Xử lý chất thải rắn nông nghiệp bằng phương pháp đốt thiếu ôxy tại xã tân vinh huyện lương sơn tỉnh hoà bình

Tìm hiểu xử lý chất thải rắn nông nghiệp tại Tân Vinh bằng đốt thiếu ôxy. Giải pháp hiệu quả, bền vững góp phần bảo vệ môi trường.

• Tác giả: Đinh Thế Ngữ Tôn
• Người hướng dẫn: Ths. Nguyễn Thị Ngọc Bích
• Trường học: Trường Đại học Lâm nghiệp
• Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên rừng và môi trường
• Đề tài: Xử lý chất thải rắn nông nghiệp bằng phương pháp đốt thiếu Ôxy tại xã Tân Vinh, huyện Lương Sơn, tỉnh Hoà Bình
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
• TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
• 1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Thành phần của rơm rạ và vấn đề ô nhiễm môi trường do đốt rơm rạ
• 1.2. Một số cách xử lý và tận dụng rơm rạ
• 1.2.1. Một số cách tận dụng rơm rạ cổ truyền
• 1.2.2. Xử lý rơm rạ phương pháp hiện đại
• 1.3. Thực trạng và cách sử dụng chất thải rắn nông nghiệp Xã Tân Vinh, Huyện Lương Sơn, Tỉnh Hoà Bình
• 1.3.1. Thực trạng chất thải rắn nông nghiệp tại xã Tân Vinh
• 1.3.2. Cách sử dụng rơm rạ, trấu, vỏ lạc của người dân xã Tân Vinh
• 2. CHƯƠNG II: MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 2.1.1. Mục tiêu chung
• 2.1.2. Mục tiêu cụ thể
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.3. Phạm vi nghiên cứu
• 2.4. Phương pháp nghiên cứu
• 2.4.1. Phương pháp thu thập và kế thừa số liệu
• 2.4.2. Phương pháp điều tra, lấy mẫu ngoài thực địa
• 2.4.3. Phương pháp xây dựng mô hình (thiết kế buồng đốt)
• 2.4.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm
• 2.4.5. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm
• 2.4.6. Phương pháp xử lý nội nghiệp
• 3. CHƯƠNG III: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ - XÃ HỘI
• 3.1. Đặc Điểm Tự Nhiên
• 3.1.1. Vị trí địa lý
• 3.1.2. Địa hình, địa mạo
• 3.1.3. Địa chất, thổ nhưỡng
• 3.1.4. Các nguồn tài nguyên
• 3.2. Điều kiện kinh tế - xã hội
• 3.2.1. Tình hình phát triển kinh tế các ngành kinh tế
• 3.2.2. Dân số, lao động
• 3.2.3. Phát triển cơ sở hạ tầng kỹ thuật
• 3.2.4. Các vấn đề văn hoá xã hội
• 4. CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Đánh giá sơ bộ về lượng chất thải rắn nông nghiệp của Xã Tân Vinh
• 4.2. Thiết kế buồng đốt
• 4.2.1. Cơ sở thiết kế
• 4.2.2. Bản thiết kế buồng đốt
• 4.2.3. Nguyên lý hoạt động của buồng đốt
• 4.3. Quá trình tiến hành thử nghiệm
• 4.3.1. Quá trình tiến hành thử nghiệm lần 1
• 4.4. Xử lý chất thải rắn nông nghiệp bằng mô hình đốt thiếu Ôxy
• 4.4.1. Xử lý vỏ Lạc
• 4.5. So sánh hiệu quả xử lý chất thải rắn nông nghiệp bằng phương pháp đốt thiếu ôxy và phương pháp đốt thông thường
• 4.5.1. Lợi ích dinh dưỡng
• 4.5.2. Lợi ích về kinh tế
• 4.5.3. Lợi ích về mặt môi trường
• 4.6. Đề xuất giải pháp xử lý chất thải rắn nông nghiệp
• 4.6.1. Giải pháp kỹ thuật
• KẾT LUẬN – TỒN TẠI – KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Toàn cảnh xử lý chất thải rắn nông nghiệp tại Tân Vinh

Xã Tân Vinh, huyện Lương Sơn, tỉnh Hoà Bình là một địa phương có nền kinh tế nông nghiệp phát triển. Tuy nhiên, song song với sự phát triển là thách thức lớn về quản lý chất thải rắn nông nghiệp. Hàng năm, địa phương này tạo ra một khối lượng phế phụ phẩm khổng lồ, chủ yếu là rơm rạ, vỏ lạc, và trấu. Theo thống kê, với tổng diện tích gieo cấy lúa đạt 228,89 ha, sản lượng rơm rạ thải ra lên tới 1.435,5 tấn mỗi năm. Cùng với đó, 77,4 ha trồng lạc cũng tạo ra khoảng 55,4 tấn vỏ. Việc quản lý và xử lý chất thải rắn nông nghiệp này chưa được tối ưu, phần lớn vẫn dựa vào các phương pháp truyền thống. Các phương pháp này không chỉ gây lãng phí nguồn tài nguyên hữu cơ quý giá mà còn tiềm ẩn nhiều nguy cơ về môi trường và sức khỏe cộng đồng. Do đó, việc tìm kiếm một giải pháp xử lý hiệu quả, bền vững và mang lại giá trị gia tăng là một yêu cầu cấp thiết đối với xã Tân Vinh nói riêng và các vùng nông thôn Việt Nam nói chung. Nghiên cứu về phương pháp đốt thiếu ôxy mở ra một hướng đi mới, hứa hẹn biến thách thức thành cơ hội, chuyển hóa phế thải thành nguồn dinh dưỡng cho đất.

