Nghiên cứu đặc tính và khả năng sử dụng bùn thải đô thị Hà Nội làm phân bón (LA tiến sĩ)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.33 MB, 202 trang )
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
ĐẶNG THỊ HỒNG PHƯƠNG
NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG
BÙN THẢI ĐÔ THỊ HÀ NỘI LÀM PHÂN BÓN
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
Thái Nguyên, năm 2017
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng đây là công trình nghiên cứu của tôi, có sự hỗ trợ từ tập
thể hướng dẫn khoa học là PGS.TS Nguyễn Mạnh Khải và GS.TS Nguyễn Thế
Đặng. Các nội dung nghiên cứu và kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa
từng được ai công bố trong bất cứ công trình nghiên cứu nào trước đây. Nếu phát
hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Hội đồng,
cũng như kết quả luận án của mình.
Tác giả luận án
Đặng Thị Hồng Phương
ii
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận án này tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn Ban Giám hiệu
và các quý thầy, cô trong Khoa Môi trường, Bộ phận Sau Đại học, Phòng Đào tạo Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên đã tạo nhiều điều kiện, quan tâm giúp đỡ,
chỉ bảo tận tình trong quá trình thực hiện đề tài.
Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến PGS.TS. Nguyễn Mạnh Khải và
GS.TS Nguyễn Thế Đặng đã trực tiếp hướng dẫn, định hướng chuyên môn, truyền
thụ những kinh nghiệm quý báu trong quá trình thực hiện luận án.
Luận án được hoàn thành dưới sự tài trợ từ một phần kinh phí của đề tài Khoa
học công nghệ cấp Đại học Quốc gia Hà Nội, mã số QG 17.21 do PGS.TS. Nguyễn
Mạnh Khải chủ trì và đề tài QMT.12.03 do PGS,TS. Trần Văn Quy chủ trì thông
qua hỗ trợ thực hiện lấy mẫu, phân tích một số chỉ tiêu trong bùn thải. Tác giả chân
thành cảm ơn sự tài trợ quý báu của đề tài nêu trên.
Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Đặng Văn Thành, Phòng thí nghiệm Hóa lý,
Trường Đại học Y Dược, Đại học Thái Nguyên đã hỗ trợ, hướng dẫn và cho phép
tôi thực hiện các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm. Tôi xin chân thành cảm ơn TS.
Trần Văn Ngọc, Trung tâm thực hành và nghiên cứu ứng dụng Trường Đại học
Nông Lâm Thái Nguyên đã chia sẻ kinh nghiệm và giúp đỡ tôi các điều kiện thuận
lợi nhất khi làm thực nghiệm tại xưởng phân hữu cơ. Đồng thời, tôi cũng xin cảm
ơn đến hộ gia đình ông Vũ Văn Mạnh, xã Đông Cao, Phổ Yên, Thái Nguyên và nhà
vườn Tùng Mến tại trường Đại học Nông Lâm đã đồng ý và giúp đỡ tôi trong quá
trình bố trí các thí nghiệm thực nghiệm. Tôi cũng xin cảm ơn các bạn sinh viên
khóa 44, 45 ngành khoa học môi trường, Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên đã
tham gia thực hiện một số nghiên cứu trong luận án.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp
đã quan tâm động viên tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện luận án.
Mặc dù đã rất cố gắng trong quá trình thực hiện nhưng luận án không thể tránh
khỏi những thiếu sót. Tác giả mong nhận được sự góp ý của quý thầy, cô và bạn bè.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày tháng năm 2017
Tác giả
Đặng Thị Hồng Phương
iii
MỤC LỤC
Thái Nguyên, năm 2017...........................................................................................
Thái Nguyên, năm 2017...........................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
Thái Nguyên, năm 2017...........................................................................................
Thái Nguyên, năm 2017...........................................................................................
LỜI CAM ĐOAN.....................................................................................................
LỜI CAM ĐOAN.....................................................................................................
Đặng Thị Hồng Phương...........................................................................................
Đặng Thị Hồng Phương...........................................................................................
LỜI CẢM ƠN..........................................................................................................
LỜI CẢM ƠN..........................................................................................................
Đặng Thị Hồng Phương..........................................................................................
Đặng Thị Hồng Phương..........................................................................................
MỤC LỤC...............................................................................................................
MỤC LỤC...............................................................................................................
DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT...............................................................
DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT...............................................................
DANH MỤC CÁC BẢNG......................................................................................
DANH MỤC CÁC BẢNG......................................................................................
DANH MỤC CÁC HÌNH..................................................................................xviii
DANH MỤC CÁC HÌNH..................................................................................xviii
MỞ ĐẦU..................................................................................................................
MỞ ĐẦU..................................................................................................................
1. Tính cấp thiết của đề tài......................................................................................
1. Tính cấp thiết của đề tài......................................................................................
2. Mục tiêu của đề tài...............................................................................................
iv
2. Mục tiêu của đề tài...............................................................................................
2.1. Mục tiêu tổng quát...................................................................................2
2.2. Mục tiêu cụ thể........................................................................................2
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài...........................................................
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài...........................................................
4. Những đóng góp mới của đề tài..........................................................................
4. Những đóng góp mới của đề tài..........................................................................
CHƯƠNG 1..............................................................................................................
CHƯƠNG 1..............................................................................................................
TỔNG QUAN TÀI LIỆU........................................................................................
TỔNG QUAN TÀI LIỆU........................................................................................
1.1. Cơ sở lý luận về bùn thải đô thị.......................................................................
1.1. Cơ sở lý luận về bùn thải đô thị.......................................................................
1.1.1. Khái niệm, nguồn phát sinh bùn thải đô thị..........................................4
1.1.2. Đặc điểm của bùn thải đô thị................................................................5
1.1.2.1. Đặc điểm của bùn thải phát sinh từ bể tự hoại...............................6
1.1.2.2. Đặc điểm của bùn thải nạo vét từ mạng lưới thoát nước đô thị.....8
1.1.2.3. Đặc điểm của bùn thải từ các trạm XLNT tập trung......................9
1.1.3. Đặc điểm tồn tại trong bùn thải đô thị và độc tính của một số KLN...11
1.1.4. Khả năng và lợi ích thu được từ tái sử dụng bùn thải đô thị...............12
1.1.5. Thực trạng quản lý bùn thải đô thị tại Hà Nội.....................................15
1.2. Tổng quan về các phương pháp xử lý bùn thải đô thị..................................
1.2. Tổng quan về các phương pháp xử lý bùn thải đô thị..................................
1.2.1. Tiền xử lý, tách nước..........................................................................21
1.2.2. Phương pháp loại bỏ KLN trong bùn thải đô thị.................................21
1.2.2.1. Loại bỏ các kim loại bằng dung dịch axit....................................21
1.2.2.2. Loại bỏ kim loại bằng các tác nhân tạo phức...............................24
1.2.3. Phương pháp chôn lấp........................................................................25
1.2.4. Phương pháp nhiệt..............................................................................26
1.2.5. Sử dụng trong cải tạo đất nông nghiệp................................................28
v
1.3. Tổng quan về phương pháp ủ phân compost................................................
1.3. Tổng quan về phương pháp ủ phân compost................................................
1.3.1. Định nghĩa..........................................................................................30
1.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình composting................................31
1.3.2.1. Các yếu tố dinh dưỡng.................................................................31
1.3.2.2. Các yếu tố môi trường..................................................................33
1.3.2.3. Vi sinh vật trong ủ phân compost.................................................37
1.3.3. Các phương pháp ủ phân compost......................................................38
1.4. Một số nghiên cứu ủ phân compost từ bùn thải đô thị ứng dụng trong
sản xuất nông nghiệp.............................................................................................
