Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất phân compost quy mô hộ gia đình tại thành phố Đà Nẵng

Xuất phát từ cơ sở lý luận và thực tiễn trên tôi tiến hành chọn đề tài “Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất phân compost quy mô hộ gia đình tại Thành Phố Đà Nẵng” nhằm nâng cao ý thức

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA SINH – MÔI TRƯỜNG



LƯU THỊ KIM OANH

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT PHÂN COMPOST QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH

TẠI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Đà Nẵng – Năm 2018

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA SINH – MÔI TRƯỜNG



LƯU THỊ KIM OANH

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT PHÂN COMPOST QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH

TẠI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên và môi trường

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

TS KIỀU THỊ KÍNH

Đà Nẵng – Năm 2018

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong khóa luận là trung thực và chưa từng được ai

công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả khóa luận

Lưu Thị Kim Oanh

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành

đến TS Kiều Thị Kính - người đã trực tiếp hướng dẫn em trong suốt thời gian thực

hiện đề tài

Em xin cảm ơn đến các thầy, cô giáo trong khoa Sinh – Môi trường, trường

Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng đã tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện cho em học

tập, nghiên cứu và hoàn thành khóa luận

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH ẢNH

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 3

3 Ý nghĩa khoa ho ̣c và thực tiễn đề tài 3

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT PHÂN COMPOST TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 4

1.1.1 Tình hình nghiên cứu và sản xuất phân compost trên thế giới 4

1.1.2 Tình hình nghiên cứu và sản xuất phân compost tại Việt Nam 9

1.2 PHÂN COMPOST VÀ CÁC THÔNG SỐ QUAN TRỌNG 12

1.2.1 Phân compost 12

1.2.2 Nguyên liệu 13

1.2.3 Các thông số kiểm soát trong quá trình làm phân compost 13

CHƯƠNG II ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18

2.1 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU 18

2.1.1 Đối tượng 18

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 19

2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 19

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19

2.3.1 Phương pháp nghiên cứu tài liệu 19

2.3.2 Phương pháp điều tra, phỏng vấn 20

2.3.3 Phương pháp nghiên cứu thực đi ̣a 20

2.3.4 Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm 20

2.3.5 Phương pháp xử lý số liệu 20

CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 21

3.1 KẾT QUẢ ĐIỀU TRA KHẢO SÁT HỘ GIA ĐÌNH 21

3.1.1 Lượng rác thải sinh hoa ̣t phát sinh hàng ngày trong gia đình 21

3.1.2 Lượng rác thải hữu cơ trong gia đình 21

3.1.3 Cách thức xử lý rác hữu cơ của các hô ̣ gia đình 22

3.1.4 Lý do các hô ̣ dân không làm phân compost 23

3.1.5 Những khó khăn trong quá trình ủ phân của các hô ̣ gia đình 23

3.2 XÂY DỰNG QUY TRÌNH Ủ PHÂN QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH VÀ NHỮNG LƯU Ý KHI LÀM PHÂN 24

3.3 KẾT QUẢ DIỄN BIẾN NHIỆT ĐỘ, PH VÀ ĐỘ ẨM KHI LÀM THỰC NGHIỆM 28

3.3.1 Kết quả so sánh đô ̣ phân hủy rác giữa hai men vi sinh balasa và bima 28

3.3.2 Kết quả làm phân compost tại trại thực nghiệm 30

3.4 KẾT QUẢ BIỂU DIỄN NHIỆT ĐỘ VÀ PH KHI TRIỂN KHAI TẠI 5 HỘ GIA ĐÌNH 32

3.5 KẾT QUẢ GIẢM LƯỢNG RÁC THẢI HỮU CƠ CỦA 5 HỘ GIA ĐÌNH 34

3.6 KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ HÀNH VI TRONG QUÁ TRÌNH LÀM PHÂN CỦA 5 HỘ GIA ĐÌNH 35

3.7 KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ HÀNH VI CỦA 5 HỘ GIA ĐÌNH SAU KHI ÁP DỤNG SẢN XUẤT PHÂN COMPOST 37

3.8 GIẢI PHÁP 38

3.8.1 Giải pháp nâng cao nhận thức người dân 38

3.8.2 Giải pháp huy động sự tham gia của cộng đồng 41

3.8.3 Giải pháp khoa học công nghệ 41

CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 42

4.1 KẾT LUẬN 42

4.2 KIẾN NGHỊ 43

TÀI LIỆU THAM KHẢO 44

DANH MỤC VÀ HÌNH ẢNH THỰC TẾ 46

DANH MỤC BẢNG

Số hiệu

bảng

Bảng 1.1 Các thông số quan tro ̣ng trong quá trình làm phân hữu cơ

hiếu khí

13

Bảng 2.1 Phương pháp phân tích các mẫu nguyên liệu 17 Bảng 3.1 Khối lượng từng loại nguyên liệu trong 23kg hỗn hợp ủ 27 Bảng 3.2 Nguyên liệu đầu vào trong thùng ủ khi so sánh 2 men vi

Bảng 3.9 Đánh giá hành vi của 5 hộ gia đình sau khi áp dụng sản

xuất phân compost

37

đình

24

Hình 3.6 Quy trình ủ phân compost quy mô hộ gia đình 25

Hình 3.9 Sơ đồ biểu diễn nhiê ̣t đô ̣ giữa hai men vi sinh bima và

Hình 3.16 Biểu đồ biểu diễn pH giữa 5 hộ 33

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong xu thế phát triển kinh tế xã hội, với tốc độ đô thị hoá ngày càng tăng

và sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp, dịch vụ, du lịch…kéo theo mức sống của người dân càng cao đã làm nảy sinh nhiều vấn đề mới, nan giải trong công tác bảo vệ môi trường và sức khoẻ của cộng đồng dân cư Lượng chất thải phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt của con người ngày một nhiều hơn, đa dạng hơn về thành phần và độc hại hơn về tính chất Rác thải đã và đang gây ô nhiễm môi trường trầm trọng [1]

