Nghiên cứu tăng cường chế phẩm em fert 1 trong công nghệ sản xuất phân vi sinh từ lục bình công bằng công nghệ sinh học kỵ khí tại tây ninh

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

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU TĂNG CƯỜNG CHẾ PHẨM EM FERT – 1
TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PHÂN VI SINH TỪ
LỤC BÌNH BẰNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC KỴ KHÍ
TẠI TÂY NINH

Ngành:

KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Giảng viên hướng dẫn :Th.S Nguyễn Ngọc Phương Thảo
Sinh viên thực hiện
MSSV: 1411090035

:Nguyễn Văn Hoàng
Lớp: 14DMT01

TP. Hồ Chí Minh, 2018


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Ngọc Phƣơng Thảo

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của Tôi. Các
số liệu sử dụng phân tích trong luận văn có nguồn gốc rõ ràng, đã công bố theo đúng
quy định. Các kết quả nghiên cứu trong đề tài do chúng tôi tự tìm hiểu, phân tích một
cách trung thực, khách quan và phù hợp với thực tiễn của Việt Nam.


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Ngọc Phƣơng Thảo

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin cảm ơn Ban Giám Hiệu nhà trƣờng cùng Viện Khoa Học Ứng Dụng đã
tạo điều kiện về kinh phí, trang thiết bị kỹ thuật, diện tích mặt bằng cùng cơ sở kiến
thức để cho Tôi thực hiện đƣợc đề tài của mình
Đồng thời Tôi cũng cảm ơn Thầy Lâm Vĩnh Sơn cùng Cô Nguyễn Ngọc
Phƣơng Thảo đã giúp Tôi từng bƣớc một hoàn thiện đề tài một cách tốt nhất. Đƣợc
Thầy Cô hƣớng dẫn nhiệt tình, chúng em đã học đƣợc nhiều kiến thức, trao dồi thêm
nhiều kỹ năng thông qua đề tài này.
Xin chân thành cảm ơn!


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Ngọc Phƣơng Thảo

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

............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
Tp. HCM, ngày …… tháng …… năm 2018
Giáo viên hƣớng dẫn
THS. Nguyễn Ngọc Phƣơng Thảo


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Ngọc Phƣơng Thảo

Mục lục
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................ 1
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................. 2
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN ............................................................ 3
DANH MỤC HÌNH ........................................................................................................ 8
DANH MỤC BẢNG ..................................................................................................... 11
1 Đặt vấn đề ..................................................................................................................... 1
2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ..................................................................................... 2

3 Nội dung nghiên cứu .................................................................................................... 2
4 Đối tƣợng nghiên cứu ................................................................................................... 3
5 Phạm vi ứng dụng ......................................................................................................... 3
6 Phƣơng pháp nghiên cứu .............................................................................................. 3
Phƣơng pháp luận ............................................................................................................ 3
7 Ý nghĩa nghiên cứu....................................................................................................... 5
7.1 Ý nghĩa khoa học ................................................................................................... 5
7.2 Ý nghĩa thực tiễn .................................................................................................... 5
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................................. 6
1.1 Tổng quan về quá trình ủ phân compost ................................................................ 6
1.1.1. Định nghĩa ...................................................................................................... 6
1.1.2. Các phản ứng xảy ra trong quá trình ủ phân compost ................................... 6
1.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chế biến phân compost ........................ 7
1.1.4. Chất lượng phân compost ............................................................................. 14
1.1.5. Lợi ích và hạn chế của quá trình ủ phân compost ........................................ 14
1.1.6. Một số phương pháp chế biến compost trên thế giới ................................... 15
1.1.7. Một số phương pháp chế biến compost ở Việt Nam ..................................... 16
1.1.8 Quá trình phân hủy kỵ khí ............................................................................. 17
1.2 Tổng quan về cây lục bình ................................................................................... 18
1.2.1 Trên thế giới................................................................................................... 18
1.2.2 Lục bình trong nước và tại Tây ninh ............................................................. 19


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Ngọc Phƣơng Thảo

1.3 Tổng quan về rơm rạ ............................................................................................ 20
1.3.1 Nguồn gốc của rơm rạ ................................................................................... 20
1.3.2 Ứng dụng rơm rạ trong sản xuất compost ..................................................... 20

