Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12409:2020 (ISO 20200:2015) về Chất dẻo - Xác định mức độ phân rã

• Số hiệu: TCVN12409:2020
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2020

Vật liệu	Khối lượng khô %
Mùn cưa	40
Thức ăn cho thỏ	30
Compost chín	10
Tinh bột ngô	10
Đường mía sacaroza	5
Dầu hạt ngô	4
Ure	1
Tổng số	100
CHÚ THÍCH 1 Phải dùng mùn cưa lấy từ gỗ chưa xử lý. Nên sử dụng gỗ lấy từ cây rụng lá theo mùa. Mùn cưa phải được sàng qua sàng 5 mm trước khi sử dụng CHÚ THÍCH 2 Thức ăn của thỏ là loại bắn sẵn trên thị trường làm từ cỏ linh lăng (Medicago sativa) và rau. Nếu sử dụng sản phẩm có thành phần khác thì phải nêu trong báo cáo thử nghiệm. Hàm lượng protein của thức ăn cho thỏ phải xấp xỉ 15 % và hàm lượng xenlulo xấp xỉ 20%.

6  Bình tạo compost

Bình tạo compost hay sử dụng là hộp được làm bằng polypropylene hoặc vật liệu phù hợp khác có kích thước 30 cm (dài) x 20 cm (rộng) x 10 cm (cao). Hộp phải có nắp đậy kín để tránh bay hơi nhiều. Ngoài ra, các khe giữa hộp và nắp phải được dán kín bằng băng dính. Ở giữa hai chiều rộng 20 cm, khoét một lỗ đường kính 5 mm cách đáy hộp khoảng 6,5 cm. Hai lỗ này có tác dụng thông khí giữa môi trường bên trong và môi trường bên ngoài hộp vì thế không được bịt kín.

Có thể sử dụng dụng cụ chứa khác có thể tích từ 5 lít đến 20 lít miễn là có thể chứng minh được nó không tạo ra các điều kiện kỵ khí không thích hợp. Hộp chứa phải được làm kín theo cách tránh làm khô quá mức các chất chứa bên trong. Cũng phải khoét lỗ trong hộp để lưu thông khí và đảm bảo điều kiện hiếu khí trong suốt giai đoạn tạo compost.

7  Quy trình

7.1  Chuẩn bị vật liệu thử

Cắt vật liệu thử thành các miếng có kích thước như quy định trong Bảng 2 tùy theo độ dày của vật liệu.

Sấy khô vật liệu thử trong tủ sấy ở (40 ± 2) °C trong chân không trong khoảng thời gian cần để đạt đến khối lượng không đổi. Trước khi trộn các miếng vật liệu với rác tổng hợp, ngâm chúng trong nước cất không quá 30 s.

Bảng 2 - Kích thước của miếng vật liệu thử sử dụng trong phép thử phân rã

Độ dày của vật liệu thử

...

...

...

mm

< 5 mm

25 x 25 x độ dày ban đầu

> 5 mm

15 x 15 x độ dày (từ 5 mm đến 15 mm)

7.2  Bắt đầu phép thử

Sử dụng tối thiểu ba bình tạo compost với mỗi loại vật liệu. Lấy từ 5 g đến 20 g vật liệu thử cho vào mỗi bình, tùy thuộc vào thể tích chiếm chỗ của vật liệu thử và trộn với 1 kg rác tổng hợp ướt. Tỷ lệ giữa khối lượng của vật liệu thử với khối lượng của rác tổng hợp ướt phải từ 0,5 % đến 2 %. Đưa hỗn hợp này xuống đáy bình tạo compost, tạo thành một lớp đồng đều. Không nén hỗn hợp để cho khí lưu thông bên trong lớp nền. Ghi lại khối lượng vật liệu thử trong mỗi bình.