Theo số liệu thống kê của Tổng cục Môi trường (Bộ TN&MT) hiện nay tổng lượng chất thải rắn sinh hoạt tại Việt Nam ước tính khoảng 12,8triệu tấn /1năm, trong đó khu vực đô thị là 6,9 triệu tấn/1năm (chiếm 54%) lượng chất thải rắn còn lại tập trung tại các huyện lỵ, thị xã thị trấn Dự báo tổng lượng chất thải rắn sinh hoạt đô thị đến năm 2020 sẽ là khoảng 35,2 triệu tấn/ 1năm, năm 2025 51,7 triệu tấn trong đó lượng rác thải hữu cơ chiếm 55% đến 77% [16]

Hình 0.1 Biểu đồ thành phần CTRSH tại một số tỉnh, thành phố năm 2010

Nguồn: JICA 3/2011

Như vậy với lượng gia tăng chất thải rắn sinh hoạt như trên thì nguy cơ ô

nhiễm môi trường và tác động tới sức khỏe cộng đồng là rất đáng báo động Trong

Hải Phòng (Tràng Cát)

Hải Phòng (Đình Vũ)

Huế (Thủy Phương)

Đà Nẵng (Liên Chiểu)

HCM (Đa Phước)

HCM (Phước Hiệp)

Bắc Ninh (Thị trấn Hồ)

khi đó, công tác xử lý chất thải rắn đô thị ở Việt Nam hiện nay chủ yếu vẫn là chôn lấp Có tới 85% đô thị từ thị xã trở lên sử dụng phương pháp chôn lấp chất thải không hợp vệ sinh [2] Cụ thể là toàn quốc có 98 bãi chôn lấp chất thải tập trung đang vận hành, nhưng mới có 16 bãi được coi là chôn lấp hợp vệ sinh Các bãi chôn lấp không hợp vệ sinh phần lớn là bãi rác tạm, lộ thiên, không có hệ thống thu gom,

xử lý nước rỉ rác, đang là nguồn gây ô nhiễm môi trường

Bên cạnh đó, hiện nay việc sử dụng phân bón hóa học gây ảnh hưởng không nhỏ đến môi trường và con người Không chỉ làm cho cây trồng bộc phát mạnh mẽ nhưng không duy trì hiệu quả được lâu Ngoài ra chúng còn để lại những tồn dư dưới các dạng muối trong đất gây nên những hậu quả có thể kể như sau: Ngăn cản cây trồng hấp thụ những dưỡng chất cần thiết, tiêu diệt các loại vi sinh vật hữu ích cần thiết cho cây trồng Phân bón hóa học có thể gây nguy hiểm và độc hại cho sức khỏe của con người thông qua thực phẩm

Đối với Đà Nẵng theo kết quả điều tra dân số năm 2015 thì Đà Nẵng đã có 1.047 triệu người, cùng lúc đó Theo thống kê của Công ty Môi trườ ng đô thi ̣ Đà Nẵng, hiện trung bình mỗi ngày có khoảng 700 tấn chất thải trong đó rác hữu cơ chiếm 70% và sau khi thu gom đều được xử lý bằng công nghệ chôn lấp hợp vệ sinh nhưng Bãi rác Khánh Sơn hiện đã lấp đầy 3/5 hộc chôn lấp rác thải đô thị Theo quy hoạch, bãi rác này sẽ đóng cửa vào năm 2020 [3].Mặc khác theo thống kê

củ a Cây Xanh Đô Thi ̣ Đà Nẵng thì năm 2011 có 348.000 cây xanh đô thị được kiểm đếm có đến hơn 243.000 cây xanh trong nhà và vườn của người dân, chiếm 65,81% cây xanh đô thị Sở Xây dựng cũng cho biết diện tích cây xanh đường phố chỉ chiếm 19,24% tổng diện tích đô thị Đến thời điểm hiê ̣n ta ̣i thì số lượng người dân trồng cây trong nhà, trồng trong thùng xốp và trên sân thượng ngày mô ̣t tăng lên và nhu cầu sử dụng phân cũng theo đó mà tăng lên

Xuất phát từ cơ sở lý luận và thực tiễn trên tôi tiến hành chọn đề tài “Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất phân compost quy mô hộ gia đình tại Thành Phố Đà Nẵng” nhằm nâng cao ý thức người dân về việc quản lý rác thải, giảm

lượng rác thải ra bãi rác đồng thời giúp người dân tiết kiệm được kinh phí và có được nguồn dinh dưỡng bón cho cây an toàn

2 Mục tiêu nghiên cứu

+ Làm phân hữu cơ tại một số hộ thí điểm để tạo điều kiện mở rộng cho các

đề tài sau này

3 Ý nghi ̃a khoa ho ̣c và thực tiễn đề tài

+ Tìm được những vấn đề còn tồn tại trong sản xuất phân compost quy mô

hộ gia đình

+ Số lượng hô ̣ gia đình biết và áp du ̣ng sản xuất phân nhiều hơn

+ Nâng cao ý thức người dân về việc quản lý rác thải, giảm lượng rác thải ra bãi rác

+ Tiết kiệm được kinh phí và có được nguồn dinh dưỡng bón cho cây an toàn

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT PHÂN COMPOST TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM

1.1.1 Tình hình nghiên cứu và sản xuất phân compost trên thế giới

Lịch sử quá trình ủ compost đã có từ rất lâu, ngay từ khi khai sinh của nông nghiệp hàng nghìn năm trước Công nguyên, ghi nhận tại Ai Cập từ 3.000 năm trước Công nguyên như là một quá trình xử lý chất thải nông nghiệp đầu tiên trên thế giới Người Trung Quốc đã ủ chất thải từ cách đây 4.000 năm, người Nhật đã sử dụng compost làm phân bón trong nông nghiệp từ nhiều thế kỷ Tuy nhiên đến năm 1943, quá trình ủ compost mới được nghiên cứu một cách khoa học và báo cáo bởi giáo sư người Anh, Sir Albert Howard thực hiện tại Ấn Độ [4] Đến nay đã có nhiều tài liệu viết về quá trình ủ compost và nhiều mô hình công nghệ ủ compost quy mô lớn và quy mô hộ gia đình được phát triển trên thế giới

a Ủ phân compost theo quy mô lớn

Tại Đông Nam Á, Singapo là nước đầu tiên áp dụng thành công trong quản

lý CTR để BVMT Chính phủ Singapo đang yêu cầu tăng tỷ lệ tái chế thông qua phân loại rác tại nguồn từ các hộ gia đình, các chợ, các cơ sở kinh doanh để giảm chi ngân sách cho Nhà nước Các quốc gia còn lại đang trong quá trình tìm kiếm hoặc triển khai mới mô hình quản lý CTR Tại Bangkok, việc phân loại rác tại nguồn chỉ mới thực hiện được tại một số trường học và một số quận trung tâm để tách ra một số loại bao bì dễ tái chế, lượng rác còn lại vẫn đang phải chôn lấp, tuy nhiên được ép chặt để giảm thể tích và cuốn nilon rất kỹ xung quanh mỗi khối rác

để giảm bớt ô nhiễm Một số công nghệ tái chế rác thải làm phân bón ở các nước như sau [5;16]

Ở các vùng của Mỹ và Canađa có khí hậu ôn đới thường áp dụng phương pháp xử lý rác thải ủ đống tĩnh có đảo trộn như sau: Rác thải được tiếp nhận và tiến hành phân loại, rác thải hữu cơ được nghiền và bổ sung vi sinh vật, trộn với bùn và đánh đống ở ngoài trời Chất thải được lên men từ 8-10 tuần lễ, sau đó sàng lọc và đóng bao [6]

Sơ đồ dây chuyền công nghệ được thể hiện như hình 1.1

Hình 1.1 Sơ đồ công nghệ xử lý rác thải của Mỹ – Canada

Nguô ̀n: Vietnam ossociation for conservation of nature and environment, 2013

Ưu điểm: Thu hồi được sản phẩm làm phân bón, tận dụng được nguồn bùn là các phế thải của thành phố hoặc bùn ao, cung cấp được nguyên liệu tái chế cho các ngành công nghiệp Kinh phí đầu tư và duy trì thấp

Hạn chế: Hiệu quả phân huỷ hữu cơ không cao, chất lượng phân bón được thu hồi không cao vì có lẫn các kim loại nặng trong bùn thải hoặc bùn ao Việc áp dụng mô hình này không phù hợp với khí hậu nhiệt đới tại Việt Nam vì phát sinh

Đóng bao phân bón

Loại bỏ tạp chất không hữu cơ

Nghiền hữu cơ

nước rỉ rác, không đảm bảo được VSMT, ảnh hưởng đến nguồn nước mặt và nước ngầm Diện tích đất sử dụng quá lớn

Công nghệ phổ biến nhất của Đức là xử lý rác đi đôi với thu hồi khí sinh học

và phân bón hữu cơ vi sinh, cụ thể như sau: Rác thải ở các gia đình đã được phân loại, ở những nơi công cộng phân loại chưa triệt để, được tiếp nhận và tiến hành phân loại tiếp Rác hữu cơ được đưa vào các thiết bị ủ kín dưới dạng các thùng chịu

áp lực cùng với thiết bị thu hồi khí sinh ra trong quá trình lên men phân giải hữu cơ [6]

Hình 1.2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý rác thải sinh hoạt của CHLB Đức Nguô ̀n: Vietnam ossociation for conservation of nature and environment, 2013

Ưu điểm: Xử lý triệt để, đảm bảo VSMT, thu hồi sản phẩm là khí đốt có giá trị cao, phục vụ cho các ngành công nghiệp ở khu lân cận nhà máy Thu hồi phân

Nạp khí

Tiếp nhận rác thải sinh hoạt

Phân loại

Chôn lấp chất

trơ

Hút khí

Lọc

bón có tác dụng cải tạo đất, cung cấp nguyên liệu tái chế cho các ngành công nghiệp

Hạn chế: Đòi hỏi kinh phí đầu tư lớn và kinh phí duy trì cao, chất lượng phân bón thu hồi không cao

Tại Trung Quốc thường áp dụng công nghệ trong các thiết bị kín Rác được tiếp nhận, đưa vào thiết bị ủ kín (hầm ủ) sau 10-12 ngày, hàm luợng các khí H2S, CH4, SO2 giảm được đưa ra ngoài ủ chín Sau đó mới tiến hành phân loại, chế biến thành phân bón hữu cơ [6]

Hình 1.3 Công nghệ xử lý rác thải sinh hoạt Trung Quốc Nguô ̀n: Vietnam ossociation for conservation of nature and environment, 2013

30 đến 40◦C trong thời gian từ 5 đến 10 ngày

Ủ chính, độ ẩm 40%, thời gian từ 15 đến

20 ngày Sàng phân loại theo kích thuớc

Thiết bị chứa có bổ sung vi sinh vật, thu nước thải trong thời gian 10 đến 12 ngày

Tiếp nhận rác thải

Ưu điểm: Rác được ủ từ 10-12 ngày đã giảm mùi của khí H2S, sau đó mới đưa ra ngoài xử lý, góp phần giảm nhẹ mức độ độc hại đối với người lao động Thu hồi được nước rác, không gây ảnh hưởng tới tầng nước ngầm Thu hồi được sản phẩm tái chế Rác vô cơ khi đưa đi chôn lấp không gây mùi và ảnh hưởng đến tầng nước ngầm vì đã được ôxy hoá trong hầm ủ Thu hồi được sản phẩm làm phân bón