1.4. Một số nghiên cứu ủ phân compost từ bùn thải đô thị ứng dụng trong
sản xuất nông nghiệp.............................................................................................
1.4.1. Các nghiên cứu trên thế giới...............................................................40
1.4.2. Trong nước.........................................................................................41
Các kết luận qua phân tích tổng quan:..........................................................43
CHƯƠNG 2............................................................................................................
CHƯƠNG 2............................................................................................................
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU....................
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU....................
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu..................................................................
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu..................................................................
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu.........................................................................45
2.1.1.1. Bùn thải đô thị..............................................................................45
2.1.1.2. Vật liệu phối trộn ủ phân..............................................................45
2.1.1.3. Sản phẩm sau ủ phân....................................................................46
2.1.1.4. Cây trồng thử nghiệm hiệu lực phân HCBT................................47
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu............................................................................48
2.2. Nội dung nghiên cứu.......................................................................................
2.2. Nội dung nghiên cứu.......................................................................................
2.2.1. Nội dung 1: Đặc tính bùn thải đô thị Hà Nội......................................49
vi
2.2.2. Nội dung 2: Nghiên cứu loại bỏ một số kim loại nặng (Cd, Cu, Zn, Pb,
Cr) trong bùn thải....................................................................................49
2.2.3. Nội dung 3: Nghiên cứu tận dụng bùn thải trạm XLNTSH sau xử lý
KLN làm phân hữu cơ.............................................................................49
2.2.4. Nội dung 4: Nghiên cứu thử nghiệm phân HCBT đối với cây trồng...49
2.3. Phương pháp nghiên cứu...............................................................................
2.3. Phương pháp nghiên cứu...............................................................................
2.3.1. Phương pháp thu thập tài liệu.............................................................50
2.3.2. Phương pháp dự báo phát sinh lượng bùn thải đô thị Hà Nội.............50
2.3.3. Phương pháp lấy mẫu, bảo quản và phân tích mẫu.............................51
2.3.3.1. Vị trí lấy mẫu bùn........................................................................51
2.3.3.2. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu......................................54
2.3.3.3. Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm...................................56
2.3.4. Phương pháp thực nghiệm..................................................................57
2.3.4.1. Thí nghiệm chiết tách một số kim loại nặng (Cd, Cu, Zn, Pb, Cr)
trong bùn thải của trạm XLNTSH Kim Liên bằng axit............................57
2.3.4.2. Thí nghiệm ủ phân HCBT............................................................58
2.3.4.3. Thí nghiệm thử nghiệm hiệu lực của phân HCBT đối với cây
trồng..........................................................................................................62
2.3.5. Phương pháp xử lý số liệu..................................................................67
CHƯƠNG 3............................................................................................................
CHƯƠNG 3............................................................................................................
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.....................................................
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.....................................................
3.1. Đặc tính bùn thải đô thị Hà Nội.....................................................................
3.1. Đặc tính bùn thải đô thị Hà Nội.....................................................................
3.1.1. Dự báo phát sinh số lượng các loại bùn thải đô thị Hà Nội.................68
3.1.1.1. Dự báo phát sinh số lượng bùn từ bể phốt ở đô thị Hà Nội.........68
3.1.1.2. Dự báo phát sinh bùn thải HTTN.................................................69
3.1.1.2. Dự báo phát sinh số lượng bùn thải từ các trạm XLNT tập trung71
vii
3.1.2. Đặc tính các loại bùn thải đô thị Hà Nội.............................................73
3.1.2.1. Một số tính chất lý học.................................................................73
3.1.2.2. Một số tính chất hóa học..............................................................75
3.1.2.3. Một số chỉ tiêu sinh học của bùn thải đô thị Hà Nội....................86
3.1.3. Đánh giá khả năng tái sử dụng bùn thải đô thị Hà Nội cho mục đích
nông nghiệp.............................................................................................87
3.2. Nghiên cứu loại bỏ một số KLN (Cu, Zn, Pb, Cr, Cd) trong bùn thải
trạm XLNTSH bằng dung dịch axit.....................................................................
3.2. Nghiên cứu loại bỏ một số KLN (Cu, Zn, Pb, Cr, Cd) trong bùn thải
trạm XLNTSH bằng dung dịch axit.....................................................................
