Đồ án Đánh giá hiệu quả của biện pháp tăng cường sinh học trong sản xuất compost từ rác thải sinh hoạt

ình chế biến compost Thông số Giá trị Kích thước Tỷ lệ C :N Độ ẩm Mức độ xáo trộn Nhiệt độ Nhu cầu oxy không khí pH Mồi và đảo Kích thước tối ưu dao động trong khoảng 2,5 -8cm Tỷ lệ C : N tối ưu dao động trong khoảng 20 -50. Nếu tỷ lệ này thấp có thể sinh NH3, hoạt tính sinh học cũng bị cản trở khi tỷ lệ C :N thấp. Ở tỷ lệ C : N cao, Nitơ có thể là chất dinh dưỡng giới hạn. Độ ẩm có thể dao động trong khoảng 50 -60% trong quá trình làm compost, độ ẩm tối ưu 55%. Để tránh hiện tượng khô, tạo bánh, tạo kênh khí, trong quá trình làm conpost vật liệu phải được xáo trộn định kỳ. Chu kỳ xáo trộn tuỳ thuộc vào dạng ủ trong quá trình thực hiện. Nhiệt độ duy trì trong khoảng 50 -550C trong một vài ngày đầu và 55 -600 trong những ngày sau đó. Nếu nhiệt độ vượt quá 600 C hoạt tính sẽ giảm. Trong tất cả các bộ phận quá trình ủ phân vi sinh compost thì không khí với lượng oxy giữ mức thấp nhất là 5% lượng oxy ban đầu . Để đạt quá trình phân huỷ hiếu khí tối ưu, pH dao động trong khoảng 7 -7,5. để hạn chế sự thất thoát nitơ dưới dạng NH3, pH không được phép vượt quá 8,5 Phân huỷ có thể giảm xuống nhờ thêm mồi vào rác thải (khoảng 1-5% trọng lượng). Bùn cống rãnh là rất tốt từ khâu chuẩn bị rác đưa vào ủ. CHẤT LƯỢNG COMPOST Chất lượng compost được đánh giá dựa trên 4 yếu tố sau : - Mức độ lẫn tạp chất (thuỷ tinh, plastic, đá, kim loại nặng, chất thải hoá học, thuốc trừ sâu). - Nồng độ các chất dinh dưỡng (dinh dưỡng đa lượng như N, P, K; dinh dưỡng trung lượng Ca, Mg, S; dinh dưỡng vi lượng Fe, Zn, Cu, Mn, Mo,Co, Bo). - Mật độ VSV gây bệnh (thấp ở mức không ảnh hưởng đến cây trồng). - Độ ổn định (độ chín hoại của phân) và hàm lượng chất hữu cơ. TÍNH CẦN THIẾT CỦA COMPOST Cải thiện cơ cấu đất : phân hữu cơ vi sinh khi bón vào đất sẽ làm cho nơi có đất sét, đất bạc màu, đất quánh được rã ra và khi gặp lại đất cát lại làm cho đất cát rời dính lại với nhau, giúp đất thông khí dễ dàng. Quân bình độ pH trong đất : phân hữu cơ vi sinh cung ứng đầy đủ các chất hữu cơ để chống lại sự thay đổi pH. Tạo ra sự màu mỡ trong đất : phân hữu cơ vi sinh chứa nitơ, photpho, lân, magiê, lưu huỳnh nhưng đặc biệt là các chất được hấp thụ vào đất những gì đã mất đi. Duy trì độ ẩm cho đất : các chất hữu cơ trong phân khi hoà tan vào đất sẽ trở thành một miếng xốp hút nước rồi luân chuyển nước vào trong đất nuôi cây. Nếu đất thiếu chất hữu cơ sẽ khó thẩm thấu nước từ đó đất sẽ bị đóng màng làm nước bị ứ đọng trên mặt trên sẽ gây lụt lội, xói mòn đất. Tạo môi trường tốt cho các vi khuẩn có lợi trong đất sinh sống : phân hữu cơ vi sinh có khả năng cung cấp các chất dinh dưỡng làm cho đất tơi xốp, từ đó tạo ra môi trường sống cho các loại côn trùng và những loài vi sinh chống lại tuyến trùng làm hư rễ cây cũng như tiêu diệt các loại côn trùng phá hoại đất đai, gây bệnh cho cây trồng. Bảng 8 : Tiêu chuẩn ngành 10 TCVN 526-2002 cho phân hữu cơ VSV chế biến từ rác thải sinh hoạt của Bộ Nông Nghiệp Và Phát Triển Nông Thôn Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Mức Hiệu quả đối với cây trồng - Tốt Độ chín (hoại) cần thiết - Tốt Đường kính hạt không lớn hơn mm 4 - 5 Độ ẩm không lớn hơn % 35 pH 5 - 8 Mật độ VSV (đã tuyển chọn) không nhỏ hơn CFU/g mẫu 106 Hàm lượng C tổng số không nhỏ hơn % 13 Hàm lượng N tổng số không nhỏ hơn % 2,5 Hàm lượng K hữu hiệu không nhỏ hơn % 1,5 Mật độ Salmonella trong 25g mẫu CFU 0 Hàm lượng Pb (khối lượng khô)không lớn hơn mg/kg 250 Hàm lượng Cad (khối lượng khô)không lớn hơn mg/kg 2,5 Hàm lượng Cr (khối lượng khô)không lớn hơn mg/kg 200 Hàm lượng Cu (khối lượng khô)không lớn hơn mg/kg 200 Hàm lượng Ni (khối lượng khô)không lớn hơn mg/kg 100 Hàm lượng Zn(khối lượng khô)không lớn hơn mg/kg 700 Hàm lượng Hg (khối lượng khô)không lớn hơn mg/kg 2 Thời hạn bảo quản không ít hơn tháng 6 (Nguồn : Bộ Nông Nghiệp Và Phát Triển Nông Thôn 2002) 3.6 LỢI ÍCH VÀ HẠN CHẾ CỦA CHẾ BIẾN COMPOST Lợi Ích Của Quá Trình Làm Compost Là phương án được lựa chọn để bảo tồn nguồn nước và năng lượng. Kéo dài tuổi thọ cho các BCL. Ổn định chất thải, các quá trình sinh học xảy ra trong quá trình làm compost sẽ chuyển hoá các chất hữu cơ dễ thối rửa sang dạng ổn định, chủ yếu là các chất vô cơ ít gây ô nhiễm môi trường và thích hợp cho việc cải tạo đất và hấp phụ của cây trồng. Làm mất hoạt tính của vi sinh vật gây bệnh : nhiệt độ sinh ra trong quá trình ủ compost có thể đạt khoảng 600C. Nhiệt độ này nếu được duy trì ít nhất trong 1 ngày sẽ làm mất hoạt tính của vi khuẩn gây bệnh, virus, trứng, giun sán. Do đó, các sản phẩm của quá trình làm compost có thể an toàn khi bón cho đất, sử dụng như phân bón hoặc là chất làm chất ổn định đất. Thu hồi dinh dưỡng và cải tạo đất : các chất dinh dưỡng (N, P, K)có trong chất thải thường ở dạng phức tạp, cây trồng khó hấp thụ. Sau quá trình ủ compost các chất này được chuyển hoá thành các chất vô cơ như NO3-, PO4 3-, thích hợp cho việc hấp thụ của cây trồng. Sử dụng sản phẩm của quá trình chế biến compost để bổ sung dinh dưỡng cho đất có thể làm giảm sự thất thoát dinh dưỡng do rò rỉ vì các chất dinh dưỡng vô cơ tồn tại chủ yếu ở dạng không tan. Thêm vào đó lớp đất trồng cũng được cải tiến nên giúp rễ cây phát triển tốt hơn. Làm khô bùn : phân người và động vật chứa khoảng 80 -90% nước, do đó tốn chi phí rất nhiều trong việc thu gom, vận chuyển và tiêu huỷ. Thông qua quá trình ủ compost, nhiệt độ của