Tóm tắt Luận án tiến sĩ Khoa học môi trường: Nghiên cứu đặc tính và khả năng sử dụng bùn thải đô thị Hà Nội làm phân bón

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

ĐẶNG THỊ HỒNG PHƯƠNG

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

Ngành: Khoa học môi trường
Mã số: 62.44.03.01

TÓM TẮT 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG


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

Người hướng dẫn khoa học:
 

1. PGS.TS. Nguyễn Mạnh Khải
2. GS.TS. Nguyễn Thế Đặng

      

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

Đề tài sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá đề tài cấp 

Đại học họp tại: Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên
Vào hồi……….. giờ …… ngày ……. tháng ……. năm 2017

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


­ Thư viện Trường Đại học Nông Lâm


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

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


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Bùn thải đô thị  phát sinh chủ yếu từ các hoạt động xử  lý nước  

thải và nạo vét hệ  thống thoát nước đô thị, phát sinh ngày càng 
nhiều tại các đô thị. Bùn thải đô thị có hàm lượng chất dinh dưỡng  
như nitơ, phốt pho khá cao (Nguyễn Việt Anh, 2015). Mặt khác, quá 
trình hình thành bùn thải cũng tích lũy nhiều chất gây ô nhiễm như 
kim loại nặng, vi sinh vật gây bệnh. Ngày nay, trên thế giới bùn thải 
được tái sử dụng rất phổ biến. Sử dung bun thai lam phân bon cho
̣
̀
̉ ̀
́
 
nông nghiêp nh
̣
ư  la môt trong nh
̀ ̣
ưng biên phap x
̃
̣
́ ử ly, đô thai, đ
́ ̉
̉ ược  
ap dung 
́ ̣ ở  nhiêu quôc gia. V
̀
́
ơi muc đich hai hoa gi
́
̣
́
̀ ̀ ưa l

̃ ợi ich tai s
́
́ ử  
dung nguôn dinh d
̣
̀
ương nh
̃
ưng lai han chê nguy c
̣ ̣
́
ơ tich luy kim loai
́
̃
̣ 
năng va cac chât nguy hai trong bun thai vao môi tr
̣
̀ ́
́
̣
̀
̉ ̀
ương thi nhât thiêt
̀
̀ ́
́ 
phai co nh
̉ ́ ưng nghiên c
̃
ưu, đanh gia phu h

́
́
́ ̀ ợp va đê xuât cac công nghê
̀ ̀ ́ ́
̣ 
thân thiên v
̣ ơi môi tr
́
ương nhăm khai thac tôi đa tai nguyên vât chât
̀
̀
́ ́
̀
̣
́ 
chưa trong bun thai. Chính vì v
́
̀
̉
ậy, đề  tài “ Nghiên cứu đặc tính và  
khả  năng sử  dụng bùn thải đô thị  Hà Nội làm phân bón " được 
nghiên cứu và thực hiện.
2. Mục tiêu nghiên cứu
2.1. Mục tiêu tổng quát
Đánh giá đặc tính và khả  năng sử dụng bùn thải đô thị  Hà Nội  
làm phân bón.
2.2. Mục tiêu cụ thể
­ Đánh giá đặc điểm lý, hóa, sinh học va d
̀ ự báo khối lượng bùn 
thải đô thị Hà Nội.

­ Đánh giá khả năng tách chiết một số kim loại nặng (Zn, Cu, Pb,  
Cr, Cd) trong bùn thải trạm xử lý nước thải sinh hoạt bằng dung dịch 
axit. 
­ Đánh giá khả  năng  ủ bùn thải đô thị  sau xử lý kim loại nặng  
phối trộn với một số chất thải nông nghiệp (rơm, phân lợn) có bổ 
1


