NGHIÊN CỨU XỬ LÝ CHẤT THẢI HỮU CƠ BẰNG RUỒI LÍNH ĐEN (HERMETIA ILLUCENS) QUY MƠ PHỊNG THÍ NGHIỆM

Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Thực phẩm 22 (2) (2022) 41-51 NGHIÊN CỨU XỬ LÝ CHẤT THẢI HỮU CƠ BẰNG RUỒI LÍNH ĐEN (HERMETIA ILLUCENS) QUY MƠ PHỊNG THÍ NGHIỆM Nguyễn Vũ Hồng Phương1, Lê Minh Thành1, Trần Thanh Tú2*, Nguyễn Thị Thu Thảo1, Bùi Thị Ngọc Hà1, Huỳnh Thị Thanh Tuyết1 Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM Trường Đại học Quốc tế, ĐHQGHCM *Email: tttu@hcmiu.edu.vn Ngày nhận bài: 18/02/2022; Ngày chấp nhận đăng: 12/4/2022 TÓM TẮT Xử lý chất thải hữu phương pháp sinh học mà cụ thể ruồi Lính Đen phương pháp mới, thân thiện với môi trường, giảm khối lượng rác thải đem chôn lấp, bảo tồn tài nguyên đất nước Nghiên cứu ứng dụng ruồi Lính Đen việc xử lý loại chất khác (rau củ quả, chất thải từ nhà hàng chay chất thải từ nhà hàng) thu thập từ chợ Sơn Kỳ, quận Tân Phú, TP Hồ Chí Minh Kết thực nghiệm cho thấy, ấu trùng ruồi Lính Đen có khả sinh trưởng tốt môi trường chất thải hữu xếp theo trật tự từ cao đến thấp, cụ thể Chất thải từ nhà hàng chay > Chất thải từ nhà hàng > Chất thải từ rau củ Trong đó, hiệu suất xử lý chất thải nhà hàng chay cao hiệu suất thấp Khay rau củ Mơ hình đánh giá có hiệu kinh tế cao phù hợp phát triển quy mơ hộ gia đình khu vực nơng thơn Từ khóa: Ruồi Lính Đen, chất thải hữu cơ, ấu trùng, Hermetia illucens, khả sinh trưởng, lợi ích -chi phí ĐẶT VẤN ĐỀ Cùng chung xu phát triển kinh tế-xã hội giới, kinh tế Việt Nam có bước chuyển mạnh mẽ Tốc độ thị hóa ngày tăng, cộng thêm phát triển ngành công nghiệp, thương mại, dịch vụ, du lịch dẫn đến mức sống người dân ngày cao Song song với điều này, nhiều vấn đề nghiêm trọng môi trường xảy đô thị lớn mà rác thải sinh hoạt ngun nhân Tại thị nay, cơng tác quản lý chất thải cịn nhiều hạn chế dẫn đến nguy gây tác động tiêu cực đến hệ sinh thái, môi trường sức khỏe người Theo Báo cáo trạng môi trường quốc gia năm 2011 [1], tổng khối lượng chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH) phát sinh 44.400 tấn/ngày đến năm 2019 64.658 tấn/ngày Trong đó, chất thải xử lý phương pháp chơn lấp chiếm khoảng 71%, nhà máy chế biến compost chiếm 16%; xử lý phương pháp đốt chiếm 11% Hiện nay, công nghệ sử dụng chủ yếu chôn lấp quỹ đất dành cho hoạt động khơng cịn, cơng nghệ compost cơng nghệ đốt rác chưa mang lại nhiều hiệu lớn kinh tế môi trường Việc ứng dụng phương pháp sinh học, cụ thể ứng dụng ruồi Lính đen (RLĐ) để xử lý chất thải hữu năm gần hứa hẹn với giá trị to lớn Phương 41 Nguyễn Vũ Hoàng Phương, Lê Minh Thành, Trần Thanh Tú, Nguyễn Thị Thu Thảo,… pháp hướng đến mục tiêu giảm chất thải hữu đem chơn lấp thơng qua q trình xử lý chất thải hữu nhanh, tiết kiệm tài nguyên nước bảo tồn tài nguyên đất, v.v Từ vấn đề nêu trên, nhóm tiến hành thực nghiên cứu với đề tài: “Nghiên cứu xử lý chất thải hữu ruồi Lính Đen (Hermetia illucens) quy mơ phịng thí nghiệm”, với mục tiêu đánh giá q trình sinh trưởng, phát triển xử lý chất thải hữu với thành phần dinh dưỡng khác Nghiên cứu tiến hành với trình tự sau: (1) tổng quan tài liệu đặc điểm sinh thái ruồi Lính Đen (Hermetia illucens) bao gồm thơng số nhiệt độ, độ ẩm, loại chất ưu