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

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 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Đà Nẵng - Năm 2022 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 môi trường Mã số : 8520320 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS ĐẶNG QUANG HẢI Đà Nẵng - Năm 2022 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các nội dung, số liệu, kết luận văn trung thực tin cậy Tác giả luận văn HÀ CHÂU HUY i THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 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 Học viên: HÀ CHÂU HUY Chun ngành: Kỹ thuật mơi trường Mã số: 8520320 Khóa: K41.KTM Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN Tóm tắt: Ba chủng vi sinh vật hữu hiệu có khả phân giải cellulose, tinh bột protein Bacillus velezensis CT1, Bacillus amyloliquefaciens CT10, Bacillus subtilis R35 nghiên cứu để xác định điều kiện sinh trưởng tối ưu, từ kết khảo sát tiến hành sản xuất chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu từ ba chủng vi sinh CT1, CT10 R35 Và áp dụng chế phẩm để xử lý chất thải rắn sinh hoạt hữu làm phân bón hữu sinh học Chế phẩm sản xuất với tỉ lệ phối trộn chủng 1:2:1 (CT1:CT10:R35) tỉ lệ phối trộn hỗn hợp VSV chất mang trấu xay 1:2, mật độ tế bào thời điểm ban đầu sau 02 tháng bảo quản đạt yêu cầu chất lượng theo TCVN 6168:2002 ( 108CFU/g) Xây dựng công thức ủ phân từ quy trình sản xuất chế phẩm, tiến hành ủ phân với vật liệu chất thải rắn sinh hoạt hữu thành phố Đà Nẵng, bổ sung chế phẩm vi khuẩn (5%) từ kết nghiên cứu Sản phẩm sau ủ phân bổ sung thêm 2,96% phân urê 7,15% phân supe lân đơn Từ khóa – Chế phẩm VSV; phân hữu cơ; Bacillus velezensis; Bacillus amyloliquefaciens; Bacillus subtilis RESEARCH FOR PRODUCTION OF EFFICIENT MICROBIAL PRODUCTS FOR APPLICATION IN ORGANIC SOLID WASTE TREATMENT AS BIOGRAPHIC ORGANIC FERTILIZER IN DA NANG Abstract: Three strains of effective microorganisms capable of degrading cellulose, starch and proteins, Bacillus velezensis CT1, Bacillus amyloliquefaciens CT10, Bacillus subtilis R35 were studied to determine the optimal growth conditions, from the survey results conduct production of effective microbial products from three strains of microorganisms CT1, CT10 and R35 And apply inoculants to treat organic domestic solid waste as bio-organic fertilizer The inoculant was produced with the mixing ratio between strains of 1:2:1 (CT1:CT10:R35) and the mixing ratio between the VSV mixture and the milled husk carrier was 1:2, the cell density at the initial time and after 02 months of storage meet the quality requirements according to TCVN 6168:2002 ( 108CFU/g) Developing a composting formula from the inoculant production process, composting with organic solid waste materials in Da Nang city, adding bacterial inoculants (5%) from research results above Products after composting will be added 2.96% urea and 7.15% single superphosphate Key words – Micobial products; organic fertilizer; Bacillus velezensis; Bacillus amyloliquefaciens; Bacillus subtilis ii THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i TÓM TẮT LUẬN VĂN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC HÌNH, ĐỒ THỊ v DANH MỤC CÁC BẢNG .vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chất thải rắn sinh hoạt 1.1.1 Nguồn gốc .4 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 1.2.2 Ứng dụng chế phẩm vi sinh vật .8 1.2.3 Một số chế phẩm vi sinh vật bật thị trường 11 1.3 Nhu cầu sử dụng phân bón ngành nông nghiệp Việt