sung chế  phẩm sinh học (EMIC và nấm  Trichoderma  spp.) làm 
phân bón hữu cơ.
­ Đánh giá hiệu lực của phân hữu cơ bùn thải đối với cây cải bẹ 
(Brassica campestris L.) và cây xác pháo (Salvia splendens ker. Gawl).
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
­ Bổ sung thêm tư liệu đánh giá chi tiết đặc tính lý, hóa học và  
phát sinh bùn thải đô thị Hà Nội. 
­ Tìm được các điều kiện thích hợp (về  thời gian tương tác,  
nồng độ  dung dịch axit, số  lần chiết tách) để    loại bỏ  kim loại  
nặng trong bùn thải đô thị bằng dung dịch axit. 
­ Đánh giá được khả  năng khoáng hóa bùn thải sau xử  lý kim  
loại nặng phối trộn với một số vật liệu hữu cơ (rơm, phân lợn) và 
chế phẩm sinh học (EMIC và nấm Trichoderma spp).
­ Làm cơ sở tham khảo cho các nhà quản lý lập kế hoạch quản  
lý và xử lý các loại bùn thải đô thị Hà Nội.
4. Những đóng góp mới của luận án
­ Đã đề xuất phương án chiết rút bằng dung dịch axit xitric để 
tiền xử  lý kim loại nặng trong bùn thải từ  hệ  thống xử  lý nước  
thải sinh hoạt tập trung làm cơ chất cho ủ phân compost.
­ Đã đề xuất giải pháp sản xuất phân hữu cơ từ bùn thải trạm  
xử lý nước thải sinh hoạt sau tiền xử lý kim loại nặng phối trộn  
với phụ  phẩm nông nghiệp (rơm, phân lợn) và chế  phẩm sinh  

học (EMIC, Trichoderma spp.).
5. Giới thiệu bố cục luận án
Luận án bao gồm 160 trang đánh máy A4 được cấu trúc gồm có 3  
chương không kể  phần mở  đầu,  kết luận, kiến nghị  (Chương 1: 
Tổng quan tài liệu, chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu, 
chương 3: Kết quả nghiên cứu). Luận án có 60 bảng và 37 hình vẽ 
(không kể phần phụ lục minh họa). Tham khảo 119 tài liệu, trong 
đó 53 tài liệu tiếng Việt, 66 tài liệu tiếng nước ngoài. 
2


Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Khái quát về bùn thải đô thị
Trong phần này, tác giả  trình bày tổng quan các vấn đề  như 
khái niệm, nguồn phát sinh, đặc tính, các phương pháp xử  lý bùn 
thải đô thị, thực trạng công tác quản lý bùn thải đô thị   ở  Hà Nội. 
Các loại bùn thải phát sinh từ  các nguồn khác nhau và các vùng 
miền khác nhau có đặc điểm hóa lý khác nhau. Điểm chung của  
các loại bùn thải là lượng phát sinh từ các đô thị ngày càng nhiều,  
trong bùn có chứa thành phần dinh dưỡng cho cây trồng như  nitơ,  
phốt pho khá cao và bùn còn chứa nhiều KLN và vi sinh vật gây 
bệnh.
1.2. Phương pháp hóa học tách chiết KLN trong bùn thải đô 
thị
Chiết hóa học là quá trình tách các chất ô nhiễm từ đất, bùn và  
trầm tích bằng cách sử  dụng chất chiết xuất. Phương pháp này 
được sử dụng để xử lý đất bị nhiễm KLN. Các chất chiết xuất có 
thể  là các axit vô cơ  (HNO3, HCl, H2SO4), axit hữu cơ (axit xitric, 
axetic và axit oxalic), tác nhân tạo phức mạnh (NTA và EDTA) và 

một số hóa chất vô cơ khác (Marchioretto và cs, 2002).
1.3. Phương pháp ủ phân compost
Trong phần này, tác giả trình bày tổng quan về khái niệm, các 
yếu tố   ảnh hưởng và các phương pháp  ủ  phân compost. Với các  
ưu điểm  như   thời  gian  phân hủy nhanh,  hầu  hết  cỏ  dại,  mầm  
bệnh bị  tiêu diệt và dễ  thực hiện, phương pháp  ủ  nóng được  ưu 
tiên lựa chọn.
1.4. Một số nghiên cứu ủ phân compost từ bùn thải đô thị ứng  
dụng trong sản xuất nông nghiệp
3


Trong phần này, tác giả  đã trình bày tóm tắt một số  kết quả 
nghiên cứu về   ủ  phân compost từ  bùn thải đô thị  và  ứng dụng  
trong sản xuất nông nghiệp trên thế giới và ở Việt Nam.

