Nghiên cứu đặc tính và khả năng sử dụng bùn thải đô thị Hà Nội làm phân bón (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

ĐẶNG THỊ HỒNG PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG
BÙN THẢI ĐÔ THỊ HÀ NỘI LÀM PHÂN BÓN

Ngành: Khoa học môi trường
Mã số: 62.44.03.01

TÓM TẮT
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Thái Nguyên, năm 2017


Công trình được hoàn thành tại:
Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên

Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS. Nguyễn Mạnh Khải
2. GS.TS. Nguyễn Thế Đặng

Phản biện 1: ……………………………………
Phản biện 2: ……………………………………
Phản biện 3: ……………………………………

Đề tài sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá đề tài cấp Đại
học họp tại: Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên
Vào hồi……….. giờ …… ngày ……. tháng ……. năm 2017

Có thể tìm hiểu đề tài tại:
- Thư viện Quốc gia
- Trung tâm học liệu Đại học Thái Nguyên
- Thư viện Trường Đại học Nông Lâm


DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CÓ
LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

1. Đặng Thị Hồng Phương, Đặng Văn Thành, Nguyễn Mạnh Khải,
Nguyễn Thế Đặng (2017), “Nghiên cứu tách chiết một số kim loại
(Cu, Cr, Pn, Zn, Cd) trong bùn thải đô thị bằng dung dịch axit”, Tạp
chí Nông nghiệp và phát triển nông thôn, Số 14/2017, trang 119 - 124.
ISSN 1859-4581.
2. Đặng Thị Hồng Phương, Nguyễn Mạnh Khải, Nguyễn Thế
Đặng (2017), “Nghiên cứu mức độ khoáng hóa và chất lượng hỗn
hợp bùn thải đô thị sau xử lý kim loại nặng có phối trộn một số vật
liệu hữu cơ thô và nấm Trichoderma spp”, Tạp chí Nông nghiệp và
phát triển nông thôn, Số 15/2017, trang 111 - 120. ISSN 1859-4581.


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Bùn thải đô thị phát sinh chủ yếu từ các hoạt động xử lý nước thải
và nạo vét hệ thống thoát nước đô thị, phát sinh ngày càng nhiều tại
các đô thị. Bùn thải đô thị có hàm lượng chất dinh dưỡng như nitơ,
phốt pho khá cao (Nguyễn Việt Anh, 2015). Mặt khác, quá trình hình
thành bùn thải cũng tích lũy nhiều chất gây ô nhiễm như kim loại
nặng, vi sinh vật gây bệnh. Ngày nay, trên thế giới bùn thải được tái sử

dụng rất phổ biến. Sử dụng bùn thải làm phân bón cho nông nghiệp
như là một trong những biện pháp xử lý, đổ thải, được áp dụng ở nhiều
quốc gia. Với mục đích hài hòa giữa lợi ích tái sử dụng nguồn dinh
dưỡng nhưng lại hạn chế nguy cơ tích lũy kim loại nặng và các chất
nguy hại trong bùn thải vào môi trường thì nhất thiết phải có những
nghiên cứu, đánh giá phù hợp và đề xuất các công nghệ thân thiện với
môi trường nhằm khai thác tối đa tài nguyên vật chất chứa trong bùn
thải. Chính vì vậy, đề tài “Nghiên cứu đặc tính và khả năng sử dụng
bùn thải đô thị Hà Nội làm phân bón" được nghiên cứu và thực hiện.
2. Mục tiêu nghiên cứu
2.1. Mục tiêu tổng quát
Đánh giá đặc tính và khả năng sử dụng bùn thải đô thị Hà Nội
làm phân bón.
2.2. Mục tiêu cụ thể
- Đánh giá đặc điểm lý, hóa, sinh học và dự báo khối lượng bùn
thải đô thị Hà Nội.
- Đánh giá khả năng tách chiết một số kim loại nặng (Zn, Cu, Pb, Cr,
Cd) trong bùn thải trạm xử lý nước thải sinh hoạt bằng dung dịch axit.
- Đánh giá khả năng ủ bùn thải đô thị sau xử lý kim loại nặng
phối trộn với một số chất thải nông nghiệp (rơm, phân lợn) có bổ
sung chế phẩm sinh học (EMIC và nấm Trichoderma spp.) làm phân
bón hữu cơ.
1


- Đánh giá hiệu lực của phân hữu cơ bùn thải đối với cây cải bẹ
(Brassica campestris L.) và cây xác pháo (Salvia splendens ker. Gawl).
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
- Bổ sung thêm tư liệu đánh giá chi tiết đặc tính lý, hóa học và
phát sinh bùn thải đô thị Hà Nội.