tiên sử dụng, thời gian vòng đời, giai đoạn vòng đời, (2) thu thập, phân loại loại chất sử dụng lấy từ chợ Sơn Kỳ, quận Tân Phú, Tp Hồ Chí Minh, (3) xây dựng quy trình ni ruồi Lính Đen với đặc điểm sinh thái phù hợp với điều kiện thực tiễn khu vực Tp Hồ Chí Minh, Việt Nam Bước cuối đánh giá thông số liên quan đến trình sinh trưởng, phát triển khả xử lý chất thải ruồi Lính Đen VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu nghiên cứu Trước triển khai thí nghiệm, nhóm nghiên cứu tiến hành chuẩn bị (thu gom, phân loại xử lý sơ bộ) loại chất dành cho ấu trùng bao gồm ba loại chất thải hữu chính, phổ biến thu gom chợ Sơn Kỳ (phường Sơn Kỳ, quận Tân Phú, Tp Hồ Chí Minh) là: Lưới mùng mùng mùng Mẫu Mẫu Mẫu Trứng ruồi + Cám + Chất thải hữu 69 cm Lưới 24 cm Lưới 39 cm Hình Bố trí vật liệu thí nghiệm lưới mùng khay thức ăn cho ruồi Lính Đen Nhóm tiến hành liên hệ với gian hàng bán rau củ quả, Nhà hàng chay Nhà hàng thường Mẫu lấy ngày, cân xử lý sơ - Mẫu (M-1): Rau củ hư dập đại diện cho nhóm chất thải hữu rau củ quả; - Mẫu (M-2): Thức ăn chay thải bỏ nhà hàng bán đồ chay, đại diện chất thải hữu làm từ đậu phụ chế biến; - Mẫu (M-3): Thức ăn thường thải bỏ nhà hàng đại diện nhóm chất thải hữu hỗn hợp Nghiên cứu cần chuẩn bị thêm nhà lưới, trứng ruồi, cám gà số dụng cụ gồm khay nhựa có kích thước để đựng trứng ni ấu trùng, mùng để kiểm sốt khơng gian di chuyển tránh việc thất khỏi khu vực thí nghiệm Các nẹp gỗ để phục vụ hoạt động đẻ trứng ruồi sau giao phối Ngồi ra, q trình ni cần bổ sung thêm dụng cụ, thiết bị phịng thí nghiệm cụ thể sau: nhiệt kế cầm tay, máy đo độ ẩm, đo ánh sáng, đo tốc độ gió, máy sấy, dụng cụ đếm v.v đủ phục vụ hoạt động thiết kế kiểm sốt thơng số vịng đời ruồi Lính Đen Quy trình ni bố trí phịng thí nghiệm trường Đại học Cơng nghiệp Thực phẩm Thành phố Hồ Chí Minh 42 Nghiên cứu xử lý chất thải hữu ruồi lính đen (Hermetia illucens)… 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm Sau thu thập đánh giá thơng số liên quan đến vịng đời ruồi Lính Đen điều kiện thực tiễn [2-4], nhóm tiến hành quy trình ni thơng qua bước sau: Bước 1: Ủ trứng Cho hỗn hợp cám gà con, nước vào khay ủ trộn Độ ẩm hỗn hợp khoảng 80% Sau rải trứng lên dĩa nhựa đặt hỗn hợp cám gà vừa trộn Đậy lưới kín để tránh ruồi, kiến, sinh vật khác tác động vào khay ủ Bước 2: Cho thức ăn vào khay (Sự khác biệt quy trình ni thành phần chất tham gia) Trong thời gian này, chất giữ nguyên bao gồm cám gà nước, độ ẩm ổn định khoảng 60-80% Sau ngày, ấu trùng bắt đầu nở phát triển Ấu trùng đạt kích thước đầu que tăm (khoảng 2-3 mm) sau ngày Sau đó, chúng cho vào khay nuôi lớn tiến hành nuôi tiếp Tổng số ấu trùng khay đếm chia ba khay Ấu trùng nuôi thức ăn lấy từ nhà hàng, thức ăn chay rau củ hư hỏng thu thập chợ Cần trì độ ẩm ngày ổn định từ 60-80% Q trình ni tiếp tục diễn từ 15 đến 20 ngày Bước 3: Làm nơi cho nhộng đóng kén Sau 15 đến 20 ngày, ấu trùng chuyển qua giai đoạn nhộng, tích lũy đầy đủ lượng thông qua hoạt động xử lý chất thải Tiếp theo, chúng ngừng sử dụng thức ăn, di chuyển khỏi chất Màu ấu trùng chuyển dần thành đen, lớp vỏ bên cứng lại tạo thành kén Q trình đóng kén diễn khoảng 2-3 ngày Bước 4: Giăng lưới công nghiệp chuẩn