1.3.3 Lợi ích từ việc sử dụng rơm ........................................................................... 21
1.4 Tổng quan về xơ dừa ............................................................................................ 21
1.5 Chế phẩm sinh học EM ........................................................................................ 21
1.6 Tổng quan về các nghiên cứu liên quan trong và ngoài nƣớc ............................. 24
1.6.1 Trong nước..................................................................................................... 24
1.6.2 Ngoài nước..................................................................................................... 24
CHƢƠNG 2 MÔ HÌNH VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ........................................... 25
2.1 MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU .................................................................................. 25
2.1.1 Mô hình 3D .................................................................................................... 25
2.1.2 Mô hình thực tế .............................................................................................. 26
2.2 Nội dung nghiên cứu ............................................................................................ 27
2.2.1 Sơ Đồ nghiên cứu........................................................................................... 27
2.2.2 tiến hành nghiên cứu...................................................................................... 28
2.3 Vật liệu và phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................... 29
2.3.1. Vật liệu ....................................................................................................... 29
2.3.2 Dụng cụ và hoá chất ...................................................................................... 31
2.3.3 Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 32
CHƢƠNG 3: ĐÁNH GIÁ QUÁ TRÌNH Ủ VÀ SO SÁNH ......................................... 38
3.1 Chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng phân compost ......................................................... 38
3.2 Đánh giá từng nghiệm thức .................................................................................. 38
3.2.1 Nghiệm thức 1 ................................................................................................ 38
3.2.2 Nghiệm thức 2 ................................................................................................ 45
3.2.3 Nghiệm thức 3 ................................................................................................ 52
3.2.4 Nghiệm thức 4 ................................................................................................ 59
3.2.5 Nghiệm thức 5 ................................................................................................ 66
3.2.6 Nghiệm thức 6 ................................................................................................ 73


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Ngọc Phƣơng Thảo

3.3 So sánh các nghiệm thức ...................................................................................... 80
3.4.1 So sánh nhiệt độ ............................................................................................. 80
3.4.2 So sánh Độ ẩm ............................................................................................... 81
3.4.3 So sánh C/N đầu vào và đầu ra ..................................................................... 82
3.4.4 So sánh PH..................................................................................................... 83
3.4.5 So sánh CHC .................................................................................................. 84
3.4.6 so sánh C ..................................................................................................... 85
3.5 Thảo luận kết quả và trồng thử nghiệm ............................................................... 86
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................................... 90
KẾT LUẬN ................................................................................................................... 90
KIẾN NGHỊ ................................................................................................................... 91


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Ngọc Phƣơng Thảo

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
NT1: Nghiệm thức 1
NT2: Nghiệm thức 2
NT3: Nghiệm thức 3
NT4: Nghiệm thức 4
NT5: Nghiệm thức 5
NT6: Nghiệm thức 6
TP HCM: Thành Phố Hồ Chí Minh
VSV: Vi sinh vật
EM: Effective microorganisms (vi sinh vật hữu hiệu)
KCN: Khu công nghiệp

VSV: Vi sinh vật
PTN: Phòng thí nghiệm
TSS: Total Suspended Soil – Tổng lƣợng chất rắn lơ lửng
DO: Dissolved Oxygen – Oxy hòa tan
BOD: Biochemical oxygen Demand- nhu cầu oxy sinh hoá
COD: Chemical Oxygen Demand - nhu cầu oxy hóa học
UBND: Ủy ban nhân dân
TNHH: Trách nhiệm hủy hạn
TCVN: Tiêu chuẩn việt Nam


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Ngọc Phƣơng Thảo

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Các giai đoạn của quá trình ủ compost ................................................... 7
Hình 1.2: vi sinh Actinomycetes ........................................................................... 12
Hình 1.3: Hệ thống ủ mở ....................................................................................... 15
Hình 1.4: Hệ thống ủ kín ....................................................................................... 16
Hình 1.5

Lục bình (Eichhornia crassipes) .......................................................... 18

Hình 1.6: Gốc rạ. ................................................................................................... 20
Hình 2.1 Mô hình giàn ủ 3D .................................................................................. 25
Hình 2.2 Mô hình giàn ủ thực tế............................................................................ 26
Hình 2.3: Hình ảnh đi lấy lục bình thực tế ............................................................ 29
Hình 2.4: Hình ảnh sơ chế lục bình ....................................................................... 29

