Nghiên cứu sản xuất phân compost từ vỏ tiêu đen phục vụ cho nông nghiệp

MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Trong vài thập kỷ qua, sự phát triển của khoa học kỹ thuật kéo theo sự phát triển về kinh tế và sự bùng nổ vấn đề tăng dân số đã nên vấn đề ô nhiễm môi trường không chỉ riêng quốc gia nào mà trên tất cả các quốc gia trên thế giới đều bị tác động. Một trong những nguồn gây ô nhiễm và đang là vấn đề nan giải là ô nhiễm chất thải rắn. Nếu tính bình quân, một người thải ra hàng ngày 0,5 kg chất thải thì trên thế giới mỗi ngày 6 tỷ người sẽ thải ra khoảng 3 triệu tấn. Vấn đề quản lý chất thải rắn tại Việt Nam đang là vấn đề nổi cộm và đã được nhận đinh trong báo cáo diễn biến môi trường Việt Nam năm 2004. Theo báo cáo này, lượng phát sinh chất thải rắn của Việt Nam chưa kể đến bùn cống, phế thải nông nghiệp, chất thải xây dựng và phế thải từ hoạt động khai thác mỏ lên đến 15 triệu tấn mỗi năm. Nếu không có biện pháp quản lý tốt các chất thải này sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường và sức khỏe cộng đồng. Trong các năm qua Đảng và Nhà nước đã có nhiều chủ trương, chính sách đầu tư cho việc quản lý chất thải rắn sinh hoạt, tuy vậy thực tế mới tập trung đầu tư chủ yếu cho khu vực thành phố, đô thị. Chất thải rắn sinh hoạt khu vực nông thôn, cũng như các phế thải nông nghiệp chưa được quan tâm nhiều, trong khi đó dân số nông thôn năm 2010 là 60,92 triệu người, chiếm 70,1% dân số cả nước và chủ yếu là hoạt động trong lĩnh vực nông nghiệp. Với sản lượng sản xuất trong ngành nông nghiệp lớn như vậy kéo theo lượng phế phẩm nông nghiệp hàng năm thải ra cũng tương đối lớn. Chỉ tính riêng cà phê, sản lượng năm 2010 của Việt Nam theo Hiệp hội Cà phê và Ca cao Việt Nam sản lượng cà phê của Việt Nam khoảng 1 triệu tấn/năm với 500 nghìn ha diện tích. Thì lượng phế phẩm là vỏ cà phê của Việt Nam hàng năm khoảng 333.333 tấn (4 tấn trái cho 3 tấn nhân và 1 tấn vỏ). Đối với hồ tiêu, sản lượng năm 2010 khoảng 100.000 tấn, nếu sản xuất tiêu trắng thì vỏ tiêu thu được khoảng 16.666 tấn (1,2 kg tiêu đen cho 0,2 kg vỏ). Bên cạnh đó còn có một số phế phẩm nông nghiệp khác có khả năng sử dụng tạo phân bón cũng như năng lượng phục vụ cho sản xuất, sinh hoạt hằng ngày. Từ những tiềm năng đó, việc áp dụng công nghệ tái chế để chế biến các phế phẩm đó thành các sản phẩm có ích là việc làm cấp thiết và mang lại hiệu quả cao về kinh tế cũng như về mặt môi trường và rất cần sự quan tâm của các cấp, các ngành. 2. Tính cấp thiết của đề tài: Theo Trung Tâm Thông Tin Công nghiệp và Thương Mại - Bộ Công Thương (http://www.vinanet.com.vn). Trong năm 2010 tổng lượng cung phân bón cho ngành nông nghiệp Việt nam khoảng 6,108 triệu tấn. Trong đó lượng phân hân bón sản xuất trong nước đạt 2,59 triệu tấn. Lượng phân bón nhập khẩu của Việt Nam năm 2010 đạt 3,518 triệu tấn. Cho thấy nhu cầu tiêu thụ phân bón trong nước là rất lớn. Hơn nửa phân bón sản xuất cũng như nhập khẩu chủ yếu là phân hóa học nên về lâu dài sẽ ảnh hưởng đến chất độ phì nhiêu của đất, làm xói mòn đất. Từ những vấn đề trên việc nghiên cứu công nghệ sản xuất compost từ phế phẩm nông nghiệp để phục vụ cho nông nghiệp mang tính cấp thiết và phù hợp với nhu cầu phát triển của ngành nông nghiệp Việt Nam trong giai đoạn hiện nay và tương lai. Lượng phế phẩm từ hồ tiêu với số lượng lớn khoảng 16.666 tấn/năm nếu không có các biện pháp xử lý thì chúng là nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Việc nghiên cứu phương pháp compost để xử lý phế phẩm này vừa giải quyết được ô nhiễm vừa tạo ra giá trị kinh tế cao. Chính vì vậy mà đề tài được thực hiện để giải quyết vấn đề trên. Đề tài được thực hiện với mục tiêu tạo ra sản phẩm compost chất lượng cao từ phế thải nông nghiệp, tăng hiệu quả kinh tế và bảo vệ môi trường tìm ra giải pháp thích hợp hơn cho việc xử lý phế thải nông nghiệp nói chung và phế thải từ vỏ tiêu nói riêng . Qua đó, tận dụng lại nguồn dưỡng chất trong nguồn phế thải này phục vụ cho nông nghiệp. Hơn nửa, qua đề tài có thể lựa chọn các điều kiện tối ưu nhất để sản xuất compost mang lại hiệu quả cao; đồng thời có thể áp dụng công nghệ sản xuất này cho các phế phẩm nông nghiệp khác, góp phần tăng sản lượng phân bón hữu cơ cho nhu cầu phát triển ngành nông nghiệp Việt Nam. 3. Tình hình nghiên cứu:Quá trình composting được nghiên cứu và ứng dụng từ lâu trên thế giới. Giai đoạn những năm 1970 là một giai đoạn đặc trưng của quá trình composting, thời đó nở rộ kỹ thuật mới, quá trình mới, tối ưu hóa quá trình được nghiên cứu và đề xuất, nhờ đó mở rộng thị trường ứng dụng loại hình công nghệ này. Một trong những lý do dẫn đến sự phát triển của công nghệ này là người ta phải trả chi phí khá cao để tiêu diệt mầm bệnh trong chất thải chôn lấp; hơn nửa nguồn tài nguyên hạn hiệp. Vì vậy ý tưởng sử dụng chất thải hữu cơ để làm giàu thêm cho đất trồng cũng là động lực quan trọng để nghiên cứu áp dụng công nghệ compost. Ở việt nam hiện cũng có nhiều công trình nghiên cứu công nghệ sản xuất compost để phục vụ cho nông nghiệp. Các nghiên cứu sản xuất compost từ các nguồn nguyên liệu như chất thải rắn hữu cơ, vỏ cà phê, vỏ sắn cũng có một số thành công nhất định. Hiện nay có nhiều địa phương áp dụng quy trình compost để xử lý chất thải với quy mô nhà máy đến hộ gia đình. Tuy chưa rộng rãi lắm nhưng nó cũng cho thấy công nghệ này ngày được xã hội quan tâm áp dụng. 4. Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu công nghệ sản xuất compost từ vỏ tiêu đen để phục vụ cho nông nghiệp 5. Nội dung nghiên cứu - Tổng quan về compost - Tổng quan về phế phẩm từ quá trình sản xuất hồ tiêu - Nghiên cứu ủ vỏ tiêu trong điều kiện hiếu khí Trong đề tài này, vật liệu chính là vỏ tiêu thải ra từ sản xuất tiêu sọ, được thu gom ủ với điều kiện chế phẩm vi sinh cho vào với liều lượng khác nhau trong điều kiện hiếu khí với thời gian nhất định nào đó. Sau đó theo dõi, phân tích các chỉ tiêu: pH, nhiệt độ, độ ẩm, hàm lượng nitơ, hàm lượng cacbon để đánh giá lựa chọn mô hình phù hợp nhất, phân tích đánh giá chất lượng compost tạo thành. Từ đó đưa ra các tỷ lệ phối trộn bổ sung các thành phần dinh dưỡng, các yếu tố vi lượng để nâng chất lượng sản phẩm đạt tiêu chuẩn quy định. 6. Phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp Luận: Dựa vào những tài liệu, tư liệu sẵn có về quá trình lên men hiếu khí chất thải rắn có nguồn gốc hữu cơ, ảnh hưởng của các yếu tố như độ ẩm, nhiệt độ, lượng chế phẩm vi sinh sinh bổ sung vào mô hình để xây dựng mô hình ủ compost. Từ các mô hình ủ đó theo dõi liên tục các chỉ tiêu về nhiệt độ, độ ẩm, pH, hàm lượng Cacbon, Nitơ để xác định mức ảnh hưởng của các yếu tố này đến chất lượng compost tạo ra. Từ đó, lựa chọn công nghệ tối ưu nhất cho quá trình compost. - Phương pháp thống kê: Thu thập xử lý số liệu, các nguồn thông tin về nguồn nguyên liệu, về các quá trình sản xuất, nghiên cứu đã triển khai từ đó phục vụ công tác báo cáo đồ án. Trong đồ án phương pháp này sử dụng để thống kê nguồn nguyên liệu tiêu đen để sản xuất compost, các nguồn nguyên liệu phế phẩm nông nghiệp khác và một số thông tin thống kê trong các báo cáo khoa học, niên giám thống kê của các địa phương - Phương pháp so sánh: Là phương pháp dựa trên các số liệu đã có và so sánh với các tiêu chuẩn, quy chuẩn đã được ban hành. Đồng thời, có thể so