Nghiên cứu sự chuyển hóa của nitơ trong quy trình sản xuất phân hữu cơ từ bùn thải của Nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt đô thị thành phố Đà Lạt

Hi tho Môi trường và Phát trin bn vng, Vườn Quc gia Côn Đảo, 18/06/2010 – 20/06/2010  
Workshop on Environment and Sustainable Development, Con Dao National Park, 18th – 20th June 2010  
NGHIÊN CU SCHUYN HÓA CA NITƠ TRONG QUY TRÌNH SN  
XUT PHÂN HU CƠ TBÙN THI CA NHÀ MÁY XLÝ NƯỚC  
THI SINH HOT ĐÔ THTHÀNH PHỐ ĐÀ LT  
(*)Lê Tn Thanh Lâm, (**)Nguyn Thế An, (**)Đinh Thái Bình  
(*)Khoa Môi trường và Tài nguyên, Đại hc Nông Lâm Tp. HChí Minh  
(**)Bmôn Công nghHóa hc, Đại hc Nông Lâm Tp. HChí Minh  
ABSTRACT  
The experiment was carried out at Nong Lam University that used digested sludge as a main  
material and straw and bagasse as supplemented materials. Some of the factors as the total Nitơ  
and effective Nitơ were mesured. The results showed that used microoganism in biological  
material BioVAC that make pile gloomy was disintegrated strong and effective Nitơ increases in  
high level. Total Nitơ was loss profusely during glooly process. Formed produce was no smelly  
odour, duck color, and stable.  
ĐẶT VN ĐỀ  
các thành phln hin nay ngoài vn nn vrác thi thì vn nn vbùn thi cũng đang làm  
đau đầu các nhà chc trách và các nhà qun lý môi trường. Đa scác loi bùn thi này đều xut  
phát tcác khu công nghip nên có hàm lượng kim loi nng, đc hi cao rt khó xđể làm  
phân hu cơ. Nhưng bùn thi ththng nước thi sinh hot đô thnếu được qun lý tt thì có  
thsdng để làm ngun nguyên liu sn xut phân hu cơ. Qua nghiên cu thc địa thy rng  
bùn thi ca nhà máy xlý nước thi sinh hot đô ththành phố Đà Lt đã đáp ng rt tt yêu cu  
trên và lượng đạm trong bùn là rt cao. Đồng thi nhà máy cũng chưa tiến hành xlý vi loi  
bùn này. Có ththy vic tn dng sn xut loi bùn trên làm phân hu cơ là hướng nghiên cu  
rt có trin vng, nó va gii quyến được vn đề vmôi trường li va có thsinh li cho nhà  
máy.  
VT LIU VÀ PHƯƠNG PHÁP  
Vt liu  
Bùn thi được thu nhn tnhà máy xlý nước thi sinh hot sinh hot đô ththành phố Đà Lt.  
Vi các chsphân tích như sau: độ ẩm: 11,43%; Ntng: 3,2%; P2O5tng: 0,3%; cht hu cơ:  
36,84%; pH: 6,26; C/N: 6,68.  
Nguyên liu bsung: rơm r(Ntng: 0,36%; %C: 36,3%; C/N: 100,84/1) và bã mía (Ntng: 0,35%;  
%C: 34,75%; C/N: 99,28/1).  
Chế phm sinh hc BioVAC.  
Phương pháp thí nghim  
__________________________________________________________________________________________  
Nghiên cu schuyn hóa Nito trong quá tình sn xut phân hu cơ tbùn thi ca Nhà máy xlý nước thi sinh  
hot đô thThành phố Đà Lt  
110  
Lê Tn Thanh Lâm, Nguyn Thế An, Đinh Thái Bình– Đại hc Nông Lâm Tp. HCM  
Hi tho Môi trường và Phát trin bn vng, Vườn Quc gia Côn Đảo, 18/06/2010 – 20/06/2010  
Workshop on Environment and Sustainable Development, Con Dao National Park, 18th – 20th June 2010  
Bùn thi được theo phương pháp yếm khí cùng vi nhng phế phm nông nhip có hàm lượng  
Carbon cao là rơm rvà bã mía để điu chnh tlC/N đạt trng thái ti ưu trong khong 20-  
30/1.  
