Đề tài Nghiên cứu, sản xuất phân hữu cơ từ phế thải thủy sản

Đề tài tham dự cuộc thi “Phát minh xanh Sony 2007” Nghiên cứu, sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải thủy sản Trang 1 I. TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU, SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ TỪ PHẾ THẢI THỦY SẢN Nhóm sinh viên thực hiện - Lê Công Toàn (Nhóm trưởng). - Hoàng Thị Kim Chung. - Mai Thị Thùy Dương. - Lê Hồ Thủy. - Võ Thị Bích Ty. II. NỘI DUNG 1. Điều tra, khảo sát và đánh giá hiện trạng xử lý phế thải thủy sản ở khu công nghiệp (KCN) dịch vụ thủy sản Thọ Quang. 2. Cảnh báo mức độ ảnh hưởng đến môi trường của khu vực. 3. Nghiên cứu, lựa chọn phương án xử lý. 4. Xây dựng mô hình ủ phân theo phương án chọn. 5. Xây dựng mô hình trồng rau thử nghiệm. 6. Kết luận và kiến nghị. Đề tài tham dự cuộc thi “Phát minh xanh Sony 2007” Nghiên cứu, sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải thủy sản Trang 2 MỤC LỤC Nội dung Trang Tên đề tài ........................................................................................................ .......1 Mở đầu ............................................................................................................. .......3 Chương 1:Đối tượng nghiên cứu, hiện trạng khu vực và định hướng xử lý 1.1. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................ .......4 1.2. Hiện trạng khu vực .................................................................................... .......5 1.3. Định hướng xử lý ....................................................................................... .......9 Chương 2: Mục tiêu đề tài và phương pháp tiếp cận ................................... .......10 2.1. Mục tiêu đề tài .......................................................................................... .......10 2.2. Các phương pháp tiếp cận ......................................................................... .......10 Chương 3: Nghiên cứu, lựa chọn các phương án xử lý ................................. .......11 3.1. Phân hữu cơ và các phương pháp ủ ........................................................... .......11 3.2. So sánh lựa chọn các phương án xử lý ...................................................... .......11 3.3. Thực hiện quá trình ủ thử nghiệm ............................................................. .......12 3.4. Xây dựng mô hình ủ phân theo phương án chọn....................................... .......16 Chương 4: Kết quả và kiến nghị ...................................................................... .......20 4.1. Kết quả phân tích ...................................................................................... .......20 4.2. Kết quả thực nghiệm ................................................................................. .......21 4.3. Tính toán hiệu quả kinh tế- kỹ thuật ......................................................... .......23 4.4. Đánh giá kết quả ....................................................................................... .......24 4.5. Kết luận và kiến nghị ................................................................................ .......24 Tài liệu tham khảo ........................................................................................... .......25 Phụ lục ............................................................................................................. .......26 Đề tài tham dự cuộc thi “Phát minh xanh Sony 2007” Nghiên cứu, sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải thủy sản Trang 3 MỞ ĐẦU Đà Nẵng là trung tâm kinh tế của khu vực miền Trung, là địa phương khá thành công trong mô hình lấy khu công nghiệp làm động lực phát triển kinh tế với nhiều ngành nghề khác nhau. Chế biến thuỷ sản là một trong năm ngành mũi nhọn của chiến lược phát triển kinh tế Thành phố Đà Nẵng với giá trị xuất khẩu đạt 38 triệu USD (năm 2004) và đã giải quyết việc làm cho hàng nghìn lao động. Tuy nhiên, các chất ô nhiễm phát sinh từ quá trình chế biến thuỷ sản đã và đang ảnh hưởng xấu đến môi trường xung quanh. Theo thông tin từ trang web “Đầu