7.3  Giai đoạn ủ ưu nhiệt (nhiệt độ cao)

Đậy và cân từng bình tạo compost và đặt bình vào trong tủ sấy tuần hoàn không khí, được duy trì ở nhiệt độ không đổi (58 ± 2) °C trong khoảng thời gian tối thiểu là 45 ngày và tối đa là 90 ngày. Ghi lại nhiệt độ tủ sấy trong suốt quá trình thử hoặc sử dụng nhiệt kế tối đa-tối thiểu, để kiểm tra nhiệt độ ít nhất hai lần một tuần.

...

...

...

7.4  Giai đoạn ủ nhiệt độ trung bình (tại nhiệt độ phòng)

Nếu khi kết thúc giai đoạn ủ ưu nhiệt mà vật liệu thử vẫn chưa phân rã đầy đủ, có thể tiếp tục phép thử theo quy trình sau đây. Thêm 25 g compost chín vào từng bình tạo compost. Trộn nhẹ nhàng compost và đất để tránh làm phá hủy cơ học các miếng cặn vật liệu thử. Đậy từng bình và để vào trong tủ sấy tuần hoàn không khí ở (25 ± 2) °C trong tối đa 90 ngày. Ghi lại nhiệt độ tủ sấy trong suốt quá trình thử hoặc sử dụng nhiệt độ tối đa-tối thiểu, để kiểm tra nhiệt độ ít nhất hai lần một tuần. Kiểm tra khối lượng mỗi tuần một lần và thêm nước nếu cần để đưa về giá trị 70 % của khối lượng xác định được khi bắt đầu phép thử (xem 7.3). Không trộn khối lượng tạo compost trong giai đoạn này.

Nếu phép thử được kéo dài theo cách này, phải nêu trong báo cáo thử nghiệm.

Bảng 3 - Quá trình tạo compost (giai đoạn ủ ưu nhiệt)

Thời gian từ khi bắt đầu

ngày

Thực hiện

0

Ghi lại khối lượng ban đầu của bình tạo compost

...

...

...

Cân bình tạo compost và cho thêm nước để đạt đến khối lượng ban đầu, nếu cần. Trộn các chất tạo compost

8, 10, 16, 18, 21, 23, 25, 28

Cân bình tạo compost và thêm nước để đạt đến khối lượng ban đầu, nếu cần. Không trộn các chất tạo compost

30, 45

Cân bình tạo compost và cho thêm nước để đạt đến 80 % khối lượng ban đầu, nếu cần. Trộn các chất tạo compost

Từ 30 đến 60, một tuần hai lần

Cân bình tạo compost và cho thêm nước để đạt đến 80 % khối lượng ban đầu, nếu cần. Trộn các chất tạo compost

Từ 60 trở đi, một tuần hai lần

Cân bình tạo compost và cho thêm nước để đạt đến 70 % khối lượng ban đầu, nếu cần. Trộn các chất tạo compost

...

...

...

Trong quá trình thử, rác thải tổng hợp sẽ trở thành compost, nghĩa là quá trình tạo compost phải xảy ra. Phản ứng tạo compost được kiểm soát bằng cách kiểm tra các chất compost khi trộn và thêm nước. Các thông số dự đoán phải được tính đến cả yếu tố chủ quan và khách quan như mô tả trong Điều 9.

9  Thông số dự đoán

9.1  Mùi

Trong quá trình tạo compost có thể phát hiện các mùi đặc trưng kế tiếp nhau. Trong vòng hai hoặc ba ngày đầu, rác tổng hợp có mùi chua, sau đó mùi dần thành khai trong vòng từ 5 ngày đến 10 ngày, kéo dài khoảng 10 ngày. Cuối cùng, hỗn hợp không có mùi đặc trưng hoặc có mùi giống đất. Ghi vào báo cáo thử nghiệm bất kỳ sai khác nào so với các dấu hiệu này.

9.2  Ngoại quan

Ngoại quan của vật liệu tạo compost thay đổi trong hai tuần đầu tiên. Trong tuần đầu sẽ nhìn thấy các sợi nấm phát triển trên vật liệu tạo compost. Màu của rác tổng hợp ban đầu có màu vàng nhạt vì có nhiều mùn cưa sau đó sẽ chuyển sang màu nâu trong vòng 10 ngày. Ghi vào báo cáo thử nghiệm những sai khác so với dấu hiệu này.

9.3  Phân tích hóa học

Phân tích các mẫu rác tổng hợp sử dụng khi bắt đầu phép thử và các mẫu compost thu được ở cuối quá trình tạo compost, sau khi sàng để xác định giá trị đầu và cuối của các thông số sau: tỷ lệ các bon tổng trên nitơ tổng (tỷ lệ C:N) và pH. Đo và ghi lại các thông số này theo phương pháp chuẩn.

CHÚ THÍCH Hàm lượng cacbon tổng sử dụng để xác định tỷ lệ C:N được tính theo hàm lượng chất rắn bay hơi chia cho hai

...

...

...

Sau khi sàng, xác định khối lượng khô và hàm lượng chất rắn bay hơi của rác tổng hợp ban đầu và compost thu được cuối cùng khi kết thúc quá trình tạo compost (xem Điều 10). Xác định khối lượng khô (DM) của mẫu bằng cách sấy khô trong tủ sấy ở 105 °C đến khối lượng không đổi. Biểu thị khối lượng khô theo phần trăm khối lượng tổng của mẫu thử. Xác định nồng độ chất rắn bay hơi bằng cách nung mẫu đã được sấy khô ở 105 °C để xác định khối lượng khô tại nhiệt độ 550 °C trong vòng từ 6 h đến 8 h. Cân mẫu và lặp lại quá trình nung và cân cho đến khi đạt khối lượng không đổi. Khối lượng thất thoát từ quá trình nung là nồng độ chất rắn bay hơi của mẫu. Biểu thị nồng độ chất rắn bay hơi (VS) theo phần trăm DM của mẫu.

10  Kết thúc phép thử và xác định mức độ phân rã

Mở nắp từng bình tạo compost và đặt các bình vào tủ sấy tuần hoàn không khí ở (58 ± 2) °C để sấy khô các chất trong bình. Đập nhẹ nhàng các cục compost nếu có, lưu ý không phá hủy các miếng cặn của mẫu thử còn ở trong các cục compost. Dừng quá trình sấy khi đạt được khối lượng không đổi.

Compost thu được từ mỗi bình tạo compost phải được sàng, sử dụng sàng tiêu chuẩn theo ISO 3310-1, bắt đầu với sàng 10 mm. Kiểm tra các phần không lọt qua sàng. Nhẹ nhàng đập vỡ các cục compost, lưu ý không làm hư hại các miếng cặn của mẫu thử còn ở trong các cục compost. Cho các hạt này đi qua sàng cùng với các phần có kích cỡ nhỏ hơn 10 mm. Giữ lại các miếng cặn của mẫu thử không lọt qua sàng 10 mm. Sau đó sàng lọc tiếp compost bằng sàng 5 mm và cuối cùng bằng sàng 2 mm, theo quy trình tương tự với sàng 10 mm. Tập hợp các vật liệu thử thu được trong các giai đoạn sàng khác nhau, rửa sạch compost và nếu cần rửa bằng cách ngâm vào trong nước. Quan trọng là quá trình làm sạch và rửa phải được tiến hành cẩn thận để tránh làm thất thoát vật liệu thử. Cuối cùng, sấy khô vật liệu thử trong tủ sấy ở (40 ± 2) °C trong điều kiện chân không đến khối lượng không đổi. Ghi lại khối lượng cuối.

11  Tính mức độ phân rã

Vật liệu chất dẻo thu hồi được từ quá trình sàng (xem Điều 10) được coi là vật liệu không phân rã. Vật liệu lọt qua sàng được cho là đã phân rã. Mức độ phân rã, D, được tính bằng % theo Công thức (1):

(1)

Trong đó:

...

...

...

m_r là khối lượng khô của vật liệu còn lại sau khi sàng

Tính mức độ phân hủy của riêng từng bình tạo compost.