Thí nghim tiến hành trong các bao nilon buc cht. Bùn thi vi rơm rvà bã mía theo tlệ  
1:1, khi lượng mi bao là 4kg. Trong quá trình có bsung thêm chế phm sinh hc BioVAC  
để tăng tc độ phân hy, rút ngn thi gian .  
Btrí thí nghim  
Các nghim thc được btrí theo kiu hoàn toàn ngu nhiên CRD (completely random design)  
được lp li hai ln. Yếu tngoi cnh tác động lên mi nghim thc là hoàn toàn ging nhau.  
Nghim thc 1: bùn thi + bã mía (BBS-1.1; BBS-1.2)  
Nghim thc 2: bùn thi + rơm r(BBS-2.1; BBS-2.2)  
Các chtiêu theo dõi  
Hàm lượng Nitơ tng, Nitơ hu hiu.  
Phương pháp theo dõi  
Các nghim thc sẽ được ly mu đi đo chtiêu Nitơ hu hiu theo định kì 5 ngày mt ln, còn  
chtiêu Nitơ tng thì được phân tích gia đầu vào và đầu ra.  
Phương pháp phân tích  
Phương pháp xác định Nitơ tng s10TCN 304-97.  
Phương pháp xác định Nitơ hu hiu 10TCN 361-99  
KT QUVÀ THO LUN  
-
Bng 1. Kết quphân tích Nitơ tng  
Nghim thc  
BBS-1.1  
Nitơ đầu vào  
Nitơ đầu ra  
1,385  
2,463  
2,263  
2,193  
2,539  
BBS-1.2  
1,224  
BBS-2.1  
1,251  
BBS-2.2  
1,357  
Nitơ có trong bùn thi chyếu dng protein, sgim xung ca Nitơ trong khi là do quá  
trình amon hóa xy ra trong cht thi hu cơ phân gii protein để to nên NH3 và các mui amon.  
Quá trình amon hóa protein có hai giai đon:  
-
-
Giai đon phân gii protein.  
Giai đon khamin.  
Các giai đon này xy ra trong và ngoài tế bào vi sinh vt.  
__________________________________________________________________________________________  
Nghiên cu schuyn hóa Nito trong quá tình sn xut phân hu cơ tbùn thi ca Nhà máy xlý nước thi sinh  
hot đô thThành phố Đà Lt  
111  
Lê Tn Thanh Lâm, Nguyn Thế An, Đinh Thái Bình– Đại hc Nông Lâm Tp. HCM  
Hi tho Môi trường và Phát trin bn vng, Vườn Quc gia Côn Đảo, 18/06/2010 – 20/06/2010  
Workshop on Environment and Sustainable Development, Con Dao National Park, 18th – 20th June 2010  
Đây là nhng đại phân t, chúng không thvào tế bào qua màng và thành tế bào được nên các vi  
sinh vt stiết ra emzym ngoi bào protease để thy phân protein thành các acid amin đơn gin  
hoc các oligopeptide ri vn chuyn vào trong tế bào nhcơ chế vn chuyn tnơi có nng độ  
cao sang nơi có nng độ thp (chênh lch nng độ vt cht trong và ngoài màng sinh hc) hoc  
theo cơ chế chủ động. Trong mt strường hp các oligopeptide cũng có thể được vn chuyn  
vào trong tế bào và khi vào được tế bào, chúng bphân gii thành các acid amin.  
trong tế bào vi sinh vt, các oligopeptide sẽ được phân gii tiếp thành các acid amin. Các acid  
amin này sẽ được chuyn hóa để tng hp protein và to thành NH3 cùng vi các sn phm thứ  
cp khác.  
