Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
4.1. Kết quả ủ phân hữu cơ
4.1.1. Xác định thời phân đã gian hoai và những biểu hiện của các NT trong thời gian ủ phân.
Sau thời gian 5 ngày quan sát quá trình ủ phân, các mẻ ủ ở nghiệm thức thứ nhất (NT1) biểu hiện rất rõ rệt những đốm trắng và xám trên bề mặt của thùng ủ đó là dấu hiệu của vi sinh vật phân hủy bùn phát triển và tạo khuẩn lạc trong mẻ ủ. Ở nghiệm thức thứ hai (NT2) biểu hiện khuẩn lạc trên bề mặt thùng ủ là rất ít và xuất hiện ở những ngày thứ 7 và thứ 8.
Hình 4.1. Biểu hiện của VSV trên bề mặt NT1
Hình 4.2. Biểu hiện VSV trên bề mặt NT2
Khóa luận tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật Môi trường
GVHD: Ths. Trần Thị Hồng Ngọc 22
SVTH: Võ Thị Lành – DMT072020
Trong tuần đầu nạp phân vào hầm ủ thường có mùi hôi khó chịu xuất hiện ở cả 2 NT. Qua tuần thứ 2 chúng tôi nhận thấy mùi hôi giảm dần ở các mẻ ủ của NT1 vì trong quá trình ủ có sử dụng chế phẩm sinh học nên mùi hôi giảm hơn so với NT2 (không sử dụng chế phẩm sinh học).
Kết quả ở các mẻ ủ của NT1 chúng tôi nhận thấy 16 ngày NT1 đã hoai.
Phân có màu đen đậm và tơi xốp, mùi hôi không còn nữa. Tuy nhiên, chúng tôi vẫn giữ nguyên các mẻ ủ ở NT1 và theo dõi các thông số nhiệt độ cho đến khi nghiệm thức 2 đã hoai. Các mẻ ủ ở NT2 tới ngày thứ 21 nhận thấy mùi hôi không còn, phân có màu nâu đậm, cầm chặt phân vào tay nhận thấy phân không được tơi xốp bằng NT1.
4.1.2. Nhiệt độ
Nhiệt độ được tạo ra từ quá trình phân hủy bùn là sản phẩm phụ của sự phân hủy các hợp chất hữu cơ bởi các vi sinh vật. Nó phụ thuộc vào lượng nhiệt tạo ra bởi các vi sinh vật, kích thước hầm ủ, môi trường, độ ẩm của không khí cũng là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ của hầm ủ.
Hình 4.3 cho thấy, nhiệt độ ở cả 2 NT không chênh lệch lớn và biến thiên từ lúc bắt đầu đến khi kết thúc thí nghiệm là 260C – 36,80C.
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Sự biến thiên nhiệt độ trung bình
NT1 NT2
Số ngày ủ
Hình 4.3. Sự biến thiên nhiệt độ trung bình theo thời gian của 2 NT.
0C
Khóa luận tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật Môi trường
GVHD: Ths. Trần Thị Hồng Ngọc 23
SVTH: Võ Thị Lành – DMT072020
Từ ngày thứ 1 đến ngày thứ 5 nhiệt độ ở NT1 không tăng trong khoảng 260C-290C, còn ở NT2 nhiệt độ cũng không tăng trong khoảng 7 ngày và dao động trong khoảng 260C-29,20C. Nghĩa là ở 2 NT không có sự chênh lệch nhiệt độ trong tuần đầu của thí nghiệm. Đây là giai đoạn thích nghi và là thời gian cần thiết để vi sinh vật tạo khuẩn lạc trong mẻ ủ.
Từ ngày thứ 5 đến ngày thứ 10 ở NT1 nhiệt độ tăng lên rất cao dao động trong khoảng 29 – 38,60C. Còn ở NT2 từ ngày thứ 8 đến ngày thứ 13 nhiệt độ có tăng hơn so với những ngày trước đó nhưng không cao hơn so với NT1 và dao động trong khoảng 31,2- 34,80C. Đây là giai đoạn tăng trưởng, ở giai đoạn này nhiệt độ tăng lên do nhiệt của các quá trình sinh học xảy ra. Giai đoạn này chúng tôi nhận thấy bùn trong các mẻ ủ ở cả hai NT ổn định.
Từ ngày thứ 10 đến ngày thứ 16 nhiệt độ ở NT1 giảm xuống và ổn định cho đến ngày thứ 21. Còn ở NT2 nhiệt độ giảm từ ngày thứ 14 cho đến khi kết thúc thí nghiệm là 3 tuần và gần bằng với nhiệt độ môi trường bên ngoài khoảng 28-300C.
Bảng 4.1. Kết quả kiểm định T- Test giá trị nhiệt độ trung bình của các NT
STT Nghiệm thức Giá trị (0C)
1 NT1 31,21 3,70
2 NT2 30,55 2,38
3 Sig = 0,207
Nhiệt độ trung bình ở NT1 trong suốt giai đoạn ủ là 31,210C cao hơn NT2 (30,550C). Sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai nghiệm thức NT1 và NT2 là 0,660C. Tuy nhiên, kiểm định thống kê T – Test giữa hai NT kết quả cho thấy không có sự khác nhau giữa hai giá trị nhiệt độ trung bình và trị số sig = 0,207 (tương ứng với thống kê là t = 1,305) là rất lớn (>0,05) chỉ ra rằng là một sự khác biệt về nhiệt độ của 2 NT ở mức độ tin cậy 95%.
