Sản phẩm được phân tích thử nghiệm các chỉ tiêu chất lượng tại Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn đo lường chất lượng 2 (QUATEST2). Kết quả phân tích các chỉ tiêu của sản phẩm hữu cơ so sánh với Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7185:2002 về Phân hữu cơ vi sinh vật. Bảng 3.1. So sánh các chỉ tiêu của sản phẩm và TCVN 7185:2002. TT Chỉ tiêu Đơn vị tính Kết quả thử nghiệm TCVN 7185:2002 1 pH - 8,48 6,0 - 8,0
2 Hàm lượng N tổng số % 0,95 Không nhỏ hơn 2,5
3 Hàm lượng P hữu hiệu % 0,076 Không nhỏ hơn 2,5
4 Hàm lượng K hữu hiệu % 1,02 Không nhỏ hơn 1,5
5 Hàm lượng chất hữu cơ % 56,8 Không nhỏ hơn 22
6 Hàm lượng Cr (tính trên
chất khô) mg/kg 16
Không lớn hơn 200
7 Hàm lượng Ni (tính trên
chất khô) mg/kg 3,55 Không lớn hơn 100
8 Hàm lượng Pb (tính trên
chất khơ) mg/kg 1,86 Không lớn hơn 200
9 Hàm lượng Cd (tính trên
chất khơ) mg/kg 0,53 Không lớn hơn 2,5
10 Hàm lượng Hg (tính trên
Thiết kế, lắp đặt và vận hành hệ thống ủ rác thải sinh hoạt hữu cơ kiểu trống quay, công suất 10 kg/ngày
Sinh viên thực hiện: Trần Trương Hoàng Vy Người hướng dẫn: TS. Phạm Phú Song Toàn 45
(i) Chỉ tiêu pH vượt hơn ngưỡng tiêu chuẩn. Có 2 lí do:
- Ở giai đoạn đầu của quá trình ủ, pH ở khoảng 6, sau 2 - 4 ngày thường giảm xuống 4,5 - 5 do các vi sinh vật, nấm tiêu thụ và phân hủy các chất hữu cơ. Sau đó pH sẽ tăng cao do sự phân hủy của vi sinh vật sinh ra một lượng nhiệt lớn, pH tăng lên theo xu hướng hơi kiềm khoảng 7,5 - 8,5. Cuối quá trình pH sẽ về lại trung tính 6,5 - 7,5. Sau 30 ngày pH của sản phẩm cao cho thấy đống ủ vẫn đang trong quá trình phân hủy sinh nhiệt nên kết quả phân tích được pH 8,48. Nếu để thêm vài ngày q trình phân hủy kết thúc và khơng sinh nhiệt, pH sẽ xuống lại mức trung tính 6,5.
- Đối với quy trình sản xuất phân hữu cơ cơng nghiệp thường có bước ủ chín để làm giảm độ ẩm và ổn định pH, sau khi độ ẩm và pH giảm xuống sẽ được đóng bao thành phẩm. Trong khi đó sản phẩm compost được lấy trực tiếp từ modun 1 mang đi phân tích ngay, chưa qua q trình ủ chín, nên pH vẫn cịn cao. pH của mẫu phân tích cao cho thấy sản phẩm chưa chín hồn tồn, nên để thêm vài ngày nữa pH sẽ giảm xuống
- Việc chỉ số pH 8,48 không phải quá cao, có thể dùng để cải tạo đất phèn cho địa phương. Theo Bản đồ địa chất thành phố Đà Nẵng thì hiện thành phố có khoảng 616 ha đất phèn mặn [3]. Bên cạnh đó tình trạng mưa axit đang diễn ra phổ biến nhiều nơi, càng làm cho đất bị phèn hóa. Đối với đất nhiễm phèn có thành phần cơ giới nặng, tầng đất mặt: khi khơ thì cứng, nhiều vết nứt nẻ, đất rất chua pH <4, trong đất có nhiều chất độc hại cho cây trồng như Al3+, Fe3+, CH4, H2S, hoạt động vi sinh vật rất kém.
(ii) Về hàm lượng chất dinh dưỡng:
Hàm lượng N tổng số, P hữu hiệu và K hữu hiệu đều khá thấp, chưa đạt theo tiêu chuẩn. Trong q trình ủ rác hữu cơ khơng bổ sung thêm dinh dưỡng, chỉ tận dụng những chất có sẵn trong rác thải, vì vậy hàm lượng dinh dưỡng của sản phẩm hầu như không đạt yêu cầu.
