Đồng phân hủy bã đậu nành và lá cây ở Hong Kong

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TPHCM
KHOA MÔI TRƯỜNG
10CMT

Chuyên đề 14:

Nhóm 27

Đồng- phân hủy bã đậu nành và lá cây ở Hong Kong
GVHD: TS Tô Thị Hiền
SVTH: Nguyễn Hữu Cường

1022040

Nguyễn Thị Thanh Loan
Nguyễn Minh Tuấn

1022159

1022331


KEY WORD

•

The net loss of dry mass... Sự tổn thất khối lượng khô

•

Ammonification... (sự) hình thành amoniac

•

Soil conditioner... Chất dinh dưỡng cho đất

•

DDW... Nước cất 2 lần

•

Volatile solids... Những chất hữu cơ dễ bay hơi


TÓM TẮT

•

Mục tiêu của nghiên cứu này là để đánh giá tính khả thi việc phân hủy đồng thời bã đậu nành và lá cây và sự thay đổi tần số trên chất lượng
phân bón. Bã đậu nành được trộn với lá cây và mùn cưa với tỷ lệ là 1:1:3 (trọng lượng ướt) và C/N = 30:1.

•
•
•

Chia làm 3 đống 4m3: hỗn hợp phân rồi đem quay cách tần số khác nhau: hàng ngày (đống A), 3 ngày (đống B) và hàng tuần (đống C).
Tần số quay khác nhau không ảnh hưởng rõ ràng đến sự thay đổi pH và chất dễ bay hơi trong suốt thời gian ủ.
Tần số quay cao làm giảm độ dẫn điện và hàm lượng NH4-N cũng giống như thời gian ưa nhiệt ngắn, vì sự mất nhiệt lớn từ quá trình bốc hơi
và bay hơi amonia trong đống.

TÓM TẮT

•

Phân hủy cao nhất của đống C là 4% xảy ra trong đống với thời gian quay 3 ngày, đúng với lượng nitơ cao trong xử lý này.

•

Tất cả các phương pháp xử lý với tần số quay khác nhau đều đạt yêu ở ngày 63 như được chỉ ra bởi carbon hữu cơ hòa tan, NH4N hòa tan, C/N và tỷ lệ số hạt nảy mầm.

•

Tuy nhiên, tăng độ thoáng trong quá trình ủ cũng giúp ích cho việc đẩy nhanh quá trình trưởng thành.

•

Cân nhắc về việc giảm lao động và chi phí hoạt động thấp hơn so với điều chỉnh hàng ngày, có thể nói tần số quay 3 ngày là phù
hợp để chất lượng phân hữu cơ đạt yêu cầu và dễ dàng đưa vào ứng dụng.


NỘI DUNG

1. Giới thiệu
2. Phương pháp
3. Kết quả và thảo luận

•
•
•

3.1. Sự thay đổi các chỉ số hóa lý trong quá trình ủ
3.2. Phân tích dưỡng chất
3.3. Đánh giá độ trưởng thành

4. Kết luận


GIỚI THIỆU

Lượng chất thải rắn phát sinh tại Hồng Kông: 15.700 tấn/ngày (năm 1997)
Ủ phân được lựa chọn cho việc giảm thải chất thải
Trong nghiên cứu này, bã đậu nành và lá cây cùng được xử lý bằng phương pháp ủ.
Trước đó, họ đang xử lý chúng bằng cách chôn lấp
Bã đậu có hàm lượng Nitơ cao, phát sinh từ nhà máy sữa đậu nành và đậu phụ.
Lá cây: phân hủy chậm do hàm lượng cellulose và lignin cao (các hợp chất khó phân hủy)


GIỚI THIỆU

Để phân hữu cơ đạt chất lượng cần kiểm soát các yếu tố ảnh hưởng:





Nhiệt độ
Độ thoáng khí
Độ ẩm
Hàm lượng chất dinh dưỡng

Tần số quay là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến chất lượng phân hữu cơ
 Mục tiêu của nghiên cứu này: Đánh giá tính khả thi khi đồng phân hủy bã đậu nành và lá cây, và tìm ra tần số quay tối ưu cho
khi đồng phân hủy bã đậu nành với lá cây