Hình 2.5: Hình ảnh lấy và sơ chế rơm thực tế ....................................................... 30
Hình 2.6: Hình ảnh lấy sơ dừa ............................................................................... 30
Hình 2.7: Chế phẩm EM FERT – 1 ....................................................................... 31
Hình 2.8 Hạt giống cải bẹ xanh ............................................................................. 35
Hình 3.1 Biểu đồ biến thiên nhiệt độ của NT1 ...................................................... 38
Hình 3.2 Biểu đồ biến thiên PH của NT1.............................................................. 39
Hình 3.3 Biểu đồ biến thiên độ sụt lún của NT1 ................................................... 40
Hình 3.4 Biểu đồ biến thiên độ ẩm của NT1 ......................................................... 41
Hình 3.5 Biểu đồ biến thiên C/N của NT1 ............................................................ 42
Hình 3.6 Biểu đồ biến thiên CHC của NT1 .......................................................... 43
Hình 3.7 Biểu đồ biến thiên C của NT1 ................................................................ 44
Hình 3.8 Biểu đồ biến thiên nhiệt độ của NT2 ...................................................... 45


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Ngọc Phƣơng Thảo

Hình 3.9 Biểu đồ biến thiên PH của NT2.............................................................. 46
Hình 3.10 Biểu đồ biến thiên độ sụt lún của NT2 ................................................. 47
Hình 3.11 Biểu đồ biến thiên độ ẩm của NT2 ....................................................... 48
Hình 3.12 Biểu đồ biến thiên C/N của NT2 .......................................................... 49
Hình 3.13 Biểu đồ biến thiên CHC của NT2 ........................................................ 50
Hình 3.14 Biểu đồ biến thiên C của NT2 .............................................................. 51
Hình 3.15 Biểu đồ biến thiên nhiệt độ của NT3 .................................................... 52
Hình 3.16 Biểu đồ biến thiên PH của NT3............................................................ 53
Hình 3.17 Biểu đồ biến thiên độ sụt lún của NT3 ................................................. 54
Hình 3.18 Biểu đồ biến thiên độ ẩm của NT3 ....................................................... 55
Hình 3.19 Biểu đồ biến thiên C/N của NT3 .......................................................... 56
Hình 3.20 Biểu đồ biến thiên CHC của NT3 ........................................................ 57

Hình 3.21 Biểu đồ biến thiên C của NT3 .............................................................. 58
Hình 3.22 Biểu đồ biến thiên nhiệt độ của NT4 .................................................... 59
Hình 3.23 Biểu đồ biến thiên PH của NT4............................................................ 60
Hình 3.24 Biểu đồ biến thiên độ sụt lún của NT4 ................................................. 61
Hình 3.25 Biểu đồ biến thiên độ ẩm của NT4 ....................................................... 62
Hình 3.26 Biểu đồ biến thiên C/N của NT4 .......................................................... 63
Hình 3.27 Biểu đồ biến thiên CHC của NT4 ........................................................ 64
Hình 3.28 Biểu đồ biến thiên C của NT4 .............................................................. 65
Hình 3.29 Biểu đồ biến thiên nhiệt độ của NT5 .................................................... 66
Hình 3.30 Biểu đồ biến thiên PH của NT5............................................................ 67
Hình 3.31 Biểu đồ biến thiên độ sụt lún của NT5 ................................................. 68
Hình 3.32 Biểu đồ biến thiên độ ẩm của NT5 ....................................................... 69


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Ngọc Phƣơng Thảo

Hình 3.33 Biểu đồ biến thiên C/N của NT5 .......................................................... 70
Hình 3.34 Biểu đồ biến thiên CHC của NT5 ........................................................ 71
Hình 3.35 Biểu đồ biến thiên C của NT5 .............................................................. 72
Hình 3.36 Biểu đồ biến thiên nhiệt độ của NT6 .................................................... 73
Hình 3.37 Biểu đồ biến thiên PH của NT6............................................................ 74
Hình 3.38 Biểu đồ biến thiên độ sụt lún của NT6 ................................................. 75
Hình 3.39 Biểu đồ biến thiên độ ẩm của NT6 ....................................................... 76
Hình 3.40 Biểu đồ biến thiên C/N của NT6 .......................................................... 77
Hình 3.41 Biểu đồ biến thiên CHC của NT6 ........................................................ 78
Hình 3.42 Biểu đồ biến thiên C của NT6 .............................................................. 79
Hình 3.43 Biểu đồ so sánh nhiệt độ của 6 nghiệm thức ........................................ 80
Hình 3.44 Biểu đồ so sánh độ ẩm của 6 nghiệm thức ........................................... 81