Hạn chế: Chất lượng phân bón không cao, chưa xử lý triệt để các vi khuẩn gây bệnh Thao tác vận hành phức tạp Diện tích hầm ủ rất lớn không được phân loại, diện tích nhà máy lớn Kinh phí đầu tư ban đầu lớn

b Ủ phân compost theo quy mô hộ gia đình

Do lượng rác thải hữu cơ ngày càng nhiều (>80%), với ý thức bảo vệ môi trường và mong muốn có một môi trường sống trong sạch và lành mạnh đồng thời

để giảm lượng rác thải ra bãi rác mà một số nước đang phát triển và phát triển như Thái Lan, Đan Mạch, Malaixia, Canada, Sri Lanka đã đưa việc làm phân compost cho những hộ gia đình với mong muốn vừa cải tạo môi trường vừa tạo ra nguồn dinh dưỡng bón cho cây an toàn Chính phủ các nước khuyến khích người dân tách

FW tại các nguồn ở một số tỉnh, thành phố để tăng cường thực hiện 3Rs, nhằm mục đích tăng tỷ lệ sử dụng chất thải hữu cơ lên 50% Hơn nữa, chính phủ của họ đã hợp tác với các tổ chức phi chính phủ (NGOs) quản lý một chương trình làm phân compost bằng cách cung cấp miễn phí thùng rác thải hữu cơ, hướng dẫn và theo dõi cách làm của người dân Trước sự khuyến khích đó thì hầu hết các hộ gia đình đều

áp dụng việc làm phân compost tại nhà, các hộ dân đều ủng hộ nhiệt tình và rất hứng thú với sản phẩm làm ra và số lượng hộ gia đình ủ đã tăng đáng kể và đã tạo

ra một câu chuyện thành công và du khách các nước đến học hỏi kinh nghiệm Tuy nhiên, sau một thời gian bất chấp sự thành công bước đầu và công khai, hoạt động phân compost đã giảm, hộ dân cho rằng việc làm phân này rất tốn thời gian và một

số hộ đã gặp vấn đề về mùi hôi, giòi và nước rỉ Tuy nhiên, với sự can thiệp nhanh chóng từ chính phủ và NGOs mà những vấn đề này đã dần được loại bỏ Mặc dù kết quả không trọn ve ̣n, tuy nhiên tất cả người tham gia đều có kinh nghiệm về việc làm phân compost Họ cũng hài lòng với phân hữu cơ tự sản xuất bởi mình để sử dụng

trong vườn của họ và một số người đã tự tin để chia sẻ và dạy bạn bè của họ những lợi ích của việc ủ phân [14;17;19]

1.1.2 Tình hình nghiên cứu và sản xuất phân compost tại Việt Nam

a Ủ phân compost theo quy mô lớn

Tại Việt Nam hai đơn vị dẫn đầu về nghiên cứu và ứng dụng phân compost

là Viện Công Nghệ Sinh Học Trung Tâm Khoa Học Tự Nhiên Và Công Nghệ Quốc Gia và Viện Khoa Học Kỹ Thuật Nông Ngiệp Việt Nam Bộ Nông Nghiệp Và Phát Triển Nông Thôn Một số mô hình xử lý chất thải rắn đô thị quy mô lớn cũng đã được đầu tư trong những năm gần đây [1] Trong đó có các dự án sử dụng nguồn vốn của Nhà nước và ODA, điển hình như tại Cầu Diễn - TP Hà Nội (năm 2002) áp dụng công nghệ của Tây Ban Nha và tại TP Nam Định (năm 2003) áp dụng công nghệ của Pháp Một số dự án sử dụng nguồn vốn tư nhân đều áp dụng công nghệ trong nước như tại Thủy Phương - TP Huế (năm 2004) áp dụng công nghệ An Sinh

- ASC, tại Đông Vinh - TP Vinh (năm 2005) và TX Sơn Tây - tỉnh Hà Tây (đang chạy thử nghiệm) [1] Trong đó các mô hình công nghệ ủ compost áp dụng ở đây có thể chia thành các loại hình cơ bản như sau:

Mô hình ủ compost hệ thống nửa mở, kiểu chia ô không liên tục tại Cầu Diễn, Nam Định, Thủy Phương Thông thường hệ thống được điều khiển thông khí

tự động Nói chung các mô hình ủ compost kiểu này đều ở cấp độ đơn giản, vẫn còn những nguy cơ phát sinh mùi ô nhiễm do hệ thống chưa khép kín

Mô hình ủ compost kiểu luống động trong nhà kín tại Đông Vinh được thiết

kế hoạt động liên tục, đảo trộn theo chu kỳ ngắn Trong đó hỗn hợp nguyên liệu hữu

cơ đưa tới đâu vào của hệ thống vận chuyển liên tục trong quá trình ủ bằng cách đảo trộn sau cùng sản phẩm được lấy ra ở đầu cuối của hệ thống Toàn bộ quá trình ủ ở đây được thực hiện trong nhà kín có thiết kế thông khí và xử lý khí thải bằng biofilter Luống ủ được thiết kế với kích thước lớn và liên tục giúp tiết kiệm diện tích mặt bằng để vận hành, đây là mô hình công nghệ đơn giản với chi phí đầu tư không lớn Tuy nhiên những vấn đề khó khăn tại đây là hệ thống thiết bị chưa được đầu tư đồng bộ và hiện đại, thiết bị đảo trộn không chuyên dụng có thể làm giảm

hiệu quả khi vận hành, thể tích nhà chứa lớn nên việc thu hồi và xử lý khí thải cũng

là vấn đề phức tạp, dễ ảnh hưởng đến môi trường làm việc bên trong

Mô hình ủ compost trong thiết bị kín kiểu đứng hiện đang nghiên cứu và áp dụng tại TX Tây Sơn theo phân loại là một trong những mô hình hiện đại như các công nghệ của Hoa Kỳ Thiết bị ủ kín kiểu đứng được thiết kế theo nguyên lý hoạt động liên tục, vật liệu ủ được nạp vào hàng ngày qua cửa nạp liệu ở phía trên và tháo liệu từ phía đáy của thiết bị Quá trình ủ diễn biến qua các giai đoạn theo chiều đứng của thiết bị, việc thông khí trong quá trình ủ compost được hỗ trợ nhờ hệ thống các ống phân phối đều bên trong thiết bị Quạt hút bố trí ở phía trên tạo sự chênh lệch áp suất, nhờ đó khối ủ compost cũng được thông khí dọc theo chiều đứng của thiết bị và theo hướng đối lưu từ dưới lên trên Toàn bộ khí thải quá trình