bị cho ruồi trưởng thành sinh sản Trong thời gian nhộng đóng kén, nhóm tiến hành giăng ba lưới vị trí có ánh sáng mặt trời hạn chế ảnh hưởng mưa Lọc kén chuyển vào khay đặt lưới, kê cao cho tiện việc sinh sản chúng Đặt chất dẫn dụ sinh sản để ruồi đẻ chỗ; làm gỗ có khe hẹp khoảng 0,2-0,5 mm để tiện cho ruồi đẻ thu hoạch trứng Chất dẫn dụ hỗn hợp làm với mục đích để kích thích ruồi đẻ trứng vào vị trí quy định giúp cho người thu gom trứng không vất vả tránh thất thoát trứng Hỗn hợp thường làm từ hỗn hợp chất hữu Bước 5: Thu hoạch trứng Sau ruồi trưởng thành chui khỏi kén, chúng tiến hành tìm hiểu thời gian ngày trước giao phối Con đực chết sau vài giao phối Con tiếp thực nhiệm vụ sinh sản Thời gian sinh sản diễn từ 5-7 ngày sau nở từ kén Mỗi đẻ khoảng 500-900 trứng phụ thuộc điều kiện sinh thái hay loại chất sử dụng Vịng đời ruồi Lính Đen lại tiếp tục quay vòng lại ban đầu 2.2.2 Phương pháp ma trận Nhóm tiến hành thu thập tổng hợp thông số để so sánh tiêu chiều ngang, chiều dài, khối lượng ấu trùng khối lượng chất thải trước sau xử lý từ đánh giá khả sinh trưởng xử lý chất thải ấu trùng với ba loại chất 2.2.3 Phương pháp tính tốn xử lý số liệu Để lựa chọn hệ chất thích hợp làm thức ăn cho ruồi Lính Đen với mục tiêu khác điều kiện tự nhiên phịng thí nghiệm trường đại học Cơng nghiệp Thực phẩm 43 Nguyễn Vũ Hoàng Phương, Lê Minh Thành, Trần Thanh Tú, Nguyễn Thị Thu Thảo,… Tp.HCM đánh giá khả xử lý chất thải hữu ba loại chất khác nhau, nhóm tiến hành sử dụng công thức sau: Tỷ lệ hao hụt ấu trùng N (%): tính toán cách lấy phần trăm số lượng ấu trùng trình xử lý N = NT −Ns NT x 100 % (Cơng thức 1) Trong đó: N: Tỷ lệ hao hụt ấu trùng (%); NT: Số lượng ấu trùng trước xử lý chất nền; NS: Số lượng ấu trùng sau xử lý chất Hiệu suất xử lý chất thải: tính tốn cách lấy phần trăm khối lượng chất thải xử lý so với khối lượng chất thải ban đầu H= MT −M𝑆 MT x 100 % (Công thức 2) Trong đó: H: Hiệu suất xử lý chất thải (%); MT: Khối lượng chất thải trước xử lý; MS: Khối lượng chất thải lại sau nhộng xử lý KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đánh giá khả sinh trưởng phát triển ruồi Lính Đen Nhóm tiến hành mua hỗn hợp bao gồm trứng ruồi Lính Đen cám gà với tổng khối lượng 2,673 g đơn vị uy tín, sau ngày trứng nở ấu trùng non Ấu trùng non nuôi với hỗn hợp thức ăn ngày Tổng số ấu trùng đếm 2.322 với khối lượng 290,5 g (mẫu tươi) chia cho khay Mỗi khay nhận 774 ấu trùng với khối lượng 96,75 g tiến hành ni tiếp với nhóm chất khác thu gom từ gian hàng rau củ quả, nhà hàng chay nhà hàng thường Sau 20 ngày, nhóm tiến hành chọn ngẫu nhiên 10 đem cân, đo chiều rộng chiều ngang nhộng Kết đánh giá khả sinh trưởng phát triển nhộng khay thể Bảng 1: Bảng Khả sinh trưởng sau kết thúc giai đoạn nhộng ruồi Lính Đen Khay 10 TB Độ lệch chuẩn Chiều dài (Đơn vị: mm) M-1 20 20,5 20 20 20 20 19,5 20 20 19,5 19,95 0,28 M-2 21 21,5 19,5 20,5 21 19 20,5 19 20,4 20 20,24 0,86 M-3 20 20,5 21 20,5 20,5 20 21,5 20,5 20 21 20,55 0,5 Chiều ngang (Đơn vị: mm) M-1 4,1 3,9 3,9 3,9 3,9 4 3,97 0,07 M-2 5,1 4,9 4,9 4,9 5,1 5,1 4,9 4,99 0,09 M-3 6,1 5,9 5,9 6,1 5,9 6,1 5,9 5,99 0,09 Kết từ Bảng cho thấy, chiều dài trung bình nhộng Khay rau củ (M-1), Khay