Kỹ thuật xử lý chất thải rắn - Chuyên đề nhóm 5: Xử lí chất thải rắn bằng phương pháp composting

1 TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA MÔI TRƢỜNG & TÀI NGUYÊN  KỸ THUẬT XỬ LÍ CHẤT THẢI RẮN Chuyên đề nhóm 5: XỬ LÍ CHẤT THẢI RẮN BẰNG PHƢƠNG PHÁP COMPOSTING (Nhóm 4 – Thứ 7 – T123) Danh sách sinh viên thực hiện 1. Nguyễn Thị Minh Anh 2. Dương Thị Mỹ Duyên 3. Võ Thị Thanh Hiền 4. Nguyễn Thụy Vy Hương 5. Vũ Thị Mỹ Linh 6. Trần Thị Ái Nhi 7. Cai Thị Thương Tính GVHD: ThS. LÊ TẤN THANH LÂM TP HCM, 4/2017 2 MỤC LỤC CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 1 CHƢƠNG 2: SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ (PHÂN COMPOST)....................................... 1 2.1 Khái niệm ........................................................................................................................ 1 2.2 Ủ sinh học ........................................................................................................................ 2 2.2.1 Cơ sở lý thuyết của quá trình xử lý bằng phƣơng pháp sinh học ....................... 2 2.2.2 Các chất hữu cơ trong rác thải ............................................................................... 3 2.2.3 Hoạt động của các vi sinh vật trong đống ủ .......................................................... 3 2.2.4 Phƣơng pháp ủ hiếu khí .......................................................................................... 3 2.2.5 Phƣơng pháp ủ kỵ khí ............................................................................................. 5 2.2.6 Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình ủ .................................................................. 6 2.3 Ƣu điểm và nhƣợc điểm của phƣơng pháp ủ sinh học ................................................ 7 CHƢƠNG 3: MÔ HÌNH Ủ PHÂN HỮU CƠ ......................................................................... 8 3.1 Tính toán tỉ lệ phối trộn ................................................................................................. 8 3.2 Phƣơng pháp ủ hiếu khí ................................................................................................. 9 3.1.1 Chuẩn bị và tiến trình ............................................................................................. 9 3.1.2 Mô hình thủy canh tĩnh ........................................................................................... 9 3.3 Phƣơng pháp ủ kỵ khí .................................................................................................. 16 3.3.1 Nguyên liệu và thiết bị ........................................................................................... 16 3.3.2 Cách tiến hành ....................................................................................................... 16 3.3.3 Kết quả theo dõi ..................................................................................................... 17 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN ...................................................................................................... 