sánh giữa các số liệu của các mô hình khác nhau để tìm ra ưu điểm, nhược điểm từ đó lựa chọn mô hình tốt nhất. Đối với đề tài, phương pháp này được sử dụng để so sánh các mô hình thí nghiệm về sản xuất compost để tìm ra các số liệu thích hợp nhất của các mô hình, so sánh tính hiệu quả giữa các mô hình để lựa chọn mô hình sản xuất compost tốt nhất có thể áp dụng trong thực tiển. - Phương pháp phân tích: Phương pháp phân tích khoa học để giải quyết các vấn đề như sau: Quan sát, mô tả, đánh giá các hiện tượng.Sử dụng toàn bộ những kết quả trước những kinh nghiệm đã có sau khi đã loại bỏ những nội dung còn đang trong quá trình xem xét.Xem xét và kiểm định các mô tả, đánh giá, mô tả, giả thuyết và các kinh nghiệm được khái quát hóa. Đối với đề tài, công việc cụ thể là phân tích các số liệu thành phần dinh dưỡng trong compost. Phân tích các chỉ số pH, nhiệt độ, độ ẩm, thời gian ủ, hàm lượng cacbon, nitơ để đánh giá sự ảnh hưởng đến chất lượng compost - Phương pháp mô hình hóa Là phương pháp nghiên cứu bằng thực nghiệm trên mô hình của một hiện tượng (quá trình, sự vật ) thay vì nghiên cứu trực tiếp hiện tượng ấy ở dạng tự nhiên “thực địa”. Vì vậy phải xây dựng mô hình sao cho những kết quả thí nghiệm trên mô hình có thể áp dụng tính toán trên thực thể “thực địa”. Quá trình mô hình hoá bao gồm chế tạo mô hình và thí nghiệm trên mô hình. Ở trong đề tài ta thực hiện mô hình ủ compost với quy mô phòng thí nghiệm và từ mô hình ủ đó ta tiến hành các nghiên cứu quá trình trong suốt thời gian thực hiện từ nguyên liệu thô ban đầu đến sản phẩm cuối cùng. 7. Dự kiến kết quả nghiên cứu: Sau khi thực hiện đề tài dự kiến kết quả thu được là xác định được các thông số trực tiếp ảnh hưởng đến chất lượng sản xuất compost. Và sẽ lựa chọn mô hình sản xuất compost tốt nhất có thể áp dụng triển khai trên thực tế mang lại hiệu quả về kinh tế cũng như môi trường. Mà trước mắt là áp dụng cho các cơ sở sản tiêu. Qua đề tài này cũng có thể tìm ra được các hướng nghiên cứu khác để hoàn thiện hơn quá trình không chỉ cho nguyên liệu là vỏ tiêu mà còn cho tất cả các chất thải rắn hữu cơ và phụ phẩm nông nghiệp khác có tiềm năng sản xuất compost. 8. Kết cấu của đồ án Nội dung chính của đồ án thể hiện trong 4 chương: CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

78 trang | Chia sẻ: banmai | Lượt xem: 3604 | Lượt tải: 1

Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Nghiên cứu sản xuất phân compost từ vỏ tiêu đen phục vụ cho nông nghiệp, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

g gây thất thoát Nitơ và gây mùi. Quá trình ủ có thể bị phụ thuộc vào điều kiện thời tiết. Cần một lượng lớn vật liệu tạo cấu trúc và vật liệu tạo cấu trúc này khó tìm hơn so với các phương pháp khác. 1.1.6.2. Phương pháp ủ theo luống dài hoặc đống với thổi khí cưỡng bức. Với phương pháp này, vật liệu ủ chất thải được sắp xếp thành đống hoặc luống dài. Không khí được cung cấp tới hệ thống bằng quạt thổi khí hoặc bơm nén khí và hệ thống phân phối khí hoặc sàn phân phối khí. a) Ưu điểm Dễ kiểm soát khi vận hành hệ thống, đặc biệt là kiểm soát nhiệt độ và nồng độ Oxi trong luống ủ. Giảm mùi hôi và mầm bệnh. Thời gian ủ ngắn (3 – 6 tuần). Nhu cầu sử dụng đất thấp và có thể vận hành ngoài trời hoặc có che phủ. b) Nhược điểm Hệ thống phân phối khí dễ bị tắt nghẽn, cần bảo trì thường xuyên. Chi phí bảo trì hệ thống và năng lượng thổi khí làm chi phí của phương pháp này cao hơn thổi khí thụ động. 1.1.6.3. Phương pháp ủ trong Container Là phương pháp mà vật liệu ủ được chứa trong Container, túi đựng hoặc trong nhà. Thổi khí cưỡng bức thường được sử dụng cho phương pháp này. a) Ưu điểm Ít nhạy cảm với điều kiện thời tiết. Khả năng kiểm soát quá trình ủ và kiểm soát mùi tốt hơn. Thời gian ủ ngắn hơn so với phương pháp ủ ngoài trời. Nhu cầu sử dụng đất nhỏ hơn các phương pháp khác. Chất lượng Compost tốt. b) Nhược điểm Vốn đầu tư cao. Chi phí vận hành và bảo trì hệ thống cao. Thiết kế phức tạp và đòi hỏi trình độ cao. 1.1.6.4. Phương pháp ủ theo luống dài (đánh luống cấp khí tự nhiên) Dạng đánh luống cấp khí tự nhiên là quá trình ủ phân trong đó nguyên liệu ủ compost được sắp xếp theo các luống dài, hẹp và được đảo trộn theo một chu kỳ nhất định nhằm cấp khí cho luống ủ. Các luống ủ có chiều cao thay đổi từ 1m đến 3,5m Chiều rộng luống ủ thay đổi từ 1,5 đến 6m. Không khí (oxy) được cung cấp tới hệ thống bằng các con đường tự nhiên như: khuếch tán, gió, đối lưu nhiệt. Tốc độ làm thoáng khí phụ thuộc độ xốp của đống ủ. Đảo trộn sẽ làm cho nguyên liệu ủ được trộn đều, tạo lại độ xốp của đống ủ, loại trừ các khoảng trống tạo ra bởi sự phân hủy và sa lắng. a) Ưu điểm: Nhân công sử dụng ít. Vốn đầu tư cho chi phí vận hành thấp vì không cần hệ thống cấp khí. b) Nhược điểm Do sử dụng cấp khí tự nhiên nên khó quản lý, đặc biệt là khó kiểm soát nhiệt độ và mầm bệnh. Quá trình ủ bị phụ thuộc vào thời tiết, ví dụ như mưa có thể gây ảnh hưởng bất lợi cho quá trình ủ. Dễ sinh khí có mùi hôi do quá trình kỵ khí diễn ra bên trong luống ủ. 1.1.7. Một số công nghệ chế biến phân hữu cơ điển hình 1.1.7.1. Hệ thống Coposting Lemna. Hệ thống làm phân Composting Lemna là một công nghệ kỹ thuật kín được cấp bằng sáng chế độc quyền. Công nghệ Lemna sử dụng các bao ủ có hàm lượng polythene thấp để chứa và bảo vệ rác hữu cơ có thổi khí nhằm mục đích đẩy nhanh quá trình compost tự nhiên để sản xuất ra phân bón hữu cơ chất lượng cao. Từ khâu xử lý nguyên liệu đầu vào cho đến giai đoạn sản xuất cuối cùng thành phẩm Compost hữu cơ và các sản phẩm phụ khác có thể bán được, thì việc thiết kế quy trình và chất lượng thiết bị tiên tiến được sử dụng trong Hệ thống Composting Lemna luôn đảm bảo được sự kiểm soát đáng tin cậy quy trình xử lý. Hệ Thống Composting Lemna có nhiều ưu điểm hơn các kỹ thuật composting khác. Những ưu điểm này bao gồm: Các bao là những ống chứa hiệu quả, chịu được các tác động của mưa, gió. Không có mùi hôi và ruồi muỗi. Ngăn chặn bụi và nước rò rỉ Giảm nhu cầu về diện tích đất Đẩy nhanh quá trình làm phân compost Quá trình vận hành đơn giản và chi phí bảo dưỡng thấp. Không có nguy hiểm về hỏa hoạn Các bao chứa rác có thể tái sử dụng lại. Hệ thống này dễ mở rộng thêm để tăng công suất trong tương lai. Tất cả những đặc điểm trên giúp Hệ Thống Composting Lemna có vốn đầu tư, chi phí vận hành và bảo dưỡng thấp nhất so với bất kỳ hệ thống nào khác hiện có. Hình1.2 Quy trình công nghệ hệ thống Compost Lema 1.1.7.2. Công nghệ compost Steinmueller – Đức Là một hệ thống xử lý chất thải rắn hoàn chỉnh với quy trình xử lý sinh học tự nhiên trong điều kiện cần thiết để biến đổi các thành phần hữu cơ từ rác thành phân vi sinh. Công nghệ sản xuất compost Steinmueller dựa trên quá trình phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ dưới tác dụng của VSV. Quy trình công nghệ như hình 1.3 Hình 1.3: Quy trình công nghệ compost Steinmueller 1.2. Tổng quan về tiêu đen. 1.2.1 Nguồn gốc tiêu. Hồ tiêu có nguồn gốc tại các vùng Tây Nam Ấn Độ Thời Trung cổ, Hồ tiêu là gia vị quý hiếm do người Veniz độc quyền buôn bán. Năm 1498 người Bồ Đào Nha tìm ra đường thuỷ tới Ấn Độ và giành độc quyền buôn bán Hồ tiêu cho đến thế kỷ 17. Sau đó, Hồ tiêu mới được trồng ở nhiều nước Viễn đông trong đó có Việt Nam.