đồ ăn chay (M-2) Khay đồ ăn thường (M-3) 19,95 mm, 20,24 mm 44 Nghiên cứu xử lý chất thải hữu ruồi lính đen (Hermetia illucens)… 20,55 mm Trong đó, chiều dài lớn Khay rơi vào Khay chứa đồ ăn thường có kích thước 21,5 mm chiều dài ngắn rơi vào Khay chứa rau củ có kích thước 19,5 mm Tiếp theo, số chiều ngang nhộng, kết diễn tương tự xếp theo thứ tự từ lớn bé đến lớn cụ thể sau: Chiều ngang trung bình Khay rau củ 3,97 mm, Khay chứa thức ăn chay 4,99 mm Khay thức ăn thường 5,99 mm Trong đó, chiều ngang bé nằm Khay rau củ 3,9 mm, chiều ngang lớn nằm Khay thức ăn thường 6,1 mm Ngoài ra, Khay chứa đồ ăn rau củ (M-1), nhộng phát triển chậm, thời gian vòng đời dài hai khay lại (4 ngày), kích thước nhộng nhỏ, hình thái đồng đều; Khay chứa đồ ăn chay (M-2) phát triển tốt kích thước lớn so với khay rau củ nhiên hình thái khơng đồng đều; Khay chứa đồ ăn nhà hàng (M-3) phát triển nhanh nhất, kích thước lớn so với hai khay lại nhiên hình thái khơng đồng Khay (M-1) Độ đồng nhộng giải thích thơng qua thơng số tính Bảng ứng với số độ lệch chuẩn chiều dài 0,28 Khay rau củ (M-1), 0,86 Khay đồ ăn chay (M-2) 0,5 Khay thức ăn thường (M-3) Độ lệch chuẩn chiều ngang 0,07 Khay rau củ (M-1) 0,09 Khay chứa thức ăn chay (M-2) Khay chứa thức ăn thường (M-3) Kết lý giải hàm lượng dinh dưỡng loại chất khác nên tốc độ phát triển sinh trưởng nhộng khác Cụ thể, Khay chứa chất thải rau củ hỗn hợp thải bỏ gian hàng rau củ có đặc tính chứa nhiều khống chất, chất sơ (Cellulose) nghèo hàm lượng Protein (đạm), Lipid (béo), Carbohydrate (bột đường) lượng thấp so với chất thải cịn lại Trong 100 g rau củ (ví dụ mận tím) có khoảng 0,6 g protein, 0,2 g lipid, 3,9 g carbohydrate lượng chiếm khoảng 20 Kcalo [9] Chất thải từ Khay nhà hàng chay hỗn hợp làm từ đậu phụ cộng thêm có thêm rau củ có hàm lượng dinh dưỡng cân đối Ví dụ, 100g chất thải từ nhà hàng chay có khoảng 9,41 g protein, 5,29 g lipid, 2,35 g carbohydrate lượng chiếm khoảng 100 Kcalo [10] Chất thải từ Khay nhà hàng thường hỗn hợp gồm nhiều loại thức ăn khác gồm bún, cơm, thịt, rau củ có hàm lượng Protein, Lipid, Carbohydrate cao hai loại chất thải lại Tổng lượng chiếm khoảng 800 Kcalo Nếu đánh giá theo mức độ lượng thứ tự chất thải xếp từ cao đến thấp, cụ thể sau: Chất thải từ nhà hàng > Chất thải từ nhà hàng chay > Chất thải từ Rau củ Ngồi ra, q trình ni, vị trí của ấu trùng định kích thước Những ấu trùng nằm ngồi rìa so với chất khó khăn tiếp cận chất thải trung tâm Do đó, nhóm thường phải trộn để chất thải xứ lý cách tốt 3.2 Đánh giá tỷ lệ sống sót nhộng ruồi Lính Đen Khi trứng nở, ấu trùng nuôi tiếp ngày Sau đó, nhóm tiến hành tách bỏ chất thải sử dụng, đem cân, đo đếm tổng khối lượng ấu trùng non (tươi) hay gọi ấu trùng ngày tuổi Ấu trùng chia vào khay lớn với số lượng 774 ấu trùng khay tiến hành xử lý với loại chất thải khác Trong q trình ni cần kiểm sốt độ ẩm nhiệt độ theo quy định Độ ẩm tối ưu RLĐ tương đối dài khoảng 60-80% Việc kiểm soát độ ẩm dựa vào việc so sánh tương đối nhiệt độ chất nhiệt độ không khí, độ ẩm khơng khí đo máy đo cầm tay Sau xử lý chất thải, ấu trùng chuyển đổi thành giai đoạn nhộng có Tỷ lệ sống sót sau: 45 Nguyễn Vũ Hồng Phương, Lê Minh Thành, Trần Thanh