19 1 CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU Hiện nay, với nhu cầu sử dụng lương thực thực phẩm ngày càng tăng đã tạo điều kiện cho ngành chăn nuôi bò sữa phát triển. Ở Củ Chi hiện nay có tới hơn 60000 con bò sữa, trong đó xã Tân Thạnh Đông là xã có đàn bò sữa lớn nhất thành phố với 20000 con. Bò sữa được nuôi tại hơn 8000 hộ và 3 doanh nghiệp. Thông thường tại các hộ chăn nuôi bò sữa, các chất thải của hoạt động chăn nuôi thường được xả trực tiếp ra ao, hồ hay sông suối đối với các hộ nuôi một vài con bò sữa. Đối với các hộ có lượng bò sữa lớn hơn (khoảng hơn 10 con) thì lượng chất thải chăn nuôi sẽ được thu lại tại bể biogas. Việc sử dụng bể biogas nhằm hạn chế tối đa việc xả ra môi trường tránh gây ô nhiễm đồng thời cũng cấp một lượng khí gas cho sinh hoạt. Tuy nhiên, để hạn chế bớt diện tích xây dựng bể biogas hay làm giảm bớt chi phí cho các hộ chăn nuôi nhỏ lẻ thì quá trình ủ phân hữu cơ cũng là một giải pháp cho nông dân. Vừa tận dụng nguồn chất thải sẵn có, vừa hạn chế được kinh phí lắp đặt bể biogas, vừa có phân bón để phục vụ cho trồng trọt. Mục đích nghiên cứu: - Tìm hiểu các phương pháp ủ phân hữu cơ. - Biết được các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ. - Biết được chất lượng phân sau khi ủ. - Tìm hiểu mô hình trồng thủy canh tĩnh. CHƢƠNG 2: SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ (PHÂN COMPOST) 2.1 Khái niệm 2 Phân hữu cơ (hay còn gọi là compost) là các chất hữu cơ đã được phân hủy và tái chế thành một loại phân bón để cải tạo đất. 2.2 Ủ sinh học Ủ sinh học (quá trình làm phân hữu cơ) có thể coi là quá trình ổn định sinh hóa các chất hữu cơ để thành các chất mùn. Quá trình ủ thực hiện theo hai phương pháp: - Phương pháp ủ hiếu khí - Phương pháp ủ kỵ khí Việc ủ chất thải với thành phần của chất thải chủ yếu là các chất hữu cơ có thể phân hủy được. Công nghệ ủ chất thải là một quá trình phân giải phức tạp các gluxit, lipit và protein do hàng loạt các vi sinh vật hiếu khí và kỵ khí đảm nhiệm. Công nghệ ủ sinh học có thể là ủ đống tĩnh thoáng khí cưỡng bức, ủ luống có đảo định kỳ hoặc vửa thổi khí vừa đảo; ủ trong môi trường kỵ khí như các bể biogas, các thùng, các đống ủ được đậy kín. 2.2.1 Cơ sở lý thuyết của quá trình xử lý bằng phƣơng pháp sinh học Quá trình hình thành chất hữu cơ trong tự nhiên Cây xanh dùng quang năng để tổng hợp các chất hữu cơ từ khí cacbonic và nước: 6CO2 + 6H2O năng lượng mặt trời C6H12O6 + 6O2 Lá cây có sắc tố đặc biệt để phân hủy CO2 và nước; giữ lại C, O, H để tổng hợp các chất hữu cơ – chủ yếu là gluxit. Muốn tổng hợp protein và các axit béo cần bổ sung các nguyên tố N dưới dạng nitrat và amoni. Bổ sung nguyên tố P dưới dạng phosphate (P2O5) Bổ sung K, Fe, S,và các nguyên tố vi lượng khác. Lưu trình của chất hữu cơ trong cuộc sống 3 2.2.2 Các chất hữu cơ trong rác thải Thành phần các chất hữu cơ chủ yếu trong rác thải là hydratcarbon, protein, lipit. Hydratcarbon bao gồm: * Xenluloza chiếm tỷ trong lớn nhất (khoảng 50%). Nằm trong giấy, gỗ, thân