3.2.1. Đặc điểm các dạng KLN trong bùn thải một số trạm XLNT tập trung ở
Hà Nội.....................................................................................................89
3.2.2. Nghiên cứu loại bỏ một số KLN trong bùn thải của trạm XLNTSH
Kim Liên bằng dung dịch axit.................................................................93
3.2.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất loại bỏ KLN
trong bùn thải............................................................................................93
3.2.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ axit đến hiệu suất loại bỏ KLN.............96
3.2.2.3. Ảnh hưởng của số bậc chiết đến hiệu quả loại bỏ KLN trong bùn
thải.............................................................................................................99
3.2.3. Thành phần một số chất trong bùn thải sau quá trình chiết tách bằng
axit........................................................................................................101
3.3. Nghiên cứu tận dụng bùn thải trạm XLNTSH sau xử lý KLN làm phân
hữu cơ...................................................................................................................102
3.3. Nghiên cứu tận dụng bùn thải trạm XLNTSH sau xử lý KLN làm phân
hữu cơ...................................................................................................................102
3.3.1. Biến động các yếu tố trong quá trình ủ phân.....................................102
3.3.1.1. Nhiệt độ......................................................................................102
3.3.1.2. Độ ẩm.........................................................................................104
3.3.1.3. Giá trị pH....................................................................................105
3.3.1.4. Sự thay đổi thể tích khối ủ.........................................................106
3.3.1.5. Hàm lượng các bon tổng số........................................................109
viii
3.3.1.6. Hàm lượng đạm..........................................................................111
3.3.1.7. Tỷ lệ C/N....................................................................................116
3.3.1.8. Hàm lượng lân............................................................................118
3.1.3.1.9. Hàm lượng kali tổng số (%)....................................................122
3.1.3.10. Biến động E.coli và Salmonella...............................................123
3.3.2. Hàm lượng một số kim loại nặng (As, Pb, Hg, Cd) sau 75 ngày ủ. . .124
3.3.3. Đánh giá chất lượng phân hữu cơ sản xuất từ bùn thải sau xử lý KLN
..............................................................................................................125
3.3.4. Quy trình sản xuất phân hữu cơ từ bùn thải sau xử lý KLN..............126
3.3.4.1. Quy trình sản xuất phân HCBT..................................................126
3.3.4.2. Chi phí sản xuất phân HCBT.....................................................129
3.4. Thử nghiệm hiệu lực phân HCBT đối với cây trồng..................................130
3.4. Thử nghiệm hiệu lực phân HCBT đối với cây trồng..................................130
3.4.1. Thử nghiệm hiệu lực phân HCBT đối với cây rau cải bẹ..................130
3.4.1.1. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến thời gian qua các thời
kỳ sinh trưởng của cây rau cải bẹ............................................................130
3.4.1.2. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến một số chỉ tiêu sinh
trưởng của cây cải bẹ..............................................................................131
3.4.1.3. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến năng suất, chất lượng
và hiệu quả kinh tế của cây cải bẹ...........................................................134
3.4.2. Thử nghiệm hiệu lực của phân HCBT trên cây hoa xác pháo...........139
3.4.2.1. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến các giai đoạn sinh
trưởng của cây trong các công thức........................................................139
3.4.2.2. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến tăng trưởng chiều
cao cây.....................................................................................................140
3.4.2.3. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến động thái ra lá.....141
3.4.2.4. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến tăng trưởng đường
kính thân..................................................................................................143
3.4.2.5. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến khả năng phân cành
.................................................................................................................144
3.4.2.6. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến chất lượng hoa....144
ix
3.4.2.7. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến tỷ lệ hoa thương
phẩm........................................................................................................146
3.4.2.8. Hiệu quả kinh tế của việc sử dụng phân bón HCBT trên cây hoa
xác pháo..................................................................................................147
3.4.3. Một số tính chất đất trước và sau khi bón phân HCBT.....................148
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.............................................................................150
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.............................................................................150
1. Kết luận............................................................................................................150
1. Kết luận............................................................................................................150
2. Kiến nghị..........................................................................................................151
2. Kiến nghị..........................................................................................................151
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ...................153
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ...................153
LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN............................................................................153
LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN............................................................................153
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................154
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................154
I. Tiếng Việt..........................................................................................................154
I. Tiếng Việt..........................................................................................................154
II. Tiếng Anh........................................................................................................159
II. Tiếng Anh........................................................................................................159
PHỤ LỤC.................................................................................................................
PHỤ LỤC.................................................................................................................
x
DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT
BTNMT
: Bộ Tài nguyên Môi trường
BNN&PTNT
: Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn
BXD
: Bộ Xây dựng
CEC
: Dung tích trao đổi cation của đất
(Cation exchange capacity)
Cs
: Cộng sự
CT
: Công thức
ĐVT
: Đơn vị tính
HCBT
: Hữu cơ bùn thải
HTTN
: Hệ thống thoát nước
KLN
: Kim loại nặng
LSD
: Sự sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa
(Least Significant Difference)
OM
: Chất hữu cơ của đất (Organic matter)
QCVN
: Quy chuẩn Việt Nam
STT
: Số thứ tự
TCVN
: Tiêu chuẩn Việt Nam
TP
: Thành phố
URENCO
: Công ty Môi trường Đô thị Hà Nội
VCR
: Tỷ số giữa tổng thu tăng do bón phân và chi phí phân
bón tăng thêm
XLNT
: Xử lý nước thải
XLNTSH
: Xử lý nước thải sinh hoạt
xi
DANH MỤC CÁC BẢNG
Thái Nguyên, năm 2017...........................................................................................
...................................................................................................................................
Thái Nguyên, năm 2017...........................................................................................
LỜI CAM ĐOAN.....................................................................................................
Đặng Thị Hồng Phương...........................................................................................
LỜI CẢM ƠN..........................................................................................................
Đặng Thị Hồng Phương..........................................................................................
MỤC LỤC...............................................................................................................
DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT...............................................................
DANH MỤC CÁC BẢNG......................................................................................
DANH MỤC CÁC HÌNH..................................................................................xviii
MỞ ĐẦU..................................................................................................................
1. Tính cấp thiết của đề tài......................................................................................
2. Mục tiêu của đề tài...............................................................................................
2.1. Mục tiêu tổng quát...................................................................................2
2.2. Mục tiêu cụ thể........................................................................................2
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài...........................................................
4. Những đóng góp mới của đề tài..........................................................................
CHƯƠNG 1..............................................................................................................
TỔNG QUAN TÀI LIỆU........................................................................................
1.1. Cơ sở lý luận về bùn thải đô thị.......................................................................
1.1.1. Khái niệm, nguồn phát sinh bùn thải đô thị..........................................4
1.1.2. Đặc điểm của bùn thải đô thị................................................................5
1.1.2.1. Đặc điểm của bùn thải phát sinh từ bể tự hoại...............................6
Bảng 1.1. Thành phần một số chất của bùn từ các công trình vệ sinh....................................6
khác nhau...................................................................................................................................6
Bảng 1.2. Thành phần của bùn từ bể tự hoại...........................................................................7
1.1.2.2. Đặc điểm của bùn thải nạo vét từ mạng lưới thoát nước đô thị.....8
Bảng 1.3. Thành phần cơ giới của các loại bùn cặn..................................................................8
xii
Bảng 1.4. Thành phần hữu cơ, Nts và P2O5ts của bùn từ hệ thống thoát nước đô thị..........9
Bảng 1.5. Thành phần kim loại nặng trong bùn cống thoát nước đô thị.................................9
1.1.2.3. Đặc điểm của bùn thải từ các trạm XLNT tập trung......................9
Bảng 1.6. Thành phần, tính chất của bùn cặn ở một số trạm XLNT.......................................10
1.1.3. Đặc điểm tồn tại trong bùn thải đô thị và độc tính của một số KLN...11
1.1.4. Khả năng và lợi ích thu được từ tái sử dụng bùn thải đô thị...............12
1.1.5. Thực trạng quản lý bùn thải đô thị tại Hà Nội.....................................15
Bảng 1.7. Dự kiến xây dựng các nhà máy XLNT tập trung cho khu vực đô thị trung tâm Hà
Nội đến năm 2030...................................................................................................................19
1.2. Tổng quan về các phương pháp xử lý bùn thải đô thị..................................
1.2.1. Tiền xử lý, tách nước..........................................................................21
1.2.2. Phương pháp loại bỏ KLN trong bùn thải đô thị.................................21
1.2.2.1. Loại bỏ các kim loại bằng dung dịch axit....................................21
1.2.2.2. Loại bỏ kim loại bằng các tác nhân tạo phức...............................24
1.2.3. Phương pháp chôn lấp........................................................................25
1.2.4. Phương pháp nhiệt..............................................................................26
1.2.5. Sử dụng trong cải tạo đất nông nghiệp................................................28
1.3. Tổng quan về phương pháp ủ phân compost................................................
1.3.1. Định nghĩa..........................................................................................30
1.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình composting................................31
1.3.2.1. Các yếu tố dinh dưỡng.................................................................31
Bảng 1.8. Hàm lượng N và tỷ lệ C/N trong một số chất thải..................................................33
1.3.2.2. Các yếu tố môi trường..................................................................33
1.3.2.3. Vi sinh vật trong ủ phân compost.................................................37
1.3.3. Các phương pháp ủ phân compost......................................................38
1.4. Một số nghiên cứu ủ phân compost từ bùn thải đô thị ứng dụng trong
sản xuất nông nghiệp.............................................................................................