- Tìm được các điều kiện thích hợp (về thời gian tương tác, nồng
độ dung dịch axit, số lần chiết tách) để loại bỏ kim loại nặng trong
bùn thải đô thị bằng dung dịch axit.
- Đánh giá được khả năng khoáng hóa bùn thải sau xử lý kim loại
nặng phối trộn với một số vật liệu hữu cơ (rơm, phân lợn) và chế
phẩm sinh học (EMIC và nấm Trichoderma spp).
- Làm cơ sở tham khảo cho các nhà quản lý lập kế hoạch quản lý
và xử lý các loại bùn thải đô thị Hà Nội.
4. Những đóng góp mới của luận án
- Đã đề xuất phương án chiết rút bằng dung dịch axit xitric để
tiền xử lý kim loại nặng trong bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải
sinh hoạt tập trung làm cơ chất cho ủ phân compost.
- Đã đề xuất giải pháp sản xuất phân hữu cơ từ bùn thải trạm xử
lý nước thải sinh hoạt sau tiền xử lý kim loại nặng phối trộn với
phụ phẩm nông nghiệp (rơm, phân lợn) và chế phẩm sinh học
(EMIC, Trichoderma spp.).
5. Giới thiệu bố cục luận án
Luận án bao gồm 160 trang đánh máy A4 được cấu trúc gồm có 3
chương không kể phần mở đầu, kết luận, kiến nghị (Chương 1: Tổng
quan tài liệu, chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu, chương
3: Kết quả nghiên cứu). Luận án có 60 bảng và 37 hình vẽ (không kể
phần phụ lục minh họa). Tham khảo 119 tài liệu, trong đó 53 tài liệu
tiếng Việt, 66 tài liệu tiếng nước ngoài.

2


Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Khái quát về bùn thải đô thị

Trong phần này, tác giả trình bày tổng quan các vấn đề như khái
niệm, nguồn phát sinh, đặc tính, các phương pháp xử lý bùn thải đô
thị, thực trạng công tác quản lý bùn thải đô thị ở Hà Nội. Các loại
bùn thải phát sinh từ các nguồn khác nhau và các vùng miền khác
nhau có đặc điểm hóa lý khác nhau. Điểm chung của các loại bùn
thải là lượng phát sinh từ các đô thị ngày càng nhiều, trong bùn có
chứa thành phần dinh dưỡng cho cây trồng như nitơ, phốt pho khá
cao và bùn còn chứa nhiều KLN và vi sinh vật gây bệnh.
1.2. Phương pháp hóa học tách chiết KLN trong bùn thải đô thị
Chiết hóa học là quá trình tách các chất ô nhiễm từ đất, bùn và
trầm tích bằng cách sử dụng chất chiết xuất. Phương pháp này được
sử dụng để xử lý đất bị nhiễm KLN. Các chất chiết xuất có thể là các
axit vô cơ (HNO3, HCl, H2SO4), axit hữu cơ (axit xitric, axetic và
axit oxalic), tác nhân tạo phức mạnh (NTA và EDTA) và một số hóa
chất vô cơ khác (Marchioretto và cs, 2002).
1.3. Phương pháp ủ phân compost
Trong phần này, tác giả trình bày tổng quan về khái niệm, các
yếu tố ảnh hưởng và các phương pháp ủ phân compost. Với các ưu
điểm như thời gian phân hủy nhanh, hầu hết cỏ dại, mầm bệnh bị tiêu
diệt và dễ thực hiện, phương pháp ủ nóng được ưu tiên lựa chọn.
1.4. Một số nghiên cứu ủ phân compost từ bùn thải đô thị ứng
dụng trong sản xuất nông nghiệp
Trong phần này, tác giả đã trình bày tóm tắt một số kết quả
nghiên cứu về ủ phân compost từ bùn thải đô thị và ứng dụng trong
sản xuất nông nghiệp trên thế giới và ở Việt Nam.
3