tư chứng khoáng online” (ngày 20/07/2007), tại khu vực phường Nại Hiên Đông, quận Sơn Trà người dân đang kêu ca vì mùi hôi rất khó chịu mà nguyên nhân là do lượng nước thải và chất thải rắn từ các doanh nghiệp ở khu công nghiệp Thọ Quang xả thẳng vào Âu Thuyền Thọ Quang. Mặc dù đã nhiều lần kiến nghị lên các cơ quan chức năng để giải quyết bài toán môi trường này nhưng đến nay vẫn chưa thấy động tĩnh gì. Là những sinh viên ngành môi trường, trước vấn đề bức xúc của người dân, chúng tôi đã tiến hành khảo sát, đánh giá chất lượng môi trường tại khu vực này. Từ đó chúng tôi đã đưa ra phương án nhằm giảm thiểu phần nào lượng chất thải thải ra môi trường. Đây chính là cơ sở để chúng tôi hình thành đề tài “Nghiên cứu, sản xuất phân hữu cơ từ phế thải thuỷ sản”. Qua việc thực hiện đề tài trên, chúng tôi đã cảnh báo mức độ ảnh hưởng đến môi trường của khu vực. Sau quá trình nghiên cứu sản xuất phân bón hữu cơ từ các phế thải gây ô nhiễm chúng tôi mong rằng có thể giảm thiểu phần nào tình trạng ô nhiễm tại khu công nghiệp và vùng phụ cận, đảm bảo điều kiện làm việc cho các doanh nghiêp đồng thời tạo ra được sản phẩm có ích cho nông nghiệp. Đề tài tham dự cuộc thi “Phát minh xanh Sony 2007” Nghiên cứu, sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải thủy sản Trang 4 CHƯƠNG 1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU, HIỆN TRẠNG KHU VỰC VÀ ĐỊNH HƯỚNG XỬ LÝ 1.1. Đối tượng nghiên cứu Nước ta là nước nhiệt đới với hệ thống sông ngòi dày đặc và đường bờ biển dài 3200 km kéo dài từ Nam chí Bắc, Đà Nẵng lại là thành phố tiếp giáp với biển Đông. Với vị trí địa lí và khí hậu thuận lợi như vậy nên việc đánh bắt thủy sản đã trở thành một trong những ngành nghề chính của nhiều người dân tại thành phố này. Nhờ đó ngành khai thác và chế biến thủy sản đã phát triển rất nhanh, ngày càng nhiều công ty chế biến thủy sản được hình thành và phát triển. Khu Công nghiệp Dịch vụ Thuỷ sản Đà Nẵng được thành lập theo Quyết định số 5210/UĐ-UB ngày 04/9/2001 (Giai đoạn 1) và Quyết định số 10939/UĐ- UB ngày 31/12/2002 (Giai đoạn 2) của Chủ tịch UBND thành phố Đà Nẵng với tổng diện tích là 77,3 ha, nằm tại Quận Sơn Trà, thành phố Đà Nẵng, cách trung tâm thành phố Đà Nẵng 3,5 km, cách Cảng biển Tiên Sa 2,5km, cách Cảng biển Liên Chiểu 18,5 km và có giới hạn khu đất: - Phía Tây giáp : Khu dịch vụ Âu Thuyền - Phía Bắc giáp : Khu tái định cư phía Đông đường Yết Kiêu - Phía Đông giáp : Khu tái định cư Thọ Quang 2, Thọ Quang 3, Mân Thái - Phía Nam giáp : Khu dân cư Dự án do Công ty Phát triển và Khai thác hạ tầng Khu Công nghiệp Đà Nẵng (Daizico) trực thuộc Ban Quản lý các Khu Công nghiệp và Chế xuất Đà Nẵng thực hiện. Đề tài tham dự cuộc thi “Phát minh xanh Sony 2007” Nghiên cứu, sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải thủy sản Trang 5 Hình 1: Sơ đồ quy hoạch KCN dịch vụ thuỷ sản Thọ Quang - Đà Nẵng 1.2. Hiện trạng khu vực Hiện nay trên địa bàn thành phố có 14 doanh nghiệp chế biến đông lạnh với công suất 47 tấn/ngày. Tổng dung lượng kho bảo quản lạnh khoảng 8.500m3. Hầu hết sản phẩm đều được xuất khẩu và thị trường xuất khẩu đang được mở rộng sang các nước có yêu cầu chất lượng sản phẩm cao như Mỹ, EU, Nhật. Quy trình sản xuất của các nhà máy thủy sản tương đối giống nhau với công nghệ cao. Bên cạnh thủy hải sản đông lạnh, các doanh nghiệp cũng chú ý phát triển sản phẩm hải sản sấy khô. Tuy còn chế biến bằng phương pháp thủ công và bán cơ khí song sản Đề tài tham dự cuộc thi “Phát minh xanh Sony 2007” Nghiên cứu, sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải thủy sản Trang 6 phẩm cũng đạt yêu cầu xuất khẩu. Năm 2000 đã sản xuất hơn 1.500 tấn và xuất khẩu hơn 80 % đi các nước. Sơ đồ qui trình công nghệ: Cùng với sự tăng nhanh về sản lượng cũng như chất lượng thì khối lượng các chất thải rắn từ quá trình chế biến thủy sản đưa ra ngày càng nhiều. Chất thải rắn sản xuất bao gồm: các phụ tạng, đầu, vỏ, xương, vảy của cá, mực, tôm loại ra trong quá trình chế biến. Số lượng phế thải thủy hải sản thường biến động theo nguồn nguyên liệu, chủng loại sản phẩm và công nghệ chế biến. Theo số liệu của WHO, định mức phát thải