1.4.1. Các nghiên cứu trên thế giới...............................................................40
1.4.2. Trong nước.........................................................................................41
Các kết luận qua phân tích tổng quan:..........................................................43
CHƯƠNG 2............................................................................................................
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU....................
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu..................................................................
xiii
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu.........................................................................45
2.1.1.1. Bùn thải đô thị..............................................................................45
2.1.1.2. Vật liệu phối trộn ủ phân..............................................................45
2.1.1.3. Sản phẩm sau ủ phân....................................................................46
2.1.1.4. Cây trồng thử nghiệm hiệu lực phân HCBT................................47
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu............................................................................48
2.2. Nội dung nghiên cứu.......................................................................................
2.2.1. Nội dung 1: Đặc tính bùn thải đô thị Hà Nội......................................49
2.2.2. Nội dung 2: Nghiên cứu loại bỏ một số kim loại nặng (Cd, Cu, Zn, Pb,
Cr) trong bùn thải....................................................................................49
2.2.3. Nội dung 3: Nghiên cứu tận dụng bùn thải trạm XLNTSH sau xử lý
KLN làm phân hữu cơ.............................................................................49
2.2.4. Nội dung 4: Nghiên cứu thử nghiệm phân HCBT đối với cây trồng...49
2.3. Phương pháp nghiên cứu...............................................................................
2.3.1. Phương pháp thu thập tài liệu.............................................................50
2.3.2. Phương pháp dự báo phát sinh lượng bùn thải đô thị Hà Nội.............50
2.3.3. Phương pháp lấy mẫu, bảo quản và phân tích mẫu.............................51
2.3.3.1. Vị trí lấy mẫu bùn........................................................................51
2.3.3.2. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu......................................54
2.3.3.3. Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm...................................56
Bảng 2.2. Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích phòng thí nghiệm....................................56
2.3.4. Phương pháp thực nghiệm..................................................................57
2.3.4.1. Thí nghiệm chiết tách một số kim loại nặng (Cd, Cu, Zn, Pb, Cr)
trong bùn thải của trạm XLNTSH Kim Liên bằng axit............................57
2.3.4.2. Thí nghiệm ủ phân HCBT............................................................58
Bảng 2.3. Các công thức thí nghiệm ủ phân bón từ bùn thải.................................................59
Bảng 2.4. Môt số tính chất của nguyên liệu trước khi ủ........................................................59
Bảng 2.5. Tỉ lệ thành phần nguyên liệu ủ của các công thức thí nghiệm...............................61
2.3.4.3. Thí nghiệm thử nghiệm hiệu lực của phân HCBT đối với cây
trồng..........................................................................................................62
Bảng 2.6. Các công thức thí nghiệm trồng cây cải bẹ.............................................................63
Bảng 2.7. Các công thức thí nghiệm trồng hoa xác pháo.......................................................65
2.3.5. Phương pháp xử lý số liệu..................................................................67
xiv
CHƯƠNG 3............................................................................................................
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.....................................................
3.1. Đặc tính bùn thải đô thị Hà Nội.....................................................................
3.1.1. Dự báo phát sinh số lượng các loại bùn thải đô thị Hà Nội.................68
3.1.1.1. Dự báo phát sinh số lượng bùn từ bể phốt ở đô thị Hà Nội.........68
Bảng 3.1. Hiện trạng phát sinh lượng bùn từ bể phốt ở các quận nội thành thành phố Hà
Nội năm 2015...........................................................................................................................68
Bảng 3.2. Dự báo phát sinh khối lượng bùn từ bể phốt ở khu vực đô thị trung tâm Hà Nội
năm 2020, 2030.......................................................................................................................69
3.1.1.2. Dự báo phát sinh bùn thải HTTN.................................................69
Bảng 3.3. Dự báo phát sinh số lượng bùn thải từ HTTN ở khu vực đô thị trung tâm thành
phố Hà Nội năm 2020, 2030....................................................................................................71
3.1.1.2. Dự báo phát sinh số lượng bùn thải từ các trạm XLNT tập trung71
Bảng 3.4. Lượng bùn phát sinh của các trạm XLNT Hà Nội....................................................72
Bảng 3.5. Dự báo lượng bùn phát sinh từ các trạm XLNT tập trung khu vực đô thị trung tâm
thành phố Hà Nội đến năm 2030............................................................................................73
3.1.2. Đặc tính các loại bùn thải đô thị Hà Nội.............................................73
3.1.2.1. Một số tính chất lý học.................................................................73
Bảng 3.6. Thành phần cấp hạt của bùn thải đô thị Hà Nội.....................................................74
3.1.2.2. Một số tính chất hóa học..............................................................75
Bảng 3.7. Hàm lượng một số KLN trong bùn thải đô thị Hà Nội............................................80
3.1.2.3. Một số chỉ tiêu sinh học của bùn thải đô thị Hà Nội....................86
Bảng 3.8. Mật độ một số vi sinh vật (VSV) trong mẫu bùn thải.............................................87
3.1.3. Đánh giá khả năng tái sử dụng bùn thải đô thị Hà Nội cho mục đích
nông nghiệp.............................................................................................87
Bảng 3.9. Đặc điểm lý, hóa, sinh học của bùn thải tại bể chứa bùn trạm XLNTSH Kim Liên,
Hà Nội.......................................................................................................................................88
3.2. Nghiên cứu loại bỏ một số KLN (Cu, Zn, Pb, Cr, Cd) trong bùn thải
trạm XLNTSH bằng dung dịch axit.....................................................................
