Nghiên cứu sản xuất phân compost từ bùn thải sinh học khu công nghiệp vĩnh lộc, thành phố hồ chí minh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẶNG ANH TUẤN NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT PHÂN COMPOST TỪ BÙN THẢI SINH HỌC KHU CÔNG NGHIỆP VĨNH LỘC, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ SINH HỌC Mã chuyên ngành : 60420201 LUẬN VĂN THẠC SĨ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2019 Cơng trình hồn thành Trường Đại học Bách khoa – ĐHQG-HCM Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Tôn Thất Lãng Người phản biện 1: PGS TS Bùi Văn Lệ Người phản biện 2: TS Hoàng Anh Hồng Luận văn thạc sĩ bảo vệ Hợi đồng chấm bảo vệ Luận văn thạc sĩ Trường Đại học Bách khoa – ĐHQG-HCM ngày 11 tháng 01 năm 2019 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: PGS TS Nguyễn Đức Lượng - Chủ tịch Hội đồng PGS TS Bùi Văn Lệ - Phản biện TS Hoàng Anh Hoàng - Phản biện TS Nguyễn Hoàng Chương - Ủy viên TS Phan Thị Huyền - Thư ký CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG PGS TS Nguyễn Đức Lượng TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: ĐẶNG ANH TUẤN MSHV: 7140299 Ngày, tháng, năm sinh: 12/10/1983 Nơi sinh: Tây Ninh Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học Mã chuyên ngành: 60420201 I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu sản xuất phân compost từ bùn thải sinh học Khu Công nghiệp Vĩnh Lộc, thành phố Hồ Chí Minh NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Thu thập tài liệu KCN Vĩnh Lộc, hệ thống XLNT bùn thải KCN Vĩnh Lộc - Lấy mẫu, phân tích, đánh giá chất lượng đặc tính bùn thải KCN Vĩnh Lộc - Đánh giá biện pháp quản lý xử lý bùn thải hiện KCN Vĩnh Lợc - Thực hiện thí nghiệm ủ bùn thải hiếu khí với tỷ lệ khác chất đợn trơ vi sinh (qui mơ Phịng thí nghiệm) - Đánh giá kết quả thí nghiệm, chất lượng bùn thải sau ủ đề xuất II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: IV NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Tôn Thất Lãng Tp Hồ Chí Minh, ngày 14 tháng 01 năm 2019 NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO PGS TS Tơn Thất Lãng TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC LỜI CẢM ƠN Bằng biết ơn lịng kính trọng, cho phép em gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến: – Trường Đại học Bách khoa – ĐHQG-HCM, Khoa Kỹ thuật Hóa học, Bợ mơn Cơng nghệ Sinh học thầy, cô giảng viên tận tình dạy tạo điều kiện giúp đỡ em q trình học tập, nghiên cứu hồn thành đề tài luận văn thạc sĩ – Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến PGS.TS Tôn Thất Lãng – người trực tiếp hướng dẫn khoa học dành nhiều thời gian, công sức hướng dẫn, động viên, hỗ trợ em suốt trình thực hiện nghiên cứu hồn thành luận văn – Cảm ơn gia đình, bạn bè đờng nghiệp ln khích lệ, đợng viên giúp đỡ em trình học tập nghiên cứu khoa học Tuy có nhiều cố gắng, luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót định; tác giả mong nhận thông cảm, dẫn, giúp đỡ đóng góp ý kiến nhà khoa học, quý thầy cô, bạn đồng nghiệp Xin chân thành cảm ơn! TĨM TẮT LUẬN VĂN Bùn thải nói chung bùn thải sinh học phát sinh từ nhà máy xử lý nước thải nói riêng có nguy gây ô nhiễm môi trường hệ sinh thái nghiêm trọng khơng có biện pháp quản lý, xử lý phù hợp Mợt biện pháp góp phần làm giảm thiểu chất thải việc tuần hoàn tái sử dụng hợp lý bùn thải Phương pháp ủ hiếu khí thụ đợng đề xuất áp dụng cho bùn sinh học Khu công nghiệp Vĩnh Lộc khơng chứa thành phần nguy hại, có hàm lượng hữu cao, pH dinh dưỡng phù hợp để sản xuất phân hữu vi sinh Nghiên cứu thực hiện với tỷ lệ khối lượng phối trộn bùn/ chất độn trơ bùn/vi sinh khác nhằm xác định tỷ lệ phối trộn chế phẩm vi sinh với bùn thải cho hiệu quả ủ tối ưu Kết quả thí nghiệm sau 50 ngày ủ, nghiệm thức cho sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng phân hữu vi sinh theo 10TCN 526:2002, nhận thấy mơ hình có tỷ lệ 1/0,3 bùn/ cao su mơ hình có bổ sung chế phẩm vi sinh cho hiệu quả ủ tốt so với mô hình khơng bổ sung chế phẩm Xác định tỷ lệ phối trộn bùn/vi sinh 1/0,05 cho hiệu quả phân hủy