Khóa luận tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật Môi trường
GVHD: Ths. Trần Thị Hồng Ngọc 24
SVTH: Võ Thị Lành – DMT072020 4.1.3. Ẩm độ
Độ ẩm là yếu tố rất cần thiết cho quá trình ủ phân. Nó ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật. Nếu độ ẩm nhỏ quá hay cao quá đều ức chế và kìm hãm sự hoạt động của các vi sinh vật.
tuần 1 tuần 2 tuần 3
64 64
41 38.6 55
45
0 10 20 30 40 50 60 70
Sự thay đổi độ ẩm
NT 1 NT 2
Hình 4.4. So sánh độ ẩm trong 3 tuần quan sát
Hình 4.4 cho thấy độ ẩm trung bình ở NT1 luôn cao hơn so với NT2 ở 3 tuần quan sát. Và ở 2 NT độ ẩm đều giảm dần theo thời gian ủ phân. Ở tuần thứ 1 độ ẩm của 2 NT là như nhau 64%, tuần thứ 2 độ ẩm trung bình của NT1 là 55% cao hơn NT2 (45%). Tuần thứ 3 độ ẩm NT1 giảm xuống so với tuần thứ 2 và đạt giá trị là 41% nhưng vẫn cao hơn so với NT2 38,6%. Nguyên nhân độ ẩm giảm là do lúc đầu nạp vào lượng lớn bùn ủ có chứa lượng nước cao nhưng khoảng thời gian sau ủ phân thì lượng bùn đó phân hủy và lượng nước bóc hơi ra bên ngoài nên độ ẩm cũng giảm ở cuối giai đoạn thí nghiệm.
Tuy nhiên, để xem độ ẩm trung bình của 2 NT có sự chênh lệch có ý nghĩa thống kê hay không chúng tôi dùng phép thử T – Test để kiểm định độ ẩm của 2 NT, kết quả cho ta thấy độ ẩm trung bình của NT1 là 54% và NT2 là
%
Khóa luận tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật Môi trường
GVHD: Ths. Trần Thị Hồng Ngọc 25
SVTH: Võ Thị Lành – DMT072020
49,2%. Sự chênh lệch giữa NT1 và NT2 là 4,8% với trị số sig = 0,206 (tương ứng với thống kê t = 1,84) là lớn (> 0,05) chỉ ra rằng không có sự khác nhau về độ ẩm của 2 NT ở mức độ tin cậy 95%.
Bảng 4.2. Kết quả kiểm định T- Test của độ ẩm trung bình của các NT
STT Nghiệm thức Giá trị (%)
1 NT1 54,00 12,52
2 NT2 49,20 13,21
3 Sig = 0,206
4.1.4. Sự biến thiên pH trong quá trình ủ phân
Sự biến thiên pH
0 1 2 3 4 5 6 7 8
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21
NT 1NT 2
Hình 4.5. Sự biến thiên pH của các NT
pH cũng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình ủ phân. Giá trị pH trung bình ở cả hai nghiệm thức không cao, ở NT1 pH 6,76 và NT2 là 6,0.
Nhìn chung giá trị pH từ ngày tứ nhất đến ngày thứ 13 tăng giảm không đồng đều và từ ngày thứ 13 trở đi pH có xu hướng giảm ở cả 2 NT do trong quá rình
Số ngày đo pH
Khóa luận tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật Môi trường
GVHD: Ths. Trần Thị Hồng Ngọc 26
SVTH: Võ Thị Lành – DMT072020
ủ phân diễn ra quá trình lên men tạo thành các axit hữu cơ làm cho giá trị pH của các NT giảm xuống. Đồng thời trong mẻ ủ cũng diễn ra quá trình sinh khí mêtan. Lúc này các vi khuẩn sinh khí metan sẽ trung hòa các acid dư làm cho pH tăng trở lại. Do đó ta nhận thấy rằng cả hai đường cong trong hình 4.5 có lúc tăng lúc giảm do các phương trình phản ứng sau đây:
CxHyOz → các axit hữu cơ, CO2, H2.
Phương trình phản ứng hình thành khí metan:
4HCOOH → CH4 + 3CO2 + 3H2O CH3COOH → CH4 + H2O
Bảng 4.3. Kết quả kiểm định T- Test giá trị trung bình pH
STT Nghiệm thức Giá trị
1 NT1 6,76 0,42
2 NT2 6,00 0,38
3 Sig = 0,00
Giá trị pH trung bình NT1 là 6,76 còn NT2 thì đạt 6,0. Dùng phép thử T – Test kiểm định giá trị pH ở hai NT cho thấy sự chênh lệch giữa NT1 và NT2 là 0,76. Ở một mức tin cậy 95% và trị số sig = 0,00 (tương ứng với thống kê là t = 7,73) là rất nhỏ (<0,05) chỉ ra rằng là có sự khác biệt rất có ý nghĩa thống kê về pH ở hai NT.
Khóa luận tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật Môi trường
GVHD: Ths. Trần Thị Hồng Ngọc 27
SVTH: Võ Thị Lành – DMT072020