3.2.1. Đặc điểm các dạng KLN trong bùn thải một số trạm XLNT tập trung ở
Hà Nội.....................................................................................................89
Bảng 3.10. Hàm lượng các dạng KLN trong bùn thải..............................................................90
3.2.2. Nghiên cứu loại bỏ một số KLN trong bùn thải của trạm XLNTSH
Kim Liên bằng dung dịch axit.................................................................93
3.2.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất loại bỏ KLN
trong bùn thải............................................................................................93
Bảng 3.11. Ảnh hưởng của thời gian ngâm chiết đến hiệu suất chiết KLN............................94
xv
3.2.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ axit đến hiệu suất loại bỏ KLN.............96
Bảng 3.12. Hiệu suất loại bỏ KLN của các axit ở các nồng độ khác nhau...............................96
3.2.2.3. Ảnh hưởng của số bậc chiết đến hiệu quả loại bỏ KLN trong bùn
thải.............................................................................................................99
Bảng 3.13. Ảnh hưởng của số lần chiết đến hiệu suất tách KLN............................................99
3.2.3. Thành phần một số chất trong bùn thải sau quá trình chiết tách bằng
axit........................................................................................................101
Bảng 3.14. Thành phần một số chất trong bùn trước và sau khi loại bỏ KLN.....................101
3.3. Nghiên cứu tận dụng bùn thải trạm XLNTSH sau xử lý KLN làm phân
hữu cơ...................................................................................................................102
3.3.1. Biến động các yếu tố trong quá trình ủ phân.....................................102
3.3.1.1. Nhiệt độ......................................................................................102
3.3.1.2. Độ ẩm.........................................................................................104
Bảng 3.15. Diễn biến ẩm độ (%) của các công thức thí nghiệm theo thời gian...................104
3.3.1.3. Giá trị pH....................................................................................105
Bảng 3.16. Diễn biến giá trị pH của các công thức thí nghiệm theo thời gian....................106
3.3.1.4. Sự thay đổi thể tích khối ủ.........................................................106
Bảng 3.17: Diễn biến % thể tích giữa các công thức theo thời gian....................................107
3.3.1.5. Hàm lượng các bon tổng số........................................................109
Bảng 3.18. Diễn biến tổng các bon hữu cơ của các công thức.............................................109
3.3.1.6. Hàm lượng đạm..........................................................................111
Bảng 3.19. Diễn biến Nts của các công thức thí nghiệm theo thời gian..............................111
Bảng 3.20: Hàm lượng đạm NH4+ của các công thức theo thời gian..................................113
Bảng 3.21. Hàm lượng đạm NO3- các công thức thí nghiệm theo thời gian.......................114
3.3.1.7. Tỷ lệ C/N....................................................................................116
Bảng 3.22: Diễn biến tỉ lệ C/N các công thức thí nghiệm theo thời gian.............................116
3.3.1.8. Hàm lượng lân............................................................................118
Bảng 3.23: Diễn biến hàm lượng phốt pho tổng số theo thời gian.....................................119
Bảng 3.24. Hàm lượng lân dễ tiêu ngày 1 và ngày 75 của các công thức thí nghiệm..........120
3.1.3.1.9. Hàm lượng kali tổng số (%)....................................................122
Bảng 3.25. Hàm lượng kali tổng số của các công thức thí nghiệm......................................122
3.1.3.10. Biến động E.coli và Salmonella...............................................123
Bảng 3.26. Mật độ E.coli và Salmonella ngày 1 và ngày 75..................................................124
ở các công thức thí nghiệm...................................................................................................124
3.3.2. Hàm lượng một số kim loại nặng (As, Pb, Hg, Cd) sau 75 ngày ủ. . .124
Bảng 3.27. Hàm lượng một số KLN trong hỗn hợp sau 75 ngày ủ.......................................125
xvi
3.3.3. Đánh giá chất lượng phân hữu cơ sản xuất từ bùn thải sau xử lý KLN
..............................................................................................................125
Bảng 3.28. Đặc tính lý hóa của phân HCBT sau 75 ngày ủ....................................................126
3.3.4. Quy trình sản xuất phân hữu cơ từ bùn thải sau xử lý KLN..............126
3.3.4.1. Quy trình sản xuất phân HCBT..................................................126
3.3.4.2. Chi phí sản xuất phân HCBT.....................................................129
Bảng 3.29. Khái tính chi phí sản xuất 1 tấn phân hữu cơ bùn thải......................................130
3.4. Thử nghiệm hiệu lực phân HCBT đối với cây trồng..................................130
3.4.1. Thử nghiệm hiệu lực phân HCBT đối với cây rau cải bẹ..................130
3.4.1.1. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến thời gian qua các thời
kỳ sinh trưởng của cây rau cải bẹ............................................................130
Bảng 3.30. Ảnh hưởng của liều lượng phân HCBT đến các thời kỳ sinh trưởng của cây rau
cải bẹ......................................................................................................................................131
3.4.1.2. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến một số chỉ tiêu sinh
trưởng của cây cải bẹ..............................................................................131
Bảng 3.31. Ảnh hưởng của liều lượng phân HCBT tới động thái tăng trưởng chiều cao cây
của cây cải bẹ.........................................................................................................................132
Bảng 3.32. Động thái ra lá của cây cải bẹ ở các công thức...................................................133
Bảng 3.33. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến sự tăng trưởng chiều dài và chiều
rộng lá cây cải bẹ....................................................................................................................133
3.4.1.3. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến năng suất, chất lượng
và hiệu quả kinh tế của cây cải bẹ...........................................................134
Bảng 3.34. Ảnh hưởng của phân bón đến năng suất của cây cải bẹ Đông Dư....................135
Bảng 3.35. Hàm lượng nitrat và KLN trong cây cải bẹ..........................................................136
Bảng 3.36. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến hiệu quả kinh tế trồng rau cải bẹ
................................................................................................................................................138
3.4.2. Thử nghiệm hiệu lực của phân HCBT trên cây hoa xác pháo...........139
3.4.2.1. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến các giai đoạn sinh
trưởng của cây trong các công thức........................................................139
Bảng 3.37. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến các giai đoạn sinh trưởng của cây
hoa xác pháo..........................................................................................................................139
3.4.2.2. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến tăng trưởng chiều
cao cây.....................................................................................................140
Bảng 3.38. Ảnh hưởng các công thức bón phân đến động thái tăng trưởng chiều cao cây
................................................................................................................................................140
3.4.2.3. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến động thái ra lá.....141
Bảng 3.39. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến động thái ra lá............................142
xvii
3.4.2.4. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến tăng trưởng đường
kính thân..................................................................................................143
Bảng 3.40. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến tăng trưởng đường kính thân...143
3.4.2.5. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến khả năng phân cành
.................................................................................................................144
Bảng 3.41. Ảnh hưởng các công thức bón phân đến khả năng phân cành.........................144
3.4.2.6. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến chất lượng hoa....144
Bảng 3.42. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến chất lượng hoa...........................145
3.4.2.7. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến tỷ lệ hoa thương
phẩm........................................................................................................146
Bảng 3.43. Ảnh hưởng của phân bón lá đến tỷ lệ hoa thương phẩm..................................147
của cây hoa xác pháo.............................................................................................................147
3.4.2.8. Hiệu quả kinh tế của việc sử dụng phân bón HCBT trên cây hoa
xác pháo..................................................................................................147
Bảng 3.44. Hiệu quả kinh tế của các công thức bón phân đối với cây xác pháo.................147
3.4.3. Một số tính chất đất trước và sau khi bón phân HCBT.....................148
Bảng 3.45. Ảnh hưởng của bón phân đến một số tính chất lý - hóa đất.............................148
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.............................................................................150
1. Kết luận............................................................................................................150
2. Kiến nghị..........................................................................................................151
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ...................153
LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN............................................................................153
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................154
I. Tiếng Việt..........................................................................................................154
II. Tiếng Anh........................................................................................................159
PHỤ LỤC.................................................................................................................
xviii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Thái Nguyên, năm 2017...........................................................................................
