tư công nghệ tốn kém.
- Trên thế giới.
Một số mô hình nuôi giun sử dụng thùng ủ và giun quế để sản xuất phân hữu cơ từ rác thải hữu cơ của gia đình.
(Nguồn: Stuart McMillen)
Hình 2.3: Mô hình thùng ủ “worm farm”
Giun sẽ được để ở khay dưới của thùng, khi khay dưới hết thức ăn chúng sẽ tự chui lên khay tiếp theo để ăn và để lại phân ở khay dưới. Khay dưới cuối cùng là khay thu nước rỉ. (Stuart McMillen, 2009)
Ưu, nhược điểm của mô hình:
Ưu điểm Nhược điểm
Mô hình được làm từ 100% nhựa tái chế, có độ bền cao. Không gian nhỏ gọn, phù hợp với những nơi có không gian hẹp. Dễ dàng tháo lắp các khay.Tạo môi trường thuận lợi cho giun sinh trưởng.
Lượng phân bón thu được ít. Mô hình chưa thực hiện được chức năng thu hoạch giun thịt. Mất nhiều thời gian để giun tự tìm đến khay thức ăn mới, chỉ mới tận dụng được khả năng tự đánh hơi thức ăn của giun.
(Nguồn: redwormcomposting)
Giun được chưa trong một thùng đặt ở vườn, rác hàng ngày được cho lên trên bề mặt.(Bentley, 2012)
Ưu, nhược điểm:
Ưu điểm Nhược điểm
Lượng phân, giun thu được nhiều hơn; có thể tận dụng vật liệu có sẵn do đó tích kiệm chi phí.
Chỉ phù hợp với gia đình có nhiều diện tích đất vườn, đất trống.
2.3.2 Phương pháp sử dụng ấu trùng Ruồi Lính Đen.
Hình 2.5: Ruồi lính đen và ấu trùng của chúng
Ruồi lính đen tên khoa học là Hermetia Illucens, lớp Hexapoda, bộ
Diptera, họ Stratiomyidae thường xuất hiện ở những vùng nhiệt đới và rất có ích cho môi trường vì ruồi lính đen có thể biến đổi phân thành sinh khối của ấu trùng, đồng thời làm giảm bã phân và hạn chế ruồi nhà (Sheppard & Newton, 2000). Ruồi lính đen có sẵn trong môi trường tự nhiên nước ta, con trưởng thành có màu đen, dài 12-20 mm. (Lưu Hữu
*. Lịch sử phát triển trên thế giới
Nghiên cứu đầu tiên về ruồi lính đen và ấu trùng của chúng được thực hiện bởi 3 nhà nghiên cứu là Furman, Young and Catts vào năm 1959. Năm 1970 các nhà nghiên cứu bắt đầu tìm kiếm nguồn thức ăn giárẻ hơn cho gia cầm. Ấu trùng là một phần trong chế độ ăn uống tự nhiên cho gia cầm và vào năm 1973 các nhà nghiên cứu đã kiểm tra nhiều loài ruồi khác nhau và ấu trùng của chúng, Hale kiểm tra ấu trùng ruồi lính đen (Hermetia lllucens) .