Tú, Nguyễn Thị Thu Thảo,… Bảng Tỷ lệ sống sót (Survival rate) ấu trùng (N) ruồi Lính Đen khay giai đoạn Khay Số lượng ấu trùng trước xử lý (NT) Số lượng nhộng sống sót sau xử lý(NS) Tỷ lệ nhộng sống sót (N) M-1 774 536 69,25 M-2 774 771 99,61 M-3 774 677 87,47 Kết từ Bảng cho thấy, với số lượng ấu trùng ban đầu khay 774 con, sau trình xử lý chất thải số lượng ấu trùng chuyển thành nhộng thay đổi đáng kể Kết tính tốn tỷ lệ sống sót nhộng Khay chứa rau củ (M-1), Khay chứa thức ăn chay (M-2), Khay chứa thức ăn nhà hàng (M-3) 69,25%, 99,61%, 87,47% Khay rau củ có tỷ lệ hao hụt cao nhất, lý giải trình ni phát sinh nhiều nước rỉ rác tiết trình phân hủy rau củ quả, ấu trùng chưa thích nghi kịp với mơi trường q ẩm chứa nhiều nước dẫn đến tình trạng chết gây hao hụt gần tới 30,75% Ngoài ra, yếu tố lượng Khay rau củ thấp Các số dinh dưỡng protein, lipid, carbohydrate không đảm bảo nên ấu trùng thiếu thức ăn phát triển ổn định Tương tự Khay chứa rau củ quả, Khay chứa thức ăn nhà hàng thường phát sinh nước thải Lượng nước thải rỉ hàm lượng dinh dưỡng chất cao nên không gây hậu nghiêm trọng Tỷ lệ hao hụt 12,53% Khay chứa thức ăn chay có mơi trường tốt, có nước thải độ ẩm ổn định hơn, tỷ lệ hao hụt chiếm số thấp khoảng 0,39% Điều lý giải Khay chứa thức ăn chay có thành phần chủ yếu đậu phụ có hàm lượng dinh dưỡng cân đối 3.3 Đánh giá khả phân hủy chất thải hữu ruồi Lính Đen Sau chia ấu trùng vào khay lớn, nhóm tiến hành bỏ vào khay với khối lượng chất thải thu thập từ gian hàng rau củ quả, nhà hàng chay nhà hàng thường 1.850 g, 2.100 g 2.200 g Mẫu lấy ngày, cân xử lý sơ để độ ẩm chất thải phù hợp với môi trường sống ấu trùng khoảng 70% Sau thời gian 20 ngày, ấu trùng chuyển qua giai đoạn nhộng Màu nhộng chuyển thành màu nâu đen có xu hướng quần tụ sau chúng di chuyển khỏi thức ăn Nhóm tiến hành tách nhộng khỏi thức ăn đo khối lượng chất thải khay Chất thải lại bao gồm thức ăn dư chất thải nhộng thải Bảng Khả phân hủy chất thải hữu ruồi lính đen Khay Khối lượng chất lúc đầu (MT) Khối lượng chất lại (MS) Hiệu suất xử lý chất thải (H) M-1 1850 1100 40,54 M-2 2100 625 70,24 M-3 2200 860 60,93 Hiệu suất xử lý chất thải tính thương số khối lượng chất lại khối lượng chất bỏ lúc ban đầu Kết thể theo Bảng 3, cụ thể sau: hiệu suất xử lý Khay chứa rau củ chiếm 40,54%; Khay chứa thức ăn chay 70,24% Khay chứa thức ăn nhà hàng 60,93% Khay thức ăn chay có thành phần chủ yếu tinh 46 Nghiên cứu xử lý chất thải hữu ruồi lính đen (Hermetia illucens)… bột, có hàm lượng dinh dưỡng cân đối Trong q trình ni tỷ lệ hao hụt thấp nhất, hiệu suất xử lý chất thải cao chiếm 70,24%, điều cho thấy thức ăn chay loại thức ăn phù hợp so với hai khay lại Kết có giá trị tương đồng với nghiên cứu Rehman et al (2017) Somroo et al (2019) có hiệu suất xứ lý chất thức ăn từ đậu phụ chiếm từ 49,0% đến 72,4% [5, 6] Khay rau củ hư hỏng có hàm lượng chất sơ, độ ẩm cao hàm lượng dinh dưỡng thấp Tỷ lệ hao hụt ấu trùng q trình ni lớn so với hai khay cịn lại Ngồi ra, việc suy giảm số lượng ấu trùng ảnh hưởng lớn đến khả xử lý chất thải hiệu suất đạt 40,54% thấp với nghiên cứu Giannetto et al (2019), Lalander et al (2019) có hiệu suất xử lý từ 46,7% đến 60% [7, 8] Khay nhà hàng