Đề cương nghiên cứu : Phương pháp xử lý rác thải giun quế hộ gia đình I ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1.Mở đầu: - Khoảng 1/3 tổng lượng chất thải sinh hoạt chất thải hữu tái chế cách dễ dàng Chất thải hữu loại nguyên liệu thô có giá trị chế biến thành phân ủ có chất lượng tốt , đưa chất hữu thiết yếu vào đất trồng - Phân ủ đem lại phì nhiêu cho đất ,cải tạo cấu trúc đất , giúp giữ nước đồng thời làm cho đất tiêu úng tốt Nếu loại chất thải bị chon lấp tiềm chúng bị chất gây ô nhiễm phát tán vào không khí, nguồn nước gây ô nhiễm môi trường Dùng giun để ủ phân phương pháp ủ có thể dễ dàng sử dụng nhà - Ở Việt Nam có nhiều công trình nghiên cứu vể khả phân hủy chất hữu trùn quế, đạt số thành tựu định, báo cáo giúp tìm hiểu rõ công nghệ - Rác thải hữu có thời gian phân hủy nhanh, công nghệ này có thể làm giảm thời gian thu gom, hạn chế sự phát tán ô nhiễm vào không khí, và tiết kiệm chi phí thu gom, phân loại rác - Xử lý rác thải cách nuôi giun công nghệ đơn giản, không đòi hỏi trình độ vận hành hay quản lý, trình độ kĩ thuật cao phương pháp xử lý khác 1.2 Mục đích : - Nghiên cứu mật độ trùn thời gian trùn ăn rác, từ tìm điều kiện tối ưu để có chất lượng phân tốt - Giúp mọi người nhận thức được ưu điểm của công nghệ - Nhân rộng công nghệ cho từng hộ gia đình 1.3 Đối tượng nghiên cứu : - Nguồn trùn quế : sở cung cấp - Nguồn rác : rác thải sinh hoạt từ hộ gia đình 1.4 Phạm vi nghiên cứu: - Trong điều kiện khí hậu TPHCM 1.5 Ý nghĩa thực tiễn : - Xử lí rác hữu cơ, tạo nguồn phân bón cho trồng, tận dụng trùn làm nguồn thức ăn cho cá, gia cầm 1.6 Pham vi ứng dụng : SVTH : Nguyễn Minh Hoàng - 07127053 Đề cương nghiên cứu : Phương pháp xử lý rác thải giun quế hộ gia đình - Có thể áp dụng với quy mô nhỏ : hộ gia đình SVTH : Nguyễn Minh Hoàng - 07127053 Đề cương nghiên cứu : Phương pháp xử lý rác thải giun quế hộ gia đình II TỔNG QUAN TÀI LIỆU: Giun quế: Giun Quế thuộc chi Pheretima, họ Megascocidae (họ cự dẫn), ngành ruột khoang Chúng nhóm giun ăn phân, thường sống môi trường có nhiều chất hữu phân hủy Đây loài giun mắn đẻ, xuất rải rác vùng nhiệt đới, dễ bắt tay, dễ thu hoạch Chúng sử dụng rộng rãi việc xử lý, chuyển hóa chất thải hữu Giun Quế có khả hấp thu Oxy thải CO môi trường nước, điều giúp cho chúng có khả sống nước nhiều tuần, chí nhiều tháng Hệ thống tiết bao gồm cặp thận đốt Các quan bảo đảm cho việc tiết chất thải chứa đạm dạng Amoniac Ure Giun Quế nuốt thức ăn môi lỗ miệng, lượng thức ăn ngày ghi nhận tương đương với trọng lượng thể (đặc tính sinh lý học cua giun quế - http://traigiunquepht.com/home/detail.asp? iData=1011&nChannel=News) Giun Quế nhạy cảm, chúng phản ứng mạnh với ánh sáng, nhiệt độ biên độ nhiệt cao, độ mặn điều kiện khô hạn Nhiệt độ thích hợp với giun Quế khoảng từ 20 – 30oC, nhiệt độ khoảng 30 oC độ ẩm thích hợp, chúng sinh trưởng sinh sản nhanh Ở nhiệt độ thấp, chúng ngừng hoạt động chết; nhiệt độ luống nuôi lên cao, chúng bỏ chết Chúng chết điều kiện khô nhiều ánh sáng chúng lại tồn môi trường nước có thổi Oxy Trong tự