Như vy quá trình phân gii ngoài tế bào to ra sn phm cui cùng là các acid amin, các  
oligopeptide, sn phm này trong tế bào sẽ được chuyn hóa tiếp. Các sn phm trao đi bc hai  
và NH3 mà vi sinh không cn sli thoát ra khi tế bào vào môi trường.  
NH3 và các sn phm thứ  
Protein ngoi bào  
cp khác  
Chuyn hóa trong  
tế bào  
Peptide  
Tng hp protein  
Protein  
Acid amin  
Oligopeptide  
Acid amin  
Protein amino acid có công thc chung là R(NH2) – CH – COOH  
+O2 →  
Điu kin hiếu khí: R(NH2) – CH – COOH  
NH3 + CO2 + H2O.  
+H2O  
→  
Điu kin yếm khí: R(NH2) – CH – COOH  
NH3 + CO2 + H2  
Mùn (H+) + NH3  
→  
NH4  
+
Sau thi gian lượng Nitơ tng gim nhiu, các vi sinh vt yếm khí hot đng mnh, liên tc  
sinh ra các khí NH3, CO2 và hơi nước. Lượng khí này tht thoát mt phn ra ngoài trong khi ly  
mu đi phân tích. NH3 được gii phóng skết hp vi các acid amin trong mùn to thành dng  
Nitơ dtiêu, đây chính là lượng Nitơ cn thiết cho cây trng sdng khi đem bón.  
__________________________________________________________________________________________  
Nghiên cu schuyn hóa Nito trong quá tình sn xut phân hu cơ tbùn thi ca Nhà máy xlý nước thi sinh  
hot đô thThành phố Đà Lt  
112  
Lê Tn Thanh Lâm, Nguyn Thế An, Đinh Thái Bình– Đại hc Nông Lâm Tp. HCM  
Hi tho Môi trường và Phát trin bn vng, Vườn Quc gia Côn Đảo, 18/06/2010 – 20/06/2010  
Workshop on Environment and Sustainable Development, Con Dao National Park, 18th – 20th June 2010  
Bng 2. Kết quphân tích Nitơ hu hiu  
Thi gian (ngày)  
Nghim thc  
0ab  
5bc  
10cd  
15de  
20ef  
25ef  
30f  
BBS-1.1  
BBS-1.2  
BBS-2.1  
BBS-2.2  
0,228 0,334 0,407 0,498 0,546 0,577 0,578  
0,235 0,315 0,347 0,484 0,497 0,529 0,565  
0,175  
0,27  
0,314  
0,37  
0,418 0,473 0,589  
0,187 0,251 0,297 0,352 0,396 0,436 0,435  
%N  
0.7  
Biu đồ hàm lượng %N hu hiu  
0.6  
0.5  
0.4  
0.3  
0.2  
0.1  
0
BBS-1.1  
BBS-1.2  
BBS-2.1  
y(BBS-1.1) = -0.0004x2 + 0.0236x + 0.2242  
y(BBS-1.2) = -0.0002x2 + 0.017x + 0.2289  
y(BBS-2.1) = 8E-05x2 + 0.0102x + 0.1936  
y(BBS-2.2) = -0.0002x2 + 0.0135x + 0.184  
BBS-2.2  
Ngày  
0
5
10  
15  
20  
25  
30  
35  
Hình 1. Biu đồ hàm lượng %N hu hiu  
Qua phân tích xlý sliu bng phn mm stagraphic, bng kết quANOVA cho thy skhác  
bit gia các nghim thc là không có ý nghĩa mc độ tin cy 95% và 98%, chng tmc độ  
tương đng ca các nghim thc là rt cao.  
