Nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu để áp dụng trong xử lý chất thải rắn sinh hoạt hữu cơ làm phân bón hữu cơ sinh học tại đà nẵng (tt)

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ CHÂU HUY NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT CHẾ PHẨM VI SINH VẬT HỮU HIỆU ĐỂ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT HỮU CƠ LÀM PHÂN BÓN HỮU CƠ SINH HỌC TẠI ĐÀ NẴNG Chuyên ngành: Kỹ thuật mơi trường Mã số: 8520320 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Đà Nẵng – Năm 2022 Cơng trình hồn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: TS ĐẶNG QUANG HẢI Phản biện 1: TS Huỳnh Ngọc Thạch Phản biện 2: TS Lê Hoàng Sơn Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật môi trường Trường Đại học Bách khoa vào ngày 15 tháng 07 năm 2022 Có thể tìm hiểu luận văn tại:  Trung tâm Học liệu Truyền thông, Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng  Thư viện Khoa Môi trường, Trường Đại học Bách khoa ĐHĐN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Việc áp dụng công nghệ xử lý truyền thống chôn lấp, đốt, … chưa giải pháp hữu hiệu để bảo vệ môi trường Xử lý chất thải hữu phương pháp sinh học bao gồm việc tạo chế phẩm vi sinh vật có khả phân huỷ mạnh hợp chất hữu chất thải để ứng dụng xử lý chất thải hữu thành phân bón hữu sinh học phương án xử lý thân thiện với mơi trường, khơng xử lý chất thải hữu mà cịn tạo lượng phân bón từ chất thải hữu để giảm bớt chi phí phân bón cho người nơng dân Phương pháp khơng giải vấn đề thối hố đất, tránh nhiễm mơi trường mà cịn nâng cao suất cho ngành nông nghiệp Đây giải pháp có ý nghĩa thực tiễn, vừa bảo vệ mơi trường, vừa tạo nguồn phân bón hữu cho ngành nông nghiệp Sử dụng chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu để áp dụng vào sản xuất phân bón phục vụ nơng nghiệp tạo lợi ích lớn cho người sử dụng chế phẩm vi sinh vật không gây ảnh hưởng sức khoẻ người trồng, không gây ô nhiễm môi trường tác hại đến kết cấu đất, khơng làm thối hố mà cịn góp phần tăng độ phì nhiêu cho đất, cịn có khả diệt côn trùng gây hại, tăng đề kháng trồng, giảm thiểu sử dụng thuốc bảo vệ thực vật Có khả đồng hố chất dinh dưỡng góp phần tăng chất lượng sản phẩm Do tính chất mức độ quan trọng nên việc thực đề tài “Nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu để ứng dụng xử lý chất thải rắn sinh hoạt hữu làm phân bón hữu sinh học Đà Nẵng” cần thiết Hướng nghiên cứu đề tài THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội mở giải pháp áp dụng tiến kỹ thuật, cơng nghệ kiểm sốt ô nhiễm môi trường theo hướng quản lý tái sử dụng tồn diện chất thải hữu góp phần xây dựng phát triển ngành nông nghiệp bền vững thân thiện mơi trường Ngồi việc tạo chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu có nguồn gốc phân lập từ Đà Nẵng để áp dụng xử lý chất thải rắn sinh hoạt hữu làm phân bón hữu sinh học Đà Nẵng mở giải pháp xử lý chất thải mới, thân thiện hữu ích mơi trường, góp phần cho cơng phát triển bền vững nông nghiệp địa bàn