4


Chương 2
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Bùn thải đô thị; vật liệu phối trộn  ủ phân: rơm, phân lợn, chế 
phẩm EMIC, nấm  Trichoderma  spp; cây trồng thử  nghiệm hiệu  
lực của phân bón là cây cải bẹ ( Brassica campestris  L.) và cây xác 
pháo (Salvia splendens ker. Gawl).
2.2. Nội dung nghiên cứu
­ Hiện trạng phát sinh và đặc tính bùn thải đô thị Hà Nội.
­ Nghiên cứu khả năng tách chiết một số kim loại nặng (Cd, Cu, Zn,  
Pb, Cr) trong bùn thải.

­ Nghiên cứu tận dụng bùn thải nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt  
sau xử lý KLN làm phân hữu cơ.
 ­ Nghiên cứu thử nghiệm phân hữu cơ sản xuất từ bùn thải sau xử lý 
KLN đối với cây trồng.
2.3. Phương pháp nghiên cứu
Để thực hiện được các nội dung nghiên cứu đề tài đã sử dụng  
các  phương  pháp  như:   Phương   pháp   điều   tra   thu   thập   tài   liệu, 
phương   pháp   dự   báo   phát   sinh   lượng   bùn   thải   đô   thị   Hà   Nội, 
phương pháp lấy mẫu, bảo quản và phân tích mẫu, phương pháp 
thực nghiệm, phương pháp xử lý số liệu.
Các thí nghiệm trong nghiên cứu:
* Thí nghiệm chiết tách một số kim loại nặng (Cd, Cu, Zn, Pb,  
Cr) trong bùn thải của trạm XLNTSH Kim Liên bằng axit: Các thí  
nghiệm thực hiện song song giữa 3 axit: xitric, axetic và nitric (Lựa 
chọn thời gian tương tác, lựa chọn nồng độ axit tối ưu và lựa chọn  
số lần chiết tách KLN)
5


* Thí nghiệm ủ phân hữu cơ bùn thải (HCBT):
Các công thức thí nghiệm: CT1: Bùn, CT2: Bùn ­ Rơm, CT3:  
Bùn ­ Rơm ­ Phân lợn, CT4: Bùn ­ Trichoderma, CT5: Bùn ­ Rơm ­ 
Trichoderma, CT6: Bùn ­ Rơm ­ Phân lợn ­  Trichoderma, CT7: Bùn ­ 
EMIC, CT8: Bùn ­ Rơm ­ EMIC, CT9: Bùn ­ Rơm ­ Phân lợn ­  
EMIC, CT10: Bùn ­ EMIC ­ Trichoderma, CT11: Bùn ­ Rơm ­ EMIC 
­ Trichoderma, CT12: Bùn ­ Rơm ­ Phân lợn ­ EMIC ­ Trichoderma.
* Thí nghiệm thử nghiệm hiệu lực của phân HCBT đối với cây 
cải bẹ (Brassica campestris L.)
Các công thức bón phân: CT1 (ĐC1): 70 kg N + 50 kg P2O5 + 40 
kg K2O (nền); CT2 (ĐC2): Nền + 15 tấn phân chuồng hoai, CT3:  

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


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

Lượng phân bùn bể  phốt khu vực đô thị  Hà Nội được dự  báo  
tăng lên khoảng 345.450 tấn/năm vào năm 2030.
* Bùn thải hệ thống thoát nước:

Hình 3.1. Biểu đồ tăng trưởng công tác nạo vét bùn thải từ 
HTTN của Công ty Thoát nước Hà Nội qua các năm
Dự  báo phát sinh khối lượng bùn thải HTTN được xác định  
theo tiêu chuẩn thải  và  số  liệu dự  báo dân số  theo Quy hoạch  
chung Thủ đô Hà Nội đến năm 2030 tầm nhìn đến năm 2050 được 

trình bày ở các bảng 3.2.
7


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

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

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


3.1.2. Đặc tính các loại bùn thải đô thị Hà Nội
3.1.2.1. Một số tính chất lý học
­ Đôi v
́ ơi bun trâm tich sông va công thai thi câp hat thô >0,02
́ ̀
̀ ́
̀ ́
̉
̀ ́ ̣
 