trung bình như sau: Nước thải, CTR Nước thải, CTR Nguyên liệu Sơ chế, rửa Chế biến Rửa sạch Phân cỡ Cấp đông Đóng thùng Bảo quản Nước Nước Nước thải Nước thải Nước Nhiệt Bao bì hỏng Bao bì Đề tài tham dự cuộc thi “Phát minh xanh Sony 2007” Nghiên cứu, sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải thủy sản Trang 7 - 280 Kg/tấn sản phẩm cá, mực. - 570 Kg/tấn sản phẩm cua, tôm. - Như vậy với tổng công suất của Khu Công Nghiệp là 47 tấn/ ngày thì tổng lượng chất thải ra dao động khoảng 13,16÷26,8 tấn/ ngày. Chất thải rắn sản xuất và sinh hoạt tại các cơ sở chế biến thủy sản chủ yếu là các hợp chất hữu cơ dễ bị phân hủy bởi các vi sinh vật, các chất khoáng vô cơ. Các tác động môi trường gây ra do chất thải rắn chế biến thủy sản: - Làm mất mỹ quan. - Chất thải rắn là môi trường thuận lợi cho sự phát triển của các sinh vật truyền bệnh nguy hiểm như ruồi, muỗi... - Các chất thải rắn này dễ dàng bị phân hủy bởi các vi sinh vật, gây ô nhiễm không khí, gây ô nhiễm đất, nước mặt, nước ngầm. Trong quá trình làm đề tài chúng tôi có quan sát và tìm hiểu thì từ năm 2006 đến nay hầu hết các nhà máy thủy sản không còn hợp đồng với Công ty Đô thị môi trường thu gom và xử lý chất thải và bùn thải tại nhà máy. Đa số các doanh nghiệp trong khu công nghiệp đều chưa xây dựng hệ thống xử lý nước thải riêng hoặc có thì cũng chỉ mang tính đối phó nên nước thải được chảy chung vào cống thoát nước mưa và thải trực tiếp vào Âu Thuyền. Toàn bộ các phế thải thuỷ hải sản sau quá trình chế biến, sản xuất được đựng trong các thùng nhựa, xô ... có nắp hay không có nắp, cuối mỗi ngày thì được đổ thẳng ra Âu Thuyền Thọ Quang, ra sông Hàn. Hình 2: Phế thải sau chế biến Đề tài tham dự cuộc thi “Phát minh xanh Sony 2007” Nghiên cứu, sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải thủy sản Trang 8 Chính vì điều đó, mà mặc dù các doanh nghiệp chế biến hải sản xuất khẩu chỉ mới được tập trung về Khu Công Nghiệp dịch vụ thủy sản Thọ Quang, Đà Nẵng vài năm trở lại đây nhưng hầu hết người dân khu vực phường Nại Hiên Đông (quận Sơn Trà) đã bắt đầu phản ánh vì mùi hôi rất khó chịu có xuất xứ từ phía Âu Thuyền Thọ Quang, nhất là khi có gió Nồm thì mùi hôi lại hành hạ người dân dữ dội hơn. Mặt nước của Âu Thuyền Thọ Quang như đặc sánh lại, rác rưởi nổi lềnh bềnh, mùi hôi bốc lên nồng nặc không ai còn dám đặt chân xuống nước vì có thể gây ngứa toàn thân, nổi ghẻ... Môi trường ô nhiễm nặng, ruồi muỗi nhiều, dịch bệnh phát triển nhanh, ngư dân trên tàu thường bị các loại bệnh như: sốt cao, viêm phổi, viêm phế quản và dị ứng khắp cơ thể. Người dân ở ngay cạnh sông, cạnh biển nhưng không bao giờ được hưởng không khí trong lành. Theo kết quả quan trắc của Sở Tài nguyên - Môi trường Thành Phố Đà Nẵng thực hiện cho thấy, nước thải tại khu vực Thủy sản Thọ Quang bị ô nhiễm hữu cơ nghiêm trọng, nồng độ BOD5 vượt 12,6 lần, COD vượt 10,48 lần, tổng Nitơ vượt 2,17 lần, tổng Photpho vượt 2,76 lần, lượng coliform vượt 1,5 lần... TT Chỉ tiêu Đơn vị NT1 NT2 NT3 NT4 NT5 1 PH 7,6 7,2 5,2 7,31 6,58 2 SS Mg/l 121 71 85 142,2 50,8 3 COD Mg/l 312 88 179 420 95 4 BOD5 Mg/l 198 49 142 265 55 5 Nitơ tổng Mg/l 25,6 5,5 6 Photpho tổng Mg/l 63,4 14,0 7 Coliform MNP/100ml 1000 Nguồn: Báo cáo ĐTM - Dự án ĐTXD hệ thống HTKT KCN dịch vụ thuỷ sản Đà Nẵng. NT1: Nước thải công ty Danifood trước xử lí. NT2: Nước thải công ty Danifood sau xử lí. Đề tài tham dự cuộc thi “Phát minh xanh Sony 2007” Nghiên cứu, sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải thủy sản Trang 9 NT3: Nước thải công ty chế biến và xuất khẩu thuỷ sản Thọ Quang sau xử lí. NT4: Nước thải công ty TNHH Phước Tiến chưa xử lí. NT5: Nước thải công ty TNHH Đại Thuận chưa xử lí. Từ thực tế đó, để bảo vệ sức khoẻ của người dân địa phương, đảm bảo mỹ quan khu vực nói riêng và thành phố nói chung, đồng thời tạo thuận lợi cho hoạt động sản xuất của doanh nghiệp thì một yêu cầu cấp thiết được đặt ra là bằng cách nào đó phải giải quyết được lượng chất thải phát sinh này. Cùng với tình trạng gia tăng dân số nước ta hiện nay làm cho diện tích đất canh tác bình quân đầu người trong vòng 65 năm qua đã giảm từ 2548 m2 xuống