cây, rau, rơm, rạ, * Lignin * Tinh bột (C6H12O6) Protein là hợp chất cao phân tử chứa N, thường chứa tới 15-17,5% N Lipit là các este của glyxerin và axit béo. Thường chứa trong thành phần thực vật, các cây có dầu như lạc, bông, đậu, ngô, cọ, 2.2.3 Hoạt động của các vi sinh vật trong đống ủ Các quá trình sinh hóa diễn ra trong đống ủ chủ yếu do hoạt động của các vi sinh vật sử dụng các hợp chất hữu cơ là nguồn dinh dưỡng cho các hoạt động sống của chúng. Rác hữu cơ tại các đống ủ được phân hủy theo nhiều giai đoạn chuyển hóa sinh học khác nhau. - Quá trình phân hủy hiếu khí: chất hữu cơ bị oxi hóa sinh hóa thành dạng đơn giản như protein, tinh bột, chất béo và một lượng nhất định xenluloza. - Quá trình chuyển hóa yếm khí và kỵ khí: Các chất hữu cơ đơn giản được chuyển hóa tiếp thành các axit béo dễ bay hơi, rượu, CO2, N2 và khí metan. 2.2.4 Phƣơng pháp ủ hiếu khí Công nghệ ủ hiếu khí dựa trên hoạt động của các VSV hiếu khí trong điều kiện được cung cấp oxy đầy đủ. Các VSV tham gia vào quá trình này thường có sẵn trong thành phần rác thô, thực hiện oxy hóa các chất hữu cơ trong rác thành CO2 và nước. Thường sau 2 ngày ủ, nhiệt độ 4 khối ủ tăng lên đến khoảng 45oC và sau 6 - 7 ngày thì đạt 70 - 75oC. Nhiệt độ này chỉ đạt được với điều kiện duy trì không khí và độ ẩm tối ưu cho VSV hoạt động. Sự phân hủy hiếu khí diễn ra khá nhanh chỉ sau 2 - 4 tuần thì rác được phân hủy hoàn toàn. Các vi khuẩn gây bệnh và côn trùng bị hủy diệt do nhiệt độ tăng cao. Bên cạnh đó mùi hôi cũng được khử. Độ ẩm phải được duy trì tối ưu 50-60%.  Windrow (đánh luống) Các bước thực hiện: - Trộn nguyên liệu - Đánh luống và bố trí các phương pháp làm thoáng khí - Tiến hành quá trình ủ compost - Sàng lọc hỗn hợp sản phẩm ủ compost - Xử lý sản phẩm compost - Lưu trữ Sản xuất compost dạng luống kiểu tĩnh - Đặc điểm: không xáo trộn luống ủ compost mà làm thoáng khí tự nhiên - Chiều cao đống: 1.5 – 2.5m  Sản xuất compost làm thoáng khí cƣỡng bức Đặc điểm: Dùng thiết bị thổi không khí từ dưới lên hoặc thiết bị thổi không khí từ trên xuống đi xuyên qua đống ủ compost không đảo trộn Thời gian ủ: 3-5 tuần Độ ẩm: 50- 60% Ưu điểm của phương pháp này - Một khối lượng lớn các vật chất hữu cơ có thể được ủ nhanh chóng với lao động ít hơn. - Kiểm soát mùi được cải thiện. - Chất lượng của các sản phẩm cuối cùng có thể được kiểm soát tốt hơn. Chỉ xử lý tốt cho những chất thải có cấu tạo dạng hạt, kích thước hạt không quá 3-4cm và tương đối đồng đều.  Sản xuất compost trong các thùng Mục đích: - Tăng tốc quá trình ủ phân compost bằng việc duy trì các điều kiện tốt nhất cho vi sinh vật hoạt động. - Giảm thiểu tác hại lên môi trường. Hoạt động ủ phân trong thùng chứa: 5 - Các điều kiện phân bón được kiểm soát bằng cách sử dụng sục khí hoặc khuấy trộn để thúc đẩy sự phân hủy nhanh. - Hàm lượng oxy cung cấp tối ưu cho hoạt động hiếu khí (>10%), độ ẩm tối ưu (40- 60%), và kiểm soát nhiệt độ trong khoảng ấm tối ưu, nơi vi khuẩn hoạt động có hiệu quả nhất. - Để làm được điều này, sục khí và khuấy trộn được điều khiển bởi