...................................................................................................................................
Thái Nguyên, năm 2017...........................................................................................
LỜI CAM ĐOAN.....................................................................................................
Đặng Thị Hồng Phương...........................................................................................
LỜI CẢM ƠN..........................................................................................................
Đặng Thị Hồng Phương..........................................................................................
MỤC LỤC...............................................................................................................
DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT...............................................................
DANH MỤC CÁC BẢNG......................................................................................
DANH MỤC CÁC HÌNH..................................................................................xviii
MỞ ĐẦU..................................................................................................................
1. Tính cấp thiết của đề tài......................................................................................
2. Mục tiêu của đề tài...............................................................................................
2.1. Mục tiêu tổng quát...................................................................................2
2.2. Mục tiêu cụ thể........................................................................................2
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài...........................................................
4. Những đóng góp mới của đề tài..........................................................................
CHƯƠNG 1..............................................................................................................
TỔNG QUAN TÀI LIỆU........................................................................................
1.1. Cơ sở lý luận về bùn thải đô thị.......................................................................
1.1.1. Khái niệm, nguồn phát sinh bùn thải đô thị..........................................4
1.1.2. Đặc điểm của bùn thải đô thị................................................................5
1.1.2.1. Đặc điểm của bùn thải phát sinh từ bể tự hoại...............................6
Bảng 1.1. Thành phần một số chất của bùn từ các công trình vệ sinh....................................6
khác nhau...................................................................................................................................6
Bảng 1.2. Thành phần của bùn từ bể tự hoại...........................................................................7
1.1.2.2. Đặc điểm của bùn thải nạo vét từ mạng lưới thoát nước đô thị.....8
Bảng 1.3. Thành phần cơ giới của các loại bùn cặn..................................................................8
xix
Bảng 1.4. Thành phần hữu cơ, Nts và P2O5ts của bùn từ hệ thống thoát nước đô thị..........9
Bảng 1.5. Thành phần kim loại nặng trong bùn cống thoát nước đô thị.................................9
1.1.2.3. Đặc điểm của bùn thải từ các trạm XLNT tập trung......................9
Bảng 1.6. Thành phần, tính chất của bùn cặn ở một số trạm XLNT.......................................10
1.1.3. Đặc điểm tồn tại trong bùn thải đô thị và độc tính của một số KLN...11
1.1.4. Khả năng và lợi ích thu được từ tái sử dụng bùn thải đô thị...............12
1.1.5. Thực trạng quản lý bùn thải đô thị tại Hà Nội.....................................15
Hình 1.1. Nguồn gốc phát sinh các loại bùn thải trên HTTN đô thị Hà Nội........................16
Bảng 1.7. Dự kiến xây dựng các nhà máy XLNT tập trung cho khu vực đô thị trung tâm Hà
Nội đến năm 2030...................................................................................................................19
1.2. Tổng quan về các phương pháp xử lý bùn thải đô thị..................................
1.2.1. Tiền xử lý, tách nước..........................................................................21
1.2.2. Phương pháp loại bỏ KLN trong bùn thải đô thị.................................21
1.2.2.1. Loại bỏ các kim loại bằng dung dịch axit....................................21
Hình 1.2. Sơ đồ quy trình tách KLN từ bùn thải..................................................................22
1.2.2.2. Loại bỏ kim loại bằng các tác nhân tạo phức...............................24
1.2.3. Phương pháp chôn lấp........................................................................25
1.2.4. Phương pháp nhiệt..............................................................................26
1.2.5. Sử dụng trong cải tạo đất nông nghiệp................................................28
1.3. Tổng quan về phương pháp ủ phân compost................................................
1.3.1. Định nghĩa..........................................................................................30
1.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình composting................................31
1.3.2.1. Các yếu tố dinh dưỡng.................................................................31
Bảng 1.8. Hàm lượng N và tỷ lệ C/N trong một số chất thải..................................................33
1.3.2.2. Các yếu tố môi trường..................................................................33
1.3.2.3. Vi sinh vật trong ủ phân compost.................................................37
1.3.3. Các phương pháp ủ phân compost......................................................38
Hình 1.3. Ủ compost bằng luống với thổi khí......................................................................39
Hình 1.4. Ủ compost bằng phơi khô đánh luống................................................................39
Hình 1.5. Ủ compost trong các thiết bị chứa......................................................................39
1.4. Một số nghiên cứu ủ phân compost từ bùn thải đô thị ứng dụng trong
sản xuất nông nghiệp.............................................................................................
1.4.1. Các nghiên cứu trên thế giới...............................................................40
1.4.2. Trong nước.........................................................................................41
Các kết luận qua phân tích tổng quan:..........................................................43
xx
CHƯƠNG 2............................................................................................................
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU....................
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu..................................................................
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu.........................................................................45
2.1.1.1. Bùn thải đô thị..............................................................................45
2.1.1.2. Vật liệu phối trộn ủ phân..............................................................45
2.1.1.3. Sản phẩm sau ủ phân....................................................................46
2.1.1.4. Cây trồng thử nghiệm hiệu lực phân HCBT................................47
Hình 2.1. Cây cải bẹ Đông Dư..............................................................................................47
Hình 2.2. Cây hoa xác pháo (Salvia splendens ker. Gawl)...................................................48
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu............................................................................48
2.2. Nội dung nghiên cứu.......................................................................................
Hình 2.3. Sơ đồ nội dung nghiên cứu..................................................................................49
2.2.1. Nội dung 1: Đặc tính bùn thải đô thị Hà Nội......................................49
2.2.2. Nội dung 2: Nghiên cứu loại bỏ một số kim loại nặng (Cd, Cu, Zn, Pb,
Cr) trong bùn thải....................................................................................49
2.2.3. Nội dung 3: Nghiên cứu tận dụng bùn thải trạm XLNTSH sau xử lý
KLN làm phân hữu cơ.............................................................................49