tốt nhất: TOC giảm 19,5-20,2%, N thất thoát không đáng kể (giảm 0,44-0,55%), nhiệt độ cao khối ủ đạt 53,5oC- 58oC kéo dài ngày đảm bảo tiêu diệt hoàn toàn vi khuẩn có hại Tuy nhiên phân sau ủ có hàm lượng nitơ thấp nên cần thiết phải bổ sung hàm lượng dinh dưỡng để đảm bảo chất lượng phân hữu vi sinh sử dụng làm phân bón ABSTRACT Sludge in general and biological sludge generated from wastewater treatment plants in particular can cause serious environmental and ecological pollution if there are no appropriate management and handling measures One of the measures that contribute to the reduction of waste is the circulation and reuse of biological sludge An aerobic passive composting was applied to treat biological sludge from the Vinh Loc industrial park that have no hazardous ingredients, high organic contents, pH and suitable nutrition to produce micro-organic fertilizer The study was done with the mixing ratios of sludge/inactive fillers and microbial products to determine the the best ratio for the high quality of compost product After 50 days of composting, the products of all batches can meet the standards of micro-organic fertilizer of 10TCN 526:2002, treatments with microorganism are more effective than compost without microorganism The study has indicated that a sludge/microbial products mixing rate of 1/0.05 provides the most efficient decompostition: TOC reduced by 19,5-20.2%, loss of Nitrogen is trivial (reduced by 0,44-0,55%), the highest temperature reaching 53.5 oC- 58.oC and lasting for days which ensures elimination of pathogens However, the fertilizer after composting has low of Nitrogen and Potassium content, it is necessary to add nutrient content to ensure the quality of micro-organic fertilizer when used as fertilizer Keywords: Biological sludge, micro-organic fertilizer, the aerobic passive composting LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu bản thân tơi Các kết quả nghiên cứu kết luận luận văn trung thực, không chép từ mợt ng̀n hình thức Việc tham khảo ng̀n tài liệu (nếu có) thực hiện trích dẫn ghi ng̀n tài liệu tham khảo quy định Học viên Đặng Anh Tuấn MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH ẢNH v DANH MỤC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT viii MỞ ĐẦU .1 Đặt vấn đề .1 Mục tiêu nghiên cứu 2.1 Mục tiêu chung .3 2.2 Mục tiêu cụ thể .3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu 4 Cách tiếp cận nghiên cứu .4 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 5.1 Ý nghĩa khoa học 5.2 Ý nghĩa thực tiễn CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan i 1.1.1 Tổng quan Khu Công nghiệp Vĩnh Lộc .6 1.1.2 Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải Khu Công nghiệp Vĩnh Lộc 1.1.3 Tổng quan trình sản xuất composting 15 1.2 Đánh giá tổng quan tình hình nghiên cứu nước 32 1.2.1 Ngoài nước 34 1.2.2 Trong nước 36 CHƯƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40 2.1 Nguyên vật liệu dụng cụ thí nghiệm .40 2.1.1 Bùn thải sinh học .40 2.1.2 Chế phẩm vi sinh .40 2.1.3 Hóa chất 42 2.1.4 Dụng cụ, thiết bị thí nghiệm 42 2.2 Nội dung thí nghiệm 45 2.3 Các phương pháp nghiên cứu 45 2.3.1 Phương pháp tổng quan tài liệu .45 2.3.2 Phương pháp khảo sát, điều tra .46 2.3.3 Phương pháp xử lý số liệu .46 2.3.4 Phương pháp thu mẫu phân tích phịng thí nghiệm 46 2.3.5 Phương pháp thực nghiệm 47 2.3.6 Phương pháp bố trí thí nghiệm phối trộn vi sinh 50 2.4 Giới hạn nghiên cứu 52 ii CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 53 3.1 Kết phân tích mẫu bùn thải Khu Công nghiệp Vĩnh Lộc 53 3.1.1 Kết phân tích mẫu bùn thải trước ủ hiếu khí 53 3.1.2 Đánh giá biện pháp quản lý xử lý Khu Công nghiệp Vĩnh Lộc 54 3.1.3 Q trình ủ hiếu khí với chất độn trơ 55 3.2 Đánh giá khả sử dụng bùn thải Khu Công nghiệp Vĩnh Lộc làm nguyên liệu sản xuất phân compost .64 3.3 Q trình ủ bùn thải có bổ sung chế phẩm vi sinh .65 3.3.1 Nhiệt độ bùn mơ hình ủ 65 3.3.2 Độ ẩm bùn mơ hình ủ .66 3.3.3 pH bùn mơ hình ủ .67 3.3.4 Hàm lượng cacbon bùn mơ hình ủ 68 3.3.5 Hàm lượng nitơ bùn mơ hình ủ .69 