còn 732 m2, tương ứng với mức độ giảm 1,1%/năm. Vì vậy, sử dụng đất nông nghiệp sao cho hiệu quả là thật sự cần thiết. Ông cha ta có câu ”Nhất nước, nhì phân, tam cần, tứ giống” cho thấy được tầm quan trọng của phân bón đối với việc làm tăng năng suất cây trồng. Phân bón cung cấp cho cây trồng những dinh dưỡng cần thiết mà đất không đủ khả năng cung cấp, duy trì độ phì nhiêu trong quá trình canh tác. 1.3. Định hướng xử lý Đặc trưng của ngành chế biến thủy sản là lượng chất thải phụ thuộc vào mùa vụ khai thác, chất lượng và số lượng nguyên liệu sử dụng dẫn đến có lúc quá nhiều chất thải, lúc lại rất ít, là khó khăn cho các nhà quản lý xí nghiệp muốn xây dựng cho riêng mình một hệ thống xử lý chất thải có công suất phù hợp. Nhưng nếu thải bỏ ra bên ngoài thì vừa gây ô nhiễm môi trường lại vừa lãng phí vì thành phần chủ yếu của phế thải thủy sản là các chất hữu cơ giàu đạm, canxi, photpho…là những chất dinh dưỡng rất cần thiết cho sự sống. Bằng nhận định chủ quan, nhóm chúng tôi hình thành và thực hiện ý tưởng sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải này. Biện pháp này vừa giúp giảm thiểu sự ô nhiễm môi trường vừa làm tăng giá trị phế liệu thu hồi. Đề tài tham dự cuộc thi “Phát minh xanh Sony 2007” Nghiên cứu, sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải thủy sản Trang 10 CHƯƠNG 2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI VÀ PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN 2.1. Mục tiêu đề tài - Giải quyết tình trạng ô nhiễm tại khu công nghiệp dịch vụ Thủy sản Thọ Quang - Đà Nẵng và các vùng phụ cận. - Tận dụng các phế phẩm gây ô nhiễm để sản xuất phân bón hữu cơ phục vụ cho nông nghiệp và trồng cây cảnh. 2.2. Các phương pháp tiếp cận 1. Phương pháp khảo sát thực địa - Tiếp cận, khảo sát, tìm hiểu đối tượng. - Lấy mẫu chất thải. 2. Phương pháp mô hình - Xây dựng mô hình ủ phân. - Xây dựng mô hình trồng rau. 3. Phương pháp phân tích - Phân tích các thành phần dinh dưỡng và các chỉ tiêu vi sinh trong sản phẩm. 4. Phương pháp đánh giá kết quả - Kết quả phân tích ở phòng thí nghiệm. - Kết quả phân tích của Trung Tâm Kỹ Thuật Tiêu Chuẩn Đo Lường Chất Lượng 2 - Tổng Cục Tiêu Chuẩn Đo Lường Chất Lượng. Đề tài tham dự cuộc thi “Phát minh xanh Sony 2007” Nghiên cứu, sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải thủy sản Trang 11 CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 3.1. Phân hữu cơ và các phương pháp ủ 3.1.1. Khái niệm Phân bón hữu cơ là sản phẩm được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu hữu cơ khác nhau, nhằm cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng, cải tạo đất, góp phần nâng cao năng suất, chất lượng nông sản. Phân bón hữu cơ không gây ảnh hưởng xấu đến người, động vật, môi trường sinh thái và chất lượng nông sản. 3.1.2. Lựa chọn phương pháp ủ phân Quá trình ủ phân hữu cơ là một phương pháp truyền thống được áp dụng phổ biến ở các quốc gia đang phát triển nói chung và ở Việt Nam nói riêng. Phương pháp này được áp dụng rất có hiệu quả. Quá trình ủ thực chất là một quá trình phân giải phức tạp các hợp chất gluxit, lipit và protein với sự tham gia của các vi sinh vật hiếu khí hay kỵ khí. Quá trình ủ có thể là ủ hiếu khí hay kỵ khí. Ở đây chúng tôi chọn phương pháp ủ kỵ khí không hoàn toàn có đảo trộn định kỳ vì: - Đặc điểm của phế thải thủy sản là có mùi hôi thối đặc biệt trong quá trình phân hủy. - Quy trình ủ đơn giản hơn so với phương pháp ủ hiếu khí. - Chi phí đầu tư và vận hành thấp. - Dễ áp dụng trong thực tế. 3.2. Quy trình ủ phân Phế thải thủy sản có đặc điểm là độ ẩm cao nên cần thiết phải bổ sung cơ chất để đạt được độ ẩm thích hợp. Quy trình sản xuất phân bón hữu cơ được tiến hành theo các bước: - Thu gom nguyên liệu (phế thải thủy sản) và cơ chất. Đề tài tham dự cuộc thi “Phát minh xanh Sony 2007” Nghiên cứu, sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải thủy sản Trang 12 - Cắt, xé nhỏ đến kích thước thích hợp. - Phối trộn phế thải thủy sản và cơ chất, đồng thời phun chế phẩm sinh học với liều lượng trung bình 1 lít/m3. - Tiến hành ủ, che đậy bằêng lá cây, túi nilong để giữ nhiệt, đồng thời giữ độ ẩm