ủ compost được thu hồi và xử lý bằng biofiler giúp bảo vệ môi trường tốt hơn Loại

mô hình này có ưu điểm thuận tiện trong việc vận hành tự động giảm yêu cầu diện tích nhà xưởng bởi tận dụng chiều cao thiết bị [7]

b Ủ phân compost theo quy mô hộ gia đình

Ngoài việc ủ phân compost quy mô lớn thì tại Việt Nam cũng đang áp dụng những phương thức ủ phân tại gia, dễ làm Tại xã Lịch Hội Thượng, huyện Long Phú tỉnh Sóc Trăng thực hiện dự án phân compost do tổ chức Care tài trợ Rác thải được phân loại, rác hữu cơ được cho vào bể ủ (mỗi bể chứa từ 800-850kg) có bổ sung chế phẩm vi sinh EM, sau 55 ngày sẽ có nguồn phân compost bón rất tốt cho cây trồng Cũng tại miền Nam, Xã Hữu Định- huyện Châu Thành, tỉnh Bến Tre, mô hình xử lý phân compost tại nhà do Hội liên hiệp phụ nữ huyện Châu Thành phối hợp phòng TN&MT triển khai thực hiện từ tháng 5/2011 đang phát huy hiệu quả Mỗi hộ gia đình có những thùng rác để phân loại rác vô cơ và hữu cơ Thùng rác để

ủ phân compost thường bằng nhựa thể tích khoảng 140l khoang có nhiều lỗ nhỏ, để thoát không khí có một cửa phía dưới để lấy phân thành phẩm ra ngoài Theo đó, hàng ngày, các loại rác thải sinh hoạt trong gia đình được thu gom và phân loại Lá cây, cỏ khô , cơm thừa cá cặn và rau quả hư hỏng…sẽ được cho vào thùng, đậy kín nắp Cứ thế sau khoảng 60 ngày, rác thải sẽ được các loại vi sinh vật phân hủy biến thành phân compost Qua khảo sát đa số các hộ đã sử dụng thùng rác compost đều

tin tưởng và phấn khởi với hiệu quả mà mô hình mang lại Qua thực tế người dân nhận thấy rằng dùng loại phân này để bón rau màu các loại rất hiệu quả, ít sâu bệnh tấn công gây hại; bón cho cây ăn trái thì thấy cây phát triển nhanh, trái to và bóng Trong khi phân hóa học sử dụng lâu năm có thể làm chai đất, còn phân compost có tác dụng làm cho đất tơi xốp, tăng độ phì nhiêu và màu mỡ, vì thế nó mang lại hiệu quả kinh tế và giảm chi phí sản xuất cho nông dân

Đối với phố cổ Hội An, từ đầu năm 2010, Phòng TN&MT Hội An đã triển khai “Dự án xử lý rác thải nhà bếp” nhằm tái sử dụng một lượng rác thải, tạo phân bón phục vụ sản xuất nông nghiệp Tiếp sau đó, từ cuối năm 2012 đến nay, thí nghiệm đã được mở rộng tại 400 hộ có vườn trên địa bàn thành phố Hiện thành phố triển khai thực hiện việc xử lý rác thải nhà bếp cho 400 hộ gia đình Kết quả ban đầu khá khả quan, tuy nhiên, yêu cầu đặt ra là dự án phải được thực hiện đúng quy trình từ khâu thu gom đến khâu xử lý Hơn nữa, cũng cần phải đưa vào định hướng chiến lược phát triển kinh tế - xã hội, văn minh đô thị của từng xã, phường và thành phố trong thời gian đến

Ta ̣i Đà Nẵng: Ta ̣i phường Nam Dương đã thực hiê ̣n mô hình phân loa ̣i rác

tại nguồn, tiếp theo là 9 phường cho 2000 hô ̣ dân với thời gian 2 tháng từ 7/2007 và 8/2007-9/2007 do Urenco Đà Nẵng tổ chức với kinh phí do cu ̣c BVMT

6/2007-và tổ chức JICA Sau khi thực hiê ̣n thì người dân rất ủng hô ̣ chương trình này, tuy nhiên do khó khăn về hê ̣ thống thu gom nên người dân còn hoài nghi về chương trình này, và hiê ̣n ta ̣i thì chương trình đã dừng la ̣i do không có kinh phí và chất thải sau khi phân loại được thu gom cùng nhau, không có thiết bi ̣ xử lý ki ̣p thời [8]

Cũng tại Đà Nẵng sáng ngày 12/1/2017, tại phòng họp UBND phường Khuê Trung đã tổ chức hội nghị sơ kết và giới thiệu mô hình thí điểm “ Ủ phân compost quy mô hộ gia đình” do Sở Tài Nguyên và Môi Trường thành phố và UBND phường Khuê Trung tổ chức thí điểm tại tổ dân phố 169 phối hợp tổ chức Qua gần

6 tháng thực hiện, chương trình thí điểm phân loại rác tại nguồn, dùng rác hữu cơ “

Ủ phân compost hộ gia đình” với 30 hộ gia đình thuộc tổ dân phố 169 phường Khuê Trung thực hiện đã đạt được nhiều kết quả khả quan, dần dần đã tạo được thói quen phân loại rác của người dân, góp phần nâng cao ý thức của người dân trong việc bảo

vệ môi trường, hạn chế rác thải ra môi trường, dùng rác hữu cơ tái chế thành vi sinh bón cây trồng xung quanh nhà Tuy nhiên dự án đã dần giảm sút vì việc đặt thùng ủ phân tại một số hộ gia đình có diện tích nhỏ rất khó thực hiện bởi vị trí đặt thùng sao cho phù hợp, thùng xốp dùng làm ủ phân vi sinh tại một số gia đình đã bị chuột phá hủy