3.3.6 Tỷ lệ C/N bùn mơ hình ủ 70 3.3.7 Màu mùi bùn mơ hình ủ .70 3.3.8 Kết phân tích chất lượng sản phẩm ủ .71 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73 Kết luận 73 Kiến nghị .73 TÀI LIỆU THAM KHẢO .75 iii Phải lấy mẫu vào 03 ngày khác nhau, thời điểm lấy mẫu ngày phải khác (đầu, cuối ca mẻ hoạt động) Phải khuấy, trộn trước lấy mẫu bùn thải; lấy 03 mẫu đại diện ngẫu nhiên vị trí khác Giá trị trung bình kết phân tích mẫu lấy để so sánh với giá trị ngưỡng hàm lượng tuyệt đối Htc ngưỡng nguy hại theo nồng độ ngâm chiết Ctc để phân định bùn thải PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH 4.1 Lấy mẫu bùn thải áp dụng theo hướng dẫn tiêu chuẩn quốc gia sau đây: - TCVN 6663-13:2000 - Chất lượng nước Lấy mẫu Phần 13 hướng dẫn lấy mẫu bùn nước, bùn nước thải bùn liên quan; - TCVN 6663-15:2004 - Chất lượng nước - Lấy mẫu Hướng dẫn bảo quản xử lý mẫu bùn trầm tích 4.2 Phương pháp xác định giá trị thông số bùn thải thực theo tiêu chuẩn quốc gia quốc tế sau đây: - ASTM D4980-89: Phương pháp chuẩn xác định pH chất thải (Standard test method for screening of pH in waste) - TCVN 9239:2012 - Chất thải rắn - Quy trình chiết độc tính - TCVN 9240:2012 - Chất thải rắn - Phương pháp thử tiêu chuẩn để chiết chất thải theo mẻ - EPA SW-846 - Phương pháp 9010 9012: Phân tích xyanua chất thải (Method 9010 9012: Determination of Cyanide in wastes) - US EPA 9071 B - Phương pháp 9071 B: Phân tích dầu bùn, trầm tích, mẫu chất rắn (Method 9071 B n-Hecxan extractable material (HEM) for sludge, sediment, and solid samples) 4.3 Phân tích dung dịch sau ngâm chiết: Việc xác định nồng độ ngâm chiết thành phần nguy hại áp dụng phương pháp phân tích theo tiêu chuẩn quốc gia tiêu chuẩn quốc tế công nhận TỔ CHỨC THỰC HIỆN xxxi 5.1 Quy chuẩn áp dụng thay QCVN 07:2009/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia ngưỡng chất thải nguy hại ban hành kèm theo Thông tư số 25/2009/TTBTNMT ngày 16 tháng 11 năm 2009 Bộ trưởng Bộ Tài nguyên Môi trường trường hợp xác định ngưỡng nguy hại bùn thải từ trình xử lý nước 5.2 Ngưỡng nguy hại thông số quy định quy chuẩn hoàn toàn tương đương với quy định QCVN 07:2009/BTNMT Trong trường hợp QCVN 07:2009/BTNMT sửa đổi, bổ sung, thay áp dụng ngưỡng nguy hại theo quy định 5.3 Cơ quan quản lý nhà nước mơi trường có trách nhiệm hướng dẫn, kiểm tra, giám sát việc thực quy chuẩn 5.4 Trường hợp tiêu chuẩn phương pháp xác định viện dẫn quy chuẩn sửa đổi, bổ sung thay áp dụng theo tiêu chuẩn xxxii TIÊU CHUẨN NGÀNH 10TCN 526:2002 PHÂN HỮU CƠ VI SINH VẬT TỪ RÁC THẢI SINH HOẠT YÊU CẦU KỸ THUẬT, PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA Organic-Biofertilizer from housewast - Technical parameters and testing methods Ban hành kèm theo Quyết định số 38/2002/QĐ-BNN-KHCN ngày 16 tháng năm 2002 Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn áp dụng cho phân hữu vi sinh vật sản xuất từ rác thải sinh hoạt Thuật ngữ định nghĩa Phân hữu vi sinh từ rác thải sinh hoạt sản phẩm sản xuất từ rác thải sinh hoạt (trừ chất rắn khó phân hủy nilon, vữa, xỉ than ), chứa nhiều chủng vi sinh vật sống tuyển chọn đạt tiêu chuẩn ban hành, nhằm cung cấp chất dinh dưỡng cho trồng, cải tạo đất, góp phần nâng cao suất chất lượng nông sản Phân hữu vi sinh từ rác thải sinh hoạt không gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người, động vật, thực vật, môi trường sống chất lượng nơng sản Tiêu chuẩn trích dẫn - TCVN 4829-89: Vi sinh vật học - Hướng dẫn chung phương pháp phát Sacacbononella; - TCVN 5979-1995 (ISO 10390:1993(E)): Chất lượng đất - Xác định pH; - TCVN 5989-1995 (ISO 5666/1 : 1983): Chất lượng nước - Xác định thuỷ ngân tổng số quang phổ hấp thụ nguyên tử không lửa - Phương pháp sau vơ hố với pemanganat-pesunfat; - 10TCN 216-95: Qui phạm khảo nghiệm đồng ruộng Hiệu lực loại phân bón suất trồng, chất lượng nơng sản; - TCVN 6166-96: Phân bón vi sinh vật cố định nitơ; - TCVN 6167-96: Phân bón vi sinh vật phân giải hợp chất photpho khó tan; - 10 TCN 301-97: Phân tích phân bón - Phương pháp lấy mẫu chuẩn bị mẫu; - 10 TCN 302-97: Phân tích