(iii) Về hàm lượng chất hữu cơ:
Kết quả phân tích hàm lượng chất hữu cơ của sản phẩm cao gấp 2,5 lần so với tiêu chuẩn, hàm lượng hữu cơ chiếm đến 56,8% trong sản phẩm.
Các nhà khoa học thường coi chất hữu cơ trong đất là một chỉ tiêu để đánh giá độ phì nhiêu của đất. Đất càng có hàm lượng chất hữu cơ cao càng được đánh giá tốt hơn. [4]
- Đất có hàm lượng chất hữu cơ cao trước hết sẽ có tính chất vật lý tốt hơn, đất trở nên tơi, xốp, hạt đất không bị rời rạc hay quá kết chặt.
- Đối với loại đất trồng, đất chứa nhiều khơng khí, VSV hoạt động mạnh, các loại giun đất cũng hoạt động mạnh làm đất càng thêm tơi xốp hơn.
- Đất có khả năng giữ ẩm tốt hơn nên tránh được hạn tốt hơn. Chất hữu cơ lại có khả năng đệm tốt nên giữ cho độ pH của đất ít thay đổi, có khả năng giữ các chất khoáng tốt hơn.
- Chất hữu cơ cải thiện cấu trúc của đất, làm đất có nhiều lổ rỗng hơn, vì thế đất trở nên thơng thống, giúp sự di chuyển của nước trong đất được dễ dàng và giữ được nhiều nước hơn. [5]
- Chất hữu cơ là nguồn dinh dưỡng cho các VSV sống ở trong đất, vì vậy càng nhiều chất hữu cơ thì khối lượng sinh vật sống và cường độ hoạt động của chúng càng lớn. [8]
Thiết kế, lắp đặt và vận hành hệ thống ủ rác thải sinh hoạt hữu cơ kiểu trống quay, công suất 10 kg/ngày
Sinh viên thực hiện: Trần Trương Hoàng Vy Người hướng dẫn: TS. Phạm Phú Song Toàn 46
Không chỉ vậy, hàm lượng hữu cơ cịn có vai trị kích thích cho cây trồng phát triển. Tính kích thích nay là do sự hiện diện của những chất có chức năng như những chất điều hịa sinh trưởng thực vật có trong mùn hữu cơ, có hoạt tính tương tự như IAA, Gibberillin, cytokinin hoặc là những chất ngăn cản sự phân hủy auxin, kích thích sự nảy mầm của hạt và sự tăng trưởng của cây con. [4]
Các chất hữu cơ được phân giải sẽ kết hợp với các chất khoáng dinh dưỡng trở thành các phức hệ hữu cơ - khống có tác dụng quan trọng trong việc làm giảm sự rửa trơi, xói mịn các chất dinh dưỡng. Ngoài ra với các chất mùn có trong phân hữu cơ sẽ làm tăng tính ổn định của kết cấu đất, chính vì thế bảo vệ được cấu trúc đất, hạn chế tối đa việc xói mịn. [12]
Ngồi ra hàm lượng chất hữu cơ cao nên sẽ giảm tác động của thuốc trừ sâu và hóa chất. Ngày nay diện tích đất chết càng tăng lên đồng nghĩa đất dành cho nông nghiệp bị giới hạn lại. Ngun nhân đất chết chính là vì đất đã nhiễm q nhiều chất hóa học từ việc canh tác khơng hợp lý khiến cho lượng vi sinh vật và môi trường đất bị khai thác cũng như tàn phá triệt để. Bên cạnh đó cây trồng được ni dưỡng trên những mảnh đất chứa quá nhiều tồn dư thuốc bảo vệ thực vật, ảnh hưởng đến chất lượng nông sản. Điều này đi ngược lại với các tiêu chí thực phẩm sạch của thế giới.
(iv) Về các chỉ tiêu kim loại:
Các chỉ tiêu kim loại bao gồm Cr, Ni, Pb, Cd, Hg trong sản phẩm compost đều đạt tiêu chuẩn, hàm lượng các kim loại rất thấp, cho thấy hiệu quả phân loại và xử lý rác thải hữu cơ cao, q trình khơng lẫn tạp chất và chất độc, đảm bảo không gây hại đến đất và cây trồng.