thành phố Mục tiêu nghiên cứu 2.1.Mục tiêu tổng quát Tạo chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu địa có khả chuyển hố hợp chất hữu chất thải bước đầu ứng dụng xử lý chất thải rắn sinh hoạt hữu làm phân bón hữu sinh học để phục vụ cho sản xuất nơng nghiệp, góp phần giảm thiểu giải tình trạng nhiễm mơi trường loại chất thải hữu gây địa bàn thành phố Đà Nẵng 2.2.Mục tiêu cụ thể Tạo chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu có hoạt tính phân giải cellulose, tinh bột protein cao chất thải rắn sinh hoạt hữu Thử nghiệm bước đầu ứng dụng chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu để xử lý chất thải rắn sinh hoạt hữu địa bàn thành phố Đà Nẵng làm phân bón hữu sinh học Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 3.1.Ý nghĩa khoa học Kết đề tài sở khoa học để đánh giá hiệu việc ứng dụng chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu xử lý chất thải rắn THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội sinh hoạt hữu thành phân bón hữu sinh học để phục vụ cho sản xuất nơng nghiệp, góp phần nâng cao giá trị chất thải rắn sinh hoạt hữu cơ, thúc đẩy ngành nông nghiệp phát triển bền vững, nâng cao thu nhập cho người nông dân thành phố Đà Nẵng nói riêng nước nói chung 3.2.Ý nghĩa thực tiễn Giảm thiểu ô nhiễm môi trường, giảm thiểu phần diện tích chơn lấp dần cạn kiệt địa bàn thành phố chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt hữu gây Giảm chi phí phân bón, thuốc trừ sâu cho người nông dân Đà Nẵng, tạo nguồn lợi thơng qua việc sản xuất phân bón từ chất thải rắn sinh hoạt hữu Cung cấp, bổ sung tài liệu tham khảo lĩnh vực xử lý chất thải chế phẩm vi sinh vật Cấu trúc luận văn MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chất thải rắn sinh hoạt 1.1.1 Nguồn gốc 1.1.2 Thành phần 1.1.3 Khối lượng phát sinh 1.2 Tổng quan chế phẩm vi sinh vật 1.2.1 Khái niệm chế phẩm vi sinh vật Chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu (Effective microorganisms) tập hợp lồi vi sinh vật có ích Vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, xạ khuẩn, nấm mốc Sống cộng sinh môi trường Có thể áp dụng chúng chất cấy Chế phẩm vi sinh vật hoạt động dựa chế tạo hệ sinh thái giúp cho vi sinh vật hoạt động tốt Nhằm tăng cường tính đa dạng vi sinh vật, bổ sung vi sinh vật có ích vào môi trường tự nhiên Giảm thiểu ô nhiễm mơi trường vi sinh vật có hại gây 1.2.2 Ứng dụng chế phẩm vi sinh vật 1.2.2.1 Ứng dụng chăn nuôi 1.2.2.2 Ứng dụng trồng trọt 1.2.2.3 Ứng dụng xử lý nước thải 1.2.2.4 Ứng dụng nuôi trồng thuỷ sản 1.2.2.5 Ứng dụng sản xuất phân bón 1.2.3 Một số chế phẩm vi sinh vật bật thị trường 1.2.3.1 Chế phẩm EM 1.2.3.2 Chế phẩm Sagi Bio 1.2.3.3 Chế phẩm vi sinh vật trừ sâu BT (Bacillus thuringiensis) 1.2.3.4 Chế phẩm vi sinh EMIC 1.2.3.5 Chế phẩm vi sinh EMUNIV THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 1.2.3.6 Chế phẩm S.EM 1.3 Nhu cầu sử dụng phân bón ngành nơng nghiệp Việt Nam 1.3.1 Tình hình sản xuất phân bón nước 1.3.2 Tình hình nhập 1.3.3 