Nghiên cứu tăng cường chế phẩm sinh học để sản xuất phân vi sinh từ phế thải trái thanh long tại vùng canh tác châu thành long an

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU TĂNG CƯỜNG CHẾ PHẨM
SINH HỌC ĐỂ SẢN XUẤT PHÂN VI SINH TỪ
PHẾ THẢI TRÁI THANH LONG TẠI VÙNG
CANH TÁC CHÂU THÀNH- LONG AN
Ngành:

KĨ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Chuyên ngành:

KĨ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Giảng viên hướng dẫn:

ThS. Lâm Vĩnh Sơn

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Hoài Linh

MSSV:

1411090051

Lớp:

14DMT01

TP. Hồ Chí Minh, 2018


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn

LỜI CAM ĐOAN
Tôi tên là Nguyễn Hoài Linh, sinh viên trƣờng đại học Công Nghệ Tp.HCM.
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu độc lập của tôi. Các số liệu phân
tích trong luận văn này có nguồn gốc rõ ràng, đã công cố theo đúng quy định.
Các kết quả nghiên cứu có trong đề tài do chính tôi tự tìm hiểu và phân tích,
khách quan phù hợp với thực tiễn của Việt Nam.
Sinh viên Nguyễn Hoài Linh.


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn

LỜI CẢM ƠN
Để thực hiện đƣợc đề tài này, Tôi xin chân thành cám ơn đến Ban Giám Hiệu
nhà trƣờng đã tạo điều kiện cho Tôi thực hiện đƣợc đề tài của mình. Đặc biệt,
Tôi xin cám ơn tất cả các Thầy Cô giáo trong viện đã góp phần tạo ra động lực
để cho sinh viên chứng tôi có đƣợc động lực đến lớp và tiếp thu đƣợc nhiều kiến
thức, để khi bƣớc ra với xã hội, thì Tôi vẫn sẽ luôn tự tin tự hào khi là một sinh
viên của Viện Khoa Học Ứng Dụng.

Xin gởi lời cám ơn chân thành và sâu sắc nhất đến ngƣời Thầy hƣớng dẫn của
tôi là Thầy Lâm Vĩnh Sơn. Bốn năm đại học không phải là ngắn và bên cạnh
trong bốn năm học qua thầy mà chúng em luôn gắn bó nhất cho tới tận bây giờ,
thầy là ngƣời mang trong mình những nhiệt huyết, yêu nghề, và hết mực giúp
đỡ các sinh viên, Thầy đã giúp Tôi từng bƣớc một hoàn thiệt đồ án một cách tốt
nhất. Đƣợc thầy hƣớng dẫn nhiệt tình, Tôi đã học đƣợc nhiều kiến thức và đã
trau dồi thêm nhiều ký năng thông qua đề tài này.
Ngoài sự hƣớng dẫn của Thầy, Tôi cũng xin gởi lời cám ơn chân thành tới
những ngƣời bạn làm chung nghiên cứu với Tôi, chính nhờ những ngƣời bạn
này đã giúp đỡ Tôi rất nhiều trong quá trình nghiên cứu.
Cuối cùng, Tôi xin gởi lời chúc sức khỏe đến toàn thể quý Thầy Cô cùng Ban
Giám Hiệu nhà trƣờng ngày càng gặt hái đƣợc nhiều thành công trông công tác
giảng dạy, và luôn là những ngƣời Thầy Cô đƣa thuyền dẫn lối đến thành công
cho các thế hệ sinh viên sau này.
Xinh chân thành cám ơn!


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
Tp. HCM, ngày …… tháng …… năm 2018
Giáo viên hƣớng dẫn
ThS. Lâm Vĩnh Sơn


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn

Mục lục
DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................................. vi
DANH MỤC BẢNG ...................................................................................................viii
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................ 1
1. Đặt vấn đề ............................................................................................................. 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................. 2
3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................................ 2
4. Đối tƣợng nghiên cứu ........................................................................................... 3
5. Phƣơng pháp nghiên cứu ...................................................................................... 3
6. Ý nghĩa đề tài ....................................................................................................... 3
7. Phạm vi ứng dụng ................................................................................................. 3
8. Phƣơng pháp luận ................................................................................................. 4

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................................ 6
1.1.

Tổng quan về compost ...................................................................................... 6

1.1.1.

Định nghĩa .................................................................................................. 6

1.1.2.

Các phản ứng xảy ra trong quá trình ủ compost ........................................ 6

1.1.2.1.

Phản ứng sinh hóa ............................................................................... 6

1.1.2.2.

Phản ứng sinh học ............................................................................... 7

1.1.3.

Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình chế biến compost ............................. 7

1.1.3.1.

Các yếu tố vật lý .................................................................................. 7

1.1.3.2.

Các yếu tố hóa sinh ............................................................................. 9

1.1.4.

Chất lƣợng compost ................................................................................. 13

1.1.5.

Lợi ích và hạn chế của quá trình chế biến compost ................................. 14

1.1.5.1.

Lợi ích................................................................................................ 14

1.1.5.2.

Hạn chế .............................................................................................. 14

1.1.6.

Một số phƣơng pháp chế biến compost trên thế giới ............................... 15

1.1.7.

Một số phƣơng pháp chế biến compost ở Việt Nam................................ 16

1.2.

Tổng quan về cây thanh long .......................................................................... 16

1.2.1.

Nguồn gốc và phân loại............................................................................ 16

1.2.2.

Đặc điểm sinh học .................................................................................... 18
i


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn

1.2.2.1.

Sinh thái ............................................................................................. 18

1.2.2.2.

Thực vật học ...................................................................................... 19

1.2.3.

Đặc điểm sinh trƣởng ............................................................................... 21

Tổng quan về rơm rạ ....................................................................................... 21

1.3.

1.3.1.

Nguồn gốc ................................................................................................ 21

1.3.2.

Thành phần hoá học của rơm rạ ............................................................... 22

Tổng quan về sơ dừa ....................................................................................... 22

1.4.

1.4.1.

Nguồn gốc ................................................................................................ 22

Hình 1.8: Sơ dừa .............................................................................................................. 23
1.4.2.

Ứng dụng của sơ dừa................................................................................ 23

Giới thiệu về chế phẩm EM FERT-1 .............................................................. 25

1.5.

CHƢƠNG 2: MÔ HÌNH VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ......................................... 27
Nguyên liệu – vật liệu ..................................................................................... 27

2.1.

2.1.1.

Thu gom nguyên liệu ............................................................................... 27

2.1.2.

Xử lý nghiên liệu ...................................................................................... 27

2.1.3.
2.2.

Dụng cụ- hoá chất ........................................................................................ 27
Mô hình nghiên cứu ........................................................................................ 28

2.2.1.