(theo Hồ tiêu là một loại dây leo, thân dài, nhẵn không mang lông, bám vào các cây khác bằng rễ. Thân mọc cuốn, mang lá mọc cách. Lá như lá trầu không, nhưng dài và thuôn hơn. Có hai loại nhánh: một loại nhánh mang quả, và một loại nhánh dinh dưỡng, cả hai loại nhánh đều xuất phát từ kẽ lá. Đối chiếu với lá là một cụm hoa hình đuôi sóc. Khi chín, rụng cả chùm. Quả hình cầu nhỏ, chừng 20-30 quả trên một chùm, lúc đầu màu xanh lục, sau có màu vàng, khi chín có mầu đỏ. Từ quả này có thể thu hoạch được hồ tiêu trắng, hồ tiêu đỏ, hồ tiêu xanh và hồ tiêu đen. Đốt cây rất dòn, khi vận chuyển nếu không cận thận thì cây có thể chết. Quả có một hạt duy nhất. Cây hồ tiêu được du nhập vào nước ta từ cuối thế kỷ XIX, và được trồng nhiều ở các vùng đất bazan từ Quảng Trị trở vào đến các tỉnh Tây Nguyên, Đông Nam Bộ và một số tỉnh Tây Nam Bộ như Kiên Giang. Hạt hồ tiêu có giá trị cao trong xuất khẩu. 1.2.2 Tính chất, thành phần hóa học của tiêu đen. Hồ tiêu cũng rất giàu vitamin C, thậm chí còn nhiều hơn cả cà chua. Một nửa cốc hồ tiêu xanh, vàng hay đỏ sẽ cung cấp tới hơn 230% nhu cầu canxi 1 ngày/1 người. Trong tiêu có 1,2-2% tinh dầu, 5-9% piperin và 2,2-6% chanvixin. Piperin và chanvixin là 2 loại ankaloit có vị cay hắc làm cho tiêu có vị cay. Trong tiêu còn có 8% chất béo, 36% tinh bột và 4% tro. Thường dùng hạt tiêu đã rang chín, thơm cay làm gia vị. Tiêu thơm, cay nồng và kích thích tiêu hoá, có tác dụng chữa một số bệnh. Hạt tiêu cũng rất giàu chất chống oxy hóa, chẳng hạn như beta carotene, giúp tăng cường hệ miễn dịch và ngăn ngừa sự hủy hoại các tế bào, gây ra các căn bệnh ung thư và tim mạch. 1.2.3 Tình hình trồng, chế biến và tiêu tụ hồ tiêu. 1.2.3.1 Tình hình trồng chế biến và tiêu tụ hồ tiêu trên thế giới. Hồ tiêu là một trong những loại cây công nghiệp có giá trị kinh tế và giá trị xuất khẩu cao. Trên thị trường thế giới, các sản phẩm hồ tiêu được giao dịch bởi các dạng sau: tiêu đen, tiêu trắng (tiêu sọ), tiêu xanh và dầu nhựa tiêu. Hồ tiêu bắt đầu được sản xuất nhiều từ đầu thế kỷ XX. Nhu cầu tiêu thụ hồ tiêu trên thế giới không ngừng gia tăng, trong khi đó cây hồ tiêu chỉ canh tác thích hợp ở vùng nhiệt đới, do đó hồ tiêu là một nông sản xuất khẩu quan trọng của một số nước Châu Á và Châu Phi. Trước đây, Ấn Độ, Malaysia, Indonesia, Brazil là những nước sản xuất nhiều hồ tiêu hàng đầu thế giới, vượt hẳn các nước khác. Năm 1990, Việt Nam bắt đầu tham gia vào thị trường xuất khẩu hồ tiêu thế giới với thị phần 6% và liên tục có bước gia tăng mạnh. Đến nay thì Việt Nam đã trở thành nước xuất khẩu hồ tiêu lớn nhất thế giới. Năm 2006 Việt Nam xuất khẩu được 118.618 tấn, chiếm 60% lượng xuất khẩu hồ tiêu thế giới (theo IPC – trích dân từ đánh giá chât lượng và thị trường hồ tiêu tiêu Việt Nam – Tôn nữ Tuấn Nam, năm 2008). Từ năm 2004 tổng lượng hồ tiêu xuất khẩu trên thế giới có chiều hướng giảm do sâu bệnh hoành hành ở nhiều vùng trồng hồ tiêu chính trên thế giới và cũng do giá hồ tiêu sút giảm trầm trọng vào năm 2002. Do tổng lượng xuất khẩu trên thị trường thế giới giảm nên cung không đáp ứng đủ cầu, hồ tiêu lại tăng giá. Năm 2006 hồ tiêu tăng giá đột biến và đạt đỉnh cao nhất trong vòng 5 năm từ 2001 2006, có thời điểm vượt qua ngưỡng 3000US$ một tấn tiêu đen và 4000US$ một tấn tiêu trắng. Có những lúc giá tiêu đen ở nước ta tăng lên đến 60.000đ/kg. Bảng 1.7: Diện tích và sản lượng các nước sản xuất hồ tiêu chính Nước 2004 2005 2006 Diện tích (ha) Sản lượng (tấn) Diện tích (ha) Sản lượng (tấn) Diện tích (ha) Sản lượng (tấn) Ấn Độ 231.880 62.000 - 70.000 - 50.000 Brazil 45.000 45.000 40.000 44.500 35.000 42.000 Indonesia - 31.000 87.545 35.000 - 20.000 Malaysia 13.000 20.000 12.700 19.000 12.800 19.000 Sri Lanca 32.436 12.820 24.739 14.000 24.874 13.000 Việt Nam 50.000 100.000 50.000 95.000 50.105 105.000 (Nguồn: Hiệp hội hồ tiêu Việt Nam, 2006) Biểu đồ 1.1 : Sản lượng các nước sản xuất hồ tiêu chính qua các năm * Sản xuất: Sản xuất Hồ tiêu toàn cầu vẫn trong tình hình khó khăn bởi thời tiết, sâu bệnh và chi phí sản xuất gia tăng. Sản lượng thu hoạch tiếp tục giảm so với 2006. Sản lượng giảm, cộng với hàng tồn kho đầu năm 2007 hạn chế, nên nguồn cung giảm, trong khi nhu cầu không thay đổi. Cân đối cung, cầu ước thiếu hụt khoảng: 45.000 - 50.000 tấn; Do đó tình hình thị trường biến động phức tạp, giá cả gia tăng. * Thị trường và giá cả: Giá Hồ tiêu thế giới tháng 1: Tiêu đen (ASTA/ FOB) xuất với giá 2.515/USD/tấn, tháng 2 lên: 2.573 USD/tấn, tháng 3 lên: 2.597 USD/tấn; Tăng đột biến từ tháng 5 đến tháng 7, bình quân: 3.681 USD/tấn, đỉnh cao tháng 5: 3.869 USD/ tấn; Từ tháng 8 đến tháng 12, giao động ở mức: 3.300 – 3.400 USD/tấn, lên 3.500- 3.600 USD/tấn vào cuối tháng 12/07, đầu tháng 1/08. Ứng phó trước tình hình diễn biến giá cả phức tạp và ngày càng gia tăng, trong những tháng đầu năm, các nhà xuất khẩu vừa bán, vừa chờ giá lên, ít khi ký kết hợp đồng bán với số lượng lớn; khi giá giảm, nông hộ và doanh nghiệp găm hàng, chờ giá. Những tháng cuối năm tăng cường bán ra, giá hạ hơn 6 tháng đầu năm. Đối với các nhà nhập khẩu, họ mua nhỏ giọt, lựa chọn khách hàng có giá cạnh tranh, Họ đòi hỏi khắt khe về chất lượng, ép cấp, ép giá các nhà xuất khẩu (nhất là khách hàng châu Âu, Mỹ và Nhật Bản). 1.2.3.1 Tình hình trồng chế biến và tiêu thụ hồ tiêu ở Việt Nam Trong những năm gần đây diện tích hồ tiêu trồng mới ngày một tăng, nhất là sau những năm 1998, 1999 khi giá hồ tiêu tăng cao (trên 60.000đ/kg). Mặt khác, tiêu được trồng xen và thay thế trên những diện tích trồng cà-phê do giá cà-phê trên thị trường thế giới giảm mạnh từ năm 2000. Hiện nay Việt Nam đã thu hoạch gần xong vụ mùa 2005, ước tính mức sản lượng năm nay có thể đạt trên 95.000 tấn, giảm 10.000 tấn so với 2004 do hạn nặng ở những vùng có diện tích tiêu lớn như Bình Phước, Đăklăk, và nông dân đầu tư ít hơn niên vụ 2003-2004 do giá vật tư tăng cao và giá tiêu vẫn ở mức thấp. Nhìn chung, cây tiêu được trồng chủ yếu trên vùng đất đỏ bazan, có độ phì cao. Một số diện tích tiêu cũng được canh tác trên đất xám. Tiêu Việt Nam hiện nay được trồng chủ yếu ở các tỉnh Đông Nam Bộ, tập trung nhiều nhất ở hai tỉnh Bình Phước và Bà Rịa – Vũng Tàu, và Đồng Nai, chủ yếu trên nền đất đỏ. Vùng trồng tiêu tập trung thứ hai là Tây Nguyên, phân bổ chủ yếu ở hai tỉnh ĐăkLăk và Gia Lai. Trong đó, tiêu Chư sê ở Gia Lai có năng suất rất cao, trên dưới 4 tấn/ha, Mặc dù vậy, diện tích trồng tiêu ở Đăk Lăk cũng khá lớn, chiếm đến 11 ngàn ha, chỉ sau tỉnh Bình Phước với diện tích 13.500 ha, cao nhất nước. Ở các tỉnh Bắc Trung Bộ, nổi tiếng nhất là vùng tiêu Quảng Trị, có chất lượng tiêu cao (thơm, cay) và diện tích khá tập trung ở khu vực đất đỏ Cam Lộ. Các tỉnh khác thuộc các vùng trên có diện tích trồng tiêu ít hơn, và không mang tính chất sản xuất hàng hóa lớn, tập trung cung cấp nguyên liệu cho xuất khẩu. Tiêu Phú Quốc đã nổi tiếng từ lâu đời vì chất lượng tuyệt hảo. Tuy nhiên, diện tích ngày càng giảm dần vì năng suất thấp, lợi nhuận ít ỏi trong các năm xuất khẩu khó khăn, giá thấp. Một lý do khác là quy hoạch phát triển thiên về du lịch nghỉ dưỡng, do đó nông dân không còn khả năng duy trì vườn tiệu khi giá đất lên cao. Bảng 1.8: Diện tích và năng suất hồ tiêu một số vùng sản xuất chính ở Việt Nam Vùng Tổng diện tích(ha) Diện tích thu hoạch(ha) Năng suất(tấn tiêu đen/ha) Tổng số 44776 38610 2,22 1.Bắc trung bộ 3195 2695 1,17 Nghệ An 280 