Multiple range analysis for N.nghiemthuc by N.thoigian  
--------------------------------------------------------------------------------  
Method: 98 Percent LSD  
Level Count  
Average Homogeneous Groups  
--------------------------------------------------------------------------------  
0
5
4
4
4
4
4
4
4
.2062500 X  
.2925000 XX  
.3412500 XX  
.4260000 XX  
.4642500  
.5037500  
.5417500  
10  
15  
20  
25  
30  
XX  
XX  
X
-----------------------------------------------------------------------  
__________________________________________________________________________________________  
Nghiên cu schuyn hóa Nito trong quá tình sn xut phân hu cơ tbùn thi ca Nhà máy xlý nước thi sinh  
hot đô thThành phố Đà Lt  
113  
Lê Tn Thanh Lâm, Nguyn Thế An, Đinh Thái Bình– Đại hc Nông Lâm Tp. HCM  
Hi tho Môi trường và Phát trin bn vng, Vườn Quc gia Côn Đảo, 18/06/2010 – 20/06/2010  
Workshop on Environment and Sustainable Development, Con Dao National Park, 18th – 20th June 2010  
Xét nh hưởng ca thi gian lên các nghim thc thì skhác bit gia các khong thi gian 5  
ngày là không có ý nghĩa nhưng vi khong thi gian rng hơn thì skhác bit là có ý nghĩa về  
mt thng kê. Quá trình phân hy din ra liên tc cho đến 20 ngày, sau đó thì không còn khác  
bit na nên schuyn hóa din ra là không đáng k. Ta có thchn thi đim dng quá trình ủ  
vào ngày th20 nhưng vì ngày th30 có skhác bit vi ngày th15 nên ta chn kết thúc quá  
trình vào thi đim này, nếu tiếp tc na thì sdn đến trường hp bmt Nitơ.  
Theo sliu phân tích thì hàm lượng Nitơ hu hiu các nghim thc đều tăng, đặc bit là  
nghim thc BBS-1.1 và BBS-1.2 có lượng Nitơ hu hiu cao hơn so vi nghim thc BBS-2.1,  
BBS-2.2, sau 20 ngày thì lượng Nitơ tăng chm trong khi đó các nghim thc BBS-2.1, BBS-2.2  
tăng đều trong sut quá trình nhưng hàm lượng Nitơ hu hiu thp hơn. Điu này là do hàm  
lượng đường trong bã mía cao hơn rơm rrt nhiu, đường saccharose ddàng bthy phân  
trong nước to thành glucose rt thun li cho vi sinh vt sdng để tng hp và to thành năng  
lượng nên các hot đng chuyn hóa din ra mnh hơn so vi rơm r, lượng Nitơ hu hiu được  
to ra luôn mc cao và đi vào n định sm hơn.  
Để rõ thêm vschuyn hóa ca Nitơ ta xét tiếp đường hiu ca quá trình này.  
Bng 2. Kết quphân tích đường hiu ca Nitơ  
Thi gian (ngày)  
Nghim thc  
0
5
10  
15  
20  
25  
30  
2,235 1,961 1,719 1,460 1,199 0,989 0,807  
2,028 1,786 1,591 1,292 1,074 0,869 0,658  
2,018 1,776 1,585 1,382 1,147 0,935 0,663  
2,352 2,104 1,873 1,634 1,355 1,118 0,923  
BBS-1.1  
BBS-1.2  
BBS-2.1  
BBS-2.2  
%N  
%N  
Biu đồ biu thị đường hiu ca nghim thc BBS-1.2  
Biu đồ biu thị đường hiu ca nghim thc BBS-1.1  
2.5  
2
3
2.5  
2
1.5  
1
1.5  
1
0.5  
0
0.5  
0
Ngày  
Ngày  
0
5
10  
15  
20  
25  
30  
35  
0
5
10  
15  
20  
25  
30  
35  
N tng N hu hiu Đường hiu  
N tng N hu hiu Đường hiu  
Hình 2. Đồ thị đường hiu ca nghim  
thc BBS-1.1  
Hình 3. Đồ thị đường hiu ca nghim  
thc BBS-1.2  
__________________________________________________________________________________________  
Nghiên cu schuyn hóa Nito trong quá tình sn xut phân hu cơ tbùn thi ca Nhà máy xlý nước thi sinh  