Mô hình trên autocad ............................................................................... 28

2.2.2.

Mô hình thực tế ........................................................................................ 28

2.2.3.

Nơi bố trí mô hình .................................................................................... 29

2.3.

Nội dung nghiên cứu ....................................................................................... 30

2.3.1.

Quy trình ủ compost ................................................................................. 30

2.3.2.

Xác định tỉ lệ phối trộn thích hợp ............................................................ 31

2.3.3.

Xác định giá trị đầu vào của mỗi nghiệm thức ........................................ 32

2.3.4.

Phƣơng pháp phân tích và xử lý số liệu ................................................... 33

2.3.5.

Đánh giá sản phẩm sau ủ .......................................................................... 33

CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................... 35
3.1.

Đánh giá quá trình ủ phân vi sinh ở các nghiệm thức..................................... 35

3.1.1.

Nghiệm thức 1 .......................................................................................... 35

3.1.1.1.

Đánh giá độ pH ở nghiệm thức 1: ..................................................... 35

3.1.1.2.

Đánh giá nhiệt độ ở nghiệm thức 1 ................................................... 36
ii


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn

3.1.1.3.

Đánh giá độ sụt lún ở nghiệm thức 1: ............................................... 37

3.1.1.4.

Đánh giá % độ ẩm ở nghiệm thức 1: ................................................ 38

3.1.1.5.

Đánh giá % Cacbon ở nghiệm thức 1 .............................................. 39

3.1.1.6.

Đánh giá % Chất hữu cơ ở nghiệm thức 1: ...................................... 40

3.1.1.7.

Đánh giá tỉ lệ C/N ở nghiệm thức 1: ................................................. 41

3.1.2.

Nghiệm thức 2 .......................................................................................... 42

3.1.2.1.

Đánh giá độ pH ở nghiệm thức 2: ..................................................... 42

3.1.2.2.

Đánh giá nhiệt độ ở nghiệm thức 2 ................................................... 43

3.1.2.3.

Đánh giá độ sụt lún ở nghiệm thức 2: ............................................... 44

3.1.2.4.

Đánh giá % độ ẩm ở nghiệm thức 2: ................................................ 45

3.1.2.5.

Đánh giá % Cacbon ở nghiệm thức 2 .............................................. 46

3.1.2.6.

Đánh giá % Chất hữu cơ ở nghiệm thức 2: ...................................... 47

3.1.2.7.

Đánh giá tỉ lệ C/N ở nghiệm thức 2: ................................................. 48

3.1.3.

Nghiệm thức 3 .......................................................................................... 49

3.1.3.1.

Đánh giá độ pH ở nghiệm thức 3: ..................................................... 49

3.1.3.2.

Đánh giá nhiệt độ ở nghiệm thức 3 ................................................... 50

3.1.3.3.

Đánh giá độ sụt lún ở nghiệm thức 3: ............................................... 51

3.1.3.4.

Đánh giá % độ ẩm ở nghiệm thức 3: ................................................ 52

3.1.3.5.

Đánh giá % Cacbon ở nghiệm thức 3: .............................................. 53

3.1.3.6.

Đánh giá % Chất hữu cơ ở nghiệm thức 3: ...................................... 54

3.1.3.7.

Đánh giá tỉ lệ C/N ở nghiệm thức 3: ................................................. 55

3.1.4.

Nghiệm thức 4 .......................................................................................... 56

3.1.4.1.

Đánh giá độ pH ở nghiệm thức 4: ..................................................... 56

3.1.4.2.

Đánh giá nhiệt độ ở nghiệm thức 4 ................................................... 57

3.1.4.3.

Đánh giá độ sụt lún ở nghiệm thức 4: ............................................... 58

3.1.4.4.

Đánh giá % độ ẩm ở nghiệm thức 4: ................................................ 59

3.1.4.5.

Đánh giá % Cacbon ở nghiệm thức 4 ............................................... 60

3.1.4.6.

Đánh giá % Chất hữu cơ ở nghiệm thức 4: ...................................... 61

3.1.4.7.

Đánh giá tỉ lệ C/N ở nghiệm thức 4: ................................................. 62

3.1.5.
3.1.5.1.

Nghiệm thức 5....................................................................................... 63
Đánh giá độ pH ở nghiệm thức 5: ..................................................... 63
iii


Đồ án tốt nghiệp
3.1.5.2.

Đánh giá nhiệt độ ở nghiệm thức 5 ................................................... 64

3.1.5.3.

Đánh giá độ sụt lún ở nghiệm thức 5: ............................................... 65

3.1.5.4.

Đánh giá % độ ẩm ở nghiệm thức 5: ................................................ 66

3.1.5.5.

Đánh giá %Cacbon ở nghiệm thức 5: ............................................... 67

3.1.5.6.

Đánh giá % Chất hữu cơ ở nghiệm thức 5: ...................................... 68

3.1.5.7.

Đánh giá tỉ lệ C/N ở nghiệm thức 5: ................................................. 69

3.1.6.

Nghiệm thức 6 .......................................................................................... 70

3.1.6.1.

Đánh giá độ pH ở nghiệm thức 6: ..................................................... 70

3.1.6.2.

Đánh giá nhiệt độ ở nghiệm thức 6 ................................................... 71

3.1.6.3.

Đánh giá độ sụt lún ở nghiệm thức 6: ............................................... 72

3.1.6.4.

Đánh giá % độ ẩm ở nghiệm thức 6: ................................................ 73

3.1.6.5.

Đánh giá %Cacbon ở nghiệm thức 6: ............................................... 74

3.1.6.6.

Đánh giá % Chất hữu cơ ở nghiệm thức 6: ...................................... 75

3.1.6.7.

Đánh giá tỉ lệ C/N ở nghiệm thức 6: ................................................. 76

3.1.7.

3.2.

GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn

Nghiệm thức 7 .......................................................................................... 77

3.1.7.1.

Đánh giá độ pH ở nghiệm thức 7: ..................................................... 77

3.1.7.2.

Đánh giá nhiệt độ ở nghiệm thức 7 ................................................... 78

3.1.7.3.

Đánh giá độ sụt lún ở nghiệm thức 7: ............................................... 79

3.1.7.4.

Đánh giá % độ ẩm ở nghiệm thức 7: ................................................ 80

3.1.7.5.

Đánh giả %Cacbon ở nghiệm thức 7: ............................................... 81

3.1.7.6.

Đánh giá % Chất hữu cơ ở nghiệm thức 7: ...................................... 82

3.1.7.7.

Đánh giá tỉ lệ C/N ở nghiệm thức 7: ................................................. 83

So sánh và lựa chọn tối ƣu .............................................................................. 84

3.2.1.