280 0,70 Quảng Bình 315 285 0,80 Quảng trị 2400 2000 1,32 Khác 200 130 0,70 2. Duyên hải trung bộ 3460 2550 1,32 Quảng Nam 110 80 1,60 Quảng Ngãi 200 150 1,00 Bình Định 250 160 0,70 Phú Yên 300 250 1,30 Bình Thuận 2500 1850 1,40 Khác 100 60 1,00 3. Tây Nguyên 13221 12300 2,33 Đăk lăk 1567 7500 2,00 Đăk nông 5567 675 2,0 Gia Lai 3575 3800 2,80 Lâm Đồng 404 265 1,50 Kon Tum 100 60 1,00 4. Đông nam bộ 26900 20075 2,45 Bình Phước 13500 10500 2,50 Bà Rịa- Vũng tàu 7500 5200 2,60 Đồng Nai 4200 3200 2,20 Bình Dương 1400 950 2,00 Khác 300 225 2,0 5. ĐBSCL 1000 900 2,91 Kiên Giang 950 850 3,00 Khác 50 40 0,90 Nguồn: Hiệp hội Hồ tiêu Việt Nam, 2005 1.3 Chế phẩm sinh học. 1.3.1 Sơ lược một số loại chế phẩm sinh học. Các loại chế phẩm để phục vụ chế biến compost được sản xuất từ nhiều nhà sản xuất khác nhau. Cho dù sản xuất bởi các nhà sản xuất khác nhau nhưng chúng phải có chung đặc điểm là chứa các nhiều loại vi sinh vật. Các vi sinh vật trong quá trình chế biến compost bao gồm: actinomycetes và vi khuẩn. Những loại vi sinh vật này có sẵn trong chất hữu cơ, có thể bổ sung thêm vi sinh vật từ các nguồn khác để giúp quá trình phân hủy xảy ra nhanh và hiệu quả hơn. Một số loại chế phẩm sản xuất và lưu hành trên thị trường có thể sơ lược như sau: 1.3.1.1 Chế phẩm EM EM (Effective Microorganisms) có nghĩa là các vi sinh vật hữu hiệu. Chế phẩm này do Giáo sư Tiến sĩ Teruo Higa - trường Đại học Tổng hợp Ryukyus, Okinawoa, Nhật Bản sáng tạo và áp dụng thực tiễn vào đầu năm 1980. Trong chế phẩm này có khoảng 80 loài vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí thuộc các nhóm: vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn. 80 loài vi sinh vật này được lựa chọn từ hơn 2000 loài được sử dụng phổ biến trong công nghiệp thực phẩm và công nghệ lên men Tác dụng của EM EM được thử nghiệm tại nhiều quốc gia : Mỹ, Nam Phi, Thái Lan, Philippin,Trung Quốc, Braxin, Nhật Bản, Singapore, Indonexia, Srilanca, Nepal,Việt Nam, Triều Tiên, Belarus...và cho thấy những kết quả khả quan a. Trong trồng trọt : EM có tác dụng đối với nhiều loại cây trồng (cây lương thực, cây rau màu, cây ăn quả…) ở mọi giai đoạn sinh trưởng, phát triển khác nhau. Những thử nghiệm ở tất cả các châu lục cho thấy rằng EM có tác dụng kích thích sinh trưởng, làm tăng năng suất và chất lượng cây trồng, cải tạo chất lượng đất. b. Trong chăn nuôi: - Làm tăng sức khoẻ vật nuôi, tăng sức đề kháng và khả năng chống chịu đối với các điều kiện ngoại cảnh - Tăng cường khả năng tiêu hoá và hập thụ các loại thức ăn. - Kích thích khả năng sinh sản - Tăng sản lượng và chất lượng trong chăn nuôi, - Tiêu diệt các vi sinh vật có hại, hạn chế sự ô nhiễm trong chuồng trại chăn nuôi. Điều kỳ diệu ở đây là EM có tác dụng đối với mọi loại vật nuôi, bao gồm các loại gia súc, gia cầm và các loài thuỷ, hải sản. c. Trong bảo vệ môi trường: Do có tác dụng tiêu diệt các vi sinh vật gây thối (sinh ra các loại khí H2S, SO2, NH3…) nên khi phun EM vào rác thải, cống rãnh, toalet, chuồng trại chăn nuôi…sẽ khử mùi hôi một cách nhanh chóng. Đồng thời số lượng ruồi, muỗi, ve, các loại côn trùng bay khác giảm hẳn số lượng. Rác hữu cơ được xử lý EM chỉ sau một ngày có thể hết mùi và tốc độ mùn hoá diễn ra rất nhanh. Trong các kho bảo quản nông sản, sử dụng EM có tác dụng ngăn chặn được quá trình gây thối, mốc Các nghiên cứu cho biết chế phẩm EM có thể giúp cho hệ vi sinh vật tiết ra các enzym phân huỷ như lignin peroxidase. Các enzym này có khả năng phân huỷ các hoá chất nông nghiệp tồn dư, thậm chí cả dioxin. Ở Belarus, việc sử dụng EM liên tục có thể loại trừ ô nhiễm phóng xạ Như vậy, có thể thấy rằng EM có tác dụng rất tốt ở nhiều lĩnh vực của đời sống và sản xuất. Nhiều nhà khoa học cho rằng EM với tính năng đa dạng, hiệu quả cao, an toàn với môi trường và giá thành rẻ (mỗi lần phun EM cho 1 sào Bắc Bộ 360 m2 hết khoảng 1000 đồng) - nó có thể làm lên một cuôc cách mạng lớn về lương thực, thực phẩm và cải tạo môi sinh. 1.3.1.2 Chế phẩm Micromix Chế phẩm Micromix do Viện Công nghệ sinh học (Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam) sản xuất. Các chế phẩm vi sinh Micromix chuyên dùng để xử lý rác thải hữu cơ hiệu lực cao với thời gian xử lý rút ngắn, khử được hoàn toàn mùi hôi, bảo quản vận chuyển dễ dàng, chi phí rẻ, sử dụng thích hợp cho các nhà máy xử lý rác và vùng nông thôn. Micromix là chế phẩm vi sinh dạng bột được sản xuất từ hỗn hợp các vi sinh vật (gồm xạ khuẩn và vi khuẩn lấy từ tự nhiên) có tính chịu nhiệt cao, độ hiếu khí mạnh chuyên dùng để xử lý rác thải bằng việc phân hủy các chất hữu cơ trong rác với hai cơ chế tác động: vừa dùng vi khuẩn để phân giải, vừa dùng tác động của nhiệt độ (50oC trở lên) để phân huỷ. Kể từ khi chế phẩm Micromix-1 được dùng để xử lý sự cố dầu tràn tại sông Sài Gòn, đến nay Viện Công nghệ sinh học đã sản xuất ra hai loại chế phẩm mới có công dụng mạnh hơn, đặc biệt là Micromix-3. Chế phẩm này được sản xuất từ các vi sinh vật có hoạt tính cực mạnh, phù hợp với điều kiện ủ, đạt hiệu lực cao. Trong quá trình ứng dụng vào thực tế cho thấy, trung bình 1 kg chế phẩm có thể xử lý được 5 tấn rác, chỉ trong một thời gian ngắn khoảng 14 ngày Micromix-3 sẽ làm mất toàn bộ mùi hôi của rác, tăng lượng mùn rác sau xử lý, giá thành cũng rất rẻ: 10.000 - 15.000 đồng/kg và sản xuất được ngay tại trong nước". Quy trình xử lý rác với chế phẩm Micromix-3 được tiến hành theo hai bước. Bước thứ nhất là thu gom và tập kết rác lại, sau đó chuyển sang phân loại rác, từ đó sẽ rắc Micromix-3 vào rác, kết hợp bổ sung rỉ đường NPK, rồi đưa vào bể ủ rác. Bước 2, tiếp tục phân loại lại rác lần 2 thành các nhóm riêng biệt để xử lý như nilon và kim loại nặng; nilon quá bẩn và các cành cây to, sợi dây; gạch, ngói và cát sỏi... kế đó phân tích chất lượng rác, điều chỉnh hàm lượng chất dinh dưỡng làm phân hữu cơ, cuối cùng đóng bao để sử dụng. Với các tác dụng trên, Micromix-3 có khả năng xử lý được các loại phế thải nông sản, như vỏ cà-phê, bã mía trong các nhà máy sản xuất đường, thậm chí chế phẩm còn có tác dụng xử lý cả bể phốt tự hoại... 1.3.2 Chế phẩm sinh học phục vụ chế biến compost trong đồ án. Chế phẩm bổ sung cho quá trình chế biến compost trong đồ án là một loại chế phẩm EM có thể dùng để bổ sung nguồn vi sinh vật cho cho các nguồn nguyên liệu khác nhau (rác thải sinh hoạt, vỏ cà phê, vỏ mì, vỏ tiêu đen…) để sản xuất compost. 