mm chiêm ty lê l
́
̉ ̣ ơn. Thanh phân câp hat 
́
̀
̀ ́ ̣ ở  bun thai t
̀
̉ ừ hê thông x
̣
́ ử 
ly n
́ ươc thai chu yêu la cac vât liêu h
́
̉
̉ ́ ̀ ́ ̣
̣ ữu cơ va khoang chât co kich
̀
́
́ ́ ́  
thươc nho (< 0,02 mm).
́
̉
­ Độ   ẩm: Dao động trong khoảng 71% ­ 93%, cao nhất là bùn  
nạo vét từ sông hồ và cống thải, dao động từ 80% ­ 91%.
­ Tổng hàm lượng cặn (TS) trong các mẫu bùn chênh lệch khá  
lớn, dao động từ  0,99% đến 25,4%, cao nhất là  ở  các mẫu bùn  
trầm tích sông hồ  (trung bình đạt 17,37%), thấp nhất  ở  các mẫu 
bùn bể phốt và bùn từ trạm XLNT tập trung. TS của các mẫu bùn 
cặn từ hệ thống cống thoát nước dao động 12,83% ­ 17,24%.
­ Tổng chất rắn bay hơi (VS) trong các mẫu bùn chên lệch khá  

lớn, dao động 15,55 ­ 84 (%TS), cao nhất là  ở  các mẫu phân bùn 
bể phốt và bùn từ trạm XLNT tập trung.
3.1.2.2. Một số tính chất hóa học
­ Giá trị pH: pH của các mẫu bùn thải đô thị tương đối ổn định 
và dao động 6,8 đến 7,7.
­ Hàm lượng chất hữu cơ: Cao nhất trong bùn thải từ bể phốt, 
hố gas (trung bình 50,2% chất khô, cao nhất đạt 69,5% chất khô ở 
các bể  tự  hoại hoạt động dưới 3 năm), thấp nhất là hàm lượng  
chất   hữu  cơ   trong  bùn  cống  rãnh  (trung  bình  đạt   9,95%).   Theo  
thang đánh giá của I. V. Chiurin (1972), chất hữu cơ  trong đất > 
8% chứng tỏ đất giàu chất hữu cơ thì hầu hết các mẫu bùn thải đô  
thị  đều có hàm lượng chất hữu cơ  rất giàu. Đây là cơ  sở  quan 
trọng để  định hướng tái sử  dụng bùn thải, thu hồi tài nguyên có  
ích.
9


­ Hàm lượng nitơ và phốt pho tổng số (%)

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

Kết quả phân tích  ở bảng 3.4 cho thấy, hàm lượng KLN trong  
các loại bùn chênh lệch khá lớn. Nhìn chung, phân bùn bể phốt có  
hàm lượng các KLN thấp nhất trong số  các loại bùn thải đô thị 
10


khảo   sát   và   đều   đạt   ngưỡng   cho   phép   đối   với   KLN   trong   đất 
(QCVN 03­MT:2015/BTNMT). Trong số các KLN khảo sát, Zn là 
kim loại có hàm lượng tổng số trong các mẫu bùn cao hơn cả.
3.1.2.3. Một số chỉ tiêu sinh học của bùn thải đô thị Hà Nội
Bảng 3.5. Mật độ một số vi sinh vật trong mẫu bùn thải
Đơn vị: CFU/g

Ghi chú: n: Số  mẫu, Min: Giá trị  nhỏ  nhất, Max: Giá trị  lớn  
nhất
Kết quả phân tích ở  bảng 3.5 cho thấy, hàm lượng một số chỉ 
tiêu vi sinh vật gây bệnh như E.coli và Salmonella của các mẫu bùn 
thải đô thị  Hà Nội khá lớn, vượt tiêu chuẩn cho phép đối với hàm 
lượng   VSV   có   trong   phân   bón   theo   thông   tư   41/2014   của   Bộ 
NN&PTNT, đặc biệt là các mẫu phân bùn bể phốt.
3.1.3. Đánh giá khả năng tái sử dụng bùn thải đô thị Hà Nội cho  
mục đích nông nghiệp
Từ  các kết quả  đánh giá hiện trạng và dự  báo phát sinh bùn  
thải cũng như  đặc tính lý, hóa, sinh học của bùn thải đô thị, bùn 
thải từ trạm XLNTSH Kim Liên được ưu tiên lựa chọn để  nghiên 
cứu các giải pháp tách chiết KLN trong bùn và nghiên cứu  ủ phân 
hữu cơ  từ  bùn thải sau xử  lý KLN phục vụ  cho mục đích nông  
nghiệp.
3.2. Nghiên cứu tách chiết một số KLN (Cu, Zn, Pb, Cr, Cd) 