Hình 3.45 Biểu đồ so sánh C/N đầu vào và đầu ra của 6 nghiệm thức ................. 82
Hình 3.46 Biểu đồ so sánh PH của 6 nghiệm thức ................................................ 83
Hình 3.47 Biểu đồ so sánh CHC của 6 nghiệm thức ............................................. 84
Hình 3.48 Biểu đồ so sánh C của 6 nghiệm thức .................................................. 85
Hình 3.49 Hình ảnh thực các nghiệm thức sau quá trình ủ ................................... 88
Hình 3.50: Trồng rau trên các NT1 đến NT6 ngày thứ 10 .................................... 89
Hình 3.51 Trồng rau trên NT4 ............................................................................... 89


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Ngọc Phƣơng Thảo

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 2.1: Chỉ tiêu vật liệu đầu vào. ...................................................................... 32
Bảng 2.2 Các giá trị đầu vào không cấp khí của mỗi nghiệm thức. ...................... 34
Bảng 2.3: Các phƣơng pháp phân tích số liệu. ...................................................... 36
Bảng 2.4. Bảng yêu cầu kỉ thuật đối với chất hữu cơ............................................ 36
Bảng 3.1 Bảng biến thiên nhiệt độ của NT1 ......................................................... 38
Bảng 3.2 Bảng biến thiên PH của NT1 ................................................................. 39
Bảng 3.3 Bảng biến thiên độ sụt lún của NT1....................................................... 40
Bảng 3.4 Bảng biến thiên độ ẩm của NT1 ............................................................ 41
Bảng 3.5 Bảng biến thiên C/N của NT1 ................................................................ 42
Bảng 3.6 Bảng biến thiên CHC của NT1 .............................................................. 43
Bảng 3.7 Bảng biến thiên C của NT1 .................................................................... 44
Bảng 3.8 Bảng biến thiên nhiệt độ của NT2 ......................................................... 45

Bảng 3.9 Bảng biến thiên PH của NT2 ................................................................. 46
Bảng 3.10 Bảng biến thiên độ sụt lún của NT2..................................................... 47
Bảng 3.11 Bảng biến thiên độ ẩm của NT2 .......................................................... 48
Bảng 3.12 Bảng biến thiên C/N của NT2 .............................................................. 49
Bảng 3.13 Bảng biến thiên CHC của NT2 ............................................................ 50
Bảng 3.14 Bảng biến thiên C của NT2 .................................................................. 51


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Ngọc Phƣơng Thảo

Bảng 3.15 Bảng biến thiên nhiệt độ của NT3 ....................................................... 52
Bảng 3.16 Bảng biến thiên PH của NT3 ............................................................... 53
Bảng 3.17 Bảng biến thiên độ sụt lún của NT3..................................................... 54
Bảng 3.18 Bảng biến thiên độ ẩm của NT3 .......................................................... 55
Bảng 3.19 Bảng biến thiên C/N của NT3 .............................................................. 56
Bảng 3.20 Bảng biến thiên CHC của NT3 ............................................................ 57
Bảng 3.21 Bảng biến thiên C của NT3 .................................................................. 58
Bảng 3.22 Bảng biến thiên nhiệt độ của NT4 ....................................................... 59
Bảng 3.23 Bảng biến thiên PH của NT4 ............................................................... 60
Bảng 3.24 Bảng biến thiên độ sụt lún của NT4..................................................... 61
Bảng 3.25 Bảng biến thiên độ ẩm của NT4 .......................................................... 62
Bảng 3.26 Bảng biến thiên C/N của NT4 .............................................................. 63
Bảng 3.27 Bảng biến thiên CHC của NT4 ............................................................ 64
Bảng 3.28 Bảng biến thiên C của NT4 .................................................................. 65
Bảng 3.29 Bảng biến thiên nhiệt độ của NT5 ....................................................... 66
Bảng 3.30 Bảng biến thiên PH của NT5 ............................................................... 67
Bảng 3.31 Bảng biến thiên độ sụt lún của NT5..................................................... 68
Bảng 3.32 Bảng biến thiên độ ẩm của NT5 .......................................................... 69