nhiệt độ, độ ẩm, và tuần hoàn oxy (thông thường là oxy), hoặc theo chu kì. - Hệ thống sục khí có thể có hoặc không và có nhiều thiết kế, nhưng không khí nên được phân bố đều. Hệ thống khuấy trộn cũng phá vỡ các hạt, cung cấp các vi sinh vật tiếp cận tốt hơn với carbon để phân hủy. Thời gian ủ : 2 -3 tuần có thể ngắn hơn hoặc dài hơn. 2.2.5 Phƣơng pháp ủ kỵ khí Quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong rác thải diễn ra nhờ hoạt động của các VSV kỵ khí. lên men Chất hữu cơ CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S Yếm khí Phân hủy kị khí chia làm 6 quá trình - Thủy phân polymer: thủy phân các protein, polysaccaride, chất béo. - Lên men các amino acid và đường. - Phân hủy kỵ khí các acid béo mạch dài và rượu (alcohols). - Phân hủy kỵ khí các acid béo dễ bay hơi (ngoại trừ acid acetic). - Hình thành khí methane từ acid acetic. - Hình thành khí methane từ hydrogen và CO2. Các quá trình này có thể hợp thành 4 giai đoạn, xảy ra đồng thời trong quá trình phân hủy kỵ khí chất hữu cơ: - Thủy phân: trong giai đoạn này, dưới tác dụng của enzyme do vi khuẩn tiết ra, các phức chất và các chất không tan (polysaccharides, protein, lipid) chuyển hóa thành các phức đơn giản hơn hoặc chất hòa tan (đường, các amino acid, acid béo). Quá trình này xảy ra chậm. Tốc độ thủy phân phụ thuộc vào pH, kích thước hạt và đặc tính dễ phân hủy của cơ chất. Chất béo thủy phân rất chậm. - Acid hóa: Trong giai đoạn này, vi khuẩn lên men chuyển hóa các chất hòa tan thành chất đơn giản như acid béo dễ bay hơi, alcohols, acid lactic, methanol, CO2, H2, NH3, H2S và sinh khối mới. Sự hình thành các acid có thể làm pH giảm xuống 4.0. - Acetic hoá (Acetogenesis): Vi khuẩn acetic chuyển hóa các sản phẩm của giai đoạn acid hóa thành acetate, H2, CO2 và sinh khối mới. - Methane hóa (methanogenesis): Đây là giai đoạn cuối của quá trình phân huỷ kỵ khí. Acetic, H2, CO2, acid fomic và methanol chuyển hóa thành methane, CO2 và sinh khối mới. 6 2.2.6 Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình ủ Hoạt động của sinh vật Sinh vật tham gia vào quá trình ủ phân bao gồm các VSV và những sinh vật khác như trùn quế, ấu trùng bay Các vi sinh vật được chia thành các nhóm sau: - Các vi sinh vật ưa ẩm: phát triển mạnh ở nhiệt độ từ 0 – 20oC - Các vi sinh vật ưa ấm: phát triển mạnh ở nhiệt độ từ 20 – 40oC - Các vi sinh vật ưa nóng: phát triển mạnh ở nhiệt độ từ 40 – 70oC Đối với quá trình phân huỷ chất hữu cơ trong sản xuất phân hữu cơ, hai nhóm sinh vật ưa ấm và ưa nóng chiếm ưu thế. Tuy nhiên những vi sinh vật này vốn tồn tại sẵn trong môi trường tự nhiên, chúng ta chỉ tạo điều kiện thuận lợi nhất để nhóm sinh vật này sinh trưởng phát triển. Chất trộn Trong thực tế vận hành quá trình ủ phân, một số chất trộn rất cần thiết như mùn cưa, vỏ cây, vỏ lúa Những chất trộn này có tác dụng thông khí, tạo MT phát triển thuận lợi cho VSV cũng như bổ sung một số nguyên tố cần thiết cho các phản ứng xảy ra. Nhân tố dinh dưỡng Các nguyên tố vi lượng và dinh dưỡng: các yếu tố dinh dưỡng bao gồm C, P, K, P, N. Các