1.3.2.1 Nguồn gốc. Tên sản phẩm: BIO-EM Được sản xuất và cung cấp bởi: CÔNG TY VI SINH MÔI TRƯỜNG Địa chỉ Tại Tp.HCM: 138/31 Nguyễn Xí, P26, Q.Bình Thạnh, TP.HCM ĐT: (08) 66594886 - 36017025 Fax: (08) 62588044 Tại Hà Nội: Sơn Đồng - Hoài Đức - Hà Nội 1.3.2.2 Tính chất, thành phần. Là một sản phẩm dạng bột, được nuôi cấy các chủng vi sinh vật có ích cho quá trình chế biến compost, là một trong những yếu tố quan trọng làm cho quá trình ủ compost diễn ra nhanh hơn. Hình dạng: Dạng bột Màu sắc: Trắng và Vàng nhạt Báo gói: Sản phẩm đóng gói 1kg/bao Sản xuất theo: TCVN 7304-1: 2003 1.3.2.3 Đánh giá khả năng ứng dụng chế phẩm BIO-EM gồm tổ hợp chủng vi sinh vật được phân lặp sản xuất lên men từ hệ thống lên men từng chủng vi sinh vật, hoạt tính của các chủng vi sinh vật chứa trong BIO-EM cao. - Tổng số vi sinh vật : ≥ 109 cfu/g - Xử lý nhanh nguồn nước ô nhiễm - Phân giải nhanh chất thải hữu cơ - Xử lý làm sạch hệ thống xử lý nước thải - Khử mùi hôi chất thải hữu cơ - Phân hủy các thành phần khó tiêu như: Protein, Tinh Bột, Xenlluloza, Kitin, Pectin, lipit,… - Chuyển hóa thành phần khó tiêu thành dễ tiêu trong nước thải - Giảm chỉ số COD, BOD, TSS… khi sử dụng chế phẩm - Khôi phục lại hệ vi sinh trong hệ thống xử lý và môi trường - Diệt mầm bệnh và các vi khuẩn gây mùi hôi thối CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Nghiên cứu lý thuyết Từ các mô hình nghiên cứu, thể hiện trong chương 1, tiến hành thực hiện mô hình thí nghiệm ủ compost với nguồn nguyên liệu vỏ hạt tiêu. Qua quá trình vận hành, theo dõi các, điều chỉnh các chỉ số như độ ẩm, nhiệt độ trong suốt quá trình diễn ra trong các mô hình ủ theo đúng quy trình để cho ra sản phẩm compost cuối cùng. Qua đó đánh giá kết quả thu được và đưa ra quy trình, công thức phối trộn thích hợp để cho ra sản phẩm compost đạt tiêu chuẩn quy định. 2.1.1 Mục tiêu: Mục tiêu của quá trình compost chính là: Ổn định sinh học, giảm thể tích và khối lượng chất thải, làm khô, loại bỏ tối đa các chất độc đối với thực vật, hạt hay những phần của cây và tiêu diệt các mầm bệnh. 2.1.2 Nguồn nguyên liệu Nguồn nguyên liệu để ủ compost phải là nguồn nguyên liệu hữu cơ (chất thực vật) thông qua quá trình ủ compost và thông qua các loài động vật không xương sống (sâu bộ, giun đất) và vi sinh vật (vi khuẩn, nấm) chuyển hóa các nguồn nguyên liệu này thành phân bón. Để các quá trình diễn ra nhanh và ổn định thì kích thước của nguyên liệu cũng phải thỏa mãn các điều kiện ủ. Theo đó, kích thước thích hợp khoảng 3-50mm. So sánh với kích thước vỏ hạt tiêu làm nguyên liệu để làm compost là thích hợp. 2.1.3 Kỹ thuật làm phân compost Sản xuất compost bao gồm các khâu chuẩn bị và gia giảm vật liệu thô, sau đó mới là quá trình compost thực sự (hình 2.1). Mục tiêu của quá trình chuẩn bị vật liệu ban đầu là để tối ưu hóa cho quá trình compost xảy ra sau đó loại bỏ những tạp chất và cũng là để bảo vệ thiết bị sử dụng, giảm hàm lượng kim loại nặng đầu vào và các tạp chất có thành phần hữu cơ gây độc và để đạt yêu cầu chất lượng cho compost thành phẩm.Những bước cơ bản của quá trình chuẩn bị và gia giảm vật liệu thô như sau: Chế biến vật liệu Ủ compost Chế biến sản phẩm Chất thải Compost đã được gia giảm thêm Chất thêm Compost Nước Không khí Tạp chất Nước rỉ Khí thải, bụi Bước cơ bản - Phân loại - Sàng - Loại nước - Làm khô - Làm ướt - Trộn - Loại tạp chất - Cấp khí - Trộn - Làm ướt - Làm khô - Tách loại tạp chất - Phân loại - Trộn - Sàng - Loại tạp chất Hình 2.1 Sơ đồ cơ bản quá trình ủ compost 2.1.4 Các mô hình ủ compost. Để thực hiện mô hình thí nghiệm ủ compost với nguồn nguyên liệu vỏ hạt tiêu. Có 2 mô hình ủ compost có thể nghiên cứu áp dụng như sau: 2.1.4.1 Mô hình ủ không cần bể: Mô hình ủ copost này có 2 hai chính gồm: Làm compost trên đồng và làm compost dạng luống. Vì tính chất quy mô nhỏ (phòng thí nghiệm) nên không thực hiện mô hình ủ không cần bể để thực hiện mô hình thí nghiệm trong đồ án. Tuy nhiên cũng có thể nghiên cứu áp dụng với quy mô lớn khi thực hiện mô hình lớn hơn, ngoài thực tế. Các loại hệ thống compost không cần bể: Compost trên đồng ruộng; Compost đánh luống: thông khí tự nhiên, tạo đống ủ một lần; Compost đánh luống: thông khí tự nhiên, đống ủ dạng ngang; Compost đánh luống: thông khí tự nhiên, đống ủ dạng đứng; Compost đánh luống: Thổi khí áp lực, thoát khí; Compost đánh luống: Thổi khí áp lực, không thoát khí; 2.1.4.2 Mô hình ủ compost trong bể. Compost được ủ tại những nơi có không gian giới hạn (bể, thùng, kho, ống) với bơm không khí thường xuyên. Các dạng công nghệ ủ compost dạng bể được phân loại theo dạng vật liệu thải đầu vào. Hầu như tất cả các loại bể này điều phải kiểm soát được quá trình bơm cấp khí cũng như thu và xử lý khí thải tạo ra. Việc cho các chất để thúc đẩy quá trình diễn ra cũng thuận lợi khi sử dụng các loại bể này. 1. Bể dòng ngang: Dạng tĩnh và lớp rắn cố định: Đây là dạng mẻ, vật liệu được nhồi nhờ máy xúc hay băng chuyền vào một bể ngang, trên phủ bằng tấm tôn hoặc vải bố. Không khí được cấp bằng những hệ thống đường ống lắp dưới đấy bể hay từ những lỗ trên nền bể. Tốc độ thổi khí được kiểm soát dựa trên nhiệt độ đo được trong vật liệu và nồng độ oxy/cacbonic trong không khí. Thời gian phản ứng có thể từ vài ngày đến vài tuần. Sản phẩm cuối cùng có thể không đồng nhất và chưa ổn định về mặt sinh học tình trạng này có thể là do đảo trộn không hợp lý hoặc không đủ nước và khí thổi chỉ theo một hướng. Dạng trộn lớp rắn. Trong hệ thống này chất thải được đảo trộn cơ học có thể thêm nước, thiết bị sử dụng có thể đảo trộn vật liệu theo chiều ngang hay chiều thẳng đứng bằng mô tơ hay trục xoay, băng tải hay máy xúc. Có thể tự động hóa toàn bộ quá trình. 2. Bể dòng đứng: Trong hệ thống này vật liệu được đưa vào theo dòng đứng, theo hoặc không theo chu kỳ. chất thải được đưa vào từ trên xuống đáy lấp đầy dần dần lên trên, hoặc đùn từ đáy lên trên. Không khí được thổi từ dưới lên trên qua hệ thống ống đặt lẫn trong lớp vật liệu theo chiều thẳng đứng. Quá trình này có thể tự động hóa hoàn toàn. 3. Bể dạng trống xoay. Vật liệu được đưa vào bể theo chiều ngang, lúc này bể đang xoay chậm và được thổi khí. Mức độ nhồi khoảng 50% thể tích. Vật liệu được đưa đi, đưa lại, xoay tròn từ đầu này tới đầu kia của bể, do vật vật liệu được trộn đều. quá trình tự sinh nhiệt diễn ra sau khoảng thời gian ngắn. Có thể thêm nước. Bể này cũng có thể dùng để phối trộn vật liệu. 2.2. Nghiên cứu thực nghiệm 2.2.1. Phân tích chỉ tiêu đầu vào Nguồn nguyên liệu chính để sản xuất compost là vỏ tiêu thải ra từ quá trình sản xuất tiêu trắng (tiêu sọ). Sơ lược nguồn gốc nguyên liệu vỏ tiêu: Tiêu đen Ngâm Tiêu sọ Máy chà vỏ Sấy khô Bảo quản Vỏ tiêu thải bỏ Sản xuất compost Hạt tiêu đen sau khi được phân loại bỏ hạt lép sẽ được chọn để sản xuất tiêu sọ. Hạt tiêu được ngâm nước sau đó cho qua máy chà vỏ để tách vỏ làm tiêu sọ. Vỏ tiêu được tách ra khỏi hạt tiêu sọ và thải ra ngoài theo nước qua hệ thống chắn rác vỏ tiêu được cào lên thải bỏ. Hạt tiêu sọ sau đó được rửa sạch bằng nước và đêm sấy hoặc phơi khô đủ tiêu chuẩn sau đó đưa vào kho bảo quản. Hình 2.3: Quy trình sản xuất tiêu sọ Các chỉ tiêu đầu vào của vỏ tiêu: Từ nguồn nguyên liệu được thu gom ta tiến hành phân tích các chỉ tiêu để xác định các thành phần phối trộn hợp lý cho quá trình compost và kết quả các chỉ tiêu về hóa lý của nguyên liệu vỏ tiêu sọ như sau: Bảng 2.2: Tổng hợp kết quả phân tích nguyên liệu vỏ tiêu STT CHỈ TIÊU ĐƠN VỊ KẾT QUẢ 1 Khối lượng riêng kg/m3 300 2 pH 6 3 Độ ẩm % 52.4 4 Hàm lượng Cacbon % 54.12 5 Hàm lượng Nitơ % 4.26 6 Tỷ lệ C/N 12.7 Qua kết quả phân tích nhận thấy nguyên liệu vỏ tiêu thích hợp cho quá trình sản xuất compost. Khối lượng riêng của nguyên liệu khoảng 300 kg/m3 nên có thể sử dụng mô hình ủ khoảng 25 lít, tương ứng với 7,5 kg vỏ tiêu. 2.2.2. Mô hình thí nghiệm: Để thực hiện Mô hình thí nghiệm trong đồ án “Nghiên cứu công nghệ sản xuất compost từ vỏ tiêu đen để phục vụ cho nông nghiệp”. Qua đó đánh giá so sánh các chỉ số của mô hình để xác định công nghệ thích hợp nhất cho sản xuất compost từ vỏ hạt tiêu. Trong quá trình thực hiện, do điều kiện thời gian và kinh phí nên chỉ có thể thực hiện 2 mô hình (một đối chứng và một thực nghiệm). Từ kết quả phân tích các chỉ tiêu của nguồn nguyên