phân bón - Phương pháp xác định độ ẩm; - 10TCN 366-99: Phân tích phân bón-Phương pháp xác định bon tổng số; xxxiii - 10 TCN 304-97: Phân tích phân bón - Phương pháp xác định nitơ tổng số; - 10 TCN 307-97: Phân tích phân bón - Phương pháp xác định photpho hữu hiệu; - 10 TCN 360-99: Phân tích phân bón - Phương pháp xác định kali hữu hiệu; - TCVN 6496-1999: Chất lượng đất - Xác định cadimi, crom, coban, đồng, chì, mangan, niken kẽm dịch chiết đất cường thuỷ - phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử lửa không lửa; - Thông tư số 75/2000/TT-BNN-KHCN ngày 17/7/2000 Bộ NN PTNT: Hướng dẫn thi hành định số 178/1999/QĐ-TTg ngày 30/8/1999 Thủ tướng Chính phủ Qui chế ghi nhãn hàng hố lưu thơng nước và hàng hóa xuất khẩu, nhập Yêu cầu kỹ thuật Tên tiêu Hiệu trồng Độ chín (hoai) cần thiết Đường kính hạt (khơng lớn hơn) Độ ẩm (không lớn hơn) pH Mật độ vi sinh vật hữu hiệu (đã tuyển chọn) (không nhỏ hơn) Hàm lượng cacbon tổng số không nhỏ Hàm lượng nitơ tổng số không nhỏ Hàm lượng lân hữu hiệu không nhỏ 10 Hàm lượng kali hữu hiệu không nhỏ 11 Mật độ Salmonella 25 gram mẫu 12 Hàm lượng chì (khối lượng khô) không lớn 13 Hàm lượng cadimi (khối lượng khô) không lớn 14 Hàm lượng crom (khối lượng khô) không lớn 15 Hàm lượng đồng (khối lượng khô) không lớn 16 Hàm lượng niken (khối lượng khô) không lớn 17 Hàm lượng kẽm (khối lượng khô) không lớn 18 Hàm lượng thuỷ ngân (khối lượng khô) không lớn 19 Thời hạn bảo quản khơng xxxiv Đơn vị tính mm % Mức Tốt Tốt 4-5 35 6,0-8,0 CFU/g mẫu 106 % % % % CFU mg/kg 13 2,5 2,5 1,5 250 mg/kg 2,5 mg/kg mg/kg 200 200 mg/kg 100 mg/kg 750 mg/kg tháng Phương pháp kiểm tra 5.1 Lấy mẫu chuẩn bị mẫu tiến hành theo 10 TCN 301-97 5.2 Hiệu phân bón xác định theo 10TCN 216-95 5.3 Độ chín (hoai) phân hữu vi sinh từ rác thải sinh hoạt xác định phương pháp đo nhiệt độ túi (bao) phân bón Cách tiến hành sau: Sử dụng nhiệt kế có mức đo nhiệt độ từ 0oC đến 1000C, cắm sâu khoảng 50 đến 60 cm vào túi (bao) phân bón có trọng lượng khơng nhỏ 10 kg Sau 15 phút, đọc nhiệt độ Tiến hành ghi chép theodõi thay đổi nhiệt độ ngày liên tiếp, ngày đo nhiệt độ lần (vào 9-10 giờ) Phân bón bảo đảm độ chín (hoai) nhiệt độ túi (bao) phân bón không thay đổi suốt thời gian theo dõi 5.4 Kích thước hạt phân bón xác định phương pháp rây: Cân 100 g phân bón Rây qua rây cỡ 4-5 mm Cân lượng phân bón lọt qua rây.Độ đồng độ mịn phân bón coi bảo đảm 95% lượng phân bón lọt qua rây 5.5 Độ ẩm phân bón xác định theo 10TCN 302-97 5.6 pH xác định theo TCVN 5979-1995 (ISO 10390:1993 (E)) 5.7 Mật độ vi sinh vật hữu ích xác định theo TCVN 6166-96, TCVN 6167-96 5.8 Hàm lượng cacbon tổng số xác định theo 10TCN 366-99 5.9 Hàm lượng nitơ tổng số xác định theo 10TCN304-97 5.10 Hàm lượng lân hữu hiệu xác định theo 10TCN 307-97 5.11 Hàm lượng kali hữu hiệu xác định theo 10TCN 360-99 5.12 Mật độ Salmonella xác định theo TCVN 4829-89 5.13 Hàm lượng cadimi, crom, đồng, chì, niken kẽm xác định theo TCVN 6496 - 99 (ISO 11047:1995) 5.14 Hàm lượng thuỷ ngân xác định theo TCVN 5989-1995 (ISO 5666/1: 1983) Bao bì, ghi nhãn Phân hữu vi sinh vật từ rác thải sinh hoạt phải bảo quản bao gói tốt, chống ảnh hưởng bất lợi bên ngồi Nhãn ghi bao bì phân bón phải thực theo quy định Thơng tư số 75/TT-BNN-KHCN Bộ NN PTNT xxxv ngày 17/7/2000 việc hướng dẫn thi hành định số 178/1999/QĐ-TTg ngày 30/8/1999 Thủ tướng Chính phủ Qui chế ghi nhãn hàng hố lưu thơng nước hàng hóa xuất khẩu, nhập KT BỘ TRƯỞNG BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN Thứ trưởng Bùi Bá Bổng: Đã ký xxxvi Journal of Environmental Science and Engineering A (2018) 201-206 doi:10.17265/2162-5298/2018.05.002 D DAVID PUBLISHING Study on Using Biological Sludge from Vinh Loc Industrial Park to Produce Composting Product Ton That Lang1, Nguyen Thi Mai Thao1, Pham Vu Nhat Uyen1 and Dang Anh Tuan2 Environmental Department, University of Natural Resources and Environment, Ho Chi Minh City 00848, Vietnam Microbiology Department, University of Technology, Ho Chi Minh City 00848, Vietnam Abstract: In order to examine the optimal design and