0
THựC HIệN nhiệm vụ hợp tác quốc tế về khoa học và công
nghệ THEO NGHị ĐịNH THƯ VớI CộNG hoà italy
GIAI ĐOạN 2003 - 2005
Tên đề tài
:
Sản xuất phân hữu cơ sinh học từ rác thải hữu cơ
sinh hoạt và phế thải nông nghiệp để dùng làm
phân bón cho rau sạch vùng ngoại vi thành phố
6212
24/11/2006 Hà Nội - 2006
1
Tên đề tài:
Sản xuất phân hữu cơ từ rác thải hữu cơ sinh hoạt và phế thải
nông nghiệp để
Đối tác nớc ngoài
a. Tên cơ quan đối tác nghiên cứu nớc ngoài:
Trờng Đại học Udine, Italy
Địa chỉ: Via della scienze, 208,
Post code: 33100, Udine, Italy
b. Chủ nhiệm đề tài:
GS. TS. Mario Gregori
Điện thoại: +390432558306, Fax: +390432558302
c. 02 cán bộ khác trực tiếp nghiên cứu:
GS.TS. Maria Noboli và TS. Elisa Napoletina, trờng Đại học Udine
2
Kinh phí phía Việt Nam:
a. Tổng kinh phíTổng kinh phí
: 700
triệu đồng
VN
trong 3 nămKinh phí đợc hỗ trợ từ ngân sách Nhà nớc: 700 triệu đồng Việt Nam
b. Kinh phí đ chi:
700 triệu đồng VN
Kinh phí của đối tác nớc ngoài:
khoảng
3
i. tổng quan vấn đề nghiên cứu
1.Tình hình nghiên cứu ở ngoài nớc:
- Hiện nay rác thải sinh hoạt và phế thải nông công nghiệp là một thảm họa khó
lờng trong sự phát triển mạnh mẽ của quá trình sản xuất, chế biến nông công
nghiệp và hoạt động của toàn xã hội. Phế thải không chỉ làm ô nhiễm môi
trờng sinh thái, ô nhiễm nguồn nớc, ô nhiễm đất, gây độc hại đến sức khỏe
con ngời, vật nuôi và cây trồng, mà còn làm mất đi cảnh quan văn hóa đô thị
và nông thôn.
- ở các nớc phát triển nh EU - Mỹ - úc - Nhật Bản - Singapo đều có hệ thống
thu gom và phân loại rác thải gia đình, nơi công cộng ngay cả ở các vùng nông
thôn. Sau đó tái chế phần rác thải hữu cơ thành phân hữu cơ bón cho cây trồng.
- Tại nhiều nớc đang phát triển của Châu á nh: Thái Lan, Inđônêsia, Malaysia
cũng đã có nhiều chơng trình giáo dục và nghiên cứu khoa học về thu gom rác
thải hữu cơ tại gia và nơi công cộng của thị trấn, thành phố, góp phần làm sạch
môi trờng và tạo nguồn phân hữu cơ bằng công nghệ sinh học cho sản xuất
nông nghiệp.
- Tại các nớc phát triển - Châu Âu và các nớc đang phát triển - Thái Lan,
Malaysia, ấn Độ đã xây dựng nhiều cơ sở chế biến rác thải hữu cơ sinh hoạt và
phế thải nông nghiệp bằng công nghệ sinh học để sản xuất phân hữu cơ bón
cho rau, hoa cây cảnh đem lại hiệu quả kinh tế cao.
- ở úc, ấn Độ, Thái Lan, Malaysiađã thu gom tàn d thực vật trên đồng ruộng
dùng chế phẩm vi sinh vật xử lý thành phân hữu cơ tại chỗ để trả lại cho đất,
làm sạch đồng ruộng và chống ô nhiễm môi trờng
- ở Đài Loan với công nghệ sản xuất phân hữu cơ vi sinh từ phế thải
công nghệ vi sinh nh: Các xí nghiệp chế biến rác thải, công ty sản xuất phân hữu
cơ vi sinh sông Gianh, công ty Tiến Nông thành phố Thanh Hóa sản xuất phân vi
sinh, HTX Gia Thuỵ - Hà Nội , các xí nghiệp của các nhà máy đờng thuộc tổng
công ty mía đờng Việt Nam.
Nhìn chung kết quả nghiên cứu của các đề tài, các dự án cho thấy có nhiều
triển vọng tốt, đã góp phần vào việc xử lý phế thải công nông nghiệp chống ô
nhiễm môi trờng. Tuy nhiên, những cơ sở sản xuất chế biến này còn manh mún.
đặc biệt cho thấy trong quy trình công nghệ xử lý phế thải còn gặp rất nhiều khó
khăn do cha phân loại rác thải, còn lẫn quá nhiều tạp chất rắn, mà trong công
nghệ cha thể giải quyết đợc.
Những đề tài đợc thực hiện trong năm qua cha tập trung nhiều vào khâu
nghiên cứu phân loại rác thải sinh hoạt, cha có quy trình xử lý rác thải sinh hoạt
khu gia đình và công đồng, cha tuyên truyền sâu rộng cho ngời dân hiểu rõ
những tác hại của rác thải sinh hoạt, dẫn đến cha có ý thức về phân loại rác thải.
Chính vì vậy cha tiết kiệm đợc công lao động, gây nhiều khó khăn và tốn kém
trong công tác xử lý phế thải. Các cơ sở xử lý rác thải, chế biến thành phân hữu cơ
theo công nghệ tiên tiến nh
ng với quy mô nhỏ, thích hợp cho cơ sở sản xuất cấp
xã vùng nông thôn cha đợc chú trọng đúng mức, mới mang tính chất tự phát ở
một số nơi vì vậy hiện tợng ô nhiễm nông thôn, mất cảnh quan môi trờng do việc
vứt rác bừa bãi ngày càng gia tăng và thực sự là vấn đề bức xúc hiện nay
Việc xử lý rác thải hữu cơ và tái chế thành phân hữu cơ bón cho rau để đóng
góp thiết thực cho vùng sản xuất rau sạch của các vùng ven đô trong những năm qua
còn cha đợc đề cập đến.
3. Danh mục các công trình nghiên cứu có liên quan:
1. Đề tài cấp Nhà nớc: 52D01- 03; KC 08- 01; KC 08- 20; KHCN 02- 04; KHCN 02- 06
2. Đề tài cấp Bộ : B 99- 32- 46; B 001- 32 - 09
3. Đề tài nhiệm vụ HTQT về KHCNMT với Italy ( 2003-2005 )
sinh học và cùng tham gia sản xuất loại phân này phục vụ nông nghiệp an toàn
và bền vững.
2. Hoạt động nghiên cứu đề tài:
Đề tài đợc chia thành 3 đề tài nhánh để thoả mãn mục tiêu nghiên cứu:
Tuyên truyền, hớng dẫn cộng đồng thu gom và phân loại rác sinh hoạt
hữu cơ và phế thải nông nghiệp làm vật liệu sản xuất phân hữu cơ
Nghiên cứu mô hình sản xuất phân hữu cơ sinh học từ rác sinh hoạt hữu cơ và
phế thải nông nghiệp theo quy trình ủ phân bằng công nghệ vi sinh bán hiêú khí
Thử nghiệm đồng ruộng bón phân hữu cơ sinh học cho 3 loại rau (ăn lá, quả, củ)
Các hoạt động khác liên quan đến nội dung chính của đề tài
+ Tổ chức các lớp tập huấn chuyển giao tiến bộ kỹ thuật đến cộng đồng
+ Tổ chức các cuộc họp, hội thảo trao đổi khoa học trong nớc và Quốc tế
+ Đào tạo đợc đội ngũ cán bộ theo các nội dung của đề tài nghiên cứu
6
Iv. Các kết quả nghiên cứu
Đã hoàn thành đầy đủ nội dung nghiên cứu của 3 đề tài nhánh
1. Đề tài nhánh 1: Tuyên truyền hớng dẫn cộng đồng phân loại rác thải sinh
hoạt hữu cơ và phế thải nông nghiệp
Cán bộ nghiên cứu: PGS.TS. Nguyễn Trờng Sơn, TS Nguyễn ích Tân,
PGS.TS. Đào Châu Thu, KS Phạm Quang Việt, KS Vũ Thị Len, KS. Lê Anh Tùng
1.1 Nội dung nghiên cứu chính:
Tổ chức giáo dục, tuyên truyền, vận động các hộ gia đình tại khu vực nghiên
cứu thu gom và phân loại rác thải sinh hoạt hữu cơ tại gia đình
Tổ chức kiểm tra, giám sát hoạt động thu gom và phân loại rác thải
Đồ thị 1- Tỷ lệ rác hữu cơ ở khu I
Ghi chú: Các
hộ gia đình đều
tham gia phân
loại rác tốt, tỷ lệ
rác hữu cơ ở các
tuần đạt >95,0%.