So sánh: .................................................................................................... 84

3.2.1.1.

So sánh độ sụt lún: ............................................................................ 84

3.2.1.2.

So sánh giá trị pH .............................................................................. 85

3.2.1.3.

So sánh giá trị Chất Hữu Cơ ............................................................. 86

3.2.1.4.

So sánh giá trị Độ ẩm ........................................................................ 87

3.2.1.5.

So sánh tỉ lệ C/N ................................................................................ 88

3.2.2.

Lựa chọn nghiệm thức tối ƣu nhất ........................................................... 89

3.2.3.

Giá trị đầu ra của các nghiệm thức........................................................... 90
iv


Đồ án tốt nghiệp
3.2.4.

GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn

Đánh giá chất lƣợng sản phẩm compost trên cây ngắn hạn ..................... 91

CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................... 93
Kết luận ..................................................................................................................... 93
Kiến nghị ................................................................................................................... 94
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 97

v


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Đồ thị biểu hiện các giai đoạn tăng trƣởng của vi sinh vật ..................................... 7
Hình 1.2. Actinomycetes ....................................................................................................... 12
Hình 1.3. Hệ thống ủ mở ....................................................................................................... 15
Hình 1.4. Hệ thống ủ kín ....................................................................................................... 16
Hình 1.5. Ba loại thanh long ................................................................................................. 17
Hình 1.6. Gốc rạ .................................................................................................................... 17
Hình 1.7. Rơm....................................................................................................................... 17
Hình 1.8. Sơ dừa ................................................................................................................... 23
Hình 1.9. Chế phẩm EM FERT – 1....................................................................................... 25
Hình 1.10. Mô hình cấp khí .................................................................................................. 28
Hình 1.11. Mô hình giàn ủ .................................................................................................... 29
Hình 1.13. Khu vực bố trí mô hình ....................................................................................... 29
Hình 3.1. Biểu đồ biến thiên pH của nghiệm thức 1 ............................................................. 35

Hình 3.2. Biểu đồ biến thiên nhiệt độ của nghiệm thức 1 ..................................................... 36
Hình 3.3. Biểu đồ biến thiên độ sụt lún của nghiệm thức 1 .................................................. 37
Hình 3.4. Biểu đồ biến thiên độ ẩm của nghiệm thức 1 ........................................................ 38
Hình 3.5. Biểu đồ biến thiên Cacbon ở nghiệm thức 1 ......................................................... 39
Hình 3.6. Biểu đồ biến thiên Chất hữu cơ ở nghiệm thức 1.................................................. 40
Hình 3.7. Biểu đồ biến thiên tỉ lệ C/N ở nghiệm thức 1 ....................................................... 41
Hình 3.8. Biểu đồ biến thiên pH của nghiệm thức 2 ............................................................. 42
Hình 3.9. Biểu đồ biến thiên nhiệt độ của nghiệm thức 2 ..................................................... 43
Hình 3.10. Biểu đồ biến thiên độ sụt lún của nghiệm thức 2 ................................................ 44
Hình 3.11. Biểu đồ biến thiên độ ẩm của nghiệm thức 2 ...................................................... 45
Hình 3.12. Biểu đồ biến thiên Cacbon ở nghiệm thức 2 ....................................................... 46
Hình 3.13. Biểu đồ biến thiên Chất hữu cơ ở nghiệm thức 2................................................ 47
Hình 3.14. Biểu đồ biến thiên tỉ lệ C/N ở nghiệm thức 2 ..................................................... 48
Hình 3.15. Biểu đồ biến thiên pH của nghiệm thức 3 ........................................................... 49
Hình 3.16. Biểu đồ biến thiên nhiệt độ của nghiệm thức 3 ................................................... 50
Hình 3.17. Biểu đồ biến thiên độ sụt lún của nghiệm thức 3 ................................................ 51
Hình 3.18. Biểu đồ biến thiên độ ẩm của nghiệm thức 3 ...................................................... 52
Hình 3.19. Biểu đồ biến thiên Cacbon ở nghiệm thức 3 ....................................................... 53
Hình 3.20. Biểu đồ biến thiên Chất hữu cơ ở nghiệm thức 3................................................ 54
Hình 3.21. Biểu đồ biến thiên tỉ lệ C/N ở nghiệm thức 3 ..................................................... 55
Hình 3.22. Biểu đồ biến thiên pH của nghiệm thức 4 ........................................................... 56

vi


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn

Hình 3.23. Biểu đồ biến thiên nhiệt độ của nghiệm thức 4 ................................................... 57

Hình 3.24. Biểu đồ biến thiên độ sụt lún của nghiệm thức 4 ................................................ 58
Hình 3.25. Biểu đồ biến thiên độ ẩm của nghiệm thức 4 ...................................................... 59
Hình 3.26. Biểu đồ biến thiên Cacbon ở nghiệm thức 4 ....................................................... 60
Hình 3.27. Biểu đồ biến thiên Chất hữu cơ ở nghiệm thức 4................................................ 61
Hình 3.28. Biểu đồ biến thiên tỉ lệ C/N ở nghiệm thức 4 ..................................................... 62
Hình 3.29. Biểu đồ biến thiên pH của nghiệm thức 5 ........................................................... 63
Hình 3.30. Biểu đồ biến thiên nhiệt độ của nghiệm thức 5 ................................................... 64
Hình 3.31. Biểu đồ biến thiên độ sụt lún của nghiệm thức 5 ................................................ 65
Hình 3.32. Biểu đồ biến thiên độ ẩm của nghiệm thức 5 ...................................................... 66
Hình 3.33. Biểu đồ biến thiên Cacbon ở nghiệm thức 5 ....................................................... 67
Hình 3.34. Biểu đồ biến thiên Chất hữu cơ ở nghiệm thức 5................................................ 68
Hình 3.35. Biểu đồ biến thiên tỉ lệ C/N ở nghiệm thức 5 ..................................................... 69
Hình 3.36. Biểu đồ biến thiên pH của nghiệm thức 6 ........................................................... 70
Hình 3.37. Biểu đồ biến thiên nhiệt độ của nghiệm thức 6 ................................................... 71
Hình 3.38. Biểu đồ biến thiên độ sụt lún của nghiệm thức 6 ................................................ 72
Hình 3.39. Biểu đồ biến thiên độ ẩm của nghiệm thức 6 ...................................................... 73
Hình 3.40. Biểu đồ biểu diễn hàm lƣợng Cacbon ở nghiệm thức 6 ...................................... 74
Hình 3.41. Biểu đồ biến thiên Chất hữu cơ ở nghiệm thức 6................................................ 75
Hình 3.42. Biểu đồ biến thiên tỉ lệ C/N ở nghiệm thức 6 ..................................................... 76
Hình 3.43. Biểu đồ biến thiên pH của nghiệm thức 7 ........................................................... 77
Hình 3.44. Biểu đồ biến thiên nhiệt độ của nghiệm thức 7 ................................................... 78
Hình 3.45. Biểu đồ biến thiên độ sụt lún của nghiệm thức 7 ................................................ 79
Hình 3.46. Biểu đồ biến thiên độ ẩm của nghiệm thức 7 ...................................................... 80
Hình 3.47. Biểu đồ biến thiên Cacbon ở nghiệm thức 7 ....................................................... 81
Hình 3.48. Biểu đồ biến thiên Chất hữu cơ ở nghiệm thức 7................................................ 82
Hình 3.49. Biểu đồ biến thiên tỉ lệ C/N ở nghiệm thức 7 ..................................................... 83
Hình 3.50. Biểu đồ thể hiện so sánh độ sụt lún của từng nghiệm thức ................................. 84
Hình 3.51. Biểu đồ thể hiện so sánh giá trị pH của từng nghiệm thức ................................. 85
Hình 3.52. Biểu đồ thể hiện so sánh chất hữu cơ của từng nghiệm thức .............................. 86
Hình 3.53. Biểu đồ thể hiện so sánh độ ẩm của từng nghiệm thức ....................................... 87