operating parameters in composting of waste activated sludge, a series of experiments were conducted to discuss the optimal operating parameters for aerobic composting of waste activated sludge obtained from Vinh Loc Industrial Park that is located in Ho Chi Minh City The study was done by optimizing the ratios of sludge/inactive fillers and sludge/microbial products to improve the composting efficiency After 50 days of composting, the composts of all experiment batches met the microorganism-organic fertilizer standards of 10 TCN 526:2002 The study indicated that the highest efficiency decomposition was obtained at the ratio of a sludge/inactive fillers of 1/0.1 and sludge/microbial products of 1/0.05: TOC (Total Organic Carbon) reduced by 20.2%, loss of Nitrogen was trivial (0.53%), the highest temperature reached at 55.5 oC and lasting for days which ensures elimination of pathogens However, the addition of nitrogen compounds during the composting is necessary to ensure the compost product can meet the nitrogen standard of microorganism-organic fertilizer Key words: Biological sludge, microorganism-organic fertilizer, aerobic composting, reuse of sludge, inactive fillers Introduction Sewage sludge, a product of wastewater treatment, is rich in nutrients and trace elements and could be re-used in agriculture as fertilizer and soil conditioner High odour emission, high levels of heavy metals and toxic organic compounds, and the presence of potentially pathogenic microorganisms, demand pretreatment of sewage sludge before application in agriculture Composting is a successful strategy for the sustainable recycling of organic wastes Since composting is an inexpensive, simple and environmentally sound process for waste disposal, the composting of thickened and dewatered undigested primary and secondary sludge has been widely applied [1] Composting improves the handling characteristics of organic residue by reducing its volume and weight Therefore, received increasing amounts of interest and have been developed for treatment of waste activated  Corresponding author: Ton That Lang, Ph.D., main research field: waste treatment sludge [2] Aerobic composting, which is the decomposition of manure or other organic materials in the presence of oxygen, is one of the waste activated sludge treatment processes In the aerobic composting process, the decomposition of organic materials is promoted by adequate aeration However, excessive aeration causes a change to the worse in composting because the temperature of the reactor and moisture content of the material decrease [3] It is important, therefore, that the amount of aeration is managed at the appropriate level to conduct composting efficiently Waste activated sludge, in general, has a higher moisture content than is desired, a substance with a lower moisture content has to be added Materials utilized for this purpose are called organic amendments or bulking agents [4] The dewatered sludge might lack sufficient porosity for adequate aeration Bulking agents are needed to provide structural support when the composting materials are too wet to maintain air spaces within the composting pile, and to reduce moisture content In addition, these 202 Study on Using Biological Sludge from Vinh Loc Industrial Park to Produce Composting Product materials may be used to balance the C/N ratio, increase its porosity and prevent excessive compaction of the composting materials The objectives of the present work are to examine the optimal ratio of waste activated sludge/inactive fillers and waste activated sludge/microorganism for composting under aerobic conditions The most important physico-chemical parameters such as temperature, pH, TOC, total N and C/N ratio were monitored Materials and Methods 2.1 Preparation of Composting Mass Waste activated sludge obtained from Vinh Loc Industrial Park located in Ho Chi Minh City, Vietnam, was dewatered to a water content of approximately 60-70% Fifty kg of dewatered sludge were prepared and composted