Trong thời đại ngày nay việc sử dụng hoá chất đưa vào trồng trọt và sản xuất khá phổ biến, tồn dư chất độc và kim loại nặng, nguy cơ nhiễm các kim loại nặng vào thực phẩm gây nên tình trạng ngộ độc. Vì vậy, sản phẩm ủ compost có các chỉ tiêu kim loại thấp là điểm mạnh để giải quyết vấn đề tồn dư hóa chất.
So sánh với TCVN 7185:2002, sản phẩm compost được tạo ra từ hệ thống ủ khơng đạt chất lượng của phân bón hữu cơ vi sinh. Mặc dù sản phẩm không đủ hàm lượng chất dinh dưỡng cho cây trồng nhưng có hàm lượng hữu cơ rất cao và hồn tồn khơng độc hại cho đất. Vì vậy kết luận sản phẩm hữu cơ từ hệ thống ủ thân thiện với mơi trường, thích hợp với việc cải tạo đất xấu, đất phèn, có thể dùng với lượng lớn mà khơng gây tác hại đến đất, nóng cây trồng, thích hợp cho việc bón lót vào đất trước khi gieo trồng, góp phần giúp đất tơi xốp, tăng cường hoạt động cho hệ vi sinh vật có ích trong đất.
Thiết kế, lắp đặt và vận hành hệ thống ủ rác thải sinh hoạt hữu cơ kiểu trống quay, công suất 10 kg/ngày
Sinh viên thực hiện: Trần Trương Hoàng Vy Người hướng dẫn: TS. Phạm Phú Song Toàn 47
Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
4.1. Kết luận
Việc xử lý rác thải hữu cơ tại nguồn từ hoạt động sinh hoạt đã tạo ra giải pháp giúp thực hiện quá trình phân loại rác tại nguồn và giảm vấn nạn rác thải hiện nay tại thành phố Đà Nẵng cũng như nhiều thành phố khác tại Việt Nam. Quá trình tìm hiểu và nghiên cứu đã thu về được các kết quả như mong đợi. Quá trình nghiên cứu so với vấn đề, mục tiêu đặt ra và tính thiết thực của sản phẩm là hợp lý.
Đề tài đã thành công tạo ra hệ thống ủ rác thải sinh hoạt hữu cơ kiểu trống quay, công suất 10kg/ngày. Hệ thống đã được đặt thí điểm tại trường tiểu học Trần Đại Nghĩa (Quận Cẩm Lệ - TP Đà Nẵng), giải quyết được toàn bộ lượng rác thải hữu cơ hàng ngày thải ra tại trường học, giảm lượng rác phát sinh, từ đó giảm lượng rác lên bãi, đồng thời nhờ giảm lượng rác hữu cơ có thể nâng cao nhiệt trị của rác cho quá trình đốt rác tại nhà máy. Ngồi ra giảm lượng rác hữu cơ đồng nghĩa với việc giảm hơn 60% rác phát sinh, từ đó giảm chi phí thu gom rác. Hệ thống ủ vận hành ổn định với thời gian lưu trung bình 30 ngày và tạo ra sản phẩm hữu cơ giúp cải thiện đất trồng.
4.2. Kiến nghị
Từ những kết quả đã đạt được, tôi đề xuất kế hoạch cho bước tiếp theo để cải thiện một số điểm ở hệ thống như sau:
- Cải thiện hệ thống từ quay tay sang quay bằng động cơ. Nâng cao hiệu suất quá trình đảo trộn, tiết kiệm thời gian và nhân lực.
- Hướng tới việc sử dụng pin năng lượng mặt trời để hệ thống có thể tự cấp điện cho quá trình hoạt động mà khơng cần phải dùng điện từ bên ngồi tạo thành một vịng khép kín, tiết kiệm chi phí và q trình vận hành thân thiện với mơi trường.
- Phân tích các thơng số đầu vào và ra để tạo ra sản phẩm hữu cơ có chất lượng tốt nhằm đáp ứng cho nông nghiệp.