"Ruồi Lính Đen, Ấu trùng ruồi lính đen, một công cụ quản lý phân/ phục hồi tài nguyên" của G.L.Newton và cộng sự (2005) đã nghiên cứu mô hình xử lý phân heo, gà và tái sử dụng nguồn nhộng thu được thành nguồn thức ăn cho gà và mang lại hiệu quả kinh tế nhất định. Kết quả thu được là trong quá trình nuôi 18 con lợn, nuôi đến khi bán, khối lượng phân tươi được ấu trủng ruồi lính đen tiêu thụ đạt 56%. Thành phần dinh dưỡng của ấu trùng đều tốt, trừ lipid hơi thấp 1 chút (28% so với tiêu chuẩn thức ăn chăn nuôi 32-36%), có thể thấyấu trùng có thể sử dụng làm thức ăn cho hầu hết các vật nuôi. Thu hồi được khoảng 25000$/một hộ gia đình chăn nuôi heo và gà/năm. (G.L.Newton và cộng sự, 2005)
- Một số nghiên cứu trong nước:
Dự án Cấp nước và Vệ sinh tỉnh Bình Định hiện đang thí nghiệm mô hình nuôi “ruồi lính đen” để phân hủy rác hữu cơ bằng thùng ủ rác vi sinh vật ưa nhiệt tại một số hộ gia đình ở các huyện: Hoài Nhơn, Phù Mỹ, An Nhơn và Tây Sơn năm 2011 .Kết quả nuôi thử nghiệm tại các huyện tham gia Dự án, chỉ bằng phương pháp ăn vào và tiêu hóa, ấu trùng có thể làm giảm từ 80- 90% lượng chất thải cùng bất kỳ các mầm bệnh nào.( Bùi Ngọc Cẩn, 2011)
Từ năm 2009 – 2013, trong nghiên cứu Bio-Conversion of Putrescent Waste của Dr. Paul Olivier. Ông đã thực hiện nhiều dự án tại Đà Lạt, Việt Nam. Các dự án nghiên cứu tiến hành sử dụng ấu trùng của ruồi lính đen để xử lý các loại chất thải rắn sinh hoạt, chất thải thực phẩm là các loại rau, củ từ các chợ ở Đà Lạt.
Năm 2011, Dr Paul Olivier và Todd Hyman đã thực hiện đề tài nghiên cứu “Biến rác thành nguồn tài nguyên quý giá nhất: Sản xuất quy mô nhỏ
thực phẩm, nhiên liệu, thức ăn và phân bón tại Việt Nam”. Nghiên cứu sử
dụng ấu trùng ruồi lính đen và các công cụ được gọi là BioPod để xử lý chất thải sinh hoạt, phân gia súc, và cả phân người để tạo nguồn thực phẩm ( là các con nhộng của ruồi lính đen) cho gia súc, gia cầm trong chăn nuôi. Một số kết quả đạt được là thành phần protein và chất béo của ấu trùng được xác định: protein 42% và chất béo 34%. Khối lượng chất thải mà ấu trùng có thể xử lý được trong vòng 24 giờ : 20kg. (Paul Olivier và cộng sự, 2011)
Năm 2011 công ty TNHH Thuấn Hoa đã kết hợp với tập đoàn BBB Japan Cooperation của Nhật Bản để xây dựng hệ thống xử lý phân heo bằng ấu trùng ruồi lính đen và thu hồi compost và thức ăn gia súc cho công ty và đạt kết quả tốt.(Diệu Huyền - Phương Nga, 2013)
*. Quy trình kĩ thuật cơ bản.
- Chuẩn bị dụng cụ: nhà lưới,thùng nuôi, bìa cattong được thiết kế để thu trứng, dụng cụ ấp trứng (lon sắt, sô nhựa,…), thức ăn cho ấu trùng.
- Thu hút ruồi lính đen mẹ đến đẻ trứng - Ấp trứng.
- Cho ấu trùng vào hệ thống nuôi đã có sẵn thức ăn cho chúng. - Chăm sóc
- Thu nhộng và phân nhộng
*. Các mô hình.
- Một số mô hình trên thế giới:
Mô hình nuôi bằng thùng “biopod”:
(Nguồn: blacksoldierflyblog)
(Nguồn: blacksoldierflyblog)
Hình 2.7: Biopod Plus với nhiều thiết kế mới.
Ưu, nhược điểm của mô hình:
Ưu điểm Nhược điểm
Kiểu dáng gọn, đẹp phù hợp với hầu hết các khu vực đô thị; có tính di động cao, hệ thống thu bắt nhộng và thoát nước rất tiện lợi; một biopod nhỏ cho một gia đình có thể xử lý được 1tấn chất thải thực phẩm/năm; tiết kiệm diện tích.
Chi phí mua cao.
Mô hình “bug barn”:
(Nguồn: bsfl.wordpress)
Hình 2.8: Mô hình một “bug Barn” tự làm tại một gia đình được làm bằng gỗ dán.