trong bùn thải trạm XLNTSH bằng dung dịch axit
3.2.1. Đặc điểm các dạng KLN 

11


Hình 3.4. Thành phần (%) các dạng tồn tại của các KLN trong 
bùn thải trạm một số trạm XLNT tập trung ở Hà Nội
Theo  đó,   hầu   hết   các  KLN   trong  các   mẫu   bùn   thải   tồn  tại  
nhiều ở dạng liên kết hữu cơ (F4), cao nhất là Cu (trên 70%) và Pb  
(từ  60­80%). Dạng ion trao đổi (F1) gần như  không tìm thấy đối  
với Cr, Cu, Cd. Cr tồn tại nhiều nhất  ở dạng cặn dư (F5) (chiếm  
từ  52,7 ­ 65,37%), Zn và Pb tồn tại  ở  dạng cặn dư  ít nhất. Dạng 
liên kết cacbonat (F2) và dạng liên kết Fe­Mn oxit (F3) trong các 
mẫu bùn thải chủ yếu được thấy nhiều là ở các nguyên tố Zn, Cd, 
Cr và Pb.
3.2.2. Nghiên cứu tách chiết một số  KLN trong bùn thải trạm  
XLNT Kim Liên bằng dung dịch axit
3.2.2.1. Nghiên cứu  ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất loại  
bỏ KLN trong bùn thải
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất chiết KLN

12


Ghi chú: Theo hàng, trong từng thí nghiệm, các số  mang chữ  cái  
(a, b, c, d) khác nhau thì sai khác có ý nghĩa thống kê  ở độ tin cậy  
95%.
Kết quả Bảng 3.6 cho thấy, hiệu suất chiết tách các KLN của 
axit hữu cơ (citric và axetic) đạt cao và ổn định ở 120 phút, của axit 

nitric là 60 phút.
3.2.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ axit đến hiệu suất tách chiết 
KLN
Bảng 3.7. Hiệu suất loại bỏ KLN của các axit ở các nồng độ

Ghi chú: Theo hàng, trong từng thí nghiệm, các số  mang chữ  cái  
(a, b, c, d) khác nhau thì sai khác có ý nghĩa thống kê  ở độ tin cậy  
95%.
Kết quả  bảng 3.7 cho thấy, đối với các axit hữu cơ  (citric và 
axetic), hiệu quả loại bỏ KLN cao nhất  ở nồng độ  0,3 ­ 0,5 M (với 
thời gian phản ứng 120 phút); đối với axit nitric hiệu quả loại bỏ các  
KLN cao nhất  ở  nồng độ  0,5 ­ 0,65 M (với thời gian phản  ứng 60  
phút).
13


3.2.2.3. Ảnh hưởng của số lần chiết đến hiệu quả loại bỏ KLN 
Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng số lần chiết tách KLN cho thấy,  
ngoại trừ Cr, các KLN khác (Cu, Zn, Pb, Cd) đạt cao và ổn định sau  
5 lần chiết. Đối với Cr, sau 7 lần chiết lượng Cr tách ra đạt ổn định,  
khác biệt không có ý nghĩa thống kê 5% so với sau 8 lần chiết. Như 
vậy, hiệu quả loại bỏ hầu hết các KLN của cả  3 axit là sau 5 lần  
chiết tách.
Axit citric có nhiều  ưu thế  hơn trong tách chiết các KLN, quá 
trình tách chiết có thể được thực hiện ở điều kiện có tính axit nhẹ 
(pH = 3 ­ 5). Do vậy, axit citric được lựa chọn để  thực hiện tách  
chiết các KLN trong bùn thải đô thị.
3.2.3.  Thành   phần  một  số   chất  trong  bùn  thải   sau quá  trình  
chiết tách bằng axit
Bảng 3.8. Thành phần một số chất trong bùn trước và sau loại bỏ 

Nts 
P 2O5ts 
Cu 
Zn 
Pb 
Cd 
Cr 
KLN
(%)
(%) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg)

pH

OM 
(%)