Nhìn chung sản xuất phân compost ở nước ta hiện nay đã khá phổ biến, tuy nhiên đối với quy mô hộ gia đình lại ít được áp dụng, và sự ủng hộ hợp tác từ chính phủ còn hạn chế Do đó, việc nhân rộng sản xuất phân compost quy mô hộ gia đình tại Đà Nẵng có ý nghĩa hết sức to lớn trong bối cảnh lượng rác thải ồ ạt như hiện nay

1.2 PHÂN COMPOST VÀ CÁC THÔNG SỐ QUAN TRỌNG

1.2.1 Phân compost

Theo Haug, 1993, compost và composting được định nghĩa như sau:

- Compost: là sản phẩm của quá trình chế biến compost, đã được ổn định

dinh dưỡng, không chứa các mầm bệnh, không lôi kéo các côn trùng, có thể được lưu trữ an toàn và có lợi cho sự phát triển của cây trồng

- Composting: là quá trình phân hủy sinh học và ổn định của chất hữu cơ

dưới điều kiện nhiệt độ thermorpholic Kết quả của quá trình phân hủy sinh học tạo

ra nhiệt, sản phẩm cuối cùng không mang mầm bệnh và có ích trong việc ứng dụng

cho cây trồng Quá trình composting được chia làm 3 giai đoạn:

+ Giai đoạn 1: Giai đoạn phân hủy

Tại giai đoạn này các chất dễ phân hủy sinh học trong nguyên liệu ủ như carbohydrate, protein, chất béo sẽ bị phân hủy Đồng thời tại quá trình này nhiệt độ

sẽ tăng lên đến khoảng 50-70oC làm vi trùng gây bệnh hầu hết bị tiêu diệt

+ Giai đoạn 2: Giai đoạn chuyển đổi

Khi nhiệt độ giảm xuống còn 40oC giai đoạn chuyển đổi bắt đầu Tại giai đoạn này nấm/xạ khuẩn hoạt động tích cực Chúng sẽ phân hủy các thành phần khó phân hủy như cành, lá cây

+ Giai đoạn 3: Giai đoạn ổn định

Nhiệt độ sẽ duy trì trong khoảng dưới 30oC Đây là giai đoạn cuối cùng của quá trình phân hủy hiếu khí, tiến hành duy trì giai đoạn trong khoảng thời gian

25 ngày Tại đây các sinh vật như: Đẳng túc sẽ hoạt động tích cực, chúng nghiền nhỏ và trộn lẫn các thành phần hữu cơ và chất khoáng của phân compost

1.2.2 Nguyên liệu

Nguyên liệu dùng làm phân bón compost hiện nay chủ yếu từ nguồn rác hữu cơ đô thị với thành phần có thể làm phần compost như sau:

- Các loại rau hư hỏng như: rau xà lách, rau mồng tơi, rau dền,

- Các loại quả thân mềm như: chuối, đu đủ, mận,

Trong lựa chọn nguyên liệu cần lưu ý đến các yếu tố sau:

- Tỉ lệ cơ chất C/N là thông số dinh dưỡng quan trọng nhất

- Kích thước nguyên liệu

- Độ ẩm của hỗn hợp

1.2.3 Các thông số kiểm soát trong quá trình làm phân compost

Ba ̉ng 1.1 Các thông số quan trọng trong quá trình làm phân hữu cơ hiếu khí

1 Kích

thướt

Quá trình ủ đa ̣t hiê ̣u quả tối ưu khi kích thước CTR khoảng 25 – 75mm

2 Tỷ lê ̣ C/N Tỷ lê ̣ C/N tối ưu dao đô ̣ng trong khoảng 25 – 50

Ở tỷ lê ̣ thấp hơn, dư NH3, hoạt tính sinh ho ̣c giảm Ở tỷ lê ̣ cao hơn, chất dinh dưỡng bi ̣ ha ̣n chế

3 Pha trộn Thờ i gian ủ ngắn hơn

4 Độ ẩm Nên kiểm soát trong pha ̣m vi 50 - 60% trong suốt quá trình ủ Tối

ưu là 55%

5 Đảo trô ̣n Nhằm ngăn ngừa hiê ̣n tượng khô, đóng bánh và sự ta ̣o thành các

rảnh khí, trong quá trình làm phân hữu cơ, CTR phải được xáo trộn đi ̣nh kỳ

Tần suất đảo trô ̣n phu ̣ thuô ̣c vào quá trình thực hiê ̣n

6 Nhiệt đô ̣ Nhiệt đô ̣ phải được duy trì trong khoảng 50 - 55C đối với mô ̣t

Thông số Gia ́ tri ̣

vài ngày đầu và 55 - 60𝑜C trong những ngày sau đó Trên 66C, hoạt tính vi sinh vâ ̣t giảm đáng kể