Do vậy chọn
95,0% là giá trị
nhỏ nhất
+ Về lợng rác hữu cơ sinh hoạt trung bình của một ngời/ một ngày: Lợng
rác hữu cơ nhiều hay ít phụ thuộc vào nhu cầu sinh hoạt theo từng ngày ở mỗi hộ
gia đình. Do vậy, lợng rác hữu cơ sinh hoạt của một ngời/một ngày là khác nhau
ở các tuần. Chỉ tiêu này đạt cao nhất ở tuần 3 (0,35 kg) và đạt thấp nhất ở tuần 1
(0,33 kg). Trung bình lợng rác hữu cơ của một ngời/một ngày ở khu I là 0,34 kg.
7
+ Tỷ lệ rác hữu cơ thu đợc (đồ thị 1): Việc phân loại rác hữu cơ sinh hoạt
không tốt sẽ ảnh hởng đến tỷ lệ rác hữu cơ-làm nguyên liệu quan trọng cho việc
sản xuất phân hữu cơ vi sinh. ở tuần thứ nhất tỷ lệ rác hữu cơ cho giá trị thấp nhất
(98,6%) và chỉ tiêu này tăng dần ở các tuần sau đó nhng cha đạt 100%. Trung
bình tỷ lệ rác hữu cơ ở khu I đạt 99,3%.
*Tình hình thu gom, phân loại rác khu dân c II-đờng T trờng ĐHNN I
93,0
96,8
98,9
99,6
90,0
(0,29 kg). Trung bình lợng rác hữu cơ ở khu III của một ngời/một ngày là 0,32 kg.
+ Tỷ lệ rác hữu cơ: Cũng nh ở khu vực I, II, tỷ lệ rác ở khu vực III (đồ thị 3)
thấp nhất ở tuần thứ nhất (92,2%), chỉ tiêu này có xu hớng tăng dần ở các tuần sau.
Trung bình tỷ lệ rác hữu cơ ở khu III đạt (96,5%).
8
92,2
96,5
98,2
99,3
90,0
91,0
92,0
93,0
94,0
95,0
96,0
97,0
98,0
99,0
100,0
Tuần 1 Tuần 2 Tuần 3 Tuần 4
Tỷ lệ rác hữu cơ (%)
Đồ thị 3-Tỷ lệ rác hữu cơ ở khu III
Ghi chú:
Trung bình tỷ lệ
rác hữu cơ ở các
tuần đạt > 90,0%.
Do vậy chọn
90,0% là giá trị
quy trình ủ phân bằng công nghệ vi sinh bán hiếu khí
Cán bộ nghiên cứu:
PGS.TS. Nguyên Xuân Thành, TS. Đỗ Nguyên Hải, Th.S. Nguyễn Thị Minh, ThS. Lê
Thị Hồng Xuân, KS Phạm Quang Việt, ThS. Trơng Thị Toàn
Sinh Viên Tốt Nghiệp:
Lê Anh Tùng, Vũ Thị Len, Nguyễn Quang Vinh, Nguyễn Thị Hằng, Nguyễn Đình
Cơng, Hà Văn Khanh
2.1 Nội dung nghiên cứu chính:
Sản xuất chế phẩm vi sinh vật để xử lý rác thải hữu cơ và phế thải nông
nghiệp thành phân hữu cơ sinh học.