Trước chiết xuất

7,1

30,38

1,28

1,46

59,29

380,43 

17,61

1,21 

38,21

Sau chiết xuất bằng axetic

4,5

27,2

0,91

1,01

21,94

68,47

7,92

0,56

32,48

Sau chiết xuất bằng xitric

4,5

27,7

0,95

1,03

24,31

26,63

7,04

0,18

21,4

Sau chiết xuất bằng nitric

2,5

25,2

0,52

0,79

11,27

19,02

5,81

0,88

16,57

100

200

70

1,5

150

Bùn thải

QCVN 03­MT:2015/BTNMT về KLN trong đất nông nghiệp

Như  vậy, sau khi sử  dụng các axit để  loại bỏ  các KLN, hàm  
lượng chất hữu cơ, nitơ, phốt pho trong bùn giảm so với ban đầu  
nhưng vẫn ở mức giàu so với thang đánh giá dinh dưỡng trong đất.  
Sau xử lý bằng dung dịch axit, hàm lượng các KLN giảm khác biệt  
qua phép thử  T­test và đều đạt ngưỡng cho phép đối với KLN  
trong đất nông nghiệp. Bùn thải sau xử  lý KLN cần được điều 
chỉnh pH bằng vôi bột đến pH trung tính (pH = 6,8 ­ 7,3), nghiên 
cứu   thêm   giải   pháp   bổ   sung   chất   hữu   cơ   (phân   gà,   phân   lợn), 
14

cacbon (rơm, cỏ,…)  để  tận dụng theo hướng làm phân compost  
cho nông nghiệp.
Trong số  các axit thử  nghiệm để  loại bỏ  một số  KLN trong 
bùn thải, axit xitric được lựa chọn. Theo tính toán, lượng axit xitric 
dùng để loại bỏ KLN trong 1 tấn bùn (khô không khí ­ Độ ẩm của  
bùn khô không khí là 25%) khoảng 7,5 kg. Bùn trạm XLNT có độ 
ẩm khoảng 90,2% (bảng 3.10), lượng axit xitric cần dùng để  loại  
bỏ KLN trong 1 tấn bùn tươi là 1 kg.
3.3. Nghiên cứu tận dụng bùn thải trạm XLNTSH sau xử lý 
KLN làm phân hữu cơ
3.3.1. Biến động các yếu tố trong quá trình ủ phân
­ Nhiệt độ:
Nhiệt độ  của các công thức thí nghiệm có bổ  sung thêm vật  
liệu hữu cơ (rơm, phân lợn) dao động trong khoảng 28 oC ­ 64,3oC, 
cao hơn hẳn các công thức không bổ  sung vật liệu hữu cơ. Nhiệt 
độ tăng cao nhất ở CT12, đạt 64,3oC vào ngày thứ 16 ­ 17 sau ủ.
­ Độ ẩm: Sau 75 ngày ủ, độ ẩm của các khối ủ ở các công thức  
thí nghiệm có bổ sung vật liệu hữu cơ đạt 25% ­ 34%.
­ Hàm lượng các bon tổng số:
Tổng các bon ngày đầu  ở  các công thức thí nghiệm dao động 
trong khoảng 15,89 ­ 33,37%. Sau 75 ngày  ủ của các công thức thí 
nghiệm   có   bổ   sung  chế   phẩm   EMIC   và   nấm  Trichoderma  spp. 
thấp khác biệt có ý nghĩa so với công thức thí nghiệm còn lại.

15


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

­ Hàm lượng nitơ tổng số:

Hình 3.6. Hàm lượng Nts ở các công thức sau 75 ngày ủ
Sau 75 ngày  ủ, hàm lượng Nts  ở  các thí nghiệm dao động trong 
khoảng  từ 0,94 % đến 2,52%, việc bổ sung thêm chế phẩm không có 
ý nghĩa trong việc làm tăng lượng Nts trong các vật liệu sau quá trình 
ủ. 
­ Tỷ lệ C/N:

Hình 3.7. Tỷ lệ C/N ở các công thức sau 75 ngày ủ
Tỷ lệ C/N ở các công thức thí nghiệm giảm dần theo thời gian  
ủ  giảm khác biệt theo thời gian  ủ, trừ  công thức bùn không phối  
trộn vật liệu hữu cơ. CT12 có tỷ lệ C/N giảm thấp nhất, khác biệt 
so với các công thức khác.
16