Bảng 3.33 Bảng biến thiên C/N của NT5 .............................................................. 70
Bảng 3.34 Bảng biến thiên CHC của NT5 ............................................................ 71
Bảng 3.35 Bảng biến thiên C của NT5 .................................................................. 72
Bảng 36 Bảng biến thiên nhiệt độ của NT6 .......................................................... 73
Bảng 3.37 Bảng biến thiên PH của NT6 ............................................................... 74
Bảng 3.38 Bảng biến thiên độ sụt lún của NT6..................................................... 75


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Ngọc Phƣơng Thảo

Bảng 3.39 Bảng biến thiên độ ẩm của NT6 .......................................................... 76
Bảng 3.40 Bảng biến thiên C/N của NT6 .............................................................. 77
Bảng 3.41 Bảng biến thiên CHC của NT6 ............................................................ 78
Bảng 3.42 Bảng biến thiên C của NT6 .................................................................. 79
Bảng 3.43 Bảng tiêu chuẩn đánh giá các chỉ tiêu .................................................. 80
Bảng 3.44 Bảng tiêu chuẩn đánh giá các chỉ tiêu .................................................. 81
Bảng 3.45 Bảng tiêu chuẩn đánh giá các chỉ tiêu .................................................. 82
Bảng 3.46 Bảng tiêu chuẩn đánh giá các chỉ tiêu .................................................. 83
Bảng 3.47 Bảng tiêu chuẩn đánh giá các chỉ tiêu .................................................. 84
Bảng 4.48 Bảng tiêu chuẩn đánh giá các chỉ tiêu .................................................. 85
Bảng 4.49 Bảng đánh giá các nghiệm thức tối ƣu ................................................. 86
Bảng 3.50 Các giá trị đầu ra không cấp khí của mỗi nghiệm thức. ...................... 87


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Ngọc Phƣơng Thảo
MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề
Lục bình là một thực vật ngoại lai rất khó kiểm soát. Nó ảnh hƣởng không chỉ
đến tính đa dạng sinh học mà còn ảnh hƣởng đến các hoạt động phát triển kinh tế xã hội. Xuất phát từ vùng Amozon, Nam Mỹ, đến nay lục bình đã phát triển trên
hơn 50 quốc gia vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Ở phía Nam Việt Nam, trong
những năm qua, sự xuất hiện của lục bình trên các kênh rạch thuộc hệ thống lƣu
vực sông vàm cỏ đông ngày càng nhiều và dày đặc. Lục bình phát triển không
những cản trở dòng chảy, gây khó khăn cho giao thông đƣờng thủy, các mảng lục
bình khi thối rữa còn gây ô nhiễm, ảnh hƣởng đến nguồn nƣớc phục vụ tƣới tiêu
đồng ruộng cũng nhƣ nuôi trồng thủy sản ở những địa phƣơng này. Có thể nhận
thấy, tác động xâm hại chính của lục bình bao gồm giảm tính đa dạng sinh học do
sự phát triển mạnh mẽ của lục bình ngăn chặn sự phát triển các phiêu sinh, thực vật
khác, làm suy giảm ô xy do hạn chế cơ chế trao đổi khí và gây ô nhiễm nguồn nƣớc
do lục bình chết, thối rữa. Lục bình cũng là nơi sinh sống của nhiều loài vật có khả
năng gây bệnh nhƣ muỗi. Sự phát triển dày đặc của lục bình làm hạn chế vấn đề đi
lại đƣờng thủy, ảnh hƣởng đến các hoạt động tƣới tiêu, đánh bắt thủy sản, thủy
điện, bơi lội giải trí. Do số lƣợng lớn nên chỉ giải quyết đƣợc một lƣợng nhỏ, phần
còn lại thông thƣờng gây ô nhiễm môi trƣờng. Với hiện trạng nhƣ vậy nên hiện nay
ủ phân hữu cơ từ cây lục bình – còn đƣợc gọi là bèo tây làm phân compost là một
giải pháp để giải quyết bài toán này.
Mặt khác, ngƣời dân chủ yếu sử dụng phân bón hoá học, làm tăng chi phí đầu tƣ
và dƣ lƣợng các chất hoá học trong các loại phân này gây ô nhiễm môi trƣờng đất,
môi trƣờng nƣớc và ảnh hƣởng đến các loài sinh vật cũng nhƣ con ngƣời.
Vì lý do trên em xin đƣợc tiến hành đề tài “Nghiên cứu tăng cƣờng chế phẩm
sinh học EM - FERT 1 trong công nghệ sản xuất phân vi sinh từ lục bình bằng
công nghệ sinh học kỵ khí tại tây ninh”.