nhiên, giun Quế thích sống nơi ẩm ướt có độ pH ổn định, gần cống rãnh, nơi có nhiều chất hữu dễ phân hủy thối rữa đống phân động vật, đống rác hoai mục Qua thí nghiệm thực hiện, cho thấy chúng thích hợp pH vào khoảng 7.0 – 7.5, chúng có khả chịu đựng phổ pH rộng, từ – 9, pH thấp, chúng bỏ Chúng có mặt đồng ruộng canh tác, dù nơi có nhiều chất thải hữu tỷ lệ C/N chất thải thường cao, không hấp dẫn không đảm bảo điều kiện độ ẩm thường xuyên Giun Quế thích nghi với phổ thức ăn rộng Chúng ăn chất thải hữu phân hủy tự nhiên (rác phân hủy, phân gia súc, gia cầm…) Tuy nhiên, thức ăn có hàm lượng dinh dưỡng cao, giúp cho chúng sinh trưởng sinh sản tốt (Nguyễn Thị Thuận, năm 2008, Mô hình nuôi Giun Quế quy mô hộ gia đình, http://www.haiduongdost.gov.vn/index.php? option=com_content&view=article&id=692:mo-hinh-nuoi-giun-qu-quy-mo-h-giainh&catid=103:lvnn&Itemid=165) Giun Quế sinh vật lưỡng tính, sinh sản nhanh điều kiện khí hậu nhiệt đới tương đối ổn định có độ ẩm cao Khả sinh sản đảm bảo cho trì mật độ khả xử lý ổn định Môi trường rác thải 2.1 Thành phần rác thải sinh hoạt tại hộ gia đình: SVTH : Nguyễn Minh Hoàng - 07127053 Đề cương nghiên cứu : Phương pháp xử lý rác thải giun quế hộ gia đình Bất kì một hoạt động sống nào của người tại nhà, công sở, đường đi, tại nơi công cộng…đều sinh một lượng rác đáng kề Thành phần chủ yếu là chất hữu cơ, dễ phân hủy Cho nên chất thải sinh hoạt có thể định nghĩa là thành phần tàn tích hữu phục vụ cho hoạt động sống của người, chúng không còn được sử dụng và vứt trả lại môi trường Thành phần chất thải % khối lượng Rau, thực phẩm thừa, chất hữu 64.7 dễ phân hủy Cây gỗ 6.6 Giấy, bao bì 2.1 Plastic khó tái chế 9.1 Cao su, đế giày dép 6.3 Vải sợi, vật liệu sợi 4.2 Đất đá, bê tông 1.6 Thành phần khác 5.4 2.2 Phân loại rác sinh hoạt tại nhà  Mục tiêu: tách rác làm hai thành phần riêng biệt nhằm nâng cao hiệu quả của các hoạt động xử lý tiếp theo  Phân loại rác: o Rác chia làm hai loại chính: chất hữu dễ phân hủy và các chất còn lại tạm gọi là rác tái sinh o Rác hữu dễ phân hủy là các loại rác hữu dễ bị thối rữa điều kiện tự nhiên sinh mùi hôi thối như: các loại thức ăn thừa, thức ăn hư hỏng, vỏ trái cây, các chất thải tách làm bếp… o Rác tái sinh: là các loại rác có thể sử dụng lại nhiều lần trực tiếp hoặc chế biến lại như: giấy, cacton, vỏ đồ hộp, thủy tinh, các loại nhựa, quần áo cũ, bàn ghế cũ… Tài liệu tham khảo: Th.S Dương Thị Thành- Giáo trình môi trường đại cương- Khoa Môi Trường, Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh SVTH : Nguyễn Minh Hoàng - 07127053 Đề cương nghiên cứu : Phương pháp xử lý rác thải giun quế hộ gia đình Kỷ yếu Hội Thảo Quản lý Chất Thải Rắn Tp Hồ Chí Minh, tuần lễ khoa học công nghệ và giáo dục đại học 2002, ngày 11/10/2002 GS.TS Nguyễn Lân http://vietscienes.free.fr Hợp phần Độ ẩm (%) Chất thải thực phẩm KGT 50 - 80 Giấy Dũng- Biến rác Trọng thành lượng hàng hóa- riêng TB 70 (kg/m3) KGT 12 - 80 TB 28 - 10 32 - 128 81,6 Catton 4-8 38 - 80 49,6 Chất dẻo 1-4 32 - 128 64 Vải vụn - 15 10 32 - 96 64 Cao su 