liệu đầu vào, để quá trình compost diễn ra nhanh hơn, chất lượng compost tốt hơn. Các nguồn nguyên vật liệu của 2 mô hình ủ được trình bày trong phần sau: 2.2.2.1 Các nguyên vật liệu thực hiện mô hình: Thùng xốp (24,5*35*30)cm3 : 2 thùng Cân 12kg : 1 cái Bơm thổi khí : 1 cái Hệ thống ống dẫn khí : 1 hệ thống Nhiệt kế : 2 cái Bút đo pH : 1 cái Bình phun vi sinh, bổ sung nước : 1 cái Vỏ tiêu : 15 kg Phân gà : 1kg Vôi : 0,2kg Đường cát : 0,04 kg. Chế phẩm sinh học : 100g Nước Tiến hành quy trình ủ: Sau khi chuẩn bị các nguyên vật liệu đã được thống kê ở trên ta tiến hành thí nghiệm ủ compost với hai môi hình ủ (1 thực nghiệm và một đối chứng). Các bước tiến hành: 2.2.2.2 Mô hình thực nghiệm Chuẩn bị thùng xốp; Lắp đặt hệ thống ống thổi khí đã được khoan lỗ vào đáy thùng; Cân xác định khối lượng của thùng xốp. Lắp đặt mô tơ thổi khí vào hệ thống ống dẫn khí. Cân nguyên liệu vỏ tiêu, phân gà, đường cát, vôi, chế phẩm sinh học BIO-EM (theo bảng 2.1). Vỏ tiêu, phân gà và vôi được phối trộn đều trên sàn. Hoạt hóa chế phẩm sinh học: Tiến hành hoạt hóa men vi sinh bằng cách Chế phẩm sinh học BIO-EM = 100g Nước sạch = 3 lít Đường cát = 0,02 kg Cho vào thau khuấy tan đều, che đậy tránh ánh sáng bụi bẩn bay vào sau đó để vi sinh vật lên men sau 3 – 4 ngày; dùng bình phun tưới dung dịch đã được hoạt hóa vào thùng ủ. Cách tưới dung dịch như sau: Tiến hành rải 1 phần hỗn hợp vỏ tiêu, phân gà, vôi đã trộn rồi tưới đều chế phẩm lên lớp phân rác đã rải. Cứ tiếp tục từng lớp như thế cho đến khi hoàn thành. Trong quá trình tưới thực hiện động tác xáo trộn để chế phẩm được phân phối đều lên nguyên liệu ủ. Bên cạnh đó do nguyên liệu khô nên bổ sung thêm nước để duy trì độ ẩm trong khoảng 40-60% và sử dụng phương pháp “thử nén chặt” để xác định độ ẩm (cách làm: lấy một nắm vật liệu bóp mạnh, nếu nước chảy ra là được). 2.2.2.3 Mô hình đối chứng. Tiến hành tương tự như mô hình thực nghiệm. Tuy nhiên mô hình này không sử dụng chế phẩm BIO – EM để tưới vào nguyên liệu ủ, các bước cho nguyên liệu ủ vào thùng tiến hành tương tự như mô hình thực nghiệm nhưng ở đây chỉ phun nước để đảm bảo độ ẩm. Sau khi rải hết nguyên liệu vào thùng ủ ta cũng tiến hành xục khí để cung cấp oxy cho hai thùng ủ và lắp đặt nhiệt kế vào hai thùng ủ để theo dõi diễn biến nhiệt độ và vận hành quá trình ủ compost. Bảng 2.1 Bảng khối lượng các nguyên liệu đầu vào Mô hình Vỏ tiêu (kg) Phân gà (kg) Vôi (kg) Đường cát (kg) Chế phẩm EM (g) Đối chứng 7,5 0,5 0,1 0,02 0 Thực nghiệm 7,5 0,5 0,1 0,02 100 Mô hình Đối chứng Mô hình thực nghiệm Hình 2.2 Mô hình ủ phân compost Hình 2.3 Mô hình compost sau khi lắp đặt 2.2.3. Vận hành mô hình compost Sau khi lắp đặt 2 mô hình ủ compost ta tiến hành theo dõi và vận hành mô hình để đảm bảo các yếu tố tối ưu nhất cho quá trình ủ. Tại hai thùng xốp ủ compost có cắm 2 nhiệt kế để theo dõi nhiệt độ hàng ngày trong suốt quá trình ủ để điều chỉnh tốc độ thổi khí, tránh thất thoát nhiệt độ gây hiện tượng mất nhiêt. Bên cạnh đó vận hành 2 mô hình cần chú trọng bổ sung nước để duy trì độ ẩm. Trong suốt quá trình vận hành các thông số được vận hành và điều chỉnh như sau: Chế độ bơm sục khí: Trong 2 ngày đầu sục khoảng 12 giờ/ ngày để cung cấp oxy cho các vi sinh vật. Để tránh hiện tượng mất nhiệt trong những ngày sau duy trì thời gian sục khí trong khoảng 3 giờ/ngày. Chế độ xáo trộn: Tiến hành xáo trộn để bổ sung nước 1 tuần/ 1 lần. Do quá trình sục khí hàng ngày nên vật liệu ủ ở đấy thùng có xu hướng mất nước làm giảm độ ẩm của vật liệu nên phải tiến hành xáo trộn để bổ sung nước. Trong quá trình vận hành duy trì độ ẩm trong khoảng 40 – 60% và ghi kết quả hàng ngày. Nhiệt độ, cũng được theo dõi hàng ngày và ghi lại kết quả. Giá trị pH được xác định 3 ngày một lần. Độ sụt giảm thể tích xác định 3 ngày 1 lần. Hàm lượng cacbon và Nitơ cũng được xác định 3 ngày một lần. 2.3. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu 2.3.1. Phương pháp phân tích. - Phương pháp xác định nhiệt độ Nhiệt kế thủy ngân được đặt vào giữa khối nguyên liệu ủ và ghi nhận nhiệt độ mỗi mô hình mỗi ngày. - Xác định 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. - Phương pháp xác định pH: Giá trị pH được xác định bằng phương pháp lấy 1 g mẫu hòa tan trong 30 ml nước cất và dùng bút đo pH để xác định pH trong mẫu phân tích. - Phương pháp xác định độ ẩm: Độ ẩm được xác định hàng ngày bằng phương pháp thử nén chặt. Ngoài ra định kỳ 3 ngày phân tích độ ẩm một lần bằng phương pháp sấy ở 1300c đến khối lượng không đổi đối với nguyên liệu vỏ tiêu thời gian sấy trong khoảng thời gian là 2 giờ. Từ đó xác định độ ẩm của mẫu phân tích. 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 - Phương pháp xác định hàm lượng cacbon Để xác định hàm lượng cacbon, trước tiên sấy khô sản phẩm đến khối lượng không đổi (làm mất nước trong mẫu phân tích) sau đó nung ở 5500c trong vòng 5 giờ, sau đó hút ẩm và cân để xác định hàm lượng cacbon. Hàm lượng cacbon được xác định bằng công thức: Trong đó: m1: khối lượng sau khi sấy m2: khối lượng sau khi nung - Phương pháp xác định hàm lượng Nitơ Nitơ được xác định bằng phương pháp Kjeldahl. Hàm lượng % Nitơ tổng số được xác định theo công thức: %N = [1,42*(V1-V2)*100/a]*2 Trong đó: V1: số ml H2SO4 cho vào bình hứng V2: Số ml NaOH 0,1N đã chuẩn độ a: số mg nguyên liệu 1,42: hệ số, cứ 1 ml H2SO4 dùng để trung hòa NH4OH thì tương đương với 1,42 mg N 2.3.2. Phương pháp xử lý số liệu Số liệu sau khi được phân tích được xử lý bằng các phương pháp: - Phương pháp phân tích: Sử dụng các tài liệu, tiêu chuẩn, quy chuẩn để thu tập mẫu, phân tích các chỉ tiêu về pH, nhiệt độ, độ ẩm, hàm lượng cacbon, hàm lượng Nitơ. - Phương pháp tổng hợp số liệu, vẽ biểu đồ bằng phần mềm excel. Sau khi có các số liệu ghi chép, phân tích trong suốt quá trình vận hành ủ compost tiến hành tổng hợp số liệu dạng bảng bằng phần mền excel. Từ bảng số liệu đó ta xây dựng các biểu đồ thể hiện sự biến đổi của các chỉ tiêu theo dõi, phân tích như: pH, nhiệt độ, độ ẩm, hầm lượng cacbon, hàm lượng Nitơ. - Phương pháp so sánh. Sau khi phân tích, tổng hợp số liệu so. Tiến hành so sánh các chỉ tiêu của compost giữa hai mô hình ủ với nhau. Bên cạnh đó kết quả phân tích các thành phần dinh dưỡng có trong phân compost với Tiêu chuẩn 10TCN 526-2002 Phân hữu cơ vi sinh vật từ rác thải sinh hoạt. Từ đó có thể xác định thành phần các chất chủ yếu (N, P, K) để phối trộn vào phân nhằm tăng chất lượng compost. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Thông số vận hành. Quá trình vận hành hệ thống composts bắt đầu từ thành phần nguồn nguyên liệu phối trộn để tiến hành ủ (Bảng 2.1). Độ ẩm duy trì trong khoảng 40-60%. Nhiệt độ trong mô hình ủ compost (giai đoạn đầu của quá trình ủ compost, nhiệt độ sẽ tăng từ nhiệt độ môi trường đến 50 ÷ 60oC do sự hoạt động của các vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ và duy trì ở nhiệt độ này trong 5 ÷ 7 ngày. Sau đó, nhiệt độ trong đống ủ bắt đầu giảm xuống đến nhiệt độ môi trường. Đây là dấu hiệu cho biết compost trong giai đoạn ổn định). Chất hữu cơ còn lại trong compost (chất hữu cơ sẽ giảm nhanh ở giai đoạn đầu trong quá trình ủ, nhưng sau đó, hàm lượng chất hữu cơ sẽ không tăng nữa khi compost bắt đầu ở giai đoạn ổn định. 3.2. Kết quả. 3.2.1. Độ sụt giảm thể tích. Để xác định thể tích của mô hình ủ, định kỳ 3 ngày đo mức sụt giảm chiều cao của nguyên liệu ủ compost trong thùng ủ. Từ đó xác định thể tích của toàn bộ khối ủ. Trong thời gian ủ, thể tích của hai mô hình được trình bày theo bảng sau: Bảng 3.1: Độ sụt giảm thể tích của mô hình Ngày Mô hình Đối chứng (lít) Thực nghiệm(lít) 1 25.725 25.725 3 25.3 25.21 5 24.44 24.01 7 23.66 23.84 9 23.4 22.64 11 23.15 22.29 13 22.72 22.12 15 22.29 21.6 17 21.87 21 19 21.27 20 21 20.75 19.89 23 20.58 19.72 25 20.5 19.6 27 20.3 19.5 29 20.15 19.3 Biểu đồ 3.1: Biến thiên của thể tích trong quá trình ủ Nhìn chung độ sụt giảm thể tích trong 2 mô hình thùng ủ là tương đương nhau và không đáng kể, sau 8 ngày chiều cao nguyên liệu trong các mô hình ủ giảm còn 27 cm so với chiều cao ban đầu là 30 cm. Như vậy thể tích khối ủ giảm nhanh trong những ngày đầu vì trong giai đoạn này xảy ra hiện tượng thoát hơi nước, giảm độ ẩm và nguồn nguyên liệu hữu cơ bị vi sinh vật phân huỷ. Đến ngày 29 thể tích của các thùng còn lại khoảng 20,15 lít đối với mô hình thực nghiệm và 19,3 lít đối với mô hình đối chứng. Qua đó cho thấy mô hình thực nghiệm cho kết quả tốt hơn thể hiện quả thể tích giảm nhiều hơn mô hình đối chứng Hình 3.1 Độ sụt giảm thể tích của mô hình 3.2.2. Nhiệt độ Nhiệt độ được theo dõi hàng ngày và ghi lại số liệu nhiệt độ. Đồng thời theo dõi nhiệt độ để điều chỉnh thời gian thổi khí để tránh hiện tượng mất nhiệt trong quá trình ủ. Kết quả đo nhiệt độ của 2 mô hình trong quá trình ủ như sau: Bảng 3.2: Bảng kết quả đo nhiệt độ Ngày Mô hình Đối chứng Thực nghiệm 1 32 32 2 32 33 3 34 34.5 4 40 41 5 41 44 6 43 47 7 45 49 8 46 51 9 49 52 10 50 51 11 50 51 12 49 50 13 48 49 14 47 48 15 47 48 16 46 47 17 44 44.5 18 42 40 19 38 40 20 36 36 21 35 35 22 34 34 23 33 34 24 32 33 25 33 32 26 32 32 27 32.5 31 28 33 32 29 32 32 Biểu đồ 3.2: Biến thiên nhiệt độ Qua kết quả theo dõi nhiệt độ của 2 mô hình ủ. Nhiệt độ trong hai mô cũng đạt cao nhất là 520C (ở mô hình thực nghiệm trong ngày thứ 9). Đối với mô hình đối chứng nhiệt độ cũng lên đến 500C trong ngày thứ 10 và ngày thứ 11. Từ ngày thứ 5 trở đi do quá trình phân hủy sinh học xảy ra mạnh kèm theo sự tỏa nhiệt nên giai đọan này nhiệt độ tăng cao. Nhiệt độ dần hạ thấp đến khi bằng nhiệt độ môi trường. Nhiệt độ giảm dần đến nhiệt độ môi trường là do khối lượng nguyên liệu cho vào ủ ít, quá trình phân hủy diễn ra chậm dần và do quá trình sục khí ở đáy bể. Mô hình thực nghiệm với sự bổ sung chế phẩm sinh học nên nhiệt độ đa phần cao hơn mô hình đối chứng điều này cho thấy sự phân huỷ sẽ xảy ra tốt nhất khi có sự tăng cường sinh học. 3.2.3. pH Giá trị pH được theo dõi trong suốt quá trình ủ. Các giá trị pH được thể hiện theo bảng sau: Bảng 3.3 Kết quả đo pH Ngày Mô hình Đối chứng Thực nghiệm 1 7 6.9 2 6.9 6.8 3 6.8 6.8 4 6.5 6.5 5 6.2 6 6 6 5.7 7 5.5 5.5 8 5.5 5.4 9 5.4 5.4 10 5.8 5.5 11 5.9 5.7 12 5.8 5.7 13 6 6.2 14 6.5 6.8 15 7 7.5 16 7.5 7.8 17 7 7.5 18 6.8 7.2 19 7 7 20 6.9 6.8 21 6.8 6.9 22 6.5 6.7 23 6.5 6.4 24 6.5 6.5 25 6.4 6.6 26 6.7 6.7 27 6.4 6.7 28 6.5 6.5 29 6.4 6.5 Biểu đồ 3.3: Biến thiên giá trị pH Qua kết quả phân tích Giá trị pH giao động trong khoảng 5,4 –7,8và cả 2 mô hình pH giao động tương đương nhau. Trong đó mô hình đối chứng pH giao động từ 5.4 đến 7,5; mô hình thực nghiệm ph giao động trong khoảng 5.4 đến 7,8. Từ ngày thứ nhất đến ngày thứ 3 giá trị pH của 2 mô hình có hiện tượng giảm nhưng không đáng kể. Tuy nhiên đến ngày thứ 5 đến ngày thứ 13 giá trị pH của 2 mô hình giảm mạnh và duy trì dưới mức pH = 6.2 chứng tỏ giai đoạn này các vi sinh vật, nấm tiêu thụ các hợp chất hữu cơ và thải ra các acid hữu cơ dẫn đến pH giảm thấp. Mô hình thực nghiệm có bổ sung vi sinh nên tốc độ phân hủy diển ra nhanh hơn và ph cũng thấp hơn so với mô hình đối chứng. sau ngày thứ 13 giá trị pH tăng lên do quá trình phân hủy axit tạo các amoni. Tiếp đến là quá trình phân giải amoni nên pH giảm xuống và duy trì ổn định trong khoảng 6.4 đến 6.9. Các mô hình tuy có sự biến thiên của pH nhưng giá trị ph vẫn nằm trong tiêu chuẩn quy định. 3.2.4. Độ ẩm Để quá trình compost diễn ra tốt nước được bổ sung thường xuyên để duy trì độ ẩm của nguyên liệu ủ trong khoảng 40 - 60 %. Kết quả đo độ ẩm như sau: Bảng 3.4: kết quả đo độ ẩm Ngày Mô hình Đối chứng Thực nghiệm 1 51.37 49.20 3 51.71 51.40 6 60.68 58.20 9 60.25 60.89 12 53.38 47.03 15 50.97 41.21 18 40.51 56.49 21 46.79 52.58 24 45.32 42.15 27 43.84 52.14 Biểu đồ 3.4 : Biến thiên độ ẩm Do quá trình bổ sung nước thường xuyên trong quá trình ủ nên độ ẩm của hai mô hình ủ được duy trì trong khoảng 40,51% đến 60,89%. Đảm bảo độ ẩm cần thiết cho quá trình ủ compost. Đối với mô hình đối chứng độ ẩm duy trì trong khoảng 40,51% đến 60,68%. Trung bình là 50,48%. Đối với mô hình thực nghiệm độ ẩm duy trì trong khoảng 41,21% đến 60,89%. Trung bình là 51,13%. Độ ẩm có sự thay đổi giữa hai mô hình là do quá trình bổ sung nước bằng tay nên có sự biến thiên khác nhau. Ngày thứ 9 hai mô hình cho kết quả độ ẩm cao là do quá trình bổ sung nước vào để duy trì độ ẩm tối ưu cho quá trình. Giá trị độ ẩm của 2 mô hình được điều khiển bằng cách bổ sung nước nên có sự giao động lớn, tuy nhiên hai mô hình ủ không có sự chênh lệch đáng kể và độ ẩm vẫn duy trì ở mức hợp lý cho quá trình ủ. Các mô hình ủ đều cho kết quả tối ưu trong quá trình ủ. 3.2.5. Hàm lượng C Tốc độ biến thiên hàm lượng carbon trong khối compost thể hiện tốc độ phân hủy sinh học diễn ra trong khối compost. Hàm lượng cacbon được xác định bằng phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm với mật độ 3 ngày một lần. Kết quả Hàm lượng cacbon của 2 mô hình như sau: Bảng 3.5 Kết quả hàm lượng cacbon Ngày Mô hình Đối chứng Thực nghiệm 1 54 54.12 3 54 54 6 54 52 9 53 51.5 12 50 48.5 15 50 48.15 18 49 48 21 48 47.22 24 47 46 27 47 46 Biểu đồ 3.5: Biến thiên của hàm lượng cacbon Kết quả phân tích từ ngày đầu tiên đến ngày thứ 27 hàm lượng cacbon đối với mô hình đối chứng giảm từ 54% đến 47%; đối với mô hình thực nghiệm giảm từ 54,12 đến 46%. Từ kết quả đó nhận thấy hàm lượng carbon trong 2 mô hình ủ có xu hướng suy giảm vì hàm lượng cacbon mất đi do quá trình chuyển hóa tành CO2 trong quá trình ủ. So sánh hai mô hình thì mô hình thực nghiệm (có sử dụng chế phẩm sinh học) hàm lượng cacbon giảm nhanh hơn mô hình đối chứng (không sử dụng chế phẩm sinh học), chứng tỏ chế phẩm sinh học có tác dụng tăng cường tốc độ phân hủy sinh học trong khối compost. 