Hình 3.54. Biểu đồ thể hiện so sánh tỉ lệ C/N của từng nghiệm thức ................................... 88

vii


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Khoảng nhiệt độ của các nhóm vi sinh vật ............................................................. 8
Bảng 1.2: Tỷ lệ C/N của các chất thải................................................................................... 10
Bảng 1.3: Các thông số quan trọng trong quá trình làm phân hữu cơ hiếu khí ..................... 13
Bảng 1.4: Tiêu chuẩn ngành 10 TCN 526 – 2002 cho phân hữu cơ vi sinh vật chế biến từ
chất thải rắn sinh hoạt do Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn ban hành. ................ 14
Bảng 2.1. Chỉ tiêu vật liệu đầu vào. ...................................................................................... 32
Bảng 2.2. Giá trị đầu vào của các nghiệm thức .................................................................... 32
Bảng 2.3. Các phƣơng pháp phân tích số liệu. ...................................................................... 33
Bảng 2.4. Yêu cầu kỉ thuật đối với chất hữu cơ. .................................................................. 33
Bảng 3.1. Biến thiên pH ở nghiệm thức 1 ............................................................................. 35
Bảng 3.2. Biến thiên nhiệt độ ở nghiệm thức 1..................................................................... 36
Bảng 3.3. Biến thiên độ sụt lún ở nghiệm thức 1 .................................................................. 37
Bảng 3.4. Biến thiên độ ẩm ở nghiệm thức 1........................................................................ 38
Bảng 3.5. Biến thiên Cacbon ở nghiệm thức 1 ..................................................................... 39
Bảng 3.6. Biến thiên CHC ở nghiệm thức 1 ......................................................................... 40
Bảng 3.7. Biến thiên C/N ở nghiệm thức 1 ........................................................................... 41
Bảng 3.8. Biến thiên pH ở nghiệm thức 2 ............................................................................. 42
Bảng 3.9. Biến thiên nhiệt độ ở nghiệm thức 2..................................................................... 43
Bảng 3.10. Biến thiên độ sụt lún ở nghiệm thức 2 ................................................................ 44
Bảng 3.11. Biến thiên độ ẩm ở nghiệm thức 2 ...................................................................... 45

Bảng 3.12. Biến thiên Cacbon ở nghiệm thức 2 ................................................................... 46
Bảng 3.13. Biến thiên CHC ở nghiệm thức 2 ....................................................................... 47
Bảng 3.14. Biến thiên C/N ở nghiệm thức 2 ......................................................................... 48
Bảng 3.15. Biến thiên pH ở nghiệm thức 3 ........................................................................... 49
Bảng 3.16. Biến thiên nhiệt độ ở nghiệm thức 3................................................................... 50
Bảng 3.17. Biến thiên độ sụt lún ở nghiệm thức 3 ................................................................ 51
Bảng 3.18. Biến thiên độ ẩm ở nghiệm thức 3 ...................................................................... 52
Bảng 3.19. Biến thiên Cacbon ở nghiệm thức 3 ................................................................... 53
Bảng 3.20. Biến thiên CHC ở nghiệm thức 3 ....................................................................... 54
Bảng 3.21: Biến thiên C/N ở nghiệm thức 3 ......................................................................... 55
Bảng 3.22: Biến thiên pH ở nghiệm thức 4........................................................................... 56
Bảng 3.23. Biến thiên nhiệt độ ở nghiệm thức 4................................................................... 57
Bảng 3.24. Biến thiên độ sụt lún ở nghiệm thức 4 ................................................................ 58
Bảng 3.25. Biến thiên độ ẩm ở nghiệm thức 4 ...................................................................... 59
viii


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn

Bảng 3.26. Biến thiên Cacbon ở nghiệm thức 4 ................................................................... 60
Bảng 3.27. Biến thiên CHC ở nghiệm thức 4 ....................................................................... 61
Bảng 3.28. Biến thiên C/N ở nghiệm thức 4 ......................................................................... 62
Bảng 3.29. Biến thiên pH ở nghiệm thức 5 ........................................................................... 63
Bảng 3.30. Biến thiên nhiệt độ ở nghiệm thức 5................................................................... 64
Bảng 3.31. Biến thiên độ sụt lún ở nghiệm thức 5 ................................................................ 65
Bảng 3.32. Biến thiên độ ẩm ở nghiệm thức 5 ...................................................................... 66
Bảng 3.33. Biến thiên Cacbon ở nghiệm thức 5 ................................................................... 67
Bảng 3.34. Biến thiên CHC ở nghiệm thức 5 ....................................................................... 68

