VI SINH vật ỨNG DỤNG TRONG xử lí PHẾ THẢI

VI SINH VẬT ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÍ PHẾ THẢI I – TÌM HIỂU CHUNG VỀ PHẾ THẢI Khái niệm chung  Phế thải ? Phế thải sản phẩm loại bỏ thải trinh hoạt động, sản xuất, chế biến người  Nguồn gốc phế thải Phế thải có nhiều nguồn gốc khác nhau: rác thải sinh hoạt, rác thải đô thị, rác thải nông nghiệp, rác thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp v.v…  Nguyên nhân tạo phế thải – Do dân số tăng nhanh – Trình độ hiểu biết nguời dân thấp – Ý thức, trách nhiệm – Các cấp quyền địa phương lơ việc quản lí mơi trường – Q trình thị hóa diễn mạnh mẽ  Phân loại phế thải Phế thải đa dạng xếp thành nhóm: phế thải hữu cơ, phế thải rắn, phế thải lỏng Tác hại tác dụng phế thải  Tác hại phế thải – Làm ô nhiễm môi trường nghiêm trọng: ô nhiễm không khí, ô nhiễm nguồn nước, ô nhiễm đất… – Gây độc hại cho sức khỏe người, vật nuôi trồng – Làm cảnh quan văn hóa v.v…  Tác dụng phế thải Một số loại phế thải, rác thải dùng để tái chế; rác sau xử lí dùng để làm phân bón… Các biện pháp xử lí phế thải Gồm biện pháp:  Biện pháp chôn lấp – Ưu điểm: Đơn giản dễ làm – Khuyết điểm: + Tốn diện tích đất + Thời gian xử lí lâu + Sinh nhiều khí độc CH 4, H2S, NH3… gây nên mùi hôi thối  Biện pháp đốt – Ưu điểm: Là biện pháp tạm thời để xử lí lượng rác thải lớn – Khuyết điểm: + Gây ô nhiễm không khí nghiêm trọng + Gây hiệu ứng nhà kính + Gây nên loại bệnh hô hấp + Tốn nguyên liệu dùng để đốt  Biện pháp thải sơng ngòi biển Đây biện pháp nguy hiểm, gây ô nhiễm nghiêm trọng khơng khí, nguồn nước, tiêu diệt sinh vật sống nước, gây nhiễm tồn cầu  Biện pháp sinh học Đây biện pháp dùng công nghệ vi sinh vật để phân hủy rác thải, biện pháp tối ưu quan tâm sử dụng rộng rãi II – CHẾ PHẨM VI SINH VẬT DÙNG TRONG XỬ LÍ PHẾ THẢI SINH HOẠT (RÁC THẢI), PHẾ THẢI NÔNG NGHIỆP Đặc điểm rác thải, phế thải nông nghiệp  Đặc điểm rác thải: – Đó tập hợp khơng đồng nhất, cấu thành phần biến động thay đổi theo mức sống cộng đồng – Đặc điểm rác thải sinh hoạt Việt Nam: + Thành phần hữu chiếm 55 – 65% + Cấu tử phi hữu (kim loại, thủy tinh, rác xây dựng…) chiếm 12 – 15% + Cấu tử khác chiếm 20 – 33%  Đặc điểm phế thải nông nghiệp: Là phế phẩm bỏ q trình sản xuất chế biến nơng nghiệp, tàn dư thực vật… chứa nhiều hợp chất xơ sợi khó phân giải Thành phần rác thải, phế thải nông nghiệp  Cellulose Cellulose thành phần chủ yếu tế bào thực vật Trong phế thải, cellulose thường tồn dạng sau: - Phế liệu nông nghiệp: rơm rạ, cây, vỏ lạc, vỏ trấu, lõi thân ngô - Phế liệu công nghiệp thực phẩm: vỏ xơ quả, bã mía, bã cà phê, bã sắn - Phế liệu công nghiệp chế biến gỗ: rễ cây, mùn cưa, gỗ vụn - Các chất thải gia đình: rác, giấy loại Cơ chế phân giải cellulose: Những vi sinh vật phát triển hợp chất chứa cellulose tiết loại enzyme thích hợp để phân hủy chuyển hóa cellulose  Hemicellulose Hemicellulose có khối lượng lớn phế thải, đứng sau cellulose Cơ chế phân giải hemicellulose: Phần lớn hemicellulose có tính chất tương đồng với cellulose, chế phân giải hemicellulose tương tự phân giải cellulose Tuy nhiên, hemicellulose có phân tử lượng nhỏ hơn, cấu trúc đơn giản hơn, bền vững nên vi sinh vật dễ phân giải phân giải nhanh so với cellulose  Lignin Là hợp chất cao phân tử có thành phần cấu