Chương 2
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Bùn thải đô thị; vật liệu phối trộn ủ phân: rơm, phân lợn, chế
phẩm EMIC, nấm Trichoderma spp; cây trồng thử nghiệm hiệu lực
của phân bón là cây cải bẹ (Brassica campestris L.) và cây xác pháo
(Salvia splendens ker. Gawl).
2.2. Nội dung nghiên cứu
- Hiện trạng phát sinh và đặc tính bùn thải đô thị Hà Nội.
- Nghiên cứu khả năng tách chiết một số kim loại nặng (Cd, Cu, Zn, Pb,
Cr) trong bùn thải.
- Nghiên cứu tận dụng bùn thải nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt sau
xử lý KLN làm phân hữu cơ.
- Nghiên cứu thử nghiệm phân hữu cơ sản xuất từ bùn thải sau xử lý
KLN đối với cây trồng.
2.3. Phương pháp nghiên cứu
Để thực hiện được các nội dung nghiên cứu đề tài đã sử dụng các
phương pháp như: Phương pháp điều tra thu thập tài liệu, phương
pháp dự báo phát sinh lượng bùn thải đô thị Hà Nội, phương pháp
lấy mẫu, bảo quản và phân tích mẫu, phương pháp thực nghiệm,
phương pháp xử lý số liệu.
Các thí nghiệm trong nghiên cứu:
* Thí nghiệm chiết tách một số kim loại nặng (Cd, Cu, Zn, Pb,
Cr) trong bùn thải của trạm XLNTSH Kim Liên bằng axit: Các thí
nghiệm thực hiện song song giữa 3 axit: xitric, axetic và nitric (Lựa
chọn thời gian tương tác, lựa chọn nồng độ axit tối ưu và lựa chọn số
lần chiết tách KLN)
4


* Thí nghiệm ủ phân hữu cơ bùn thải (HCBT):
Các công thức thí nghiệm: CT1: Bùn, CT2: Bùn - Rơm, CT3: Bùn

- Rơm - Phân lợn, CT4: Bùn - Trichoderma, CT5: Bùn - Rơm Trichoderma, CT6: Bùn - Rơm - Phân lợn - Trichoderma, CT7: Bùn EMIC, CT8: Bùn - Rơm - EMIC, CT9: Bùn - Rơm - Phân lợn - EMIC,
CT10: Bùn - EMIC - Trichoderma, CT11: Bùn - Rơm - EMIC Trichoderma, CT12: Bùn - Rơm - Phân lợn - EMIC - Trichoderma.
* Thí nghiệm thử nghiệm hiệu lực của phân HCBT đối với cây
cải bẹ (Brassica campestris L.)
Các công thức bón phân: CT1 (ĐC1): 70 kg N + 50 kg P2O5 + 40
kg K2O (nền); CT2 (ĐC2): Nền + 15 tấn phân chuồng hoai, CT3:
Nền + 5,6 tấn phân HCBT; CT4: Nền + 6,4 tấn phân HCBT, CT5:
Nền + 7,2 tấn phân HCBT.
* Thí nghiệm thử nghiệm hiệu lực của phân HCBT đối với cây
xác pháo (Salvia splendens)
Các công thức bón phân: CT1 (ĐC1): 70 kg N + 60 kg P2O5 + 80
kg K2O (nền); CT2 (ĐC2): Nền + 15 tấn phân chuồng hoai, CT3:
Nền + 5,6 tấn phân HCBT; CT4: Nền + 6,4 tấn phân HCBT, CT5:
Nền + 7,2 tấn phân HCBT.
CHƯƠNG 3
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Hiện trạng phát sinh và đặc tính bùn thải đô thị Hà Nội
3.1.1. Hiện trạng và dự báo lượng phát sinh các loại bùn thải đô
thị Hà Nội
* Bùn thải từ bể phốt: Tính riêng trong năm 2015, lượng phân
bùn bể phốt phát sinh từ 12 quận nội thành Hà Nội là khoảng
250.020 tấn/năm.
5