hot đô thThành phố Đà Lt  
114  
Lê Tn Thanh Lâm, Nguyn Thế An, Đinh Thái Bình– Đại hc Nông Lâm Tp. HCM  
Hi tho Môi trường và Phát trin bn vng, Vườn Quc gia Côn Đảo, 18/06/2010 – 20/06/2010  
Workshop on Environment and Sustainable Development, Con Dao National Park, 18th – 20th June 2010  
%N  
Biu đồ biu thị đường hiu ca nghim thc BBS-2.1  
%N  
3.000  
Biu đồ biu thị đường hiu ca nghim thc BBS-2.2  
2.5  
2
2.500  
2.000  
1.500  
1.000  
0.500  
0.000  
1.5  
1
0.5  
0
Ngày  
Ngày  
0
5
10  
15  
20  
25  
30  
35  
0
5
10  
15  
20  
25  
30  
35  
N tng N hu hiu Đường hiu  
N tng N hu hiu Đường hiu  
Hình 4. Đồ thị đường hiu ca nghim  
thc BBS-2.1  
Hình 5. Đồ thị đường hiu ca nghim  
thc BBS-2.2  
Trong các hình 2,3,4,5, ban đầu hàm lượng Nitơ tng ln nhưng sau quá trình lên men thì gim  
dn, lượng Nitơ hu hiu tăng lên do schuyn hóa tNitơ tng, do đó đường hiu (đường nm  
gia) lúc đầu sẽ ở mc cao vì quá trình phân hy cht hu cơ chưa xy ra và sgim dn khi  
khong cách gia đường Nitơ tng và đường Nitơ hu hiu được rút ngn li. Khi đường hiu  
tim cn vi trc hoành, có nghĩa là đường Nitơ tng và Nitơ hu hiu tim cn vi nhau thì quá  
trình phân hy xy ra càng mnh, lượng Nitơ hu hiu sinh ra càng nhiu, quá trình scàng  
hiu qu. Khi khi ủ đã được n định thì các đường biu din này slà nhng đường thng.  
Theo kết quthì đường hiu ca nghim thc BBS-1.2 là gn vi trc hoành nht (0,658) chng  
tkhnăng phân hy ca nghim thc là hiu qunht, tiếp đó là BBS2.1 (0,663) vi khnăng  
phân gilà gn ging nhau.  
Bng 6. Kết quphân tích sn phm phân ủ  
Thành phn  
Nghim thc  
Ntng  
(%)  
Nhu hiu  
(%)  
Độ ẩm  
(%)  
Cht hu TlC/N  
cơ (%)  
BBS-1.1  
1,385  
1,224  
1,251  
1,357  
> 2,5  
0,807  
0,658  
0,663  
0,923  
57,23  
56,12  
55,12  
57,67  
35  
28,43  
31,34  
29,88  
28,72  
22  
11,89  
14,84  
13,84  
12,27  
10-15  
BBS-1.2  
BBS-2.1  
BBS-2.2  
10TCN 526 -2002  
Theo kết quthì có ththy hàm lượng các cht dinh dưỡng cn thiết cho cây trng ca sn phm  
phân sau khi là tương đi cao, tlC/N nm trong khong t10-15 hoàn toàn phù hp vi tiêu  
chun phân bón. Bên cnh đó sn phm có cha mt lượng cht hu cơ ln hơn nhiu so vi tiêu  
chun là 22. Tuy nhiên so vi tiêu chun phân bón hu cơ hin hành thì hàm lượng Nitơ tng vn  
còn khá thp nhưng so vi các loi phân hu cơ khác thì tlnày cao hơn rt nhiu. Để ứng dng  
__________________________________________________________________________________________  
Nghiên cu schuyn hóa Nito trong quá tình sn xut phân hu cơ tbùn thi ca Nhà máy xlý nước thi sinh  
hot đô thThành phố Đà Lt  
115  
Lê Tn Thanh Lâm, Nguyn Thế An, Đinh Thái Bình– Đại hc Nông Lâm Tp. HCM  
Hi tho Môi trường và Phát trin bn vng, Vườn Quc gia Côn Đảo, 18/06/2010 – 20/06/2010  
Workshop on Environment and Sustainable Development, Con Dao National Park, 18th – 20th June 2010  
sn sn xut và bón cho cây trng thì cn phi phi trn thêm các loi phân vô cơ cn thiết. Vì  
điu kin là yếm khí không hoàn toàn, khi nhnên nhit độ trong khi là khá thp, lượng  
nước có trong sn phm ca thí nghim là khá ln. Vì vy sau khi cn phi đưa sn phm đi  
qua giai đon sy để đạt đến tiêu chun độ ẩm ca sn phm phân bón.  