yếu tố vi lượng bao gồm Mg, Mn, Co (coban), Fe, S. Trong đó tỉ lệ C:N trong CTR là thông số quan trọng nhất. Tỉ lệ C:N khoảng 20:1 đến 30:1 là phù hợp nhất, vượt quá giới hạn đó, sẽ hạn chế các quá trình phân hủy. Chất thải N (% khối lƣợng khô) Tỷ lệ C/N Phân bắc 5,5 – 6,5 6 – 10 Nước tiểu 15 – 28 0,8 Máu 10 – 14 3,0 Phân động vật - 4,1 Phân bò 1,7 18 Phân gia cầm 6.3 15 Phân cừu 3,8 - Phân heo 3.8 - Phân ngựa 2.3 25 Bùn cống thải thô 4 – 7 11 Bùn cống thải đã phân hủy 2,4 - Bùn hoạt tính 5 6 Cỏ cắt xén 3 – 6 12 – 15 Chất thải rau quả 2,4 – 4 11 – 12 Cỏ hỗn hợp 2,4 19 Lá khoai tấy 1,5 25 Trấu lua mì 0,3 – 0,5 128 – 150 Trấu yến mạch 0,1 48 Mạt cưa 0,1 200 - 500 7 Bảng 2.1 Ti lệ C:N của các CT [Chongrak, 1996] Kích thước hạt Kích thước hạt là yếu tố ảnh hưởng đến khả năng giữ ẩm và tốc độ phân hủy. Đường kính của hạt tối ưu là 1,5 – 7 cm. Nhân tố môi trường Nhiệt độ: Nhiệt độ ảnh hướng đến hiệu quả hoạt động của VSV. Nhiệt độ trên ngưỡng 65 độ C, các vi khuẩn sẽ bị chết ngoài một số ít vi khuẩn Thermophilic (ưa nhiệt) còn tồn tại. Loại vi sinh vật Nhiệt độ Khoảng dao động Tối ƣu Psychrophilic Mesophilic Thermophilic -10 – 30 40 – 40 45 - 75 15 35 55 Bảng 2.2: Khoảng nhiệt độ tối ưu của các nhóm VSV Nguồn: Tchobanoglous và nnk, 1993 pH: pH tối ưu cho quá trình chế biến Compost là 6.5 – 8, pH trên hoặc dưới khoảng này đều hạn chế quá trình phân hủy diễn ra. pH trong quá trình ủ CTR biên thiên theo bảng sau: Bảng 2.3: Biến thiên pH theo thời gian của quá trình ủ * Độ ẩm: Độ ẩm tối ưu cho quá trình ủ phân diễn ra hiệu quả trong khoảng 50 – 60%, dưới mức 40% tốc độ phân hủy chậm lại, dưới 12% VSV hầu như ngừng hoạt động. * Sự thông gió (Aeration): Sự thông gió quyết định mức độ tập trung O2 cũng như trao đổi nhiệt giữa đống ủ và MT bên ngoài. 2.3 Ƣu điểm và nhƣợc điểm của phƣơng pháp ủ sinh học Ưu điểm: 8 - Giảm diện tích đất chôn lấp chất thải, tăng khả năng chống ô nhiễm môi trường. - Sử dụng lại được 50% các chất hữu cơ có trong thành phần chất thải để chế biễn làm phân bón. - Phân loại được các loại rác thải có thể tái sử dụng phục vụ cho công nghiệp. - Vận hành đơn giản Nhược điểm: - Mức độ tự động hóa của công nghệ chưa cao. - Việc phân loại vẫn phải thực hiện thủ công nên ảnh hưởng đến sức khỏe của người công nhân. - Chất lượng sản phẩm chưa cao, không đồng đều. CHƢƠNG 3: MÔ HÌNH Ủ PHÂN HỮU CƠ 3.1 Tính toán tỉ lệ phối trộn Để tạo điều kiện cho VSV phân hủy các chất hữu cơ một cách hiệu quả nhất thì tỉ lệ C/N thường được lựa chọn nằm trong khoảng 20/1 cho đến 30/1. Công thức tính tỉ lệ C/N: C/N = a*A + b*B Trong đó: - a: khối lượng phân khô (kg) - A: tỉ lệ C/N của a - b: khối lượng chất trộn (kg) B: tỉ lệ C/N của B Mô hình áp dụng với quy mô hộ gia đình chăn nuôi bò sữa trung bình từ 5 – 10 con bò sữa. * Mô hình thí nghiệm Nguyên liệu chính: - Phân bò tươi - Cám gạo Tính toán tỉ lệ C/N: - Chọn tỉ lệ C/N = 30 - A: Tỉ lệ C/N của phân bò 18/1 - B: Tỉ lệ C/N của cám gạo 48/1 Với 1kg phân bò khô thì cần 0,25kg cám gạo. Tính toán khối lượng phân tươi cần thiết: - Đem 