chất thải sinh ra trong quá trình phân huỷ sinh học sẽ làm khô bùn và bay hơi nước chứa trong bùn. Tăng khả năng kháng bệnh cho cây trồng : đã có nhiều nghiên cứu chứng minh sự tăng khả năng kháng bệnh của cây trồng trong đất bón phân vi sinh với hàm lượng dinh dưỡng cao, dễ hấp thụ và chủng loại VSV đa dạng. Phân hữu cơ không những làm tăng năng suất cây trồng mà còn giảm thiểu bệnh cho cây trồng. So với các loại phân hoá học khác, phân compost không những giúp cây trồng hấp thụ hết các chất dinh dưỡng mà còn giúp cây phát triển tốt và có khả năng kháng bệnh cao. Hạn Chế Của Quá Trình Làm Compost Hàm lượng chất dinh dưỡng trong compost không thoả mãn yêu cầu. Do đặc tính của chất thải hữu cơ có thể thay đổi rất nhiều theo thời gian. Bản chất vật liệu làm compost thường làm cho sự phân bổ nhiệt độ trong đống phân không đều, do đó khả năng làm mất hoạt tính của VSV gây bệnh trong sản phẩm compost tạo mùi hôi, gây mất mỹ quan. Hầu hết các nhà nông vẫn thích sử dụng phân hoá học vì không đắt tiền, dễ sử dụng và tăng năng suất cây trồng một cách rõ ràng. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP Ủ COMPOST TRÊN THẾ GIỚI Phương Pháp Ủ Theo Luống Có Đảo Trộn Và Thổi Khí (windrow composting) Windrow là một luống có 3 tiết diện giao nhau, chiều dài lớn hơn chiều rộng và chiều cao. Chiều rộng thường gấp 2 lần chiều cao. Chiều cao lý tưởng cho một luống phải đủ lớn để duy trì nhiệt độ nhưng phải đủ nhỏ để cho oxy lan truyền vào giữa luống ủ. Thông thường chiều cao lý tưởng là 1,2-2,4m với chiều rộng từ 4,2-4,8m. Đảo trộn để đưa không khí từ bên ngoài vào luống ủ và duy trì sự thông khí ở mọi lúc như đã giới thiệu ở trên, kích thước luống ủ sẽ cho phép giữ nhiệt sinh ra sinh ra trong quá trình ủ và cũng cho phép không khí lan truyền vào các phần sâu trong luống. Luống ủ phải đặt trên bề mặt được làm rắn để có thể đảo trộân dễ dàng. Các đống có thể được đảo trộn với chu kỳ 1 lần/tuần. Đảo trộân nhằm để đưa các vật liệu lớp bên ngoài vào lớp bên trong luống, nơi dễ dàng bị phân huỷ. Các đống ủ có thể được đặt dưới mái che hoặc ở ngoài trời. Nếu đặt ở ngoài trời sẽ gây ra hiện tượng nước chảy tràn hoặc rò rỉ. Nước chảy tràn hoặc rò rỉ từ các khối ủ phải được thu gom lại và xử lý hoặc cho vào cùng với nguồn nguyên liệu mới cung cấp để gia tăng độ ẩm. Phương pháp này có một số ưu điểm, nhược điểm sau: Ưu điểm : Do xáo trộn thường xuyên nên chất lượng compost thu được khá đều. Vốn đầu tư và chi phí vận hành thấp vì không cần hệ thống cung cấp khí. Nhược điểm : Cần nhiều nhân công. Thời gian ủ dài (khoảng 3 -6 tháng). Do thổi khí tự động nên khó quản lý, khó kiểm soát nhiệt độ và mầm bệnh. Đảo trộn khối compost sẽ gây thất thoát nitơ và gây mùi. Quá trình ủ có thể chịu ảnh hưởng của thời tiết. Phương Pháp Ủ Dạng Đống Tĩnh Có Thổi Khí Bằng Máy Cung Cấp Khí (earated static pile) Ủ phân dạng đống tĩnh có thông khí đòi hỏi hỗn hợp ủ (nguyên vật liệu được pha trộn)phải được đặt trên hệ thống thổi khí. Các đống ủ được đặt trên một mạng lưới ống liên thông với quạt hút. Quạt này cung cấp không khí cho đống ủ, không khí có thể được cung cấp ở dạng tự do hoặc cưỡng bức. Thiết bị cung cấp không khí có thể thổi khí vào khối ủ hoặc hút khí ra ngoài, thiết bị thổi khí được kiểm soát bằng đồng hồ. Không khí lưu thông trong khối ủ sẽ cung cấp đầy đủ oxy cần thiết cho VSV phân huỷ và ngăn chặng nhiệt tạo thành trong khối ủ. Kiểm soát nhiệt độ trong khối ủ để duy trì nhiệt độ tối ưu cho VSV hoạt động. Nhiệt độ trong các phần của toàn bộ khối ủ thường đủ lớn để tiêu diệt hết các vi khuẩn gây bệnh và tiêu diệt mầm cỏ. Tuy nhiên, nhiệt độ trong đống ủ có thể không đạt như mong muốn bởi vì hệ thống ủ đống tĩnh có thông khí nhưng không được đảo trộn. Bên cạnh đó, phương pháp này cũng có một số ưu và nhược điểm như sau : Ưu điểm : Dễ kiểm soát khi vận hành hệ thống, đặc biệt là kiểm soát nhiệt độ và oxy trong khối ủ. Giảm mùi hôi và mầm bệnh. Thời gian ủ ngắn (3 – 6 tuần). Cần diện tích đất ít và có thể tiến hành ngoài trời hoặc vị trí có mái che. Nhược điểm : Hệ thống cung cấp khí có thể tắc nghẽn, do có cần phải tu sửa và bảo trì. Chi phí của phương pháp này cao hơn phương pháp thổi khí nhờ đảo trộn. 3.7.3 Phương Pháp Ủû Trong Thùng Kín (in vessel composting) Hệ thống này chứa nguồn nguyên vật liệu trong các thùng kín. Những thùng này có thể chứa một hay nhiều ngăn. Trong nhiều trường hợp nó là một thùng quay, đa số hệ thống ủ trong thùng kín là hệ thống cung cấp vật liệu liên tục. Ưu điểm : Ít chịu ảnh hưởng của điều kiện thời tiết. Kiểm soát quá trình ủ và mùi hôi tốt hơn. Thời gian ủ ngắn. Sử dụng diện tích đất ít hơn các phương pháp khác. Chất lượng compost tốt. Nhược điểm : Đòi hỏi vốn đầu tư, chi phí vận hành cao. Thiết kế phức tạp và cần trình độ cao VAI TRÒ CỦA BIỆN PHÁP TĂNG CƯỜNG SINH HỌC TRONG SẢN XUẤT COMPOST Định Nghĩa Tăng cường sinh học (bioaugmentation) là sự bổ sung vào môi trường xử lý chất thải một quần thể vi sinh vật không đặc hữu, đã được nuôi cấy trước đó ở bên ngoài. Mục Đích Mục đích của tăng cường sinh học là: -Gia tăng tốc độ xử lý nhờ sự rút ngắn thời gian sinh trưởng (do cung cấp sẵn một số lượng vi sinh vật ban đầu, số lượng này sẽ nhanh chóng phát triển). -Tạo ưu thế cạnh tranh cho quần thể vi sinh vật được lựa chọn nhằm phục vụ mục đích xử lý (do có mặt từ đầu với số lượng lớn, quần thể được đưa vào dễ chiếm số lượng áp đảo và do đó khống chế các quần thể khác có sẵn trong môi trường). -Cung cấp