in a batch composting system The sludge was then minced and mixed with inactive filler as the bulking agent The inactive filler was obtained from rubber production factory after grounding to a particle size of 1-2 cm Microbe-Lift IND was a microbial liquid culture that is to 10 times more potent than conventional microorganism produced by Ecological Laboratories, the United States It can break down fecal compounds, converting the nutrients in these compounds into more readily available formulations, accelerating the biological oxidation of organic compounds, substances slow organic decomposition [5] 2.2 Composting Experiments The composting experiments were conducted in iron sheets of m × 0.5 m The reactor was equipped with eight perforated plastic pipes supplying air to the compost pile A fine screen mesh was installed above the reactor bottom to segregate the compost pile from the aeration pipe The composting material was manually turned once a day to ensure a homogeneous air distribution Temperature was monitored before and after turning Samples were withdrawn to measure moisture content, pH, total N, TOC at 1, 10, 20, 30, 45, 50 days of testing At the end of study, samples were analyzed pH, TOC, total N, moisture content, TS, VS, K2O, P2O5 and heavy metals The series of composting experiments were designed at different conditions: aerobic composting batches with ratios of sludge and inert fillers 1:0, 1:0.3, 1:0.35, 1:0.4, 1:0.45, 1:0.5; aerobic composting batches supplemented with microbiological preparations as ratios 1:0, 1:0.02, 1:0.05, 1:0.08 and 1:0.1 2.3 Analytical Methods Total solid and volatile solid were determined by US EPA Method 1684 TOC, Total N, P2O5, K2O were analyzed by TCVN 8941:2011, TCVN 6498:1999, TCVN 5256:2009, TCVN 8560:2010, respectively Heavy metals were determined by AAS (Atomic Absorption Spectrophotometer) according to US EPA Method 3051A and SMEWW 3125B:2012 [6] Results and Discussion 3.1 Temperature Fig shows the temperature variations, a function of time Temperature variations of all batches were similar following “fast-declining-stable” The early stage of the test increased slowly due to microbial adaptation, then temperature increased rapidly after days and reached 53.5 oC after 15 days in MH2, higher than 9.5 o C compared with the highest temperature in the control batch Temperature of this study was less than some previous studies such as composting from the pig manure (55 oC) [7], from the olive mill waste (62.3 oC) [8] The high temperatures of the batches were maintained for 3-5 days and reached the optimum temperatures for composting (40-60 oC) The temperatures of sludge and inactive filler mixture were similar, and the highest value was achived after 23 days, it was slower than the compost with microbial incubation Study on Using Biological Sludge from Vinh Loc Industrial Park to Produce Composting Product Fig 203 Variation of temperature through time MH1 MH2 MH3 MH4 MH5 Control Batch 6.8 pH 6.6 6.4 6.2 5.8 5.6 Before composting Fig day 10 days 20 days 30 days 45 days 50 days Variation of pH through time 3.2 pH The pH variations were shown in Fig The pH of early stage were reduced by bacterial adaptation Bacterias consumed the substrate and organic compounds for growth, released organic acids at the same time, the accumulation of these acids led to decrease of the pH Then, the pH increased rapidly from day to day 20 of the test It indecated that decomposition of organic acids by microorganisms has occurred in each batch, pH values gradually stabilized at the end of study The pH values of batches which supplemented the microorganism were from 6.0-6.7 The similar pH values were obtained in the batches mixed with inactive filler (6.0-6.8) It was in the optimum pH range for bacterial activities (5.5-8.5) 3.3 Moisture The changes of moisture were shown in Fig Moisture is one of the important factors for bacterial growth During the test, the moisture tended to decrease significantly due to the evaporation of water