Nghiên cứu và thử nghiệm quy trình xử lý rác thải sinh hoạt hữu cơ đã đợc
phân loại theo công nghệ vi sinh bán hiêú khí.Phân tích, đánh giá chất lợng phân hữu cơ sinh học sau khi ủ rác thải và phế
thải nông nghiệp. 2.2 Tóm tắt kết quả nghiên cứu
2.2.1 Sản xuất chế phẩm vi sinh
Thu thập và tuyển chọn các chủng giống VSV có khả năng phân giải chất hữu cơ
N1
N2
N3
N4
N5
N6
VK1
Bộ môn NH - VSV
Bộ môn NH - VSV
Bộ môn NH - VSV
Bộ môn NH - VSV
Bộ môn NH - VSV
Bộ môn NH - VSV
Bộ môn NH - VSV
Bộ môn NH - VSV
10
Các đặc tính sinh học của các chủng VSV đợc tuyển chọn
Chủng
VSV
Thời gian
mọc (giờ)
Kích thớc
khẩn lạc
sau5 ngày
nuôi cấy
(cm)
Khoảng
thích ứng
pH
Khả năng
kháng kháng
sinh
Khoảng nhiệt
độ thích ứng
(
36
48
3,0
3,5
4,0
1,3
2,0
2,5
0,5
1,1
0,4
0,9
1,2
1,0
0,5
1,2
1,0
4 - 9
4 - 8
5 - 9
5 - 8
5 - 8
4 - 9
5 - 8
5 - 9
4 - 7
5 - 8
5 - 8
4 - 9
5 - 8
28 - 50
35 - 55
Ghi chú: 300, 500, 800, 1000 là các nồng độ Streptomyxin/1 lil môi trờng nuôi cấy
.
Sản xuất chế phẩm vi sinh vật từ các tổ hợp VSV đ tuyển chọn
- Giống Vi sinh vật: Giống Vi sinh vật đợc nhân trên môi trờng đặc đối với
(Nấm + Xạ khuẩn), đối với Vi khuẩn đợc nhân trên môi trờng dịch thể trên
máy lắc 150 vòng/phút (48-72 giờ tuỳ từng chủng).
- Chất mang: Chất mang là môi trờng để VSV sống, tồn tại và phát triển trong
một thời gian nhất định. Chất mang đợc chúng tôi sử dụng là hỗn hợp chất hữu
cơ gồm cám trấu, gạo, mùn ca, than bùn và một số phụ gia.
Hỗn hợp chất mang phải đợc tiệt trùng ở 121
0C
qua 1 giờ, sau đó để nguội và
tiến hành sản xuất chế phẩm VSV đợc thực hiện theo sơ đồ 1. 11
Kết quả phân tích một số chỉ tiêu dinh dờng trong chất mang.
Chỉ tiêu phân tích Đơn vị tính Kết quả phân tích
Độ xốp % 67,9
Độ ẩm % 37,3
OM % 23,5
pH
KCl
7,0
N % 1,09
P
2Chủng giống VSV
Nhóm I (Vi khuẩn) Nhóm II (nấm, xạ khuẩn)
Từng chủng đợc nhân
sinh khố riêng rẽ ở
dạng dịch thể trong 48
giờ trên máy lắc
150 vòn
g/phút
Từng chủng đợc nhân
sinh khối riêng rẽ ở
dạng khuẩn lạc bào tử
trên môi trờng đặc
trong vòng 120 giờ.