khả năng xử lý đối với một đối tượng xử lý đặc biệt nào đó dựa trên các vi sinh vật chuyên biệt (ví dụ các chất độc hại, không xử lý được bằng các vi sinh vật thông thường). Nói chung hiệu quả của tăng cường sinh học đựơc công nhận trong xử lý các chất ô nhiễm đặc biệt. Tuy nhiên trong thực tế sản xuất, đối với các quá trình xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ thông thường, hiệu quả của biện pháp tăng cường sinh học vẫn còn là vấn đề gây tranh luận, vì: -Trong môi trường chứa chất ô nhiễm hữu cơ thông thường, luôn luôn có sẵn một quần thể vi sinh vật, quần thể này thích nghi với môi trường đó tốt hơn các loài được nuôi cấy trong môi trường nhân tạo. Khi được tạo điều kiện thuận lợi, chúng sẽ nhanh chóng phát triển mà không cần đưa thêm quần thể khác vào từ bên ngoài. -Nếu môi trường xử lý chứa đựng nhiều yếu tố khác biệt với các yếu tố của môi trường nuôi cấy nhân tạo, ít có khả năng các quần thể được bổ sung vào có thể tồn tại và sinh trưởng tốt được, và như vậy là sự bổ sung này là kém hiệu quả. Các Giống VSV Tham Gia Vào Tăng Cường Sinh Học VSV được bổ sung từ bên ngoài vào khối ủ compost giúp tăng cường sinh học gồm các giống vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm men, nấm mốc. Nhìn chung, các giống VSV được bổ sung vào có khả năng phân huỷ các thành phần sinh học trong chất thải sinh hoạt như prôtêin, xenllulose, lignin và một số chất khác. Vi khuẩn : các giống vi khuẩn được bổ sung vào quá trình ủ compost bao gồm : Bacillus, Pseudomonas, Clostridium, Azotomonas, Bacterium, Rhizobium. Bacillus, Psendomonas : là những vi khuẩn tuỳ nghi có khả năng khử nitrat thành nitrit hoặc chuyển tiếp nitrit thành NH3 (amon hoá nitrat), hoặc N2 ( phản nitrat) theo quy trình như sau: NH2OH N2O NH3 N2 NO3- NO2- NO Bảng 9: Sự phân huỷ sinh học các thành phần hữu cơ của VSV Chất bị phân huỷ Enzim Sản phẩm phân huỷ Hiếu khí Kỵ khí Prôtein Proteinaza Amon, nitrit, nitrat Hydro sufua Axit sulfuric Rượu, axit hữu cơ Carbon dioxit Nước Axit amin, amon Hydro sufua Metan Carbon dioxit, hydro Rượu Axit hữu cơ Phenol Indol Carbon hydrat Amilaza Xenluloaza Zima Dehydrogenaza Rượu Axit hữu cơ Carbon dioxit Nước Carbon dioxit Hydro Rượu Axit hữu cơ (Nguồn : PGS.TS Lương Đức Phẩm – Xử Lý Nước Thải Bằng Phương Pháp Sinh Học) Giống Psendomonas : Có mặt hầu hết trong các loại chất thải, chúng có thể đồng hoá được mọi chất hữu cơ và được xem là vi khuẩn đầu tiên phân huỷ các chất hữu cơ trong quá trình chế biến compost Là những trực khuẩn gram (-), chuyển động do có tiên mao mọc ở một đầu. Trực khuẩn có thể là hình que thẳng hoặc hơi cong, không tạo thành bào tử và phát triển ở điều kiện hiếu khí. Tất cả Pseudomonas đều có hoạt tính amilaza và proteaza, nên có thể phân huỷ hydratcarbon, protêin, xenllulose các hợp chất hữu cơ khác và phản nitrát hoá, đồng thời lên men được nhiều loại đường và tạo máng nhầy. Hình 1 : Giống Pseudomonas Các loài sau có thể tham gia vào quá trình phân huỷ protêin gồm : Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas putreficans Giống Bacillus : Là trực khuẩn gram(+), chúng có hình que đứng riêng rẻ hoặc kết thành chuỗi hoăïc sợi, là vi khuẩn dị dưỡng Đặc điểm của giống này là sinh bào tử sống. Có thể sống trong môi trường hiếu khí hoặc kỵ khí tuỳ nghi, chúng có enzim amilaza và protoza, do đó có thể phân huỷ phân huỷ tinh bột, protêin, xenllulose). Hình 2: Giống Bacillus Các loài có thể phân giải prôtêin gồm: Bacillus mycoides, Bacillus mesentericus, Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Bacillus megaterium, Bacillus histoliticusmột số loài còn có khả năng phân giải urê như : Bacillus pasteurii, Bacillus miquelli, Bacillus amylovorum, Bacillus psichrocatericus. Giống Clostridium : Là trực khuẩn gram (+), sống kỵ khí bắt buộc, có khả năng di động nhờ tiên mao mọc khắp quanh cơ thể, tế bào dinh dưỡng hình que nhưng vì bào tử có kích thước lớn hơn chiều ngang của tế bào dinh dưỡng nên khi mang bào tử tế bào có dạng hình thoi hay hình dùi trống. Có thể phân huỷ chất hữu cơ tạo thành CH4. Trong số các vi khuẩn có khả năng phân huỷ protêin, giống Clostridium phân huỷ protêin rất mạnh, có thể chia làm 3 nhóm : Clostridium nhóm I (Clostridium butylicum) : phân huỷ trực tiếp tinh bột sinh axit axetic, chủ yếu là axit butyric. Clostridium nhóm II : phân huỷ protêin sinh ra axit azovaleric và axit axetic Clostridium nhóm III (Clostridium perfringens) : phân huỷ protêin, không phân huỷ đường, thu nhận năng lượng từ chuyển hoá các axit amin Hình 3 : Giống Clostridium Một số loài trong giống Clostridium có thể phân giải các chất hữu cơ được trình bày dưới bảng sau: Bảng10 : Một số loài Clostridium đặc trưng phân giải chất hữu cơ Chất bị phân giải Vi khuẩn Lên men butyric Phân giải protêin Phân giải xenllulose Clostridium butyricum Clostridium lactoacetophilum Clostridium pasteurianum Clostridium pectinovorum Clostridium botulinum Clostridium histolyticum Clostridium sporogenes Clostridium sticklandii Clostridium cellulosolvens (Nguồn :Nguyễn Lân Dũng- Vi sinh vật học ) Bảng11 : Các VSV sinh axit hữu cơ Tên vi khuẩn pH Nhiệt độ Sản phẩm Bacillus cereus Bacillus knolfekampi Bacillus megaterium Clostridium carnefectium Clostridium cellobinharus Clostridium dissolvens Clostridium thermocellulaseum Pseudomonas 5,2 5,2-8 5,2-7,5 5-8,5 5-8,5 5-8,5 5-8,5 - 25-35 25-35 28-35 25-37 36-38 35-51 55-65 3-42 Axetic, lactic Axetic, lactic Axetic, lactic Formic, Axetic