1.1. Hiện trạng phế phụ phẩm nông nghiệp tại xã Tân Vinh

Thực trạng tại xã Tân Vinh cho thấy một khối lượng lớn chất thải rắn nông nghiệp được tạo ra sau mỗi vụ thu hoạch. Cụ thể, báo cáo sản xuất nông nghiệp năm 2015 chỉ rõ, tổng sản lượng lúa cả năm đạt 1.196,5 tấn, tương ứng với lượng rơm rạ thải ra là 1.435,4 tấn. Đối với cây lạc, tổng sản lượng đạt 332,2 tấn, tạo ra 55,4 tấn vỏ lạc. Những con số này cho thấy quy mô đáng kể của nguồn phế phụ phẩm. Tuy nhiên, chỉ khoảng 1/3 lượng rơm rạ được người dân tận dụng làm thức ăn cho gia súc hoặc các mục đích khác. Phần lớn còn lại bị đốt bỏ ngay tại ruộng hoặc chất thành đống ven đường, gây cản trở giao thông và mất mỹ quan. Nguồn chất thải rắn nông nghiệp này, nếu không được xử lý đúng cách, sẽ trở thành gánh nặng cho môi trường. Vấn đề đặt ra là cần có một mô hình xử lý triệt để, có khả năng tận dụng tối đa nguồn tài nguyên hữu cơ này.

1.2. Các phương pháp xử lý rơm rạ vỏ lạc truyền thống

Người dân tại xã Tân Vinh vẫn duy trì các phương pháp xử lý chất thải rắn nông nghiệp truyền thống. Phổ biến nhất là phơi khô rơm rạ để làm thức ăn cho trâu, bò trong mùa đông, làm chất đốt phục vụ sinh hoạt, hoặc sử dụng làm vật liệu lót ổ cho gia cầm. Một số hộ gia đình còn tận dụng để trồng nấm hoặc làm chổi rơm, mang lại thu nhập phụ. Tương tự, trấu và vỏ lạc chủ yếu được dùng làm chất đốt. Tuy nhiên, các phương pháp này có quy mô nhỏ lẻ và chỉ tiêu thụ một phần nhỏ tổng lượng phế thải. Biện pháp xử lý phổ biến nhất cho phần còn lại là đốt bỏ ngoài trời. Thói quen này xuất phát từ quan niệm đốt đồng giúp tiêu diệt mầm bệnh và tăng dinh dưỡng cho đất. Trên thực tế, đây là một quan niệm sai lầm, gây ra nhiều hệ lụy tiêu cực cho môi trường và chính hoạt động sản xuất nông nghiệp, đòi hỏi một giải pháp thay thế hiệu quả hơn như phương pháp đốt thiếu ôxy.

II. Vấn đề ô nhiễm từ đốt chất thải nông nghiệp và giải pháp

Việc đốt chất thải rắn nông nghiệp ngoài trời, đặc biệt là rơm rạ, đã trở thành một vấn đề môi trường nghiêm trọng tại nhiều vùng nông thôn, bao gồm cả xã Tân Vinh. Quá trình đốt không kiểm soát này giải phóng một lượng lớn khí nhà kính, khói bụi và các hợp chất độc hại vào không khí, trực tiếp ảnh hưởng đến sức khỏe con người và góp phần vào biến đổi khí hậu. Nhiệt độ cao từ việc đốt đồng còn phá hủy cấu trúc đất, làm chết các vi sinh vật có lợi và làm mất đi các chất dinh dưỡng quan trọng. Nhận thức được những tác động tiêu cực này, việc tìm kiếm các giải pháp thay thế là vô cùng cần thiết. Phương pháp đốt thiếu ôxy, hay còn gọi là nhiệt phân, nổi lên như một giải pháp tiềm năng. Đây là một công nghệ xử lý tiên tiến, có khả năng chuyển hóa sinh khối nông nghiệp thành sản phẩm có giá trị (biochar), đồng thời giảm thiểu tối đa các tác động xấu đến môi trường. Giải pháp này không chỉ giải quyết vấn đề ô nhiễm mà còn tạo ra một nguồn phân bón hữu cơ chất lượng cao, hỗ trợ nông nghiệp bền vững tại Lương Sơn, Hoà Bình.

2.1. Tác động tiêu cực của việc đốt rơm rạ ngoài đồng ruộng

Đốt rơm rạ ngoài trời là một quá trình không có sự kiểm soát, góp phần sinh ra nhiều chất gây ô nhiễm không khí. Theo các nghiên cứu, việc đốt sinh khối nông nghiệp thải ra các chất độc hại như Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs), Polychlorinated Dibenzo-p-Dioxins (PCDDs) và Polychlorinated Dibenzofurans (PCDFs). Đây là những hợp chất có khả năng gây ung thư và ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người. Đối với môi trường đất, nhiệt lượng lớn và không được khống chế làm chết các vi sinh vật có tác dụng phân hủy chất hữu cơ, khiến đất trở nên nghèo nàn hơn. Lớp đất mặt bị tác động trực tiếp bởi nhiệt độ cao trở nên chai lì, khó canh tác và đẩy nhanh quá trình thoái hóa đất. Việc đốt cũng làm mất đi các chất dinh dưỡng quan trọng như đạm và lân, đi ngược lại với quan niệm của người dân.