có tốc độ xử lý chất thải cao đứng sau Khay thức ăn chay Đây khay hỗn hợp có hiệu suất xử lý chất thải khoảng 60,93%, có kết tương đồng với nghiên cứu Surendra et al (2019) từ 51,5% đến 60% chất thức ăn thừa Canteen [2] Như vậy, khay tiến hành ni thí nghiệm khả xử lý chất thải Khay chứa thức ăn chay trội khay lại Hiệu suất xử lý Khay chứa rau củ có giá trị thấp Kết lý giải phần xử lý chất thải sơ không đạt kích thước tốt trước đem cho ấu trùng xử lý 3.4 Đánh giá tiềm kinh tế phát triển từ ruồi Lính Đen Một mục tiêu khơng phần quan trọng đánh giá tiềm kinh tế mơ hình để ứng dụng, phát triển nâng cao hiệu triển khai thực tế Nghiên cứu tiến hành đánh giá thơng qua phân tích dịng tiền đầu vào đầu trình xử lý chất thải ruồi Lính đen Các chi phí phân chia thành nhóm với ý nghĩa khác để tiện đánh giá quản lý sau này: Nhóm chi phí đầu vào bao gồm: nhà lưới nuôi RLĐ, cám gà con, trứng ruồi, khay nhựa, lưới công nghiệp, dụng cụ sinh sản, nhân cơng, chi phí phát sinh Trong đó, số dụng cụ mua sử dụng nhiều lần, cụ thể: nhà lưới nuôi RLĐ, khay nhựa, lưới công nghiệp, dụng cụ sinh sản Đối với nhà lưới nuôi RLĐ đầu tư tiêu tốn nhiều kinh phí, nhiên điều kiện bắt buộc để đảm bảo an tồn vệ sinh, tránh thất ruồi trưởng thành khơng gian bên ngồi Trong thí nghiệm này, chúng tơi sử dụng cám gà có cấu trúc dinh dưỡng cân đối để tạo môi trường sống ban đầu tốt cho ấu trùng từ 1-5 ngày tuổi Tuy nhiên, cám gà thay loại cám khác có cấu trúc dinh dưỡng tương tự Số tiền chi cho hoạt động nhân công nhiệm vụ quan trọng Nó ảnh hưởng đến chất lượng tính hiệu tốn kinh tế Do đó, cần chọn lựa người phù hợp giai đoạn đầu, người nuôi cần tiến hành truyền đạt thực tế, tránh sai lầm đáng tiếc xảy Thống kê chi phí đầu vào mô tả tiết Bảng 47 Nguyễn Vũ Hoàng Phương, Lê Minh Thành, Trần Thanh Tú, Nguyễn Thị Thu Thảo,… Bảng Thống kê chi phí đầu vào làm mơ hình ni STT Ngun vật liệu Số lượng Đơn vị Đơn giá (đ) Thành tiền (đ) Trứng ruồi gram 15.000 30.000 Khay nhựa (64×39×24) 170.000 680.000 Thức ăn cho gà kg 13.000 39.000 Lưới công nghiệp 200.000 600.000 Thanh gỗ (Tận dụng có sẵn) 0 Nhà lưới ni ruồi Lính đen 4.500.000 4.500.000 Thuê nhân công người 2.000.000 2.000.000 Trong q trình ni có phát sinh thêm số chi phí 10% 785.900 Tổng cộng 8.633.900 Theo Bảng 4, tổng phí đầu vào thực mơ hình khoảng triệu 633 nghìn đồng Song song với chi phí đầu vào có chi phí đầu tương ứng Các sản phẩm có từ RLĐ bao gồm ấu trùng tươi, phân phối trộn, trứng, sản phẩm phụ khác Tuy nhiên, nghiên cứu đề cập đến việc bán sản phẩm “trứng” RLĐ Sau RLĐ sinh sản mùng công nghiệp Số trứng thu lại khoảng 10,59 g Giá thị trường kg trứng dao động khoảng 15-30 triệu đồng (số liệu thu thập website uy tín bn bán trứng thị trường) Với số trứng trên, nguồn tài mang cho người ni khoảng 317 nghìn đồng Như thảo luận trên, có số dụng cụ tái sử dụng mà khơng cần đầu tư lại Sau khoảng thời gian hồi vốn đem lại lợi nhuận cho người nuôi quan trọng giải vấn đề xử lý chất thải hữu hữu Trong q trình tính tốn, đề tài xây dựng trường hợp cụ thể: Trường hợp 1: Vay ngân hàng Trường hợp 2: Vốn cá nhân Trong trường hợp 1, số tiền đầu tư ban đầu 8.633.900 VNĐ (theo Bảng 4) với lãi suất 12%/năm để chi trả cho tất chi phí Trường hợp 2, cá nhân tự bỏ số tiền trước mà không trả lãi suất Trong hai trường hợp cần bỏ 40.000 VNĐ tiền mua cám bổ sung, chi phí 440.000 VNĐ/11 tháng Các chi phí đầu ra, đầu vào tính tốn thời gian hồn vốn mơ tả cụ thể Bảng 5, Hình đây: Bảng Tính tốn thời gian hồn vốn Số tiền ước tính (VNĐ) STT Ngun vật liệu Chi phí mua thức ăn gà từ tháng thứ trở (11 tháng) Tiền vay ngân hàng tiền lãi năm đầu 9.669.968 Lợi nhuận thu từ việc bán trứng ruồi 3.600.000 Khả lợi nhuận thể sau: 48 440.000 Nghiên cứu xử lý chất thải hữu ruồi lính đen (Hermetia illucens)… 6.570.032 5.551.464 3.410.032 2.135.236 250.032 -914.968 3.638.364 -2.909.968 -6.069.968 -6.069.968 Năm Năm2 Năm Năm Năm Năm a) Trường hợp 1: Vay ngân hàng Năm2 Năm Năm Năm b) Trường hợp 2: Vốn tự có Hình So sánh thời gian hoàn vốn sử dụng vốn ngân hàng vốn tự có Qua q trình tính tốn cho hai trường hợp, kết cho thấy hội đầu tư việc mơ cấp phịng thí nghiệm có thời gian hịa vốn sau năm Chi phí đầu tư ban đầu khơng q lớn thời gian hịa vốn phương án khơng chênh lệch nhiều, nên sử dụng vay ngân hàng hay dùng tài cá nhân để mở rộng, nâng cao sản lượng trứng Lợi nhuận đem lại từ việc nuôi ruồi Lính Đen ổn định KẾT LUẬN Kết nghiên cứu cho thấy RLĐ có khả sinh trưởng thích nghi tốt loại chất thải hữu khác xếp theo thứ tự từ cao đến thấp: Khay chứa thức ăn chay, Khay chứa thức ăn nhà hàng Khay chứa rau củ Hiệu suất xử lý chất thải Khay chứa rau củ 40,54%, Khay chứa thức ăn nhà hàng 60,93% Khay chứa thức ăn chay chiếm 70,24% góp phần rút ngắn thời gian phân hủy rác hữu tự nhiên hạn chế mùi q trình phân hủy Trong đó, Khay chứa thức ăn chay có khả xử ý chất thải cao đạt 70,24%, cịn Khay rau củ có hiệu suất thấp chiếm 40,54% Về tiềm kinh tế, mơ hình xử lý rác hữu RLĐ có chi phí thấp, áp dụng với quy mơ gia đình thơn xóm khu vực ngoại thị nơng thơn Ngồi ra, sản phẩm từ ruồi Lính Đen mang lại nhiều lợi nhuận từ việc kinh doanh tốt trứng, phân bón, kén nhộng, xác ruồi, v.v KIẾN NGHỊ Nghiên cứu đánh giá khả thích nghi tốt RLĐ loại chất thải hữu khả xử lý chúng Trong nghiên cứu tiếp theo, hướng đến việc bổ sung thêm yếu tố gia tăng số lượng mẫu (ấu trùng) độ lặp thực nghiệm quy mô lớn nghiên cứu với loại chất đơn dòng TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Tài Nguyên Môi Trường, Báo cáo trạng môi trường quốc gia, năm 2019 Surendra K.C., Tomberlin J.K., van Huis A., Cammack J.A., Heckmann L-L.H., Khanal S.K., 2020 - Rethinking organic wastes bioconversion: Evaluating the potential of the black soldier fly (Hermetia illucens (L.)) (Diptera: Stratiomyidae) (BSF), Waste Management 117 (2020) 58-80 https://doi.org/10.1016/j.wasman.2020.07.050 49 Nguyễn Vũ Hoàng Phương, Lê Minh Thành, Trần Thanh Tú, Nguyễn Thị Thu Thảo,… Singha A., Kumaria K - An inclusive approach for organic waste treatment and valorisation using Black Soldier Fly larvae: A review, Journal of Environmental Management 251 (2019) 109569 https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.109569 Lalander C.C., Ermolaev E., Wiklicky V., Vinnerås B - Process efficiency and ventilation requirement in black soldier fly larvae composting of substrates with high water content, Science of the Total