Lactic,ethanol, CO2 Axetic, formic Axetic, formic Axetic, lactic, formic, sucxinic, etanol (Nguồn : PGS.TS Lương Đức Phẩm – Xử Lý Nước Thải Bằng Phương Pháp Sinh Học) Bacterium : có khả năng lên men kỵ khí lên men đường kỵ khí các chất hữu cơ. Hình 4 : Vi khuẩn Bacterium Azotomonas, Rhizobium : Là loại dị dưỡng hiếu khí có khả năng đồng hoá nitơ phân tử tạo thành đạm hữu cơ cho cơ thể, các VSV này gọi là sinh vật cố định đạm. Chúng có khả năng này là do trong hệ enzim của chúng có enzim nitrogenase. Ngoài Rhizobium, Azotomonas còn có xạ khuẩn Nocardia, Actynomyces cũng có enzim này. Vi khuẩn Rhizobium là trực khuẩn gram (-), có khả năng di động nhờ tiên mao, không tạo bào tử. Rhizobium sống trong đất thì hiếu khí nhưng khi sống cộng sinh trong rễ họ đậu thì sống kỵ khí. Vi khuẩn Rhizobium có thể đồng hoá được nhiều loài axit amin, pepton và nhiều nguồn carbon khác nhau (đường đơn, đường kép, axit hữu cơ, glycogen). Khả năng sử dụng các protêin phân từ là rất thấp nhưng có thể sử dụng các muối amon, nitrat và kể cả urê. Hình 5 : Giống Rhizobium Xạ khuẩn : Actinomyces, Nocardia, Streptomyces có khả năng phân huỷ protêin, xenllulose và các chất bền vững khác Xạ khuẩn Actinomyces, Nocardia cũng là loại dị dưỡng hiếu khí và có khả năng đồng hoá nitơ phân tử Hình 6 : Giống Nocardia Hình 7 : Giống Actinomyces Streptomyces là giống xạ khuẩn bậc cao, thuộc vi khuẩn gram (+), khuẩn ty khí sinh phát triển trên bề mặt mang những chuỗi dài các bào tử. Các loài có khả năng phân huỷ protêin:Streptomyces griseus, Streptomycesrimosus, Streptomyces fradiae. Hình 8 : Giống Streptomyces Nấm men : bao gồm các giống sau : Saccharomyces, Candida, Edomycopsis, Cladosporium. Các giống nấm trên có khả năng phân huỷ các chất hữu cơ như xenlulose, hemixenlulose và đặc biệt là lignin. Nấm men phân huỷ các chất hữu cơ hạn chế hơn vi khuẩn nhưng chúng có thể lên men được một số đường thành alcol, axit hữu cơ và glycerin trong điều kiện kỵ khí và phát triển tăng sinh khối trong điều kiện hiếu khí. Nấm men có cấu tạo đơn bào hình dạng thường không ổn định mà thay đổi tuỳ theo loài và điều kiện môi trường. Chẳng hạn như Saccharomyces thường có hình dạng hình trứng hoặc ovan, Candida có dạng hình tròn, Endomycopsic có dạng sợi dài nối tiếp nhau. Hình dạng các nấm men có dạng dài nối tiếp nhau tạo thành sợi gọi là khuẩn ty thật hay khuẩn ty giả. Khuẩn ty thật ở Endomycopsic (sợi thật), Candida(sợi giả). Sợi giả nối với nhau lỏng lẻo và hình thành khi thiếu oxy. Hình 9 :Giống Saccharomyces Hình 10 : Giống Candida Hình 11 : Giống Endomycopsic Nấâm mốc : Aspergillus Nấâm mốc Aspergillus thuộc cơ thể dị dưỡng Carbon nên phát triển tốt trong điều kiện hiếu khí. Có khả năng phân giải tốt các hợp chất hữu cơ cellulose, protein, kitin Các loài thuộc giống Aspergillus có khả năng phân huỷ protêin: Aspergillus oryzae, Aspergillus flavus, Aspergillus terricola, Aspergillus niger, Aspergillus saitoi, Aspergillus awamori, Aspergillus alliaceus. Hình 12 : Nấm mốc Asperillus CHƯƠNG 4 MÔ HÌNH VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT CTR TẠI CHỢ BÙI PHÁT F12, QUẬN 3, TP.HCM 4.1.1 Sơ Lược Về Phường 12, Quận 3 Quận 3 là một quận nội thành của Tp. Hồ Chí Minh, với diện tích 485,9 ha chiếm 7% diện tích nội thành. Bên cạnh sự hình thành lâu đời Quận 3 còn có địa thế là quận trung tâm thành phố nên kinh tế tương đối phát triển. Với vị trí địa lý thuận lợi, Quận 3 đã không ngừng phát triển và đa dạng hoá các hoạt động sản xuất kinh doanh. Từ đó, Quận 3 trở thành quận có tiềm năng phát triển kinh tế và là nơi giao dịch tiếp cận khoa học quốc tế. Quận 3 có các cơ sở về thương mại dịch vụ chiếm phần lớn. Các đơn vị hoạt động kinh doanh thương mại dịch vụ này không chỉ đáp ứng nhu cầu hàng hoá và dịch vụ cho mọi người mà còn góp phần kích thích công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp của quận phát triển. Quận 3 có 14 phường và 4 chợ đó là : chợ Bùi Phát, chợ Bàn Cờ, chợ Vườn Chuối, chợ Nguyễn Văn Trỗi. Trong đó, chợ có quy mô lớn nhất là chợ Bàn Cờ. Phường 12, Quận 3 là phường có địa bàn trên đường Lê Văn Sỹ, có diện tích 0,16 km2 và dân số 11.239 nguời (Niên giám thống kê 2004). Phường có 1 chợ đó là chợ Bùi Phát. Chợ có quy mô tương đối nhỏ, chỉ họp vào nửa buổi mỗi ngày. Phường 12 thuộc khu vực khí hậu Tp. Hồ Chí Minh, nằm trong vùng khí hậu cận xích đạo, trong năm có 2 mùa, mùa mưa và mùa khô tương phản tương đối rõ rệt. Nhiệt độ trung bình : 270C Nhiệt độ cao nhất : 400C Nhiệt độ thấp nhất : 250C Độ ẩm trung bình cao :78% Lượng mưa trung bình năm 1347,2mm Hướng gió chủ đạo trong mùa mưa là Tây Nam và mùa khô là hướng Đông Nam. Bảng 12: Diện tích, dân số và mật độ của các phường trên địa bàn Quận 3 Phường Diện tích (km2) Dân số(người) Mật độ(người/km2) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 0,15 0,15 0,15 0,31 0,25 0,88 0,92 0,40 0,44 0,16 0,48 0,16 0,16 0,31 16320 12487 12391 21381 16520 12081 17312 19171 21141 9872 25112 11239 8857 185641 108800 83246 82606 261290 66080 13728 18817 47927 48047 61700 52316 70243 55356 59883 Tổng cộng 4,92 222446 45212 (Nguồn : UBDS quận 3) Quy trình thu gom, vận chuyển rác tại chợ Bùi Phát Chợ Bùi Phát thuộc F12, Quận 3 Tp. Hồ Chí Minh có khối lượng rác phát sinh hàng ngày khoảng 10 tấn. Đây là một khối lượng rác không nhỏ trong tổng lượng rác phát sinh hàng ngày của Tp. Tuy nhiên, vì thành phần rác đa số có nguồn gốc hữu cơ nên có thể sử dụng để chế biến compost nhằm làm giảm lượng