Bảng 3.35. Biến thiên C/N ở nghiệm thức 5 ......................................................................... 69
Bảng 3.36. Biến thiên pH ở nghiệm thức 6 ........................................................................... 70
Bảng 3.37. Biến thiên nhiệt độ ở nghiệm thức 6................................................................... 71
Bảng 3.38. Biến thiên độ sụt lún ở nghiệm thức 6 ................................................................ 72
Bảng 3.39. Biến thiên độ ẩm ở nghiệm thức 6 ...................................................................... 73
Bảng 3.40. Biến thiên Cacbon ở nghiệm thức 6 ................................................................... 74
Bảng 3.41. Biến thiên CHC ở nghiệm thức 6 ....................................................................... 75
Bảng 3.42. Biến thiên C/N ở nghiệm thức 6 ......................................................................... 76
Bảng 3.43. Biến thiên pH ở nghiệm thức 7 ........................................................................... 77
Bảng 3.44. Biến thiên nhiệt độ ở nghiệm thức 7................................................................... 78
Bảng 3.45. Biến thiên độ sụt lún ở nghiệm thức 7 ................................................................ 79
Bảng 3.46. Biến thiên độ ẩm ở nghiệm thức 7 ...................................................................... 80
Bảng 3.47. Biến thiên Cacbon ở nghiệm thức 7 ................................................................... 81
Bảng 3.48. Biến thiên CHC ở nghiệm thức 7 ....................................................................... 82
Bảng 3.49. Biến thiên C/N ở nghiệm thức 7 ......................................................................... 83
Bảng 3.50. Giá trị sụt lún đƣợc chọn .................................................................................... 84
Bảng 3.51. Giá trị pH đƣợc chọn .......................................................................................... 85
Bảng 3.52. Giá trị Chất Hữu Cơ đƣợc chọn .......................................................................... 86
Bảng 3.53. Giá trị Độ ẩm đƣợc chọn .................................................................................... 87
Bảng 3.54. Giá trị tỉ lệ C/N đƣợc chọn ................................................................................. 88
Bảng 3.55. Đánh giá chỉ tiêu tối ƣu của từng nghiệm thức................................................... 89
Bảng 3.56. Giá trị đầu ra ....................................................................................................... 90

ix


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Trong thời kì phát triển không ngừng của xã hội, cùng với sự phát triển của
khoa học kĩ thuật, ngành nông nghiệp đang có những chuyển biến tích cực, đáp ứng
nhu cầu ngày càng cao của xã hội. Ngành nông nghiệp Việt Nam vẫn đóng vai trò
quan trọng trong nền kinh tế nƣớc nhà, giúp đảm bảo an ninh lƣơng thực, việc làm và
thu nhập cho ngƣời nông dân.
Bên cạnh đó, sự phát triển của xã hội cũng kéo theo vấn đề gia tăng dân số, yêu
cầu nhà ở làm giảm diện tích đất nông nghiệp và các vấn đề ô nhiễm môi trƣờng. Điều
này đòi hỏi giải pháp giải quyết vấn đề nâng cao chất lƣợng sản phẩm nông nghiệp
đồng thời phù hợp với môi trƣờng.
Ngành nông nghiệp Việt Nam hiện nay chủ yếu sử dụng phân bón hoá học. Để
nâng cao chất lƣợng sản phẩm, việc lạm dụng phân bón hoá học đang là vấn đề cần
đƣợc quan tâm. Dƣ lƣợng các chất hoá học trong phân gây ô nhiễm môi trƣờng đất,
môi trƣờng nƣớc và ảnh hƣởng đến nhiều sinh vật cũng nhƣ con ngƣời. Phân bón hoá
học không phù hợp với mục tiêu phát triển bền vững, lâu dài.
Vì thế, việc nghiên cứu sản xuất phân bón vi sinh đang đƣợc quan tâm và
khuyến khích sử dụng rộng rãi. Mặc dù phân bón vi sinh không có khả năng đáp ứng
nguồn dinh dƣỡng tức thời cho cây trồng nhƣng về lâu dài sẽ tốt cho đất và cây trồng
hơn phân hóa học. Nhƣng sản xuất phân vi sinh ít tốn kém, không sản sinh ra mầm
bệnh, ít ảnh hƣởng tới môi trƣờng và phù hợp với các quy luật tự nhiên. Với nguồn
phân vi sinh từ phế phẩm nông nghiệp phục vụ cho nông nghiệp sẽ giúp nông dân bớt
kinh phí đầu tƣ hơn vào trồng trọt, nguồn lợi kinh tế cao. Mặt khác, phân bón vi sinh
cũng giúp trả lại độ phì nhiêu cho đất, làm cho đất tơi xốp.
Trong những năm gần đây, huyện Châu Thành (Long An) đã chuyển đổi cơ cấu
cây trồng trên địa bàn từ lúa sang trồng thanh long. Thanh long trở thành cây trồng
chủ lực, cho giá trị kinh tế cao, giúp ngƣời dân xoá đói giảm nghèo, vƣơn lên làm giàu
nhanh chóng và bền vững. Tính đến cuối năm 2016, diện tích trồng thanh long toàn
huyện đạt gần 7000 ha với sản lƣợng đạt hơn 73.000 tấn.

1


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn

Tuy nhiên, cùng với đó là một lƣợng lớn phế phẩm sau thu hoạch do sâu bệnh,
thời tiết,... Lƣợng phế phẩm đƣợc ngƣời nông dân sử dụng một phần để chăn nuôi gia
súc, nhƣng chủ yếu vẫn là vứt bỏ, gây lãng phí và ô nhiễm môi trƣờng. Vì vậy, vấn đề
đặt ra là tìm các giải pháp tận dụng lƣợng quả phế phẩm thanh long nâng cao hiệu quả
kinh tế, đồng thời kết hợp giải quyết đáp ứng nhu cầu sử dụng phân bón cho ngành
nông nghiệp một cách thân thiện với môi trƣờng.
Chính vì những lý do trên mà đề tài “Nghiên cứu tăng cƣờng chế phẩm sinh
học để sản xuất phân vi sinh từ phế thải trái thanh long tại vùng canh tác Châu
Thành – Long An” đƣợc thực hiện với mục đích tận dụng phế phẩm nhằm giảm tác
hại đến môi trƣờng và giảm chi phí sản xuất nông nghiệp cho nông dân.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Trên cơ sở đƣa ra một phƣơng pháp sử dụng lƣợng phế thải thanh long, vừa sản
xuất đƣợc phân vi sinh bón cho cây giúp hạ thấp chi phí đầu từ cho ngƣời dân và giúp
giải quyết đƣợc tình trạng ô nhiễm khi ngƣời dân thải ra một lƣợng phế phẩm thanh
long không đƣợc xử lý ở Châu Thành- Long An.
Ngoài ra phân tích đƣợc thành phần và tính chất của thanh long.
Tối ƣu hóa mô hình ủ phân vi sinh từ thanh long.
Xây dựng một quy trình hoàn thiện nhất để ủ phân vi sinh từ thanh long và
đánh giá khả năng áp dụng mô hình trên cây ngắn hạn.
3. Nội dung nghiên cứu
Để thực hiện mục tiêu nghiên cứu, đồ án thực hiện với những nội dung chính
sau:
o Phế thải thanh long, rơm và xơ dừa phân tích các chỉ tiêu đầu vào nhƣ:

độ ẩm, hàm lƣợng chất hữu cơ, C, N.
o Lắp đặt mô hình compost.
o Vận hành mô hình compost.
o Xem xét tốc độ phân hủy thông qua các chỉ tiêu: nhiệt độ, độ sụt lún,
pH, độ ẩm, chất hữu cơ, hàm lƣợng C, N trong quá trình ủ.

2


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn

4. Đối tƣợng nghiên cứu
Phế phẩm thanh long cùng các vật liệu phụ: rơm, xơ dừa, chế phẩm sinh học.
5. Phƣơng pháp nghiên cứu
-

Phƣơng pháp tổng hợp, biên hội tài liệu:
Tài liệu liên quan đến tình hình sản xuất thanh long tại địa phƣơng.
Tài liệu tổng quan về phƣơng pháp sản xuất compost, các yếu tố ảnh hƣởng

đến quá trình làm compost. Các công nghệ sản xuất compost trong nƣớc và thế giới.
-

Phƣơng pháp thực nghiệm:
Phân tích mẫu, lắp đặt mô hình ủ compost hiếu khí, tiến hành phối trộn với

các vật liệu và vận hành mô hình ủ.
-

Phƣơng pháp thu thập số liệu:
Thu thập các số liệu trong quá trình ủ compost nhƣ nhiệt độ, độ ẩm, hàm

lƣợng C, hàm lƣợng chất hữu cơ, hàm lƣợng N.
-

Phƣơng pháp thống kê:
Thống kê tính toán các biến thiên về: nhiệt độ, độ ẩm, hàm lƣợng chất hữu

cơ, Carbon, Nito,... trong quá trình ủ compost.
-

Phƣơng pháp đánh giá, nhân xét:
Đánh giá và nhận xét các kết quả trong quá trình ủ compost.

6. Ý nghĩa đề tài
-

Ý nghĩa khoa học

Một nguyên liệu mới đƣợc nghiên cứu ứng dụng vào sản xuất compost.
Cung cấp thêm một giải pháp hợp lý để tiết kiệm nguồn nguyên liệu sẵn có,
bảo vệ môi trƣờng hƣớng đến phát triển bền vững
-

Ý nghĩa thực tiễn

Tạo ra sản phẩm lớn từ ủ phân với thời gian ngắn, kinh phí thấp mang lại lợi
ích kinh tế cao.

Sản phẩm có thể ứng dụng trực tiếp ngay sau khi ủ cho nông nghiệp.
Giải quyết đƣợc một phần nguồn cung cấp phân bón cho địa phƣơng.
7. Phạm vi ứng dụng
3


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn

Sản phẩm của quá trình ủ phục vụ cho nông nghiệp, hƣớng tới cung cấp nguồn
phân bón cho thanh long tại chính địa phƣơng.
8. Phƣơng pháp uận
Dựa vào những tài liệu có sẵn về quá trình lên men hiếu khí chất thải có nguồn
gốc hữu cơ, để xây dựng mô hình ủ compost cấp khí từ phế thải trái thanh long. Và
các phụ phẩm. Theo dõi liên tục các chỉ tiêu về nhiệt độ, độ ẩm, chất hữu cơ, độ sụt
lún, pH, hàm lƣợng C/N ảnh hƣởng đến quá trình tạo ra sản phẩm compost.
Đề tài dựa trên phƣơng pháp thu thập thông tin khoa học trên cơ sở nghiên cứu
các thông tin. Trên cơ sở đó, đề tài lập ra khung nghiên cứu cho phƣơng pháp luận cụ
thể nhƣ sau:

4


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn

SƠ ĐỒ NGHIÊN CỨU

Tình hình sản xuất thanh long tại địa phƣơng
Tình hình sử dụng compost hiện nay

Thu thập dữ liệu
Các chỉ tiêu đánh giá compost
Các phƣơng pháp ủ
Phân tích số liệu
lựa chọn phƣơng
pháp ủ

Phƣơng pháp thổi khí cƣỡng bức
Nguyên liệu: thanh long, rơm rạ, xơ dừa, CPSH

Thu gom nguyên
liệu

Xử lý nguyên liệu

Phân tích chỉ tiêu đầu
vào của nguyên liệu:
độ ẩm, C, N
Xác định tỷ lệ
phối trộn

Phƣơng pháp đo khối
lƣợng
Phƣơng pháp KJELDAHL
Phối trộn thành 7
nghiệm thức

NT1,2,3: Thanh long + rơm rạ + xơ dừa + CPSH
NT4: Thanh long + rơm rạ + CPSH
Ủ

NT5: Thanh long + xơ dừa+ CPSH
NT6: Thanh long + CPSH
NT7: Thanh long (mẫu đồi chứng)

Thành phẩm

Kết luận – Đánh
giá khả năng áp
dụng của đề tài

Xét nghiệm các chỉ tiêu: pH, nhiệt
độ, độ ẩm, độ sụt giảm thể tích khối
ủ, hàm lƣợng chất hữu cơ, C, N ( tần
suất 2 ngày/lần).
Đánh giá chất lƣợng sản phẩm
trên cây ngắn ngày (cải mầm).
So sánh với phân
5 hữu cơ đang
có trên thị trƣờng

Xác định thông số tối
ƣu

Đánh giá khả
năng nẩy mầm
Xét nghiệm chỉ

tiêu an toàn thực
phẩm


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1.

Tổng quan về compost

1.1.1. Định nghĩa
Quá trình chế biến compost là quá trình phân hủy sinh học và ổn định của chất
hữu cơ dƣới điều kiện nhiệt độ thermophilic và hiếu khí hoàn toàn, có kiểm soát cơ
chất ở tình trạng ổn định hoàn toàn. Kết quả của quá trình phân hủy sinh học tạo ra
nhiệt, sản phẩm cuối cùng ổn định, không gây khó khăn khi lƣu trữ, sử dụng an toàn
và đáp ứng đƣợc các nhu cầu dinh dƣỡng cho cây trồng.
1.1.2. Các phản ứng xảy ra trong quá trình ủ compost
1.1.2.1.

Phản ứng sinh hóa

Quá trình phân hủy chất thải rắn diễn ra rất phức tạp, qua nhiều giai đoạn và
sản phẩm trung gian. Ví dụ, quá trình phân hủy protein: protein => peptides => amino
acids => hợp chất ammonium => nguyên sinh chất của vi khuẩn và N hoặc NH3.
Đối với carbonhydrate, quá trình phân hủy xảy ra: carbonhydrate => đƣờng
đơn => acid hữu cơ => CO2 và nguyên sinh chất của vi khuẩn.
Những phản ứng chuyển hóa sinh hóa diễn ra trong quá trình ủ hiếu khí vẫn

chƣa đƣợc nghiên cứu chi tiết tuy nhiên các giai đoạn khác nhau trong quá trình ủ hiếu
khí có thể phân biệt theo biết thiên nhiệt độ nhƣ sau:
 Pha thích nghi
 Pha tăng trƣởng
 Pha ƣa nhiệt
 Pha trƣởng thành

6


Đồ án tốt nghiệp
1.1.2.2.

GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn
Phản ứng sinh học

Hình 1.1: Đồ thị biểu hiện các giai đoạn tăng trƣởng của vi sinh vật
Ủ compost là quá trình sinh học mà các chất hữu cơ có trong chất thải rắn
đƣợc biến đổi thành các chất mùn ổn định do hoạt động của các thể chức có thể sống
trong điều kiện tự nhiên hiện diện trong chất thải. Trong thời gian đầu, vi khuẩn thích
hợp với điều kiện Mesophilic xuất hiện trƣớc. Nhiệt độ tăng khi vi khuẩn
Thermophilic (ƣa nhiệt) xuất hiện chiếm hầu hết các vị trí trong khối ủ. Trong giai
đoạn cuối cùng, nhiệt độ giảm Atinomycetes trở nên chiếm ƣu thế làm cho bề mặt
đống ủ xuất hiện màu trắng hoặc nâu.
1.1.3. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình chế biến compost
1.1.3.1.

Các yếu tố vật lý

Các yếu tố vật lý ảnh hƣởng tới quá trình ủ gồm: nhiệt độ, độ ẩm, kích

thƣớc nguyên liệu, độ rỗng, thổi khí.
 Nhiệt độ:
Đây là yếu tố quan trọng trong quá trình chế biến compost.
Nhiệt độ tối ƣu là 50 – 60oC, thích hợp với vi khuẩn Thermophilic và tốc
độ phân hủy rác là cao nhất. Nhiệt độ trên ngƣỡng này sẽ ức chế hoạt động của vi sinh
vật làm cho quá trình phân hủy diễn ra không thuận lợi, còn nhiệt độ thấp hơn ngƣỡng
này compost sẽ không đạt tiêu chuẩn về mầm bệnh.
Nhiệt độ trong luống ủ có thể điểu chỉnh bằng nhiều cách khác nhau nhƣ
hiệu chỉnh tốc độ thổi khí và độ ẩm, cô lập khối ủ với môi trƣờng bên ngoài bằng cách
che phủ hợp lý.
7


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn

Bảng 1.1: Khoảng nhiệt độ của các nhóm vi sinh vật
Loại vi sinh vật

Nhiệt độ (0C)
Khoảng dao động

Tối ƣu

Psychrophilic (VSV ƣa lạnh)

10 -30

15

Mesophilic (VSV ƣa ấm)

40 – 50

35

Thermophilic (VSV ƣa nhiệt)

45 – 75

55

Nguồn: Nguyễn Văn Phước, 2010
 Độ ẩm:
Là yếu tố cần thiết cho hoạt động của vi sinh vật trong quá trình chế biến
Compost. Độ ẩm ảnh hƣởng đến sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình ủ vì nƣớc có
nhiệt dung riêng cao hơn tất cả các vật liệu khác.
Độ ẩm thấp có thể điều chỉnh bằng cách thêm nƣớc vào. Độ ẩm cao có thể
điều chỉnh bằng cách trộn với vật liệu độn có độ ẩm thấp hơn nhƣ: mạt cƣa, rơm rạ…
 Kích thƣớc hạt:
Kích thƣớc hạt ảnh hƣởng lớn đến tốc độ phân hủy. Quá trình phân hủy
hiếu khí xảy ra trên bề mặt hạt, hạt có kích thƣớc nhỏ sẽ có tổng diện tích bề mặt lớn
nên sẽ tăng sự tiếp xúc với oxy, gia tăng vận tốc phân hủy.
Tuy nhiên, nếu kích thƣớc hạt quá nhỏ và chặt làm hạn chế sự lƣu thông khí
trong đống ủ. Ngƣợc lại, hạt có kích thƣớc quá lớn sẽ có độ xốp cao và tạo ra các
rãnh khí làm cho sự phân bố không khí không đều, không có lợi cho quá trình chế
biến phân hữu cơ.
Đƣờng kính hạt tối ƣu cho quá trình chế biến phân khoảng 3 – 50mm. Kích
thƣớc hạt tối ƣu có thể đạt đƣợc bằng nhiều cách nhƣ cắt, nghiền và sàng vật liệu khô

ban đầu.
 Độ xốp:
Độ xốp là một yếu tố quan trọng trong quá trình chế biến phân hữu cơ.
Thông thƣờng, độ xốp cho quá trình chế biến diễn ra tốt khoảng 35 – 60%, tối ƣu là
32 – 36%.
Độ xốp có thể đƣợc điều chỉnh bằng cách sử dụng vật liệu tạo cấu trúc với tỉ
lệ trộn hợp lý.

8


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn

 Thổi khí:
Không khí ở môi trƣờng xung quanh đƣợc cung cấp đến khối ủ Compost để
vi sinh vật sử dụng cho sự phân hủy chất hữu cơ, cũng nhƣ làm bay hơi nƣớc và giải
phóng nhiệt. Nếu không đƣợc cung cấp khí đầy đủ thì sẽ tạo thành những vùng kị khí
bên trong khối ủ compost gây mùi hôi.
Để cung cấp không khí cho khối ủ compost có thể thực hiện bằng cách:
-

Đảo trộn.

-

Cắm ống tre.

-

Thải chất thải từ tằng lƣu chứa trên cao xuống thấp.

-

Thổi khí.

Cấp khí bằng phƣơng pháp thổi khí đạt hiệu quả phân hủy cao nhất. Vận tốc
thổi khí cho quá trình ủ phân thƣờng trong khoảng 5 – 10m3 khí/tấn nguyên liệu/h.
1.1.3.2.

Các yếu tố hóa sinh

 Các chất dinh dƣỡng:
Có rất nhiều nguyên tố ảnh hƣởng đến quá trình phân hủy do vi sinh vật:
trong đó Cacbon và Nitơ là cần thiết nhất, tỉ lệ C/N là thông số dinh dƣỡng quan trọng
nhất; photpho (P) và kali (K) là nguyên tố quan trọng kế tiếp; lƣu huỳnh (S), canxi
(Ca) và các nguyên tố vi lƣợng khác cũng đóng vai trò quan trọng trong trao đổi chất
của tế bào.
Tỷ lệ C/N tối ƣu cho quá trình ủ phân rác khoảng 30:1. Ở mức tỷ lệ thấp
hơn, nitơ sẽ thừa và sinh ra khí NH3, nguyên nhân gây ra mùi khai. Ở mức tỷ lệ cao
hơn sự phân hủy xảy ra chậm.
Tỷ lệ C/N của các chất thải khác nhau đƣợc trình bày trong bảng sau. Trừ
phân ngựa và lá khoai tây, tỷ lệ C/N của tất cả các chất thải khác đều phải đƣợc điều
chỉnh để đạt giá trị tối ƣu trƣớc khi tiến hành làm phân.