PHƯƠNG PHÁP
Ủ thành đống
Bã đậu
nành

1

A: tần số quay hàng ngày

C:N = 30:1
Lá cây

1

3
4m /đống
Ủ trong 63 ngày

B: Tần số quay 3 ngày

Chia thành 3
đống

Điều chỉnh độ ẩm 60-70%

C: Tần số quay hàng tuần

Lấy mẫu phân tích định kì vào ngày: 0, 7, 14, 21, 28, 35, 49

Mùn cưa

3

và 63


Tính chất hóa lý của phân hữu cơ

•
•

Dung dịch các chất chiết xuất thu được bằng cách lắc cơ học mẫu với nước cất 2 lần (DDW), tỷ lệ rắn:DDW = 1:10, trong 1 giờ.
Cặn lơ lửng được ly tâm ở 10,000 rpm và lọc qua màng lọc 0.45 μm.

 Độ pH được đo bằng máy đo Orion 920 ISE
 EC – máy đo độ dẫn Orion 160
 Carbon hữu cơ hòa tan – máy phân tích hữu cơ tổng SHIMADZU TOC – 5000A
 NH4-N: phương pháp nhuộm xanh và NO3-N: phương pháp khử “copperised cadmium”
 Độ ẩm được đo bằng phương pháp sấy khô mẫu tươi ở 1050C trong 24h
 Chất rắn dễ bay hơi: nung mẫu đã sấy khô trong lò ở 5500C trong 16h
 Tỷ lệ E4/E6 xác định trên các chất chiết xuất sử dụng chất chiết tách Na 4P2O7H2O, sau đó xác định quang phổ hấp thu tại bước sống 460 và 660
nm.


Thử nghiệm sự nảy mầm của hạt cải xoong

Chiết xuất nước trong 1 giờ bằng cách lắc cơ học mẫu tươi với nước cất 2 lần:
Compost:DDW = 1:10 (khối lượng khô/thể tích)

•

 

Lót giấy lọc Whatman #1 vào đĩa petri, cho 5.0ml nước chiết xuất vào
giấy lọc

0
Gieo đều 10 hạt giống cải xoong trên gấy lọc và ủ 20-25 C trong bóng
tối 48 giờ

Đánh giá phân hữu cơ bằng cách đếm số lượng hạt nảy mần, và đo độ dài
tối ưu của rễ mầm

Công thức tính chỉ số nảy mầm (GI):


KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Sự thay đổi các chỉ số hóa lý trong quá trình ủ

Nhiệt độ:

-

0
Đạt pha ưa nhiệt (>50 C) sau 3-4 ngày. Tuy nhiên, đống A lâu đạt pha ưa nhiệt hơn.

-

0
Trong suốt pha ưa nhiệt, nhiệt độ tối đa cả 3 đống: 70 -73 C

-

Ngày thứ 48: nhiệt độ đống A giảm mạnh và chuyển sang pha làm mát. Trong khi
0
nhiệt độ đống B và C chỉ giảm nhẹ còn 62 C.

Hình 1. Những thay đổi về nhiệt độ trong nghiên cứu này


KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

pH và
EC

Hình 2. Những thay đổi pH và độ dẫn điện (EC) trong nghiên cứu này


KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Những biến đổi trong chất rắn dễ bay hơi

-

Hàm lượng chất rắn dễ bay hơi giảm theo thời gian do quá trình phân hủy chất hữu cơ
của vi sinh vật

-

Sự bay hơi chất rắn hữu cơ: Đống A (6%) cao hơn so với đống B và C (3%)

-

Sự thất thoát chất rắn dễ bay hơi do sự làm thoáng khí là có lợi cho sự phân hủy hữu cơ
trong nghiên cứu này

-

Tuy nhiên, mức độ thất thoát chất rắn dễ bay hơi thấp sau 63 ngày ủ.

Hình 3. Những thay đổi chất rắn dễ bay hơi trong nghiên cứu này


KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Phân tích dưỡng chất
Những thay đổi carbon hữu cơ tổng

-

Hàm lượng carbon hữu cơ tổng ít giảm nhẹ ở cả 3 đống, cuối giai đoạn ủ 45 – 42%.

-

Đống B có sự thất thoát lượng carbon hữu cơ cao hơn một chút

Hình 4a. Những thay đổi cacbon hữu cơ tổng trong nghiên cứu này.

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Phân tích dưỡng chất
Những thay đổi carbon hữu cơ hòa tan

-

Cao nhất vào ngày thứ 7

-

Sau đó giảm nhanh, và giảm dần từ ngày 21 đến hết quá trình ủ.