Nhu cầu sử dụng 1.4 Tình hình nghiên cứu ứng dụng chế phẩm vi sinh vật xử lý chất thải hữu giới Việt Nam 1.4.1 Ứng dụng chế phẩm vi sinh vật xử lý chất thải hữu giới Theo nghiên cứu Babett et al (2021) việc áp dụng vi khuẩn Cellulomonas flavigena Streptomyces viridosporus việc xử lý phế phẩm hoa oải hương (hoa lavander) việc sử dụng chế phẩm vật liệu ủ kéo dài giai đoạn ưa nhiệt, đẩy nhanh phân huỷ chất hữu nâng cao số lượng vi sinh vật hữu ích cịn sống, Sản phẩm ủ khơng có xuất vi khuẩn thương hàn Salmonella E.coli, sản phẩm ủ ổn định sẵn sàng để sử dụng Theo kết nghiên cứu từ trước đến chưa có nghiên cứu thành công việc sử dụng vật liệu ủ hoa oải hương Ngoài yếu tố quan trọng pH, độ ẩm, ủ kỵ khí hay hiếu khí vật liệu phần quan trọng trình ủ phân qua nghiên cứu Yee Van Fan et al (2017) so sánh việc sử dụng nguyên liệu ủ phế phẩm nông nghiệp hay chất thải thị hữu (CTĐTHC) nói lên phế phẩm nông nghiệp tạo nhiều kết tích cực chất thải thị hữu việc xử lý chế phẩm vi sinh Chất thải đô thị hữu sử dụng để ủ có thay THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội đổi lớn mẫu đối chứng mẫu có chế phẩm, khác biệt lớn mẫu có chế phẩm kiểm sốt tốt mùi q trình ủ 1.4.2 Ứng dụng chế phẩm vi sinh vật xử lý chất thải hữu Việt Nam Tác giả Vũ Thuý Nga cộng (2011) tuyển chọn 05 chủng giống vi sinh vật địa gồm Streptomyces griseosporeus, Streptomyces rochei, Bacillus subtillis, Lactobacillus farraginis, Saccharomyces cerevisiae từ phế thải chăn nuôi Quỳ Hợp, Nghệ An từ tạo chế phẩm vi sinh xử lý phế thải chăn ni thành phân bón hữu sinh học xây dựng 05 mô hình ủ phân lúa, ngơ, lạc, đậu tương rau Quỳ Hợp Nguyễn Thị Hằng Nga cộng (2016) nghiên cứu sản xuất thành công chế phẩm vi sinh vật từ phế thải trình chế biến tinh bột để làm phân hữu sinh học, chế phẩm sử dụng than bùn chất mang đạt yêu cầu chất lượng theo TCVN 6168-2002 với mật độ tế bào  108 CFU/g đảm bảo chất lượng sau tháng bảo quản Từ mẫu nước thải nhà máy giấy, Vũ Thị Dinh cộng (2017) phân lập 11 chủng vi sinh có khả phân giải cellulose, lựa chủng tối ưu Bacillus subtillis bắt đầu áp dụng để xử lý nước thải nhà máy giấy Với quy mơ phịng thí nghiệm hiệu thu từ việc áp dụng chủng Bacillus subtillis cao với hiệu suất COD đạt 84,3% sau 09 ngày xử lý Lê Thị Loan Cao Ngọc Điệp (2019) phân lập chủng vi khuẩn Bacillus subtillis từ sở sản xuất hủ tiếu Mỹ Tho Tiền Giang ứng dụng vào xử lý nước thải Ứng dụng vi khuẩn xử lý nước thải sở sản xuất bún làm giảm số BOD5, TSS, số N tổng, P tổng hàm lượng ammonium THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 17,76%, 11,26%, 21,87%, 21,67% 36,61% so với số ban đầu Chỉ tiêu tổng chất rắn lơ lửng hàm lượng amoni đạt tiêu chuẩn A QCVN:40-2011/BTNMT Tại Khánh Hoà, tác giả Lê Đặng Công Toại (2020) giới thiệu quy trình kỹ thuật ủ phân hữu với nguyên liệu phụ phẩm thu hoạch nông nghiệp kết hợp chế phẩm sinh học Fito- Biomix RR Các kết đạt có độ xác cao, hiệu quả, dễ thực có khả nhân rộng lớn Tác giả Đặng Quang Hải (2020) phân lập tuyển chọn từ nước thải nhà máy sản xuất cồn 03 chủng vi khuẩn có hoạt tính amylase, cellulose protease cao Thực nghiệm trình tạo bùn hoạt tính từ chủng tuyển chọn với thời gian nhân giống bình tam giác 250ml khoảng 36 giờ, nhân giống bể lớn để tạo đủ lượng bùn hoạt tính đưa vào xử lý khoảng 48 cho cấp nhân giống Kết cho thấy nước thải sản xuất cồn có hàm lượng hữu cao (COD 2840 – 4123 mg/l) phương pháp hiếu khí với hàm lượng bùn hoạt tính bổ sung 30% cho hiệu suất xử lý cao 84,46% trường hợp khơng bổ sung bùn hoạt tính đạt 63,72% THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu Các chủng vi sinh vật có khả phân giải cellulose, tinh bột protein Các chủng vi sinh vật sử dụng để sản xuất chế phẩm chủng tuyển chọn thu nhận Trung tâm Công Nghệ Sinh học Đà Nẵng (từ đề tài nghiên cứu khoa học cấp sở TS Đặng Quang Hải):  CT1: Bacillus velezenis  CT10: Bacillus amyloloquefaciens  R35: Bacillus subtilis 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 2.2 Nội dung nghiên cứu Nội dung nghiên cứu luận văn bao gồm: Nội dung 1: Đánh giá tình hình ứng dụng chế phẩm vi sinh vật xử lý chất thải hữu giới Việt Nam  Tổng quan chất thải rắn sinh hoạt  Tổng quan chế phẩm vi sinh vật  Nhu cầu sử dụng phân bón ngành nơng nghiệp Việt Nam  Tình hình nghiên cứu ứng dụng chế phẩm vi sinh vật xử lý chất thải hữu giới Việt Nam Nội dung 2: Nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu có hoạt tính phân giải cellulose, tinh bột protein THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 10  pH : 7,2 ± 0,2 Đối với môi trường lỏng (cao thịt – pepton) khơng dùng thạch   Chuẩn bị môi trường dụng cụ Khử trùng môi trường làm thạch nghiêng, thạch đĩa: 2.3.3.2 Xác định điều kiện sinh trưởng tối ưu chủng vi sinh vật  Ảnh hưởng nhiệt độ Thí nghiệm thực môi trường dịch thể NA, nuôi mức nhiệt độ 20°C, 30°C, 40°C, 50°C, 60°C thời gian ngày Xác định hoạt tính enzyme chủng vi sinh vật phương pháp khuếch tán phóng xạ môi trường thạch đĩa  Ảnh hưởng pH Thí nghiệm thực mơi trường dịch thể NA nhiệt độ bình thường 30°C Điều chỉnh pH đạt đến giá trị 5, 6, 7, dung dịch NaOH 10% HCl 10% nuôi thời gian ngày Xác định hoạt tính enzyme chủng vi sinh vật phương pháp khuếch tán phóng xạ mơi trường thạch đĩa  Khảo sát động thái sinh trưởng chủng vi sinh vật Để khảo sát động thái sinh trưởng loài vi sinh vật tuyển chọn, sử dụng môi trường cao thịt – pepton Vi khuẩn nuôi môi trường dịch thể Mỗi chủng tiến hành khảo sát điều kiện hiếu khí (ni máy lắc với tốc độ 150 vòng/phút) Sau 24 lấy mẫu xác định mật độ tế bào vi sinh vật 2.3.3.3 Xác định hoạt tính enzyme chủng vi khuẩn phương pháp khuếch tán phóng xạ mơi trường thạch đĩa 2.3.3.4 Cấy chuyển giống từ ống nghiệm sang ống nghiệm khác 2.3.3.5 Môi trường lên men sinh khối THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 11 2.3.3.6 Lựa chọn chất mang phù hợp Chất mang sử dụng (cám gạo, than bùn, trấu xay) nghiền nhỏ, sấy nhiệt độ 130°C để đạt độ ẩm 5%, sau phối trộn với sinh khối chủng vi sinh vật nghiên cứu theo tỉ lệ 1:1, 