Nam 16 1.3.1 Tình hình sản xuất phân bón nước 18 1.3.2 Tình hình nhập 19 1.3.3 Nhu cầu sử dụng 20 1.4 Tình hình nghiên cứu ứng dụng chế phẩm vi sinh vật xử lý chất thải hữu giới Việt Nam 20 1.4.1 Ứng dụng chế phẩm vi sinh vật xử lý chất thải hữu giới 21 1.4.2 Ứng dụng chế phẩm vi sinh vật xử lý chất thải hữu Việt Nam .25 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .28 2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 28 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 28 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 28 2.2 Nội dung nghiên cứu .28 2.3 Phương pháp nghiên cứu 30 2.3.1 Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu liên quan 30 iii THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 2.3.2 Phương pháp lấy mẫu bảo quản mẫu .30 2.3.3 Phương pháp tạo chế phẩm vi sinh vật .30 2.3.4 Phương pháp xác định mật độ tế bào vi sinh vật chế phẩm 35 2.3.5 Phương pháp nghiên cứu xử lý chất thải rắn sinh hoạt hữu thành phân bón hữu sinh học .36 2.3.6 Phương pháp phân tích số tiêu chất lượng phân bón 37 2.3.7 Phương pháp thống kê xử lý số liệu 38 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 39 3.1 Nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu có hoạt tính phân giải cellulose, tinh bột protein 39 3.1.1 Đánh giá đặc tính chủng vi sinh vật sử dụng để sản xuất chế phẩm .39 3.1.2 Lựa chọn chất mang 44 3.1.3 Nghiên cứu xác định tỉ lệ phối trộn chủng vi sinh vật hỗn hợp vi sinh vật với chất mang 46 3.1.4 Xác định chất lượng thời gian bảo quản chế phẩm vi sinh vật 48 3.1.5 Quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh vật 48 3.1.6 So sánh chế phẩm bật thị trường 50 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 50 3.2.1 Xây dựng quy trình ủ phân 50 3.2.2 Đánh giá yếu tố ảnh hưởng đến trình ủ phân chất lượng sản phẩm phân ủ 53 3.2.3 Đề xuất quy trình xử lý chất thải rắn sinh hoạt hữu làm phân bón hữu sinh học 60 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .62 TÀI LIỆU THAM KHẢO .63 PHỤ LỤC iv THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội DANH MỤC CÁC HÌNH, ĐỒ THỊ Hình 1.1: Chế phẩm EM 11 Hình 1.2: Chế phẩm Sagi Bio 12 Hình 1.3: Chế phẩm Bacillus thuringiensis 13 Hình 1.4: Chế phẩm EMIC 14 Hình 1.5: Chế phẩm EMUNIV 15 Hình 1.6: Chế phẩm S.EM 16 Hình 1.7: Biểu đồ sản lượng nhập phân Urê Việt Nam 19 Hình 1.8: Biểu đồ sản lượng nhập phân NPK Việt Nam 20 Hình 1.9: Đồ thị sản lượng tiêu thụ phân bón Việt Nam từ năm 1961-2017 20 Hình 1.10: Đồ thị lượng tiêu thụ phân bón hecta đất canh tác so Việt Nam quốc gia khu vực 20 Hình 1.11: Quá trình ủ che đậy khu cao tốc tây bắc Trung Quốc 23 Hình 1.12: Thùng ủ phân sử dụng trang trại Federico 24 Hình 1.13: Thùng Bokashi chế phẩm vi sinh vật Bokashi .24 Hình 1.14: Phương pháp thực ủ Bokashi .25 Hình 3.1: Đồ thị động thái sinh trưởng chủng vi sinh vật 44 Hình 3.2: Chế phẩm bảo quản túi polyetylen .48 Hình 3.3: Sơ đồ quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh vật 49 Hình 3.4: Quy trình tiến hành ủ phân 51 Hình 3.5: Lựa chọn chất thải rắn hữu Thuận Phước 51 Hình 3.6: Sau đảo trộn vật liệu ủ với phân lân, vôi bột 52 Hình 3.7: Các thùng ủ sau bổ sung chế phẩm 53 Hình 3.8: Các mẫu ủ thời điểm ngày thứ 30 54 Hình 3.9: Đồ thị thay đổi nhiệt độ trình ủ phân .55 Hình 3.10: Đồ thị thay đổi độ ẩm trình ủ phân .56 Hình 3.11: Đồ thị thay đổi pH trình ủ phân 57 Hình 3.12: Đồ thị thay đổi chiều cao lớp nguyên liệu ủ 58 Hình 3.13: Sơ đồ quy trình xử lý chất thải hữu làm phân bón hữu sinh học .60 v THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Thành