100g phân tươi đi sấy ở nhiệt độ 150oC trong 2 giờ. 9 - Để nguội, đem cân. Kết quả Mẫu Khối lượng đem sấy Khối lượng sau sấy Độ ẩm 1 100g 23g 77% 2 100g 27g 73% 3 100g 20g 80% Vậy phân bò tươi có độ ẩm khoảng 76%, giao động từ 75% - 80%. Độ ẩm có thể giao động lớn hơn tùy theo tình trạng sức khỏe hay thức ăn cho bò sữa. Vậy 1kg phân khô tương đương với 4,2kg phân tươi. Tỉ lệ phối trộn: cứ 4kg phân tươi cần 240g cám gạo. 3.2 Phƣơng pháp ủ hiếu khí Phân sau khi ủ sẽ ở trạng thái lỏng, dùng để tưới cây hoặc là môi trường trồng cây thủy canh. Mô hình này sẽ sử dụng để trồng cây thủy canh. 3.1.1 Chuẩn bị và tiến trình Nguyên liệu và thiết bị STT Nguyên liệu Lƣợng 1 Phân tươi 6kg 2 Cám gạo 360g STT Thiết bị Thông số 1 Tháp chứa 15x15x100cm 2 Máy sục khí oxy - Cách tiến hành Cho 2kg phân tươi và 120g cám gạo vào tháp chứa. Cho thêm 10 lít nước. Gắn ống và tiến hành sục khí liên tục. Thường xuyên kiểm tra, thêm nước nếu lượng nước bị mất quá nhiều. Sau 10 - 20 ngày xả hỗn hợp ra ngoài bể chứa, lấy dung dịch đem trồng cây thủy canh. 3.1.2 Mô hình thủy canh tĩnh Chuẩn bị mô hình: Mô hình gồm 4 thùng xốp, mỗi nắp được khoanh 15 lỗ để chứa cốc trồng cây. Phần đáy được lót một lớp ni lông để chống thấm nước. 10 Chuẩn bị giá thể: Sử dụng xơ dừa làm giá thể cho cây trồng. Xơ dừa là một trong những loại giá thể tốt dùng để trồng rau mầm, do xơ dừa không bám nhiều bụi bẩn như đất, làm giá thể cho VSV phát triển. Tuy nhiên một trong xơ dừa có chứa hàm lượng chất chát lignin cao, khó phân hủy, gây khó khăn đến sự sinh trưởng của cây trồng. Cho nên trước khi thực hiện việc gieo trồng cần xử lí độ chát của xơ dừa: - Quá trình rửa chát nếu xảy ra trong tự nhiên thì thời gian rất lâu (khoảng 12- 24 tháng). Do đó, ngoài biện pháp sử dụng chế phẩm vi sinh để xử lý, thì vôi cũng là một biện pháp để xử lí (vôi dùng bón cho cây trồng) với tỷ lệ cứ 1 kg vôi pha với 40 lít nước sạch, mụn xơ dừa được đưa vào bể chứa có dung dịch vôi pha sẵn với tỷ lệ trên và ngâm liên tục trong nước vôi. Thời gian ngâm tốt nhất từ 5 – 7 ngày sau đó xả nước chát màu đen ra khỏi bể chứa và đưa nước sạch vào xử lý từ 2 -3 lần. Khi đó có thể đem ra sử dụng. - Xử lý khử trùng và ủ giá thể: sau khi giá thể đem ra khỏi bể xử lý (đạc sạch vôi) có thể đem ủ với chế phẩm sinh học BIMA ( có chứa nấm đối kháng Trichoderma) để thúc đẩy quá trình tiêu diệt các nấm gây hại cho cây trồng vừa thúc đẩy quá trình ủ hoai của giá thể mụn xơ dừa. Tỷ lệ phối trộn cứ 1 tấn xơ dừa sau xử lý trộn với 3 – 4kg BIMA, lưu ý phải giữ cho độ ẩm của đống ủ từ 50 – 60%. Bổ sung thêm từ 20 – 30 kg super lân trộn đều với 1 tấn xơ dừa. Có thể tạo độ ẩm đống ủ bằng cách pha 1 kg ure với 100 lít nước và tưới đều vào đống ủ cho đạt đến độ ẩm 50 – 60%. Có thể kiểm tra độ ẩm đống ủ bằng cách lấy tay nắm chặt hỗn hợp đã phối trộn, thấy rỉ nước ra ở tay là được. Đảo trộn và đậy bạt, sau 4–5 ngày, nhiệt độ đống ủ sẽ tăng lên, đạt khoảng 60oC. Sau 7 ngày ta tiến hành đảo trộn. Nếu thấy khô, phun nước vào để tạo độ ẩm. Sau 25 – 30 ngày, đảo lại 1 lần, phun nước để đảm