1

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Ngọc Phƣơng Thảo

Qua đó muốn đƣa ra một phƣơng pháp tận dụng đƣợc lƣợng lục bình phế thải,
vừa sản xuất đƣợc phân vi sinh bón lại cho cây giúp hạ thấp chi phí đầu tƣ cho
ngƣời nông dân.
2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng phân bón ngày càng cao, đồng thời giảm tải tác
động ô nhiễm lên môi trƣờng đất và chi phí cho nông dân. Nghiên cứu tăng cƣờng
chế phẩm EM trong sử dụng chất thải lục bình làm phân bón vi sinh tại tây ninh,
mở ra thêm loại vật liệu mới đóng góp bổ sung vào quy trình sản xuất phân
compost, làm phong phú thành phần ủ.
Mục tiêu ngắn hạn: Xây dựng mô hì nh ủ compost tƣ̀ lụ c bì nh, phân tí ch hàm
lƣợng các chất dinh dƣỡng có mô hì nh.
Mục tiêu dài hạn: Sử dụng compost tƣ̀ lục bì nh

ứng dụng vào trong nông

nghiệp.
3 Nội dung nghiên cứu
 Lấy mẫu lục bì nh , rơm và mùn cƣa phân tích các ch ỉ tiêu đầu vào: độ ẩm, hàm
lƣợng chất hữu cơ, C, N.
 Xây dựng mô hình ủ và các nghiệm thức dựa trên tỷ lệ C/N đầu vào
 Tiến hành lắp đặt mô hình ủ và bắt đầu ủ
 Vận hành mô hình compost lục bì nh, rơm, mùn cƣa và chế phẩm
 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.
 Đánh giá và so sánh các nghiệm thức
 Tìm ra nghiệm thức tối ƣu, cùng thời gian tối ƣu

 Rút ra kinh nghiệm trong quá trình thực hiện nghiên cứu,

2


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Ngọc Phƣơng Thảo

4 Đối tƣợng nghiên cứu
Lục bình với các loại vật liệu khác nhƣ: rơm rạ, sơ dừa, chế phẩm sinh học,…
Mô hình ủ dạng container và cấp khí cƣỡng bức.
5 Phạm vi ứng dụng
Sản phẩm của quá trình ủ phục vụ cho nông nghiệp, nhƣ các loại cây trồng ngắn
ngày hay dài hạn, nông dân sử dụng trực tiếp ngay tại nơi trồng trọt và sản xuất.
6 Phƣơng pháp nghiên cứu
Phƣơng pháp luận
Dựa vào những tài liệu có sẵn về quá trình lên men kị khí chất thải có nguồn
gốc hữu cơ, để xây dựng mô hình ủ compost không cấp khí từ lục bình cùng với
rơm và sơ dừa. 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:

3


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Ngọc Phƣơng Thảo

Tồng quan về cây lục bình

Thu thập và tổng
hợp dữ liệu

Tổng quan về các phụ phẩm : rơm, xơ dừa, chế
phẩm sinh học
Các tài liệu liên quan đến quá trình ủ phân

Lấy mẫu và phân
tích mẫu

Phân tích các chỉ tiêu: độ ẩm, PH, C, N tỉ lệ
C/N…
Nguyên liệu: lục bình, xơ dừa,rơm, chế
phẩm sinh học

Xây dựng mô hình
thực nghiệm

Xác định tỷ lệ phối trộn: NT1. NT2, NT3,
NT4, NT5, NT6
Phân tích các thông số trong quá trình ủ:
Nhiệt độ, độ ẩm, C, N, pH, Độ sụt lún.
Đánh giá hiệu quả sản phẩm ủ phân từ lục
bình