1-4 96 - 192 128 Da vụn - 12 10 96 - 256 160 Sản phẩm vườn 30 - 80 60 84 - 224 104 Gỗ 15 - 40 20 128 - 1120 240 Thủy tinh 1- 160 - 480 193,6 Can hộp 2-4 48 - 160 88 Kim loại không thép 2-4 64 - 240 160 Kim loại thép 2-6 128 - 1120 320 Bụi, tro, gạch Tổng hợp - 12 15 - 40 20 320 - 960 180 - 420 480 300 Công nghệ sản xuất phân hữu từ rác với tham gia giun quế Giun có sức tiêu hóa lớn Tác dụng phân giải hữu giun đứng sau vi sinh vật Một giun tiêu hủy 70 – 80 rác hữu cơ, 50 phân gia súc quý Các nước giới tận dụng đặc thù giun để xử lý chất thải sinh hoạt rác thải hữu cơ, làm môi trường,có hiệu tốt Sau qua hệ thống tiêu hóa với nhiều vi sinh vật cộng sinh, chúng thải phân (Vermicas) giàu dinh dưỡng (hệ số chuyển hóa vào khoảng 0.7) Những vi sinh vật cộng sinh có ích hệ thống tiêu hóa theo phân khỏi thể giun hoạt động “màng dinh dưỡng” thời gian dài Đây nguyên nhân làm cho phân giun có hàm lượng dinh dưỡng cao có hiệu cải tạo đất tốt dạng phân hữu phân hủy bình thường tự nhiên SVTH : Nguyễn Minh Hoàng - 07127053 Đề cương nghiên cứu : Phương pháp xử lý rác thải giun quế hộ gia đình (Nguyễn Lân Hùng, năm 2006, Một số đặc điểm trùng đất, http://longdinh.com/default.asp?act=chitiet&ID=3003&catID=2) Do có hàm lượng Protein cao nên Trùn quế xem nguồn dinh dưỡng bổ sung quý giá cho loại gia súc, gia cầm, thủy hải sản… Ngoài ra, Trùn quế y học, công nghệ chế biến thức ăn gia súc… Phân trùn loại phân hữu sinh học có hàm lượng dinh dưỡng cao, thích hợp cho nhiều loại trồng, không gây tình trạng “sốc” phân, yêu cầu trữ dễ dàng, đặc biệt thích hợp cho loại hoa kiểng, làm giá thể vườn ươm nguồn phân thích hợp cho việc sản xuất rau Quá trình sản xuất phân từ rác thải tận dụng tất sản phẩm trình, hoàn trả vật chất lại cho tự nhiên Đây công nghệ sạch, thân thiện môi trường Tình hình nghiên cứu: • Một công trình nghiên cứu về trình phân hủy chất thải hữu với tham gia trùn quế vừa công bố cho thấy loài giun dùng để xử lí chất thải rắn hữa Đây công trình nghiên cứu Thạc sĩ Nguyễn Thị Thanh Mỹ, kỹ sư Phạm Quốc Khánh, PGS-TS Nguyễn Văn Phước GS-TS Lâm Minh Triết (thuộc Viện Môi trường -Tài nguyên Trường Đại học Tôn Đức Thắng) Theo NLĐ, Nuôi trùng quế để xử lý rác, báo Đất Việt, 30/05/2008 URL:http://www.baodatviet.vn/Home/KHCN/Nuoi-trun-que-de-xu-lyrac/20085/7133.datviet • Đề tài nghiên cứu: Nghiên cứu quá trình sản xuất phân hữu từ rác thải với sự tham gia của giun quế của nhóm sinh viên 05MT: Hồ Hồng Quyên, Nguyễn Thị Anh Đào, Lê Thị Hồng Hiền, Nguyễn Thị Hoa, Lê Nữ Hồng Phúc, Trần Thị Thanh Trang thuộc khoa môi trường, trường Đại học bách Khoa • Bên cạnh đó cũng có một số nghiên cứu cung cấp nhiều số liệu đáng tin cậy cho thấy vermicompost( phân giun quế) thúc đẩy nhanh phát triển thực vật như: o Nghiên cứu vermicompost sớm Fosgate Babb (1972), tác giả dã nuôi trùn phân chuồng nhận thấy vermicompost thu có hiệu lực tương đương với hỗn hợp dinh dưỡng dùng trồng hoa nhà kính o Buchanan cộng (1988) cho hầu hết dạng vermicompost có yếu tố dinh dưỡng mà dạng sẵn sàng hấp thụ cao compost có