7 Kiểm soát

mầm bê ̣nh

Nhiệt đô ̣ 60 - 70C, các mầm bê ̣nh bi ̣ tiêu diê ̣t

8 Nhu cầu về

không khí

Lượng oxy cần thiết được tính toán dựa trên cân bằng tỷ lượng Không khí chưa oxy cần thiết phải được tiếp xúc đều với tất cả

các phần của CTR làm phân

9 pH Tối ưu 7-7,5 Để ha ̣n chế sự bay hơi Nitơ dưới da ̣ng NH3, pH

không vượt quá 8,5

10 Mứ c đô ̣

phân hủ y

Đánh giá sự giảm nhiê ̣t đô ̣ vào thời gian cuối

11 Diện tích

đất yêu cầu

Công suất 50 tấn/ ngày cần khoảng 0,6 - 0,8 hecta đất

Nguô ̀n: Tchobanoglous và cộng sự, 1993

Ki ́ch thước ha ̣t: Kích thước ha ̣t ảnh hưởng lớn đến tốc đô ̣ phân hủy Quá

trình phân hủy hiếu khí xảy ra trên bề mă ̣t ha ̣t, ha ̣t có kích thước nhỏ sẽ có tổng diê ̣n

tích bề mă ̣t lớn nên sẽ tăng diê ̣n tích tiếp xúc với oxy, gia tăng vâ ̣n tốc phân hủy Tuy nhiên, nếu kích thước ha ̣t quá nhỏ sẽ và chă ̣t làm ha ̣n chế sự lưu thông khí trong đống ủ, điều này sẽ làm giảm oxy cần thiết cho các vi sinh vâ ̣t trong đống ủ và

làm giảm mức đô ̣ hoa ̣t đô ̣ng của vi sinh vâ ̣t Ngược la ̣i, ha ̣t có kích thước quá lớn sẽ

có đô ̣ xốp cao và ta ̣o ra các rãnh khí làm cho sự phân bố khí không đều, không có

lợi cho quá trình chế biến phân hữu cơ

Đường kính ha ̣t có thể dao đô ̣ng từ 25 – 75mm Ta có thể đa ̣t được kích thướt tối ưu bằng cách cắt, nghiền và sàng lo ̣c vâ ̣t liê ̣u thô ban đầu

Ty ̉ lê ̣ C/N: Có rất nhiều nguyên tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy do vi

sinh vật, trong đó cacbon và nitơ là cần thiết nhất, tỷ lê ̣ C/N là thông số dinh dưỡng quan trọng nhất; quan tro ̣ng kế tiếp là nguyên tố photpho (P); lưu huỳnh (S); canxi (Ca) Khoảng 20 % - 40% của chất thải hữu cơ cần thiết cho quá trình đồng hóa thành tế bào mới, phần còn la ̣i chuyển hóa thành CO2 Cacbon cung cấp năng lượng

và sinh khối cơ bản để ta ̣o ra khoảng 50% khối lượng tế bào vi sinh vâ ̣t Nitơ là thành phần chủ yếu của protein, axit amin, enzym, co-enzym cần thiết cho sự phát triển và hoa ̣t đô ̣ng của tế bào Tỷ lê ̣ C/N dao đô ̣ng tốt nhất từ 20 - 50 Ở mức tỷ lê ̣ thấp hơn, nitơ sẽ thừa và sinh ra khí NH3, gây mù i khai Ở mức tỷ lê ̣ cao hơn ha ̣n chế sự phát triển vi sinh vâ ̣t do thiếu N

Ba ̉ng 1.2 Tỷ lê ̣ C/N của chất thải

STT Chất tha ̉ i N

(% khối lươ ̣ng khô)

Ty ̉ lê ̣ C/N

Nguô ̀n: Chongrak, 1996, Tchobanoglous và cộng sự, 1993

Đô ̣ ẩm: Là mô ̣t yếu tố cần thiết cho hoa ̣t đô ̣ng của vi sinh vâ ̣t trong quá trình

chế biến phân hữu cơ Vì nước cần thiết cho quá trình hòa tan chất dinh dưỡng vào nguyên sinh chất của tế bào Đô ̣ ẩm tối ưu cho quá trình ủ phân CTR nằm trong khoảng 50% - 60% Nếu đô ̣ ẩm quá nhỏ (<30%) sẽ ha ̣n chế hoạt đô ̣ng của vi sinh

vật, còn khi đô ̣ ẩm quá lớn (>65%) thì quá trình phân hủy sẽ châ ̣m la ̣i, sẽ chuyển sang chế đô ̣ phân hủy ki ̣ khí vì quá trình thổi khí bi ̣ cản trở do hiện tượng bít kín các khe rỗng không cho khí đi qua, gây mùi hôi gây rò rỉ chất dinh dưỡng và lan truyền

vi sinh vật gây bê ̣nh

+ Tuần hoàn nước rĩ

-Ta có thể kiểm tra đô ̣ ẩm bằng cách sau:

+Nếu bóp thấy nước rỉ ra ngoài kẻ tay là thừa nước, cần bổ sung thêm lá cỏ khô, rơm rạ để điều chỉnh độ ẩm

+ Nếu bóp thấy rác dính chặt thì độ ẩm đạt yêu cầu

+ Nếu bóp thấy rác không dính chặt (bời rời) thì không đủ nước, cần bổ sung thêm nước

Nhiê ̣t đô ̣: Nhiê ̣t đô ̣ trong khối ủ là sản phẩm phu ̣ của sự phân hủy các hợp

chất hữu cơ bởi vi sinh vâ ̣t, phu ̣ thuô ̣c vào kích thước của đống ủ, đô ̣ ẩm, không khí

và tỷ lê ̣ C/N, mức đô ̣ xáo trộn và nhiê ̣t đô ̣ môi trường xung quanh

Nhiệt đô ̣ là mô ̣t yếu tố quan tro ̣ng ảnh hưởng đến hoa ̣t tính của vi sinh vâ ̣t trong quá trình chế biến phân hữu cơ và cũng là mô ̣t trong các thông số giám sát và điều khiển quá trình ủ CTR Trong quá trình ủ nhiê ̣t đô ̣ cần duy trì từ 45-60 trong

vòng mô ̣t tuần, vì ở nhiê ̣t đô ̣ này, quá trình chế biến phân vẫn hiê ̣u quả và mầm

bệnh bi ̣ tiêu diê ̣t

Nhiệt đô ̣ trong đống ủ có thể điều khiển bằng nhiều cách như hiê ̣u chỉnh tốc

đô ̣ thổi khí và đô ̣ ẩm, cô lâ ̣p khối ủ với môi trường bên ngoài bằng cách che phủ