vào khoảng 45 – 70 % trong suốt quá trình ủ. - Đảo định kỳ, kiểm tra và theo dõi nhiệt độ ủ. Bổ sung chế phẩm sinh học. Quá trình ủ phụ thuộc vào nhiều yếu tố: nhiệt độ, độ ẩm, kích thước vật liệu ủ… Sơ đồ quy trình ủ: 3.3. Thực hiện quá trình ủ thử nghiệm 3.3.1. Nguyên liệu - Nguyên liệu chính là phế thải thủy sản: gồm nội tang mực, da cá, ruột cá. - Cơ chất bổ sung: thử nghiệm với rơm rạ, bã mía, mùn cưa từ quá trình sản xuất nấm Linh Chi. * Cơ sở lựa chọn cơ chất: Cơ chấtPhế thải thủy sản Phối trộn Ủ Chế phẩm sinh học Theo dõi nhiệt độ Bổ sung chế phẩm Phân bón hữu cơ Cắt, xé Cắt, xé Đề tài tham dự cuộc thi “Phát minh xanh Sony 2007” Nghiên cứu, sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải thủy sản Trang 13 + Đà Nẵng là đô thị loại I, nhưng nông nghiệp vẫn là một ngành trọng yếu. Mặt khác Đà Nẵng lại tiếp giáp với Quảng Nam là một tỉnh có thế mạnh về nông nghiệp nên phát sinh một lượng rơm rạ, bã mía đáng kể. Việc chúng tôi lựa chọn những cơ chất này cũng góp phần giải quyết được lượng phế thải nông nghiệp đó. + Theo điều tra, Đà Nẵng có khoảng 70 cơ sở sản xuất nấm và cứ 600 kg nấm cần 1 tấn mùn cưa. Như vậy lượng mùn cưa thải ra khoảng 5,5tấn/ngày. Đây là một lượng khá lớn nếu thải bỏ thì thật lãng phí một nguồn nguyên liệu hữu ích. Mùn cưa sử dụng trong quá trình nghiên cứu được lấy từ hợp tác xã nấm An Hải Đông năng suất 50kg nấm/ngày. Mùn cưa được trộn với bông làm giá thể cho quá trình sản xuất nấm. Các nguyên liệâu này được sử dụng khá phổ biến trong các quá trình ủ phân truyền thống của người dân Việt Nam. 3.3.2. Chuẩn bị dụng cụ, hóa chất - Thùng xốp cách nhiệt với kích thước 53x39x30 (cm) có ngăn thu nước rỉ ở đáy được làm bằng khung sắt với chiều cao 10 cm, phía trên đặt lưới thép mắt lưới nhỏ sao cho phân khỏi lọt xuống đáy. - Cân. - Chế phẩm sinh học PMET (Plants medicine enviroment treater): được pha loãng theo tỉ lệ 1:4, ủ trong vòng 3 ngày trước khi sử dụng Hình 3: Mùn cưa thải ra sau quá trình làm nấm tại Hợp tác xã An Hải Đông Đề tài tham dự cuộc thi “Phát minh xanh Sony 2007” Nghiên cứu, sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải thủy sản Trang 14 + Các thành phần chính của PMET: - Độ pH: 3,0 – 3,4 - Vi sinh vật có ích: 6,9x106 CFU/ml. - Lactobacillius spp: 6,8x106 CFU/ml. - Saccharomyces cerevisiae: 2,4x104 CFU/ml. - Hàm lượng chất khô tính theo khối lượng: ≤ 1,5%. - Dung môi và các phụ gia: < 65%. + Công dụng: Xử lý mùi hôi do các chất hữu cơ phân hủy sinh ra và các hợp chất chứa H.C, S, N, P. - Nhiệt kế. - Các dụng cụ cần thiết khác. Hình 4: Chế phẩm sinh học PMET Hình 5: Cấu tạo thùng ủ phân 3.3.3. Tiến hành ủ thử nghiệm 1) Ủ với cơ chất là rơm rạ Phế thải thủy sản phối trộn với rơm rạ đã được cắt nhỏ, phun chế phẩm sinh học PMET với liều lượng 1 lit/m3 để bổ sung vi sinh vật, đồng thời để khử mùi. Cho vào thùng ủ, đậy kín bằng lá cây, túi ni lông. Trong quá trình ủ phải thường xuyên kiểm tra và đảo trộn định kỳ 3 ngày/lần kết hợp với theo dõi sự thay đổi nhiệt độ. Bổ sung PMET trong giai đoạn đầu. 2) Ủ với cơ chất là bã mía Đề tài tham dự cuộc thi “Phát minh xanh Sony 2007” Nghiên cứu, sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải thủy sản Trang 15 Trước tiên, chúng tôi cắt vụn bã mía rồi lấy phế thải thủy sản trộn đều với lượng bã mía này, phun chế phẩm sinh học PMET với liều lượng 1 lit/m3 để bổ sung vi sinh vật, đồng thời để khử mùi. Ủ trong thùng xốp, đậy kín bằng lá cây, túi ni lông. Kiểm tra thường xuyên, định kỳ 3 ngày đảo trộn 1 lần kết hợp với theo dõi sự thay đổi nhiệt độ trong suốt quá trình ủ. Bổ sung PMET trong giai đoạn đầu. 3) Ủ với cơ chất là mùn cưa từ quá trình sản xuất nấm Sau khi thu gom phế thải thủy sản và mùn cưa từ quá trình làm nấm về, chúng tôi đem phối trộn chúng với nhau, có phun chế phẩm sinh học PMET với liều lượng 1 lit/m3 để bổ sung vi sinh vật, đồng thời để khử mùi. Đem ủ trong thùng xốp, đậy kín bằng lá cây, túi ni lông. Thường xuyên kiểm tra và định kỳ đảo trộn 3 ngày/lần kết hợp với theo dõi sự thay đổi nhiệt độ trong suốt quá trình ủ. Bổ sung PMET trong giai đoạn đầu. Hình 6: Mô hình ủ phân theo 3 phương án 4) Kết quả: Sau quá trình ủ thử nghiệm (55 ngày), bằng nhận định cảm quan, chúng tôi nhận thấy các mẫu cơ chất rơm rạ, bã mía phân hủy chậm, vẫn còn một lượng đáng Phương án 1 Phương án 2 Phương án 3 Đề tài tham dự cuộc thi “Phát minh xanh Sony 2007” Nghiên cứu, sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải thủy sản Trang 16 kể cơ chất chưa phân hủy hết. Trong khi đó, mẫu cơ chất mùn cưa đạt được độ mịn thích hợp. Cơ sở lựa chọn cơ chất được thể hiện ở bảng sau: Phương án Ưu điểm Hạn chế Phương án 1: Cơ chất là rơm, rạ - Dễ tìm, lượng lớn, tập trung. - Có thể tận dụng như là phế thải nông nghiệp - Cần phải cắt nhỏ trước khi phối trộn - Khó phân hủy Phương án 2: Cơ chất là bã mía - Dễ tìm - Có thể tận dụng như là phế thải nông nghiệp - Cần phải cắt nhỏ trước khi phối trộn - Theo mùa và không tập trung - Khó phân hủy Phương án 3: Cơ chất là mùn cưa từ quá trình làm nấm - Không phải cắt nhỏ - Khả năng hút ẩm cao - Có sẵn các vi sinh vật có ích - Dễ phân hủy - Nguồn cung cấp rải rác, không tập trung. Chính vì thế, chúng tôi quyết định chọn mùn cưa làm cơ chất cho việc xây dựng mô hình ủ. 3.4. Xây dựng mô hình ủ phân theo phương án chọn Sau khi lựa chọn được cơ chất thích hợp nhất để làm phân, chúng tôi tiến hành ủ phân với nguyên liệu là phế thải thủy sản và mùn cưa từ quá trình sản xuất nấm với các tỷ lệ khác nhau. - Thu gom phế thải thủy sản từ khu Thủy sản Thọ Quang- Đà Nẵng và mùn cưa từ hợp tác xã nấm An Hải Đông. - Cắt, xé nhỏ những phế thải có kích thước quá lớn. - Phối trộn phế thải thủy sản và mùn cưa với các tỉ lệ: + Tỉ lệ theo khối lượng phế thải : mùn cưa là 4 : 1. Cân 40 kg phế thải thủy sản và 10 kg mùn cưa, phối trộn với nhau. + Tỉ lệ theo khối lượng phế thải : mùn cưa là 3 : 1. Cân 45 kg phế thải thủy sản và 15 kg mùn cưa, phối trộn với nhau. Đề tài tham dự cuộc thi “Phát minh xanh Sony 2007” Nghiên cứu, sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải thủy sản Trang 17 + Tỉ lệ theo khối lượng phế thải : mùn cưa là 9 : 4. Cân 36 kg phế thải thủy sản và 16 kg mùn cưa, phối trộn với nhau. - Phun chế phẩm vi sinh PMET vào các mẫu đã phối trộn ở trên với liều lượng 1 lít/m3 để bổ sung vi sinh vật, đồng thời để khử mùi. - Đem ủ kỵ khí trong thùng xốp được đậy kín bằng lá cây, túi nilong để giữ cho nhiệt độ nằm trong khoảng 40 -70 oC. Trong quá trình ủ có đảo trộn, phun PMET định kỳ và theo dõi sự thay đổi nhiệt độ. Hình 7: Quá trình làm phân Đề tài tham dự cuộc thi “Phát minh xanh Sony 2007” Nghiên cứu, sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải thủy sản Trang 18 Bảng theo dõi nhiệt độ trong quá trình ủ tN (oC) t1 (oC) t2 (oC) t3 (oC) 23/11/2007 23 28 28 28 26/11/2007 22 28 28,5 28,5 29/11/2007 23 28,5 29 29 01/12/2008 22,5 29 30 30 04/12/2008 21 28 31 32 11/12/2008 22 29 33 35 18/12/2008 21 30 37 43 25/12/2008 23 32 42 48 01/01/2008 19 30 40 47,5 04/01/2008 19 30 39 42,5 08/01/2008 19 29 33,5 35 11/01/2008 19 27 30 32 15/01/2008 19 27 30 32 Chú thích: - tN: Nhiệt độ không khí ngoài trời (oC) - t1 : Nhiệt độ của quá trình ủ mẫu 4:1 (oC) - t2 : Nhiệt độ của quá trình ủ mẫu 3:1 (oC) - t3 : Nhiệt độ của quá trình ủ mẫu 9:4 (oC) Nhiệt độ Ngày Đề tài tham dự cuộc thi “Phát minh xanh Sony 2007” Nghiên cứu, sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải thủy sản Trang 19 0 10 20 30 40 50 60 0 10 20 30 40 50 60 thời gian(ngày) nh iệ t đ ộ( C ) Nhận xét: Dựa vào đồ thị biểu diễn thay đổi nhiệt độ theo thời gian chúng tôi nhận thấy: - Trong thời gian khoảng 10 ngày đầu tiên nhiệt độ của quá trình có tăng nhưng tăng không đáng kể do đây chỉ mới là giai đoạn đầu của quá trình phân hủy, lúc này vi sinh vật mới bắt đầu làm quen với môi trường mới. - Khi vi sinh vật đã làm quen với môi trường, quá trình phân hủy diễn ra mạnh mẽ nhiệt độ bắt đầu tăng nhanh và đạt giá trị cao nhất là 48 0C. - Nhiệt độ bắt đầu giảm xuống dần và ổn định ở 32 0C sau thời gian ủ 50 đến 55 ngày. Do quá trình ủ được thực hiện vào mùa đông nên ảnh hưởng phần nào đến nhiệt độ của phân. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian t3 t2 t1 tn Đề tài tham dự cuộc thi “Phát minh xanh Sony 2007” Nghiên cứu, sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải thủy sản Trang 20 CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ KIẾN NGHỊ 4.1. Kết quả phân tích Sau quá trình ủ phân với nhiều tỷ lệ khác nhau theo khối lượng: 4 :1, 3:1, 9 : 4 chúng tôi nhận thấy mẫu 4 : 1 quá ẩm, nhiệt độ quá trình ủ không đạt yêu cầu, 2 mẫu còn lại được đem phân tích cùng với mẫu phân bán trên thị trường (PTT) tại phòng thí nghiệm khoa Môi Trường - Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng. Kết quả phân tích như sau: Mẫu Nitơ tổng (%) P205(%) K20(%) Độ ẩm(%) 1/3 1,8 0,23 0,17 80 4/9 1,61 0,45 0,52 65 PTT 1,02 0,65 0,58 35 Nhận xét: - Mẫu 9 : 4 tốt hơn mẫu 3 : 1 do độ ẩm trong mẫu 3 : 1 khá cao. - Hầu hết các chỉ tiêu dinh dưỡng trong 2 mẫu 9 : 4 và PTT xấp xỉ nhau, trong đó hàm lượng nitơ tổng trong mẫu 9 : 4 cao hơn nhiều so với mẫu PTT. Để đảm bảo kết quả phân tích mang tính khách quan, chúng tôi đã gửi mẫu 9 : 4 đi phân tích tại Trung Tâm Kỹ Thuật Tiêu Chuẩn Đo Lường Chất Lượng 2 - Tổng Cục Tiêu Chuẩn Đo Lường Chất Lượng. STT TÊN CHỈ TIÊU ĐƠN VỊ TÍNH KẾT QUẢ TCVN 7185:2002 1 Kích thước hạt - Đồng đều Đồng đều 2 Độ ẩm % 68,4 3 Hàm lượng K2O % 0,39 ≥1,5 4 Hàm lượng P2O5 % 0,65 ≥2,5 5 Hàm lượng Nitơ % 1,44 ≥2,5 6 Hàm lượng axit humic % 2,41 ≥1,5 7 Hàm lượng chất hữu cơ % 24,1 ≥22 8 Vi sinh vật cố định Nitơ Kl/g 5,0x105 1.106 Đề tài tham dự cuộc thi “Phát minh xanh Sony 2007” Nghiên cứu, sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải thủy sản Trang 21 * Ghi chú: Dấu - : Không có trong tiêu chuẩn. * Nhận xét: Qua kết quả phân tích chất lượng phân hữu cơ cho thấy hầu hết các thông số chính của phân (chất hữu cơ, axit humic…) có trong phân đều cao hơn tiêu chuẩn nghĩa là đáp ứng được yêu cầu so với tiêu chuẩn quy định. Tuy nhiên cũng có một số thông số không đạt so với yêu cầu như hàm lượng kali,…Do vậy, trong quá trình ủ cần bổ sung thêm các hàm lượng này để đạt tiêu chuẩn cho phép. 4.2. Kết quả thực nghiệm Qua tìm hiểu, nghiên cứu tính thích nghi của từng loại cây trồng đối với từng loại phân như thế nào, chúng tôi đã tiến hành trồng thực nghiệm với các loại rau: rau cải, rau đay… Quá trình trồng thực nghiệm: Chúng tôi trồng và bón phân hữu cơ theo nhiều phương án khác nhau để từ đó tìm ra được phương pháp và thời điểm bón phân hợp lí nhất. Có 2 cách bón phân: - Cách 1: Trộn phân vào đất ngay từ đầu sau đó mới đem gieo hạt(bón lót). - Cách 2: Bón phân vào đất ngay sau khi cấy cây non để kích thích lá phát triển(bón thúc). Đồng thời, trong quá trình trồng thực nghiệm chúng tôi có đối chiếu với một loại phân vi sinh có thành phần tương tự đã được bán phổ biến trên thị trường nhằm so sánh tính hiệu quả sử dụng. * Bón lót cho rau cải với 3 mẫu như sau: - Mẫu 1: Bón mẫu phân thí nghiệm - Mẫu 2: Bón phân thị trường - Mẫu 3: Không bón phân Đề tài tham dự cuộc thi “Phát minh xanh Sony 2007” Nghiên cứu, sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải thủy sản Trang 22 Hình 8: Mô hình trồng rau cải Kết quả thu được: - Mẫu 1: Rau phát triển khá tốt, lớn nhanh rõ nhất là ở thời kỳ sinh trưởng, thời gian thu hoạch ngắn, năng suất cao. - Mẫu 2: Rau phát triển nhanh, thời gian thu hoạch ngắn, năng suất cao. - Mẫu 3: Rau phát triển chậm, thời gian thu hoạch dài, năng suất thấp. * Bón thúc đối với rau đay: Chúng tôi tiến hành bón thúc (mẫu phân thí nghiệm) và theo dõi sự phát triển của rau đay. Kết quả như sau: Mẫu 3 Mẫu 1 Mẫu 2 Hình 9: Ngay sau khi bón phân Hình 10: Sau khi bón phân 1 tuần Đề tài tham dự cuộc thi “Phát minh xanh Sony 2007” Nghiên cứu, sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải thủy sản Trang 23 4.3.Tính toán hiệu quả kinh tế-kỹ thuật - Chi phí đầu vào: nguyên vật liệu, hóa chất, năng lượng, chế phẩm sinh học, nhân công,... Đơn vị: VNĐ STT Hạng mục Đơn vị Đơn giá Số lượng Thành tiền 1 Phế thải thủy sản kg - 36 - 2 Mùn cưa kg - 16 - 3 Chế phẩm sinh học PMET lít 25.000 1 25.000 4 Nhiệt kế cái 10.000 1 10.000 5 Thùng xốp, khung sắt cái - 1 - 6 Nhân công 50.000 Tổng cộng 85.000 • Chú thích: dấu - : Tận dụng, không tốn chí phí hay tốn rất ít. Tổng chi phí sản xuất phân hữu cơ từ 36 kg phế thải thủy sản và 16 kg mùn cưa sau quá trình sản xuất nấm là 85.000 đồng. • Chi phi sản xuất (dự kiến): Lượng phân hữu cơ sau khi ủ thu được là 45 kg. Vậy, chi phí để sản xuất ra 1 kg phân hữu cơ là: C = 85.000/45 ≈ 1.900 đồng/kg * Lợi ích của mô hình ủ phân mang lại: - Kinh tế: Sau khi tham khảo giá thị trường đối với phân hữu cơ cùng loại(4000 đồng/kg đối với phân mịn và 7000 đồng/kg đối với phân vo viên). Nếu tính đến vốn đầu tư, giá thành có thể là 2500 đồng/kg. Vậy lợi nhuận ròng sẽ là 1500 đồng/kg. Đề tài tham dự cuộc thi “Phát minh xanh Sony 2007” Nghiên cứu, sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải thủy sản Trang 24 - Xã hội: Giải quyết công ăn việc làm cho người dân nếu mô hình này được đưa vào sản xuất. Đồng thời đưa vào thị trường một sản phẩm phân hữu cơ chất lượng cao phục vụ cho nông nghiệp. - Môi trường: Giải quyết được lượng phế thải thủy sản và mùn cưa sau quá trình sản xuất nấm. Cải thiện môi trường sống cho người dân sinh sống xung quanh khu công nghiệp Thủy Sản Thọ Quang. 4.4. Đánh giá kết quả - Mô hình ủ phân thành công, chất lượng phân khá tốt được bón thực nghiệm với các loại rau đay, rau cải. - Đa số các hàm lượng của phân (hàm lượng các chất hữu cơ, axít humic, kích thước hạt...) đều đạt được yêu cầu của tiêu chuẩn cho phép 4.5. Kết luận và kiến nghị - Chất lượng phân bón hữu cơ sau khi ủ có thể bón trực tiếp cho cây trồng. Tuy nhiên, để sản phẩm thương mại hoá cần phải bổ sung thêm vài yếu tố vi lượng trước khi lưu hành trên thị trường. - Cần phải tính toán cụ thể về chi phí đầu tư, giá thành sản phẩm để xây dựng nhà máy sản xuất phân tập trung. - Tại khu công nghiệp dịch vụ Thủy sản Thọ Quang quy hoạch và xây dựng một nhà máy sản xuất phân tập trung để xử lí và tận dụng lượng phế thải thủy sản. - Kêu gọi sự hợp tác của các doanh nghiệp sản xuất cũng như người dân nơi đây để đảm bảo môi trường ngày càng xanh sạch đẹp. Đề tài tham dự cuộc thi “Phát minh xanh Sony 2007” Nghiên cứu, sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải thủy sản Trang 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Gs.Ts.Trần Hiếu Nhuệ, Ts. Ứng Quốc Dũng, Ts. Nguyễn Kim Thái – Quản Lý Chất Thải Rắn – Nhà Xuất Bản Xây Dựng Hà Nội. 2. Lê Văn Tri, 2002, Phân phức hợp hữu cơ vi sinh, Nhà xuất bản nông nghiệp, TP. Hồ Chí Minh. 3. Thông tin từ trang web “Đầu tư chứng khoáng online” ngày 20/07/2007. 4. Tạp chí Thông tin kinh tế và công nghệ Công nghiệp Hóa chất (số 3, năm 2007). 5. Báo Quân Đội Nhân Dân số ra ngày 08/10/2007. 6. Báo Bình Định số ra ngày 08/12/2006. 7. Trang web của công ty Cổ phần Thanh Hà đăng ngày 10/10/2007. 8. Thông tin từ Website Hội Nông dân Việt Nam đưa ngày 13/03/2007. 9. Website Agriviet.com đăng ngày 09/10/2007. Đề tài tham dự cuộc thi “Phát minh xanh Sony 2007” Nghiên cứu, sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải thủy sản Trang 26 PHẦN PHỤ LỤC YXYZWZ Đề tài tham dự cuộc thi “Phát minh xanh Sony 2007” Nghiên cứu, sản xuất phân bón hữu cơ từ phế thải thủy sản Trang 27 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1: Sơ đồ quy hoạch KCN dịch vụ thuỷ sản Thọ Quang - Đà Nẵng ...................5 Hình 2: Phế thải sau chế biến ...................................................................................7 Hình 3: Mùn cưa thải ra sau quá trình làm nấm .......................................................13 Hình 4: Chế phẩm sinh học PMET............................................................................14 Hình 5: Cấu tạo thùng ủ phân ..................................................................................14 Hình 6: Mô hình ủ phân theo 3 phương án tại Hợp tác xã An Hải Đông ..................15 Hình 7: Quá trình làm phân ......................................................................................17 Hình 8: Mô hình trồng rau cải ..................................................................................22 Hình 9: Ngay sau khi bón ..........................................................................................22 Hình 10: sau khi bón phân 1 tuần .............................................................................22