rác phải đem chôn và thu được sản phẩm có ích cho nông nghiệp. Lưu trữ tại nguồn Phần lớn CTR tại chợ Bùi Phát là rau quả không còn sử dụng được. Tất cả chất thải trong chợ được đổ thành đống hoặc bỏ vào các thùng đẩy tay và được công nhân vệ sinh đến quét dọn, thu gom theo đúng giờ quy định. Thùng đẩy tay thu gom rác ở chợ Bùi Phát có thể tích sử dụng là 660 lít và số thùng sử dụng tại chợ để phục vụ cho việc thu gom là 15 thùng. Hệ thống thu gom Hệ thống thu gom rác ở chợ Bùi phát theo kiểu thu gom container cố định. Hệ thống thu gom tại chợ Bùi Phát được mô tả như sau :xe thu gom là loại xe có thùng chứa sẽ đi từ trạm xe đến vị trí thu gom, lấy thùng chứa rác đổ lên xe , trả thùng rỗng về vị trí cũ rồi đi đến vị trí thu gom tiếp theo. Cứ như thế cho đến khi thùng chứa trên xe đã đầy, khi đó xe thu gom sẽ vận chuyển rác đến nơi tiếp nhận, đổ rác và vận chuyển đến vị trí lấy rác đầu tiên của tuyến thu gom tiếp theo. Khi hoàn tất thu gom rác, xe thu gom sẽ vận chuyển từ nơi tiếp nhận về trạm xe. Quy trình thu gom Rác tại chợ Bùi Phát được thu gom từ 12 giờ đến 14h30 phút mỗi ngày. Từ 12 giờ – 14 giờ 30 công nhân sẽ quét dọn và thu gom rác cho vào các thùng chứa. Từ 13giờ – 14giờ xe ép rác sẽ đến lấy rác và đem đổ nơi quy định. Do có mặt bằng rộng nên chợ Bùi Phát có đặt sẵn các thùng thu gom đẩy tay nên công tác thu gom của công nhân cũng tương đối nhẹ nhàng. Rác thu gom đầy thùng sẽ chuyển ra đầu chợ cho xe ép đến lấy. Đội thu gom gồm 2 công nhân phụ trách. Hàng ngày, vào đúng giờ quy định công nhân làm vệ sinh sẽ thu gom rác vào các thùng chứa và để nơi quy định nơi góc chợ (1 công nhân sẽ thu gom rác phát sinh do người buôn bán đổ vương vãi khắp nơi trên các sàn chợ, 1 công nhân khác sẽ thu gom và quét dọn rác thải ra trong khu vực từ các hộ dân sống gần chợ). Sau khi những công nhân này đã quét dọn và thu gom xong, xe ép sẽ đến lấy và ép rác. Trong quá trình thu gom ép rác, rác có thể rơi vãi và có xuất hiện nước rác, do đó công nhân sẽ thu gom rác rơi vãi một lần nữa và rửa sạch khu vực xe ép rác, kết thúc một ca làm việc. QUY TRÌNH NGHIÊN CỨU Quá trình nghiên cứu được tiến hành bao gồm các bước như sau : Chế tạo mô hình thí nghiệm. Chuẩn bị nguyên liệïu cho mô hình thí nghiệm. Tiến hành ủ compost. Theo dõi, phân tích các chỉ tiêu trong quá trình ủ. Nhận xét, đánh giá kết quả thu được. Rác thải sau khi thu gom từ chợ Bùi Phát về, được vận chuyển đến phòng thí nghiệm. Tại đây các thành phần khó phân hủy sinh học như bao bì nhựa được loại bỏ để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phân huỷ xảy ra thuận lợi hơn. Sau đó, rác thải đã được phân loại được cắt nhỏ bằng tay đến kích thước 1 -2 cm rồi đem trộân đều để xác định khối lượng rác đầu vào. Sau đó, lượng rác này tiếp tục được trọân đều với vật liệu phối trộn trước khi cho vào ủ. Hình 13 : Rác thải sinh hoạt sau khi phân loại Hình 14 : Rác được cắt nhỏ trước khi ủ Ngay từ lúc bắt đầu ủ compost, ghi lại tổng khối lượng nguyên liệu ban đầu cho vào mô hình , nhiệt độ khối compost trong mô hình, đo độ cao ban đầu của lượng rác có trong mô hình , lấy mẫu nguyên liệu ban đầu phân tích các chỉ tiêu : tỷ lệ C : N, pH, độ ẩm. Sau đó, mỗi ngày theo dõi tình trạng phân huỷ của rác bằng cách : Đo nhiệt độ hàng ngày của mỗi mô hình vào lúc 9h sáng và ghi lại kết quả. Nhận xét mùi từ mô hình nếu có. Đo độ sụt giảm thể tích rác trong mỗi mô hình ủ. Đảo trộn đều hàng ngày và nhận xét tình trạng tơi xốp của rác trong mỗi mô hình. Lấy mẫu phân tích hàm lượng Carbon mỗi ngày. Khi tiến hành ủ các mô hình, ngoài việc theo dõi tình trạng phân huỷ hàng ngày còn xem xét độ ẩm, kiểm tra độ ẩm, nếu thấy độ ẩm quá thấp có thể tiến hành bổ sung nước, nếu thấy độ ẩm cao tăng cường đảo trộn để làm bay hơi nước, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phân hủy. Tiến hành ủ cho đến khi quá trình phân huỷ sinh học đạt đến trạng thái ổn định, thể hiện thông qua một số dấu hiệu của sự ổn định được trình bày sau đây : Không mùi Không thu hút côn trùng Độ sụt giảm thể tích là không đổi Nhiệt độ trong mô hình ủ đã ổn định : trong giai đoạn đầu của quá trình ủ compost, nhiệt độ tăng nhanh 40 -45 0C, sau đó từ từ giảm xuống bằng nhiệt độ môi trường. Đây là dấu hiệu compost trong giai đoạn ổn định. Thử nghiệm nẩy mầm: vùi các loại hạt vào khối compost, nếu hạt nẩy mầm tốt, khối compost đã ổn định. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU Nhiệt Độ Mỗi ngày dùng nhiệt kế thủy ngân đặt vào giữa khối rác ủ và ghi nhận nhiệt độ mỗi mô hình. Độ Sụt Giảm Thể Tích Đo chiều cao mặt thoáng bên trong mô hình ủ mỗi ngày để xác định độ sụt giảm thể tích hàng ngày. Nhận xét mùi, màu sắc thay đổi hàng ngày nếu có. Đo pH Của Rác Trộn nước vào rác theo tỷ lệ rác : nước = 1:3, khuấy trộn đều và đo bằng pH kế để bàn. Xác Định Độ Ẩm Cân mẫu cần phân tích vào đĩa. Sấy mẫu ở 1050C trong khoảng 18 -24h Hút ẩm trong 1h rồi đem cân . Công thức xác định độ ẩm M(%) = Với : m1 : khối lượng rác ban đầu m2 : khối lượng rác sau sấy (m2 = m –m0) m0 : khối lượng đĩa sấy m : khối lượng điã sấy và rác cân được sau sấy Xác Định Hàm Lượng Carbon Rác sau khi phân tích độ ẩm đem nghiền nhỏ bằng cối và chày sứ (kích thước hạt nhỏ khoảng 1mm khi đã qua rây, phần còn dư để lại để phân tích hàm lượng carbon và nitơ ) Cân khối lượng mẫu đã xay vào cốc nung. Đốt ở 5500C trong 1h. Hút ẩm 1h rồi đem cân Công thức xác định hàm lượng carbon C(%) = Với : m1 : khối lượng rác đem đốt ban đầu m2 : khối lượng rác sau đốt (m2 = m –m0) m0 : khối lượng cốc m : khối lượng cốc và rác cân được sau khi đốt Xác Định Hàm Lượng Nitơ Cân 0,5g rác đã nghiền nhỏ cho vào bình phá mẫu cổ dài. Thêm 5g K2SO4, 0,3g CuSO4 và 12ml axit H2SO4 đậm đặc. Để mẫu thấm đều rồi lắc nhẹ bình nhưng không được bám trên thành bình, đậy bằng một phểu nhỏ rồi để lên bếp đun. Đun nhẹ trong 15 phút đầu sau đó đun mạnh cho đến sôi. Khi dung dịch có màu xanh nhạt thì đun thêm 15 phút nữa. Lấy ra để nguội sau đó chuyển toàn bộ dung dịch vào bình định mức 100 ml, dùng nước cất định mức lên vạch mức. Lấy 30 ml dung dịch H2SO4 0,01 N để hấp thụ NH3 bay ra, phải để ống sinh hàn của bình Kjeldahl ngập trong dung dịch này. Cho toàn bộ dung dịch trong bình định mức vào bình cầu Kjeldahl, thêm vào 48 ml NaOH 40%. Dùng đũa thuỷ tinh chấm vào dung dịch và thử trên giấy quỳ xem môi trường trong dung dịch là bazơ chưa, nếu chưa phải thêm lần lượt 5 ml cho đến khi môi trường trong bình cầu là bazơ. Sau đó, lắp nhanh vào bình Kjeldahl. Đun dung dịch trong khoảng 30 phút, nhấc ống sinh hàn kiểm tra xem còn NH3 bay ra không bằng giấy quỳ, nếu còn phải tiếp tục đun để loại bỏ hết NH3 bay ra. Lấy dung dịch H2SO4 đã hấp thụ NH3 cho vào 2 giọt phenolphtalêin. Dùng dung dịch NaOH 0,02 N chuẩn độ đến khi dung dịch chuyển sang màu hồng nhạt bền thì dừng. Công thức tính hàm lượng Nitơ : N(%)= Trong đó : V1 : số ml dùng để chuẩn độ mẫu trắng. V2 : số ml dùng để chuẩn độ mẫu thật. N : nồng độ đương lương của dung dịch NaOH sử dụng. a : khối lượng rác đã xay nhỏ lấy phân tích. MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU Sử dụng 4 thùng nhựa PVC có chiều cao 36 cm, đường kính 30 cm, khoan lỗ đều xung quanh thùng ủ với kích thước lỗ khoan là 1cm để dễ dàng cho việc thông khí khi ủ. Hình 15 : Thùng ủ trong mô hình nghiên cứu Hình 16 : Cấu tạo bên trong thùng ủ 4.4.1 Thí Nghiệm 1 Nguyên liệu cho vào mỗi thùng ủ có thành phần và khối lượng như sau : Nguyên liệu Thùng 1 Thùng 2 Thùng 3 Thùng 4 Khối lượng rác (kg) 3,5 3,5 3,5 3,5 Lượng chất hút ẩm(kg) 2 2 2 2 Sản phẩm compost (kg) 1 1 1 1 Chế phẩm vi sinh(g) 0 0,5 1 1,5 Chất hút ẩm được sử dụng trong mô hình thí nghiệm là một hỗn hợp gồm các thành phần sau : Bùn septic Bánh dầu (được lấy từ các váng dầu thải của nhà máy dầu Tường An) (tỷ lệ giữa bùn septic :bánh dầu trong khoảng 3 : 1) Tuỷ mía (chiếm 30% thành phần) Phân chuồng Chế phẩm vi sinh được sử dụng có tên thương mại là EMUNIX. Theo nhà cung cấp, chế phẩm này bao gồm các giống VSV sau : Vi khuẩn : Bacillus, Clostridium, Azotomonas, Pseudomonas, Bacterium, Rhizobium, Aspergillus. Xạ khuẩn : Actinomyces, Nocardia, Streptomyces Nấm men : Saccharomyces, Candida, Endomycopsis, Cladosporium Nấm mốc : Aspergillus Thông số rác đầu vào ở thí nghiệm 1 được trình bày trong bảng sau : Tính chất rác Thông số pH 5,9 Chiều cao rác 22 cm Độ ẩm 85,49% Hàm lượng carbon 75,28% Hàm lượng nitơ 0,2184% 4.4.2 Thí nghiệm 2 Trong mô hình thí nghiệm lần 2 tiến hành với nguyên liệu và khối lượng như thí nghiệm 1 nhưng nguyên liệu được điều chỉnh pH bằng dung dịch NaOH. Bên cạnh đó, ngoài theo dõi sự biến thiên của nhiệt độ trong quá trình ủ, còn theo dõi sự biến thiên hàm lượng carbon để có thêm những kết quả nhằm đánh giá hiệu quả của tăng cường sinh học một cách đầy đủ và rõ ràng hơn. Thông số của rác đầu vào ở thí nghiệm lần 2 : Tính chất rác Thông số pH 6,62 Chiều cao rác 22 cm Độ ẩm 87,62% Hàm lượng carbon 82,5% Hàm lượng nitơ 0,347% Chương 5 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THÍ NGHIỆM 1 Khi tiến hành mô hình thí nghiệm ủ compost cho đến khi hoàn tất, dựa trên quy trình sản xuất thực tế, thời gian dự kiến để thu được sản phẩm phân compost ổn định là 15 ngày. Nhưng qua theo dõi tiến trình ủ, nhận xét thấy khi rác phân huỷ hết và compost đã ổn định chỉ mất thời gian trong vòng 8 ngày, điều này thể hiện qua sự ổn định của nhiệt độ. Do đó, có thể nhận thấy hiệu quả của biện pháp tăng cường sinh học là đáng kể. Kết quả theo dõi thí nghiệm như sau : Nhiệt Độ Đây là một yếu tố quan trọng, nó ảnh hưởng đến các hoạt động của VSV trong quá trình ủ compost và cũng là yếu tố cần phải được quan tâm và kiểm soát trong suốt quá trình ủ để tạo điều kiện tối ưu cho VSV hoạt động và phân huỷ tốt. Nhiệt độ được trình bày trong đồ thị 2 dưới đây là kết quả của quá trình theo dõi nhiệt độ từ các thùng ủ được đo vào lúc 9 giờ sáng mỗi ngày. Bảng 13 : Kết quả theo dõi nhiệt độ các mô hình thí nghiệm lần 1 Ngày Nhiệt độ (0C) Thùng 1 Thùng 2 Thùng 3 Thùng 4 1 28 28 28 28 2 39 40 42 45 3 38 39 40 43 4 35 37 39 40 5 32 35 36 35 6 31 32 34 32 7 28 31 32 31 8 27 28 28 29 9 27 27 28 28 10 27 27 28 28 20 25 30 35 40 45 50 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Ngày Nhiệt độ thùng 1 thùng 2 thùng 3 thùng 4 Đồ thị 2 : Biến thiên nhiệt độ trong quá trình ủ lần 1 Từ đồ thị ta có nhận xét như sau : Kết quả theo dõi sự biến thiên nhiệt độ cho thấy cả 4 mô hình ủ đều có sự thay đổi nhiệt độ tương đương nhau nhưng nhiệt độ cao nhất trong mô hình ủ là 450C và ở mô hình có khối lượng chế phẩm sinh học nhiều nhất (thùng 4). Nhiệt độ tăng cao trong bốn ngày đầu và giảm dần cho đến khi bằng nhiệt độ môi trường. Ở mô hình thùng 1 nhiệt độ chỉ đạt giá trị nhiệt độ cao nhất là 390C, điều này có thể cho thấy được rằng nếu không có sự bổ sung quần thể sinh vật bên ngoài thì quần thể sinh vật hiện có trong chất thải có thể không đủ điều kiện tối ưu để phát triển và sự phân huỷ sinh