­ Hàm lượng lân tổng số và dễ tiêu

Hình 3.8. Hàm lượng P2O5 tổng số (%) và hình 3.9. Hàm lượng 
P2O5 dễ tiêu (mg/kg) của các công thức sau 75 ngày ủ
Hàm lượng phốt pho tổng số   ở  các công thức sau 75 ngày  ủ 
biến động trong khoảng 0,84 ­ 2,65% P2O5. Khi bổ sung thêm chế 
phẩm sinh học EMIC và/hoặc nấm  Trichoderma  spp, hàm lượng 
phốt pho tổng số  của các công thức khác biệt không có ý nghĩa  
thống kê, tuy nhiên hàm lượng phốt pho dễ  tiêu cao khác biệt so  
với các công thức không bổ sung chế phẩm.
­ Hàm lượng kali tổng số (%)

Hình 3.10. Hàm lượng K2O tổng số sau 75 ngày ủ

Sau 75 ngày ủ, hàm lượng kali tổng số trong các công thức dao 
động từ 0,42 ­ 1,58%. Việc bổ sung chế phẩm EMIC và/hoặc nấm  
Trichoderma spp chưa cho kết quả khác biệt rõ ràng đối với tổng  
kali trong thời gian 75 ngày ủ phân.
­ Biến động E.coli và Salmonella
Các công thức khi bắt đầu  ủ  đều nhiễm  E.coli  và dao động 
trong khoảng 1,27 ­ 1,85x102  CFU/g, công thức thí nghiệm có bổ 
17


sung phân lợn có Salmonella với mật độ  1,23 CFU/g. Sau 75 ngày 
ủ, không phát hiện E.coli và Salmonella trong hỗn hợp ủ.
­ Hàm lượng các KLN: Các KLN trong hỗn hợp  ủ phân sau 75 
ngày   đều   dưới   ngưỡng   cho   phép   đối   với   KLN   trong   đất   nông 
nghiệp
3.3.3. Đánh giá chất lượng phân hữu cơ  sản xuất từ  bùn thải  
sau xử lý KLN
Bảng 3.9. Đặc tính lý hóa của phân HCBT sau 75 ngày ủ

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

18


Hình 3.11. Quy trình sản xuất phân hữu cơ bùn thải
3.4. Thử nghiệm hiệu lực phân HCBT trên cây trồng

3.4.1. Thử nghiệm hiệu lực phân HCBT trên cây cải bẹ 
Bảng 3.10. Ảnh hưởng đến năng suất của cây cải bẹ

19


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

Ghi chú: Giá trị hàm lượng trong cây là giá trị trung bình của 2  
vụ thí nghiệm.
Về hiệu quả kinh tế: Năng suất vụ hè thu khá thấp (từ 10,64  
­ 18,54 tấn/ha). Năng suất cây cải bẹ  Đông Dư  lúc chính vụ  (vụ 
đông xuân) cao, đạt 21,55 ­ 44,18 tấn/ha. Tuy nhiên, giá bán lúc 
chính vụ  chỉ  bằng 1/3 lúc trái vụ. Do vậy, vụ  đông xuân mặc dù 
cây cho năng suất cao, nhưng lãi thuần lại thấp hơn vụ hè thu.
Bảng 3.12. Hiệu quả kinh tế của các công thức bón phân

20


Ghi chú: NSTT: Năng suất thực thu, : CPTT: Chi phí tăng thêm,  
GTSP: Giá trị  sản phẩm, VCR: Tỷ số  giữa giá trị  sản phẩm tăng  

lên do sử dụng phân bón và Chi  phí  tăng  thêm  phân  bón.
Giá bán rau vụ  hè thu: 9.000  đồng/kg, giá bán rau vụ   đông  
xuân: 3.000 đồng/kg.
Như   vậy,   khi   thay   thế   phân   chồng   hoai   mà   nông   dân   địa 
phương   sử   dụng   bằng   phân   HCBT,   chi   phí   đầu   tư   không   tăng 
nhưng năng suất cải thiện đáng kể, do vậy lãi suất cao hơn hẳn.  
Ở vụ hè thu, mức bón thêm phân hữu cơ tốt nhất cho cây cải bẹ là  
7,2 tấn phân HCBT/ha (CT5). Ở vụ đông xuân, CT4 cho hiệu quả 
cao nhất (nền + 6,4 tấn phân HCBT/ha). Hàm lượng nitrat trong rau 
ở các công thức bón phân đều đạt ngưỡng an toàn.

21