Thiết kế, lắp đặt và vận hành hệ thống ủ rác thải sinh hoạt hữu cơ kiểu trống quay, công suất 10 kg/ngày
Phụ lục
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Bộ Giáo dục và Đào tạo (2019), Sách Giáo khoa Công nghệ 10 Bài 10: Biện pháp
cải tạo, sử dụng đất mặn, đất phèn, NXB Giáo dục Việt Nam, Hà Nội.
[2] Bộ Tài nguyên và Môi trường (2020), Báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia 2019 Chuyên đề: Quản lý chất thải rắn sinh hoạt, NXB Dân Trí, Hà Nội.
[3] Cổng Thông tin điện tử thành phố Đà Nẵng (2020), Tài nguyên thiên nhiên,
https://danang.gov.vn/gioi-thieu/chi-tiet?id=40957&_c=37.
[4] GS.TS Mai Văn Quyền (2014), Lợi ích của phân hữu cơ,
https://nongnghiep.vn/loi-ich-cua-phan-huu-co-d130904.html.
[5] GS.TS. Nguyễn Bảo Vệ (2019), Vai trị của chất mùn hữu cơ trong sản xuất nơng
nghiệp, https://coa.ctu.edu.vn/khuyen-nong-khct/522-vai-tro-cua-chat-mun-huu-co- trong-san-xuat-nong-nghiep.html.
[6] Nguyễn Đức Lượng, Nguyễn Thị Thùy Dương (2003), Công nghệ sinh học môi trường Tập 2 Xử lý chất thải hữu cơ, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, TP Hồ
Chí Minh.
[7] Ngân hàng Thế giới (2018), Đánh giá công tác quản lý chất thải rắn sinh hoạt và
chất thải công nghiệp nguy hại. Các phương án và hành động nhằm thực hiện chiến lược quốc gia, NXB Hồng Đức, Hà Nội.
[8] GS.TS. Nguyễn Thế Đặng (Chủ biên), PGS.TS. Nguyễn Tuấn Anh, TS. Nguyễn Đức Nhuận, TS. Nguyễn Thị Mão (2012), Giáo trình Nơng nghiệp hữu cơ, NXB Nông nghiệp, Hà Nội.
[9] PGS.TS Nguyễn Văn Phước (2008), Giáo trình quản lý và xử lý chất thải rắn,
NXB Xây dựng, Hà Nội.
[10] ThS. Nguyễn Xuân Cường (2012), Bài giảng Quản lý và xử lý chất thải rắn, Phân hiệu Đại học Huế tại Quảng Trị.
[11] Thu Cúc (2019), Loay hoay công nghệ xử lý rác thải, http://baochinhphu.vn/Xa- hoi/Loay-hoay-cong-nghe-xu-ly-rac-thai/364110.vgp.
[12] Tuyên Huấn (2018), Cơng dụng của phân bón hữu cơ so với phân bón thơng thường,https://vietyen.bacgiang.gov.vn/xuat-ban-thong-tin/-
/asset_publisher/vYGFBWdWN3jE/content/cong-dung-cua-phan-bon-huu-co-so-voi- phan-bon-thong-thuong.
[13] GS.TS Trần Hiếu Nhuệ, TS Ứng Quốc Dũng, TS Nguyễn Thị Kim Thái (2010),
Quản lý chất thải rắn, Tập 1: Chất thải rắn đô thị, NXB Xây dựng, Hà Nội.
[14] TS Trần Trung Việt, TS Trần Thị Mỹ Diệu (2007), Quản lý chất thải rắn sinh hoạt, Cơng ty Mơi trường Tầm nhìn xanh GREE, http://www.gree-vn.com/.
[15] Viện Tiêu chuẩn chất lượng Việt Nam (2002), Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7185:2002, Hà Nội.
Thiết kế, lắp đặt và vận hành hệ thống ủ rác thải sinh hoạt hữu cơ kiểu trống quay, công suất 10 kg/ngày
Phụ lục
[16] Eawag, EPFL, Composting technologies Municipal Solid Waste Management in Developing Countries, https://www.coursera.org/lecture/solid-waste-management/3-2-
composting-technologies-L3txa.
[17] EPA, Types of Composting and Understanding the Process,
https://www.epa.gov/sustainable-management-food/types-composting-and- understanding-process#invessel.
Thiết kế, lắp đặt và vận hành hệ thống ủ rác thải sinh hoạt hữu cơ kiểu trống quay, công suất 10 kg/ngày
Phụ lục