from the bed In the first 25-30 days, the moisture content of the compost was monitored regularly In the case, the moisture was too low, the water would be replenished to maintain optimal humidity (50-60%) After 30 days of the test, the composting was gradually stabilized, stopping adding water so that the moisture contents of the composting 204 Study on Using Biological Sludge from Vinh Loc Industrial Park to Produce Composting Product Moisture (%) MH1 MH3 MH4 MH5 Control Batch 80 70 60 50 40 30 20 10 Before composting Fig MH2 day 10 days 20 days 30 days 45 days 50 days Variation of moisture through time MH1 MH2 MH3 MH4 MH5 Control Batch 60 C/N ratio 50 40 30 20 10 Before composting Fig day 10 days 20 days 30 days 45 days Variation of C/N through time were maintained naturally The moisture content of test was achieved 10TCN 526: 2002 (humidity < 35%) For the inert filler batches, the moisture content varied between 50.3-68.5% for the first 20 days and decreased gradually until the end of the test 3.4 C/N Ratios The changes of C/N of study were shown in Fig The C/N ratio is an indicator of the decomposition of organic fertilizer Fig showed that the C/N ratios of study were in the range of 21.3 to 28.4 and were within the optimum range for sludge decomposition At the end of the experiment, the C/N ratio in the MH was less than the initial value (28.1), the C/N ratio of MH2 was the lowest with the value of 21.3 However, due to the low nitrogen content, the C/N ratio was still high The results of this study were in a higher C/N ratio than that of Nguyen Van Phuoc, et al [9] The C/N ratios of batches mixed with inactive sludge were higher (32-37) than that of the microbial inoculation Results of study are presented in Table Table shows that the quality of sludge after composting of all batches met the standard of organic compost except the low total nitrogen Since the Study on Using Biological Sludge from Vinh Loc Industrial Park to Produce Composting Product Table 205 The analytical results of sludge after composting Parameters pH Moisture TS VS C/N TOC Total N Total P K2O E coli Salmonella Unit % % % % % % % MPN/g MPN/ 25 g Control batch 6.2 34.0 65.6 48.1 27.6 19.6 0.71 3.00 1.49 1.1 × 104 NA MH1 6.1 33.0 68.9 48.3 25.2 18.4 0.73 3.08 1.50 NA NA MH2 6.1 30.4 68.6 47.7 21.3 16.6 0.78 2.92 1.50 NA NA MH3 6.2 32.5 67.8 48.3 23.6 17.0 0.72 2.74 1.52 NA NA MH4 6.1 33.4 67.7 47.7 23.1 17.3 0.75 2.71 1.51 NA NA 10TCN 526:2002 6.0-8.0 < 35 > 13 > 2.5 > 2.5 > 1.5 * NA: Non- available temperature of the control batch was not high and the maximum temperature was maintained at a short time (40-41 °C for days), after the end of the test, E coli was still detectable in compost However, after 50 days of study, the batches added microbial products were more stable, resulting in no presence of E coli and Salmonella in compost product The results of the analysis indicated that the MH2 (sludge:microbial ratio of 1:0.05) had the highest efficiency of composting, all the parameters met the standard 10TCN 526: 2002 The highest compost efficiency of batches mixed with inactive filler was obtained at MH1 (sludge/inactive filler ratio of 1:0.3) The TOC of it dropped from 36.8% to 17.3%, maximum temperature increased to 58.2 °C, and other parameters met standard organic fertilizer 10TCN 526: 2002 excluding total N content Therefore, to improve the compost quality and meet the market demand, addition of nitrogen is necessary Conclusion The biological sludge obtained from the Vinh Loc Industrial Park had potential as a raw material for producing compost The sludge was mixed with inactive fillers, the nutritional parameters of mixture increased over time as the effective phosphorus content, potassium and some other criteria met fertilizer standard 10TCN 526: 2002 as TOC, moisture The results indicated that MH1 (the ratio of sludge/inactive filler of 1/0.3) had the highest composting efficiency with the highest reduction of total carbon content from 36.8% to 17.3% The optimum mixing