3.2.6. Hàm lượng N Cũng giống như hàm lượng cacbon, hàm lượng nitơ cũng được xác định với mật độ 3 ngày 1 lần và được đo trong 10 lần. Kết quả hàm lượng nitơ thể hiện trong bảng sau: Bảng 3.6 Kết quả hàm lượng Nitơ Ngày Mô hình Đối chứng Thực nghiệm 1 4.3 4.3 3 4.214 4.1 6 4.17 4.09 9 4.05 3.87 12 3.96 3.54 15 3.67 3.25 18 3.115 2.78 21 2.9 2.37 24 2.87 2.23 27 2.76 2.09 Biểu đồ 3.6 Sự biến thiên của hàm lượng nitơ Hàm lượng %N có ảnh hưởng rất lớn đến sự hoạt động của VSV vì nếu %N thấp nó sẽ ức chế sự hoạt động của VSV, trong quá trình ủ thì %N luôn thay đổi. Ta thấy rằng %N ở cả hai mô hình đều giảm, theo nguyên tắc thì trong quá trình ủ lượng %N sẽ chuyển hóa sang dạng amon và nitrat, lượng amon này có thể chuyển thành nitrat hoặc mất đi dưới dạng NH3 như vậy %N sẽ giảm. Qua kết quả phân tích cho thấy hàm lượng nitơ của hai mô hình cũng giảm theo suốt thời gian ủ. Hàm lượng nitơ của 2 mô hình giao động từ 2.09% đến 4.3%. Trong đó mô hình thực nghiệm có chế phẩm sinh học hàm lượng nitơ có xu hướng giảm nhanh hơn mô hình đối xứng không sử dụng chế phẩm sinh học. Qua hai mô hình thì mô hình sử dụng vi sinh vật cho kết quả tốt, thời gian nhanh hơn. 3.3 Nhận xét và đánh giá. Qua thời gian thực hiện hai mô hình ủ compost từ nguyên liệu chính là vỏ tiêu kết hợp với một số các nguồn nguyên liệu khác; mặc dù có sử dụng chế phẩm sinh học đối với mô hình thực nghiệm hay không dùng chế phẩm sinh học đối với mô hình đối chứng thì cả 2 mô hình đều cho những kết quả phù hợp với những nghiên cứu về lý thuyết, những mô hình thực nghiệm đã nghiêm cứu như hàm lượng cacbon, nitơ trong quá trình ủ điều giảm và ổn định. Tuy nhiên đối với mô hình thực nghiệm có sử dụng chế phẩm sinh học thì tốc độ phân hủy cacbon cũng như nitơ nhanh hơn mô hình đối chứng. Qua thực hiện các mô hình ủ cho thấy vỏ tiêu cũng là một nguồn nguyên liệu – một phế phẩm nông nghiệp có thể sử dụng cho sản xuất compost phục vụ cho nông nghiệp. Từ những kết quả trên về 2 mô hình thí nghiệm ta chọn mô hình thực nghiệm để nghiên cứu hoàn thiện quy trình ủ compost nhằm đưa vào áp dụng thực tiển. Mặc dù sử dụng chế phẩm sinh học, lắp đặt hệ thống cấp khí hỗ trợ quá trình ủ compost diễn ra nhanh hơn. Tuy nhiên khi sử dụng chế phẩm và thổi khí cưỡng bức sẽ nâng chi phí sản xuất lên. Để khắc phục tình trạng này khi triển khai ngoài thực tế với các mô hình lớn có thể sử dụng lại một phẩn sản phẩm compost sau khi ủ để phối trộn với nguyên liệu mới để giảm chi phí mua chế phẩm sinh học. Đối với việc cấp khí cho quá trình ủ compost trong thực tế nếu thời gian được trải dài có thể sử dụng mô hình ủ không cần thổi khí cưỡng bức và thay vào đó là xáo trộn định kỳ hàng tuần sẽ giảm được chi phí điện để vận hành máy bơm thổi khí. 3.4. Kết quả phân tích thành phần mô hình thực nghiệm. Để chất lượng compost đầu ra đạt một số tiêu chuẩn chất lượng so với tiêu chuẩn 10TCN 526-2002 Phân hữu cơ vi sinh vật từ rác thải sinh hoạt (do hiện chưa có tiêu chuẩn phân compost đối với sản phẩm vỏ tiêu nên áp dụng tiêu chuẩn 10TCN 526-2002 để đánh giá chất lượng compost sản xuất từ vỏ tiêu). Tiến hành phân tích các chỉ tiêu cơ bản từ đó đưa ra các thành phần phối trộn hợp lý cho sản phẩm nhằm đảm bảo chất lượng đầu ra, phù hợp với tiêu chuẩn và thích hợp với cây trồng. Bảng 3.7: Kết quả phân tích chất lượng compost mô hình thực nghiệm. Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả Tiêu chuẩn 10TCN 526-2002 Hàm lượng P2O5 % 0.069 >2,5 Hàm lượng N % 1.2 >2,5 Hàm lượng K2O5 % 0.038 >1,5 Hàm lượng chì (Pb) mg/Kg Không phát hiện <250 Hàm lượng Đồng(Cu) mg/Kg 8.83 <200 Từ những kết quả phân tích trên, để sản phẩm đạt tiêu chuẩn 10TCN 526-2002 cần tiến hành pha trộn thêm các thành phẩm dinh dưỡng cũng như các yếu tố vi lượng để năng cao chất lượng của compost. Tỷ lệ pha trộn chất dinh dưỡng N, P, K trong 1 kg phân compost: - Đối với P2O5: cứ trong 1kg phân compost có 0,00069 kg P2O5, để P2O5 đạt tiêu chuẩn là 2,5% (tương ứng với 0,025kg P2O5/1kg phân compost) thì lượng P2O5 cần pha trộn trong 1kg compost là : 0,025 – 0,00069 = 0,02431 kg P2O5. - Tương tự lượng Nitơ cần bổ sung là: 0,013 kg/1kg compost - Lượng K2O bổ sung là: 0,01462 kg K20/1kg compost. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1. Kết luận Từ kết quả nghiên cứu khi thực hiện đồ án nghiên cứu công nghệ sản xuất compost từ vỏ tiêu đen phục vụ cho nông nghiệp cho thấy phế thải vỏ tiêu từ sản xuất tiêu sọ có thể sử dụng để sản xuất compost phục vụ bón cho cây trồng, làm tăng năng suất cây trồng, giảm chi phí sản xuất. Từ những kết quả ghi lại, phân tích được trong suốt quá trình ủ phân có thể rút ra một số kết luận sau: Nguồn nguyên liệu để sản xuất compost từ nguyên liệu vỏ tiêu cho kết quả tốt trong thời gian ủ khoảng 1 tháng khi áp dụng quy trình sản xuất như mô hình thực nghiệm. Tuy nhiên, cần phải phối trộn thêm một số chất dinh dưỡng và các chất vi lượng khác cho sản phẩm compost để sản phẩm đạt Tiêu chuẩn 10TCN 526-2002 về phân hữu cơ vi sinh vật từ rác thải sinh hoạt. Xét về mặt thời gian phân hủy cũng như chất lượng compost thì mô hình có bổ sung chế phẩm sinh học cho kết quả tốt hơn. Qua đó có thể áp dụng mô hình này để sản xuất compost từ các nguồn nguyên liệu phế phẩm nông nghiệp khác như vỏ cà phê, vỏ củ mì, các phế thải từ ngô… 4.2. 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 phế thải nông nghiệp. Đề tài đã sử dụng một loại chế phẩm sinh học có sẵn trên thị trường. Do điều kiện thời gian và kinh phí nên tôi chỉ có thể làm 2 mô hình vì vậy kết quả cuối cùng có thể chưa hoàn toàn tối ưu. Nếu được đầu tư kinh phí chúng ta có thể mở rộng quy mô thực nghiệm cũng như mở rộng sang các phụ phẩm khác để tận dụng tối đa nguồn nguyên liệu đang bị bỏ phí và trong đề tài không đi sâu vào tìm hiểu thành phần quần thể vi sinh vật có trong chế phẩm về phương pháp phân lập, nuôi cấy vi sinh vật và bảo quản chế phẩm cũng như chưa nghiên cứu cài đặt chương trình điều khiển tự động máy thổi khí theo biến thiên nhiệt độ trong qúa trình ủ. Để làm rõ hơn tác dụng của sự tăng cường sinh học đối với quá trình sản xuất compost từ phế thải nông nghiệp, 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. Nghiên cứu áp dụng các mô hình tự động cho quá trình sản xuất compost để giảm chi phí nhân công trong sản xuất, tăng chất lượng đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường. Bên cạnh đó cần nghiên cứu các giải pháp để tuyên truyền, phổ biến đến môi trường đến các hộ nông dân, các cơ sở sản xuất chế biến nông sản tính hiệu quả của compost đốii với cải tạo đất, với khả năng phát triển của cây trồng trong sản xuất nông nghiệp để tăng nhu cầu sản xuất cũng như tiêu thụ sản phẩm compost, đồng thời giảm thiểu các chất thải ra tác động xấu … TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. GS.TS. Trần Hiếu Nhuệ - Hà Nội 2001 - Quản Lý Chất Thải Rắn - NXB Xây Dựng 2. Lê Phi Nga và cộng sự- Giáo trình công nghệ sinh học môi trường- NXB Đại học Quốc gia TP.HCM, 2010 3. Hoàng Đức Liên, Tống Ngọc Tuấn - Kỹ Thuật Và Thiết Bị Xử Lý Chất Thải Bảo Vệ Môi Trường - NXB Nông Nghiệp 4. Trịnh Thị Thanh- Giáo Trình Công Nghệ Môi Trường - NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội 5. PGS, TS Hoàng Kim Cơ – Kỹ thuật môi trường –NXB Khoa học kỹ thuật 6. PGS, TS Lê gia Huy - Giáo trình công nghệ vi sinh vật xử lý chất thải – NXB giáo dục Việt Nam, 2010 7. Đỗ Đăng Giáp và cộng sự- Nghiên cứu sự phát sinh hình thái trong nuôi cấy lớp mỏng tế bào (Thin Cell Layer) lá ở cây hồ tiêu (Piper nigrum L.) -Viện Sinh học nhiệt đới. 8. Tôn Nữ Tuấn Nam - Báo cáo đánh giá chất lượng hồ tiêu tại Việt Nam năm 2008. 9. Nguyễn Đức Lượng, Công nghệ sinh học môi trường - Tập 2, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM, 2003. 10. PGS. TS. Lê Thanh Mai và cộng sự - Các phương pháp phân tích ngành công nghệ lên men – NXB khoa học kỹ thuật. 11. Quyết định số 38/2002-QĐ-BNN-KHCN ngày 16 tháng 5 năm 2002. 12. -Hiệp hội hồ tiêu Việt Nam. 13. Công ty TNHH Nông dược bản H'Mông - SaPa 14.Trung Tâm Thông Tin Công nghiệp và Thương Mại - Bộ Công Thương ( 15. Tchobanoglous và cộng sự, 1993. 16. Minnich, J., et al. 1979, Rodale Guide of Composting.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

do an.doc