2.2.4. Nội dung 4: Nghiên cứu thử nghiệm phân HCBT đối với cây trồng...49
2.3. Phương pháp nghiên cứu...............................................................................
2.3.1. Phương pháp thu thập tài liệu.............................................................50
2.3.2. Phương pháp dự báo phát sinh lượng bùn thải đô thị Hà Nội.............50
2.3.3. Phương pháp lấy mẫu, bảo quản và phân tích mẫu.............................51
2.3.3.1. Vị trí lấy mẫu bùn........................................................................51
Hình 2.4. Vị trí lấy mẫu bùn từ trầm tích sông, hồ trên địa bàn TP Hà Nội.......................54
Hình 2.5. Vị trí lấy mẫu bùn thải từ HTTN và từ nhà máy XLNT trên địa bàn thành phố Hà
Nội........................................................................................................................................54
2.3.3.2. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu......................................54
2.3.3.3. Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm...................................56
Bảng 2.2. Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích phòng thí nghiệm....................................56
2.3.4. Phương pháp thực nghiệm..................................................................57
2.3.4.1. Thí nghiệm chiết tách một số kim loại nặng (Cd, Cu, Zn, Pb, Cr)
trong bùn thải của trạm XLNTSH Kim Liên bằng axit............................57
xxi
2.3.4.2. Thí nghiệm ủ phân HCBT............................................................58
Hình 2.6. Các thí nghiêm bố trí ủ với nấm Trichoderma spp. ............................................58
Hình 2.7. Các thí nghiêm bố trí ủ với EMIC và nấm Trichoderma spp. ..............................59
Bảng 2.3. Các công thức thí nghiệm ủ phân bón từ bùn thải.................................................59
Bảng 2.4. Môt số tính chất của nguyên liệu trước khi ủ........................................................59
Bảng 2.5. Tỉ lệ thành phần nguyên liệu ủ của các công thức thí nghiệm...............................61
2.3.4.3. Thí nghiệm thử nghiệm hiệu lực của phân HCBT đối với cây
trồng..........................................................................................................62
Bảng 2.6. Các công thức thí nghiệm trồng cây cải bẹ.............................................................63
Bảng 2.7. Các công thức thí nghiệm trồng hoa xác pháo.......................................................65
2.3.5. Phương pháp xử lý số liệu..................................................................67
CHƯƠNG 3............................................................................................................
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.....................................................
3.1. Đặc tính bùn thải đô thị Hà Nội.....................................................................
3.1.1. Dự báo phát sinh số lượng các loại bùn thải đô thị Hà Nội.................68
3.1.1.1. Dự báo phát sinh số lượng bùn từ bể phốt ở đô thị Hà Nội.........68
Bảng 3.1. Hiện trạng phát sinh lượng bùn từ bể phốt ở các quận nội thành thành phố Hà
Nội năm 2015...........................................................................................................................68
Bảng 3.2. Dự báo phát sinh khối lượng bùn từ bể phốt ở khu vực đô thị trung tâm Hà Nội
năm 2020, 2030.......................................................................................................................69
3.1.1.2. Dự báo phát sinh bùn thải HTTN.................................................69
Hình 3.1. Biểu đồ tăng trưởng công tác nạo vét bùn thải từ HTTN của Công ty Thoát
nước Hà Nội.........................................................................................................................70
Bảng 3.3. Dự báo phát sinh số lượng bùn thải từ HTTN ở khu vực đô thị trung tâm thành
phố Hà Nội năm 2020, 2030....................................................................................................71
3.1.1.2. Dự báo phát sinh số lượng bùn thải từ các trạm XLNT tập trung71
Bảng 3.4. Lượng bùn phát sinh của các trạm XLNT Hà Nội....................................................72
Bảng 3.5. Dự báo lượng bùn phát sinh từ các trạm XLNT tập trung khu vực đô thị trung tâm
thành phố Hà Nội đến năm 2030............................................................................................73
3.1.2. Đặc tính các loại bùn thải đô thị Hà Nội.............................................73
3.1.2.1. Một số tính chất lý học.................................................................73
Bảng 3.6. Thành phần cấp hạt của bùn thải đô thị Hà Nội.....................................................74
3.1.2.2. Một số tính chất hóa học..............................................................75
Hình 3.2. Hàm lượng chất hữu cơ trong bùn thải đô thị Hà Nội........................................77
Hình 3.3. Hàm lượng nitơ tổng số trong các mẫu bùn thải................................................78
Hình 3.4. Hàm lượng phốt pho tổng số trong bùn thải đô thị Hà Nội...............................79
Bảng 3.7. Hàm lượng một số KLN trong bùn thải đô thị Hà Nội............................................80
Hình 3.5. Hàm lượng Cu tổng số trong các mẫu bùn thải đô thị Hà Nội...........................81
Hình 3.6. Hàm lượng Zn tổng số trong các mẫu bùn thải đô thị Hà Nội............................82
Hình 3.7. Hàm lượng Pb tổng số trong các mẫu bùn thải đô thị Hà Nội............................84
Hình 3.8. Hàm lượng Cd tổng số trong các mẫu bùn thải đô thị Hà Nội...........................85
xxii
Hình 3.9. Hàm lượng Cr tổng số trong các mẫu bùn thải đô thị Hà Nội............................85
3.1.2.3. Một số chỉ tiêu sinh học của bùn thải đô thị Hà Nội....................86
Bảng 3.8. Mật độ một số vi sinh vật (VSV) trong mẫu bùn thải.............................................87
3.1.3. Đánh giá khả năng tái sử dụng bùn thải đô thị Hà Nội cho mục đích
nông nghiệp.............................................................................................87
Bảng 3.9. Đặc điểm lý, hóa, sinh học của bùn thải tại bể chứa bùn trạm XLNTSH Kim Liên,
Hà Nội.......................................................................................................................................88
3.2. Nghiên cứu loại bỏ một số KLN (Cu, Zn, Pb, Cr, Cd) trong bùn thải
trạm XLNTSH bằng dung dịch axit.....................................................................