học diễn ra với cường độ thấp hơn. Bên cạnh đó, sở dĩ nhiệt độ không đạt đến mức tối ưu là 55-600C là do khối lượng rác cho vào mỗi mô hình ủ quá ít và do đó sự tổn thất nhiệt là quá lớn (theo các tài liệu kỹ thuật, để đạt được nhiệt độ 55-600C, khối lượng rác cho vào ủ tối thiểu là 1m3). Tuy nhiên, kết quả theo dõi nhiệt độ cho thấy việc sử dụng chế phẩm sinh học trong chế biến compost sẽ giúp gia tăng cường độ phân huỷ sinh học. Mùi Trong 4 ngày đầu, ở các mô hình thùng ủ không thấy xuất hiện mùi hôi. Nhưng sang ngày thứ 5, nhận thấy độ ẩm quá thấp nên có bổ sung nước và tăng cường đảo trộn đều 2 lần/ngày. Sau khi bổ sung nước nhận thấy mô hình thùng 1 và 2 xuất hiện nước rỉ rác kèm theo mùi hôi, trong đó mô hình thùng 1 nước rỉ và mùi hôi nồng hơn các mô hình khác. Ở mô hình thùng ủ 3 và 4 không thấy nước rỉ và không thấy xuất hiện mùi hôi. Như vậy, khi bổ sung nước có thể sự có mặt của quá nhiều nước giữa các hạt compost đã làm cản trở sự vận chuyển oxy, do đó môi trường từ trạng thái hiếu khí chuyển sang kỵ khí một phần, gây ra mùi hôi và xuất hiện nước rỉ. Bên cạnh đó, mô hình thùng ủ 3 và 4 có mặt của chế phẩm sinh học nên quần thể sinh vật phong phú hơn và sự phân huỷ tốt hơn mô hình thùng 1 và 2. Còn mô hình thùng 1 và 2 do quần thể sinh vật không phong phú để phát triển đến mức tối ưu dẫn đến những sự cố như trên. Độ sụt giảm thể tích rác Nhìn chung độ sụt giảm thể tích trong 4 mô hình thùng ủ là tương đương nhau và không đáng kể, sau 4 ngày chiều cao nguyên liệu trong các mô hình ủ giảm còn 13 cm. Như vậy thể tích khối ủ giảm nhanh trong 4 ngày đầu vì trong giai đoạn này xảy ra hiện tượng thoát hơi nước, giảm độ ẩm và chất thải rắn hữu cơ bị VSV phân huỷ. Tuy nhiên sau 8 ngày nguyên liệu trong mô hình ủ 3, 4 tơi xốp và mềm hơn mô hình thùng 1, và không còn nhận thấy nguyên liệu ban đầu cho vào. Sau 15 ngày phân huỷ, khối lượng phân compost cân lại ở mỗi thùng ủ như sau: Thùng 1: 4,6 kg Thùng 2: 4,5 kg Thùng 3: 4,2 kg Thùng 4: 4,1 kg Khối lượng phân compost còn lại sau 15 ngày ủ cho thấy tốc độ phân hủy đạt cao nhất ở thùng 4 (sử dụng chế phẩm sinh học nhiều nhất) và thấp nhất ở thùng 1 (không có sử dụng chế phẩm sinh học). Mức độ suy giảm khối lượng rác so với ban đầu là 23% ở thùng 1 và 32% ở thùng 4. Điều này cho thấy sử dụng chế phẩm sinh học có thể tăng tốc độ phân hủy compost đến khoảng 39% so với không sử dụng chế phẩm sinh học. THÍ NGHIỆM 2 Sau khi tiến hành thí nghiệm cho mẻ rác đầu, có xảy ra những sự cố về mùi hôi, xuất hiện nước rỉ. Điều này chứng tỏ khi vận hành mô hình do điều kiện độ ẩm quá cao nên một phần khối compost đã chuyển sang trạng thái kỵ khí, làm giảm tốc độ phân hủy. Mặt khác, để xem xét giá trị của pH có ảnh hưởng hay không đến quá trình chế biến compost vì giá trị pH có thể ảnh hưởng đến hoạt động của VSV nên thí nghiệm 2 sẽ điều chỉnh pH, bên cạnh đó ngoài theo dõi sự biến thiên nhiệt độ còn theo dõi sự thay đổi hàm lượng carbon trong mỗi mô hình thùng ủ. Nhiệt độ Nhiệt độ trong các mô hình ở thí nghiệm 2 cũng chỉ đạt cao nhất là 440C (thùng 4) và nhiệt độ đạt giá trị cao ở các mô hình có bổ sung chế phẩm sinh học. Tuy nhiên, nhiệt độ chỉ cao trong 4 ngày đầu và dần hạ thấp đến khi bằng nhiệt độ môi trường, sở dĩ nhiệt độ không duy trì ở mức cao là do khối lượng nguyên liệu cho vào ủ ít và mặt thoáng rộng, do đó quá trình giữ nhiệt không được lâu. Nhưng mô hình thùng 4 với sự bổ sung chế phẩm sinh học nhiều nhất vẫn đạt nhiệt độ cao nhất điều này cho thấy sự phân huỷ sẽ xảy ra tốt nhất nếu có sự tăng cường sinh học. Bảng14 : Kết quả theo dõi nhiệt độ các mô hình thí nghiệm lần 2 Ngày Nhiệt độ (0C) Thùng 1 Thùng 2 Thùng 3 Thùng 4 1 28 28 28 28 2 40 41 43 44 3 38 39 40 41 4 34 38 39 39 5 31 36 37 38 6 30 34 35 36 7 29 32 33 34 8 28 29 30 31 9 28 28 29 28 10 28 28 28 28 20 25 30 35 40 45 50 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ngày Nhiệt độ thùng 1 thùng 2 thùng 3 thùng 4 Đồ thị 3 : Biến thiên nhiệt độ trong quá trình ủ lần 2 Mùi Trong thí nghiệm lần 2, với nguyên liệu và điều kiện thí nghiệm đảo trộân như nhau nhưng ở tất cả các mô hình đều không thấy xuất hiện mùi hôi. Điều này có thể giải thích rằng mô hình đã đạt hiếu khí và VSV phân huỷ tốt. Sự phân huỷ trong mỗi mô hình thùng ủ được theo dõi và biểu diễn trong bảng sau : Bảng 15 : Theo dõi quá trình phân huỷ trong các mô hình thùng ủ Ngày Thùng 1 Thùng 2 Thùng 3 Thùng 4 2 Có sự bốc hơi nước nhưng không có nấm mốc xuất hiện trên bề mặt Có bốc hơi nước và nấm mốc xuất hiện một vài chỗ Có bốc hơi nước và nấm mốc xuất hiện đều trên bề mặt Có bốc hơi nước và nấm mốc xuất hiện đều và dày trên bề mặt 3 Nấm mốc chưa thấy trên bề mặt khối ủ, không mùi hôi và không xuất hiện nước rỉ Không mùi hôi và không xuất hiện nước rỉ Không mùi hôi và không xuất hiện nước rỉ Không mùi hôi và không xuất hiện nước rỉ 4 Nấm xuất hiện một vài chỗ, không mùi và nước rỉ, không thu hút các loài côn trùng Không mùi hôi và không xuất hiện nước rỉ, không thu hút côn trùng Không mùi hôi và không xuất hiện nước rỉ, không thu hút côn trùng Không mùi hôi và không xuất hiện nước rỉ, không thu hút côn trùng, có sự sụt giảm thể tích rõ 5 Không mùi hôi, không xuất hiện nước rỉ nhưng sụt giảm thể tích ít, chiều cao nguyên liệu còn 19 cm và thành phần nguyên liệu ủ không tơi xốp, còn nhìn thấy nguyên liệu rác ban đầu. Không mùi hôi và không xuất hiện nước rỉ, không thu hút côn trùng. Có sụt giảm thể tích , vật liệu mềm, tơi xốp, không còn thấy rác đem ủ ban đầu, không mùi hôi và nước rỉ rác, không thu hút côn trùng Vật liệu tơi xốp, mềm hơn và có sự sụt giảm thể tích, chiều cao nguyên liệu ban đầu chỉ còn 15 cm. không mùi hôi và nước rỉ, không thu hút côn trùng. 