Environment 729 (2020) 138968 https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.138968 Rehman K.U., Rehman A., Cai M., Zheng L., Xiao X., Somro A.A., Wang H., Li W., Yu Z., Zhang J - Conversion of mixtures of dairy manure and soybean curd residue by black soldier fly larvae (Hermetia illucens L.), Journal of Clean Production 154 (2017) 366-373 https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.04.019 Somroo A.A., Rehman K.U, Zheng L., Cai M., Xiao X., Hu S., Mathys A., Gold M., Yu Z., Zhang J - Influence of Lactobacillus buchneri on soybean curd residue coconversion by black soldier fly larvae (Hermetia illucens) for food and feedstock production, Waste Management 86 (2019) 114-122 https://doi.org/10.1016/j.wasman.2019.01.022 Giannetto A., Oliva S., Ceccon Lanes C.F., de Araújo Pedron F., Savastano D., Baviera C., Parrino V., Lo Paro G., Spanò N., Cappello T., Maisano M., Mauceri A., Fasulo S - Hermetia illucens (Diptera: Stratiomydae) larvae and prepupae: Biomass production, fatty acid profile and expression of key genes involved in lipid metabolism, Journal of Biotechnology 307 (2020) 44-54 https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2019.10.015 Lalander C., Diener S., Zurbrügg C., Vinnerås B - Effects of feedstock on larval development and process efficiency in waste treatment with black soldier fly (Hermetia illucens), Journal of Cleaner Production 208 (2019) 211-219, https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.10.017 Bảng thành phần dinh dưỡng Việt Nam, Viện dinh dưỡng, 2017 http://vikinutri.com/Chi-tiet-dinh-duong-thuc-pham/5027 10 U.S Department of Aagriculture, Agricultural Research Service, 2018 https://fdc.nal.usda.gov/fdc-app.html#/food-details/411177/nutrients 50 Nghiên cứu xử lý chất thải hữu ruồi lính đen (Hermetia illucens)… ABSTRACT RESEARCH ON ORGANIC WASTE TREATMENT BY BLACK SOLDIER FLIES (HERMETIA ILLUCENS) AT PILOT SCALE Nguyen Vu Hoang Phương1, Le Minh Thanh1, Tran Thanh Tu2*, Nguyen Thi Thu Thao1, Bui Thi Ngoc Ha1, Huynh Thị Thanh Tuyet1 Ho Chi Minh City University of Food Industry International University, VNU-HCM *Email: tttu@hcmiu.edu.vn Applying Black Soldier Flies (BSF) as biological method for organic wastes treatment is one of new methods which is environmentally friendly by reducing the wastes to be disposed in landfills as well as reserving water and land resources In this study, we apply BSF for treating three different groups of organic wastes, including fruit wastes, wastes from vegetarian restaurants, and wastes from non-vegetarian restaurants collected at Son Ky Ward, Tan Phu District, Ho Chi Minh City, Vietnam Results show that the BSF larvae have different growth and reproduction ability in different substrates, highest potential in vegetarian restaurant’s substrate and lowest potential in fruit substrate In which, the effectiveness of waste treatment in vegetarian restaurant’s substrate is highest and in fruit substrate is lowest These models have high economic efficiency if being applied at household scale and in rural areas Keywords: Black soldier flies, organic wastes, larvae, Hermetia illucens, growth ability, costbenefit 51