1:2 1:3, sấy 40°C đạt độ ẩm theo quy định, bao gói túi polyethylen dán kín, bảo quản nhiệt độ thường Kiểm tra mật độ tế bào vi sinh vật sau 30 ngày bảo quản Chất mang lựa chọn với tiêu chí mật độ vi sinh vật cao ( 108 CFU/g), giá trình thấp tiêu chí bảo quản 2.3.3.7 Nghiên cứu xác định tỉ lệ phối trộn chủng VSV Sinh khối chủng vi sinh vật phối trộn theo tỉ lệ 1:1:1, 1:1:2, 1:2:1 2:1:1, tạo hỗn hợp sinh khối tiếp tục phối trộn với chất mang theo tỉ lệ 1:1, 1:2 1:3 sấy 40°C đạt độ ẩm theo – 9%, bao gói túi polyethylen dán kín, bảo quản nhiệt độ thường Xác định mật độ vi sinh vật chất mang sau 30 ngày 2.3.3.8 Nghiên cứu xác định tỉ lệ phối trộn hỗn hợp vi sinh vật với chất mang Phối trộn sinh khối hỗn hợp vi sinh vật với chất mang theo tỉ lệ 1:1, 1:2 1:3, sấy 40°C đạt độ ẩm – % Tỉ lệ phối trộn phù hợp mật độ tế bào vi sinh vật cao  108 CFU/g thời điểm kiểm tra sau 30 ngày 2.3.3.9 Xác định chất lượng thời gian bảo quản chế phẩm vi sinh vật Chế phẩm VSV sau sản xuất với điều kiện tối ưu lựa chọn Sản phẩm hoàn thiện đóng gói túi polyethylene, THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 12 bảo quản nhiệt độ thường Kiểm tra mật độ tế bào vi sinh vật chế phẩm theo thời gian bảo quản 0, 1, tháng 2.3.4 Phương pháp xác định mật độ tế bào vi sinh vật chế phẩm 2.3.5 Phương pháp nghiên cứu xử lý chất thải rắn sinh hoạt hữu thành phân bón hữu sinh học Thí nghiệm xử lý chất thải rắn hữu có sử dụng chế phẩm VSV theo phương pháp ủ bán hiếu khí có đảo trộn với 03 cơng thức thí nghiệm 01 mẫu đối chứng Các công thức ủ bổ sung chế phẩm VSV với tỉ lệ 2%, 5% 10%.Bổ sung vôi bột (2%), phân lân (3%) nguyên liệu khác để làm ổn định độ ẩm ban đầu q trình ủ Cơng thức thí nghiệm: Bảng 2.1: Các cơng thức thí nghiệm ủ phân Cơng thức Khối lượng chất thải Tỉ lệ bổ sung chế Phân lân Vôi bột (g) (g) phẩm (%) Mẫu I 150 100 Mẫu II 150 100 Mẫu III 5 150 100 Mẫu IV 10 150 100 2.3.6 Phương pháp phân tích số tiêu chất lượng phân bón Chỉ số OC, N, P2O5, độ ẩm, nhiệt độ, pH, chiều cao độ chín Kết phân tích so sánh với QCVN 01 189:2019/BNNPTNT để đánh giá chất lượng phân bón 2.3.7 Phương pháp thống kê xử lý số liệu THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 13 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu có hoạt tính phân giải cellulose, tinh bột protein 3.1.1 Đánh giá đặc tính chủng vi sinh vật sử dụng để sản xuất chế phẩm 3.1.1.1 Đặc tính Bacillus 3.1.1.2 Bacillus velezensis (CT1) 3.1.1.3 Bacillus amyloliquefaciens (CT10) 3.1.1.4 Bacillus subtilis (R35) 3.1.1.5 Xác định điều kiện sinh trưởng tối ưu cho chủng vi sinh vật  Ảnh hưởng nhiệt độ: Dựa vào kết bảng 3.1, thấy khoảng nhiệt độ 20 – 60C 03 chủng VSV hoạt động tốt.Và mức nhiệt 30 – 40C 03 chủng hoạt động tốt Bảng 3.1: Ảnh hưởng nhiệt độ Nhiệt độ (C) Hoạt tính enzyme (D- Chủng vi d, mm) khuẩn 20 30 40 50 60 CT1 7,74 11,14 12,42 7,33 8,42 CT10 9,29 12,76 12,55 9,26 9,26 R35 6,59 8,16 8,19 7,55 5,83 CT1 21,29 12,76 12,42 8,79 8,42 CT10 11,85 9,47 14,34 15,48 14,77 R35 18,59 8,91 18,64 