Ưu, nhược điểm của mô hình:
Ưu điểm Nhược điểm
Đơn giản, vận hành tốt, tận dụng được các vật liệu có sẵn bị bỏ đi giá thành cũng rẻ.
Nếu mua nguyên liệu làm thì tốn kém, di chuyển hơi khó khăn; tốn diện tích ;nếu làm nhỏ thì hiệu suất xử lý không cao.
Mô hình “Bug Barrack”:
(Nguồn: photobucket)
Hình 2.9: Mô hình “bug Barrack” tại hộ gia đình.
Ưu, nhược điểm của mô hình:
Ưu điểm Nhược điểm
Sử dụng được các gỗ, nhựa hỏng từ đó tiến kiệm chi phí mua vật liệu; thu nhộng tốt hơn do có đường dốc rộng.
Chiếm diện tích lớn, khó di chuyển.
- Tại Việt Nam:
Mô hình “Bug Blaster”:
(Nguồn: Agriviet)
Ưu, nhược điểm của mô hình.
Ưu điểm Nhược điểm
Tận dụng thùng, xô, can,…cũ, hỏng để tạo mô hình nên tiết kiệm chi phí, có thể di chuyển dễ dàng.
Thiết kế thô sơ, dễ bị tác động từ bên ngoài ( thời tiết, thiên địch,…), với quy mô nhỏ hiệu quả xử lý kém, số lượng nhộng thu được ít.
Mô hình sử dụng thùng Biopod
(Nguồn: duancapnuocvavesinh.wordpress)
Hình 2.11: Thùng Biopod của dự án cấp nước và vệ sinh tỉnh Bình Định.
*. Ưu, nhược điểm của mô hình:
Ưu điểm Nhược điểm
Gọn, tận dung diện tích tốt, chất liệu nhựa nên bền.
Chi phí mua cao, Nếu rác có độ ẩm cao thì sau thời gian dài sẽ thoát nước không kịp, lớp bùn lỏng do ấu trùng tạo ra cũng làm nước khó thấm qua để thoát ra ngoài dẫn đến sâu bò ra ngoài, hiệu quả đạt được không cao.
2.3.3 Phương pháp xử lý bằng biện pháp ủ vi sinh.
Là quá trình phân hủy sinh học hiếu khí các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học đến trạng thái ổn định dưới sự tác động và kiểm soát của con người, sản phẩm giống như mùn được gọi là compost. Quá trình diễn ra như trong phân hủy tự nhiên, nhưng được tăng tốc bởi việc bổ sung thêm vi sinh vật và được tối ưu hóa về điều kiện môi trường cho hoạt động của vi sinh vật. (USDA, 2000)
*. Lịch sử phát triển
- Trên thế giới
Phân compost được Noble Hilter sản xuất đầu tiên tại Đức năm 1896 và đặt tên là Nitragin. Sau đó phát triển sản xuất tại một số nước như Mỹ (1986), Canada (1905), Anh (1910) và Thụy Điển (1914).
Nitragin là loại phân được chế tạo bởi vi khuẩn Rhizobium, do Beijernk phân lập năm 1888 và được Fred đặt tên vào năm 1989 dùng để bón cho các loại cây trồng thích hợp, kể cả họ đậu. Từ đó cho đến nay đã có nhiều công trình nghiên cứu nhằm ứng dụng và mở rộng việc sản xuất phân bón trên nền chất mang hữu cơ khác nhau.(Nhóm sinh viên, 2009)
Các kết quả từ Mỹ, Nga, Nhật, Trung Quốc, Ấn độ, …cũng cho thấy sử dụng phân compost có thể cung cấp cho đất và cây trồng từ 30 đến 60kg nitơ/ hecta đất, một năm có thể thay thế từ 1/3 đến 1/2 lượng phân bón hóa học.(Lê Chí Khanh, 1996)
Hiện nay đã có nhiều tài liệu viết về quá trình ủ compost và nhiều mô hình công nghệ ủ compost quy mô lớn được phát triển trên thế giới.