2.2. Nhu cầu cấp thiết về một phương pháp xử lý CTR bền vững

Trước những hệ lụy rõ ràng của việc đốt bỏ, nhu cầu về một phương pháp xử lý chất thải rắn nông nghiệp bền vững và hiệu quả tại xã Tân Vinh trở nên cấp bách. Một giải pháp lý tưởng cần đáp ứng đồng thời nhiều tiêu chí: giảm thiểu ô nhiễm môi trường, tận dụng được nguồn tài nguyên sinh khối, và mang lại lợi ích kinh tế cho người nông dân. Các phương pháp hiện đại như sản xuất phân compost, sử dụng chế phẩm sinh học hay tạo khí biogas đã được áp dụng ở một số nơi nhưng chưa thực sự phổ biến do yêu cầu về kỹ thuật và đầu tư. Trong bối cảnh đó, phương pháp đốt thiếu ôxy nổi lên như một lựa chọn khả thi, đặc biệt khi được thiết kế trong một mô hình đơn giản, chi phí thấp, phù hợp với điều kiện của người dân địa phương. Giải pháp này hứa hẹn giải quyết triệt để vấn đề, biến phế thải nông nghiệp thành một nguồn tài nguyên giá trị.

III. Hướng dẫn phương pháp đốt thiếu ôxy xử lý chất thải rắn

Phương pháp đốt thiếu ôxy (nhiệt phân) là một quá trình xử lý nhiệt trong đó chất thải rắn nông nghiệp như rơm rạ, vỏ lạc được nung nóng trong điều kiện yếm khí hoặc thiếu ôxy. Khác với việc đốt thông thường (cung cấp đủ ôxy để cháy hoàn toàn thành tro), quá trình này không đốt cháy vật liệu mà phân hủy chúng thành các sản phẩm có giá trị hơn. Sản phẩm chính thu được là than sinh học (biochar), một dạng cacbon hữu cơ bền vững, cùng với một lượng nhỏ khí và dầu sinh học có thể tận dụng làm năng lượng. Nguyên lý cốt lõi của phương pháp này là kiểm soát chặt chẽ lượng ôxy và nhiệt độ, ngăn chặn quá trình oxy hóa hoàn toàn, qua đó bảo toàn được phần lớn hàm lượng cacbon và các chất dinh dưỡng khác có trong nguyên liệu ban đầu. Đây là một công nghệ sạch, hiệu quả, giúp giảm phát thải khí nhà kính và tạo ra một sản phẩm cải tạo đất tuyệt vời, đóng góp vào mô hình kinh tế tuần hoàn trong nông nghiệp tại xã Tân Vinh, huyện Lương Sơn.

3.1. Nguyên lý khoa học của quá trình nhiệt phân sinh khối

Cơ sở khoa học của phương pháp đốt thiếu ôxy nằm ở việc kiểm soát quá trình cháy. Khi sinh khối nông nghiệp được gia nhiệt trong một môi trường gần như không có ôxy, các liên kết hóa học phức tạp trong xenluloza, hemixenluloza và lignin sẽ bị phá vỡ. Quá trình này tạo ra các phân tử nhỏ hơn ở dạng khí, lỏng và một phần rắn giàu cacbon. Phần rắn này chính là than sinh học (biochar). Do thiếu ôxy, các nguyên tố dinh dưỡng quan trọng như Nitơ dễ tiêu và Photpho dễ tiêu không bị oxy hóa và bay hơi như trong quá trình đốt thông thường. Thay vào đó, chúng được giữ lại và cô đặc trong cấu trúc của biochar. Kết quả là tạo ra một sản phẩm mùn có hàm lượng dinh dưỡng cao hơn nhiều lần so với tro thông thường, đồng thời có cấu trúc xốp giúp cải thiện khả năng giữ nước và chất dinh dưỡng của đất.

3.2. Ưu điểm vượt trội so với phương pháp đốt thông thường

So với đốt ngoài trời, phương pháp đốt thiếu ôxy mang lại nhiều ưu điểm vượt trội. Thứ nhất, về mặt môi trường, phương pháp này giảm thiểu đáng kể lượng khói, bụi và các khí độc hại (CO, PAHs) phát thải ra không khí. Lượng khí CO2 thải ra cũng thấp hơn do cacbon được giữ lại trong biochar thay vì giải phóng vào khí quyển. Thứ hai, về mặt nông học, sản phẩm biochar có hàm lượng cacbon hữu cơ và chất dinh dưỡng cao, là một chất cải tạo đất tuyệt vời. Nó giúp tăng độ phì nhiêu, cải thiện cấu trúc đất và tăng khả năng giữ ẩm. Thứ ba, về mặt kinh tế, việc biến chất thải rắn nông nghiệp thành sản phẩm có giá trị giúp nông dân giảm chi phí mua phân bón hóa học và tăng năng suất cây trồng. Mô hình này mang lại lợi ích kép: vừa bảo vệ môi trường, vừa nâng cao hiệu quả kinh tế sản xuất.

IV. Mô hình buồng đốt thiếu ôxy áp dụng tại Lương Sơn Hòa Bình

Để triển khai phương pháp đốt thiếu ôxy một cách hiệu quả và phù hợp với điều kiện thực tế tại xã Tân Vinh, một mô hình buồng đốt chuyên dụng đã được thiết kế và thử nghiệm. Tiêu chí thiết kế hàng đầu là chi phí thấp, vật liệu dễ tìm và quy trình vận hành đơn giản để người dân có thể tự xây dựng và sử dụng. Mô hình này được chế tạo từ các vật liệu cơ bản như sắt và bê tông, đảm bảo độ bền và khả năng chịu nhiệt. Cấu trúc của buồng đốt được tính toán kỹ lưỡng để tối ưu hóa việc hạn chế nguồn cung cấp ôxy trong quá trình cháy, đồng thời cho phép nạp nguyên liệu và thu hồi sản phẩm một cách dễ dàng. Nguyên lý hoạt động của buồng đốt rất đơn giản: nguyên liệu được nạp đầy, đốt mồi ban đầu để tạo nhiệt, sau đó đóng kín cửa cấp khí để quá trình nhiệt phân diễn ra. Kết quả thực nghiệm tại Lương Sơn, Hoà Bình cho thấy mô hình này hoạt động ổn định, hiệu quả và hoàn toàn có khả năng áp dụng rộng rãi trong cộng đồng.

4.1. Cấu tạo và bản thiết kế kỹ thuật của buồng đốt

Mô hình buồng đốt được thiết kế nhỏ gọn với các thông số kỹ thuật cụ thể để dễ dàng chế tạo. Chiều cao của buồng đốt là 37cm, chiều rộng 27cm, và bề dày của lớp thành bê tông cách nhiệt là 2cm. Vật liệu chính bao gồm sắt để làm khung và bê tông chịu nhiệt để làm vỏ. Buồng đốt được chia làm hai phần chính: thân buồng và nắp. Nắp buồng có thể tháo rời để thuận tiện cho việc nạp chất thải rắn nông nghiệp và được kết nối với một ống khói để thoát lượng khí nhỏ sinh ra. Thân buồng có một cửa nhỏ ở phía dưới để mồi lửa ban đầu và sau đó được đóng kín lại để hạn chế ôxy. Thiết kế này đảm bảo nhiệt lượng được giữ lại bên trong, không ảnh hưởng đến môi trường đất xung quanh, đồng thời tạo ra môi trường yếm khí cần thiết cho quá trình nhiệt phân rơm rạ hay vỏ lạc.

4.2. Quy trình vận hành buồng đốt để đạt hiệu quả cao nhất

Quy trình vận hành buồng đốt thiếu ôxy gồm hai bước đơn giản. Bước một, mở nắp và nạp đầy nguyên liệu như rơm rạ hoặc trấu vào buồng. Cần nén chặt nguyên liệu để giảm tối đa lượng không khí bên trong. Bước hai, cung cấp nhiệt mồi. Sau khi đậy nắp, mở cửa nhỏ phía dưới và dùng lửa mồi cho đến khi nguyên liệu bên trong bắt đầu cháy. Khi nhiệt độ trong buồng đã ổn định để duy trì sự cháy âm ỉ (khoảng 5 phút), đóng kín cửa này lại. Lúc này, lượng ôxy bị hạn chế sẽ khiến quá trình cháy chuyển sang nhiệt phân. Thời gian xử lý phụ thuộc vào loại nguyên liệu. Thử nghiệm cho thấy, 500g vỏ lạc mất khoảng 45 phút, 500g rơm rạ mất 1 giờ 12 phút, và 500g trấu cần 2 giờ 30 phút để hoàn tất quá trình, tạo ra sản phẩm biochar chất lượng cao.

V. Kết quả xử lý rơm rạ vỏ lạc bằng đốt thiếu ôxy tại Tân Vinh

Các kết quả nghiên cứu thực nghiệm được tiến hành tại xã Tân Vinh đã chứng minh một cách thuyết phục hiệu quả của phương pháp đốt thiếu ôxy. Bằng cách so sánh trực tiếp sản phẩm thu được từ buồng đốt với tro từ việc đốt thông thường ngoài không khí, các phân tích trong phòng thí nghiệm đã chỉ ra sự khác biệt vượt trội về hàm lượng dinh dưỡng. Cả ba chỉ tiêu quan trọng đối với độ phì của đất là Nitơ dễ tiêu, Photpho dễ tiêu và tổng cacbon hữu cơ đều cao hơn đáng kể trong mẫu được xử lý bằng phương pháp nhiệt phân. Kết quả này nhất quán qua nhiều lần thử nghiệm với các loại chất thải rắn nông nghiệp khác nhau, bao gồm vỏ lạc, rơm rạ và trấu. Điều này khẳng định rằng mô hình buồng đốt thiếu ôxy không chỉ là một giải pháp xử lý rác thải mà còn là một công cụ sản xuất phân bón hữu cơ hiệu quả, mở ra hướng đi mới cho nền nông nghiệp bền vững tại Lương Sơn, Hoà Bình.

5.1. So sánh hàm lượng dinh dưỡng trong mùn tạo ra từ hai phương pháp

Qua ba lần thử nghiệm độc lập, kết quả phân tích cho thấy một quy luật rõ ràng: các mẫu chất thải rắn nông nghiệp được xử lý trong buồng đốt thiếu ôxy (A1, B1, C1) luôn cho hàm lượng dinh dưỡng cao hơn hẳn các mẫu đốt ngoài trời (A2, B2, C2). Cụ thể, hàm lượng Nitơ dễ tiêu trong các mẫu nhiệt phân cao hơn từ 1,5 đến hơn 20 lần so với mẫu đốt thông thường trong các lần thử nghiệm khác nhau. Tương tự, hàm lượng Photpho dễ tiêu cũng cao hơn gần gấp đôi. Đặc biệt, hàm lượng cacbon hữu cơ, thành phần quyết định độ tơi xốp và khả năng giữ dinh dưỡng của đất, trong sản phẩm biochar cao hơn từ 2 đến 4 lần so với tro. Những con số này là bằng chứng xác thực về khả năng bảo toàn và làm giàu dinh dưỡng của phương pháp đốt thiếu ôxy.

5.2. Hiệu quả xử lý vỏ lạc Tăng Nitơ và Photpho đáng kể

Thí nghiệm xử lý vỏ lạc cho kết quả đặc biệt ấn tượng. Khi đốt 500g vỏ lạc trong buồng đốt, hàm lượng Nitơ dễ tiêu (N-NH4+) trong sản phẩm thu được đạt 7594,5 mg/kg, cao gấp 2,3 lần (tương đương 231%) so với mẫu đốt ngoài không khí (3281,7 mg/kg). Tương tự, hàm lượng Photpho dễ tiêu (P-PO43-) đạt 147.580 mg/kg, cao gấp 1,99 lần (199%) so với mẫu đối chứng. Đáng chú ý nhất là hàm lượng cacbon hữu cơ, đạt 8,88% trong mẫu nhiệt phân, cao gấp 4,1 lần (410%) so với mức 2,16% của mẫu tro thông thường. Kết quả này cho thấy phương pháp đốt thiếu ôxy có khả năng biến vỏ lạc từ một loại phế thải thành một loại phân bón hữu cơ giàu dinh dưỡng và cacbon.

5.3. Hiệu quả xử lý rơm Cải thiện chất lượng đất trồng

Đối với rơm rạ, một loại chất thải rắn nông nghiệp phổ biến nhất, phương pháp này cũng cho thấy hiệu quả rõ rệt. Quá trình xử lý 500g rơm trong buồng đốt tạo ra sản phẩm có hàm lượng Nitơ dễ tiêu là 3686,3 mg/kg, cao hơn 1,78 lần (178%) so với việc đốt thông thường. Hàm lượng Photpho dễ tiêu cũng tăng 1,83 lần (183%), đạt 147.220 mg/kg so với 80.440 mg/kg của tro. Việc giữ lại và tăng cường các chất dinh dưỡng đa lượng này trong sản phẩm cuối cùng có ý nghĩa to lớn. Người nông dân tại xã Tân Vinh có thể sử dụng trực tiếp biochar từ rơm để bón cho ruộng lúa, trả lại dinh dưỡng cho đất, giảm sự phụ thuộc vào phân bón hóa học, từ đó giảm chi phí sản xuất và hướng tới một nền nông nghiệp hữu cơ, bền vững hơn.

VI. Hướng đi bền vững Lợi ích từ mô hình xử lý CTR nông nghiệp

Mô hình xử lý chất thải rắn nông nghiệp bằng phương pháp đốt thiếu ôxy tại xã Tân Vinh không chỉ là một sáng kiến kỹ thuật mà còn mở ra một hướng đi phát triển bền vững toàn diện. Nó mang lại một giải pháp "lợi ích kép", giải quyết đồng thời vấn đề ô nhiễm môi trường do đốt phế thải và tạo ra sản phẩm có giá trị kinh tế cao, trực tiếp phục vụ sản xuất nông nghiệp. Việc áp dụng mô hình này giúp hình thành một chu trình kinh tế tuần hoàn ngay tại địa phương: phế thải từ cây trồng được chuyển hóa thành nguồn dinh dưỡng để bón lại cho đất, giúp cây trồng phát triển tốt hơn. Điều này không chỉ giúp bảo vệ môi trường không khí và tài nguyên đất mà còn nâng cao thu nhập, cải thiện đời sống cho người nông dân. Với những lợi ích rõ ràng, mô hình này có tiềm năng rất lớn để được nhân rộng không chỉ ở Lương Sơn, Hoà Bình mà còn ở nhiều vùng nông nghiệp khác trên cả nước, góp phần xây dựng một nền nông nghiệp xanh và bền vững.

6.1. Lợi ích về môi trường kinh tế và dinh dưỡng cho đất

Mô hình buồng đốt thiếu ôxy mang lại ba nhóm lợi ích chính. Về môi trường, nó giúp giảm thiểu ô nhiễm không khí, hạn chế phát thải khí nhà kính và bảo vệ hệ sinh thái đất. Về kinh tế, người nông dân có thể tự sản xuất phân bón hữu cơ chất lượng cao từ rơm rạ hay vỏ lạc, giảm chi phí đầu vào và tăng lợi nhuận. Sản phẩm biochar còn có thể trở thành một mặt hàng thương mại. Về dinh dưỡng, việc bổ sung biochar giàu cacbon hữu cơ, Nitơ và Photpho giúp cải tạo đất bạc màu, tăng độ phì nhiêu, nâng cao khả năng giữ nước và chất dinh dưỡng của đất. Điều này dẫn đến tăng năng suất và chất lượng nông sản một cách bền vững, giảm sự phụ thuộc vào các loại phân bón hóa học gây hại cho đất về lâu dài.

6.2. Đề xuất giải pháp và khả năng nhân rộng mô hình

Để mô hình xử lý chất thải rắn nông nghiệp này được áp dụng rộng rãi, cần có những giải pháp đồng bộ. Trước hết, cần đẩy mạnh công tác tuyên truyền, tập huấn để người dân tại xã Tân Vinh và các khu vực lân cận hiểu rõ về lợi ích và cách vận hành buồng đốt. Chính quyền địa phương có thể hỗ trợ kinh phí ban đầu để xây dựng các mô hình trình diễn. Nghiên cứu cần được tiếp tục để tối ưu hóa thiết kế buồng đốt cho từng loại nguyên liệu cụ thể. Với thiết kế đơn giản và chi phí thấp, mô hình này hoàn toàn có khả năng được nhân rộng trên toàn huyện Lương Sơn, tỉnh Hoà Bình và các tỉnh có sản lượng chất thải rắn nông nghiệp lớn. Đây là một giải pháp thiết thực, góp phần thực hiện mục tiêu quốc gia về nông nghiệp bền vững và ứng phó với biến đổi khí hậu.

Trích đoạn nội dung tài liệu

LỜI CẢM ƠN Trong quá trình học tập và nghiên cứu tại trƣờng Đại hoc Lâm nghiệp, để nâng cao kiến thức học tập, rèn luyện kỹ năng thực tập, nghiên cứu trở thành một cử nhân môi trƣờng trong tƣơng lai, đƣợc sự đồng ý của nhà trƣờng, khoa Quản lý tài nguyên rừng và môi trƣờng, tôi đã thực hiện khoá luận tốt nghiệp với đề tài: “Xử lý chất thải rắn nông nghiệp bằng phương pháp đốt thiếu Ôxy tại xã Tân Vinh, huyện Lương Sơn, tỉnh Hoà Bình”. Thời gian thực hiện khoá luận, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận đƣợc rất nhiều sự giúp đỡ, hƣớng dẫn tận tình của các thầy cô giáo và bạn bè. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới cô giáo Th.s Nguyễn Thị Ngọc Bích. Ngƣời đã rất nhiệt tình quan tâm, định hƣớng, hƣớng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để tôi có thể tiến hành thực hiện và hoàn thành khoá luận.

Tôi xin chân thành cảm ơn những động viên và những ý kiến chuyên môn của các thầy cô giáo trong khoa quản lý tài nguyên rừng và môi trƣờng, bộ môn quản lý môi trƣờng, đồng thời tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy Bùi Văn Năng đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thí nghiệm tại trung tâm thí nghiệm và thực hành – Trƣờng Đại Học Lâm Nghiệp. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới UBND xã Tân Vinh, Phó chủ tịch xã Hoàng Anh Vƣợng đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi có thể thu thập đƣợc số liệu chính xác và xác thực hơn. Mặc dù bản thân đã có nhiều cố gắng nhƣng do thời gian và năng lực còn nhiều hạn chế nên khoá luận không tránh khỏi thiếu sót nhất định. Kính mong đƣợc sự góp ý của các thầy cô giáo và các bạn để khoá luận đƣợc hoàn thiện hơn.

Tôi xin chân thành cảm ơn. Hà Nội, ngày 22 tháng 4 năm 2016 Sinh viên thực hiện Đinh Thế Ngữ Tôn i MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN. ii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT. v DANH MỤC CÁC BẢNG.

vi DANH MỤC CÁC H NH ẢNH. vii TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU. Thành phần của rơm rạ và vấn đề ô nhiễm môi trƣờng do đốt rơm rạ.

Một số cách xử lý và tận dụng rơm rạ. Một số cách tận dụng rơm rạ cổ truyền. Xử lý rơm rạ phƣơng pháp hiện đại. Thực trạng và cách sử dụng chất thải rắn nông nghiệp Xã Tân Vinh, Huyện Lƣơng Sơn, Tỉnh Hoà Bình.

Thực trạng chất thải rắn nông nghiệp tại xã Tân Vinh. Cách sử dụng rơm rạ, trấu, vỏ lạc của ngƣời dân xã Tân Vinh. 6 CHƢƠNG II. MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.

Mục tiêu nghiên cứu. Mục tiêu chung. Mục tiêu cụ thể. Nội dung nghiên cứu.

Phạm vi nghiên cứu. Phƣơng pháp nghiên cứu. Phƣơng pháp thu thập và kế thừa số liệu. Phƣơng pháp điều tra, lấy mẫu ngoài thực địa.

Phƣơng pháp xây dựng mô hình (thiết kế buồng đốt). Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm. Phƣơng pháp phân tích trong phòng thí nghiệm. Phƣơng pháp xử lý nội nghiệp.

15 CHƢƠNG III. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ - XÃ HỘI. Đặc Điểm Tự Nhiên. Vị trí địa lý.

Địa hình, địa mạo. Địa chất, thổ nhƣỡng. Các nguồn tài nguyên. Điều kiện kinh tế - xã hội.

Tình hình phát triển kinh tế các ngành kinh tế. Dân số, lao động. Phát triển cơ sở hạ tầng kỹ thuật. Các vấn đề văn hoá xã hội.

22 CHƢƠNG IV. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN. Đánh giá sơ bộ về lƣợng chất thải rắn nông nghiệp của Xã Tân Vinh. Thiết kế buồng đốt.

Cơ sở thiết kế. Bản thiết kế buồng đốt. Nguyên lý hoạt động của buồng đốt. Quá trình tiến hành thử nghiệm.

Quá trình tiến hành thử nghiệm lần 1. Xử lý chất thải rắn nông nghiệp bằng mô hình đốt thiếu Ôxy. Xử lý vỏ Lạc. So sách hiệu quả xử lý chất thải rắn nông nghiệp bằng phƣơng pháp đốt thiếu ôxy và phƣơng pháp đốt thông thƣờng.

Lợi ích dinh dƣỡng. Lợi ích về kinh tế. Lợi ích về mặt môi trƣờng. Đề xuất giải pháp xử lý chất thải rắn nông nghiệp.

Giải pháp kỹ thuật. KẾT LUẬN – TỒN TẠI – KIẾN NGHỊ. 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ANTT – ATXH An ninh trật tự - an toàn xã hội BHYT Bảo hiểm y tế BVTV Thuôc bảo vệ thực vật CN – XD Công nghiệp – Xây dựng CTR N2 Chất thải rắn nông nghiệp DV – TM Dịch vụ - Thƣơng mại DQTV Dân quân tự vệ DBĐV Dự bị động viên HĐND Hội đồng nhân dân PAHs Polycyclic Aromatic Hydrocarbons PCDDs PolyChlorinated Dibenzo-p-Dioxins PCDFs PolyChlorinated DibenzoFurans QĐ Quyết định MTTQ Mặt trận tổ quốc TNCS Thanh niên cộng sản TTCN Tiểu thủ công nghiệp TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam UBND Uỷ ban nhân dân v DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1: Khối lƣợng mẫu trƣớc khi đốt bằng phƣơng pháp đốt thiếu ôxy .1: Một số đánh giá tình hình kinh tế Xã Tân Vinh .2: Đánh giá chỉ tiêu phát triển kinh tế xã Tân Vinh năm 2015 .3: Hiện trạng dân số, lao động xã Tân Vinh năm 2011 .1: Đánh giá sơ bộ về lƣợng chất thải rắn nông nghiệp xã Tân Vinh .2: Khối lƣợng mẫu vỏ lạc trƣớc và sau đốt .3 : Khối lƣợng mẫu rơm trƣớc và sau đốt.4: Khối lƣợng mẫu vỏ lạc trƣớc và sau đốt .5: So sánh hàm lƣợng các chất dinh dƣỡng có trong chất thải rắn nông nghiệp sau đốt của hai phƣơng pháp. 46 vi DANH MỤC CÁC H NH ẢNH Trang Hình 2.2: Hàm lƣợng nitơ trong mẫu ở lần thí nghiệm lần 1 .3: Hàm lƣợng Photpho dễ tiêu trong các mẫu ở thí nghiệm lần 1 .4 : Hàm lƣợng cacbon hữu cơ có trong các mẫu phân tích lần 1 .5: Hàm lƣợng nitơ dễ tiêu trong mẫu ở lần thí nghiệm lần 2.6: Hàm lƣợng Photphat trong các mẫu ở thí nghiệm lần 2 .7: Hàm lƣợng cacbon hữu cơ có trong các mẫu phân tích lần 2 .8: Hàm lƣợng nitơ trong mẫu ở lần thí nghiệm lần 3 .9: Hàm lƣợng Photphat trong các mẫu ở thí nghiệm lần 3 .10 : Hàm lƣợng cacbon có trong các mẫu phân tích lần 3 .11: Hàm lƣợng Nitơ dễ tiễu trong mẫu vỏ lạc .12 : Hàm lƣợng photphat trong mẫu vỏ lạc sau đốt .13: Hàm lƣợng cacbon hữu cơ trong mẫu vỏ lạc sau đốt .14: Hàm Lƣợng Nitơ trong mẫu rơm sau đốt .15: Hàm lƣợng Photpho trong mẫu Rơm sau đốt .16: Hàm lƣợng cacbon hữu cơ trong mẫu rơm sau đốt .17 : Hàm lƣợng Nitơ trong mẫu trấu sau đốt .18 : Hàm lƣợng photpho có trong mẫu trấu sau đốt .19: Hàm lƣợng cacbon hữu cơ có trong mẫu trấu sau đốt.