bảo độ ẩm 50–55%. Sau thời gian từ 40 – 60 11 ngày có thể đem ra sử dụng. Giá thể sau khi xử lý có thể trộn thêm với các loại phân hữu cơ, phân NPK, urê, super lân, kali. Chuẩn bị hạt giống: Hạt rau muống đã qua ngâm 2 nước sôi + 3 nước lạnh trong 7 giờ. Hạt rau cải Hạt rau xà lách dúng vàng Ƣơm hạt giống Cho xơ dừa đã qua xử lí và pha trộn vào gần 2/3 cốc nhựa đã đục lỗ. Cho nước vào khay chứa (khoảng 2cm), đặt các cốc nhựa vào cho xơ dừa tự hút ẩm. Giữ mực nước ở khay khoảng 1cm để duy trì độ ẩm, tránh cho xơ dừa bị khô. Gieo khoảng 10 hạt rau muống đã qua ngâm vào mỗi cốc (có 20 cốc) rồi phủ một lớp xơ dừa mỏng. 12 Gieo khoảng 5 – 6 hạt rau cải, xà lách dúng vàng vào 40 cốc còn lại. Đợi 2 – 3 ngày thấy hạt nảy mầm thì phủ một lớp xơ dừa mỏng. Sau 7 – 10 ngày, khi cây con đã sử dụng hết các chất dinh dưỡng có trong hạt thì cũng cấp mẫu phân bón vào để nuôi cây. Cấp dinh dƣỡng (7/4/2017) Sử dụng 3 mẫu khác cùng với mẫu phân đã xử lí đem nuôi cây và so sánh khả năng sinh trưởng, phát triển của cây để đánh giá chất lượng của phân bón. Tỉ lệ pha trộn môi trường thủy canh STT Vi lƣợng (ml) Đa lƣợng (ml) Dịch trùn quế (ml) Nƣớc phân bò (ml) Nƣớc (l) Độ dẫn điện (ppm) Thùng 1 30 30 5 700 Thùng 2 30 100 5 550 Thùng 3 30 200 5 200 Thùng 4 200 5 145 Các hỗn hợp thủy canh sau khi pha trộn được điều chỉnh pH nằm trong khoảng 5.5 – 6.2 để đảm bảo khả năng thích ứng của cây trồng. Mỗi thùng đặt 5 cốc rau muống, 5 cốc rau cải và 5 cốc xà lách dúng vàng. Đem các thùng ra ngoài để nhận được ánh sáng mặt trời. Tình trạng cây khi bắt đầu cấp dinh dưỡng STT Loại cây Chiều cao (cm) 1 Rau muống 10 13 2 Cải 5 3 Xà lách dúng vàng 3 Kết quả theo dõi Sau 1 tuần thủy canh, do một phần lượng nước bị bốc hơi khiến cho nồng độ chất dinh dưỡng khá cao. Bổ sung thêm 3 lít nước mỗi thùng. STT Loại cây Chiều cao (cm) 14/4/2017 21/4/2017 Thùng 1 Rau muống 15 31 Cải 7 13 Xà lách dúng vàng 4 7 Thùng 2 Rau muống 10 30 Cải 5 7 Xà lách dúng vàng 3 4 Thùng 3 Rau muống 12 23 14 Cải 5 6 Xà lách dúng vàng 3 3 Thùng 4 Rau muống 10 17 Cải 5 7 Xà lách dúng vàng 3 3 Cây sau 1 tuần thủy canh Cây ở thùng 1 Cây ở thùng 2 15 Cây ở thùng 3 Cây ở thùng 4 Cây sau 2 tuần Cây ở thùng 1 16 Cây ở thùng 2, 3, 4 3.3 Phƣơng pháp ủ kỵ khí Phân sau khi ủ sẽ ở trạng thái rắn, giống chất mùn. Được sử dụng bón cho cây trồng. 3.3.1 Nguyên liệu và thiết bị STT Nguyên liệu Lƣợng 1 Phân tươi 18kg 2 Cám gạo 980g STT Thiết bị Số lƣợng Thông số 1 Thùng xốp 3 3.3.2 Cách tiến hành Trộn phân tươi với cám gạo bằng cách: cứ 1 lớp phân rải 1 lớp cám gạo. 17 Cho vào thùng xốp đã đục lỗ thoát khí (70% thể tích thùng xốp), đậy nắp kín. Cứ sau 1 tuần đảo trộn 1 lần, kiểm tra nhiệt độ, độ ẩm (50% – 65%), cung cấp nước nếu độ ẩm quá thấp. Ủ trong vòng 4 – 6 tuần. Đến khi hỗn hợp chuyển sang màu nâu đất, chất mùn. 3.3.3 Kết quả theo dõi Độ ẩm (%) Khối lƣợng (kg) 1 2 3 1 2 3 Bắt đầu 6 5 7 Kiểm tra lần 1 74% 67% 55% 5.9 4.9 6.9 Kiểm tra lần 2 77% 73% 77% 5.8 4.8 6.8 Kiểm tra lần 3 71% 75% 63% 5.7 4.7 6.6 Kiểm tra lần 4 77% 78% 77% 5.6 4.5 6.5 Kiểm tra lần 