9


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn
Bảng 1.2: Tỷ lệ C/N của các chất thải
N

STT

Chất thải

1

Phân bắc

5.5 – 6.5

6 – 10

2

Nƣớc tiểu

15 – 18

0.8

3

Máu

10 – 14

3.0

4

Phân động vật

-

4.1

5

Phân bò

1.7

18

6

Phân gia cầm

6.3

15

7

Phân cừu

3.8

-

8

Phân heo

3.8

-

9

Phân ngựa

2.3

25

10

Bùn cống thải khô

4–7

11

11

Bùn cống đã phân hủy

2.4

-

12

Bùn hoạt tính

5

6

13

Cỏ cắt xén

3–6

12 – 15

14

Chất thải rau quả

2.5 – 4

11 – 12

15

Cỏ hỗn hợp

2.4

19

16

Lá khoai tây

1.5

25

17

Trấu lúa mì

0.3 – 0.5

128 – 150

18

Trấu yến mạch

0.1

48

19

Mạt cƣa

0.1

200 - 500

(% khối ƣợng khô)

Tỷ ệC/N

Nguồn: chongrak, 1996
Khi bắt đầu quá trình ủ phân rác, tỷ lệ C/N giảm dần từ 30:1 xuống 15:1 ở
các sản phẩm cuối cùng do hai phần ba carbon đƣợc giải phóng tạo ra CO2 khi các
hợp chất hữu cơ bị phân hủy bởi các vi sinh vật.
Mặc dù đạt tỷ lệ C/N khoảng 30:1 là mục tiêu tối ƣu trong quá trình ủ phân
rác, nhƣng tỷ lệ này có thể đƣợc điều chỉnh theo giá trị sinh học của vật liệu ủ, trong
đó quan trọng nhất là cần quan tâm tới các thành phần có hàm lƣợng lignin cao.

10


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn

Trong thực tế, việc tính toán và hiệu chỉnh chính xác tỉ lệ C/N tối ƣu gặp
phải khó khăn vì những lý do sau:
-

Một phần các cơ chất nhƣ cenlulose và lignin khó bị phân hủy sinh học,

chỉ bị phân hủy sau một khoảng thời gian dài.
-

Một số chất dinh dƣỡng cần thiết cho vi sinh vật không sẵn có.

-

Quá trình cố định nitơ có thể xảy ra dƣới tác dụng của nhóm vi khuẩn

Azotobacter, đặc biệt khi có mặt đủ PO43-.
-

Phân tích hàm lƣợng C khó đạt kết quả chính xác.

Hàm lƣợng cacbon có thể đƣợc xác định theo phƣơng trình sau:
%C =
%C trong phƣơng trình này là lƣợng vật liệu còn lại sau khi nung ở nhiệt độ
550oC trong 1 giờ. Do đó, một số chất thải chứa phần lớn nhựa (là thành phần bị phân
hủy ở nhiệt độ 550oC) sẽ có giá trị %C cao, nhƣng đa phần không có khả năng phân
hủy sinh học.
Theo nghiên cứu cho thấy, nếu tỉ lệ C/N ban đầu là 20, thời gian cần thiết
cho quá trình làm phân là 12 ngày, nếu tỉ lệ này dao động trong khoảng 20 – 50, thời
gian dao động cần thiết là 14 ngày và nếu tỉ lệ C/N = 78, thời gian cần thiết sẽ là 21
ngày.

 Giá trị pH:
Giá trị pH trong khoảng 5,5 – 8,5 là tối ƣu cho các vi sinh vật trong quá
trình ủ phân rác. Các vi sinh vật, nấm tiêu thụ các hợp chất hữu cơ và thải ra các acid
hữu cơ. Nếu hệ thống trở nên yếm khí, việc tích tụ các acid có thể làm pH giảm xuống
đến 4.5 và gây ảnh hƣởng nghiêm trọng đến hoạt động của vi sinh vật.
 Vi sinh vật:
Chế biến phân hữu cơ là một quá trình phức tạp bao gồm nhiều loại vi sinh
vật khác nhau. Vi sinh vật trong quá trình chế biến phân hữu cơ bao gồm:
Actinomycetes và vi khuẩn, những loại vi sinh vật này có sẵn trong chất hữu cơ, có
thể bổ sung thêm vi sinh vật từ nguồn khác để giúp quá trình phân hủy xảy ra nhanh
và hiệu quả hơn.

11


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Lâm Vĩnh Sơn

Hình 1.2: Actinomycetes
 Chất hữu cơ:
Tốc độ phân hủy phụ thuộc vào thành phần và tính chất của chất hữu cơ.
Chất hữu cơ hòa tan dễ phân hủy hơn chất hữu cơ không hòa tan. Lignin và
Lignocenlulose là những chất phân hủy rất chậm.
Bảng 1.3: Các thông số quan trọng trong quá trình àm phân hữu cơ hiếu khí
Thông số
1. Kích thƣớc

Giá trị
Quá trình ủ đạt hiệu quả tối ƣu khi kích thƣớc chất

thải rắn khoảng 25 – 75mm
Tỉ lệ C/N tối ƣu dao động trong khoảng 25 – 50

2. Tỉ lệ C/N

- Ở tỉ lệ thấp hơn, dƣ NH3, hoạt tính sinh học giảm.
- Ở tỉ lệ cao hơn, chất dinh dƣỡng bị hạn chế.

3. Pha trộn
4. Độ ẩm

Thời gian ủ ngắn
Nên kiểm soát trong phạm vi 50 – 60% trong suốt
quá trình ủ. Tối ƣu là 55%
Nhằm ngăn ngừa hiện tƣợng khô, đóng bánh và sự

5. Đảo trộn

tạo thành các rảnh khí, trong quá trình làm phân
hữu cơ chất thải rắn phải đƣợc xáo trộn định kỳ.
tần xuất đảo trộn phụ thuộc vào quá trình thực hiện
Nhiệt độ phải đƣợc duy trì trong khoảng 50 – 55oC

6. Nhiệt độ

đối với một vài ngày đầu và 55 – 60oC trong những
ngày sau đó. Trên 66oC hoạt tính vi sinh vật giảm
đáng kể.

7. Kiểm soát mầm bệnh

Nhiệt độ 60 – 70oC, các mầm bệnh đều bị tiêu diệt
12