- Tại Việt Nam
Ở Việt Nam, phân compost cố định đạm cho cây họ đậu ntragin, phân compost phân giải lân phosphobacterin đã được nghiên cứu từ năm 1960.Nhưng tới năm 1987 trong chương trình 52D - 01- 03 thì quy trình sản xuất Nitragin trên nền chất mang than bùn mới hoàn thiện.
Từ năm 1991, 10 đơn vị trong toàn quốc đã nghiên cứu phân compost cố định đạm. Ngoài nitragin cho cây họ đậu đỗ còn có mở rộng cho cây lúa và các cây họ đậu khác. Hai đơn vị dẫn đầu trong công tác nghiên cứu và ứng dụng phân compost là: Viện Công nghệ Sing học (Trung tâm khoa học tự nhiên và công nghệ Quốc gia) và Viện Khoa học Kỹ thuật nông nghiệp Việt Nam (Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn).
*. Quy trình kĩ thuật cơ bản.
Hình 2.12: Quy trình kĩ thuật ủ vi sinh xử lý rác thải sinh hoạt.
*. Một số mô hình ủ.
- Trên thế giới:
Mô hình thùng phân xoay:
Bao gồm loại cho gia đình ở đô thị có diện tích đất trống hạn chế và loại cho gia đình có diện tích đất rộng.
(Nguồn: compostbins)
Hình 2.13: Mô hình thùng quay ủ rác hữu cơ.
Ưu, nhược điểm của phương pháp:
Ưu điểm Nhược điểm
Thiết kế đơn giản phù hợp với từng đặc điểm gia đình, dễ di chuyển, hiệu quả xử lý tốt.
chi phí đầu tư ban đầu cao.
tiết kiệm chi phí, sẽ tốn công hơn.
(Nguồn: compostbins)
Hình 2.14: mô hình thùng quay tự thiết kế.
Mô hình thùng ủ Compost.
(Nguồn: nccommunitygardens)
Hình 2.15: Mô hình thùng ngang ủ rác đặt ngoài vườn.
Mô hình gồm nhiều ô chứa, số lượng ô chứa tùy thuộc vào diện tích bỏ trống, Lượng rác phát sinh hằng ngày của hộ gia đình.
Ưu, nhược điểm của mô hình:
Ưu điểm Nhược điểm
Có thể xử lý rác liên tục nhờ có hệ thống các ô chứa; thiết kế dễ làm; hoạt động tốt thoáng khí , nếu có phát sinh nước rỉ sẽ thấm luôn xuống đất.
Dễ bị ảnh hưởng bởi điều kiện thời tiết mưa, nắng cần duy trì độ ẩm, nhiệt độ thích hợp cho ô ủ. Chỉ phù hợp với những gia đình có vườn.
- Tại Việt Nam:
Mô hình xử lý bằng thùng phi nhựa:
Người dân cần chuẩn bị 1 thùng phi 200 lít , xung quanh đục các lỗ nhỏ đường kính 1,5 cm, bên dưới có một cánh cửa diện tích khoảng 20cm2. Rác thải sinh hoạt hữu cơ hàng ngày sẽ đổ vào thùng khoảng 30 – 50 cm thì tưới 0,5 – 1 lit chế phẩm sinh học đã pha chế.
(Nguồn: baohungyen.vn)
Hình 2.16: Phân loại xử lý rác thải tại hộ gia đình
Ưu, nhược điểm của mô hình:
Ưu điểm Nhược điểm
Chi phí đầu tư ít, thiết kế đơn giản,
bền, tiện di chuyển, tiết kiệm diện tích. Xử lý rác hiệu quả.
Thiết kế thủ công nên hơi mất mỹ quan. Mất công để đào hố. Sẽ phát
mùi trong 1 -2 ngày đầu.
Mô hình hố rác di động:
Đào hố rác sâu khoảng 1m, đặt nắp rác di động lên, cho những loại rác thải dễ phân hủy vào đó, đến khi hố rác đầy sẽ di chuyển nắp rác đi nơi khác và lấp đất lại. Sau một thời gian, rác thải sẽ phân hủy thành phân hữu cơ, chúng ta bố trí trồng một loại cây ăn trái nào đó, đúng vào vị trí hố rác, cây sẽ phát triển rất tốt.