hợp lý

Nhu cầu về không khi ́: Khối ủ được cung cấp không khí từ môi trường

xung quanh để vi sinh vật sử dụng cho sự phân hủy chất hữu cơ, cũng như làm bay hơi nước và giải phóng nhiê ̣t Nếu khí không được cung cấp đầy đủ thì trong khối ủ

có thể có những vùng ki ̣ khí, gây mùi hôi

Lượng không khí cung cấp cho khối phân hữu cơ có thể thực hiê ̣n bằng cách: Đảo trô ̣n, sử du ̣ng ống thông khí, thổi khí

pH: Giá tri ̣ pH nằm trong khoảng 5,5 – 8,5 là tối ưu cho các vi sinh vâ ̣t trong quá trình ủ phân rác Các vi sinh vâ ̣t, nấm, tiêu thu ̣ các hợp chất hữu cơ và thải ra

các axit hữu cơ Trong giai đoa ̣n đầu của quá trình phân hủy rác, các axit này bi ̣ tích

tụ và kết quả làm giảm pH, kìm hãm sự phát triển của nấm và vi sinh vâ ̣t, kìm hãm

sự phân hủy lignin và xenlulo Các axit hữu cơ sẽ tiếp tu ̣c bi ̣ phân hủy trong quá trình ủ phân rác Nếu hê ̣ thống trở nên yếm khí, viê ̣c tích tu ̣ các axit có thể làm giảm

pH xuống 4,5 và gây ảnh hưởng nghiêm tro ̣ng đến hoa ̣t đô ̣ng của vi sinh vâ ̣t

CHƯƠNG II ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

Khung nghiên cứu

2.1 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU

2.1.1 Đối tượng

Rác thải hữu cơ hộ gia đình ta ̣i TP Đà Nẵng

Hộ dân triển khai compost

và những rào cản ảnh hưởng đến việc sản xuất phân compost

- Thời gian:

15/11/2017 -Phương pháp:

1/11-Điều tra, phỏng vấn

Điều tra, phỏng vấn

- Làm phân thực nghiệm và làm phân thí điểm tại

5 hộ dân: Theo dõi và đánh giá chất lượng phân

- Thời gian:

30/3/2018

30/11/2017 Phương pháp:

Nghiên cứu thực địa và phương pháp trong

nghiệm

Tiến hành làm

vi, thái độ trong

và sau khi thực hiện thí điểm và tìm ra các yếu tố rào cản đên việc sản xuất phân compost -Thời gian: 30/11/2017-15/4/2018 -Phương pháp: Quan sát theo dõi kết hợp phỏng vấn sâu

Theo dõi và đánh giá hành

vi

2.1.2 Pha ̣m vi nghiên cứu

Không gian: TP Đà Nẵng

Hình 2.1 Bản đồ khu vực Đà Nẵng

Nguồn: www.Danang.gov.vn, 2015

Thờ i gian: 9/2017 đến 4/2018

2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- Lập phiếu điều tra và phỏng vấn hộ gia đình tại 6 quận và 1 huyện

- Làm thực nghiệm phân compost

- Chọn 5 hộ gia đình để làm thí điểm và quan sát quá trình phân hủy của phân đồng thời quan sát hành vi của người dân

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.3.1 Phương pháp nghiên cứu tài liệu

- Tìm tài liệu về ủ phân compost trên thế giới và Việt Nam

- Ủ phân compost quy mô hộ gia đình

- Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ phân compost, vấn đề còn tồn tại

2.3.2 Phương pháp điều tra, pho ̉ng vấn

- Sử dụng bảng câu hỏi kết hợp với phỏng vấn sâu: phỏng vấn hô ̣ dân, phỏng

vấn tổ trưởng, các cán bô ̣

- Số lượng: 210 hộ

- Nội dung phỏng vấn:

+ Phỏng vấn lượng rác thải hữu cơ hộ gia đình

+ Phỏng vấn những hiểu biết về phân compost

+ Phỏng vấn những lý do không sản xuất phân compost đối với hộ chưa làm + Đối với những hộ đã sản xuất phân compost tìm hiểu những khó khăn trong quá trình ủ phân

2.3.3 Phương pha ́ p nghiên cứu thực đi ̣a

- Quan sát hiện tượng và tốc độ phân hủy phân compost

- Thu thập số liệu và ghi chép trong quá trình làm phân tại 5 hộ gia đình

2.3.4 Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm

Bảng 2.1 Phương pháp phân tích các mẫu nguyên liệu

- Thống kê số liệu thu được bằng phần mềm excel

- Dùng phần mềm excel để vẽ sơ đồ biểu diễn sự thay đổi nhiệt độ, độ ẩm và

pH

CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 KẾT QUẢ ĐIỀU TRA KHẢO SÁT HỘ GIA ĐÌNH

3.1.1 Lươ ̣ng rác thải sinh hoạt phát sinh hàng ngày trong gia đình

Kết quả khảo sát lượng rác thải phát sinh hàng ngày của 210 hộ gia đình tại thành phố Đà Nẵng được thể hiện dưới hình 3.1:

Hi ̀nh 3.1 Lượng rác thải sinh hoạt phát sinh hàng ngày trong gia đình

Trong 210 hộ khảo sát thì số hộ gia đình có lượng rác thải từ 2kg-3kg là cao nhất 81 hộ chiếm 38,57%, số hộ có lượng rác thải từ 1kg-2kg là 73 hộ chiếm 34,76%, số hộ có lượng rác <1kg và >3kg hầu như ít hơn chiếm 24,3% Qua số liệu trên ta có thể thấy lượng rác thải tại hộ gia đình tương đối lớn và việc đưa ra giải pháp để xử lý là điều cấp bách trong thời gian hiện tại

3.1.2 Lươ ̣ng rác thải hữu cơ trong gia đình

Trong lượng rác thải phát sinh hàng ngày thì lượng rác thải hữu cơ luôn chiếm phần lớn, thành phần chủ yếu là thức ăn thừa, rau củ quả, lá cây, cỏ…Kết quả khảo sát lượng rác thải hữu cơ được thể hiện ở hình 3.2: