từ giai đoạn TXL trƣớc đo, trái lại NT CP1 có tăng nhiệt độ nhanh chóng giảm dần ngày thứ 20, lúc ổn định dần hình thành nhiệt độ bắt đầu giảm Biểu đồ thay đổi nhiệt độ 50 45 44 Nhiệt độ (oC) 40 40 40 39 37 35 37 36 38 36 36 36 34 30 35 34 33 CP1 25 CP2 20 15 10 5 10 15 20 Ngày 25 30 35 40 45 Hình 4.5b Biểu đồ thay đổi nhiệt độ mẻ ủ Kết nghiên cứu ghi nhận nhiệt độ cao 44oC (nghiệm thức CP1) nhiệt độ tối ƣu cho vi sinh vật phân giải chất hữu khoảng 60 – 65 0C (Bach ctv, 1984) Có nhiệt kể xảy trình ủ mẻ ủ nhỏ xáo trộn nguyên liệu làm cho mẻ ủ khơng thể trì đƣợc nhiệt độ tối ƣu, điều ảnh hƣởng đến phân hủy chất hữu vi sinh vật đồng thời lƣợng vi sinh vật tồn đáng kể nguyên liệu kể vi sinh vật có lợi có hại Khi áp dụng thực tế, cần tiến hành với mẻ ủ lớn (chiều cao tối thiểu khoảng 1m) để đảm bảo hiệu suất sinh nhiệt cho mẻ ủ 48 Bảng 4.5 : Kết phân tích tiêu phân hữu sau 45 ngày thử nghiệm STT CHỈ TIÊU CP1 CP2 36:2010TT/BNNPTNT GHI CHÚ TOC (%) 14.63 15.7 OM (%) 32.19 34.54 ≥22 TN (%) 0.62 ≥2.5 Khh (%) 0.86 0.8 ≥ 2.5 Phh(%) 0.21 0.22 ≥ 2.5 Axit humic 1.7 (Nts) 0.51 1.5 Ghi (Kết ẩm độ, TOC, OM tác giả phân tích phịng thí nghiệm, tiêu: TN, Axit humic gởi phân tích Cơng ty Cổ Phần Dịch Vụ Khoa Học Công Nghệ Sắc Ký Hải Đăng (EDC - HĐ), tiêu Khh, Phh gởi phân tích Viện Tài Ngun Mơi Trường thành phố Hồ Chí Minh 36/2010/TT-BNNPTNT: Thơng tư việc ban hành Quy định sản xuất, kinh doanh sử dụng phân bón phân hữu cơ) TN : hàm lƣợng Đạm mẫu phân hữu CP2 (0.62%) cao 20% so với mẫu CP1 (0.51%) dù phối trộn loại bùn biogas tỉ lệ phối trộn bùn:lục bình 1:1, khác phƣơng pháp TXL lục bình Kết phân tích cho thấy có Đạm diễn q trình TXL lục bình theo phƣơng pháp ủ hiếu khí, thất Đạm N hịa tan nƣớc rỉ dạng amoni nƣớc rỉ q trình thử nghiệm khơng đƣợc hồn lƣu lại mẻ ủ gây thất thoát Đạm LB phát triển theo mùa trơi theo dịng nƣớc nên việc vớt LB vị trí với lƣợng ổn định việc khơng thể thực 49 đƣợc Do đó, có lƣợng LB lớn thi nên tích trữ LB dạng phân compost vừa có tác dụng giải vấn nạn LB sơng thời điểm đó, phƣơng pháp bảo quản LB chƣa có bùn biogas bùn chƣa đƣợc TXL đạt yêu cầu để phối trộn làm phân hữu cơ, bùn tích trữ dạng phân compost phục vụ nhu cầu sử dụng cần thiết OM TOC: kết phân tích cho thấy lƣợng TOC bị phân hủy mẫu phân hữu CP1 cao mẫu phân hữu CP2, điều nghĩa với việc hoai mục phân hữu CP1 tốt hơn, axit humic có mặt hai mẫu phân mẫu tƣơng đƣơng -BNNPTNT lƣợng chất hữu phân bón hợp quy ≥22%, hai mẫu phân thử nghiệm có tỉ OM cao mức này, cụ thể mẫu phân hữu CP1 32.19% CP2 34.54%, điều có ích việc dùng loại phân việc cải tạo môi trƣờng đất Phh, Khh, axit humic: kết nghiên cứu cho thấy phân hữu sau thử nghiệm chứa chất dinh dƣỡng quan trọng Phh Khh , axit humic yếu tố dinh dƣỡng quan trọng trồng, bón loại phân vào đất làm tăng khả trao đổi cation, huy động đƣợc chất dinh dƣỡng cung cấp cho cây.Đặc biệt axit humic có tác dụng tốt việc tăng hấp thu dinh dƣỡng trồng tăng phát triển rễ 4.6 Đề xuất quy trình xử lý bùn biogas kết hợp lục bình làm phân compost Qua kết nghiên cứu trên, tác giả đề xuất quy trình xử lý bùn biogas phân heo lục bình thành phân hữu theo sơ đồ sau: 50 Hình 4.6 Sơ đồ xử lý bùn biogas lục bình thành phân bón hữu  Thuyết minh sơ đồ: Lấy nguyên liệu: Bùn biogas lấy từ hố bùn túi (hầm)biogas cách sử dụng bơm hút bùn Lục bình vớt tay sử dụng máy móc tùy nhu cầu điều kiện thực tế Tiền xử lý nguyên liệu: TXL Lục bình Lục bình băm nhỏ khoảng 2-5cm, TXL LB cách phơi khơ khoảng ngày ủ hiếu khí với mơ hình thiết kế NT LBT(2) TXL bùn biogas: sử dụng mơ hình TXL bùn vải địa kỷ thuật nhƣ thiết kế thử nghiệm TXL bùn nêu trên, vải địa may thành túi sau bơm bùn vào bố trí nhƣ Thử nghiệm để tiết kiệm diện tích xử lý Phối trộn nguyên liệu: Có thể phối trộn nguyên liệu TXL với tỉ lệ khác tỉ lệ 1:1 tuỳ điều kiện thực tế Bổ sung chế phẩm sinh học chứa vhungr vi sinh vật Trichoderma vào mẻ ủ giúp nguyên liệu nhanh hoai hạn chế mùi hôi (do Trichoderma tiêu diệt vi sinh vật gây mùi, tác dụng chủng vi sinh vật Trichoderma đƣợc trình bày mục tài 51 liệu tham khảo chứng minh qua kết Thử nghiệm Khảo sát phƣơng pháp tiền xử lý nguyên liệu) Ủ phân: Thiết kế mẻ ủ nhƣ mơ hình ủ thử nghiệm áp dụng cho NT CP1 CP2 nhƣng với kích thƣớc lớn với thể tích tối thiểu 1m3.Nƣớc rỉ từ đống ủ nên thu đƣa trở lại hầm Biogas để tránh phát sinh nhiễm Nhận biết thời điểm hồn thành mẻ ủ dựa vào thơng tin tác giả trình mục 1.2.3 Các dấu hiệu kết thúc tiến trình ủ phân Đóng bao: Tiến hành cơng đoạn tuyển chọn nhƣ sang lọc, bổ sung chế phẩm sinh học, dinh dƣỡng khoáng theo yêu cầu sản xuất đóng bao sau vận chuyển đến nới thực công đoạn Thành phẩm: Tiến hành dán nhãn mác, gia công lại bao để đảm bảo mẫu mã đầy đủ thông tin theo quy định pháp luật Bảo quản: phân compost ủ ddue độ hoai đóng bao, thành phẩm nên đƣợc bảo quản nơi khơ thống, tránh ẩm thấp, mƣa, ánh nắng trực tiếp, tránh khu vực gần nguồn ô nhiễm để tránh vi sinh vật, độc chất xâm nhập vào sản phẩm Để đảm bảo chất lƣợng, phân bón hữu không nên lƣu trữ năm kể từ ngày hoàn thành mẻ ủ 4.7 Đánh giá tiềm thƣơng mại hóa sản phẩm phân compost từ bùn biogas lục bình 4.7.1 Phân tích ngun liệu sản phẩm phân compost Đánh giá tiềm phân compost tạo thành thơng qua phân tích yếu tố: Trữ lƣợng nguồn nguyên liệu, Thu gom nguyên liệu, Giá nguồn nguyên liệu thành phần, tính chất phân compost đƣợc tạo Trữ lƣợng nguồn nguyên liệu Lục bình: lục bình vấn nạn cần giải chúng có mặt hầu nhƣ khắp sơng đồng sơng Cửu Long Trữ lƣợng lục bình lớn nữa, nhƣ trình bày mục trích lục tài liệu, lục bình tăng sinh khối gấp đôi sau tuần nƣớc thải hầm biogas Có thể thu gom ngun liệu lục bình sông nuôi trồng hồ sinh học sau biogas để làm nguyên liệu sản xuất phân compost chổ 52 Bùn biogas: số lƣợng heo theo báo cáo tổng cục thống kê năm 2015 lên đến 28.5 triệu con, loại gia súc, gia cầm khác tăng lên.Quy định QCVN 62:2015 (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nƣớc thải chăn nuôi) bắt buộc hộ chăn ni phải có hệ thống xử lý mơi trƣờng nhƣ biogas, lƣợng bùn biogas vơ lớn, miễn phí giàu dinh dƣỡng Việc xử lý bùn biogas thành phân bón mang ý nghĩa môi trƣờng kinh tế Giá nguồn nguyên liệu Lục bình: Nguồn nguyên liệu miễn phí chi cho vớt, vận chuyển Theo báo cáo sở TNMT tỉnh Bình Dƣơng, giá cho phƣơng án giới khoảng 220,000 VNĐ/tấn nguyên liệu Hằng năm, thành phố Hồ CHí Minh bỏ số tiền hàng tỉ đồng cho việc vớt lục bình, việc kinh doanh xin thêm kinh phí thành phố để xử lý vấn nạn lục bình kênh rạch Bùn biogas:Bùn biogas nguồn nguyên liệu lớn hồn tồn miễn phí Chi phí cho TXL thấp áp dụng phƣơng pháp sử dụng VĐKT KD làm vật liệu lọc nhƣ nghiên cứu, theo tính tốn chi phí vải địa kỹ thuật cho bùn thải khoảng 17500VNĐ (6m2 vải) Thu gom ngun liệu Lục bình có cách để thu gom nguyên liệu  Cách thứ nhất: vớt lục bình sơng ngịi kênh tiến hành tiền xử lý chổ trƣớc mang nhà máy Việc tiền lý chổ giúp giảm chi phí cho việc vận chuyển (do giảm thể tích nguyên liệu) tiết kiệm đƣợc diện tích nhà xƣởng  Cách thứ hai: ni trồng lục bình hồ sinh học hệ thống xử lý nƣớc thải trại chăn nuôi Sinh khối lục bình tăng gấp đơi sau tuần, mẻ ủ phân compost hoàn thành thwoif gian khoảng 45 ngày, đầu tƣ đƣợc diện tích hồ sinh học đủ lớn để trồng, lƣợng lục bình ổn định, có quanh năm tiết kiệm đƣợc chi phí chuyên chở Bùn biogas: lƣợng bùn đƣợc bơm theo chu kỳ trại chăn nuôi, thông thƣờng khoảng tháng/lần Vì thế, bùn biogas cần đƣợc tiền xử lý để dự trữ sử dụng cần 53 thiết Thực tế, thông qua bƣớc tiền xử lý dạng phân bón, lƣu trữ hay sử dụng cho trồng Thành phần, tính chất phân compost tạo thành so với quy định hành Căn TT 36:2010/BNNPTNT Thông tƣ việc ban hành Quy định sản xuất, kinh doanh sử dụng phân bón để đƣơc cơng nhận hợp quy, sản phẩm phân hữu phải tuân thủ quy định nồng độ chất dinh dƣỡng kim loại nặng, vinh sinh vật đƣợc quy định: Bảng 4.7a: So sánh giá trị phân hữu sau thử nghiệm với tiêu quy định Quy định 36:2010TT/BNNPTNT Nghiệm thức Chỉ tiêu Đạm tổng Đơn vị (%) CP1 0.51 CP2 hữu ≥2.5 0.62 Phân Phân Phân hữu hữu khoáng sinh học ≥2.5 (TN) Tổng hàm lƣợng (Nts+P2O5hh + K2O hữu hiệu (%) 0.86 0.8 - - (Nts +P2O5hh) ≥ 8% (K2Ohh ) P2O5 hữu hiệu K2Ohh) ≥ 8% (%) 0.21 0.22 - - (Nts +K2Ohh) ≥ 8% (P2O5hh + K2Ohh)≥ (P2O5hh ) 8% Hữu tổng (%) 32.19 34.54 ≥ 22 ≥ 22 ≥ 15 24 23 ≤25 ≤25 ≤25 số (OM) Ẩm độ (%) Ghi chú: “ – “ : Không quy định Nhận xét: Kết nghiên cứu cho thấy: so với quy chuẩn 36:2010/TT-BNNPTNT, sản phẩm phân hữu từ LB bùn biogas thiếu tiêu dinh dƣỡng (cụ thể Đạm) đề khắc phục vấn đề này, ta thực theo hƣớng sản xuất phân hữu nhƣ sau: 54  Sản xuất phân hữu khống: cách tính tốn ngun tố dinh dƣỡng phân hữu để bổ sung thêm loại phân hóa học tƣơng ứng (phân N, P, K) để đảm bảo sản phẩm phân làm phù hợp với quy chuẩn sản xuất kinh doanh phân bón  Sản xuất phân hữu truyền thống, phân hữu sinh học: việc bổ sung thêm nguyên liệu giàu Đạm nhƣ: vỏ đậu, phế phẩm nông nghiệp, phẩm cố định Đạm giúp tăng hàm lƣợng Đạm phân bón nhƣng giữ đƣợc chất phân hữu  Sản xuất phân vi sinh: cần bổ sung Đạm, đo đạc bổ sung chế phẩm sinh học cần thiết 4.7.2 Phân tích SWOT sản xuất phân compost từ bùn biogas lục bình quy mơ cơng nghiệp Qua q trình nghiên cứu thực nghiệm qua tài liệu, nhóm tác giả đƣa số thông tin việc thƣơng mại hóa sản phẩm phân compost đƣợc trình bày bảng 4.7.2 sau: Bảng 4.7.2 Phân tích SWOT sản xuất phân compost từ bùn biogas lục bình Điểm mạnh: - Nguồn ngun liệu có sẵn miễn phí - Phƣơng pháp thực đơn giản - Chủ đầu tƣ thu lợi ích kép từ việc xử lý mơi trƣờng bán phân compost từ chất thải - Phân compost dễ sử dụng, không sợ gây ngộ độc cho trồng Cơ hội: - Vấn đề môi trƣờng chất thải chăn nuôi đƣợc quan tâm - Thành phố chi tiền cho việc xử lý lục bình - Ngƣời dân ngày có thiện cảm phân hữu nông sản hữu - Hộ chăn nuôi tăng lên nên lƣợng bùn biogas ngày dồi KẾT LUẬN-KIẾN NGHỊ 55 Điểm yếu: -Tốn chi phí thu gom, vận chuyển - Phải tiền xử lý trƣớc ủ phân compost - Nồng độ đạm phân thấp - Nguyên liệu bùn biogas chƣa đƣợc sử dụng rộng rãi Thách thức: - Đảm bảo nồng độ đạm theo quy định hành - Xin cấp phép hỗ trợ sản xuất từ quan chức - Đầu tƣ thiết bị cho việc thu gom lục bình - Đầu cơng nghiệp cho sản phẩm 5.1 Kết luận Sau thời thử nghiệm làm phân hữu sử dụng bùn biogas phân heo kết hợp lục bình.Nhóm tác giả rút số kết luận sau: 1) Tiền xử lý LB: sử dụng phƣơng pháp  Phơi khô: tiết kiệm thời, công sức nhƣng tốn diện tích cho sân phơi  Ủ hiếu khí: cần bổ sung chế phẩm Trichoderma, kết hợp bùn biogas để ủ phân hữu lƣu trữ lục bình để sử dụng 2) Tiền xử lý bùn: VĐKT KD vật liệu lọc thích hợp để TXL bùn với chi phí rẻ (khoảng 11000VNĐ/m khổ 4m) dễ thực hiện, bảo trì hệ thống 3) Phân hữu ủ từ LB bùn biogas cho chất lƣợng tốt với lƣợng axit humic chất hữu cao, thích hợp để dùng bón lót hay cải tạo đất 4) Lục bình, bùn biogas nguyên liệu làm phân compost có nguồn dồi chi phí thấp  Bùn biogas LB hồn tồn xử lý thành phân bón hữu giúp giảm nhiễm mơi trƣờng, góp phần cải tạo đất, phục vụ phát triển ngành trồng trọt hƣớng tới thƣơng mại hóa thành sản phẩm phân bón thị trƣờng 5.2 Kiến nghị Qua thời gian nghiên cứu thử nghiệm, số vấn đề chƣa thực đƣợc, xin đề xuất số kiến nghị sau: 1) Thực thử nghiệm xử lý bùn biogas LB quy mô thực tế Kiểm tra tác dụng phân bón làm việc cải tạo đất suất trồng 2) Bổ sung thêm nguyên liệu hữu giàu đạm nhƣ: vỏ điều, rơm rạ, vỏ đậu phộng nhằm tăng hàm lƣợng dinh dƣỡng góp phần xử lý mơi trƣờng 3) Phân tích tiêu vi sinh vật hữu ích phát triển vi sinh vật trình thử nghiệm 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO VÀ PHỤ LỤC Tài liệu tham khảo Alexander, M 1977 Introduction to Soil Microbiology, 2nd ed John Wiley & Sons, Newyork Atlas R.M And Bartha R 1981 Microbial ecology: Fundametals and Application Reading, Ma:Addison-Wesley publishing Company Bach, P D., Shoda, M., AND KUBOTA, H 1984 Rate of composting of dewater sewage sludge in continously mixed isothermal reactor J Ferment Technol 62:285-292 Batley E H 1987 Energetics of Microbial Growth John Wiley & Sons, Newyork Blain Metting 1995 Soil microbial ecology In composting as a process based on the control of Ecology selective factor pp 515-537 Composting studies Proc Purdue Ind Waste Conf 12:596-603 De Bertordi, M., Rutili, A., Citterio, B., And Civilini, M 1988 Composting management: A new process control through O2 feedback Waste Manage Res 6: 239256 Đỗ Thị Thanh Ren 1998 Đặc tính vài loại đất phù sa đất phèn ĐBSCL Trích Nghiên cứu khoa học Khoa NN &SHUD ĐHCT DƢƠNG NGUYÊN KHANG 1994 Kỹ thuật túi ủ phân làm chất đốt Đại học Nơng Lâm Tp Hồ Chí Minh Hồng Minh Châu 1998 Cẩm nang sử dụng phân bón TT TTKHKT Hóa chất Hà Nội Hồng Minh Châu 1998 Cẩm nang sử dụng phân bón TT TTKHKT Hóa chất Hà Nội Hoàng Thị Sản 2008 Phân loại học thực vật Nxb Giáo Dục, tr.186 Lê Hoàng Việt, 2004 “Đánh giá khả sử dụng nƣớc ép lục bình để sản xuất biogas” Tạp chí Nghiên cứu khoa học Trường Đại Học Cần Thơ, tr.74-82 Lê Hoàng Việt, Nguyễn Xuân Hoàng, 2004, “Xử lý nƣớc thải lục bình” Tạp chí Nghiên cứu khoa học Trường Đại Học Cần Thơ, tr.83-87 Lê Hoàng Việt, Nguyễn Xuân Hoàng, 2004 “Xử lý nƣớc thải lục bình” Tạp chí Nghiên cứu khoa học Trường Đại Học Cần Thơ 2004:2, tr.83-87 57 LÊ HOÀNG VIỆT 1998 Giáo trình quản lý tái sử dụng chất thải hữu Khoa Môi trƣờng Tài nguyên thiên nhiên trƣờng Đại học Cần Thơ Lê Hoàng Việt 2004 Quản lý sử dụng chất thải hữu Giáo trình giảng Khoa MT & TNNT, ĐHCT Lê Hồng Tịch, Lƣơng Đức Loan 1997 Một số tính chất đất Bazan thối hóa Tây Ngun biện pháp phục hồi độ phì nhiêu Hội thảo quản lý dinh dƣỡng nƣớc cho trồng đất dốc Miền Nam Việt Nam Trang 122 – 137 LÊ THỊ THANH CHI 2008 Hiệu phân hữu từ chất thải hầm ủ biogas cải thiện độ phì nhiêu đất Luận văn thạc sĩ Khoa NN &SHUD ĐHCT Le Thi Xuan Thu (2008), Country report on bio-slurry utilization in Viet Nam Mark, V.H 1995 Compost production an utilization A growers’ guide Division of Agriculture and Natural Resources University of California Nguyễn Đăng Ngĩa ctv 2005 Phân bón với trồng NXB Nông Nghiệp Nguyễn Trần Tuấn, Nguyễn Minh Phƣợng, Ngô Thị Hồng Thắm Dƣơng Minh Viễn (2009) Sản xuất phân hữu từ lục bình kết hợp với chất thải nông nghiệp khác Kỷ yếu Hội nghị khoa học “Sản xuất nông thủy sản bền vững lƣợng tái tạo từ lục bình chất thải” Đại học Cần Thơ, tháng 11/2009 Nguyen Vo Chau Ngan, Klaus Fricke, Hong Minh Hoang, Phan Ngoc Linh, Nguyen Thi Nhat Linh, Pham Cha My, Kieu Thanh Nguyet and Pham Minh Tri (2012) Applying co-digester’s bio-slurry for sustainable agri-aquacultural production in the Mekong Delta Presentation at International conference on “From the River banks to the Coast Integrated Approaches of land- and water use coping with Climate Change in the Mekong Delta” Cantho University, March 2013 Phạm Hoàng Bộ (2006), Cây có vị thuốc Việt Nam, Nxb Trẻ, tr.602-603 Phan Quốc Thăm, Nguyễn Minh Phƣợng, Ngô Thị Hồng Thắm Dƣơng Minh Viễn (2009) Hiệu phân hữu lục bình cải thiện suất rau màu, dinh dƣỡng P độc chất Al đất phèn Kỷ yếu Hội nghị khoa học “Sản xuất nông thủy sản bền vững lƣợng tái tạo từ lục bình chất thải” Đại học Cần Thơ, tháng 11/2009 Stratton, M L, A V Barker And Jack E RechcigL 1995 Compost Soil Admendments and Environmental Quality Research and Education Center Ona, Florida, 249-309 Viện Dƣợc Liệu (2006), Cây thuốc động vật làm thuốc Việt Nam, Tập I, Nxb Khoa học kỹ thuật, tr.197-198 58 Võ Văn Chi (2003), Từ điển Thực vật thông dụng, Tập I, Nxb Khoa học Kỹ thuật, tr.1042-1043 Võ Văn Chi (2007), Sách tra cứu tên cỏ Việt Nam, NXB Giáo Dục, tr.234 Võ Văn Chi (2012), Từ điển thuốc Việt Nam (Bộ mới), Tập 1, Nxb Y Học, Trang 148-149 Wiley, J S., And Pearce, G M (1957) Progress report on high rate Phụ lục: số hình ảnh trình làm thử nghiệm Hình 6.1 Thu gom bùn biogas túi vải địa kỷ thuật 59 59 Hình 6.2.Lục bình cắt nhỏ phong thí nghiệm 59 Hình 6.3 Bố trí Thử nghiệm 60 60 Hình 6.4 Lục bình nghiệm thức LBT1 (trái), LB1 (phải), LBT2 (dƣới, lớn) sau ngày tiền xử lý thử nghiệm 60 Hình 6.5 Bố trí nghiệm thức B1 thử nghiệm 61 61 Hình 6.6 mơ hình tiền xử lý lục bình thử nghiệm 61 Hình 6.7 Bố trí nghiệm thức B2 thử nghiệm 62 62 ... heo Chất thải Hầm biogas Nƣớc thải biogas Hệ thống xử lý nƣớc thải khác Bùn biogas Hình 2.2.1 Sơ đồ hệ thống xử lý chất thải chăn ni heo có sử dụng biogas Bùn biogas sản phẩm phụ trình phân hủy... đầu phân bón việc sản xuất lƣơng thực giới Phân bón ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm Cây trồng hút chất dinh dƣỡng từ đất phân bón, kết hơp với sản phẩm q trình quang hợp tạo thành sản phẩm. .. sản phẩm phân compost từ bùn biogas lục bình  Xác định đƣợc thành phần, tính chất sản phẩm phân compost sau nghiên cứu  Xây dựng quy trình sản xuất phân compost từ bùn thải biogas lục bình  Đánh