(Nguồn: Báo Đất Mũi)
Hình 2.17: Hố rác đi động tại các hộ dân
Ưu nhược điểm của mô hình:
Ưu điểm Nhược điểm
Chi phí đầu tư ít, đơn giản, bền, tiện di chuyển,
Diện tích thiết kế cũng như số thùng phải phụ
tiết kiệm diện tích. Xử lý
rác hiệu quả.
với gia đình có đất vườn. Thiết kế thủ công nên hơi mất mỹ quan. Mất công để đào hố.
Mô hình xây bể ủ xử lý rác tại hộ gia đình.
(Nguồn: tuoitrehanhdongxanh)
Hình 2.18: Hệ thống 2 hố xử lý rác tại một gia đình.
Mô hình gồm 2 bể ủ và hệ thống thu nước rỉ rác. Thiết kế 2 bể nhằm thay thế khi rác ở bể kia đã đầy.
Ưu và nhược điểm của các mô hình:
Ưu điểm Nhược điểm
Chi phí đầu tư ít,
thiết kế đơn giản, bền.
Tốn diện tích, phụ thuộc vào đặc điểm của mỗi hộ
PHẦN III
ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Đối tượng nghiên cứu
- Rác thải sinh hoạt hữu cơ phát sinh từ hộ gia đình. 3.2. Phạm vi nghiên cứu
- Địa bàn xã Văn Phú – Thường Tín – Hà Nội - Thời gian từ 1/1/2014 đến 30/4/2014
3.3. Nội dung nghiên cứu
Để đáp ứng được mục tiên của đề tài tôi tiến hành nghiên cứu các nội dung sau:
- Điều kiện tự nhiên kinh tế - xã hội của xã Văn Phú – Thường Tín – Hà Nội.
- Thực trạng phát sinh và xử lý thải sinh hoạt trên địa bàn nghiên cứu và dự báo trong tương lai.
- Các thuận lợi và khó khăn khi áp dụng khi áp dụng các mô hình xử lý rác thải sinh hoạt hưu cơ qui mô hộ gia đình.
- Các giải pháp đề xuất nhằm góp phần nâng cao hiệu quả quản lý, xử lý RTSH hữu cơ qui mô hộ góp phần tận dụng tài nguyên và bảo vệ môi trường.
3.4. Phương pháp nghiên cứu
3.4.1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp:
Thu thập số liệu thứ cấp từ các công trình nghiên cứu, các báo cáo, bài báo khoa học và các số liệu thống kê sẵn có liên quan tới đề tài, bao gồm:
+ Các thông tin về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội trên địa bàn xã. + Số liệu thống kê về lượng rác thải phát sinh trên địa bàn xã.
+ Tham khảo sách, báo, các báo cáo, đề tài, internet,… đã được công bố.
* Điều tra hộ gia đình bằng bảng hỏi
Quá trình điều tra hộ gia đình bằng bảng hỏi được tiến hành qua 2 giai đoạn:
- Giai đoạn 1: Từ ngày 1/3 - 28/3/2014, tiến hành điều tra 40 hộ (40 phiếu) trên địa bàn nghiên cứu nhằm thu thập thông tin về phát sinh rác thải sinh hoạt, hiện trạng ô nhiễm rác thải rắn. Số liệu điều tra gồm: số lượng, thành phần rác thải sinh hoạt, biện pháp quản lý, thu gom rác thải sinh hoạt.
- Giai đoạn 2: Từ ngày 29/3 – 31/3/2014, tiến hành điều tra các hộ đã có biện pháp áp dụng từ trước (5 phiếu) và đang áp dụng thí điểm các mô hình (2 phiếu) xử lý RTSH qui mô nhỏ nhằm thu thập các thông tin liên quan đến mô hình như: thuận lợi, khó khăn khi áp dụng, khả năng đáp ứng của mô