Đánh giá sản

phẩm sau ủ

Áp dựng thử sản phẩm trên cây ngắn ngày
Lựa chọn các thông số tối ƣu để xây dựng
quy trình tối ƣu nhất

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

So sánh với phân hữu cơ đang có trên thị
trƣờng

4


Đồ án tốt nghiệp

-

GVHD: ThS Nguyễn Ngọc Phƣơng Thảo

Phƣơng pháp thu thập số liệu: Thu thập 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 thực nghiệm: Phân tích mẫu, lắp đặt mô hình ủ phân compost
hiếu khí, tiến hành phối trộn với các vật liệu và vận hành mô hình ủ

-

Phƣơng pháp trao đổi ý kiến: Trong quá trình thực hiện đề tài đã tham khảo
ý kiến của giáo viên hƣơng dẫn về vấn đề có liên quan.

-

Phƣơng pháp tính toán: Sử dụng các công thức toán học để tính toán các
công trình đơn vị của quá trình ử phân compost, chi phí xây dựng và tạo ra
sản phẩm

-

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, nhận xét: Đánh giá và nhận xét các kết quả trong quá
trình ủ compost

7 Ý nghĩa nghiên cứu
7.1 Ý nghĩa khoa học
Một nguyên liệu đƣợc nghiên cứu ứng dụng vào sản xuất phân 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.
7.2 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.

5


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Ngọc Phƣơng Thảo

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1 Tổng quan về quá trình ủ phân 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
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 phân compost
a .Phản ứng sinh hoá
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

GVHD: ThS Nguyễn Ngọc Phƣơng Thảo

b .Phản ứng sinh học

Hình 1.1: Các giai đoạn của quá trình ủ compost
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 hưởng đến quá trình chế biến phân compost
a .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 – 600C, 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 phân Compost sẽ không đạt tiêu chuẩn về mầm bệnh.

7


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Ngọc Phƣơng Thảo

Bảng 1.1: Khoảng nhiệt độ của các nhóm vi sinh vật
Nhiệt độ (0C)
Loại vi sinh vật

Khoảng

dao

động
Psychrophilic (VSV ƣa
lạnh)

Mesophilic (VSV ƣa ấm)
Thermophilic (VSV ƣa
nhiệt)

Tối ƣu

10 -30

15

40 - 50

35

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.

8


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Ngọc Phƣơng Thảo

 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.
 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.
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.
b .Các yếu tố hoá 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.

9


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Ngọc Phƣơng Thảo

Bảng 1.2: Tỷ lệ C/N của các chất thải
ST
T

N
Chất thải

(%

khối

Tỷ lệ C/N

lƣợng khô)

1

Phân bắc

5.5 – 6.5

6 – 10

2

Nƣớc tiểu

15 – 18

0.8

3

Máu

10 – 14

3.0

-

4.1

4

Phân

động

vật

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

4–7

11

2.4

-

10

11

Bùn

cống

thải khô
Bùn cống đã
phân hủy

12

Bùn hoạt tính

5

6

13

Cỏ cắt xén

3–6

12 – 15

2.5 – 4

11 – 12

14

Chất thải rau
quả

15

Cỏ hỗn hợp

2.4

19

16

Lá khoai tây

1.5

25

17

Trấu lúa mì

0.3 – 0.5

128 – 150

0.1

48

0.1

200 - 500

18
19

Trấu
mạch
Mạt cƣa

yến

10


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS Nguyễn Ngọc Phƣơng Thảo

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.
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:

o 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.
o Một số chất dinh dƣỡng cần thiết cho vi sinh vật không sẵn có.
o Quá trình cố định nitơ có thể xảy ra dƣới tác dụng của nhóm vi khuẩn
Azotobacter, đặc biệt khi có mặt đủ PO43-.
o Phân tích hàm lƣợng C khó đạt kết quả chính xác.
Hàm lƣợng cacbon có thể đƣợc xác định theo phƣơng trình sau:
%C =

100−%tro
1.8

%C trong phƣơng trình này là lƣợng vật liệu còn lại sau khi nung ở nhiệt
độ 5500C trong 1 giờ. Do đó, một số chất thải chứa phần lớn nhựa (là thành
phần bị phân hủy ở nhiệt độ 5500C) 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.

11