12  Biểu thị kết quả

Trong tiêu chuẩn này, mức độ phân rã được tính là giá trị trung bình mức độ phân hủy của ba mẫu song song.

13  Giá trị sử dụng của phép thử

Phép thử được cho là có giá trị nếu thỏa mãn các yêu cầu sau

a) Giảm nồng độ chất rắn bay hơi.

Trong mỗi bình tạo compost độ giảm R của tổng hàm lượng chất rắn bay hơi giữa rác tổng hợp ban đầu và compost thu được khi kết thúc phép thử phải lớn hơn hoặc bằng 30 %, R được tính theo công thức (2)

...

...

...

Trong đó:

m_i là khối lượng ban đầu của rác tổng hợp ướt được đưa vào bình tạo compost;

(DM)_i là khối lượng khô ban đầu của rác tổng hợp, tính bằng phần trăm;

(VS)_i là hàm lượng chất rắn bay hơi ban đầu của rác tổng hợp, tính bằng phần trăm;

m_f là khối lượng cuối của compost;

(DM)_f là khối lượng khô cuối của compost, tính bằng phần trăm;

(VS)_f là hàm lượng chất rắn bay hơi cuối của compost, biểu thị bằng phần trăm.

VÍ DỤ Trong một phép thử điển hình, khối lượng ẩm ban đầu của rác tổng hợp là 1000 g. Phần trăm khối lượng khô là 44,63 % và phần trăm hàm lượng chắt rắn bay hơi là 91,15 % (theo khối lượng khô). Khi kết thúc phép thử, khối lượng compost ướt cuối là 511 g, phần trăm khối lượng khô là 54,83 % và phần trăm hàm lượng chất rắn bay hơi là 83,80 %. Vậy

...

...

...

lớn hơn 30 %

b) Giá trị của kết quả

Mức độ phân rã của ba mẫu song song không được khác nhau quá 20 %.

14  Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm ít nhất các thông tin sau.

a) Viện dẫn tiêu chuẩn này;

b) Tất các thông tin cần thiết để nhận biết và mô tả vật liệu thử, bao gồm mô tả về hình dạng vật lý, độ dày và kích thước của miếng mẫu được cắt từ đó;

c) Mô tả về rác tổng hợp được sử dụng, nghĩa là các thành phần được sử dụng để chuẩn bị và hàm lượng từng loại, tỷ lệ C/N của rác tổng hợp, khối lượng khô của rác (tính bằng phần trăm khối lượng ướt), hàm lượng chất rắn bay hơi (tính bằng phần trăm khối lượng khô) và pH;

d) Mô tả về thiết bị sử dụng, như bình tạo compost sinh học và kích thước bình, các sàng chuẩn sử dụng;

...

...

...

f) Bảng thể hiện, cho mỗi bình, số bình tạo compost và các đặc tính sau của compost được xác định sau khi sàng: khối lượng tổng, khối lượng khô (tính bằng phần trăm khối lượng tổng), hàm lượng chất rắn bay hơi (tính bằng phần trăm khối lượng khô), tỷ lệ C/N và pH;

g) Bảng thể hiện cho mỗi bình, các thông tin sau: số bình tạo compost và giá trị giảm R về hàm lượng chất rắn bay hơi, được tính toán theo Điều 13, khoản a);

h) Bảng thể hiện cho mỗi bình chi tiết về việc bổ sung nước và thao tác trộn được thực hiện (ngày, thao tác thực hiện, lượng nước thêm vào, khối lượng bình và các quan sát bất kỳ);

i) Bảng thể hiện cho mỗi bình, lượng vật liệu thử ban đầu, lượng vật liệu thử thu hồi khi kết thúc phép thử và mức độ phân rã, D được tính theo Điều 11;

j) Thông tin về chất cấy compost như nguồn, thời gian, ngày thu, lưu giữ, xử lý, ổn định, khối lượng khô tổng số, hàm lượng chất rắn bay hơi, giá trị pH của dung dịch (nghĩa là 1 phần compost với 5 phần nước khử ion) và các mùi đặc trưng, ngoại quan của compost nếu có.