3.2.1. Đặc điểm các dạng KLN trong bùn thải một số trạm XLNT tập trung ở
Hà Nội.....................................................................................................89
Bảng 3.10. Hàm lượng các dạng KLN trong bùn thải..............................................................90
Hình 3.10. Thành phần các dạng KLN trong bùn thải 3 trạm XLNT....................................91
Hình 3.11. Dạng tồn tại của từng KLN trong bùn thải 3 trạm XLNT...................................92
3.2.2. Nghiên cứu loại bỏ một số KLN trong bùn thải của trạm XLNTSH
Kim Liên bằng dung dịch axit.................................................................93
3.2.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất loại bỏ KLN
trong bùn thải............................................................................................93
Bảng 3.11. Ảnh hưởng của thời gian ngâm chiết đến hiệu suất chiết KLN............................94
Hình 3.12. Hiệu suất loại bỏ KLN ở các thời gian khác nhau..............................................95
3.2.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ axit đến hiệu suất loại bỏ KLN.............96
Bảng 3.12. Hiệu suất loại bỏ KLN của các axit ở các nồng độ khác nhau...............................96
..............................................................................................................................................98
Hình 3.13. Hiệu suất loại bỏ KLN của các axit ở nồng độ khác nhau.................................98
3.2.2.3. Ảnh hưởng của số bậc chiết đến hiệu quả loại bỏ KLN trong bùn
thải.............................................................................................................99
Bảng 3.13. Ảnh hưởng của số lần chiết đến hiệu suất tách KLN............................................99
Hình 3.14. Ảnh hưởng của số bậc chiết tách đến hiệu suất loại bỏ KLN của các axit.....100
3.2.3. Thành phần một số chất trong bùn thải sau quá trình chiết tách bằng
axit........................................................................................................101
Bảng 3.14. Thành phần một số chất trong bùn trước và sau khi loại bỏ KLN.....................101
3.3. Nghiên cứu tận dụng bùn thải trạm XLNTSH sau xử lý KLN làm phân
hữu cơ...................................................................................................................102
3.3.1. Biến động các yếu tố trong quá trình ủ phân.....................................102
3.3.1.1. Nhiệt độ......................................................................................102
Hình 3.15. Diễn biến nhiệt độ theo ngày của các thí nghiệm..........................................102
3.3.1.2. Độ ẩm.........................................................................................104
xxiii
Bảng 3.15. Diễn biến ẩm độ (%) của các công thức thí nghiệm theo thời gian...................104
3.3.1.3. Giá trị pH....................................................................................105
Bảng 3.16. Diễn biến giá trị pH của các công thức thí nghiệm theo thời gian....................106
3.3.1.4. Sự thay đổi thể tích khối ủ.........................................................106
Bảng 3.17: Diễn biến % thể tích giữa các công thức theo thời gian....................................107
Hình 3.16: Phần trăm thể tích khối ủ sau 75 ngày............................................................108
3.3.1.5. Hàm lượng các bon tổng số........................................................109
Bảng 3.18. Diễn biến tổng các bon hữu cơ của các công thức.............................................109
Hình 3.17: Tổng các bon của các công thức thí nghiệm sau 75 ngày ủ............................110
3.3.1.6. Hàm lượng đạm..........................................................................111
Bảng 3.19. Diễn biến Nts của các công thức thí nghiệm theo thời gian..............................111
Hình 3.18: Hàm lượng Nts của các công thức thí nghiệm sau 75 ngày ủ........................112
Bảng 3.20: Hàm lượng đạm NH4+ của các công thức theo thời gian..................................113
Hình 3.19. Hàm lượng đạm NH4+ của các công thức sau 75 ngày ủ...............................114
Bảng 3.21. Hàm lượng đạm NO3- các công thức thí nghiệm theo thời gian.......................114
Hình 3.20. Hàm lượng NO3- của các công thức thí nghiệm sau 75 ngày ủ.....................116
3.3.1.7. Tỷ lệ C/N....................................................................................116
Bảng 3.22: Diễn biến tỉ lệ C/N các công thức thí nghiệm theo thời gian.............................116
Hình 3.21. Tỷ lệ C/N của các công thức sau 75 ngày ủ.....................................................118
3.3.1.8. Hàm lượng lân............................................................................118
Bảng 3.23: Diễn biến hàm lượng phốt pho tổng số theo thời gian.....................................119
Hình 3.22. Hàm lượng phốt pho tổng số của các công thức sau 75 ngày ủ....................120
Bảng 3.24. Hàm lượng lân dễ tiêu ngày 1 và ngày 75 của các công thức thí nghiệm..........120
Hình 3.23. Hàm lượng lân dễ tiêu của các công thức thí nghiệm sau 75 ngày ủ.............122
3.1.3.1.9. Hàm lượng kali tổng số (%)....................................................122
Bảng 3.25. Hàm lượng kali tổng số của các công thức thí nghiệm......................................122
Hình 3.24. Hàm lượng kali tổng số của các công thức thí nghiệm sau 75 ngày ủ...........123
3.1.3.10. Biến động E.coli và Salmonella...............................................123
Bảng 3.26. Mật độ E.coli và Salmonella ngày 1 và ngày 75..................................................124
ở các công thức thí nghiệm...................................................................................................124
3.3.2. Hàm lượng một số kim loại nặng (As, Pb, Hg, Cd) sau 75 ngày ủ. . .124
Bảng 3.27. Hàm lượng một số KLN trong hỗn hợp sau 75 ngày ủ.......................................125
3.3.3. Đánh giá chất lượng phân hữu cơ sản xuất từ bùn thải sau xử lý KLN
..............................................................................................................125
Bảng 3.28. Đặc tính lý hóa của phân HCBT sau 75 ngày ủ....................................................126
3.3.4. Quy trình sản xuất phân hữu cơ từ bùn thải sau xử lý KLN..............126
3.3.4.1. Quy trình sản xuất phân HCBT..................................................126
Hình 3.25. Quy trình sản xuất phân bón hữu cơ từ bùn thải đô thị................................127
3.3.4.2. Chi phí sản xuất phân HCBT.....................................................129
Bảng 3.29. Khái tính chi phí sản xuất 1 tấn phân hữu cơ bùn thải......................................130
xxiv
3.4. Thử nghiệm hiệu lực phân HCBT đối với cây trồng..................................130
3.4.1. Thử nghiệm hiệu lực phân HCBT đối với cây rau cải bẹ..................130
3.4.1.1. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến thời gian qua các thời
kỳ sinh trưởng của cây rau cải bẹ............................................................130
Bảng 3.30. Ảnh hưởng của liều lượng phân HCBT đến các thời kỳ sinh trưởng của cây rau
cải bẹ......................................................................................................................................131
3.4.1.2. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến một số chỉ tiêu sinh
trưởng của cây cải bẹ..............................................................................131
Bảng 3.31. Ảnh hưởng của liều lượng phân HCBT tới động thái tăng trưởng chiều cao cây
của cây cải bẹ.........................................................................................................................132
Bảng 3.32. Động thái ra lá của cây cải bẹ ở các công thức...................................................133
Bảng 3.33. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến sự tăng trưởng chiều dài và chiều
rộng lá cây cải bẹ....................................................................................................................133
3.4.1.3. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến năng suất, chất lượng
và hiệu quả kinh tế của cây cải bẹ...........................................................134
Bảng 3.34. Ảnh hưởng của phân bón đến năng suất của cây cải bẹ Đông Dư....................135
Bảng 3.35. Hàm lượng nitrat và KLN trong cây cải bẹ..........................................................136
Bảng 3.36. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến hiệu quả kinh tế trồng rau cải bẹ
................................................................................................................................................138
3.4.2. Thử nghiệm hiệu lực của phân HCBT trên cây hoa xác pháo...........139
3.4.2.1. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến các giai đoạn sinh
trưởng của cây trong các công thức........................................................139
Bảng 3.37. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến các giai đoạn sinh trưởng của cây
hoa xác pháo..........................................................................................................................139
3.4.2.2. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến tăng trưởng chiều
cao cây.....................................................................................................140
Bảng 3.38. Ảnh hưởng các công thức bón phân đến động thái tăng trưởng chiều cao cây
................................................................................................................................................140
3.4.2.3. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến động thái ra lá.....141
Bảng 3.39. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến động thái ra lá............................142
3.4.2.4. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến tăng trưởng đường
kính thân..................................................................................................143
Bảng 3.40. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến tăng trưởng đường kính thân...143
3.4.2.5. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến khả năng phân cành
.................................................................................................................144
Bảng 3.41. Ảnh hưởng các công thức bón phân đến khả năng phân cành.........................144
3.4.2.6. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến chất lượng hoa....144
Bảng 3.42. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến chất lượng hoa...........................145