Phối trộn ủ sinh khối
trong vòng 1 tuần
Chế phẩm Nấm, Xạ
khuẩn dạng chất mang
Chế phẩm vi sinh vật dạng
lỏng (Dịch thể)
Hỗn hợp chất mang (gồm
mùn ca, cám gạo)
đã xử lý tiệt trùng ở 121
0C
trong vòng 30 phút, có bổ
sun
Độ xốp %
45,3 57,1 58,6 54,8 59,3 56 71,3 72,5 71,9 74,2
OM %
16,7 20,8 22,0 21,1 23,8 19,3 28,3 30,1 27,9 29,5
N %
0,12 0,23 0,37 0,25 0,39 0,25 0,67 0,71 0,62 0,69
P
2
O
5
ts %
0,35 0,5 0,57 0,53 0,60 0,42 0,95 0,97 0,94 0,99
K
2
Ots %
0,27 0,4 0,45 0,42 0,47 0,31 0,76 0,78 0,75 0,81
P
2
O
5
dt mg/100g
112,8 245,3 250,5 249,1 252,7 175,9 518,0 527,2 523,3 529,5
K
2
Otrđ mg/100g
45,7 71,1 72,9 68,7 74,9 67,7 142,5 146,9 141,2 150,0
VKTS x10
7
tế bào
24,6 48,2 50,3 47,2 53,1 30,2 95,1 97,1 94,8 97,9
2
O
5
=0,62%). Hàm lợng
kali tổng số (K
2
O%) đạt cao nhất là CT5 (K
2
O=0,71%), cho thấp nhất là CT4
(K
2
O =0,75%). Hàm lợng P
2
O
5
dễ tiêu và K
2
O trao đổi cho giá trị cao nhất ở CT5
(P
2
O
5
= 529,5 mg/100g phân, K
2
O = 150,0 mg/100g phân) và cho kết quả thấp nhất
ở CT2 (P
2
O
5
= 518,0 mg/100g phân), CT4 (K
VSV đợc tuyển chọn bao gồm:
4 chủng Nấm: N1, N2, N3, N6.
4 chủng Vi khuẩn: VK2, VK4, VK5, VK6.
2 Xạ khuẩn: XK2, XK3.
3. Trong 4 loại chế phẩm VSV đợc tạo ra thì chế phẩm VSV2 và chế phẩm
VSV 4 là tổ hợp của (hỗn hợp Nấm + hỗn hợp Vi khuẩn + hỗn hợp Xạ khuẩn)
cho hiệu quả xử lý rác thải hữu cơ sinh hoạt và phế thải nông nghiệp cao hơn cả.
4. Từ các kết quả nghiên cứu chúng tôi nhận thấy trong 4 tổ hợp VSV đã đợc
tuyển chọn thì có 2 tổ hợp tỏ ra chiếm u thế hơn, chúng cho hiệu quả xử lý rác
thải và phế thải nông nghiệp vợt trội, đó là
- Tổ hợp VSV1 là hỗn hợp của 4 chủng vi khuẩn: VK2, VK4, VK5, VK6.
- Tổ hợp VSV2 là hỗn hợp của 10 chủng (vi khuẩn + nấm + xạ khuẩn) đã tuyển chọn.
14
2.2.3 Xây dựng quy trình xử lý phế thải nông nghiệp và rác thải hữu cơ sinh
hoạt bằng công nghệ vi sinh bán hiếu khí
A. Chuẩn bị nguyên liệu
Nguyên liệu cần thiết để sản xuất ra 1 tấn phân ủ hữu cơ sinh học từ rác thải
sinh hoạt gia đình hoặc phế thải nông nghiệp theo phơng pháp bán hảo khí
Các nguyên liệu dùng để chế biến Số lợng
- Rác thải hữu cơ sinh hoạt hoặc phế thải nông nghiệp
- Nớc
- Chế phẩm vi sinh dùng để xử lý
2-2,5 tấn (khoảng 3 - 3,5m
3
)
250 300 lít
5 lít
- Sản phẩm phân ủ hữu cơ (sau khi ủ) đợc đem hong khô trong điều kiện
sân phơi có mái che.
- Sau khi phơi khô sản phẩm phân ủ ngời ta tiến hành nghiền và sàng các
sản phẩm và thu đợc 2 loại sản phẩm theo kích thớc thô và mịn.
+ Sản phẩm phân hữu cơ ở dạng thô: có thể phải đem ủ lại hoặc đợc dùng
để bón lót trực tiếp ra ruộng cho cây trồng.
+ Sản phẩm phân hữu cơ dạng mịn: đợc đóng vào bao đem bón ngay cho các
loại cây trồng hoặc đợc phối trộn bổ sung thêm những dòng vi sinh vật hữu ích.
15
Sơ đồ 1:
Quy trình xử lý rác thải hữu cơ sinh hoạt và phế thải nông
nghiệp thành phân hữu cơ sinh học theo kiểu bán hiếu khí
sinh vật
Đem phơi
sàng
Nghiền
Rác thải sinh hoạt và phế thải nông nghiệp
Copyright: Tài liệu đại học ©