Nghiên cứu khả năng dùng bùn thải đô thị làm phân bón

Nghiên cứu khả năng sử dụng bùn thải đô thị

làm phân bón

Đỗ Thủy Tiên

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên

Luận văn Thạc sĩ ngành Khoa học môi trường và bảo vệ môi trường;

Mã số: 60 44 03 01

Người hướng dẫn: PGS.TS. Trần Văn Quy

Năm bảo vệ: 2013

Abstract. Nghiên cứu nguồn gốc, đặc điểm, tính chất các loại bùn thải đô thị tại trên địa

bàn Hà Nội và Bắc Ninh. Đánh giá khả năng sử dụng bùn thải đô thị làm phân bón.

Nghiên cứu các điều kiện thích hợp chế tạo phân bón từ bùn thải đô thị. Nghiên cứu

hiệu quả của phân bón sản xuất từ bùn thải đô thị đến một số tính chất đất và tăng

trưởng của cây rau cải ngọt. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trồng rau trên

quy mô PTN, khi sử dụng phân bón từ bùn thải đô thị. Đề xuất giải pháp khả thi sử dụng

bùn thải đô thị và đánh giá hiệu quả kinh tế, môi trường của việc sử dụng bùn thải đô thị

làm phân bón.

Keywords. Chất thải; Bùn thải đô thị; Khoa học môi trường; Phân bón

Content:

Luận văn thạc sỹ khoa học Đỗ Thủy Tiên –K19MT

i

MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG ............................................................................................................. ii

DANH MỤC HÌNH .............................................................................................................. iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................................... iv MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 1 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................................ 3

1.1. Những vấn đề chung về bùn thải ................................................................................ 3

1.1.1. Khái niệm bùn thải và phân loại .......................................................................... 3 1.1.2. Nguồn gốc, tính chất, đặc điểm của bùn thải ...................................................... 5 1.1.3. Quy chuẩn, tiêu chuẩn về bùn thải trên thế giới .................................................. 7 1.1.4. Tác động của bùn thải tới môi trường và sức khỏe con người .......................... 11

1.2. Các phƣơng pháp xử lý bùn thải .............................................................................. 13

1.3. Các công nghệ trên thế giới về tái sử dụng bùn thải và ............................................ 18

hiện trạng quản lý, tái sử dụng bùn thải ở Việt Nam ....................................................... 18

1.3.1. Các công nghệ trên thế giới về tái sử dụng bùn thải ......................................... 18 1.3.2. Hiện trạng quản lý và tái sử dụng bùn thải tại Việt Nam .................................. 24 1.3.3. Hiện trạng bùn thải đô thị của vùng nghiên cứu. .............................................. 29

CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................... 31

2.1. Đối tƣợng, phạm vi và thời gian nghiên cứu ............................................................ 31 2.1.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...................................................................... 31 2.1.2. Thời gian nghiên cứu ......................................................................................... 33

2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu .......................................................................................... 34 2.2.1. Phương pháp thu thập tài liệu ........................................................................... 34

2.2.2. Phương pháp điều tra và khảo sát thực địa ....................................................... 34 2.2.3. Phương pháp thực nghiệm ................................................................................. 34 2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu bằng Excel .............................................................. 37

2.2.5. Phương pháp so sánh ......................................................................................... 37

2.3. Nguyên liệu và dụng cụ thực nghiệm ....................................................................... 37 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................................. 39

3.1. Kết quả phân tích mẫu bùn thải đô thị tại Hà Nội .................................................... 39

3.2. Đánh giá khả năng sử dụng bùn thải đô thị làm phân bón ....................................... 42 3.3. Một số tính chất lý, hoá và sinh học của bùn thải hồ Ba Mẫu trƣớc và sau khi ủ .... 44

3.4. Kết quả phân tích hàm lƣợng chất dinh dƣỡng, KLN trong đất trồng rau ................ 46 3.5. Sự sinh trƣởng và phát triển của rau cải ngọt sau 30 ngày gieo trồng ...................... 46 3.6. Hàm lƣợng chất dinh dƣỡng và kim loại nặng trong đất trồng rau sau 30 ngày thí

nghiệm ............................................................................................................................. 50 3.6.1. Hàm lượng chất dinh dưỡng trong đất trồng rau sau 30 ngày thí nghiệm ........ 50

3.6.2. Hàm lượng kim loại nặng trong đất trồng rau sau 30 ngày thí nghiệm ............ 52 3.7. Hàm lƣợng kim loại nặng trong rau cải ngọt sau 30 ngày thí nghiệm ...................... 53 3.8. Đề xuất giải pháp sử dụng bùn thải đô thị ................................................................ 54

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ...................................................................................... 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................... 56 PHỤ LỤC ............................................................................................................................ 59


56

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu tiếng Việt

1. Bộ Khoa học và Công nghệ Chƣơng trình BVMT và phòng tránh thiên tai (2003),

Kỹ thuật xử lý môi trường nông thôn Việt Nam, NXB Nông Nghiệp, Mã số:

KC.08.06.

2. Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn (2013), Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia

đối với rau, quả, chè búp tươi đủ điều kiện bảo đảm an toàn thực phẩm trong

quá trình sản xuất, sơ chế, Thông tƣ số 07/2013/TT-BNNPTNT, ngày 22

tháng 01 năm 2013.

3. Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn (2010), Quy định sản xuất, kinh doanh

và sử dụng phân bón, Thông tƣ số 36 /2010/TT-BNNPTNT, ngày 24 tháng 6

năm 2010.

4. Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn – Cục trồng trọt – Trung tâm Khuyến

nông quốc gia (2007). Các văn bản mới quản lý nhà nước về phân bón. Nxb.

Nông nghiệp, Hà Nội.

5. Bộ Tài nguyên và môi trƣờng (2011), Quy định quy trình kỹ thuật quan trắc môi

trường đất,Thông tƣ số 33 /2011/TT-BTNMT, ngày 01 tháng 8 năm 2011.

6. BộTài nguyên và môi trƣờng (2008), Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về giới hạn

nồng độ cho phép của kim loại nặng trong đất, QCVN 03:2008/BTNMT.

7. Bộ Y tế (2011), Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia đối với giới hạn ô nhiễm kim loại

nặng trong thực phẩm, QCVN 8-2:2011/BYT.

8. Công ty TNHH nhà nƣớc MTV thoát nƣớc Hà Nội, Hồ sơ phương án đặt hàng

công tác duy trì hệ thống thoát nước và quản lý chất lượng nước trên địa bàn

thành phố Hà Nội năm 2012, phần thuyết minh, Hà Nội, 2012.

9. Lê Đức, Trần Khắc Hiệp, Nguyễn Xuân Cự, Phạm Văn Khang, Nguyễn ngọc

Minh.Một số phương pháp phân tích môi trường. NXB ĐHQGHN, năm

2004.


57

10. Lê Thị Ánh Hồng, Võ Thị Kiều Thanh, Phùng Huy Huấn, Nghiên cứu sản xuất

phân vi sinh cố định đạm từ bùn thải nhà máy bia Việt Nam, Tạp chí sinh

học, 2012, 34(3se):137 –144.

11.Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Cự, Bùi Thị Ngọc Dung, Lê Đức, Trần Khắc Hiệp,

Cái Văn Tranh. Phương pháp phân tích đất – nước – phân bón – cây trồng.

NXB Giáo dục, năm 2000.

12. Trần Văn Quy, Trần Yêm, Nguyễn Thị Hà, Trịnh Thị Thanh, Nguyễn Mạnh

Khải, Nguyễn Xuân Huân, Nguyễn Tự Nam, (2010), Xử lý và tận dụng bùn

cặn thải từ hệ thống xử lý nước thải mạ điện, đề tài cấp ĐHQG.

13. Tổ chức Xúc tiến Thƣơng mại Nhật Bản (JETRO) và Hiệp hội Môi trƣờng Đô

thị và Khu Công nghiệp Việt Nam (VUREIA) (2008), Khoá đào tạo công tác

quản lý chất thải công nghiệp trên địa bàn thành phố Hà Nội.

14. Viện Môi trƣờng và Tài nguyên, đại học quốc gia tp. Hồ Chí Minh (2010), Báo

cáo tổng hợp “Nghiên cứu các biện pháp bảo vệ môi trường trong hoạt động

nạo vét, vận chuyển và đổ bùn lắng kênh rạch tp. Hồ Chí Minh”.

Tài liệu nƣớc ngoài

15.Díaz - Burgos, M.A.; Ceccanti, B.; Polo, A. (1993), "Monitoring biochemical

activity during sewage sludge composting", Biology and fertility of soils 16,

2, pp 145 – 150.

16.European Commission DG Environment (October 2001), Disposal and recycling

routes for sewage sludge, Part 2 – Regulatory report.

17. European Commission (February, 2001), Pollutants in urban waste water and

sewage sludge, pp 94 – 205.


sewage sludge, section 7, Report Synopsis, Discussions and Conclusions.

19. Eulaia M. Beltrán, Rosario Miralles de Imperial, Miguel A. Porcel1, M. Lusia

Beringola, José V. Martin, Rosa Calvo and M. Mar Delgado (2006),“ Impact

of Sewage Sludge Compost Utilization on Chemical Properties of Olive

Grove Soils” Compost Science & Utilization, 4, pp 260 – 266.


58

20. Ivashechkin,P; Corvini. F – X.; Dohmann, M. (2004), “Behaviour of endocrine

disrupting chemicals during the treatment of municipal sewage sludge”,

Water Science & Technology, 5, pp 133, Vol. 50 Issue.

21. Jane Hope (January, 1986), “Risks to public health and to the environment”,

Sewage Slugge Disposal and Utilization Study, pp1-17.

22. Scheminski A., (2000), "Oxidative treatment of digested sewage sludge with

ozone",Water Science & Technology, pp.151 – 158, Vol 42.

23. Vincent J. M., (1970),“A Manual for the Practical Study of the Root- Nodule

Bacteria”, International BiologycalProgramme Handbook, No.15.

Website

24. http://www.moitruongvietnam.com/tin-tuc/9-hang-trieu-tan-bun-thai-thang-

ra-moi-truong.htm.

25. http://thuvienmoitruong.vn/2011/thu-hoi-tai-nguyen-tu-rac-thai-bun-o-do-

thi.html.

26. http://www.khoahocphothong.com.vn/news/detail/12498/tai-che-bun-thai-

sinh-hoc-thanh-nguyen-lieu-tao-ra-che-pham-vi-sinh-vat.html.

27. http://www.hoahocngaynay.com/vi/tin-tuc-hoa-hoc/hoa-hoc-viet-nam/138-

san-xuat-vat-lieu-xay-dung-tu-bun-thai.html.

28. http://www.royalceramic.vn/crown/NewsDetail.aspx?CategoryID=4&Conten

tID=163&ContentIDExt=1.

29. http://doc.edu.vn/tai-lieu/tieu-luan-xu-ly-mui-hoi-va-ket-hop-tai-che-bun-

cong-ranh-9371/.

30. http://timtailieu.vn/tai-lieu/de-tai-tan-dung-bun-thai-tu-cong-nghe-che-bien-

nong-san-thuc-pham-va-thuy-hai-san-de-san-xuat-phan-huu-co-sinh-hoc-

bang-7200/.

31. http://pktomon.com/Default.aspx?tabid=78&ndid=548.

32. http://www.thanhnien.com.vn/pages/20111023/hang-trieu-tan-bun-thai-do-di-

dau.aspx.

33. http://www.cuctrongtrot.gov.vn/ctt/chuyentrang/default.aspx?type=tin&id=1132

http://www.moitruongvietnam.com/tin-tuc/9-hang-trieu-tan-bun-thai-thang-ra-moi-truong.htm


http://thuvienmoitruong.vn/2011/thu-hoi-tai-nguyen-tu-rac-thai-bun-o-do-thi.html


http://www.khoahocphothong.com.vn/news/detail/12498/tai-che-bun-thai-sinh-hoc-thanh-nguyen-lieu-tao-ra-che-pham-vi-sinh-vat.html


http://pktomon.com/Default.aspx?tabid=78&ndid=548

http://www.thanhnien.com.vn/pages/20111023/hang-trieu-tan-bun-thai-do-di-dau.aspx


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-------►◙◄-------

ĐỖ THỦY TIÊN

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SỬ DỤNG

BÙN THẢI ĐÔ THỊ LÀM PHÂN BÓN

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Hà Nội – 2013

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-------►◙◄-------

ĐỖ THỦY TIÊN

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SỬ DỤNG

BÙN THẢI ĐÔ THỊ LÀM PHÂN BÓN

Chuyên ngành: Khoa học Môi trƣờng

Mã số: 60 44 03 01

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS.TRẦN VĂN QUY

Hà Nội – 2013

Đỗ Thủy Tiên – K19 Cao học KHMT

LỜI CẢM ƠN

Qua bản luận văn này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đếnPGS.TS.

Trần Văn Quy, bộ môn Công nghệ Môi trường cùng toàn thể các thầy cô giáo

trong khoa Môi trường – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên -ĐHQGHN đã

tận tình giảng dạy, chỉbảo, truyền đạt nguồn kiến thức và kinh nghiệm làm việc

quý báu cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới ban giám hiệu Trường Đại

học Sư phạm Hà Nội 2 và ban chủ nhiệm khoa Hóa học Trường ĐHSPHN2 đã

tạo điều kiện cho tôi được hoàn thành khóa học này.

Cảm ơn đề tài QMT.12.03 do PGS.TS. Trần Văn Quy làm chủ trì đã hỗ

trợ kinh phí để tôi hoàn thành luận văn của mình.

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến các cô chú, anh chị cán bộ làm

việc tại phòng thí nghiệm phân tích Môi trường; PTN bộ môn Thổ nhưỡng và

Môi trường đất– Khoa Môi truờng, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên –

ĐHQGHN đã giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu.

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân và bạn bè –

những người luôn động viên và ủng hộ tôi trong suốtthời gian làm luận văn

này.

Hà Nội, Ngày 20 tháng 12 năm 2013

Học viên

Đỗ Thủy Tiên


i

MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG ............................................................................................................. ii

DANH MỤC HÌNH .............................................................................................................. iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................................... iv MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 1 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................................ 3

1.1. Những vấn đề chung về bùn thải ................................................................................ 3

1.1.1. Khái niệm bùn thải và phân loại .......................................................................... 3 1.1.2. Nguồn gốc, tính chất, đặc điểm của bùn thải ...................................................... 5 1.1.3. Quy chuẩn, tiêu chuẩn về bùn thải trên thế giới .................................................. 7 1.1.4. Tác động của bùn thải tới môi trường và sức khỏe con người .......................... 11

1.2. Các phƣơng pháp xử lý bùn thải .............................................................................. 13

1.3. Các công nghệ trên thế giới về tái sử dụng bùn thải và ............................................ 18

hiện trạng quản lý, tái sử dụng bùn thải ở Việt Nam ....................................................... 18

1.3.1. Các công nghệ trên thế giới về tái sử dụng bùn thải ......................................... 18 1.3.2. Hiện trạng quản lý và tái sử dụng bùn thải tại Việt Nam .................................. 24 1.3.3. Hiện trạng bùn thải đô thị của vùng nghiên cứu. .............................................. 29

CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................... 31

2.1. Đối tƣợng, phạm vi và thời gian nghiên cứu ............................................................ 31 2.1.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...................................................................... 31 2.1.2. Thời gian nghiên cứu ......................................................................................... 33

2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu .......................................................................................... 34 2.2.1. Phương pháp thu thập tài liệu ........................................................................... 34

2.2.2. Phương pháp điều tra và khảo sát thực địa ....................................................... 34 2.2.3. Phương pháp thực nghiệm ................................................................................. 34 2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu bằng Excel .............................................................. 37

2.2.5. Phương pháp so sánh ......................................................................................... 37

2.3. Nguyên liệu và dụng cụ thực nghiệm ....................................................................... 37 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................................. 39

3.1. Kết quả phân tích mẫu bùn thải đô thị tại Hà Nội .................................................... 39

3.2. Đánh giá khả năng sử dụng bùn thải đô thị làm phân bón ....................................... 42 3.3. Một số tính chất lý, hoá và sinh học của bùn thải hồ Ba Mẫu trƣớc và sau khi ủ .... 44

3.4. Kết quả phân tích hàm lƣợng chất dinh dƣỡng, KLN trong đất trồng rau ................ 46 3.5. Sự sinh trƣởng và phát triển của rau cải ngọt sau 30 ngày gieo trồng ...................... 46 3.6. Hàm lƣợng chất dinh dƣỡng và kim loại nặng trong đất trồng rau sau 30 ngày thí

nghiệm ............................................................................................................................. 50 3.6.1. Hàm lượng chất dinh dưỡng trong đất trồng rau sau 30 ngày thí nghiệm ........ 50

3.6.2. Hàm lượng kim loại nặng trong đất trồng rau sau 30 ngày thí nghiệm ............ 52 3.7. Hàm lƣợng kim loại nặng trong rau cải ngọt sau 30 ngày thí nghiệm ...................... 53 3.8. Đề xuất giải pháp sử dụng bùn thải đô thị ................................................................ 54

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ...................................................................................... 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................... 56 PHỤ LỤC ............................................................................................................................ 59


ii

DANH MỤC BẢNG

Trang

Bảng 1.1. Tiêu chuẩn của EU đối với các hợp chất hữu cơ có trong bùn thải…… 7

Bảng 1.2. Tiêu chuẩn của EU đối với kim loại nặng có trong bùn thải………….. 8

Bảng 1.3. Giá trị giới hạn của một số kim loại trong bùn (mg/kg)………………. 9

Bảng 1.4. Giá trị giới hạn nồng độ của các vi sinh vật gây bệnh trong bùn của

một số nước……………………………………………………………………….

10

Bảng 2.1.Vị trí lấy mẫu bùn thải đô thị trên địa bàn Hà Nội…………………....... 31

Bảng 2.2. Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm…….... 34

Bảng 2.3. Bố trí các công thức thí nghiệm……………………………………….. 36

Bảng 3.1. Bảng kết quả phân tích bùn thải đô thị trên địa bàn Hà Nội ………… 40

Bảng 3.2. Hàm lượng các chất dinh dưỡng, KLN, vi sinh vật trong 4 mẫu bùn thải

đô thị phù hợp để sản xuất phân bón…………………………………………

43

Bảng 3.3. Một số tính chất của bùn thải hồ Ba Mẫu trước và sau khi ủ………...... 44

Bảng 3.4. Tính toán lượng phân NPK cần bổ sung vào PB1 sau ủ ..…………….. 45

Bảng 3.5. Hàm lượng kim loại nặng trong đất trồng rau thí nghiệm …………...... 46

Bảng 3.6. Kết quả xác định sự sinh trưởng và phát triển của rau cải sau 30 ngày

gieo trồng………………………………………………………………………….