19,44 12,16 CT1 15,76 18,57 25,05 15,05 7,58 CT10 13,98 22,97 27,06 12,02 17,22 R35 8,70 21,23 17,81 11,13 19,99 Amylase Cellulase Protease THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 14  Ảnh hưởng pH môi trường: Cả 03 chủng VSV hoạt động tốt dải pH – Dải pH tốt để 03 chủng VSV thích ứng, phát triển hoạt động tốt pH – Bảng 3.2: Ảnh hưởng pH pH Hoạt tính enzyme Chủng vi (D-d, mm) khuẩn CT1 7,27 10,79 13,36 8,77 CT10 7,87 9,80 7,54 7,50 R35 6,03 9,29 9,53 6,17 CT1 11,60 8,57 6,67 13,35 CT10 8,35 6,57 9,83 20,83 R35 6,22 13,46 9,96 10,19 CT1 14,86 9,70 25,98 10,45 CT10 9,03 27,66 24,12 12,57 R35 13,95 25,10 12,93 16,42 Amylase Cellulase Protease  Động thái sinh trưởng: Mật độ tế bào (x108 CFU/ml) Hình 3.1: Đồ thị động thái sinh trưởng chủng vi sinh vật 400 200 0 CT1 24 48 CT10 72 R35 96 Giờ Xác nhận thời gian sinh trưởng tối ưu cho 03 chủng CT1, CT10 R35 48h THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 15 3.1.2 Lựa chọn chất mang Bảng 3.3: Mật độ vi sinh vật chất mang Mật độ tế bào (x109 CFU/g) Chất Tỉ lệ mang Than Bùn Trấu xay Cám gạo VSV : CM ngày 23 ngày 30 ngày 1:1 1,05 0,6 0,6 1:2 4,6 2,2 1,7 1:3 39,4 1,0 0,8 1:1 2,2 1,4 1,3 1:2 4,2 3,2 1,5 1:3 3,4 3,1 3,4 1:1 3,6 0,6 0,4 1:2 6,0 6,0 3,8 1:3 2,0 1,0 0,8 Vì 03 chất mang đạt tiêu chuẩn kỹ thuật để lựa chọn nên ta dựa tiêu chí khác Bảng 3.4: Tiêu chí khác so sánh chất mang Chất mang Giá thành thời điểm mua Khối lượng Khả bảo sau sấy quản 130°C 3h Than 20.000 Bảo quản Giảm 40% so Bùn VNĐ/1kg nhiệt độ thường với ban đầu THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 16 Trấu 1.000 Bảo quản xay VNĐ/1kg nhiệt độ thường Cám 8.000 gạo VNĐ/1kg Dễ xuất ẩm mốc, mọt gạo vón cục Ít thay đổi Giảm 10% so với ban đầu Dựa tiêu phụ nêu bảng 3.4 đề tài lựa chọn trấu xay chất mang sử dụng để tiếp tục nghiên cứu 3.1.3 Nghiên cứu xác định tỉ lệ phối trộn chủng vi sinh vật hỗn hợp vi sinh vật với chất mang 3.1.3.1 Tỉ lệ phối trộn chủng vi sinh vật Và lựa chọn đề tài cho tỉ lệ có mật độ tế bào lớn chủng vi sinh vật nên tỉ lệ 1:2:1 chọn Bảng 3.5: Tỉ lệ phối trộn chủng vi sinh vật Mật độ tế bào (x109 CFU/g) Tỉ lệ chủng vi sinh vật ngày 23 ngày 30 ngày 1:1:1 2,2 1,4 1,3 1:1:2 1,0 1,0 1,8 1:2:1 5,7 6,0 3,2 2:1:1 4,1 2,5 2,4 3.1.3.2 Tỉ lệ phối trộn hỗn hợp vi sinh vật với chất mang Bảng 3.6: Tỉ lệ phối trộn hỗn hợp vi sinh vật với chất mang Mật độ tế bào (x109 CFU/g) Tỉ lệ VSV Thời gian : CM sấy (giờ) ngày 23 ngày 30 ngày 1:1 2,2 1,4 1,3 84 1:2 9,3 5,9 1,9 60 THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 17 1:3 2,0 4,5 44 Đề tài lựa chọn tỉ lệ phối trộn hỗn hợp vi sinh vật với chất mang tỉ lệ 1:2 3.1.4 Xác định chất lượng thời gian bảo quản chế phẩm vi sinh vật Bảng 3.7: Mật độ tế bào thời gian bảo quản Tỉ lệ Chất mang Trấu xay 3.1.5 Tỉ lệ VSV chủng : VSV CM 1:2:1 1:02 Mật độ tế bào (x108 CFU/g) 15 30 45 60 ngày 146,0 89,8 60,6 46,6 36,3 Quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh vật THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 18 Hình 3.3: Sơ đồ quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh vật 3.1.6 So sánh chế phẩm bật thị trường Bảng 3.8: Mật độ tế bào chế phẩm dạng bột Kết mật TCVN 7304- So sánh với Tên chế phẩm dạng độ tế bào 1:2003 TCVN 7304bột (CFU/g) (CFU/g) 1:2003 Chế phẩm từ đề tài 36,3x 108 1x108 Đạt Chế phẩm EMIC ≥ 108 1x108 Đạt Chế phẩm Emuniv ≥ 108 1x108 Đạt Chế phẩm S.EM ≥ 108 1x108 Đạt 3.2 Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu để xử lý chất thải rắn sinh hoạt hữu làm phân bón hữu sinh học 3.2.1 Xây dựng quy trình ủ phân Hình 3.4: Quy trình tiến hành ủ phân 3.2.2 Đánh giá yếu tố ảnh hưởng đến trình ủ phân chất lượng sản phẩm phân ủ THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 19 3.2.2.1 Tính chất cảm quan phân ủ Bảng 3.8: Tính chất cảm quan phân ủ Chỉ Thời gian đánh giá tiêu Mẫu đánh ủ giá Ngày Ngày 8-15 Ngày 16-23 Ngày 24-30 I Màu nâu Màu nâu đen Màu nâu đen Màu xám đen xẫm Màu II Màu nâu Màu nâu đen Màu nâu đen Màu xám đen xẫm sắc III Màu nâu Màu nâu xẫm Màu nâu đen Màu nâu đen IV Màu nâu Màu nâu xẫm Màu nâu đen Màu nâu đen I Chua Hôi Nồng Hôi Nồng Hôi II Chua Hôi Nồng Hôi Nồng Hôi III Chua nhẹ Hôi Hôi nhẹ Hôi nhẹ IV Chua nhẹ Hôi nhẹ Hôi nhẹ Hôi nhẹ I Tơi xốp Mủn Mủn Mủn Thành II Tơi xốp Mủn Mủn Mủn phần III Tơi xốp Tơi xốp Mủn tơi Mủn tơi IV Tơi xốp Tơi xốp Mủn tơi Mủn tơi Mùi 3.2.2.2 Sự thay đổi nhiệt độ trình ủ phân THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 20 Nhiệt độ (°C) 60.0 40.0 20.0 Mẫu I 12 Mẫu II 15 18 21 Mẫu III 24 27 30Ngày Mẫu IV Hình 3.9: Đồ thị thay đổi nhiệt độ trình ủ phân Theo kết thu từ hình 3.10, nhiệt độ chia làm giai đoạn chính: Giai đoạn tăng nhiệt, giai đoạn giảm nhiệt, giai đoạn chín 3.2.2.3 Sự thay đổi độ ẩm trình ủ phân Độ ẩm (%) 95 45 Mẫu I 12 15 Mẫu II 18 21 Mẫu III 24 27 30 Ngày Mẫu IV Hình 3.10: Đồ thị thay đổi độ ẩm trình ủ phân 3.2.2.4 Sự thay đổi pH trình ủ phân pH 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 Mẫu I 12 15 Mẫu II 18 21 Mẫu III 24 27 30 Ngày Mẫu IV Hình 3.11: Đồ thị thay đổi pH trình ủ phân 3.2.2.5 Sự thay đổi chiều cao lớp nguyên liệu trình ủ phân THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội Chiều cao đóng ủ (cm) 21 20.0 10.0 0.0 Mẫu I 12 15 18 21 24 27 30Ngày Mẫu II Mẫu III Mẫu IV Hình 3.12: Đồ thị thay đổi chiều cao lớp nguyên liệu ủ 3.2.2.6 Đánh giá độ chín phân ủ Bảng 3.9: Độ chín (hoại mục) 03 ngày cuối trình ủ Thời gian Nhiệt độ (°C) Mẫu I Mẫu II Mẫu III Mẫu IV Ngày 28 27,4 27,4 27,1 28,4 Ngày 29 27,4 27,5 27,3 28,4 Ngày 30 27,3 27,5 27,5 28,6 Dựa vào kết từ bảng 3.9 ta thấy nhiệt độ 03 ngày cuối mẫu I, II, III IV ổn định 3.2.2.7 Đánh giá chất lượng phân sau ủ Bảng 3.10: Chất lượng sản phẩm phân hữu sau ủ Tên thí nghiệm Thơng số Mẫu I Mẫu II Mẫu III QCVN 01Mẫu 189:2019/B IV NNPTNT So sánh với QCVN 01189:2019/B NNPTNT OC (%) 14,33 13,57 12,18 13,12  15% Chưa đạt N (%) 0,55 0,52 0,64 0,57  2% Chưa đạt THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 22 P2O5 (%) 0,69 0,66 0,82 0,8  2% Chưa đạt Tiêu chí lựa chọn