6 Không mùi, xuất hiện nước rỉ nhưng rất ít Không mùi hôi và không xuất hiện nước rỉ, không thu hút côn trùng. Không mùi hôi, nước rỉ, hkông thu hút côn trùng, vật liệu phân huỷ tốt. Không mùi hôi, nước rỉ, hkông thu hút côn trùng, vật liệu phân huỷ tốt. I Hàm lượng Carbon Carbon là nguyên tố sẽ bị suy giảm trong khối lượng compost trong quá trình phân hủy sinh học do sự tạo thành và bay hơi carbon điôxyt. Do đo, tốc độï biến thiên hàm lượng carbon trong khối compost thể hiện tốc độ phân hủy sinh học diễn ra trong khối compost. Kết quả theo dõi sự biến đổi hàm lượng carbon (%) được thể hiện đồ thị dưới đây : Bảng 16 : Kết quả theo dõi sự biến đổi hàm lượng carbon Ngày Thùng 1 Thùng 2 Thùng 3 Thùng 4 1 30,22 30,93 30,03 30,18 2 33,51 33,81 32,67 35,97 3 27,94 29,21 26,07 29,22 4 31,7 31,98 33,7 34,48 5 27,1 26,1 27,97 29,25 6 38,23 27,77 28,62 29,9 7 29,96 30,13 28,78 33,05 8 30,43 29,68 31,42 30,56 9 29,57 28,85 29,3 28,32 10 29,57 29,7 28,12 29,46 11 28,97 28,23 27,42 28,12 12 29,35 27,85 26,87 28,04 13 30,01 27,45 26,51 27,75 Sự biến đổi hàm lượng carbon 20 25 30 35 40 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 ngày % Carbon thùng 1 thùng 2 thùng 3 thùng 4 Do số lượng mẫu phân tích còn ít và tính đồng đều của mẫu phân tích chưa được đảm bảo, kết quả phân tích có độ chính xác chưa cao. Tuy nhiên, nhìn chung xu hướng suy giảm hàm lượng carbon trong các thùng ủ 2, 3 và 4 (có sử dụng chế phẩm sinh học) là cao hơn so với thùng 1 (không sử dụng chế phẩm sinh học)). Điều này chứng tỏ chế phẩm sinh học có tác dụng tăng cường tốc độ phân hủy sinh học trong khối compost. Độ ẩm Đây cũng là một yếu tố quan trọng trong quá trình ủ compost vì nó cung cấp nứơc cho các VSV hoạt động, giúp cho quá trình hòa tan các chất dinh dưỡng cung cấp cho các tế bào sống. Rác thải hữu cơ có độ ẩm cao nên độ ẩm rác đầu vào vượt quá ngưỡng tối ưu cho quá trình chế biến compost (87,62%). Tuy nhiên, sau khi phối trộân với vật liệu ủ và trong quá trình ủ có sự bốc hơi nước giảm độ ẩm nên độ ẩm trong các mô hình thùng ủ vẫn dao động trong khoảng tối ưu 50 -55% nên đảm bảo cho VSV hoạt động tốt. Hàm lượng nitơ Sau khi compost đã ổn định, phân tích hàm lượng nitơ trong sản phẩm compost ta được kết quả như sau : Mô hình thùng ủ Hàm lượng nitơ (%) Thùng 1 0,2408 Thùng 2 0,238 Thùng 3 0,2296 Thùng 4 0,252 Kết quả phân tích trên cho thấy hàm lượng nitơ trong khối compost đã suy giảm trong khoảng 30% (thùng 1) đến khoảng 27% (thùng 4) so với hàm lượng nitơ ban đầu. Sự suy giảm hàm lượng nitơ này có thể được lý giải là do sự tạo thành và bay hơi NH3 có nguồn gốc từ protein trong khối compost. Sau 15 ngày phân huỷ, khối lượng phân compost cân lại ở mỗi thùng ủ như sau: Thùng 1: 4,6 kg Thùng 2: 4,5 kg Thùng 3: 4,2 kg Thùng 4: 4,1 kg Cũng như trong thí nhiệm 1, khối lượng phân compost còn lại sau 15 ngày ủ cho thấy tốc độ phân hủy đạt cao nhất ở thùng 4 (sử dụng chế phẩm sinh học nhiều nhất) và thấp nhất ở thùng 1 (không có sử dụng chế phẩm sinh học). Bên cạnh đó, khối lượng phân compost còn lại của 2 thí nghiệm là tương đương. Điều này cho thấy trong khoảng pH 5,9-6,6 ảnh hưởng của pH đối với tốc độ phân hủy sinh học là không đáng kể. Hình 17 : Sản phẩm compost thu được THỬ NGHIỆM NẨY MẦM Sau 15 ngày khi đã phân huỷ hoàn tất, sản phẩm compost được đem thử nghiệm nẩy mầm bằng gieo các loại hạt (cây đậu đen, đậu xanh và dưa hấu) vào compost để đánh giá mức độ ổn định của compost thành phẩm. Kết quả cho thấy sau 2 ngày gieo tất cả các hạt đều nẩy mầm tốt và sau 5 ngày đã phát triển thành cây khỏe mạnh. Điều này cho thấy compost đã ổn định sau 15 ngày ủ. Hình 18 : Thử nghiệm nẩy mầm trong compost CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1 KẾT LUẬN Từ kết quả nghiên cứu của đề tài đối với chất thải rắn sinh hoạt tại chợ Bùi Phát và đối với chế phẩm sinh học có tên thương mại là EMUNIX, có thể rút ra những kết luận sau đây: 1. Thành phần chủ yếu của chất thải rắn sinh hoạt tại các chợ nông sản thực phẩm là phế liệu từ rau quả, có thể sử dụng để sản xuất compost với thời gian phân hủy khoảng 15 ngày. 2. Trong sản xuất compost từ chất thải rắn sinh hoạt, sử dụng chế phẩm sinh học có thể rút ngắn thời gian phân hủy compost đến khoảng 39% so với không sử dụng chế phẩm sinh học. 3. Trong sản xuất compost từ chất thải rắn sinh hoạt, ảnh hưởng của pH đối với tốc độ phân hủy sinh học là không đáng kể trong khoảng pH từ 5,9 đến 6,6 . 6.2 KIẾN NGHỊ Kết quả nghiên cứu của đề tài đã cho thấy tác dụng của một chế phẩm sinh học đối với tốc độ phân hủy compost làm từ chất thải rắn sinh hoạt. Đề tài đã sử dụng một loại chế phẩm sinh học có sẵn trên thị trường nước ta. Do hạn chế về thời gian và phương tiện cũng như năng lực nghiên cứu, đề tài đã không đi sâu vào tìm hiểu thành phần quần thể vi sinh vật có trong chế phẩm cũng như phương pháp phân lập, nuôi cấy vi sinh vật và bảo quản chế phẩm. Để làm rõ hơn tác dụng của sự tăng cường sinh học đối với quá trình sản xuất compost từ chất thải rắn sinh hoạt, cần phải có thêm nhiều nghiên cứu về thành phần của quần thể vi sinh vật tăng cường được đưa thêm vào chất thải hữu cơ và vai trò của chúng trong tiến trình trao đổi chất diễn ra trong quá trình sản xuất compost.