47

Bảng 3.7. Hàm lượng chất dinh dưỡng trong đất trồng rau sau 30 ngày TN…….. 51

Bảng 3.8. Hàm lượng kim loại nặng trong đất trồng rau sau 30 ngày thí nghiệm.. 53

Bảng 3.9. Hàm lượng kim loại nặng trong rau cải ngọt sau 30 ngày thí nghiệm… 54


iii

DANH MỤC HÌNH

Trang

Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ xử lý bùn thải sinh hoạt của Mỹ…………………….. 24

Hình 1.2. Sơ đồ công nghệ THS………………………………………………….. 27

Hình 1.3. Quy trình công nghệ sản xuất phân hữu cơ từ nguyên liệu bùn thải…... 28

Hình 2.1. Vị trí lấy mẫu trầm tích sông, hồ trên địa bàn Tp Hà Nội……………... 32

Hình 2.2. Vị trí lấy mẫu bùn thải từ hệ thống thoát nước thải sinh hoạt đô thị và

từ nhà máy xử lý nước thải trên địa bàn Tp Hà Nội………………………………

33

Hình 3.1. Sự phát triển của rau cải ngọt sau 30 ngày trồng………………………. 47

Hình 3.2. Sự sinh trưởng của rau cải ngọt về chiều cao rau……………………... 48

Hình 3.3. Sự sinh trưởng của rau cải ngọt về bề rộng lá rau……………………... 49

Hình 3.4. Hàm lượng chất dinh dưỡng trong đất sau khi trồng rau 30 ngày…….. 51


iv

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Kts: Kali tổng số

Nts: Nitơ tổng số

Pts: Photpho tổng số

CHC: Chất hữu cơ

KLN: Kim loại nặng

VSV: Vi sinh vật

QCVN: Quy chuẩn kỹ thuật Việt Nam

TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam

BTNMT: Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng

BNNPTNT: Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn

E.M: Effective Microorganisms (các vi sinh vật hữu hiệu)

US-EPA: United States Environmental Protection Agency (Cơ quan bảo vệ môi

trƣờng Hoa Kỳ)

TNHH: Trách nhiệm hữu hạn

MTV: Một thành viên

HTXLNT: Hệ thống xử lý nƣớc thải

EU: European Union (Liên minh Châu Âu)

WHO: Tổ chức Y tế thế giới

KHTN: Khoa học Tự nhiên


1

MỞ ĐẦU

Sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nƣớc đã nảy sinh nhiều vấn đề

môi trƣờng nổi cộm nhƣ: nƣớc thải, khí thải, rác thải đến bùn thải. Hiện nay, vấn đề

quản lý và xử lý bùn thải nói chung và bùn thải đô thị nói riêng ở nƣớc ta đang đƣợc

cảnh báo và đƣợc sự quan tâm của toàn xã hội.Hàng triệu tấn bùn thải tại Hà Nội

đang đƣợc đổ thẳng ra kênh mƣơng hoặc đổ bừa bãi ở các khu đất trống mà chƣa

qua xử lý, tình trạng này tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm môi trƣờng và đe dọa đến sức

khỏe con ngƣời. Mỗi ngày, Hà Nội cũng nhƣ Thành phố Hồ Chí Minh phát sinh

hàng trăm mét khối bùn thải, chủ yếu đƣợc đổ tạm ở những khu đất trống [24].

Thực tế cho thấy, nếu không xử lý bùn thải mà đổ trực tiếp ra môi trƣờng chỉ

là chuyển ô nhiễm từ điểm này sang điểm khác. Việc đổ trực tiếp bùn thải ra môi

trƣờng nhƣ hiện nay không chỉ gây ô nhiễm mà còn lãng phí tài nguyên môi trƣờng.

Một số nghiên cứu cho thấy: Sau khi đƣợc xử lý hết các thành phần độc hại, bùn

thải hoàn toàn có thể đƣợc tận dụng làm vật liệu xây dựng (bêtông, gạch...) và san

nền hoặc tái sử dụng bùn thải để sử dụng trong lĩnh vực nông nghiệp.

Mỗi ngày hệ thống sông, hồ thoát nƣớc của Hà Nội phải gồng mình tiếp nhận

khoảng 1 triệu m3 nƣớc thải sinh hoạt và công nghiệp từ các làng nghề, khu công

nghiệp, bệnh viện… và tất cả hầu nhƣ chƣa qua xử lý [24]. Chính những nguồn

nƣớc thải này theo thời gian sẽ đƣợc bồi lắng và tạo ra một khối lƣợng bùn thải đô

thị khá lớn. Theo thời gian bùn thải sẽ bồi lấp những kênh mƣơng, cống rãnh, sông

hồ nếu nhƣ không đƣợc nạo vét thƣờng xuyên.

Hàng năm, theo báo cáo của công ty Trách nhiệm hữu hạn Một thành viên

(TNHH MTV) Thoát nƣớc Hà Nội thì khối lƣợng bùn thải từ nạo vét cống rãnh,

sông hồ và các nhà máy xử lý nƣớc thảiƣớc tính khoảng 169.340 tấn/năm [8]. Có

thể nhận thấy rằng với khối lƣợng bùn thải đô thị hàng năm của Thành phố Hà Nội

nhƣ trên là khá lớn. Nếu chỉ thu gom, vận chuyển về các bãi đổ và xử lý đơn giản

nhƣ Công ty TNHH MTV Thoát nƣớc Hà Nội đang thực hiện (chôn lấp và phun

thuốc diệt muỗi)thì vấn đề ảnh hƣởng đến môi trƣờng xung quanh là khá rõ ràng. Vì


2

vậy bùn thải đô thị cần phải đƣợc thu gom, vận chuyển và tái chế một cách có hiệu

quả tránh lãng phí tài nguyên và gây ô nhiễm môi trƣờng.

Xuất phát từ thực tiễn đó, việc chọn vàthực hiện đề tài: “Nghiên cứu khả

năng sử dụng bùn thải đô thị làm phân bón” là cần thiết.

Mục tiêu của luận văn

Có đƣợc giải pháp về khả năng sử dụng bùn thải đô thị làm phân bón.

Nội dung nghiên cứu của luận văn

- Nghiên cứu nguồn gốc, đặc điểm, tính chất các loại bùn thải đô thị trên địa

bàn Hà Nội;

- Đánh giá khả năng sử dụng bùn thải đô thị làm phân bón;

- Nghiên cứu chế tạo phân bón từ bùn thải đô thị.

- Nghiên cứu hiệu quả của phân bón sản xuất từ bùn thải đô thị đến một số

tính chất đất và tăng trƣởng của cây rau cải ngọt.

- Đề xuất giải pháp sử dụng bùn thải đô thị.


3

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Những vấn đề chung về bùn thải

1.1.1. Khái niệm bùn thải và phân loại

Khái niệm

Bùn là hỗn hợp chất rắn và nƣớc có thành phần đồng nhất trong toàn bộ thể

tích, có kích thƣớc hạt nhỏ hơn 2mm và có hàm lƣợng nƣớc (độ ẩm) lớn hơn 70%.

Có nhiều dạng bùn phát sinh cùng với hoạt động của các đô thị hiện nay là bùn thải

từ nhà máy xử lý nƣớc thải sinh hoạt, bùn bể tự hoại, bùn sông hồ, cống rãnh thoát

nƣớc, bùn thải từ hoạt động công nghiệp [19].

Hiện nay khái niệm về “bùn thải” vẫn chƣa đƣợc xác định trong các văn bản

pháp luật Việt Nam.

US-EPA (Cơ quan bảo vệ môi trƣờng Hoa Kỳ) định nghĩa bùn thải nhƣ sản

phẩm thải cuối cùng đƣợc tạo ra từ quá trình xử lý nƣớc thải dân dụng và nƣớc thải

công nghiệp từ nhà máy xử lý nƣớc thải ở dạng hỗn hợp bán rắn. Thuật ngữ này đôi

khi cũng đƣợc sử dụng nhƣ một thuật ngữ chung cho chất rắn đƣợc tách biệt với

huyền phù trong nƣớc, hỗn hợp vật chất này thƣờng chứa một lƣợng đáng kể nƣớc

giữa các khoảng trống của các hạt rắn. Các quá trình xử lý nƣớc thải dẫn đến việc

tách các chất gây ô nhiễm và chuyển chúng sang pha có thể tích nhỏ hơn (bùn). Nhƣ

vậy sau quá trình xử lý và làm sạch nƣớc thải, nƣớc sạch có thể đƣợc tái sử dụng lại

còn bùn tạo thành sẽ đƣợc thải đi. Việc xử lý và thải bùn rất khó do lƣợng bùn lớn,

thành phần khác nhau, độ ẩm cao và bùn rất khó lọc. Giá thành xử lý và thải bùn

chiếm khoảng 25 - 50% tổng giá thành quản lý chất thải [18].

Bùn từ hệ thống thoát nƣớc thải sinh hoạt đô thị là dƣ lƣợng chất lỏng, đặc

hay dạng sệt đƣợc tạo ra do quá trình vận chuyển và chuyển hóa nƣớc thải trong các

cống rãnh thoát nƣớc, là hỗn hợp các chất hữu cơ và vô cơ bao gồm tất cả các loại

bùn thu nhận từ đƣờng ống thoát nƣớc đô thị đƣợc xem nhƣ sản phẩm phụ cần xử lý

của quá trình này. Bùn bao gồm chủ yếu là nƣớc, khoáng chất và chất hữu cơ.

Bùn thải có thể chứa các chất dễ bay hơi, sinh vật gây bệnh, vi khuẩn, kim

loại nặng, các ion vô cơ cùng với hóa chất độc hại từ chất thải công nghiệp, hóa


4

chất gia dụng và thuốc trừ sâu. Lƣợng bùn thải tăng theo mức độ tăng dân số và

tăng trƣởng sản xuất. Số lƣợng bùn thải thƣờng rất lớn và gây ô nhiễm cho môi

trƣờng nếu không đƣợc xử lý tốt [17].

Phân loại

Bùn đƣợc phân loại dựa vào nguồn gốc phát sinh và thành phần của chúng.

Thành phần bùn phụ thuộc vào bản chất ô nhiễm ban đầu của nƣớc và phƣơng pháp

làm sạch: xử lý vật lý, hoá lý, sinh học [17], cụ thể:

- Bùn hữu cơ ƣa nƣớc: Đó là loại phổ biến nhất, khó khăn của việc làm khô

bùn là do sự có mặt của phần lớn các chất keo ƣa nƣớc. Ngƣời ta xếp trong loại này

tất cả các bùn thải xử lý sinh học nƣớc thải, mà hàm lƣợng chất bay hơi có thể đạt

đến 90% toàn bộ chất khô (nƣớc thải của công nghiệp thực phẩm, hoá hữu cơ).

- Bùn vô cơ ƣa nƣớc: Các bùn này chứa hydroxyt kim loại tạo thành của

phƣơng pháp hoá lý bằng cách làm kết tủa ion kim loại có trong nƣớc xử lý (Al, Fe,

Zn, Cr) hoặc do sử dụng kết bông vô cơ (muối ferreux hoặc ferit, muối nhôm).

- Bùn chứa dầu: Nó đặc trƣng bằng việc trong các chất thải có mặt một lƣợng

dầu nhỏ hoặc mỡ khoáng chất (hoặc động vật). Các chất này ở dạng nhũ hoặc hấp

thụ các phần tử bùn ƣa nƣớc. Một phần bùn sinh học cũng có thể có mặt trong

trƣờng hợp xử lý cuối cùng bằng bùn hoạt tính (Ví dụ: xử lý nƣớc thải của nhà máy

lọc dầu).

- Bùn vô cơ kị nƣớc: Các bùn này đƣợc đặc trƣng bằng một tỷ lệ trội hơn các

chất đặc biệt có hàm lƣợng giữ nƣớc nhỏ (cát, bùn phù sa, xỉ, vẩy rèn, muối đã kết

tinh).

- Bùn vô cơ ƣa nƣớc – kị nƣớc: Các bùn này chủ yếu bao gồm các chất kị

nƣớc chƣa vừa đủ chất ƣa nƣớc để cho ảnh hƣởng bất lợi của chất này đến việc làm

khô bùn chiếm ƣu thế hơn. Các chất ƣa nƣớc thƣờng là các hydroxyt kim loại (chất

kết tụ).

- Bùn có sợi: nói chung loại bùn này rất dễ làm khô trừ khi việc thu hồi bùn

làm cho các sợi chuyển sang loại ƣa nƣớc do sự có mặt hydroxyt hoặc bùn sinh học.


5

1.1.2. Nguồn gốc, tính chất, đặc điểm của bùn thải

Nguồn gốc của bùn thải

Bùn thải đƣợc phát sinh từ nhiều nguồn [18]:

- Bùn thải từ hệ thống thoát nƣớc, kênh rạch: Thành phần và đặc tính của bùn

chủ yếu là chất hữu cơ (70-82%) và một số kim loại nặng với hàm lƣợng cao.

Lƣợng bùn thải khổng lồ này đang có xu hƣớng tăng lên và hiện nay ở nƣớc ta vẫn

chƣa có nơi nào tìm cách giải quyết đƣợc;

- Bùn thải từ hệ thống xử lý nƣớc thải đô thị:Nƣớc thải đô thịbao gồm cả

nƣớc thải hộ gia đình, nƣớc thải công nghiệp…Nhƣ vậy, nƣớc thải đƣợc hìnhthành

trong quá trình sinh hoạt của con ngƣời.Đặc trƣng nƣớc thải đô thị là: hàm lƣợng

chất hữu cơ cao (55-65% tổng lƣợng chất bẩn), chứanhiều vi sinh vật có cả vi sinh

vật gây bệnh, vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ cần thiết cho cácquá trình chuyển hóa

chất bẩn trong nƣớc thải. Nƣớc thải đô thị giàu chất hữu cơ, chất dinh dƣỡng, là

nguồn gốc để các loại vi khuẩn (cả vi khuẩn gây bệnh) phát triển là một trong

những nguồn gây ô nhiễm chính đối với môi trƣờngnƣớc.Nƣớc thải sinh hoạt đô thị

thông qua các mạng lƣới cống thoát nƣớc, đƣợc chuyển tới các nhà máy xử lý nƣớc

thải sinh hoạt và các hệ thống sông thoát nƣớc thành phố. Bùn sinh ra từ quá trình

này, là kết quả của các vật chất đƣợc nƣớc thải mang lắng đọng trong các hệ thống

cống thoát và hoạt động của các vi sinh vật sống trong các hệ thống này, biến cát

thành bùn. Bùn này thƣờng bị ô nhiễm với nhiều hợp chất hữu cơ và vô cơ độc hại,

tùy thuộc vào các nguồn nƣớc thải đầu vào, do nồng độ của các vật liệu trong các

chất rắn còn lại là kết quả của quá trình xử lý nƣớc thải.

- Bùn thải từ hố ga, bể phốt;

- Bùn thải nuôi trồng thủy hải sản (tôm): Là nguồn chất lắng đọng xuống

vuông nuôi tôm, một nguồn thải vô cùng nguy hiểm cho vấn đề lan truyền dịch

bệnh và ô nhiễm môi trƣờng. Sau 3-4 tháng lớp bùn lắng này trên các vuông, đầm

nuôi tôm có thể dày đến 20-30 cm phủ khắp tầng đáy diện tích nuôi tôm. Một số

kết quả nghiên cứu thành phần bùn thải nuôi tôm đã cho thấy thành phần hết sức

phức tạp, các chất tồn dƣ và vật tƣ hóa chất sử dụng trong quá trình nuôi tôm nhƣ


6

vôi, hóa chất, lƣu huỳnh, lắng đọng bùn phèn trong đất chứa các độc tố môi trƣờng,

những vi khuẩn gây bệnh nuôi tôm, tảo lục và nấm bệnh và đặc biệt là các sản phẩm

phân hủy của quá trình yếm khí nhƣ NH3, H2S, CH4 là các tác nhân gây hại vô cùng

nguy hiểm cho con tôm.

Tính chất, đặc điểm của bùn thải

Hơn 60.000 độc chất và chất độc hóa học đã đƣợc tìm thấy trong bùn thải và

nƣớc thải. Stephen Lester (CHEJ) đã tổng hợp thông tin từ các nhà nghiên cứu Đại

học Cornell và Hiệp hội các kỹ sƣ xây dựng đã xác định rằng bùn thải có chứa các

độc tố sau đây:

- Polychlorinated biphenyls (PCBs).

- Clo thuốc trừ sâu bao gồm DDT, dieldrin, aldrin, endril, chlordane,

heptachlor, Lindan, mirex, kepone, 2,4,5-T, 2,4-D.

- Clo hóa các hợp chất nhƣ dioxin.

- Polycyclic hydrocacbon thơm.

- Kim loại nặng: asen, cadimi, crom, chì và thủy ngân.

- Vi khuẩn, vi rút, động vật nguyên sinh, giun ký sinh và nấm.

- Các độc tố khác bao gồm: amiăng, sản phẩm dầu mỏ và các dung môi công

nghiệp [21].

Năm 2009, US-EPA công bố báo cáo quốc gia về nghiên cứu bùn nƣớc thải,

mà các báo cáo về mức độ kim loại, hóa chất và các tài liệu khác có trong một mẫu

thống kê của cặn của nƣớc thải. Một số điểm nổi bật bao gồm:

- Ag: 20 mg/kg bùn, một số cặn có hàm lƣợng đặc biệt cao có đến 200 mg

Ag/kg bùn, Ba: 500 mg/kg, trong khi Mg có mặt với tỷ lệ 1 g/kg bùn.

- Mức độ cao của sterol và các kích thích tố đã đƣợc phát hiện, với mức trung

bình trong phạm vi lên đến 1.000 mg/kg bùn.

- Pb, As, Cr, và Cd với các hàm lƣợng khác nhau ƣớc tính của US-EPA có mặt

với số lƣợng phát hiện trong 100% cặn của nƣớc thải ở Mỹ.

Các loại bùn thải có tính chất rất khác nhau, điều đó phụ thuộc vào nguồn

gốc của bùn thải. Nhìn chung, bùn thải bao gồm các hợp chất hữu cơ, chất dinh


7

dƣỡng, một số loại các vi chất dinh dƣỡng không cần thiết, dấu vết kim loại, chất

gây ô nhiễm vi sinh hữu cơ và vi sinh vật. Nƣớc thải bùn cũng có thể chứa chất độc

hại khác nhƣ chất tẩy rửa, các muối khác nhau và thuốc trừ sâu, chất hữu cơ độc

hại… Kết quả nghiên cứu về đặc điểm bùn thải tại Bang Indiana (Mỹ) cho thấy bùn

thải có chứa khoảng 50% chất hữu cơ và 1- 4% cacbon vô cơ. Nitơ hữu cơ và

Photpho vô cơ là thành phần chủ yếu của N và P trong bùn. Cacbon hữu cơ và vô cơ

hiện diện tƣơng đối ổn định trong thời gian lấy mẫu. Tuy nhiên, sự dao động lớn

nhất đó chính là thành phần các kim loại nặng nhƣ Cd, Zn, Cu, Ni, Pb trong bùn

thải (Sommers et al. 1976) [16].

1.1.3. Quy chuẩn, tiêu chuẩn về bùn thải trên thế giới

Việc đánh giá mức độ tác động và ảnh hƣởng của bùn thải cần có một tiêu

chuẩn để tham chiếu, tuy nhiên hiện nay chúng ta chƣa có một tiêu chuẩn đánh giá

bùn thải riêng của Việt Nam, do vậy việc so sánh tính chất bùn thải đƣợc dựa theo

các tiêu chuẩn của các nƣớc phát triển [18].

Đề xuất tiêu chuẩn của EU

- Đối với các hợp chất hữu cơ

Bảng 1.1. Tiêu chuẩn của EU đối với các hợp chất hữu cơ có trong bùn thải

Hợp chất hữu cơ Hàm lƣợng trung

bình (mg/kg bùn)

Đề xuất tối đa của

EU (mg/kg bùn)

Các chất hữu cơ halogen (AOX) 200[1]

500

Liner alkylbenzen sulfonate (LAS) 6500 2600

Di(2-ethylhexyl)phthalate (DEHP) 20 – 60 100

Nonylphenol and ethoxylates (NPE) 26 (UK: 330 – 640) 50

Hydrocarbon thơm đa vòng (PAH) 0.5 – 27.8 6

Polychlorinated biphenyls (PCB) 0.09 0.8

Polychlorinated dibenzo-dioxins

and –furans (PCDD/Fs) 36

[2] 100

[2]

[1] Chỉ đối với bùn ở Đức

[2] Đơn vị: mg/kg TEQ (lượng độc hại tương đương)


8

- Đối với kim loại nặng:

Bảng 1.2.Tiêu chuẩn của EU đối với kim loại nặng có trong bùn thải

Kim

loại

Giá trị trung bình

(mg/kg)

QC 86/278/EEC

(khoảng giá trị)

(mg/kg)

Đề xuất tối đa của EU

(mg/kg)

Zn 863[2]

2500 – 4000 2500

Cu 337 1000 – 17500 1000

Ni 37 300 – 400 300

Cd 2.2[3]

20 – 40 10

Pb 124 750 – 1200 750

Cr 79[4]

_ 1000

Hg 2.2 16 – 25 10

[1]Dữ liệu được báo cáo cho 13 quốc gia: Áo, Đan Mạch, Phần Lan, Pháp, Đức,Hy

Lạp (đại diện là HTXLNT Athens), Ireland, Luxembourg, Na Uy, Ba Lan, Thụy Điển, Hà

Lan và Anh.

[2]Không bao gồm Ba Lan và Hy Lạp (Athena WWTS). Zn trung bình trong bùn Ba

Lan và bùn từ HTXLNT Athens tương ứng là 3641 và 2752 mg/kg. Giá trịtrung bình của

châu Âu bao gồm cả Ba Lan và Hy Lạp là 1222 mg Zn/kg.

[3]Không bao gồm Ba Lan, giá trị trung bình của Cd trong bùn Ba Lan là 9.9

mg/kg. Giá trị trung bình của châu Âu bao gồm Ba Lan là 2.8 mg Cd/kg.

[4]Không bao gồm Hy Lạp, giá trị trung bình của Cr trong bùn từ HTXLNT Athens

là 886 mg/kg. Giá trị trung bình của châu Âu bao gồm Hy Lạp là 141 mg Cr/kg.

Giá trị giới hạn của kim loại nặng trong bùn theo quy định của một số quốc

gia đƣợc trình bày trong Bảng 1.3. Trong đó, hầu hết các giá trị giới hạn thấp hơn

nhiều so với yêu cầu của Quy chuẩn 86/278/EEC.


9

Quy định của một số nước trên thế giới

Bảng 1.3. Giá trị giới hạn của một số kim loại trong bùn (mg/kg)

Kim loại Cd Cr Cu Hg Ni Pb Zn As

Quy chuẩn

86/278/EEC 20 – 40 _

10000 -

17500

16 -

25

300 -

400

750 -

1200

2500 -

4000

-

Austrilia 2a

10b

10c

4d

10e

0.7 –

2,5f

50a

500b

500c

300d

500e

70 –

100f

300a

500b

500c

500d

500e

70 –

300f

2a

10b

10c

4d

10e

0.4 –

2.5f

25a

100b

100c

100d

100e

25 –

80f

100a

400b

500c

150d

500e

45 –

150f

1500a

2000b

2000c

1800d

2000e

200 –

1800f

20e

Bỉ (Flanders) 6 250 375f 5 100 300 900

f 150

Bỉ (Walloon) 10 500 600 10 100 500 2000

Đan mạch

+ Theo vật

chất khô

+ Dựa vào

phốt pho tổng

số

0,8

100

100

1000

0.8

200

30

2500

120g

10000g

4000

25h

Phần Lan 3

1.5i

300 600 2

1i

100 150

100i

1500 _

Pháp 20j 1000 1000 10 200 800 3000 _

Đức 10 900 800 8 200 900 2500 _

Hy Lạp 20 – 40 500

1000 -

1750

16 -

25

300 -

400

750 -

1200

2500 –

4000 _

Ai-len 20 _ 1000 16 300 750 2500 _

Italy 20 _ 1000 10 300 750 2500 _

Luxembourg 20 - 40

1000 -

1750

1000 -

1750

16 -

25

300 -

400

750 -

1200

2500 –

4000 _

Hà Lan 1.25 75 75 0.75 30 100 300 _

Bồ Đào Nha 20 1000 1000 16 300 750 2500 _

Thụy Điển 2 100 600 2.5 50 100 800 _

UK _ _ _ _ _ _ _ _

Estonia 15 1200 800 16 400 900 2900 _

Latvia 20 2000 1000 160 300 750 2500 _

Ba Lan 10 500 800 5 100 500 2500 _


10

a Lower Austria (cấp II)

b Upper Austria

cVorarlberg

dSteiermark

eCarinthia

fNhững giá trị này giảm xuống còn 125 (Cu) và 300 (Zn) từ ngày 31/12/2007.

gĐối với vườn tư nhân, giá trị dẫn được giảm xuống còn 60 mg/kg hoặc 5000

mg/kg P. hĐối với vườn tư nhân.

iMục tiêu giá trị giới hạn cho năm 1998.

j 15 mg/kg chất khô từ tháng 1/2001 và 10 mg/kg từ ngày 1/1/2004.

Quy chuẩn 86/278/EEC không bao gồm các tiêu chuẩn cụ thể đối với vi sinh

vật trong bùn. Tuy nhiên để giảm thiểu rủi ro của vi sinh vật gây bệnh đối với sức

khỏe, của một số quốc gia đã bổ sung thêm quy định giới hạn của một số vi sinh vật

trong tiêu chuẩn về chất lƣợng bùn thải.

Các vi sinh vật gây bệnh phổ biến nhất đƣợc quy định trong điều luật là vi

khuẩn Salmonella và Enterovirus. Các giá trị giới hạn này ở mỗi quốc gia là khác

nhau và đƣợc trình bày ở bảng dƣới đây. Ngoài ra, theo quy định tại Ba Lan, bùn

không đƣợc sử dụng nếu chứa vi khuẩn Salmonella và các yếu tố gây bệnh khác.

Bảng 1.4. Giá trị giới hạn mậtđộ của các vi sinh vật gây bệnh trong bùn của một

số nước

Salmonella Vi sinh vật khác

Pháp 8 MPN/10g Enterovirus: 3 MPCN/10g

Trứng giun sán: 3 MPCN/10g

Italy 1000 MPN/g

Luxembourg Vi khuẩn đƣờng ruột: 100/g

No egg of worm likely to be contagious

Ba Lan Bùn không đƣợc sử dụng

nếu chứa Salmonella

Ký sinh trùng: 10/kg

MPN: Most Probable Number

MPCN: Most Probable Cytophatic Number


11

Tại Đan Mạch, bùn sau xử lý phải không có sự xuất hiện của vi khuẩn

Salmonella và phân liên cầu khuẩn phải dƣới 100/g (ISO/2000/49).

1.1.4. Tác động của bùn thải tới môi trường và sức khỏe con người

Bùn đƣợc xác định bởi US-EPA nhƣ một chất gây ô nhiễm. Trong năm 2011,

US-EPA đƣa một nghiên cứu tại Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Hoa Kỳ (NRC) để

xác định các nguy cơ tới sức khỏe của con ngƣời và sinh vật do bùn thải. Trong tài

liệu này, NRC đã chỉ ra rằng rất nhiều sự nguy hiểm của bùn chƣa đƣợc làm rõ hoặc

chƣa đƣợc quan tâm thỏa đáng, đặc biệt khi bùn thải đô thị đƣợc sử dụng nhƣ một

loại phân bón hữu dụng hay nƣớc thải từ nguồn nƣớc thải đô thị bị ô nhiễm đƣợc sử

dụng nhƣ một nguồn nƣớc tƣới.

Bùn thải chứa vi khuẩn gây bệnh, vi rút và các động vật nguyên sinh cùng

với giun sán ký sinh trùng khác có thể làm tăng nguy cơ tiềm ẩn đối với sức khỏe

của con ngƣời, động vật và thực vật. Bổ sung bùn tƣơi vào đất gây ra mức độ vi

khuẩn E. coli tăng lên giá trị lớn hơn đáng kể. (Unc et al, 2006). Theo Tổ chức Y tế

thế giới -WHO (1981), báo cáo về nguy cơ đối với sức khỏe đã xác định các vi sinh

vật gây bệnh chủ yếu là Salmonella và Taenia là mối quan tâm lớn nhất.

Bùn thải từ các nhà máy xử lý nƣớc thải tuy đƣợc xử lý qua các quy trình

phức tạp về mức độ ô nhiễm giảm nhƣng không loại bỏ hết đƣợc tác nhân gây bệnh

và các chất nguy hại ở mức độ thấp của các thành phần nhƣ PAHs, PCB , dioxin,

kim loại nặng .Các nghiên cứu khác kết luận rằng thực vật hấp thu một lƣợng lớn

kim loại nặng và các chất ô nhiễm độc hại đƣợc lƣu giữ sản phẩm, sau đó đƣợc tiêu

thụ bởi con ngƣời (Turek et al, 2005).

Bùn thải tác động đến sức khỏe con ngƣời có thể đƣợc chia thành ảnh hƣởng

nhìn thấy ngay sau khi tiếp xúc (nhƣ: mùi hôi, nhiễm trùng do hít/ nuốt vi khuẩn)

hoặc phát sinh do tiếp xúc dài hạn (tiếp xúc với kim loại phát tán từ quá trình xử lý

bùn), ảnh hƣởng từ từ, không thấy ngay đƣợc hậu quả. Những ngƣời có nguy cơ bị

ảnh hƣởng nhiều nhất là ngƣời thƣờng xuyên tiếp xúc với bùn thải nhƣ nhân viên

xử lý nƣớc thải, công nhân nạo vét bùn, công nhân tại các cơ sở ủ phân, nông dân

canh tác trên đất từ bùn thải và các hộ gia đình có sự tiếp xúc [21].


12

Ở Việt Nam, hiện nay chƣa có thống kê cụ thể về những tác hại của bùn thải

đối với môi trƣờng. Tuy nhiên, trên thực tế với lƣợng bùn thải lớn đƣợc nạo hút từ

hệ thống cống rãnh thoát nƣớc, bể phốt, sông hồ và bùn thải từ các nhà máy xử lý

nƣớc... thải ra môi trƣờng gây hậu quả nghiêm trọng. Bùn thải từ hệ thống thoát

nƣớc và từ các nhà máy xử lý nƣớc thải đƣợc xử lý sơ bộ hoặc không đƣợc xử lý,

vận chuyển tới các bãi chôn lấp hoặc đƣợc đổ tại các địa điểm không xác định, ảnh

hƣởng đến môi trƣờng xung quanh, gây ô nhiễm không khí và nhất là thẩm thấu làm

ô nhiễm nguồn nƣớc ngầm, nƣớc mặt dẫn đến chất luợng nguồn nuớc bị suy giảm.

Thành phần và tính chất bùn thải có ý nghĩa quan trọng trong việc nghiên

cứu khả năng tận dụng bùn cho các mục đích khác nhau (sử dụng làm phân bón, cải

tạo đất nông nghiệp, san lấp mặt bằng, sản xuất vật liệu xây dựng…), nó cũng cho

phép xác định các nguyên nhân tích tụ các chất ô nhiễm trong bùn của mỗi kênh

rạch cũng nhƣ thành phần ô nhiễm độc hại trong bùn. Do đó, các tác động tiềm tàng

của bùn thải đến môi trƣờng có thể kể đến bao gồm:

- Gây ô nhiễm nƣớc ngầm: Trong thành phần bùn nạo vét có chứa một lƣợng

nƣớc khá lớn, vào mùa khô lƣợng nƣớc này không đủ để thấm đến tầng nƣớc ngầm

và dễ dàng bốc hơi. Tuy nhiên, vào mùa mƣa có thể hòa trộn các chất độc hại có

trong bùn và thấm xuống mạch nƣớc ngầm, làm ô nhiễm nƣớc ngầm.

- Gây ô nhiễm nƣớc mặt: Giữa môi trƣờng bùn lắng và môi trƣờng nƣớc có

một cân bằng nhất định, khi tính chất môi trƣờng thay đổi, các chất ô nhiễm tích trữ

trong bùn lắng có thể hòa trộn trở lại trong nƣớc gây ô nhiễm nƣớc.

- Gây ô nhiễm không khí: Quá trình phân hủy kị khí của bùn sẽ tạo ra các khí

có mùi nhƣ H2S, CH4, NH3… gây hiệu ứng nhà kính và ảnh hƣởng đến con ngƣời.

- Gây ô nhiễm môi trƣờng đất: Ô nhiễm đất chủ yếu gây ra bởi các thành

phần độc hại có trong bùn với nồng độ cao, bao gồm chất hữu cơ, các kim loại nặng

và cả những chất khó phân hủy nhƣ bao nylon, lon sắt trong bùn nạo vét sẽ gây ô

nhiễm đất và khó khắc phục.

- Tác động đến hệ sinh thái: Làm mất mỹ quan đô thị, ảnh hƣởng đến thủy

sinh sống trong nƣớc.


13

- Tác động đến động vật: bùn đáy cũng là môi trƣờng sống của hàng nghìn

loài sinh vật, vi sinh vật,… và thông qua chuỗi thức ăn mà bùn có thể tác động đến

các động vật bậc cao hơn trong đó có con ngƣời, đặc biệt là bùn chứa nhiều kim loại

nặng.

Hàm lƣợng KLN trong bùn là mối quan tâm đầu tiên khi nạo vét kênh rạch,

có liên quan chặt chẽ đến mục đích tái sử dụng bùn hoặc các tác động đổ bùn không

đúng quy định nhƣ ảnh hƣởng đến hệ sinh thái tại khu vực bãi đổ bùn. Thành phần

các kim loại nặng rất dễ hấp thụ trên bề mặt các chất lơ lửng dạng hữu cơ và vô cơ.

Khi các chất này lắng xuống tạo thành bùn lắng thì các kim loại nặng cũng sẽ bị tích

tụ trong bùn. Một số kim loại nặng là các nguyên tố vi lƣợng không thể thiếu đối

với các loại sinh vật trong quá trình trao đổi chất, tuy nhiên một số kim loại nặng

khác lại là chất độc. Có 6 nguyên tố cơ bản là (Fe, Zn, Mn, Cu, Mo, Co) đƣợc gọi là

các chất dinh dƣỡng vi lƣợng cần thiết cho cây. Các kim loại khác nhƣ Ca, Si, Ni,

Se, Al cần thiết cho quá trình đồng hóa của cây nhƣng lại không cần thiết cho các

sinh vật khác. Đối với Hg và Pb là những thành phần kim loại hoàn toàn không cần

thiết cho thực vật, vi sinh vật và gây độc đối với con ngƣời [21].

1.2. Các phƣơng pháp xử lý bùn thải

Loại nước

Loại nƣớc là công đoạn quan trọng trong các quá trình xử lý bùn. Loại nƣớc

về đơn thuần chỉ làm giảm trọng lƣợng và độ ẩm của bùn thải, tính chất về mặt hóa

học và độ nguy hại của bùn thải hầu nhƣ ít thay đổi. Nó đơn thuần chỉ tạo điều kiện

lƣu chứa và vận chuyển tốt hơn nhƣng hầu nhƣ không hạn chế đƣợc các rủi ro về

bản chất trong quá trình tái sử dụng bùn thải. Cấu trúc và tỷ lệ độ ẩm cặn thu đƣợc

phải đáp ứng những yêu cầu của mục đích sử dụng cuối cùng đã chọn. Phần lớn bùn

hữu cơ hay vô cơ ƣa nƣớc (Ví dụ: bùn hidroxy) cần đƣợc xử lý sơ bộ là điều hòa

phù hợp để cho phép làm việc tốt ở các thiết bị điều hòa cơ khí loại nƣớc khác nhau.

Mức độ loại nƣớc trƣớc hết phụ thuộc vào loại bùn cần xử lý, nhƣng cũng phụ

thuộc vào phƣơng pháp điều hòa phù hợp, cũng nhƣ cơ năng sử dụng. Thƣờng loại

nƣớc từ bùn thải đƣợc lựa chọn bởi công nghệ lọc băng tải hoặc ly tâm [18].


14

Tuần hoàn nƣớc từ dịch bùn trở lại hệ thống xử lý có thể đem lại hiệu quả

giảm đến 20% N, P cần phải xử lý trong bùn thải. Lƣợng phải xử lý N, P có thể sẽ

lớn hơn đối với những hệ thống xử lý nƣớc thải trung tâm của khu vực cần loại bỏ

N, P trong bùn thải. Đã có nhiều công nghệ phát triển hệ sinh học với mục đích

chuyển nitrogen trong nƣớc hay bùn thải thành dạng khí.

Phương pháp thiêu đốt

Phƣơng pháp thiêu đốt là phƣơng pháp khá phổ biến trên thế giới hiện nay để

xử lý chất thải rắn nói chung, đặc biệt là chất thải rắn độc hại và bùn thải công

nghiệp. Đây là phƣơng pháp xử lý triệt để nhất so với các phƣơng pháp khác. Thiêu

đốt là giai đoạn oxy hóa nhiệt độ cao với sự có mặt của oxy trong không khí, các

thành phần rác độc hại đƣợc chuyển hóa thành khí và các thành phần không cháy

đƣợc (tro, xỉ). Xử lý chất thải bằng phƣơng pháp thiêu đốt có ý nghĩa quan trọng

trong việc giảm tối đa chất thải cho khâu xử lý cuối cùng là đóng rắn hoặc tái sử

dụng tro xỉ.

Ƣu điểm của phƣơng pháp thiêu đốt là xử lý triệt để các chỉ tiêu ô nhiễm của

chất thải rắn, giảm tối đa thể tích của chất thải rắn, hơn nữa xử lý đƣợc toàn bộ chất

thải rắn mà không cần nhiều diện tích nhƣ biện pháp chôn lấp. Tuy nhiên, giá thành

đầu tƣ, chi phí tiêu hao năng lƣợng cao và chi phí xử lý lớn.

Sấy khô- thiêu đốt và công nghệ nhiệt khác

Sấy khô là từ chung dùng cho sấy nhiệt, là việc thải bằng hơi nƣớc có trong

kẽ hở của bùn. Có thể sấy khô từng phần (hàm lƣợng nƣớc còn lại 30 - 10%) hay

hầu nhƣ toàn bộ (hàm lƣợng nƣớc còn lại 5 - 10%).

Thiêu đốt không những dẫn đến loại bỏ toàn bộ nƣớc ở các kẽ hở mà còn đốt

cháy các chất hữu cơ có trong bùn. Đó là phƣơng pháp thu đƣợc chất thải có khối

lƣợng nhỏ nhất, tro chỉ gồm các chất vô cơ của bùn. Phƣơng pháp thiêu đốt nói

chung yêu cầu giai đoạn sấy khô. Sấy khô hay thiêu đốt nói chung chỉ áp dụng cho

bùn đã loại nƣớc, vì loại bỏ nƣớc bằng cơ học rẻ hơn so với hóa hơi. Tuy vậy trong

một số trƣờng hợp, ta có thể hóa hơi trực tiếp nƣớc của bùn lỏng (bằng sấy hay đốt):


15

- Thể tích chất lỏng đặc nhỏ thì việc phá hủy bằng đốt rẻ hơn so với xử lý

sinh học.

- Sử dụng nhiên liệu giá thành hạ: Dung môi thải trong một số xí nghiệp hóa

hữu cơ, dầu thải.

- Nhiên liệu hỗn hợp với các chất thải khác bảo đảm bổ sung thêm nhiệt

lƣợng.

Đốt cháy đôi khi đƣợc coi nhƣ là công nghệ thu hồi năng lƣợng, tuy nhiên

điều này vẫn còn là vấn đề đang đƣợc tranh cãi bởi vì bùn thải ban đầu thƣờng chứa

một lƣợng nƣớc rất lớn, điều đó có nghĩa là để đạt đƣợc đến điều kiện bùn thải có

thể tự cháy đƣợc so với tình trạng chứa nƣớc ban đầu là một khoảng cách quá lớn.

Ví dụ nhƣ để đảm bảo đƣợc có khả năng tự cháy, không cần cung cấp thêm nhiên

liệu với độ ẩm ban đầu là hết sức khó khăn. Làm khô bùn, làm mất nƣớc hay bay

hơi nƣớc bằng cách gia nhiệt sẽ tiêu tốn một lƣợng nhiên liệu lớn cho lò đốt. Một số

nơi khuyến khích sử dụng lò nung xi măng (nung clinker) để đốt bùn thải. Đốt bùn

thải có thể đƣợc xem là biện pháp xử lý bùn nhanh nhƣng nhƣ đã đề cập là việc tiêu

hao quá lớn, đồng thời tạo ra khí thải chứa nhiều chất gây ô nhiễm môi trƣờng, kim

loại nặng và các oxit kim loại trong thành phần tro cũng sẽ là nguồn chất thải thứ

sinh cần xử lý.

Sự khí hóa bùn thải là công nghệ cũng đƣợc áp dụng để xử lý bùn. Đó là quá

trình đốt cháy trong điều kiện oxy bị hạn chế, nhƣ vậy chất hữu cơ trong bùn thải

đƣợc chuyển đổi thành chất dễ bay hơi hydrocacbon, tƣơng đƣơng với nhiệt phân.

Khí hóa là công nghệ xử lý bùn thải có thể đƣợc dễ dàng chấp nhận hơn tiêu hủy

hay đốt.Tuy nhiên, kinh phí đầu tƣ cho công nghệ khí hóa rất tốn kém và công nghệ

khó đƣợc phổ biến chính bởi nguyên nhân kinh tế.Mỹ là nƣớc đầu tiên áp dụng

công nghệ khí hóa nhƣng ở quy mô hạn chế trong xử lý bùn thải và coi nó nhƣ biện

pháp thân thiện với môi trƣờng.

Phương pháp chôn lấp

Chôn lấp là phƣơng pháp phổ biến và đơn giản nhất trong xử lý chất thải rắn.

Chôn lấp hợp vệ sinh là một phƣơng pháp tiêu hủy sinh học có kiểm soát các thông


16

số chất lƣợng môi trƣờng (mùi, không khí, nƣớc rò rỉ bãi rác) trong qua trình phân

hủy. Chi phí đầu tƣ và xử lý cho chôn lấp không lớn.Bùn thải các ngành điện tử

cũng có thể chôn lấp cùng với bùn thải các ngành khác.Tuy nhiên, những bãi chôn

lấp chiếm diện tích lớn, thời gian phân hủy chậm và gây ô nhiễm cho các vùng xung

quanh.

Hiện nay ở Việt Nam, các bãi chôn lấp bùn thải thƣờng là bãi chôn lấp hở,

gây ô nhiễm môi trƣờng và mất mỹ quan.

Ổn định bùn thải bằng vôi bội

Nâng pH của bùn thải bằng vôi bột lên pH = 12 qua đó vi khuẩn có thể ở tình

trạng bị diệt khuẩn hoặc ngƣng hoạt động. Với lƣợng vôi đủ lớn bùn thải sẽ đƣợc

giảm lƣợng nƣớc (khô hơn) và các quá trình lên men sẽ ngƣng lại trong thời gian

dài. Những vi khuẩn gây bệnh bị tiêu diệt rất hiệu quả nhờ tác dụng của vôi. Vôi

cũng có tác dụng giữ lại rất hiệu quả P và các kim loại nặng trong thành phần của

bùn.

Phương pháp Pasteur

Bùn thải đƣợc làm nóng gia nhiệt trong thời gian 30 phút. Biện pháp này

nhằm diệt một số vi khuẩn gây bệnh thông thƣờng và áp dụng để ổn định bùn thải

trƣớc khi đổ thải hoặc chôn lấp. Bùn thải sau khi áp dụng phƣơng pháp Pasteur dễ

dàng bị nhiễm khuẩn trở lại chỉ trong một khoảng thời gian ngắn.

Phương pháp ủ sinh học

Ủ sinh học là quá trình ổn định sinh học các chất hữu cơ để thành các chất

thải mùn. Quá trình ủ thực hiện theo hai phƣơng pháp: ủ yếm khí và ủ hiếu khí (thổi

khí cƣỡng bức). Việc ủ chất thải với thành phần chủ yếu là các chất hữu cơ có thể

phân hủy đƣợc. Đối với nguồn bùn chƣa tập trung thì có thể áp dụng phƣơng pháp

này, do lƣợng chất hữu cơ chứa nhiền trong bùn. Tuy nhiên đối với bùn thải công

nghiệp nói riêng chứa nhiều kim loại nặng là không phù hợp.

Phân hủy kỵ khí

Phân hủy kỵ khí là một trong những quá trình đƣợc sử dụng lâu đời nhất để

ổn định bùn thải.Phân hủy yếm khí gồm sự phân hủy của vật chất hữu cơ và vật chất


17

vô cơ (chủ yếu là sunphat) trong sự vắng mặt của phân tử oxy.Ứng dụng chính của

phân hủy yếm khí là trong quá trình ổn định bùn đƣợc cô đặc đƣợc tạo thành từ quá

trình xử lý nƣớc thải công nghiệp và đô thị.Phân hủy yếm khí bùn thải đô thị trong

nhiều trƣờng hợp có thể tạo ra khí phân hủy đủ để đáp ứng đƣợc hầu hết nhu cầu

năng lƣợng cho hoạt động của một nhà máy, cộng đồng dân cƣ tùy thuộc vào quy

mô của hệ thống phân hủy yếm khí.

Phân hủy kỵ khí bùn thải là phƣơng pháp ổn định bùn thải và nó có thể giảm

thể tích, ổn định tính chất bùn thải.Phƣơng pháp này cũng có khả năng làm giảm

lƣợng sinh vật gây bệnh trong bùn thải. Quá trình phân hủy các chất trong hệ thống

phân hủy kỵ khí có thể đƣợc chia ra làm nhiều bƣớc. Quá trình phân hủy kỵ khí bùn

thải diễn ra trong thời gian dài và trong nhiệt độ tƣơng đối ổn định, thông thƣờng ở

35oC trong thời gian 20 ngày để cho kết quả về khử khuẩn và tạo ra lƣợng metan tối

ƣu. Công nghệ phân hủy kỵ khí có thể tận thu đƣợc lƣợng lớn khí metan, tuy nhiên

thời gian dài đòi hỏi lắp đặt, xây dựng hệ thống bể xử lý lớn, chất thải của hệ thống

này vẫn đòi hỏi công nghệ xử lý phù hợp nhƣ chôn lấp, hóa rắn hoặc tái sử dụng

làm phân bón.

Phân hủy hiếu khí

Là quá trình công nghệ mà trong đó bùn thải đƣợc để trên thiết bị cấp khí.

Quá trình phân hủy diễn ra nhờ các vi sinh vật hiếu khí tham gia phân hủy chất hữu

cơ và sinh ra nhiệt. Nhiệt độ của hệ phân hủy có thể lên đến 70oC. Thông thƣờng

đối với xử lý hiếu khí bùn thải có thể nhiệt độ đạt đến 50- 65oC sau từ 5 - 6 ngày, do

vậy những vi khuẩn gây bệnh sẽ bị tiêu diệt. Chi phí vận hành cho xử lý hiếu khí có

thể cao gấp 5 - 10 lần so với hệ thống phân hủy kỵ khí nhƣng thời gian đƣợc rút

ngắn hơn.Cũng tƣơng tự nhƣ công nghệ phân hủy kỵ khí, chất thải sau quá trình

phân hủy hiếu khí vẫn đòi hỏi công nghệ phù hợp nhƣ chôn lấp, hóa rắn hoặc tái sử

dụng làm phân bón.

Phương pháp thu hồi tái chế

Tái chế là hoạt động thu hồi lại từ chất thải các thành phần có thể sử dụng

đƣợc để biến thành các sản phẩm mới, hoặc các dạng năng lƣợng để phục vụ cho


18

các hoạt động sinh hoạt sản suất. Thu hồi và tái chế chất thải là một trong các

phƣơng pháp giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trƣờng. Ở Việt Nam, các loại chất thải

nguy hại đƣợc quy định xử lý đổ thải chủ yếu theo phƣơng pháp đóng rắn, chôn lấp,

thiêu hủy (khoảng 50% trong tổng số chất thải rắn phát sinh đƣợc xử lý bằng

phƣơng pháp chôn lấp không kiểm soát). Tỷ lệ chất thải rắn đƣợc thu hồi và tái sử

dụng là 17 – 25%. Tuy nhiên, ở một số quốc gia trên thế giới tỷ lệ thu hồi tái chế rất

cao, khoảng trên 40%.Hoạt động tái chế đem lại hiệu quả kinh tế lớn, tiết kiệm đƣợc

tài nguyên thiên nhiên bởi việc thay thế các nguyên liệu gốc, làm giảm lƣợng chất

thải, giảm ô nhiễm môi trƣờng, giảm chi phí xử lý, giảm diện tích cho các bãi chôn

lấp. Một số nƣớc phát triển trên thế giới đã phát triển xu thế tái chế chất thải trở

thành ngành công nghiệp môi trƣờng.

1.3. Các công nghệ trên thế giới về tái sử dụng bùn thải và hiện trạng quản

lý, tái sử dụng bùn thải ở Việt Nam

1.3.1. Các công nghệ trên thế giới về tái sử dụng bùn thải

Với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế - xã hội, bùn thải đang trở thành

một gánh nặng ngay cả ở các nƣớc có nền kinh tế, khoa học kỹ thuật tiên tiến trên

thế giới. Theo Cơ quan bảo vệ môi trƣờng Mỹ (US-EPA), chi phí xử lý bùn thải

chiếm tới 50% chi phí vận hành của toàn hệ thống. Tại các quốc gia lớn nhƣ Mỹ,

Úc, các nƣớc Châu Âu, việc xử lý bùn thải đƣợc quy định chặt chẽ để đảm bảo đáp

ứng các chỉ tiêu nghiêm ngặt cho việc tái sử dụng vào các mục đích khác nhau.Tùy

vào cách thức quản lý khác nhau mà các nƣớc có những phƣơng pháp xử lý bùn thải

khác nhau, phổ biến nhất là ứng dụng làm phân bón, chôn lấp và đốt. Trong vài thập

kỉ gần đây đã có sự thay đổi lớn liên quan tới việc xử lý bùn thải , trƣớc năm 1998,

bùn thải chủ yếu đƣợc đổ thải vào đại dƣơng hoặc sử dụng nhƣ một loại phân bón

cho nông nghiệp (Odegaard et al., 2002 ). Một cách khác là đốt bùn hoặc đơn giản

là chôn lấp. Trong năm 1998, bùn thải đƣợc coi nhƣ một loại chất rắn sinh học ở

châu Âu, Bắc Mỹ và nhiều nƣớc khác bao gồm ứng dụng làm đất trồng trọt, chôn

lấp (có hoặc không có thu hồi năng lƣợng), compost, phân hủy yếm khí, sấy khô

thành viên nhiên liệu/ phân bón và đốt (có hoặc không có thu hồi năng lƣợng) [16].


19

Cách đây khoảng một thập kỷ trƣớc, chôn lấp là phƣơng pháp xử lý chính tại

châu Âu. Trong năm 1999, 57% bùn thải đô thị (MSW) đƣợc chôn lấp, so với 67%

năm 1995 ở tây Âu, và 83% ở miền Trung và Đông Châu Âu (DHV CR, 2001).

Trong nửa thập niên 90 và cho đến sau này, những nghiên cứu quan trọng, phát

triển và thƣơng mại hóa hệ thống ủ Biogas đã xuất hiện ở châu Âu. Đồng thời,

những nhà thiết kế và những nhà cung cấp hệ thống ủ biogas đang kết hợp quá trình

xử lý sơ bộ rác thải, ủ biogas và kỹ thuật sản xuất compost để giảm đồng thời khối

lƣợng và tỉ lệ chất hữu cơ của rác thải đƣa đi chôn lấp. Nhƣng hiện nay, chôn lấp

đang trở thành một lựa chọn xử lý tốn kém hơn nhiều bởi một số lý do nhƣ: Sự gia

tăng dân số, các quy định thay đổi yêu cầu bãi rác mới phải đầu tƣ công nghệ và

quản lý chặt chẽ (Millner và cộng sự., 1998), sự tăng phát thải khí nhà kính

CH4,CO2 và việc đƣa các kim loại nặng vào nƣớc và đất từ các bãi chôn lấp, quan

trọng nhất là xử lý chôn lấp đổ thải tại các bãi rác không tận dụng lợi thế của các giá

trị dinh dƣỡng và tính chất của chất rắn sinh học, và chiếm không gian bãi rác có

thể đƣợc sử dụng tốt hơn cho các loại rác khác khiến lựa chọn này trở nên kém hấp

dẫn.

Tận thu nguồn năng lƣợng từ loại chất thải này đang đƣợc quan tâm tại châu

Âu, bao gồm các biện pháp:

- Phân hủy yếm khí bùn thải;

- Sản xuất nhiên liệu sinh học từ bùn thải;

- Đốt thu năng lƣợng trực tiếp;

- Phối trộn, đốt bùn trong các nhà máy điện đốt than;

- Khí hóa và nhiệt phân bùn;

- Sử dụng của bùn nhƣ một năng lƣợng và nguồn nguyên liệu trong sản

xuấtxi măng Portland và vật liệu xây dựng;

- Quá trình siêu oxy hóa ƣớt ;

- Xử lý thủy nhiệt.

Chôn lấp có thu hồi năng lƣợng từ khí bãi chôn lấp là một lựa chọn quản lý

hiện đại (Gomez et al., 2010). Trong năm 2005, 64% bùn thải ở Anh và xứ Wales là


20

xử lý bằng cách phân hủy yếm khí, đến năm 2015 con số này sẽ là 85%. Bùn đƣợc ủ

trong các ô bao kín sẽ lên men, phân huỷ và sinh ra khí gas. Thực chất của công

nghệ là biến rác thải, bùn thải thành khí gas để chạy máy phát điện. Phát điện từ

than bùn sẽ đƣợc thực hiện theo cơ chế thu hồi khí từ bãi chôn lấp và phát điện theo

Cơ chế phát triển sạch (CDM -Clean Development Mechanism). Điện do các máy

phát sản xuất ra sẽ đƣợc dẫn đến máy biến thế, tăng điện áp lên để hòa vào mạng

lƣới điện quốc gia. Bùn sau ủ đƣợc tận dụng thu hồi nito, photpho hay các ứng dụng

khác [18].

Các công nghệ tận thu năng lượng khác từ bùn thải

- Nhiệt phân (khí hóa): là một quá trình xử lý nhiệt trong đó bùn (hoặc sinh

khối) đƣợc đun nóng dƣới nhiệt độ từ 350-500 °C trong điều kiện thiếu ôxy.Trong

quá trình này, bùn đƣợc chuyển thành than, tro, nhiệt phân dầu, hơi nƣớc và các loại

khí dễ cháy. Một phần của sản phẩm rắn/khí của nhiệt phân quá trình đƣợc thiêu

hủy và sử dụng hệ thống sƣởi bằng năng lƣợng trong quá trình nhiệt phân. Mỹ là

nƣớc đầu tiên áp dụng công nghệ khí hóa nhƣng ở quy mô hạn chế trong xử lý bùn

thải và coi nó nhƣ biện pháp thân thiện với môi trƣờng. Khí hóa là công nghệ xử lý

bùn thải có thể đƣợc dễ dàng chấp nhận hơn tiêu hủy hay đốt. Tuy nhiên, kinh phí

đầu tƣ cho công nghệ khí hóa rất tốn kém và công nghệ khó đƣợc phổ biến chính

bởi nguyên nhân kinh tế.

- Sử dụng bùn nhƣ một năng lƣợng và nguồn nguyên liệu trong sản xuất xi

măng Portland và vật liệu xây dựng là một biện pháp tận dụng nguồn cacbon có

chứa các hợp chất hữu cơ và các hợp chất vô cơ đại diện cho vật liệu có giá trị trong

bùn nƣớc thải. Có nhiều khả năng sử dụng các hợp chất này cùng một lúc một cách

có lợi. Tuy đã đƣợc nghiên cứu ở các nƣớc châu Mỹ và châu Âu nhƣng phƣơng

pháp này đƣợc phát triển nhiều ở các nƣớc châu Á đặc biệt là ở Nhật Bản.

- US-EPA ƣớc tính rằng trong hơn bảy triệu tấn bùn khô (DMTs) của nƣớc

thải đƣợc sản xuất hàng năm hiện nay, hơn một nửa bùn (54 %) có thể mang lại lợi

nhuận, nghĩa là, áp dụng vào nông nghiệp, làm vƣờn, đất lâm nghiệp...tạo ra giá trị

kinh tế. Dựa trên kinh nghiệm với việc sử dụng phân ngƣời, nƣớc thải, và phân


21

động vật trên đất canh tác, việc sử dụng bùn thải làm phân bón đã đƣợc thực hiện và

phát triển nhanh chóng. Các công nghệ ủ bùn sinh học làm phân compost đặc biệt

phát triển nhƣ công nghệ ủ trong thùng ủ quy mô nhỏ hoặc lò ủ quy mô công nghiệp

ở Mỹ; công nghệ ủ luống đảo trộn với quy mô công nghiệp ở Canada; công nghệ ủ

trong thùng ủ thu hồi nang luợng ở Ðức và công nghệ ủ trong tháp ủ thổi khí cuỡng

bức ở Ý...

Các công nghệ tái chế bùn thải mới trên thế giới [17]

- Ý tƣởng tái sử dụng bùn thải làm môi trƣờng thay thế cho môi trƣờng nhân

tạo để nuôi cấy vi sinh vật nhằm nâng cao giá trị của bùn thải lần đầu tiên đƣợc phát

triển bởi giáo sƣ R.D. Tyagi thuộc Viện Nghiên cứu khoa học quốc gia, Quebec,

Canada (INRS). Ƣu điểm nổi bật của hƣớng nghiên cứu này là tận dụng thành phần

dinh dƣỡng trong bùn thải để thay thế cho môi trƣờng nhân tạo đắt tiền (thƣờng

đƣợc sử dụng trong quá trình nuôi cấy vi sinh vật để tạo ra các sản phẩm sinh học

có ích) nhƣ: các loại chế phẩm ứng dụng cho nông lâm nghiệp (thuốc trừ sâu sinh

học và các vi khuẩn kháng nấm, bệnh trên cây công nghiệp, chế phẩm dùng trong

cải tạo đất trồng cây); Hóa chất keo tụ sinh học (dùng trong xử lý nƣớc thải và bùn

thải); Chế phẩm sinh học dùng cho xử lý nƣớc thải (xử lý kim loại nặng, thuốc

nhuộm, hợp chất hữu cơ khó phân hủy trong nƣớc rác); Polyme sinh học dùng trong

sản xuất túi đựng, màng bao gói tự phân hủy.Việc tận dùng bùn thải vừa giúp giảm

giá thành vừa góp phần bảo vệ môi trƣờng.

- Nghiên cứu phát triển các xu hƣớng xử lý bùn thải mới tại Mỹ đang đƣợc

tiến hành theo nhiều công nghệ mới đƣợc xác định là sáng tạo hoặc tiềm năng

(EPA, 2006) nhƣ những công nghệ khác nhau, trong đó có khả năng làm giảm tổng

thể khối lƣợng chất rắn sinh học chất thải và cung cấp tiết kiệm đáng kể trong việc

xử lý, chế biến và vận chuyển sản phẩm cuối, bao gồm: quá trình MicroSludge; quá

trình Siêu âm ly giải tế bào trƣớc khi phân hủy yếm khí;quá trình thủy nhiệt; Quá

trình Cannibal™; Công nghệ ổn định chất lỏng; Công nghệ làm dày và khử nƣớc;

và quá trình Chuyển đổi nhiệt.Các phƣơng pháp và công nghệnày tốn kém và đòi

hỏi kiến thức kỹ thuật cao để đảm bảo bền vững hoạt động và lâu dài của công


22

trình. Tuy nhiên công nghệ này có một số lợi thế nhƣ:Phục hồi năng lƣợng; Phục

hồi các chất dinh dƣỡng; Lựa chọn mới trong xử lý nƣớc; Nguồn mới cho sản xuất

vật liệu.

- Một phƣơng pháp ứng dụng triệt để và kết hợp các công nghệ xử lý bùn

hiệu quả đó là phƣơng pháp xử lý bùn tổng hợp. Bùn sẽ đƣợc tách các thành phần

hữu cơ và vô cơ bằng phƣơng pháp thủy lực. Chất vô cơ nặng sẽ lắng xuống đáy

bồn trong khi chất hữu cơ nhẹ hơn sẽ nổi lên trên. Các chất vô cơ đƣợc tách ra sẽ

đƣợc tận dụng để sản xuất vật liệu xây dựng, trong khi các chất hữu cơ đƣợc xử lý

tiếp bằng phƣơng pháp sinh học để tách riêng các kim loại nặng với phần bùn hữu

cơ sạch. Phần bùn hữu cơ sạch sẽ đƣợc tận dụng để trồng cây và cải tạo đất nông

nghiệp. Còn lại các kim loại nặng sẽ đƣợc xử lý theo phƣơng pháp hóa học để tách

riêng từng kim loại hoặc hóa rắn toàn bộ để chôn lấp an toàn. Việc xử lý một tấn

bùn chứa kim loại bằng phƣơng pháp truyền thống (sấy, đốt, hóa rắn, chôn lấp)

cũng mất tới gần 200 USD trong khi xử lý bằng phƣơng pháp sinh học và hóa học

chỉ mất 53 USD.

Công nghệ tái sử dụng bùn thải tại Mỹ [17]

Bùn thải ở Mỹ là những phế liệu rắn sinh ra từ quá trình xử lý nƣớc thải và

xử lý đạt quy định của liên bang và tiểu bang. Mỹ sử dụng khoảng 60 phần trăm của

các chất rắn sinh học đƣợc tạo ra cho mục đích nông nghiệp.

- Bùn thải làm đất trồng trọt, chôn lấp và đốt chiếm 80% việc sử dụng bùn

thải của Mỹ trong năm 2004 (Nebra, 2007). Ứng dụng làm phân bón hay một loại

đất bổ sung cho trồng trọt ở Bắc Mỹ là một lựa chọn chi phí thấp đƣợc ƣa thích.

- Ở Mỹ, công nghệ nhƣ ủ và sấy khô (bao gồm cả pelletizing) đang đƣợc

thực hiện. Một trong những công nghệ phổ biến ở các nhà máy xử lý bùn

thải là áp dụng xử lý bùn thải ở trong những thiết bị ủ kín nhƣng không thổi khí.

Phƣơng pháp ủ kỵ khí này tuân thủ theo các trình tự sau: bùn đƣợc tiếp nhận và đƣa

vào các thiết bị ủ kín dƣới dạng các lò ủ kín có phối hợp các chủng loại men vi sinh

vật khử mùi, thúc đẩy quá trình lên men, sau đó đƣợc đƣa ra sấy khô, nghiền và

đóng bao. Ƣu điểm là xử lý triệt để bảo vệ đƣợc môi trƣờng, thu hồi phân bón (có


23

tác dụng cải tạo đất), cung cấp đƣợc nguyên vật liệu cho các ngành công nghiệp,

không mất kinh phí xử lý bùn. Nhƣợc điểm là đòi hỏi kinh phí đầu tƣ lớn, kinh phí

duy trì cao, chất lƣợng phân bón thu hồi không cao, công nghệ phức tạp (phải qua

sấy).

Hình 1.1.Sơ đồ công nghệ xử lý bùn thải sinh hoạt của Mỹ

Công nghệ tái sử dụng bùn thải tại Nhật Bản [19]

Ở Nhật Bản, bùn thải đƣợc tài nguyên hóa và việc tái sử dụng bùn thải vào

một số sản suất nhƣ:

- Làm phân compost từ bùn: Việc làm phân compost từ bùn thải bằng cách

phân giải, ổn định hóa phƣơng pháp sinh học đối với các chất hữu cơ trong bùn thải.

Nếu mang bùn thải loại này rải trên đồng ruộng thì cũng có hiệu quả nhƣ làm phân

compost. Ngoài ra, với việc phát sinh nhiệt khi tạo thành phân compost thì có khả

năng loại bỏ các vi sinh vật có hại nên đây là phƣơng pháp rất thích hợp sử dụng ở

vùng nông thôn xét ở cả hai mặt là chất lƣợng và vệ sinh.

- Thu hồi kim loại nặng: Bùn từ các nhà máy xử lý nƣớc thải tập trung của

khu công nghiệp, nhà máy luyện kim, cơ khí, xử lý nƣớc chứa nhiều kim loại nặng

nhƣ chì, thủy ngân, niken, crom, đồng, sắt… đƣợc thu gom và dùng phƣơng pháp


24

sinh học để tách kim loại. Bùn thải từ nhà máy nƣớc và nhà máy phỉ mạ chứa nhiều

sắt (hàm lƣợng sắt là 1,778 – 5,334 mg/kg) nên đƣợc tận dụng làm bột màu hoặc

sản xuất đinh.

- Làm nguyên liệu sản xuất điện năng:Tại Nhật Bản, thành phố Tokyo lắp đặt

thiết bị thí nghiệm có khả năng xử lý 5 tấn bùn thải mỗi ngày tại cơ sở xử lý của

thành phố. Tính toán trong phòng thí nghiệm cho biết, việc sử dụng bùn thu từ nƣớc

thải (khoảng 3000 tấn/ngày) từ 23 quận của Tokyo có thể cung cấp điện năng cho

khoảng 8000 hộ gia đình.

- Đóng rắn làm vật liệu xây dựng: Quy trình đóng rắn bùn bằng nhiệt là công

nghệ phát triển chính ở Nhật Bản. Sản phẩm là các hỗn hợp nhẹ, gạch, ngói, đốt

thành than và xỉ. Sản phẩm cuối cùng có chất lƣợng tốt hơn sản phẩm truyển thống.

Theo kinh nghiệm của các nhà sản xuất Nhật Bản thì đây là công nghệ có tính khả

thi nhƣng hiệu quả kinh tế không cao.Giá sản xuất cao hơn giá cả thị trƣờng, nhu

cầu năng lƣợng lớn.Tuy nhiên, đây là công nghệ phù hợp với các thành phố lớn để

loại bỏ bùn thải, sản phẩm đƣợc tái sử dụng ngay ở thành phố.

1.3.2. Hiện trạng quản lý và tái sử dụng bùn thải tại Việt Nam

Quản lý bùn thải tại Việt Nam

Tại Việt Nam, bùn thải đƣợc quy định, quản lý trong các văn bản sau:

- Bùn thải từ hệ thống xử lý nƣớc thải đƣợc quản lý theo quy định về quản lý

chất thải rắn (từ điều 77 đến điều 80, Mục 3, Chƣơng VIII, Luật Bảo vệ môi trƣờng

năm 2005).

- Bùn thải có yếu tố nguy hại phải đƣợc quản lý theo quy định về chất thải

nguy hại (từ điều 70 đến điều 76, Mục 2, Chƣơng VIII, Luật Bảo vệ môi trƣờng).

Việt Nam đã ban hành quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về ngƣỡng chất thải nguy

hại QCVN 07: 2009/BTNMT, đƣợc áp dụng với bùn thải trong trƣờng hợp xác định

ngƣỡng nguy hại của các thông số trong bùn thải từ các hệ thống xử lý nƣớc và hiện

đang xây dựng quy chuẩn riêng quy định ngƣỡng nguy hại của các thông số trong

bùn thải phát sinh từ hệ thống xử lý nƣớc thải, xử lý nƣớc cấp (gọi chung là hệ

thống xử lý nƣớc), làm cơ sở để phân loại và quản lý bùn thải.


25

Ngoài quy định cụ thể về bùn thải nguy hại, việc quản lý và xử lý bùn thải

nói chung trong cả nƣớc hiện nay đang bị bỏ trống, chƣa có bộ ngành nào quan tâm

đúng mức. Ngay cả các văn bản pháp luật hiện hành của Việt Nam cũng chƣa đề

cập đến bùn thải.

Tình hình nghiên cứu tái chế bùn thải ở Việt Nam

Bên cạnh những hạn chế trong các phƣơng pháp quản lý và xử lý bùn thải

theo hƣớng cũ (không đƣợc xử lý mà bị xả thẳng ra môi trƣờng, không đƣợc xử lý

triệt để, thƣờng đem chôn lấp…) đã có nhiều hƣớng nghiên cứu mới đƣợc phát triển

tại nƣớc ta nhằm mục đích tận thu, sử dụng hiệu quả và quản lý tốt hơn cho nguồn

thải này. Dƣới đây là một số nghiên cứu, hƣớng phát triển cụ thể đã đƣợc công bố

tại nƣớc ta.

+ Xử lý sinh học kỵ khí kết hợp bùn và rác hữu cơ ở chế độ lên men nóng

[25]

Kết quả xử lý sinh học kỵ khí kết hợp bùn và rác hữu cơ ở chế độ lên men

nóng 55oC đƣợc thực hiện bởi nhóm nghiên cứu của Viện Khoa học & Kỹ thuật

Môi trƣờng (Đại học Xây dựng), Viện Kỹ thuật Nƣớc thải (Đại học Kỹ thuật Tổng

hợp Darmstadt) và Khoa Kỹ thuật Môi trƣờng (Đại học Tổng hợp Kitakyushu) đƣa

ra đƣợc xem là giải pháp giúp tận thu tài nguyên và bảo vệ môi trƣờng đô thị.

Kết quả bƣớc đầu nghiên cứu của nhóm cho thấy, với mô hình này, tỷ lệ

phân hủy chất hữu cơ đạt 80%, với 70% thành phần khí sinh học thu đƣợc là biogas.

Đáng chú ý là mầm bệnh bị tiêu diệt hết khi lƣu trong bể xử lý chỉ sau vài giờ...

+ Tái chế bùn thải sinh học thành nguyên liệu tạo ra chế phẩm VSV [26]

Thử nghiệm trên đối tƣợng bùn thải ở Việt Nam của nhóm các nhà nghiên

cứu thuộc Viện Công nghệ môi trƣờng với kết quả bƣớc đầu khá khả quan. Một số

chủng vi sinh vật hữu ích nhƣ Bacillus thuringiensis (dùng để sản xuất thuốc trừ sâu

sinh học), Rhizobium (vi khuẩn cố định đạm) đã đƣợc thử nghiệm và cho thấy có

khả năng phát triển tốt trên môi trƣờng bùn thải của nhà máy bia (với nồng độ của

bùn thải là 20 g MLSS/L). Mật độ tế bào và nồng độ độc tính delta-endotoxin của vi

khuẩn Bacillus thuringiensis khi nuôi trên môi trƣờng bùn thải đạt lần lƣợt là


26

4,7x108 CFU/mL và 619 mg/L. Vi khuẩn Rhizobium cũng phát triển tốt trên môi

trƣờng bùn thải với mật độ tế bào đạt 2,6x108 CFU/mL.

Bên cạnh đó, nhóm các nhà khoa học cũng hợp tác nghiên cứu và đánh giá

khả năng ứng dụng của chất keo tụ sinh học dựa trên việc nuôi cấy một số chủng vi

sinh vật EPS (hợp chất polymer ngoại bào) trên môi trƣờng bùn thải. Đây là một

hƣớng nghiên cứu mới và có khả năng ứng dụng nhiều trong xử lý nƣớc thải và ổn

định bùn thải.

+ Sản xuất vật liệu xây dựng từ bùn thải [27]

- Nhóm nghiên cứu và phát triển công nghệ mới thuộc Hội Khoa học và Kỹ

thuật xây dựng Thành phố Hồ Chí Minh đã hoàn thiện công nghệ sử dụng bùn thải

nguy hại để sản xuất vữa bê tông công nghiệp. Trong công nghệ sản xuất này, bùn

thải đƣợc khử mùi bằng chất phụ gia trƣớc khi đƣợc đƣa vào hỗn hợp với đá, xi

măng và nƣớc đã pha phụ gia. Vữa bê tông đƣợc tạo thành nhờ phản ứng ôxi hoá –

khử của các hợp chất trong phụ gia đƣợc sử dụng. Các tấm bê tông từ bùn thải đã

đạt đƣợc yêu cầu về môi trƣờng và chỉ số kỹ thuật về cƣờng độ bê tông.

- Công nghệ sản xuất gạch từ bùn thải đƣợc hoàn thiện bởi Trung tâm Công

nghệ và Quản lý Môi trƣờng (Cementa) Thành phố Hồ Chí Minh. Bùn thải đƣợc

làm khô, tách riêng các thành phần vô cơ (cát) và hữu cơ (bùn) bằng phƣơng pháp

thuỷ lực. Cát mịn đƣợc dùng để sản xuất gạch xây dựng. Phần bùn sau khi đƣợc xử

lý bằng vi sinh vật để tách kim loại sẽ đƣợc dùng làm phân bón hữu cơ. Bùn thải

công nghiệp có chứa hàm lƣợng kim loại nặng cao đƣợc dùng để sản xuất màu pha

dùng trong sản xuất gạch.

- Ngoài ra, một công nghệ mới cũng đã đƣợc nghiên cứu phát triển để sản

xuất vật liệu xây dựng nhà ở và đƣờng giao thông nông thôn từ bùn đỏ và tro bay –

công nghệ Geoplymer. Công nghệ này đã đƣợc PGS. TS Nguyễn Văn Chánh cùng

nhóm cộng sự Trƣờng Đại học Bách khoa Tp. Hồ Chí Minh trình bày tại hội thảo

“Ứng dụng vật liệu xây dựng, thiết bị công nghệ mới trong các công trình xây dựng

đảm bảo an toàn, tiết kiệm năng lƣợng và giá thành hợp lý” [28].


27

+ Công nghệ khử mùi hôi và hoá rắn bùn cống rãnh (Treatment of

hazardous Sludge) –THS [29]

Công nghệ THS sử dụng bùn cống rãnh, bùn thải nguy hại làm phối liệu cho

vữa bê tông xi măng xây dựng hạ tầng kỹ thuật của nhóm nghiên cứu & phát triển

công nghệ mới (Hội Khoa học & Kỹ thuật Xây dựng Tp. Hồ Chí Minh) theo sơ đồ

công nghệ Hình 1.2

Hình 1.2. Sơ đồ công nghệ THS

Tại phòng thí nghiệm, các khối bê tông đƣợc đúc từ nhiều loại bùn cống

rãnh, bùn thải nguy hại đã đạt đƣợc các yêu cầu về môi trƣờng và chỉ số kỹ thuật về

cƣờng độ bê tông. Các chất nguy hại trong bùn cống rãnh, bùn thải sau khi xử lý

bằng công nghệ THS đã triệt tiêu hoặc giảm xuống dƣới ngƣỡng cho phép và điều

đặc biệt và đƣợc quan tâm chú ý đến là không những xử lý đƣợc mùi hôi thối nồng

nặc từ bùn cống rãnh mà còn có thể tái sử dụng lại bùn cống rãnh cho nhiều mục

đích khác nhƣ trong xây dựng… Kết quả phân tích sắc ký cho thấy thành phần và tỉ

lệ các kim loại nặng không còn hoặc không vƣợt ngƣỡng cho phép của tiêu chuẩn

an toàn môi trƣờng TCVN 7629 – 2007.

Bùn cống rãnh, bùn thải nguy hại

Khử mùi hôi bằng cách trộn với BOF1,

BOF2(Beton odour fetid)

Khử các chất độc hại bằng phụ gia

HSOB(Hazardous sludge of beton)

Hỗn hợp vữa bê tông rắn chắc từ bùn cống

rãnh, bùn thải


28

+ Sản xuất phân hữu cơ sinh học

- Tận dụng bùn thải từ công nghệ chế biến nông sản thực phẩm và thuỷ hải

sản để sản xuất phân hữu cơ sinh học bằng phƣơng pháp ủ men vi sinh của Viện

Ứng dụng Công nghệ tại Tp. Hồ Chí Minh [30]

Quy trình công nghệ sản xuất phân hữu cơ từ nguyên liệu bùn thải bao gồm

4 bƣớc, thể hiện trong Hình 1.3

Hình 1.3. Quy trình công nghệ sản xuất phân hữu cơ từ nguyên liệu bùn thải

Phân hữu cơ sinh học đƣợc sản xuất từ bùn thải bằng công nghệ ủ men vi

sinh và bổ sung khoáng chất đạt tiêu chuẩn chất lƣợng quy định đối với phân hữu cơ

sinh học của Bộ Nông nghiệp và PTNT (theo Quyết định 100/2008/QĐ-BNN

15/10/2008).

- Sản xuất phân hữu cơ vi sinh từ bùn đáy ao cá tra nuôi thâm canh (công

nghiệp) của nhóm tác giả trƣờng Đại học Cần Thơ [31]

Trong nghiên cứu các tác giả đã sử dụng chất thải ao nuôi cá cá tra lấy từ trại

cá tra bằng cách bơm từ đáy ao cá lên (xi phông). Và các vật liệu khác nhƣ nấm

Trichoderma, vi khuẩn cố định đạm, vi khuẩn hòa tan lân đã đƣợc sử dụng trong thí

Làm giảm độ ẩm nguyên liệu bùn thải

Làm tăng sinh khối men vi sinh

Phối trộn dịch men vi sinh, ủ hoại

Nghiền mịn, phối trộn khoáng theo thành phần

đăng ký


29

nghiệm. Thí nghiệm đƣợc thực hiện tại 3 địa điểm với 3 loại xác thực vật khác

nhau.

Kết quả nghiên cứu cho thấy:Sử dụng bùn đáy ao cá tra nuôi thâm canh cùng

với xác bã thực vật có sẵn nhƣ rơm rạ, bèo lục bình, bổ sung nấm Trichoderma sp.

và khoáng apatit để sản xuất phân hữu cơ vi sinh đạt tiêu chuẩn của Bộ NN&PTNT

(TCVN 6169:1996) về pH, độ ẩm, tỉ lệ C/N, hàm lƣợng P dễ tiêu và mật số tế bào

vi sinh vật có ích (>106 tế bào/g phân).

1.3.3. Hiện trạng bùn thải đô thị của vùng nghiên cứu.

Do quá trình đô thị hóa mạnh mẽ từ năm 1990 đến nay, phần lớn các sông hồ

Hà Nội đều rơi vào tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng. Sông Tô Lịch, trục tiêu thoát

nƣớc thải chính của thành phố, hàng ngày phải tiếp nhận khoảng 150.000 m³.

Tƣơng tự, sông Kim Ngƣu nhận khoảng 125.000 m³ nƣớc thải sinh hoạt mỗi ngày.

Sông Lừ và sông Sét trung bình mỗi ngày cũng đổ vào sông Kim Ngƣu khoảng

110.000 m³ [24]. Lƣợng nƣớc thải sinh hoạt và công nghiệp này đều có hàm lƣợng

hóa chất độc hại cao. Các sông mƣơng nội và ngoại thành, ngoài vai trò tiêu thoát

nƣớc còn phải nhận thêm một phần rác thải của ngƣời dân và chất thải công nghiệp.

Những làng nghề thủ công cũng góp phần vào gây nên tình trạng ô nhiễm này.

Hà Nội mỗi ngày có tới khoảng 500.000m3 nƣớc thải, trong đó 400.000m

3 là

nƣớc thải sinh hoạt. Hà Nội có tổng cộng 4 trạm xử lý nƣớc thải là trạm xử lý Trúc

Bạch, công suất 2300 m3/ngđ, trạm xử lý Kim Liên công suất 3.700 m

3/ngđ, nhà

máy xử lý nƣớc thải Bắc Thăng Long – Vân Trì, công suất 42.000 m3/ngđ, nhà máy

xử lý nƣớc thải Yên Sở, công suất 200.000m3/ngđ, mới đi vào hoạt động từ tháng

5/2013. Tuy nhiên các nhà máy này mới tham gia xử lý đƣợc 5-7% lƣợng nƣớc thải

ra một ngày đêm của cả thành phố, khối lƣợng nƣớc thải còn lại đƣợc xả thẳng ra

nguồn tiếp nhận. Lƣợng bùn thải trung bình của các trạm xử lý hiện nay vào khoảng

20 tấn/ ngày đêm [8, 32].

Hiện tại, Cty TNHH MTV Thoát nƣớc Hà Nội đảm nhiệm công tác thu gom,

và quản lý, xử lý khối lƣợng bùn thải đô thị Hà Nội nhƣng đơn vị mới chỉ dừng lại


30

ở mức độ thu gom bùn thải trong quá trình nạo vét hệ thống mƣơng thoát nƣớc,

sông hồ. Khối lƣợng nạo vét hàng năm là khá lớn [8], cụ thể:

- Tổng khối lƣợng bùn nạo vét thủ công từ hệ thống cống rãnh và bằng cơ

giới thông qua trạm cân điện tử đƣợc thực hiện tại bãi đổ bùn Yên Sở và Kiêu Kỵ

vào khoảng167.200 tấn.

- Khối lƣợng bùn vận chuyển từ các nhà máy xử lý nƣớc thải hàng năm là:

2.140 tấn, cụ thể: Nhà máy xử lý nƣớc thải Kim Liênlà 600 tấn/năm;Nhà máy xử lý

nƣớc thải Trúc Bạch là 700 tấn/năm và Nhà máy xử lý nƣớc thải Bắc Thăng Long –

Vân Trì là 840 tấn/năm.

Với khối lƣợng bùn thải đô thị hàng năm của Tp Hà Nội nhƣ trên là khá lớn.

Nếu chỉ thu gom, vận chuyển về các bãi đổ và xử lý đơn giản là chôn lấp và phun

thuốc diệt muỗi nhƣ công ty TNHH MTV thoát nƣớc Hà Nội đang thực hiện thì vấn

đề ảnh hƣởng đến môi trƣờng xung quanh là khá rõ ràng. Vì vậy bùn thải đô thị cần

phải đƣợc thu gom, vận chuyển và tái chế một cách có hiệu quả tránh lãng phí tài

nguyên và gây ô nhiễm môi trƣờng.


31

CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tƣợng, phạm vi và thời gian nghiên cứu

2.1.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tƣợng nghiên cứu: bùn thải từ hệ thống thoát nƣớc, bùn từ các nhà máy

xử lý nƣớc thải,trầm tích sông hồ; trầm tích Hồ Ba Mẫu và cây rau cải ngọt

(Brassica integrifolia).

Phạm vi nghiên cứu: Trên địa bàn thành phố Hà Nội.

Các vị trí lấy mẫu nghiên cứu

- Trầm tích đƣợc lấy tại 10 địa điểm: sông Tô Lịch (khu vực cầu Khƣơng

Đình (B1), đập Thịnh Liệt (B2), cầu Nguyễn Khánh Toàn (B3), cầu Trung Hoà

(B4), khu đô thị Bắc Linh Đàm (B5) và cầu Lủ (B6)); sông Nhuệ (khu vực cầu

Trắng (B7) và cầu Mậu Lƣơng (B8)); hồ Ba Mẫu (B9) và hồ Văn Quán (B10).

- Bùn thải từ hệ thống thoát nƣớc thải sinh hoạt đô thị đƣợc lấy tại 10 điểm

trên các trục đƣờng: Lê Văn Lƣơng kéo dài (B11), Trần Duy Hƣng (B12), Trƣờng

Chinh (B13), 264 Láng (B14), Nguyễn Tuân – Nguyễn Trãi (B15), KĐT Yên Hoà

(B16), Võ Thị Sáu (B17), Kim Mã (B18), Trƣơng Định (B19), Đỗ Đức Dục (B20).

- Bùn thải từ nhà máy xử lý nƣớc thải(XLNT) của Tp Hà Nội đƣợc lấy tại 2

nhà máy: Nhà máy XLNT Yên Sở (B21)và Nhà máy XLNT Kim Liên (B22).

Các vị trí lấy mẫu nghiên cứu đƣợc thể hiện trong Bảng 2.1 và Hình 2.1;

Hình 2.2 nhƣ sau:

Bảng 2.1. Vị trí lấy mẫu bùn thải đô thị trên địa bàn Hà Nội

STT Mẫu bùn Vị trí lấy mẫu

1 B1 N: 21° 0'0,90 E: 105°49'6,80

2 B2 N: 20°57'40,21 E: 105°48'51,81

3 B3 N: 21° 2'3,12 E: 105°48'16,52

4 B4 N: 21° 1'13,61 E: 105°48'4,20

5 B5 N: 20°58'10,35 E: 105°49'28,92

6 B6 N: 20°58'46,27 E: 105°49'13,96

7 B7 N: 20°58'37,09 E: 105°46'47,47


32

Hình 2.1. Vị trí lấy mẫu trầm tích sông, hồ trên địa bàn Tp Hà Nội

8 B8 N: 20°57'33,94 E: 105°47'27,55

9 B9 N: 21° 0'42,86 E: 105°50'26,66

10 B10 N: 20°58'28,32 E: 105°47'30,89

11 B11 N: 20°59'26,03 E: 105°46'41,34

12 B12 N: 21° 0'50,43 E: 105°47'53,61

13 B13 N: 21° 0'4,03 E: 105°49'48,02

14 B14 N: 21° 0'33,87 E: 105°48'49,21

15 B15 N: 20°59'41,22 E: 105°48'24,53

16 B16 N: 21° 1'25,58 E: 105°47'15,63

17 B17 N: 21° 0'30,76 E: 105°51'4,96

18 B18 N: 21° 1'53,63 E: 105°49'9,76

19 B19 N: 20°59'19,01 E: 105°50'50,16

20 B20 N: 21° 0'26,37 E: 105°46'53,32

21 B21 N: 20°53'12,02 E: 105°40'32,13

22 B22 N: 21° 0'53,72 E: 105°55'3,57


33

Hình 2.2. Vị trí lấy mẫu bùn thải từ hệ thống thoát nước thải sinh hoạt đô thịvà

từ nhà máy xử lý nước thải trên địa bàn Tp Hà Nội

2.1.2. Thời gian nghiên cứu

Thời gian tiến hành thí nghiệm trồng rau trong chậu vại

Thí nghiệm trồng rau đƣợc tiến hành từ tháng 6 năm 2013 đến tháng 10 năm

2013.

- Tháng 6: Lấy bùn về ủ kỵ khí và phân tích các chỉ tiêu hóa lý, KLN, VSV

- Tháng 7: Mua sắm các vật dụng, chuẩn bị đất trồng (phơi khô, tán nhỏ);

mua hạt giống và bố trí nơi trồng rau thí nghiệm.

- Tháng 8 + 9: Tiến hành trồng rau trong chậu vại tại nhà riêng thuộc phƣờng

Đồng Tâm, thành phố Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc.

- Tháng 10: Đánh giásự sinh trƣởng, phát triển của rau cải ngọt (số lá,chiều

rộng lá, chiều cao thân); xác định các tính chất hóa lý của đất trong các chậu thí

nghiệm (pH; độ ẩm; %C; hàm lƣợng N, P, K tổng số, KLN) và xác định hàm lƣợng

KLN trong rau cải ngọt.


34

2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu

2.2.1. Phương pháp thu thập tài liệu

Tiến hành thu thập các số liệu, dữ liệu, thông tin liên quan đến nội dung

nghiên cứu. Các nguồn tài liệu, dữ liệu đƣợc thu thập từ: các văn bản của các bộ

ngành liên quan, thƣ viện trƣờng Đại học KHTN, các bài báo trên các tạp chí khoa

học, các trang web về môi trƣờng...

2.2.2. Phương pháp điều tra và khảo sát thực địa

- Điều tra và khảo sát thực địa xác định nguồn bùn thải đô thị.

- Xác định vị trí lấy mẫu bùn thải.

2.2.3. Phương pháp thực nghiệm

Lấy và xử lý mẫu bùn

Mẫu bùn đƣợc lấy trong ngày và đánh kí hiệu mẫu theo ngày, địa điểm và

đối tƣợng phân tích. Mẫu đƣợc lấy và bảo quản theo TCVN 6663-15: 2004, (ISO

566715:1999), Nghị định số 154/2003/NĐ-CP. Sau khi lấy mẫu về lấy một lƣợng

thích hợp đựng vào túi nylon sạch mang đi phân tích các chỉ tiêu hóa lý, KLN và

VSV.

Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm

- Các tính chất lý – hóa cơ bản của bùn đƣợc phân tích tại phòng thí nghiệm

Phân tích môi trƣờng;phòng thí nghiệm Bộ môn Thổ nhƣỡng & Môi trƣờng đất,

Khoa môi trƣờng, trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐH Quốc Gia Hà Nộivà

VSV đƣợc gửi đi phân tích tại Khoa Sinh học, Đại học KHTN.

Bảng 2.2. Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm

Chỉ tiêu phân tích Đơn vị Phƣơng pháp phân tích

pHH2O và pHKCl - Đo bằng pH meter STARTER 3000

Hàm lƣợng cacbon (C) % Phƣơng pháp Walkley-Black

Xác định độ ẩm % Phƣơng pháp trọng lƣợng

Nts % Phƣơng pháp Kjeldahl


35

Pts % Phƣơng pháp so màu xanh Molipden

Kts % Xác định bằng phƣơng pháp quang phổ phát

xạ trên máy AAS-6800, Shimazdu, Nhật Bản

KLN (Cu, Zn, Pb, Cd,

Hg) mg/kg

Xác định bằng phƣơng pháp quang phổ hấp

thụ nguyên tử (AAS-6800, Shimazdu, Nhật)

Xác định vi sinh vật CFU/g PP đếm số khuẩn lạcphát triển trên môi

trƣờng thạch

Phương pháp ủ bùn thải làm phân bón

+ Phân bùn 1 (PB1)

Bùn tƣơi đƣợc lựa chọn từ mẫu bùn phù hợp nhất để sản xuất phân bónđem

về phòng thí nghiệm và tiến hành ủ kỵ khí (ủ nóng) 10 kg bùn thải. Trong quá trình

ủ có sử dụng thêm chế phẩm EM (Tỷ lệ phối trộn với bùn thải là 100g/10kg bùn

thải).

- Quy trình ủ PB1 nhƣ sau: Cho một lớp bùn dày 5cm vào trong túi nylon

dày rồi rắc một ít chế phẩm EM,tiếp tục phủ tiếp một lớp bùn lên trên, các bƣớc tiếp

theo đƣợc tiến hành tƣơng tự cho đến khi hết 100g chế phẩm EM và 10 kg bùn thải.

Cột miệng túi nylon lại rồi cho vào thùng xốp có nắp đậy.

- Thời gian ủ kỵ khí là 30 ngày.

- Nhiệt độ túi ủ: 45 – 55oC


- Cho10 kg bùn tƣơi vào túi nylonrồi ủ kỵ khí(không sử dụng thêm chế phẩm

EM).Cột miệng túi nylon lại rồi cho vào thùng xốp có nắp đậy

- Thời gian ủ kỵ khí là 30 ngày.

- Nhiệt độ túi ủ: 30 – 40oC


Bùn thải đƣợc lựa chọn từ mẫu bùn phù hợp nhất để sản xuất phân bón đem

phơi khô tự nhiên và dã nhỏ sau đó đƣợc sử dụng làm phân bón.


36

Phương pháp bón phân cho rau cải ngọt

Bùn thải đƣợc chọn lựa (PB1)sau khi ủ đƣợc phối trộn với phân bón hóa học

để chế tạo thành phân bón hữu cơ khoáng đạt tỷ lệ N:P:K = 3:5:2. Sau đó đem bón

lót cho rau cải ngọt. Quy trình bón phân đƣợc thực hiện nhƣ sau: Mỗi chậu thí

nghiệm cân 1,5 kg đất và trộn đều với các tỷ lệ phân bón khác nhau (nhƣ các công

thức thí nghiệm đã bố trí ởBảng 2.3), sau đó cho vào chậu vại và tiến hành tƣới ẩm

cho đất. Gieo đều vào mỗi chậu thí nghiệm 25 hạt cải ngọt rồi phủ một lớp đất ẩm

mỏng (khoảng 0,2 cm) lên trên.

Phương pháp bố trí thí nghiệm trồng rau trong chậu vại

Cho 1,5 kg đất (đã đƣợc giã nhỏ, phơi khô và loại bỏ xác thực vật, các chất

lẫn khác) vào mỗi chậu thí nghiệm và sau đó trộn đều phân bùn với các tỉ lệ khác

nhau theo 9 công thức ở bảng 2.3 (mỗi công thức đƣợc nhắc lại 3 lần). Gieo vào

mỗi chậu 25 hạt cải ngọt và tiến hành quan sát sự nảy mầm, đếm số lá, đo chiều cao

thân từ mặt đất và chiều rộng lá của mỗi công thức theo từng giai đoạn sinh trƣởng.

Bảng 2.3. Bố trí các công thức thí nghiệm

STT Công thức Nội dung Tỷ lệ bón phân

1 CT1 Đối chứng (ĐC gồm 1,5 kg đất) 0g/1kg đất

2 CT2 ĐC + 7,5g PB1 5g/1kg đất

3 CT3 ĐC + 15 g PB1 10g/1kg đất

4 CT4 ĐC + 22,5 g PB1 15g/1kg đất

5 CT5 ĐC + 30 g PB1 20g/1kg đất

6 CT6 ĐC + 37,5 g PB1 25g/1kg đất

7 CT9 ĐC + 45g PB1 30g/1kg đất

8 CT7 ĐC + 22,5 g PB2 15g/1kg đất

9 CT8 ĐC + 22,5g PB3 15g/1kg đất

Ghi chú:

+ PB1: Bùn sau khi ủ kỵ khí với chế phẩm EM được phối trộn thêm phân N,P, K

+ PB2: Bùn sau khi ủ kỵ khí (không có chế phẩm EM) và không phối trộn thêm

phân N,P, K.

+ PB3: Bùn để phơi khô tự nhiên và không phối trộn thêm phân N,P, K


37

Theo dõi sinh trưởng của rau cải ngọt theo thời gian

- Sau 10 ngày theo dõi sự nảy mầm của hạt, đếm số lá và đo chiều cao thân

rau từ mặt đất.

- Sau 20 ngày tiến hành đo đạc các chỉ tiêu sinh trƣởng, phát triển của cây:số

lá, chiều cao thân,chiều rộng lá.

- Sau 30 ngày tiến hành đo đạc các chỉ tiêu sinh trƣởng, phát triển của cây cải

ngọt (chiều cao thân, chiều rộng lá, tổng sinh khối) và xác định các tính chất hóa lý

của đất trong các chậu thí nghiệm (pH; độ ẩm; %C; hàm lƣợng N, P, K tổng số và

hàm lƣợng các kim loại nặng).Xác định hàm lƣợng KLN trong rau cải ngọt. Kết quả

phân tích lấy giá trị trung bình của 3 lần lặp lại.

2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu bằng Excel

Sử dụng phần mềm Excel để xử lý thống kê và mô tả số liệu. Trên cơ sở đó

phục vụ cho so sánh, phân tích và đánh giá kết quả nghiên cứu..

2.2.5. Phương pháp so sánh

Các kết quả có đƣợc đối chiếu với các tiêu chuẩn, quy chuẩn hiện hànhliên

quan của Việt Nam.

2.3. Nguyên liệu và dụng cụ thực nghiệm

Bùn thải

Bùn thải đƣợc lựa chọn từ mẫu bùn phù hợp nhất để sản xuất phân bón rồi

chế tạo thành 3 loại phân bùn khác nhau: PB1, PB2 và PB3.

Chế phẩm EM

+ Nơi sản xuất: Viện vi sinh vật và Công nghệ sinh học – Đại học Quốc gia

Hà Nội.

+ Thành phần: Trong chế phẩm có nhiều VSV nhƣ: Bacillus thuringiensis;

Bacillus lichenìormis;Bacillus subtilis;Lactobaccillus sp với số lƣợng từng VSV là

≥ 1010

mg/1g.

+ Vai trò: Chế phẩm EM có vai trò khử mùi, diệt trứng giun sán ký sinh,

trứng ruồi, muỗi và các vi khuẩn, vi sinh vật gây bệnh. Có khả năng phân hủy

nhanh các chất hữu cơ thành chất mùn.


38

+ Tỷ lệ phối trộn với bùn thải: 100g/10kg bùn thải(theo hướng dẫn của Viện

vi sinh vật và Công nghệ sinh học – Đại học Quốc gia Hà Nội).

Đất

Đất dùng trong thí nghiệm đƣợc lấy từ ruộng trồng màu tại xã Phù Đổng,

huyện Gia Lâm. Vị trí (N: 2103’6,84” E: 105056’55,01”).

Hạt giống rau

Thí nghiệm đƣợc tiến hành với rau cải ngọt Quảng Phủ (Trung Quốc): Là

giống chín sớm, ngắn ngày, sinh trƣởng nhanh, chịu nhiệt, chịu úng tốt, khả năng

kháng bệnh cao nên trồng đƣợc quanh năm, vụ chính là vụ Đông Xuân. Nhiệt độ

thích hợp là 16 – 35oC. Lƣợng giống gieo: 8-10g/100m

2, bẹ lá màu xanh nhạt, phiến

lá màu xanh sáng. Thời gian gieo đến khi thu hoạch: 30 ngày, năng suất: 30-40

tấn/ha.

Nước tưới rau

Nƣớc dùng trong thí nghiệm là nƣớc cấp sinh hoạt (nƣớc máy) của Công ty

Cổ phần cấp thoát nƣớcVĩnh Phúc.

Chậu vại

Chậu vại dùng trong thí nghiệm trồng rau cải ngọt có kích thƣớc nhƣ

sau:chiều cao 12 cm, đƣờng kính miệng 20 cm, đáy 10 cm.


39

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. Kết quả phân tích mẫu bùn thải đô thị tại Hà Nội

Luận văn tiến hành khảo sát và lấy mẫu bùn thải đô thị trên địa bàn Hà Nội

tại 22 địa điểm, trong đó có 10 mẫu là trầm tích đáy sông, hồ; 10 mẫu là bùn thải từ

hệ thống thoát nƣớc thải sinh hoạt đô thị và 2 mẫu là bùn từ các nhà máy xử lý nƣớc

thải. Kết quả phân tích tính chất lý hóa, kim loại nặng và vi sinh vật của bùn thải đô

thị trên địa bàn Hà Nội đƣợc trình bày trong Bảng 3.1


40

Bảng 3. 1. Bảng kết quả phân tích bùn thải đô thị trên địa bànHà Nội

STT Ký hiệu

mẫu

Độ

ẩm

(%)

pHH2O %CHC %N %

P2O5

%

K2O

Cu

(mg/kg)

Zn

(mg/kg)

Cd

(mg/kg)

E.Coli

(CFU/g)

Salmonella

(CFU/g)

Clostridium

perfrigens

(CFU/g)

1 B1 8,87 7,46 9,17 0,31 1,89 0,90 53,84 2027,19 12,25 28.102 2.10

3 10

2 B2 1,91 7,53 5,27 0,17 2,04 0,66 39,58 1667,81 5,84 37. 102 26. 10

2 16

3 B3 7,23 7,41 3,90 0,43 2,78 0,90 266,26 1161,1 6,62 9. 102 19. 10

2 5

4 B4 3,12 7,63 10,34 0,69 2,55 1,04 64,09 2121,5 15,84 22. 102 31. 10

2 7

5 B5 2,59 7,43 7,61 0,35 1,54 0,92 63,73 2045,6 4,93 4.103 40.10

3 5

6 B6 2,48 7,48 11,51 0,59 3,96 1,18 32,27 1872,42 6,69 4.103 40.10

3 8

7 B7 14,01 7,26 14,24 0,70 2,21 0,92 61,51 1796,53 7,32 3. 103 40.10

3 0

8 B8 14,19 7,5 6,83 0,24 2,30 1,36 42,79 1462,26 3,24 15. 102 4. 10

3 8

9 B9 4,97 7,53 19,11 0,38 1,56 1,27 148,7 13,34 5,42 13. 102 17. 10

2 3

10 B10 7,20 7,36 11,90 0,49 2,44 1,44 44,21 2282,77 5,84 4.103 40.10

3 7

11 B11 9,69 7,66 16,18 0,504 0,34 0,92 81,69 2309 4,79 12. 102 21. 10

2 0

12 B12 10,41 7,69 11,7 0,154 1,01 0,68 61,15 2178,97 3,38 6. 102 15. 10

2 6

13 B13 4,34 7,9 6,24 0,182 0,80 0,71 38,51 992,39 4,08 4.102 5. 10

2 12


41

14 B14 17,69 7,46 14,43 0,644 2,94 0,66 81,45 2342,29 3,43 13. 102 4. 10

3 8

15 B15 2,5 7,88 8,58 0,154 0,63 0,92 57,05 2040,21 7,18 7. 102 40.10

3 7

16 B16 7,30 7,41 11,50 0,154 1,26 1,07 35,74 1275,13 3,17 4. 102 40.10

3 52

17 B17 7,62 7,27 5,65 0,168 1,87 0,50 83,08 1909,31 3,59 5. 102 40.10

3 15

18 B18 6,05 7,77 8,58 0,154 0,78 0,59 21,48 973,04 5,94 5. 102 40.10

3 5

19 B19 6,82 7,45 5,46 0,224 1,22 0,39 56,43 1501,32 5,49 13. 103 40.10

3 10

20 B20 1,58 7,61 8,19 0,308 3,57 0,95 30,13 1744,63 21,06 4.103 40.10

3 7

21 B21 11,11 7,1 38,22 1,162 16,09 0,48 51,7 2258,4 5,35 31. 102 40.10

3 0

22 B22 22,22 5,79 28,86 2,408 5,50 1,16 131,48 2380,61 8,38 43. 102 40.10

3 6


42

Nhìn vào bảng kết quả trên nhận thấy:

+ Độ ẩm của các mẫu bùn thải đô thị đều phù hợp với định lƣợng bắt buộc

trong phân bón của TT 36/2010/BNNPTNT (độ ẩm không vƣợt quá 25%) [3].

+ Giá trị pH trong 22 mẫu bùn thải đô thị đa số thuộc mức trung tính (pH =

6,6-7,5) và mức kiềm yếu (pH = 7,6-8,0). Chỉ riêng mẫu bùn thải của NM xử lý

nƣớc thải Kim Liên (B22) là ở mức chua ít (pH = 5,79).

+ Hàm lƣợng chất hữu cơ trong các mẫu bùn thải đô thị đa số ở mức

khá(%CHC >8)[4]. Các mẫu bùn thảiB2, B3, B5, B8, B13, B17, B19 là ở mức trung

bình. Tuy nhiên, chỉ có 4 mẫu bùnthải B9, B11, B21 và B22 là có hàm lƣợng các

chất hữu cơ phù hợp với định lƣợng bắt buộc trong phân bón tại TT

36/2010/BNNPTNT (%CHC 15%).Trong 4 mẫu trên thì hàm lƣợng chất hữu cơ

trong bùn cao nhất ở mẫu B21 (Nhà máy XLNT Yên Sở)có %CHC là 38,22%.

+ Nhìn chung, hàm lƣợng các chất dinh dƣỡng Nts, Pts và Kts của các mẫu

bùn thải ở mức cao và hầu nhƣ đều thuộc loại khá khi sử dụng làm phân bón

(Nts>0,3%, Pts>0,46%, Kts>0,24) [4].

+ Kết quả phân tích cũng cho thấy hàm lƣợng kim loại nặng trong cácmẫu

bùn thải khá cao. Bùn thải từ các nhà máy XLNTcó hàm lƣợng kim loại nặng cao

nhất (bùn từ Nhà máy XLNT Kim Liên có hàm lƣợng Cu, Zn, Cd lần lƣợt

là:131,48mg/kg : 2380,61mg/kg : 8,38mg/kg).

+ Mật độ vi sinh vật gây hại trong bùn từ hệ thống cống rãnh trong Tp Hà

Nội và bùn từ các nhà máy XLNTthấp. Bùn từ nạo vét sông hồ có mật độ vi sinh vật

gây hại khá cao. Đây cũng là kết quả đặc trƣng của sông hồHà Nội (90% sông hồ

của TpHà Nội đang bị ô nhiễm nghiêm trọng) [32].

3.2. Đánh giá khả năng sử dụng bùn thải đô thị làm phân bón

Nhƣ đã nhận xét ở trên, trong tất cả 22 mẫu bùn thải đô thị trên địa bàn Hà

Nội thì chỉ có 4 mẫu bùn thải B9 (bùn hồ Ba Mẫu), B11(đƣờng Lê Văn Lƣơng kéo

dài), B21(bùn NM Yên Sở) và B22 (bùn NM Kim Liên) là có hàm lƣợng các chất

hữu cơ phù hợp để sản xuất phân bón theo quy định tại TT 36/2010/BNNPTNT với

các thông số nhƣ trình bày ở bảng 3.2 dƣới đây.


43

Bảng 3.2. Hàm lượng các chất dinh dưỡng, KLN, vi sinh vật trong 4 mẫu

bùn thải đô thị phù hợp để sản xuất phân bón

STT

Ký

hiệu

mẫu

%

CHC %Nts

%

P2O5ts

%

K2Ots

Cu

(mg/kg)

Zn

(mg/kg)

Cd

(mg/kg)

E.Coli

(CFU/g)

Salmonella

(CFU/g)

Clostridium

perfrigens

(CFU/g)

1 B9 19,11 0,38 1,56 1,27 148,7 13,34 5,42 13. 102 17. 10

2 3

2 B11 16,18 0,504 0,34 0,92 81,69 2309 4,79 12. 102 21. 10

2 0

3 B21 38,22 1,162 16,09 0,48 51,7 2258,4 5,35 31. 102 40.10

3 0

4 B22 28,86 2,408 5,50 1,16 131,48 2380,61 8,38 43. 102 40.10

3 6

Trong 4 mẫu bùn trên nhận thấy:

+ Hàm lƣợng các chất dinh dƣỡng trong bùn thải từ các nhà máy XLNT

(B21, B22) khá cao, cao nhất là ở mẫu B21 (%CHC là 38,22%)và thấp nhất ở mẫu

B11 (%CHC chỉ có 16,18%).

+ Hàm lƣợng Nts, Pts và Ktscao nhất ở mẫu B21và thấp nhất ở mẫu B11.

+Hàm lƣợng kim loại nặng trong mẫu bùn từ các nhà máy XLNT (B21, B22)

khá cao, đặc biệt là hàm lƣợng Cd khá cao ở 2 mẫu B21, B22 lần lƣợt là 5,35

mg/kg; 8,38 mg/kg).

+ Hàm lƣợng vi sinh vật gây hại trong 4 mẫu trên khá cao,ở mẫu B21số

lƣợng các vi sinh vật đều cao, vi khuẩn Salmonella tìm thấy ở 4 mẫu với mật độ khá

dày nhiều nhất là ở mẫu B21, B22 (40.103CFU/g).

Sau khi đối chiếu với các quy định về sản xuất phân bón hữu cơ khoáng quy

định tại Thông tƣ số 36/2010/TT-BNNPTNTthấy rằng mẫu bùn B9 (trầm tích đáy

hồ Ba Mẫu) là phù hợp nhất khi sử dụng làm phân bón. Vì vậy luận văn chọn bùn

thải lấy tạihồ Ba Mẫu (B9) đểchế tạothành 3 loại phân bùn khác nhau PB1, PB2 và

PB3 rồi đembón cho rau cải ngọt.


44

3.3. Một số tính chất lý, hoá và sinh học của bùn thải hồ Ba Mẫu trƣớc và sau

khi ủ

Luận văn tiến hành lấy mẫu bùn hồ Ba Mẫu đem phân tích một số chỉ tiêu và

ủ kỵ khí 30 ngày rồi phân tích các chỉ tiêu hóa lý, KLN, VSV của bùn thải sau ủ.

Kết quả phân tích đƣợc trình bày trong Bảng 3.3

Bảng 3.3. Một số tính chất của bùn thải hồ Ba Mẫu trước và sau khi ủ

TT Thông số Đơn vị Trƣớc ủ Sau ủ TT 36/2010

/BNNPTNT PB1 PB2

1. pH - 7,38 7,12 7,23 5-7

2. CHC % 19,11 24,96 20,48 15

3. N tổng số % 0,380 0,31 0,33 2,5

4. P2O5 tổng số % 1,56 1,34 1,41 -

5. K2O tổng số % 1,27 1,16 1,07 -

6. Cu tổng số mg/kg 148,7 114,7 86,55 -

7. Zn tổng số mg/kg 13,34 14,21 15,78 -

8. Cd tổng số mg/kg 5,42 2,347 2,379 2,5

9. Pb tổng số mg/kg 42,51 54,46 43,03 ≤ 300

10. Hg tổng số mg/kg KPH KPH KPH 2

11. E.coli CFU/g 13. 102 0 12 -

12. Salmonella CFU/g 17. 102 0 10 KPH

13. Clostidium

perfringens CFU/g 3 0 0 -

Kết quả trong Bảng 3.3 cho thấy:

+Giá trị pH của phân bùn đƣợc sử dụng trong thí nghiệm trƣớc và sau khi ủ

đều ổn định và ở mức trung tính.

+ Hàm lƣợng CHC trƣớc và sau khi ủ cao (đạt giá trị cao nhất là 24,96%,

ứng với mẫu PB1 sau khi ủ 30 ngày với chế phẩm E.M), phù hợp với định lƣợng bắt

buộc trong phân bón hữu cơ khoáng tại TT 36/2010/BNNPTNT.


45

+ Hàm lƣợng các chất dinh dƣỡng Nts, Pts và Kts của 2 mẫu phân bùn ủ ở

mức cao và đều thuộc loại khá khi sử dụng làm phân bón (Nts>0,3%, Pts>0,46%,

Kts>0,24) [4].

+ Nhìn chung, hàm lƣợng KLN trong các mẫu bùn nghiên cứu đều nằm trong

giới hạn khi đƣợc sử dụng để làm phân bón (Cu <704 mg/kg; Zn <2550 mg/kg; Cd

<12 mg/kg) [14]. Kim loại Hg đều không phát hiện ở các mẫu thí nghiệm.

+ Số lƣợng các vi khuẩn gây bệnh đã giảm mạnh trong 2 mẫu bùn sau khi ủ,

trong mẫu PB2 (số lƣợng vi khuẩn E.coli giảm còn 12; Salmonella 10 và

Clostridium là không phát hiện) còn tại mẫu phân bùn PB1 số lƣợng các vi khuẩn

gây bệnh (E.coli; Salmonella và Clostridium) đều không phát hiện do trong quá

trình ủ có sử dụng thêm chế phẩm EMvà nhiệt độ túi ủ lên tới 55oC.

Xác định hàm lượng phâncần bổ sung

Theo quy định tại Thông tƣ số 36/2010/TT-BNNPTNTthì định lƣợng bắt

buộc trong phân bón hữu cơ khoáng là: hàm lƣợng hữu cơ tổng số (% CHC) 15%

và tổng hàm lƣợng Nts+P2O5hh + K2Ohh8% [3]. Dựa vào kết quả phân tích hàm

lƣợng các chất dinh dƣỡng đã có trong bùn thải hồ Ba mẫu sau khi ủ kỵ khí, tiến

hành bổ sung phân N, P, K cho PB1, cụ thể:phối trộn thêm 0,274 kg phân đạm urê

(CO(NH2)2)chứa 46%N; 0,795 kg phân điamonium phốt phát ((NH4)2HPO4) chứa

18%N và 46% P2O5 và 0,168 kg phân sunphat kali (K2SO4) chứa 50% K2Ođể có thể

đạt đƣợc phân bón hữu cơ khoáng có tỷ lệ % khối lƣợng N,P,K là 3:5:2.Lƣợng phân

NPK phối trộn thêm đƣợc tính cụ thể ở Bảng 3.4

Bảng 3.4.Tính toán lượng phân NPK cần bổ sung vào PB1 sau ủ

Chỉ tiêu

Hàm lƣợng

trong bùn

sau ủ (%)

Công thức tính (cho 100kg bùn)

(SX Phân hữu cơ NPK: 3-5-2)

Hàm lƣợng phân

cần bổ sung (kg)

Nts 0,31 {3- {(7,95 x 18)/100 + 0,31}} x

100/46 2,74

P2O5ts 1,34 (5 – 1,34) x 100/46 7,95

K2Ots 1,16 (2 - 1,16) x 100/50 1,68


46

Với 100kg bùn có hàm lƣợng Nts: P2O5ts: K2Ots lần lƣợt là 0,31:1,34:1,16

muốn sản xuất phân hữu cơ NPK 3-5-2 thì cần bổ sung thêm hàm lƣợng phân N, P,

K lần lƣợt là 2,74 kg – 7,95 kg – 1,68 kg. Vậy với 10kg bùn thì lƣợng phân NPK

cần bổ sung sẽ là 0,274 kg phân đạm urê; 0,795 kg phân điamonium phốt phát và

0,168 kg phân sunphat kali.

3.4. Kết quả phân tích hàm lƣợng chất dinh dƣỡng, KLN trong đất trồng rau

Kết quả phân tích một số tính chất của đất lấy từ ruộng trồng màu tại xã Phù

Đổng, huyện Gia Lâm, Tp Hà Nộinhƣ sau: Đất có dung trọng 1,29 g/cm3 (là đất

chặt theo thang đánh giá của Katrinski), pHKCl = 6,41 gần trung tính, %CHC:

1,846% ở mức trung bình; N tổng số 0,141% ở mức trung bình, P2O5 tổng số

0,137% ở mức giàu và K2O tổng số 0,981% ở mức trung bình theo thang đánh giá.

Kết quả phân tích KLN trong đất sử dụng trồng rau thí nghiệm đƣợc trình

bày trong Bảng 3.5

Bảng 3.5. Hàm lượng kim loại nặng trong đất trồng rau thí nghiệm

STT Chỉ tiêu Cu

(mg/kg)

Pb

(mg/kg)

Zn

(mg/kg)

Cd

(mg/kg)

1 Đất trồng 9,23 48,63 101,35 1,96

QCVN 03:2008/BTNMT 50 70 200 2

Đất nền lấy ở đồng ruộng xa khu dân cƣ, xung quanh không có khu công

nghiệp hay nhà máy nào, vị trí nơi lấy đất không tiếp nhận nguồn nƣớc thải nào. Kết

quả phân tích KLN trong đất cho thấy hàm lƣợng kim loại nặng trong đất trồng rau

đềunằm trong giới hạn cho phép theo QCVN 03:2008/BTNMT, đối với đất nông

nghiệp.

3.5. Sự sinh trƣởng và phát triển của rau cải ngọt sau 30 ngày gieo trồng

Sự sinh trƣởng và phát triển của cây rau cải ngọt đƣợc bón 3 loại phân bùn

PB1, PB2 và PB3 với các tỷ lệ phân khác nhau đƣợc trình bày trong Bảng 3.6


47

Bảng 3.6. Kết quả xác định sự sinh trưởng và phát triển của rau cải sau 30 ngày

gieo trồng

STT Công

thức

Kết quả sau 10 ngày Kết quả sau 20 ngày Kết quả sau 30 ngày

Tỷ lệ

nảymầm

(%)

Số

lá

rau

(lá)

Chiều

cao

TB

(cm)

Số

lá

rau

(lá)

Bề

rộng

của

lá

rau

(cm)

Chiều

cao TB

(cm)

Bề

rộng

của

lá rau

(cm)

Chiều

cao

TB

(cm)

Sinh

khối

của rau

(g/10cây)

1 CT1 96 3 4,5 6 2 9,5 2,5 13,5 13

2 CT2 76 3 5,5 5 2,1 10,5 2,5 15 17

3 CT3 80 3 5 5 2,3 11,5 2,7 15,2 21

4 CT4 68 3 6 6 2,5 12 3,3 15,5 35

5 CT5 52 3 4,5 5 2,9 13 3,6 16 43

6 CT6 52 3 6 6 3,1 13,2 4,2 18 57

7 CT9 68 3 5,7 5 3,2 14,5 4,1 19 68

8 CT7 68 3 4,2 5 2,2 13 3,1 15,2 26

9 CT8 50 3 3,5 4 1,8 10 2,6 13,6 15

Hình 3.1. Sự phát triển của rau cải ngọt sau 30 ngày trồng


48

Nhận xét:

+ Tỷ lệ nảy mầm của hạt giống: Tỷ lệ nảy mầm giảm mạnh tại các công thức

thí nghiệm có bổ sung phân bùn (CT2 đến CT9), giảm 16 đến 46% (ứng với công

thức CT3 và CT8) so với công thức đối chứng (CT1). Tỷ lệ nảy mầm của rau trong

các công thức có bón phân không cao cho thấy rằng ngoài yếu tố do hạt giống ra thì

tỷ lệ nảy mầm của rau cũng bị ảnh hƣởng bởi hàm lƣợng kim loại nặng trong đất

trồng.

+ Số lá rau không chênh lệch nhiều ở các công thức qua 3 giai đoạn, chỉ có 3

công thức CT1, CT4 và CT6 số lá rau nhiều nhất (6 lá sau 20 ngày gieo hạt).

+ Sự sinh trưởng của rau cải ngọt về chiều cao rau:

Hình 3.2. Sự sinh trưởng của rau cải ngọt về chiều cao rau

- Sau 10 ngày rau phát triển chậm về chiều cao trung bìnhnhƣng phát triển

đồng đều ở các công thức. Ở CT8 cây rau phát triển chậm nhất, chiều cao trung

bình chỉ đạt đƣợc 3,5 cm. Ở CT4 và CT6 cây phát triển tốt hơn về chiều cao trung

bình (cao 6cm).

- Sau 20 ngày trồng, rau phát triển mạnh mẽ về chiều cao thân, chiều cao

thân rau tăng hơn 2 lần ở tất cả các công thức. Ở CT7 rau phát triển mạnh nhất,

chiều cao thân rau tăng gấp 3 lần so với rau sau 10 ngày trồng. Rau ở CT2 phát triển

chậm nhất về chiều cao thân, chỉ tăng gấp 1,9 lần so với rau sau 10 ngày trồng. CT1

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

CT1 CT2 CT3 CT4 CT5 CT6 CT9 CT7 CT8

Ch

iều

cao

rau

(cm

)

Các công thức TN

SỰ SINH TRƢỞNG CỦA RAU CẢI NGỌT VỀ CHIỀU

CAO THÂN

Chiều cao TB sau 10 ngày




49

(không bón phân) cây rau phát triển chậm về chiều cao trung bình, sau 20 ngày

trồng chỉ cao đƣợc 9,5 cm. Chứng tỏ sau 20 ngày trồng,tỷ lệ bón phân và chất lƣợng

phân bón đã ảnh hƣởng không nhỏ tới chiều cao thân rau và tăng dần theo tỷ lệ bón

phân (ở CT9 với tỷ lệ bón phân cao nhất, chiều cao trung bình thân rau cũng cao

nhất: cao 14,5cm).

- Sau 30 ngày trồng:Tỷ lệ bón phân ảnh hƣởng mạnh mẽ tới sự phát triển của

cây rau cả về chiều cao thân lẫn bề rộng lá. Sự thay đổi rõ ràng theo từng tỷ lệ bón

phân, với tỷ lệ bón phân (PB1) gấp ba ở CT9 (30g/1kg đất) so với CT3 (10g/1kg

đất) thì chiều cao thân tăng 1,25 lần, bề rộng lá tăng 1,5 lần.

+ Sự sinh trưởng của rau cải ngọt về bề rộng (bề ngang)lá rau:

Hình 3.3. Sự sinh trưởng của rau cải ngọt về bề rộng lá rau

- Sau 10 ngày trồng, ở tất cả các công thức rau phát triển đồng đều về số lá (3

lá) và bề rộng lá cũng ngang nhau, không có sự khác biệt giữa các công thức.

- Sau 20 ngày rau phát triển mạnh mẽ về bề rộng lá, lá rau to dần theo từng tỷ

lệ bón phân.Ở CT8 (phân bùn để khô tự nhiên) cây rau phát triển chậm nhất về bề

rộng lá, chậm hơn cả CT1 (không bón phân bùn). Ở CT6 và CT9 rau phát triển

mạnh nhất về bề rộng lá rau, thấy rằng phân bón ảnh hƣởng rất lớn đến sự sinh

trƣởng của lá rau.

0 1 2 3 4 5

CT1

CT2

CT3

CT4

CT5

CT6

CT9

CT7

CT8

Bề rộng TB của lá rau (cm)

Các

cô

ng

thứ

c TN

SỰ SINH TRƢỞNG CỦA RAU CẢI NGỌT VỀ BỀ RỘNG LÁ

Bề rộng TB của lá sau 20 ngày

Bề rộng TB của lá sau 30 ngày


50

- Sau 30 ngày trồng: lá rau phát triển rất tốt, lá rau phát triển về bề rộng tăng

dần theotỷ lệ bón phân tăng dần. Ở CT5 và CT6 bề rộng lá rau phát triển không

đồng đều, có lá phát triển đột biến trong cùng một cây. Ở CT5 bề rộng trung bình

của lá là 3,6cm, nhƣng có một số lá bề rộng tới 4,1cm, còn ở CT6 bề rộng trung

bình của lá rau là 4,2 cm nhƣng có lá bề rộng lên tới 5,2cm.

+ Sự sinh trưởng của rau cải ngọt về tổng sinh khối thực vật: Sau 30 ngày

trồng tiến hành xác định tổng sinh khối thực vật của các công thức thí nghiệm cho

thấy tổng sinh khối thực vật tăng dần theo từng tỷ lệ bón phân. Ở CT9 với tỷ lệ bón

phân gấp 2 lần CT4 thì tổng sinh khối thực vật ở CT9 cao hơn CT4 1,9 lần.

Kết luận:

- Bảng 3.6 cho thấy, chiều cao của cây rau cải sau 20 và 30 ngày gieo trồng

tại các công thức từ CT2 đến CT9 đều cao hơn công thức đối chứng (CT1) từ 0,5

đến 5,5 cm. Các công thức đƣợc bổ sung PB1 theo lƣợng tăng dần (CT2 đến CT6

và CT9) thì chiều cao cây cũng nhƣ tổng sinh khối thực vật tăng dần tƣơng ứng.

- Cùng một lƣợng phân bón (15g/1kg đất) ở3 công thức CT4 (PB1) CT7

(PB2) và CT8 (PB3) nhƣng sự sinh trƣởng và phát triển lại khác nhau rõ rệt sau 30

ngày. Trong 3 công thức thì ở CT4 (phân bùn ủ kỵ khí có chế phẩm EM) cây rau

phát triển tốt nhất cả về chiều cao thân (15,5 cm) và bề rộng lá (3,3 cm) còn ở CT8

(bùn hồ để khô tự nhiên) thì phát triển kém nhất: lá nhỏ (bề rộng lá 2,6 cm) cây cằn

cỗi và thấp (chiều cao thân 13,6 cm).Công thức CT7 (đƣợc bổ sung PB2) cho sự

tăng trƣởng của rau lớn hơn công thức CT8 (đƣợc bổ sung PB3).