5 70% 77% 73% Phân sau 1 tuần ủ Phân sau 2 tuần ủ 18 Phân sau 3, 4 tuần ủ 3.3.4 Mô hình trồng cây Ứng với mỗi thùng phân sẽ có 3 chậu với tỉ lệ phân và đất khác nhau. Tỉ lệ được chia theo bảng: STT Tỉ lệ Chiều cao tb (cm) 14/4/2017 21/4/2017 27/4/2017 Thùng 1 Đất 10 16 Đất + Phân 10 10 Phân 10 10 Thùng 2 Bổ sung 1 nắp EM Đất 12 18 Đất + Phân 12 12 Phân 12 12 Thùng 3 Bổ sung 2 nắp EM Đất 15 23 Đất + Phân 15 21,5 Phân 15 18 Cây vừa mới trồng (14/4/2017) 19 Cây sau 1 tuần (21/4/2017) CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN Ủ hiếu khí cho ra phân dạng lỏng: - Phân sau khi được sục khí được xả ra thùng chứa để lấy mẫu phân làm môi trường dinh dưỡng để thủy canh và kiểm tra chất lượng phân bón. - Từ kết quả thủy canh cho thấy: cây được trồng ở môi trường đa lượng và vi lượng phát triển tốt nhất, rau muống cọng to, lá xanh, cải cũng phát triển khá tốt. Ở các mẫu phân còn lại cây hầu như phát triển chậm hơn, riêng với mẫu chỉ dùng phân thì 20 chất lượng cây thấp nhất, mẫu phân kết hợp thêm vi lượng thì cây có phần nhính hơn mẫu phân một chút. - Mẫu phân còn lại do ngưng sục khí nên diễn ra quá trình xử lí kỵ khí, tạo bọt khí và đẩy các chất xơ hay xác lên trên mặt. Lượng xác này được vớt ra và có thể xử lí làm phân bón. - Tóm lại, với kết quả thực nghiệm của nhóm thì chất lượng phân sau khi ủ có hàm lượng chất dinh dưỡng không được cao. Mẫu phân còn lại do ngưng sục khí nên diễn ra quá trình xử lí kỵ khí, tạo bọt khí và đẩy các chất xơ hay xác lên trên mặt. - Chất lượng phân không tốt có thể là do sai sót trong qua trình ủ, hoặc do quá trình pha mẫu để trồng thủy canh. Mặc dù được hướng dẫn nhưng nhóm không có điều kiện để kiểm tra thường xuyên về chất lượng của mẫu nên không tránh được sai sót. Ủ kỵ khí: - Phân sau 1, 2, 3 tuần ủ nhìn thấy rõ được sự khác biệt như sự xuất hiện của nấm, dòi trong phân, qua tuần thứ 4 và thứ 5 cảm quan cho thấy phân không có sự thay đổi nhiều. Phân sau khi ủ có dạng viên khá lớn, thành phần chủ yếu là các chất xơ. Chất lượng phân được kiểm chứng bằng cách trồng cây do không có điều kiện để phân tích chất lượng theo công nghệ. - Theo kết quả cây trồng thì cũng nhìn rõ được sự khác biệt: cây được trồng trong đất có sự sinh trưởng và phát triển nhanh nhất, trong chậu chỉ có phân hay chậu có phân và đất thì tốc độ sinh trưởng chậm hơn và hầu như là ngang nhau. - Từ đó cho thấy phân sau khi ủ có hàm lượng dinh dưỡng không được cao, nên không đủ cung cấp chất dinh dưỡng cho cây phát triển. - Tuy nhiên, theo quá trình chăm sóc tưới cây thì ở chậu chỉ có đất thì tốc độ thấm nước khá chậm sau đó đất bị mất độ tơi xốp. Đối với chậu chỉ có phân thì ngược lại, hầu như giữ nước rất kém và nhanh bị khô. Đối với chậu được trộn phân và đất thì xét về độ ẩm thì khá ổn, tuy nhiên chất lượng đất trồng cũng không được tốt. - Tóm lại, phân sau khi ủ có dạng viên chủ yếu là chất xơ, do đó hàm lượng dinh dưỡng của phân khá thấp. Để đảm bảo chất lượng phân cần bổ sung thêm các chất dinh dưỡng khác, đồng thời được xay nhuyễn để đảm bảo độ giữ nước của phân.