ratio of sludge and microorganism was 1:0.05 Thus, the microbial composition had a positive effect on the composting, the quality of the compost was higher than that of the non-supplementary product, favorable environment for the composting, minimizing odor The result of this study indicated that this model can be applied in centralized wastewater treatment plants to address the emerging sludge problem It is necessary to classify biological sludge and chemical sludge in order to have optimum treatment for each type of sludge, especially the reuse of sludge effectively Research on the effectiveness of composting product from bio-sludge applied to a number of vegetables, crops and ornamental plants need carried out for practical application Acknowledgment This research was supported by the ministry-level research project of the Ministry of Natural Resources and Environment in 2016 References [1] Suntud, S 2014 “Innovative Sludge Management of 206 [2] [3] [4] Study on Using Biological Sludge from Vinh Loc Industrial Park to Produce Composting Product Urban and Industrial Wastewater.” Enviro Technol 35: 185-92 Zopas, A A., Arapoglou, D., and Panagiotis, K 2003 “Waste Paper and Clinoptiolite as Bulking Material with Dewatered Aerobically Stabilized Primary Sewage Sludge (DASPSS) for Compost Production.” Waste Management 23: 27-35 Patni, N K., Kannagara, T., Nielsen, G., and Dinel, H 2001 “Composting Caged-Layer Manure in Passive Aerated and Turned Windrows.” ASAE paper No 012271 American society of Agricutural Engineers, St Josepth, Michhigan, USA Anastasi, A., Varese, G C., Voyron, S., Scannerino, S., and Fillipello, M V 2004 “Characterization of Fungal Biodeversity in Compost and Vermicompost.” Compost Sci Util 12: 185-91 [5] [6] [7] [8] [9] Liang, C., Das, K C., and McClendon, R W 2003 “The Influence of Temperature and Moisture Content Regimes on the Aerobis Microbial Activity of a Biosolids Composting Blend.” Bioresource Technology 86: 131-7 APHA 1995 Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater APHA, Washinton, DC Huang, G F., Wong, J W C., Wu, Q T., and Nagar, B B 2004 “Effect of C/N on Composting of Pig Manure with Sawdust.” Water Management 24: 805-13 Cayuela, M L 2006 “Evaluation of Two Different Aeration Systems for Composting Two-Phase Olive Mill Wastes.” Biochemistry 41: 616-23 Nguyen Van Phuoc, et al., 2016 Research on Inactive Compost with Biosludge and Rubber Filler in Binh Duong Province Environmetal Journal Topic No 1: Page 31-38 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG CỦA HỌC VIÊN I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC Họ tên: ĐẶNG ANH TUẤN Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 12/10/1983 Email: tuanda222@gmail.com Nơi sinh: Tây Ninh Điện thoại: 0987.066.222 II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Từ năm 2002-2007: Học cử nhân, Trường Đại học Sư phạm Huế, chuyên ngành Sư phạm Sinh học; Từ năm 2014-2019: Học thạc sĩ, Trường Đại học Bách khoa – ĐHQG-HCM, chuyên ngành Công nghệ Sinh học III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUN MƠN: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 2007-2009 Trường THPT Tân Đông, Tân Châu, Giáo viên Tây Ninh 2009-2018 Sở Giáo dục Đào tạo Tây Ninh Chuyên viên Trường THPT Hoàng Văn Thụ, Giáo viên Châu Thành, Tây Ninh 2018 đến Trường Cao đẳng Y Dược Pasteur Giảng viên Tp.HCM Tp.HCM, ngày tháng Người khai Đặng Anh Tuấn xxxvii năm 201 ... độn vi sinh phối trộn với bùn cho hiệu ủ compost tốt 3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu Bùn thải sinh học: Đề tài tiến hành nghiên cứu bùn thải sinh học q trình sinh học hiếu... quan bùn thải sinh học khu công nghiệp - Tiếp cận từ thực tiễn, khảo sát đánh giá trạng công tác quản lý, xử lý bùn thải phát sinh từ trạm xử lý nước thải tập trung Khu Công nghiệp Vĩnh Lộc, thành. .. quanh Từ đề biện pháp khắc phục xử lý tồn việc thực công tác bảo vệ môi trường công ty hoạt động KCN Vĩnh Lộc hữu Đề tài ? ?Nghiên cứu sản xuất phân compost từ bùn thải sinh học Khu Công nghiệp Vĩnh