Bảng 3.1. Dự báo phát sinh lượng bùn từ bể phốt
đô thị Hà Nội

Lượng phân bùn bể phốt khu vực đô thị Hà Nội được dự báo tăng
lên khoảng 345.450 tấn/năm vào năm 2030.

* Bùn thải hệ thống thoát nước:

Hình 3.1. Biểu đồ tăng trưởng công tác nạo vét bùn thải từ
HTTN của Công ty Thoát nước Hà Nội qua các năm
Dự báo phát sinh khối lượng bùn thải HTTN được xác định theo
tiêu chuẩn thải và số liệu dự báo dân số theo Quy hoạch chung Thủ

6


đô Hà Nội đến năm 2030 tầm nhìn đến năm 2050 được trình bày ở
các bảng 3.2.

7


Bảng 3.2. Dự báo phát sinh khối lượng bùn thải HTTN khu vực
đô thị trung tâm thành phố Hà Nội năm 2020, 2030

* Bùn thải từ các trạm XLNT tập trung:
Bảng 3.3. Lượng bùn phát sinh từ các trạm XLNT tập trung

Theo đó, hệ số phát thải bùn bình quân của các nhà máy xử lý
nước thải hiện nay ở Hà Nội là 0,58 ± 0,01 kg bùn/m 3 nước thải. Dự
báo lượng bùn thải phát sinh từ các nhà máy XLNT tập trung ở khu
vực đô thị trung tâm vào năm 2030 sẽ là 304.699,81 tấn/năm, lớn
hơn rất nhiều lượng bùn phát sinh từ các trạm XLNT tập trung trong
giai đoạn hiện nay. Điều này hoàn toàn phù hợp với xu hướng phát
triển của các quốc gia trên Thế giới.
8

3.1.2. Đặc tính các loại bùn thải đô thị Hà Nội
3.1.2.1. Một số tính chất lý học
- Đối với bùn trầm tích sông và cống thải thì cấp hạt thô >0,02
mm chiếm tỷ lệ lớn. Thành phần cấp hạt ở bùn thải từ hệ thống xử lý
nước thải chủ yếu là các vật liệu hữu cơ và khoáng chất có kích
thước nhỏ (< 0,02 mm).
- Độ ẩm: Dao động trong khoảng 71% - 93%, cao nhất là bùn nạo
vét từ sông hồ và cống thải, dao động từ 80% - 91%.
- Tổng hàm lượng cặn (TS) trong các mẫu bùn chênh lệch khá
lớn, dao động từ 0,99% đến 25,4%, cao nhất là ở các mẫu bùn trầm
tích sông hồ (trung bình đạt 17,37%), thấp nhất ở các mẫu bùn bể
phốt và bùn từ trạm XLNT tập trung. TS của các mẫu bùn cặn từ hệ
thống cống thoát nước dao động 12,83% - 17,24%.
- Tổng chất rắn bay hơi (VS) trong các mẫu bùn chên lệch khá
lớn, dao động 15,55 - 84 (%TS), cao nhất là ở các mẫu phân bùn bể
phốt và bùn từ trạm XLNT tập trung.
3.1.2.2. Một số tính chất hóa học
- Giá trị pH: pH của các mẫu bùn thải đô thị tương đối ổn định và
dao động 6,8 đến 7,7.
- Hàm lượng chất hữu cơ: Cao nhất trong bùn thải từ bể phốt, hố
gas (trung bình 50,2% chất khô, cao nhất đạt 69,5% chất khô ở các
bể tự hoại hoạt động dưới 3 năm), thấp nhất là hàm lượng chất hữu
cơ trong bùn cống rãnh (trung bình đạt 9,95%). Theo thang đánh giá
của I. V. Chiurin (1972), chất hữu cơ trong đất > 8% chứng tỏ đất
giàu chất hữu cơ thì hầu hết các mẫu bùn thải đô thị đều có hàm
lượng chất hữu cơ rất giàu. Đây là cơ sở quan trọng để định hướng
tái sử dụng bùn thải, thu hồi tài nguyên có ích.
- Hàm lượng nitơ và phốt pho tổng số (%)

9


Hình 3.2: Hàm lượng Nts và hình 3.3: Hàm lượng P2O5ts trong các
mẫu bùn thải
Hàm lượng Nts trong các mẫu bùn dao động 0,17% - 3,64%, phân
bùn bể phốt và bùn thải từ các trạm xử lý nước thải có N ts thuộc loại
rất giàu (>1%) theo thang đánh giá nitơ trong đất.
Hàm lượng P2O5ts dao động 0,68% - 2,45%, ở mức giàu so với
thang đánh giá phốt pho trong đất.
- Hàm lượng một số kim loại nặng trong bùn thải (Bảng 3.4).
Bảng 3.4. Hàm lượng một số KLN trong bùn thải đô thị Hà Nội
Đơn vị: mg/kg

Kết quả phân tích ở bảng 3.4 cho thấy, hàm lượng KLN trong các
loại bùn chênh lệch khá lớn. Nhìn chung, phân bùn bể phốt có hàm
lượng các KLN thấp nhất trong số các loại bùn thải đô thị khảo sát và
đều đạt ngưỡng cho phép đối với KLN trong đất (QCVN 03MT:2015/BTNMT). Trong số các KLN khảo sát, Zn là kim loại có
hàm lượng tổng số trong các mẫu bùn cao hơn cả.
10


3.1.2.3. Một số chỉ tiêu sinh học của bùn thải đô thị Hà Nội
Bảng 3.5. Mật độ một số vi sinh vật trong mẫu bùn thải
Đơn vị: CFU/g

Ghi chú: n: Số mẫu, Min: Giá trị nhỏ nhất, Max: Giá trị lớn nhất
Kết quả phân tích ở bảng 3.5 cho thấy, hàm lượng một số chỉ tiêu
vi sinh vật gây bệnh như E.coli và Salmonella của các mẫu bùn thải
đô thị Hà Nội khá lớn, vượt tiêu chuẩn cho phép đối với hàm lượng

VSV có trong phân bón theo thông tư 41/2014 của Bộ NN&PTNT,
đặc biệt là các mẫu phân bùn bể phốt.
3.1.3. Đánh giá khả năng tái sử dụng bùn thải đô thị Hà Nội cho
mục đích nông nghiệp
Từ các kết quả đánh giá hiện trạng và dự báo phát sinh bùn thải
cũng như đặc tính lý, hóa, sinh học của bùn thải đô thị, bùn thải từ
trạm XLNTSH Kim Liên được ưu tiên lựa chọn để nghiên cứu các
giải pháp tách chiết KLN trong bùn và nghiên cứu ủ phân hữu cơ từ
bùn thải sau xử lý KLN phục vụ cho mục đích nông nghiệp.
3.2. Nghiên cứu tách chiết 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

Hình 3.4. Thành phần (%) các dạng tồn tại của các KLN trong
bùn thải trạm một số trạm XLNT tập trung ở Hà Nội
11


Theo đó, hầu hết các KLN trong các mẫu bùn thải tồn tại nhiều ở
dạng liên kết hữu cơ (F4), cao nhất là Cu (trên 70%) và Pb (từ 6080%). Dạng ion trao đổi (F1) gần như không tìm thấy đối với Cr, Cu,
Cd. Cr tồn tại nhiều nhất ở dạng cặn dư (F5) (chiếm từ 52,7 65,37%), Zn và Pb tồn tại ở dạng cặn dư ít nhất. Dạng liên kết
cacbonat (F2) và dạng liên kết Fe-Mn oxit (F3) trong các mẫu bùn
thải chủ yếu được thấy nhiều là ở các nguyên tố Zn, Cd, Cr và Pb.
3.2.2. Nghiên cứu tách chiết một số KLN trong bùn thải trạm
XLNT Kim Liên bằng dung dịch axit
3.2.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất loại bỏ
KLN trong bùn thải
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất chiết KLN

Ghi chú: Theo hàng, trong từng thí nghiệm, các số mang chữ cái (a,

b, c, d) khác nhau thì sai khác có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95%.
Kết quả Bảng 3.6 cho thấy, hiệu suất chiết tách các KLN của axit
hữu cơ (citric và axetic) đạt cao và ổn định ở 120 phút, của axit nitric
là 60 phút.
12


3.2.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ axit đến hiệu suất tách chiết KLN
Bảng 3.7. Hiệu suất loại bỏ KLN của các axit ở các nồng độ

Ghi chú: Theo hàng, trong từng thí nghiệm, các số mang chữ cái (a,
b, c, d) khác nhau thì sai khác có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95%.
Kết quả bảng 3.7 cho thấy, đối với các axit hữu cơ (citric và axetic),
hiệu quả loại bỏ KLN cao nhất ở nồng độ 0,3 - 0,5 M (với thời gian
phản ứng 120 phút); đối với axit nitric hiệu quả loại bỏ các KLN cao
nhất ở nồng độ 0,5 - 0,65 M (với thời gian phản ứng 60 phút).
3.2.2.3. Ảnh hưởng của số lần chiết đến hiệu quả loại bỏ KLN
Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng số lần chiết tách KLN cho thấy,
ngoại trừ Cr, các KLN khác (Cu, Zn, Pb, Cd) đạt cao và ổn định sau 5
lần chiết. Đối với Cr, sau 7 lần chiết lượng Cr tách ra đạt ổn định, khác
biệt không có ý nghĩa thống kê 5% so với sau 8 lần chiết. Như vậy,
hiệu quả loại bỏ hầu hết các KLN của cả 3 axit là sau 5 lần chiết tách.
Axit citric có nhiều ưu thế hơn trong tách chiết các KLN, quá
trình tách chiết có thể được thực hiện ở điều kiện có tính axit nhẹ
(pH = 3 - 5). Do vậy, axit citric được lựa chọn để thực hiện tách chiết
các KLN trong bùn thải đô thị.
13


3.2.3. Thành phần một số chất trong bùn thải sau quá trình chiết

tách bằng axit
Bảng 3.8. Thành phần một số chất trong bùn trước
và sau loại bỏ KLN

Như vậy, sau khi sử dụng các axit để loại bỏ các KLN, hàm
lượng chất hữu cơ, nitơ, phốt pho trong bùn giảm so với ban đầu
nhưng vẫn ở mức giàu so với thang đánh giá dinh dưỡng trong đất.
Sau xử lý bằng dung dịch axit, hàm lượng các KLN giảm khác biệt
qua phép thử T-test và đều đạt ngưỡng cho phép đối với KLN trong
đất nông nghiệp. Bùn thải sau xử lý KLN cần được điều chỉnh pH
bằng vôi bột đến pH trung tính (pH = 6,8 - 7,3), nghiên cứu thêm giải
pháp bổ sung chất hữu cơ (phân gà, phân lợn), cacbon (rơm, cỏ,…)
để tận dụng theo hướng làm phân compost cho nông nghiệp.
Trong số các axit thử nghiệm để loại bỏ một số KLN trong bùn
thải, axit xitric được lựa chọn. Theo tính toán, lượng axit xitric dùng
để loại bỏ KLN trong 1 tấn bùn (khô không khí - Độ ẩm của bùn khô
không khí là 25%) khoảng 7,5 kg. Bùn trạm XLNT có độ ẩm khoảng
90,2% (bảng 3.10), lượng axit xitric cần dùng để loại bỏ KLN trong
1 tấn bùn tươi là 1 kg.
3.3. Nghiên cứu tận dụng bùn thải trạm XLNTSH sau xử lý KLN
làm phân hữu cơ
3.3.1. Biến động các yếu tố trong quá trình ủ phân
- Nhiệt độ:

14


Nhiệt độ của các công thức thí nghiệm có bổ sung thêm vật liệu
hữu cơ (rơm, phân lợn) dao động trong khoảng 28 oC - 64,3oC, cao
hơn hẳn các công thức không bổ sung vật liệu hữu cơ. Nhiệt độ tăng

cao nhất ở CT12, đạt 64,3oC vào ngày thứ 16 - 17 sau ủ.
- Độ ẩm: Sau 75 ngày ủ, độ ẩm của các khối ủ ở các công thức
thí nghiệm có bổ sung vật liệu hữu cơ đạt 25% - 34%.
- Hàm lượng các bon tổng số:
Tổng các bon ngày đầu ở các công thức thí nghiệm dao động
trong khoảng 15,89 - 33,37%. Sau 75 ngày ủ của các công thức thí
nghiệm có bổ sung chế phẩm EMIC và nấm Trichoderma spp. thấp
khác biệt có ý nghĩa so với công thức thí nghiệm còn lại.

Hình 3.5. Hàm lượng tổng các bon hữu cơ ở các công thức thí
nghiệm sau 75 ngày ủ
- Hàm lượng nitơ tổng số:

Hình 3.6. Hàm lượng Nts ở các công thức sau 75 ngày ủ
15


Sau 75 ngày ủ, hàm lượng Nts ở các thí nghiệm dao động trong
khoảng từ 0,94 % đến 2,52%, việc bổ sung thêm chế phẩm không có ý
nghĩa trong việc làm tăng lượng Nts trong các vật liệu sau quá trình ủ.
- Tỷ lệ C/N:

Hình 3.7. Tỷ lệ C/N ở các công thức sau 75 ngày ủ
Tỷ lệ C/N ở các công thức thí nghiệm giảm dần theo thời gian ủ
giảm khác biệt theo thời gian ủ, trừ công thức bùn không phối trộn
vật liệu hữu cơ. CT12 có tỷ lệ C/N giảm thấp nhất, khác biệt so với
các công thức khác.
- Hàm lượng lân tổng số và dễ tiêu

Hình 3.8. Hàm lượng P2O5 tổng số (%) và hình 3.9. Hàm lượng

P2O5 dễ tiêu (mg/kg) của các công thức sau 75 ngày ủ
Hàm lượng phốt pho tổng số ở các công thức sau 75 ngày ủ biến
động trong khoảng 0,84 - 2,65% P 2O5. Khi bổ sung thêm chế phẩm
sinh học EMIC và/hoặc nấm Trichoderma spp, hàm lượng phốt pho
16


tổng số của các công thức khác biệt không có ý nghĩa thống kê, tuy
nhiên hàm lượng phốt pho dễ tiêu cao khác biệt so với các công thức
không bổ sung chế phẩm.
- Hàm lượng kali tổng số (%)

Hình 3.10. Hàm lượng K2O tổng số sau 75 ngày ủ
Sau 75 ngày ủ, hàm lượng kali tổng số trong các công thức dao
động từ 0,42 - 1,58%. Việc bổ sung chế phẩm EMIC và/hoặc nấm
Trichoderma spp chưa cho kết quả khác biệt rõ ràng đối với tổng kali
trong thời gian 75 ngày ủ phân.
- Biến động E.coli và Salmonella
Các công thức khi bắt đầu ủ đều nhiễm E.coli và dao động trong
khoảng 1,27 - 1,85x102 CFU/g, công thức thí nghiệm có bổ sung
phân lợn có Salmonella với mật độ 1,23 CFU/g. Sau 75 ngày ủ,
không phát hiện E.coli và Salmonella trong hỗn hợp ủ.
- Hàm lượng các KLN: Các KLN trong hỗn hợp ủ phân sau 75
ngày đều dưới ngưỡng cho phép đối với KLN trong đất nông nghiệp
3.3.3. Đánh giá chất lượng phân hữu cơ sản xuất từ bùn thải sau
xử lý KLN
Bảng 3.9. Đặc tính lý hóa của phân HCBT sau 75 ngày ủ

17

3.3.4. Quy trình sản xuất phân hữu cơ từ bùn thải sau xử lý KLN
Quy trình sản xuất phân hữu cơ bùn thải (HCBT) được nêu ở
Hình 3.26 Theo tính toán của đề tài, chi phí sản xuất 1 tấn phân
HCBT là 25.000.000 đồng (2.500 đồng/kg).

18


Hình 3.11. Quy trình sản xuất phân hữu cơ bùn thải
3.4. Thử nghiệm hiệu lực phân HCBT trên cây trồng
3.4.1. Thử nghiệm hiệu lực phân HCBT trên cây cải bẹ
Bảng 3.10. Ảnh hưởng đến năng suất của cây cải bẹ

Kết quả ở bảng 3.10 cho thấy, khi bón lượng phân khác nhau,
năng suất cây cải bẹ khác nhau rõ rệt. Trong vụ Đông Xuân (chính
vụ), năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của cây cải bẹ cao hơn
hẳn vụ Hè Thu. Công thức CT4 cho năng suất thực thu cao khác biệt
không có ý nghĩa thống kê so với CT5.
Kết quả ở bảng 3.11 cho thấy, tất cả các công thức phân bón ở có
hàm lượng NO3- trong ngưỡng cho phép (< 500 mg/kg).
Bảng 3.11. Hàm lượng nitrat và KLN trong cây cải bẹ
ĐVT: mg/kg tươi

19


Ghi chú: Giá trị hàm lượng trong cây là giá trị trung bình của 2
vụ thí nghiệm.
Về hiệu quả kinh tế: Năng suất vụ hè thu khá thấp (từ 10,64 18,54 tấn/ha). Năng suất cây cải bẹ Đông Dư lúc chính vụ (vụ đông

xuân) cao, đạt 21,55 - 44,18 tấn/ha. Tuy nhiên, giá bán lúc chính vụ
chỉ bằng 1/3 lúc trái vụ. Do vậy, vụ đông xuân mặc dù cây cho năng
suất cao, nhưng lãi thuần lại thấp hơn vụ hè thu.
Bảng 3.12. Hiệu quả kinh tế của các công thức bón phân

Ghi chú: NSTT: Năng suất thực thu, : CPTT: Chi phí tăng thêm,
GTSP: Giá trị sản phẩm, VCR: Tỷ số giữa giá trị sản phẩm tăng lên
do sử dụng phân bón và Chi phí tăng thêm phân bón.
Giá bán rau vụ hè thu: 9.000 đồng/kg, giá bán rau vụ đông
xuân: 3.000 đồng/kg.
Như vậy, khi thay thế phân chồng hoai mà nông dân địa phương
sử dụng bằng phân HCBT, chi phí đầu tư không tăng nhưng năng
suất cải thiện đáng kể, do vậy lãi suất cao hơn hẳn. Ở vụ hè thu, mức
bón thêm phân hữu cơ tốt nhất cho cây cải bẹ là 7,2 tấn phân
HCBT/ha (CT5). Ở vụ đông xuân, CT4 cho hiệu quả cao nhất (nền +
20


6,4 tấn phân HCBT/ha). Hàm lượng nitrat trong rau ở các công thức
bón phân đều đạt ngưỡng an toàn.

21


3.4.2. Thử nghiệm hiệu lực của phân HCBT trên cây Xác pháo
Bảng 3.13. Ảnh hưởng của các công thức bón phân
đến chất lượng hoa

Ghi chú: Các chữ cái khác nhau trên cùng một cột thể hiện sự sai
khác có ý nghĩa ở mức P < 0,05.

Kết quả ở bảng 3.13 cho thấy, các công thức bổ sung lượng phân
HCBT khác nhau đã làm tăng chất lượng hoa xác pháo cũng như độ
bền của cây hoa so với đối chứng không sử dụng phân hữu cơ. Ở
công thức bổ sung lượng phân HCBT ở công thức 4 (nền + 6,2 tấn
phân HCBT) cho kết quả phản ánh rõ nét nhất.
Bảng 3.14. Hiệu quả kinh tế của việc sử dụng phân bón HCBT
trên cây hoa xác pháo

22