-

Phần carbon hữu cơ hòa tan còn lại khi hết quá trình ủ:
Đống A < đống B < đống C
Đống A và đống B dưới 5000 mg.kg

-1

Hình 4b. Sự thay đổi cacbon hữu cơ hòa tan trong nghiên cứu này.


KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Phân tích dưỡng chất
Chu trình Nitơ:

-

Hàm lượng nitơ tổng 1.50 – 1.66% vào đầu quá trình ủ, sau đó lên đến 2.00 – 2.25%

-

Hàm lượng nitơ tổng từ ngày 30 -35 trong đống B giảm đáng kể, trong khi A và C
tăng mạnh.

Hình 5a. Sự thay đổi nitơ tổng trong nghiên cứu này.


KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Phân tích dưỡng chất
Chu trình Nitơ:

-

Hàm lượng NH4-N ở pha ưa nhiệt, cho thấy ban đầu tỷ lệ hình thành Amoniac cao
Hàm lượng NH4-N đống B và C cao hơn nhiều so với đống A ở pha ưu nhiệt
NH4-N giảm mạnh suốt quá trình phân hủy, và đạt giá trị thấp khi kết thúc quá trình ủ
Hàm lượng NH4-N của cả 3 đống đều nhỏ hơn 200mg.kg-1 (đạt yêu cầu <400mg.kg-1)

Hình 5b. Sự thay đổi NH4 - N trong nghiên cứu này.


KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Phân tích dưỡng chất
Chu trình Nitơ:

-

Hàm lượng NO3-N giảm mạnh từ khi bắt đầu ủ. Và đến ngày thứ 7 thì bắt đầu ổn định.
Ở pha ưa nhiệt: hàm lượng NO3-N gần như không thay đổi và ở mức thấp dưới
-1
2mg.kg
Và sau ngày 49, NO3-N tăng mạnh, trùng hợp với thời điểm hàm lượng NH4-N giảm
mạnh.

-

-1
Tuy nhiên, hàm lượng NO3-N đều thấp hơn 5mg.kg .
Hình 5c. Sự thay đổi NO3 - N trong nghiên cứu này.


KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Đánh giá độ trưởng thành
Thí nghiệm nảy mầm hạt cải xoong:

- Chỉ số nảy mầm trước khi ủ là 36%, ngày thứ 7 giảm còn 26-33%.
- Sau ngày 21 thì chỉ số hạt nảy mầm bắt đầu tăng và đạt 80-91% khi kết thúc quá trình ủ.
- Phân hữu cơ trong đống A và B ổn định vào ngày thứ 49, đống C cần thời gian lâu hơn.
Độc tố sinh ra trong quá trình phân hủy yếm khí gây ức chế quá trình sinh trưởng của
hạt mầm

Giảm/hạn chế độc tố bằng cách tăng thời gian phân hủy hiếu khí (tăng tần số quay)

Hình 6a. Những thay đổi trong chỉ số hạt cải xoong nảy mầm trong nghiên
cứu này.

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Đánh giá độ trưởng thành
Tỷ lệ C/N

-

Ban đầu tỷ lệ C/N được điều chỉnh lên 30:1. Tỉ lệ C/N cuối quá trình giảm còn khoảng
18-20:1

-

Không có sự chênh lệch rõ rệt tỷ lệ C/N giữa các đống khi kết thúc quá trình ủ

-

C/N ≤ 20:1 là đạt yêu cầu

-

Cả 3 phương pháp ủ đều đạt độ trưởng thành sau 63 ngày

Hình 6b. Sự thay đổi trong tỷ lệ C/N trong nghiên cứu này.


KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Đánh giá độ trưởng thành
Tỷ lệ E4/E6

-

Tỷ lệ mật độ quang của acid humic và acid fulvic ở 460 và 660 nm, E4/E6

-

E4/E6 trong đống A và B tương đối cao so với đống C trong suốt quá trình ủ.

Tỷ lệ E4/E6 giảm dần giúp tăng chất lượng phân hủy bã đậu nành và lá cây qua quá trình
mùn hóa.

Hình 6c. Sự thay đổi trong tỷ lệ E4/E6 trong nghiên cứu này.


KẾT LUẬN


KẾT LUẬN


Cảm ơn cô và các bạn đã chú ý lắng
nghe!