45 vii TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG VÀ MÔI TRƢỜNG ==========o0o========== TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 1. Tên khóa luận: " Xử lý chất thải rắn nông nghiệp bằng phƣơng pháp đốt thiếu Ôxy tại xã Tân Vinh, huyện Lƣơng Sơn, tỉnh Hoà Bình". Sinh viên thực hiện: Đinh Thế Ngữ Tôn 3. Giáo viên hƣớng dẫn: ThS.

Nguyễn Thị Ngọc Bích và ThS. Trần Thị Hƣơng 4. Mục tiêu nghiên cứu: 4. Mục tiêu chung Đề tài hƣớng tới một mô hình xử lý chất thải rắn nông nghiệp hiệu quả, tăng chất lƣợng dinh dƣỡng có trong mùn tạo ra và từ đó áp dụng vào thực tế sản xuất nông – lâm nghiệp, giảm hàm lƣợng CO2 phát ra môi trƣờng và tránh gây ôn nhiễm môi trƣờng.

Mục tiêu cụ thể  Nghiên cứu xử lý chất thải rắn nông nghiệp bằng phƣơng pháp đốt thiếu ôxy để tăng hàm lƣợng chất dinh dƣơng trong mùn.  Đề xuất mô hình hiệu quả xử lý chất thải rắn nông nghiệp bằng phƣơng pháp đốt thiếu ôxy trên mô hình mới lập đƣợc. Nội Dung Xuất phát từ những mục tiêu trên, đề tài tập trung nghiên cứu nội dung sau: 1) Nghiên cứu thực trạng và cách sử dụng chất thải rắn nông nghiệp xã Tân Vinh, Huyện Lƣơng Sơn, Tỉnh Hoà Bình. 2) Nghiên cứu nâng cao hiệu quả dinh dƣỡng của chất thải rắn nông nghiệp bằng phƣơng pháp đốt.

viii 3) Đề xuất mô hình xử lý chất thải rắn nông nghiệp bằng phƣơng pháp đốt thiếu Ôxy. Những kết quả đạt đƣợc Sau quá trình tiến hành thí nghiệm xử lý chất thải rắn nông nghiệp bằng phƣơng pháp đốt thiếu ôxy, đề tài đã thu đƣợc các kết quả khá khả quan về mặt bảo vệ môi trƣờng cũng nhƣ đem lại hiệu quả kinh tế.  Đề xuất đƣợc mô hình buồng đốt: Với nguyên lý là khống chế đƣợc nhiệt lƣợng đầu vào không làm ảnh hƣởng đến môi trƣờng không khí cũng nhƣ môi trƣờng đất. Sau đây là một số kết luận mà đề tài đã nghiên cứu đƣợc:  Xử lý Vỏ Lạc: Hàm lƣợng nitơ có trong 500gam mẫu vỏ lạc sau khi đốt trong buồng đốt là 7594,542 mg/kg, hàm lƣợng photphat có trong 500gam mẫu vỏ lạc sau khi đốt trong buồng đốt là 147580 mg/kg, tổng cacbon hữu cơ có trong 500gam mẫu vỏ lạc là 8,88%.

 Xử lý Rơm: Hàm lƣợng nitơ có trong 500gam mẫu rơm sau khi đốt trong buồng đốt là 3686,34 mg/kg, hàm lƣợng photphat có trong 500gam mẫu rơm sau khi đốt trong buồng đốt là 147220 mg/kg, tổng cacbon hữu cơ có trong 500gam mẫu vỏ lạc là 3,62%.  Xử lý Trấu: Hàm lƣợng nitơ có trong 500gam mẫu trấu sau khi đốt trong buồng đốt là 11638,3 mg/kg, hàm lƣợng photphat có trong 500gam mẫu trấu sau khi đốt trong buồng đốt là 105800 mg/kg, tổng cacbon hữu cơ có trong 500gam mẫu trấu là 9,62%. ix Đ T VẤN ĐỀ Trong thời kỳ kinh tế hội nhập ngày nay, vấn đề ổn định an ninh lƣơng thực của mỗi quốc gia đang đƣợc chú trọng. Trong đó không những quan tâm tới việc sản xuất lúa gạo, xuất khẩu gạo mà việc xử lý chất thải rắn nông nghiệp đang đƣợc đặt lên hàng đầu.

Việt Nam cũng nhƣ nhiều quốc gia khác trên thế giới, cây lúa nƣớc là cây lƣơng thực chính với sản lƣợng trung bình hàng năm khoảng 38 – 40 triệu tấn trên diện tích gieo trồng khoảng 7,44 triệu ha, trong đó gồm có hai vùng trồng lúa trọng điểm đó là Đồng Bằng Sông Cửu Long có diện tích 3,87 triệu ha và Đồng Bằng Sông Hồng có diện tích 1,115 triệu ha. Những ngƣời nông dân Việt Nam có tập quán canh tác lúa từ hai đến ba vụ trong năm vì vậy nếu trung bình một tấn lúa cho ra 1 đến 1,2 tấn rơm rạ, ƣớc tính sản lƣợng rơm rạ đƣợc thải ra có thể lên đến 40 – 46 triệu tấn/năm[5].