phần chất thải rắn sinh hoạt đô thị Việt Nam Bảng 1.2: Khối lượng phát sinh, số phát sinh chất thải rắn sinh hoạt bình quân đầu người vài địa phương (2010, 2015, 2018, 2019) Bảng 1.3: Khối lượng CTRSH phát sinh khu vực đô thị theo vùng Bảng 1.4: Khối lượng CTRSH phát sinh khu vực nông thôn theo vùng .7 Bảng 2.1: Các cơng thức thí nghiệm ủ phân 37 Bảng 3.1: Ảnh hưởng nhiệt độ 42 Bảng 3.2: Ảnh hưởng pH 43 Bảng 3.3: Mật độ vi sinh vật chất mang 45 Bảng 3.4: Tiêu chí khác so sánh chất mang 46 Bảng 3.5: Tỉ lệ phối trộn chủng vi sinh vật .47 Bảng 3.6: Tỉ lệ phối trộn hỗn hợp vi sinh vật với chất mang 47 Bảng 3.7: Mật độ tế bào thời gian bảo quản 48 Bảng 3.8: Mật độ tế bào chế phẩm dạng bột 50 Bảng 3.9: Tính chất cảm quan phân ủ 53 Bảng 3.10: Độ chín (hoại mục) 03 ngày cuối trình ủ 59 Bảng 3.11: Chất lượng sản phẩm phân hữu sau ủ 59 vi THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam QCVN Quy chuẩn Việt Nam NĐ-CP Nghị định – Chính phủ BTNMT Bộ tài nguyên Môi trường VSV Vi sinh vật N Hàm lượng nitơ OC Hàm lượng cacbon hữu P2O5 Hàm lượng photpho VSV Vi sinh vật CTĐTHC Chất thải đô thị hữu CTRSH Chất thải rắn sinh hoạt CTR Chất thải rắn KT-XH Kinh tế - xã hội XLNT Xử lý nước thải CNSH Công nghệ sinh học vii THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trong giới tại, ngành công nghiệp, dịch vụ ngày phát triển để phục vụ cho cải thiện sống người, ngược với điều lãng phí nguồn tài nguyên, lượng chất thải từ hoạt động sinh hoạt, dịch vụ, công nghiệp, … ngày tăng Trong lượng chất thải ngày tăng, việc tái chế, tái sử dụng chất thải chưa nhiều, sản phẩm phân huỷ tự nhiên chất thải hữu không ngừng đe dọa môi trường tự nhiên sinh vật Chất hữu môi trường thuận lợi cho vi sinh vật phát triển tạo chất gây ô nhiễm nguồn nước, xâm nhập vào môi trường đất gây biến đổi môi trường, gây mùi hôi ô nhiễm môi trường xung quanh, gây bệnh tật, giảm chất lượng môi trường sống xung quanh, xử lý đem chôn lấp tốn diện tích, mĩ quan, …Vì việc quản lý xử lý chất thải cách hợp lý yêu cầu cấp thiết 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 môi 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 thoái hoá đất, tránh nhiễm mơi trường mà cịn nâng cao suất cho ngành nơng nghiệp Đây giải pháp có ý nghĩa thực tiễn, vừa bảo vệ môi trường, vừa tạo nguồn phân bón hữu cho ngành nơng 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 khơng 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 mở giải pháp áp dụng tiến kỹ thuật, công nghệ kiểm THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 10 Hình F.3: Các mẫu ủ sau cân 5kg CTRSH hữu bổ sung chế phẩm theo công thức ủ Hình F.4: Vị trí đặt mẫu ủ để tránh mưa gia súc THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 11 Hình F.5: Thao tác đo chiều cao lớp ủ, nhiệt độ, độ ẩm pH THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 12 Hình F.6: Từ trái qua, thiết bị đo độ ẩm pH, thiết bị đo nhiệt độ, thước đo chiều cao THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 13 THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 10 THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 11 THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội ... 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... ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 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... ứng dụng chế phẩm vi sinh vật xử lý chất thải hữu giới Vi? ??t Nam 20 1.4.1 Ứng dụng chế phẩm vi sinh vật xử lý chất thải hữu giới 21 1.4.2 Ứng dụng chế phẩm vi sinh vật xử lý chất thải