KT LUN VÀ KIN NGHỊ  
Bùn thi ca nhà máy xlý nước thi sinh hot đô ththành phố Đà Lt là ngun nguyên liu khả  
thi, vi hàm lượng Nitơ tng bng 3,2% nó có thsdng tt cho vic sn xut phân hu cơ.  
Ngoài vic gii quyết vn đề vmôi trường thì đây là ngun li vkinh tế vì thtrường tiêu thụ  
phân bón Đà Lt rt thun li do nơi đây phát trin mnh vngành trng trt.  
Sn phm sau khi ủ đạt chtiêu vNitơ cao hơn rt nhiu so vi nhng loi phân hu cơ khác  
làm tcác ngun nguyên liu là phế phm nông nghip và cht thi tgia súc.  
Thi gian trong vòng khong 30 ngày, tránh quá lâu vì có thlàm mt hàm lượng Nitơ  
Mt scác chtiêu cn được nghiên cu thêm nếu như mun phát trin đề tài theo xu hướng sn  
xut phân hu cơ cht lượng cao là: nghiên cu sthay đổi hàm lượng các cht đa lượng P, K  
trong quá trình sn xut phân hu cơ, sto thành acid humic và quá trình din biến ca vi sinh  
vt trong đống .  
TÀI LIU THAM KHO  
Hunh Thanh Hùng. Khoa hc đất và phân bón, 2007  
Lê Văn Khoa, Nguyn Xuân C, Lê Đức, Trn Khc Hip, Cái Văn Tranh. Phương pháp phân  
tích Đất – Nước – Phân bón – Cây trng. NXB Giáo Dc.  
Lê Văn Khoa, Trnh Khc Hip, Trnh ThThanh. Hóa hc nông nghip. NXB Đại hc Quc Gia  
Hà Ni, 1996.  
Nguyn Đức Lượng, Nguyn ThThùy Dương. Công nghsinh hc môi trường, tp 2. NXB  
Trường ĐH Quc Gia T.p HChí Minh, 2003.  
Chu ThThơm, Phan ThLài, Nguyn Văn Tó. Kthut sn xut, chế biến và sdng phân bón,  
NXB Lao Động Hà Ni, 2006.  
Trương Vĩnh. Thng kê ng dng và phương pháp thí nghim, 2007  
Tuyn tp chtiêu nông nghip Vit Nam, tp 3, BNN & PTNT, Hà Ni.  
Nancy Trautmann and Tom Richar. Cornell composting Science and Engineering. Cornell Waste  
Management Institute © 1996.  
Roger Tim Haug. Compost Engineering principles and practice. Techomic publishing Co. NC.  
__________________________________________________________________________________________  
Nghiên cu schuyn hóa Nito trong quá tình sn xut phân hu cơ tbùn thi ca Nhà máy xlý nước thi sinh  
hot đô thThành phố Đà Lt  
116  
Lê Tn Thanh Lâm, Nguyn Thế An, Đinh Thái Bình– Đại hc Nông Lâm Tp. HCM  
pdf 7 trang yennguyen 21/04/2022 1220
Bạn đang xem tài liệu "Nghiên cứu sự chuyển hóa của nitơ trong quy trình sản xuất phân hữu cơ từ bùn thải của Nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt đô thị thành phố Đà Lạt", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfnghien_cuu_su_chuyen_hoa_cua_nito_trong_quy_trinh_san_xuat_p.pdf