mẫu có khả giảm mùi thơng số %N % P2O5hh lớn nhất, mẫu III IV đề tài lựa chọn mẫu III làm cơng thức để tiến hành xây dựng ủ phân bổ sung thêm hàm lượng N hàm lượng P2O5hh cho đạt yêu cầu theo quy chuẩn Trong 100kg phân ủ cần bổ sung 2,96 kg phân urê 7,15 kg phân supe lân 3.2.3 Đề xuất quy trình xử lý chất thải rắn sinh hoạt hữu làm phân bón hữu sinh học Hình 3.13: Sơ đồ quy trình xử lý chất thải hữu làm phân bón hữu sinh học THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 23 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Từ kết đạt được, đề tài đưa số kết luận sau: 1.Đã tiến hành xác định điều kiện sinh trưởng tối ưu 03 chủng vi khuẩn Bacillus velezensis, Bacillus amyloliquefaciens Bacillus subtilis Cả 03 chủng phân giải sinh trưởng tốt dải nhiệt 20 – 60°C, tốt 30 – 40°C, pH sinh trưởng phân giải tốt dải pH – 8, tốt pH – Thời gian sinh trưởng tối ưu Bacillus velezensis Bacillus amyloliquefaciens 48 giờ, với Bacillus subtilis 24 2.Xác định điều kiện phù hợp để sản xuất chế phẩm vi sinh vật: nhiệt độ thường (30 – 40°C), môi trường nhân sinh khối cao thịt – pepton pH=7, thời gian sinh trưởng tối ưu 48 kết hợp với chất mang trấu xay 03 chủng vi khuẩn Bacillus velezensis, Bacillus amyloliquefaciens Bacillus subtilis tạo thành chế phẩm vi khuẩn đảm bảo mật độ tế bào vi sinh vật  108 CFU/g 3.Đã xây dựng quy trình cơng nghệ tạo chế phẩm vi sinh vật từ ba chủng vi sinh vật địa chất mang trấu xay, đạt mật độ  108 CFU/g, độ ẩm – 9% ổn định sau 02 tháng bảo quản 4.Đã xây dựng quy trình ủ phân hữu với nguyên liệu chất thải rắn sinh hoạt hữu dễ phân huỷ (100%) bổ sung chế phẩm vi sinh vật (5%) từ kết nghiên cứu Sản phẩm sau ủ phân bổ sung thêm 2,96% phân urê 7,15% phân supe lân đơn Kiến nghị Quá trình xử lý chất thải rắn sinh hoạt hữu thành phân bón hữu thử nghiệm quy mơ nhỏ, cần tiếp tục triển khai với quy mô lớn THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 24 Thực ủ phân từ chất thải rắn sinh hoạt hữu có bổ sung chế phẩm vi sinh vật tạo đối chiếu với mẫu ủ có bổ sung chế phẩm vi sinh vật bật thị trường để so sánh hiệu chế phẩm Tuyên truyền, khuyến khích bổ túc kiến thức cho tổ chức, cá nhân áp dụng mơ hình xử lý chất thải kết hợp chế phẩm vi sinh vật để sản xuất phân bón để giảm thiểu lượng chất thải sinh hoạt địa bàn thành phố THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội ... trường Ngồi vi? ??c tạo chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu có nguồn gốc phân lập từ Đà Nẵng để áp dụng xử lý chất thải rắn sinh hoạt hữu làm phân bón hữu sinh học Đà Nẵng mở giải pháp xử lý chất thải mới,... bào vi sinh vật chế phẩm 2.3.5 Phương pháp nghiên cứu xử lý chất thải rắn sinh hoạt hữu thành phân bón hữu sinh học Thí nghiệm xử lý chất thải rắn hữu có sử dụng chế phẩm VSV theo phương pháp... chất lượng thời gian bảo quản chế phẩm vi sinh  Xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm vật: Nội dung 3: Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu để xử lý chất thải rắn sinh hoạt hữu làm