nguồn nguyên, rác hữu ban đầu o Edwards (1988) phân tích cho thấy tất mẫu vermicompost có hàm lượng nitrogen dễ tiêu cao o Một báo cáo khác Edwards cộng (1985) đề cập đến vấn đề cho biết, hấu hết hữu có hàm lượng dinh dưỡng cao thường lượng bị trình chế biến thành vermicompost SVTH : Nguyễn Minh Hoàng - 07127053 Đề cương nghiên cứu : Phương pháp xử lý rác thải giun quế hộ gia đình III PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: Thí nghiệm mô hình nuôi giun: - Phân loại rác: o rác có thành phần hữu cơ: -tinh bột (cơm, bánh mì,…) -cellulozo (rau,…) -các loại thức ăn khác ( thịt, cá,…) o rác có thành phần vô cơ: nilon, nhựa,… loại bỏ - Lựa chọn giun quế: - kích thước: khoảng 3cm - màu sắc: nâu đỏ  Thiết bị: -thùng nuôi ( nhựa, tận dụng thùng bỏ ): thùng gồm ngăn dưới, ngăn dựng giun thức ăn giun (rác) ngăn đựng bùn giun, kích thước 20x30x30 -cân : >= 10kg -sàng, rây ( tách giun bùn) - Thiết bị phân tích mẫu bùn giun: máy khối phổ kế plasma cảm ứng (ICP- MS) Agilent 7500 mỹ sản xuất - Thiết bị phân tích khí: TESTO 350 XL  Nuôi giun: Chia hai đợt: đợt 1: nuôi thùng, lượng giun mổi thùng: 200g, lượng rác: 1kg thùng 1: sử dụng rác có thành phần tinh bột thùng 2: sử dụng rác có thành phần cellulozo Thùng 3: sử dụng rác có thành phần đạm (thịt, cá,…)  Mục đích: xác định thời gian xử lý thành phần rác thải hữu ( thành phần giun xử lý nhanh ) Đây sở cho nuôi đợt 2 đợt 2: nuôi thùng, lượng giun thùng: 200g, lượng rác: 1kg thùng 1: thành phần rác ( tinh bột, cellulozo, đạm) phân lớp o từ kết nuôi đợt 1: thành phần rác phân hủy nhanh xếp tiếp xúc trực tiếp với giun, cho lớp rác khác thùng 2: thành phần rác trộn hỗn hợp  Mục đích: xác định thời gian hiệu suất xử lý phương pháp trộn rác phân lớp rác  Theo dõi: - Đợt 1: theo dõi theo ngày đến rác sử dụng hết, so sánh 3thùng: thời gian, mùi,lượng bùn thu - Đợt 2: theo dõi ngày, so sánh thùng: thời gian phân hủy, mùi, thành phần không xử lý (nếu có) SVTH : Nguyễn Minh Hoàng - 07127053 Đề cương nghiên cứu : Phương pháp xử lý rác thải giun quế hộ gia đình Phân tích mùi thùng: - Mùi sinh thức ăn phân hủy hiếu khí - Cách lấy mẫu khí: Phương pháp lấy mẫu khí vào canister : bình kín rút chân không Đến chổ muốn lấy mẫu khí mở bình cho không khí tự vào đầy bình đậy nắp lại dung tích khí canister ( canister sử dụng phòng thí nghiệm dùng để lấy, bảo quản mẫu khí, có chiều cao khoảng 279mm, đường kính 38mm) - Phân tích mẫu khí: sử dụng máy phân tích khí TESTO 350 XL - Chỉ tiêu thành phần quan tâm: SO2, H2S, CO2, O2, … Tách giun bùn : - Thu hoạch ánh sáng: Chúng ta dựa vào đặc tính sợ ánh sáng giun để tiến hành thu hoạch giun Xúc toàn bùn có lẫn giun ô để lên nilon gạt phẳng với độ dày khoảng 15 – 20cm Để khoảng 10 phút, giun sợ ánh sáng nên chui hết xuống quấn thành cục phía dưới, phía ta thu bùn giun Tiếp tục làm khoảng – lần ta thu gom tất giun tinh phía bùn giun phía  Phân tích mẫu bùn: -Lấy 5g mẫu bùn -Sấy khô -Nghiền, rây - Dùng máy phân tích mẫu: máy khối phổ kế plasma cảm ứng (ICP- MS) Agilent 7500 Mỹ sản xuất -Thành phần