3.6. Hàm lƣợng chất dinh dƣỡng và kim loại nặng trong đất trồng rau sau 30

ngày thí nghiệm

3.6.1. Hàm lượng chất dinh dưỡng trong đất trồng rau sau 30 ngày thí nghiệm

Sau 30 ngày thí nghiệm trồng rau, luận văn tiến hành xác định một số chỉ

tiêu về dinh dƣỡngtrong đất sau khi thu hoạch rau, kết quả đƣợc thể hiện trong Bảng

3.7


51

Bảng 3.7. Hàm lượng chất dinh dưỡng trong đất trồng rau sau 30 ngàyTN

STT CT %CHC %Nts % P2O5 % K2O

1 Đất nền 1,846 0,141 0,137 0,981

2 CT1 1,794 0,168 0,131 0,954

3 CT2 2,028 0,140 0,110 1,010

4 CT3 1,950 0,252 0,121 1,027

5 CT4 2,106 0,168 0,159 1,025

6 CT5 2,340 0,196 0,116 0,987

7 CT6 1,872 0,224 0,102 0,999

8 CT9 2,418 0,224 0,112 1,051

9 CT7 2,106 0,196 0,124 0,954

10 CT8 2,223 0,196 0,112 0,993

Hình 3.4. Hàm lượng chất dinh dưỡng trong đất trồng rau sau 30 ngàyTN

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Đất nền

CT1 CT2 CT3 CT4 CT5 CT6 CT9 CT7 CT8

Thàn

h p

hần

%

Hàm lƣợng chất dinh dƣỡng trong đất sau 30 ngày TN

%CHC

%Nts

% P2O5

% K2O


52

Nhận xét:

+ Hàm lƣợng Nts, Pts và Kts trong các công thức thí nghiệm sau 30 ngày có sự

biến động không lớngiữa các công thức cũng nhƣ so với đất nền.

+Hàm lƣợng chất hữu cơ trong các công thức thí nghiệm sau 30 ngày hầu hết

ở mức trung bình (2-3%). Hàm lƣợng CHC tại các công thức đƣợc bổ sung phân

bùn (CT2 đến CT9) cao hơn công thức đối chứng CT1(không bón phân) từ 0,078

tới 0,624% (ứng với công thức CT6 và CT9) và cao hơn đất nền, chứng tỏ trong 30

ngày phân bùn tiếp tục bị phân hủy (ở CT1 hàm lƣợng CHC giảm).

+ Hàm lƣợng Nts tại các công thức thí nghiệmsau 30 ngày đều ở mức trung

bình hoặc khá (0,1-0,3%) vàđều tăng so với đất nền, chứng tỏ một lƣợng nito trong

phân bùn đã không đƣợc rau sử dụng mà nằm lại trong đất hoặc trong quá trình phát

triển của cây rau một lƣợng nito trong không khí, trong nƣớc đã đi vào đất.

+ Hàm lƣợng Pts tại các công thức đều thể hiện ở mức giàu (>0,1%), cao nhất

ở công thức CT4 (Pts=0,159%) và thấp nhất tại công thức CT6 (Pts=0,103%).Chỉ có

hàm lƣợng Pts ở CT4 tăng nhẹ còn lại ở hầu hết các công thức thí nghiệmhàm lƣợng

Pts giảm so với đất nềnsau khi trồng rau 30 ngày, cho thấy cây rau đã sử dụng một

lƣợng P2O5 trong đất nền để sinh trƣởng và phát triển.

+ Hàm lƣợng Ktstại các công thức đƣợc bổ sung phân bùn (CT2 đến CT9)

cao hơn công thức đối chứng CT1(không bón phân) và đều thể hiện hàm lƣợng Kts

trong đất ở mức trung bình (0,8-2,0%).Hàm lƣợng Kts trong đất tăng sau khi trồng

rau 30 ngày ở hầu hết các công thức thí nghiệm (chỉ có CT1 và CT7 làhàm lƣợng

Kts giảm nhẹ).

3.6.2. Hàm lượng kim loại nặng trong đất trồng rau sau 30 ngày thí nghiệm

Kết quả xác định hàm lƣợng kim loại nặng trong đất trồng rau sau 30 ngày

thí nghiệm đƣợc trình bày trong Bảng 3.8.


53

Bảng 3.8. Hàm lượng kim loại nặng trong đất trồng rau sau 30 ngày thí nghiệm

STT Công thức Cu

(mg/kg)

Pb

(mg/kg)

Zn

(mg/kg)

Cd

(mg/kg)

1 CT1 9,77 40,91 64,60 1,22

2 CT2 10,02 41,42 68,97 1,35

3 CT3 10,25 41,50 79,22 1,40

4 CT4 10,31 43,42 79,33 1,73

5 CT5 10,46 46,18 83,48 1,76

6 CT6 10,60 47,52 90,68 1,84

7 CT9 10,72 58,99 90,68 2,63

8 CT7 11,03 48,36 90,47 2,13

9 CT8 11,27 71,29 90,89 3,56

QCVN 03:2008/BTNMT 50 70 200 2

Ghi chú: - QCVN 03:2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về giới hạn cho

phép của kim loại nặng trong đất (sử dụng cho mục đích nông nghiệp)

Bảng 3.8 cho thấy sự biến động hàm lƣợng của một số kim loại nặng tổng số

(Cu, Zn, Cd, Pb) trong các công thức thí nghiệm đều nằm trong giới hạn cho phép

theo QCVN 03:2008/BTNMT, áp dụng đối với đất nông nghiệp [6]ngoại trừ hàm

lƣợng Cd tại CT7, CT8 và CT9 đã vƣợt tiêu chuẩn từ 1,07 đến 1,78 lần. Nguyên

nhân là do tại CT9 là công thức sử dụng với lƣợng phân bùn cao nhất (30g/1kg đất),

tại CT7 và CT8 là sử dụng phân bùn ủ không sử dụng chế phẩm EM và phân bùn để

khô tự nhiên. Hàm lƣợng Pb tại CT8 vƣợt tiêu chuẩn 1,02 lần là do sử dụng phân

bùn để khô tự nhiên.

3.7. Hàm lượng kim loại nặng trong rau cải ngọt sau 30 ngày thí nghiệm

Sau 30 ngày trồng rau thí nghiệm, tiến hành thu hoạch rau và xác định hàm

lƣợng kim loại nặng trong rau cải ngọt, kết quả đƣợc trình bày trong Bảng 3.9


54

Bảng 3.9. Hàm lượng kim loại nặng trong rau cải ngọt sau 30 ngày thí nghiệm

Ghi chú: - R1, R2,R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 lần lượt là các mẫu rau thu hoạch ở

các công thức trồng tương ứng CT1, CT2, CT3, CT4, CT5, CT6, CT7, CT8, CT9.

- QCVN 8-2:2011/BYT:Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia đối với giới hạn ô

nhiễm kim loại nặng trong thực phẩm.

Bảng 3.9 cho thấy tất cả các mẫu rau thu hoạch đều là rau an toàn bởi vì hàm

lƣợng của một số kim loại nặng tổng số (Cu, Zn, Cd, Pb) trong các mẫu rau tất cả

đều nằm trong giới hạn cho phép theo QCVN 8-2:2011/BYT [7].

3.8. Đề xuất giải pháp sử dụng bùn thải đô thị

- Bùn thải từ trầm tích sông, hồ phù hợp sử dụng làm phân hữu cơ với hàm

lƣợng chất dinh dƣỡng cao.

- Bùn từ các nhà máy xử lý nƣớc thải tập trung của Hà Nộichứa nhiều kim

loại nặng nhƣ chì, đồng, sắt… nên đƣợc tách loại và tận dụng các kim loại trên làm

bột màu hoặc sản xuất đinh trƣớc khi sử dụng làm phân bón.

- Bùn thải đô thị cần đƣợc ủ kỵ khí với chế phẩm EM trƣớc khi chế tạo làm

phân bón để có chất lƣợng phân bón tốt nhất.

- Phân bón làm từ bùn thải đô thịcó hàm lƣợng chất dinh dƣỡng cao đƣợc sử

dụng cho các vùng trồng rau an toàn, trồng hoa, cây ăn quả... ở Việt Nam nhằm

hƣớng tới một nền nông nghiệp bền vững, đáp ứng yêu cầu bảo vệ môi trƣờng, tiết

kiệm nguồn tài nguyên và an toàn cho con ngƣời.

STT Ký hiệu mẫu rau Cu

(mg/kg)

Zn

(mg/kg)

Pb

(mg/kg)

Cd

(mg/kg)

1 R1 0,106 10,106 0,099 0,061

2 R2 0,111 10,533 0,103 0,064

3 R3 0,115 10,995 0,107 0,067

4 R4 0,118 11,117 0,113 0,070

5 R5 0,124 11,491 0,119 0,071

6 R6 0,130 11,646 0,125 0,074

7 R9 0,115 10,972 0,097 0,062

8 R7 0,138 12,076 0,131 0,076

9 R8 0,120 11,005 0,105 0,065

QCVN 8-2:2011/BYT - - 0,3 0,2


55

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ

KẾT LUẬN

1. Hàm lƣợng chất hữu cơ và hàm lƣợng các chất dinh dƣỡng Nts, Pts và Ktstrong các

mẫu bùn thải đô thị đa số ở mức khá khi sử dụng làm phân bón (%CHC > 8%;

Nts>0,3%, Pts>0,46%, Kts>0,24) [4]). Trong 22 mẫu bùn thải đô thị trên địa bàn Hà

Nội thì chỉ có 4 mẫu bùn thải B9 (bùn hồ Ba Mẫu), B11 (đƣờng Lê Văn Lƣơng kéo

dài), B21 (bùn NM Yên Sở) và B22 (bùn NM Kim Liên) là có hàm lƣợng các chất

hữu cơ phù hợp để sản xuất phân bón theo quy định tại TT 36/2010/BNNPTNT.

2. Bùn thải ủ kỵ khí với chế phẩm EM có hàm lƣợng các chất dinh dƣỡng cao. Giá

trị pH của phân bùn đƣợc sử dụng trong thí nghiệm trƣớc và sau khi ủ đều ổn định

và ở mức trung tính. Hàm lƣợng CHC trƣớc và sau khi ủ cao (đạt giá trị cao nhất là

24,96%, ứng với mẫu PB1 sau khi ủ 30 ngày), phù hợp với định lƣợng bắt buộc

trong phân bón của TT 36/2010/BNNPTNT.

3. Tỷ lệ bổ sung phân bùn ở các mức khác nhau đều ảnh hƣởng tới sự sinh trƣởng

và phát triển của rau cải. Cụ thể, tỷ lệ nảy mầm giảm mạnh tại các công thức thí

nghiệm có bổ sung phân bùn (CT2 đến CT9), giảm 16 đến 46% (ứng với công thức

CT3 và CT8) so với công thức đối chứng (CT1). Sau 20 và 30 ngày gieo trồng

chiều cao của rau tại các công thức từ CT2 đến CT9 đều cao hơn công thức đối

chứng (CT1) từ 0,5 đến 5,5 cm, các công thức đƣợc bổ sung PB1 theo lƣợng tăng

dần (CT2 đến CT6 và CT9) có sự tăng trƣởng chiều cao cây tƣơng ứng.

4. Hàm lƣợng các kim loại nặng (Cu, Zn, Cd, Pb) trong đất sau trồng rau đều nằm

trong giới hạn QCVN 03:2008/BTNMT, áp dụng đối với đất nông nghiệp ngoại trừ

hàm lƣợng Cd tại CT7, CT8 và CT9 đã vƣợt tiêu chuẩn từ 1,07 đến 1,78 lần.

5. Các mẫu rau thu hoạch đều là rau an toàn bởi hàm lƣợng các kim loại nặng (Cu,

Zn, Cd, Pb) trong rau đều nằm trong giới hạn cho phép QCVN 8-2:2011/BYT.

KHUYẾN NGHỊ

Cần nghiên cứu các biện pháp loại bỏ hàm lƣợng các kim loại nặng ở dạng

dễ tiêu trongbùn thải đô thịkhi sử dụng làm phân bónđể hạn chế các tác động trực

tiếp đến cây trồng và sức khỏe con ngƣời.

Cần đi sâu nghiên cứu các phƣơng pháp ủ bùn khác để tănghàm lƣợng các

chất dinh dƣỡng trong bùn thải, giảm bớt việc phối trộn thêm phân N,P,K nhằm

giảm chi phí cho quá trình chế tạo phân bón từ bùn thải đô thị.


56

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu tiếng Việt

1. Bộ Khoa học và Công nghệ Chƣơng trình BVMT và phòng tránh thiên tai (2003),

Kỹ thuật xử lý môi trường nông thôn Việt Nam, NXB Nông Nghiệp, Mã số:

KC.08.06.

2. Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn (2013), Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia

đối với rau, quả, chè búp tươi đủ điều kiện bảo đảm an toàn thực phẩm trong

quá trình sản xuất, sơ chế, Thông tƣ số 07/2013/TT-BNNPTNT, ngày 22

tháng 01 năm 2013.

3. Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn (2010), Quy định sản xuất, kinh doanh

và sử dụng phân bón, Thông tƣ số 36 /2010/TT-BNNPTNT, ngày 24 tháng 6

năm 2010.

4. Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn – Cục trồng trọt – Trung tâm Khuyến

nông quốc gia (2007). Các văn bản mới quản lý nhà nước về phân bón. Nxb.

Nông nghiệp, Hà Nội.

5. Bộ Tài nguyên và môi trƣờng (2011), Quy định quy trình kỹ thuật quan trắc môi

trường đất,Thông tƣ số 33 /2011/TT-BTNMT, ngày 01 tháng 8 năm 2011.

6. BộTài nguyên và môi trƣờng (2008), Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về giới hạn

nồng độ cho phép của kim loại nặng trong đất, QCVN 03:2008/BTNMT.

7. Bộ Y tế (2011), Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia đối với giới hạn ô nhiễm kim loại

nặng trong thực phẩm, QCVN 8-2:2011/BYT.

8. Công ty TNHH nhà nƣớc MTV thoát nƣớc Hà Nội, Hồ sơ phương án đặt hàng

công tác duy trì hệ thống thoát nước và quản lý chất lượng nước trên địa bàn

thành phố Hà Nội năm 2012, phần thuyết minh, Hà Nội, 2012.

9. Lê Đức, Trần Khắc Hiệp, Nguyễn Xuân Cự, Phạm Văn Khang, Nguyễn ngọc

Minh.Một số phương pháp phân tích môi trường. NXB ĐHQGHN, năm

2004.


57

10. Lê Thị Ánh Hồng, Võ Thị Kiều Thanh, Phùng Huy Huấn, Nghiên cứu sản xuất

phân vi sinh cố định đạm từ bùn thải nhà máy bia Việt Nam, Tạp chí sinh

học, 2012, 34(3se):137 –144.

11.Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Cự, Bùi Thị Ngọc Dung, Lê Đức, Trần Khắc Hiệp,

Cái Văn Tranh. Phương pháp phân tích đất – nước – phân bón – cây trồng.

NXB Giáo dục, năm 2000.

12. Trần Văn Quy, Trần Yêm, Nguyễn Thị Hà, Trịnh Thị Thanh, Nguyễn Mạnh

Khải, Nguyễn Xuân Huân, Nguyễn Tự Nam, (2010), Xử lý và tận dụng bùn

cặn thải từ hệ thống xử lý nước thải mạ điện, đề tài cấp ĐHQG.

13. Tổ chức Xúc tiến Thƣơng mại Nhật Bản (JETRO) và Hiệp hội Môi trƣờng Đô

thị và Khu Công nghiệp Việt Nam (VUREIA) (2008), Khoá đào tạo công tác

quản lý chất thải công nghiệp trên địa bàn thành phố Hà Nội.

14. Viện Môi trƣờng và Tài nguyên, đại học quốc gia tp. Hồ Chí Minh (2010), Báo

cáo tổng hợp “Nghiên cứu các biện pháp bảo vệ môi trường trong hoạt động

nạo vét, vận chuyển và đổ bùn lắng kênh rạch tp. Hồ Chí Minh”.

Tài liệu nƣớc ngoài

15.Díaz - Burgos, M.A.; Ceccanti, B.; Polo, A. (1993), "Monitoring biochemical

activity during sewage sludge composting", Biology and fertility of soils 16,

2, pp 145 – 150.

16.European Commission DG Environment (October 2001), Disposal and recycling

routes for sewage sludge, Part 2 – Regulatory report.


sewage sludge, pp 94 – 205.


sewage sludge, section 7, Report Synopsis, Discussions and Conclusions.

19. Eulaia M. Beltrán, Rosario Miralles de Imperial, Miguel A. Porcel1, M. Lusia

Beringola, José V. Martin, Rosa Calvo and M. Mar Delgado (2006),“ Impact

of Sewage Sludge Compost Utilization on Chemical Properties of Olive

Grove Soils” Compost Science & Utilization, 4, pp 260 – 266.


58

20. Ivashechkin,P; Corvini. F – X.; Dohmann, M. (2004), “Behaviour of endocrine

disrupting chemicals during the treatment of municipal sewage sludge”,

Water Science & Technology, 5, pp 133, Vol. 50 Issue.

21. Jane Hope (January, 1986), “Risks to public health and to the environment”,

Sewage Slugge Disposal and Utilization Study, pp1-17.

22. Scheminski A., (2000), "Oxidative treatment of digested sewage sludge with

ozone",Water Science & Technology, pp.151 – 158, Vol 42.

23. Vincent J. M., (1970),“A Manual for the Practical Study of the Root- Nodule

Bacteria”, International BiologycalProgramme Handbook, No.15.

Website

24. http://www.moitruongvietnam.com/tin-tuc/9-hang-trieu-tan-bun-thai-thang-

ra-moi-truong.htm.

25. http://thuvienmoitruong.vn/2011/thu-hoi-tai-nguyen-tu-rac-thai-bun-o-do-

thi.html.

26. http://www.khoahocphothong.com.vn/news/detail/12498/tai-che-bun-thai-

sinh-hoc-thanh-nguyen-lieu-tao-ra-che-pham-vi-sinh-vat.html.

27. http://www.hoahocngaynay.com/vi/tin-tuc-hoa-hoc/hoa-hoc-viet-nam/138-

san-xuat-vat-lieu-xay-dung-tu-bun-thai.html.

28. http://www.royalceramic.vn/crown/NewsDetail.aspx?CategoryID=4&Conten

tID=163&ContentIDExt=1.

29. http://doc.edu.vn/tai-lieu/tieu-luan-xu-ly-mui-hoi-va-ket-hop-tai-che-bun-

cong-ranh-9371/.

30. http://timtailieu.vn/tai-lieu/de-tai-tan-dung-bun-thai-tu-cong-nghe-che-bien-

nong-san-thuc-pham-va-thuy-hai-san-de-san-xuat-phan-huu-co-sinh-hoc-

bang-7200/.

31. http://pktomon.com/Default.aspx?tabid=78&ndid=548.

32. http://www.thanhnien.com.vn/pages/20111023/hang-trieu-tan-bun-thai-do-di-

dau.aspx.

33. http://www.cuctrongtrot.gov.vn/ctt/chuyentrang/default.aspx?type=tin&id=1132







http://pktomon.com/Default.aspx?tabid=78&ndid=548




59

PHỤ LỤC

PHỤ LỤC 1. MỘT SỐ HÌNH ẢNH LẤY MẪU BÙN THẢI ĐÔ THỊ

LẤY MẪU TRẦM TÍCH SÔNG TÔ LỊCH

LẤY MẪU TRẦM TÍCH HỒ BÙN HỒ BA MẪU SAU Ủ


60

PHỤ LỤC 2. MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRỒNG RAU THÍ NGHIỆM

CHUẨN BỊ ĐẤT VÀ GIEO HẠT GIỐNG

RAU CẢI NGỌT SAU 10 NGÀY TRỒNG


61




62

RAU CẢI NGỌT BÓN PB1 VỚI CÁC TỶ LỆ TĂNG DẦN

RAU CẢI NGỌT BÓN 3 LOẠI PHÂN CÙNG TỶ LỆ

Documents

Nghiên cứu khả năng dùng bùn thải đô thị làm phân bón