dinh dưỡng bùn cần quan tâm: Nito, Photpho, Kali, a.humic, độ chua, lưu huỳnh,… thích hợp dùng chăn nuôi/trồng trọt  Xác định khối lượng bùn tạo thành: - Sau tách riêng bùn giun, đem cân SVTH : Nguyễn Minh Hoàng - 07127053 Đề cương nghiên cứu : Phương pháp xử lý rác thải giun quế hộ gia đình IV KẾT QUẢ DỰ KIẾN VÀ ĐỀ XUẤT: Kết dự kiến: + 1kg giun  xử lý  kg rác  ngày + lượng phân tạo thành:  kg/ kgrác + thành phần dinh dưỡng bùn: Thành phần Hàm lượng (%) Nito Photpho Lưu huỳnh Axit humic + thành phần khí sinh ra: Thành phần Hàm lượng (%) SO2 H2S O2 + thành phần rác không xử lý được: + thành phần rác dễ xử lý giun: Đề xuất: + Thành phần phân sau xử lý sử dụng để trồng trọt chăn nuôi, vậy, cần có kế hoạch sử dụng hiệu nguồn phân bùn - Tăng gia sản xuất hộ gia đình - Liên kết cung cấp cho nhà vườn, sở thu mua + Để tăng khả nhân rộng, cần có sách hỗ trợ hộ gia đình ( giảm chi phí thu gom rác,…), chương trình giới thiệu công nghệ + Hệ thống xử lý hoàn chỉnh đề xuất: - Để phù hợp với quy mô hộ gia đình, kích thước thùng nuôi giun xử lý rác là: 50x30x50 (cm) Trong đó, thùng ngăn thành ngăn: ngăn đựng rác giun, có độ sâu 30cm; ngăn đựng phân bùn giun thải trình xử lý Ngăn cách hai ngăn ngăn có nhiều lỗ Nắp đậy có lỗ thông khí nhỏ, ống thông mùi Để khắc phục mùi thùng xử lý: bố trí ống thông mùi có dùng than hoạt tính SVTH : Nguyễn Minh Hoàng - 07127053 Đề cương nghiên cứu : Phương pháp xử lý rác thải giun quế hộ gia đình TÀI LIỆU THAM KHẢO Th.S Dương Thị Thành- Giáo trình môi trường đại cương- Khoa Môi Trường, Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh Kỷ yếu Hội Thảo Quản lý Chất Thải Rắn Tp Hồ Chí Minh, tuần lễ khoa học công nghệ và giáo dục đại học 2002, ngày 11/10/2002 GS.TS Nguyễn Lân Dũng- Biến rác thành hàng hóa- http://vietscienes.free.fr Nguyễn Lân Hùng, năm 2006, Một số đặc điểm http://longdinh.com/default.asp?act=chitiet&ID=3003&catID=2 trùng đất, Đặc tính sinh lý học giun quế - http://traigiunquepht.com/home/detail.asp? iData=1011&nChannel=News Nguyễn Thị Thuận, năm 2008, Mô hình nuôi Giun Quế quy mô hộ gia đình - http://www.haiduongdost.gov.vn/index.php? option=com_content&view=article&id=692:mo-hinh-nuoi-giun-qu-quy-mo-h-giainh&catid=103:lvnn&Itemid=165 Theo NLĐ, Nuôi trùng quế để xử lý rác, báo Đất Việt, 30/05/2008 URL:http://www.baodatviet.vn/Home/KHCN/Nuoi-trun-que-de-xu-lyrac/20085/7133.datviet SVTH : Nguyễn Minh Hoàng - 07127053 ... : Phương pháp xử lý rác thải giun quế hộ gia đình - Có thể áp dụng với quy mô nhỏ : hộ gia đình SVTH : Nguyễn Minh Hoàng - 07127053 Đề cương nghiên cứu : Phương pháp xử lý rác thải giun quế hộ. .. - 07127053 Đề cương nghiên cứu : Phương pháp xử lý rác thải giun quế hộ gia đình III PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: Thí nghiệm mô hình nuôi giun: - Phân loại rác: o rác có thành phần hữu cơ: -tinh bột... bùn giun, đem cân SVTH : Nguyễn Minh Hoàng - 07127053 Đề cương nghiên cứu : Phương pháp xử lý rác thải giun quế hộ gia đình IV KẾT QUẢ DỰ KIẾN VÀ ĐỀ XUẤT: Kết dự kiến: + 1kg giun  xử lý  kg rác