trúc phức tạp Cơ chế phân giải lignin: Vi sinh vật tiết enzyme phân giải lignin có khoảng 15 loại enzyme đóng vai trò chủ chốt là: Ligninaza, lignin pezocydaza, mangan pezocydaza laccaza Vi sinh vật phân giải rác thải sinh hoạt, phế thải nông nghiệp  Vi sinh vật phân giải hợp chất chứa cellulose: Gồm vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn, động vật nguyên sinh v.v… – Vi khuẩn: + Vi khuẩn hiếu khí: Cytophaga; Sporocytophaga; Sorangium; Cellvibrio + Vi khuẩn kị khí: Clostridium; Bacillus + Vi khuẩn sống dày động vật ăn cỏ: Ruminococcus; Flavefaciens; Butyrivibrio; Bacteroides + Ngồi có chủng khác như: Cellulomonas; Acetobacter; Clostririum; Pseudomonas – Nấm sợi: Các loại nấm sợi phân giải mạnh cellulose Trichoderma; Penicillium; Phanerochate; Sporotrichum; Sclerotium.Trong đống ủ phế thải có nhiều loại nấm Aspergillus; Alternaria; Chaetomium; Coprinus; Fomes; Fusarium; Myrothecium; Penicillium; Polypones; Rhizoctonia; Rhizopus; Tricoderma – Xạ khuẩn: Có nhóm xạ khuẩn ưa ấm (phát triển mạnh 28 – 300C) xạ khuẩn ưa nhiệt (phát triển mạnh 60 – 700C) Trong đống ủ phế thải có loại xạ khuẩn Actinomyces; Streptomyces; Frankia; Nocardia; Actinopolyspora; Actinosynoema; Dermatophilus; Pseudonocardia; Cellulomonas  Vi sinh vật phân giải hemicellulose: – Vi khuẩn: Ruminococcus; Bacillus ; Bacteroides; Butyvibrio; Clostridium – Nấm sợi: Aspegillus; Penicillium; Trichoderma  Vi sinh vật phân giải lignin: – Vi khuẩn: Pseudomonas; Xanthomonas; Acinebacter – Nấm: Basidiomycetes; Acomycetes – Xạ khuẩn: Streptomyces Quy trình xử lí rác thải hữu  Phương pháp sản xuất khí sinh học (Bioga) ủ yếm khí – Ưu điểm: + Thu nhiều loại khí làm chất đốt + Không làm ô nhiễm môi trường + Phế thải sau xử lí chuyển hóa thành phân hữu có hàm lượng chất dinh dưỡng cao dùng để bón cho trồng – Khuyết điểm: + Khó lấy chất thải sau lên men + Thực phức tạp + Vốn đầu tư lớn + Năng suất thấp + Khó khăn việc tuyển chọn nguyên liệu  Phương pháp ủ phế thải thành đống, lên men tự nhiên có đảo trộn – Ưu điểm: Đơn giản, dễ thực – Khuyết điểm: Mất vệ sinh, gây ô nhiễm nguồn nước ô nhiễm khơng khí  Phương pháp ủ phế thải thành đống khơng đảo trộn có thổi khí Ưu điểm: Các q trình chuyển hóa nhanh, nhiệt độ ổn định, ô nhiễm môi trường  Phương pháp lên men thiết bị chứa Ưu điểm: Các vi sinh vật tuyển chọn để bổ sung cho hệ vi sinh vật tự nhiên có đống ủ nên trình xảy nhanh, dễ kiểm sốt, nhiễm  Phương pháp lên men lò quay – Ưu điểm: nhanh chóng – Khuyết điểm: thực phức tạp  Phương pháp xử lí rác thải hữu cơng nghiệp (ủ rác theo phương pháp công nghiệp) – Ưu điểm: + Mức độ tự động hóa cao + Rác phân hủy tốt + Tạo nguồn phân bón – Khuyết điểm: + Đòi hỏi trình độ khoa học cơng nghệ cao + Chi phí tốn  Phương pháp ủ rác thải hữu co làm phân ủ – Ưu điểm: + Tiết kiệm chi phí vận chuyền + Dễ dàng thu gom nguyên liệu + Ứng dụng cho nhiều loại rác sinh hoạt, phế thải nông nghiệp, công nghiệp v.v… + Tạo nguồn phân bón – Khuyết điểm: + Chi phí vốn lớn + Diện tích sử dụng lớn + Tốn nhiều công sức phân loại tuyển chọn rác Một số loại chế phẩm xử lí: – Chế phẩm EM (Effective Micro-organisms) sử dụng xử lí rác thải sinh hoạt, chuồng trại chăn ni sản xuất rau an tồn.Quy trình sử dụng, bảo quản loại chế phẩm EM đơn giản thuận tiện Chế phẩm sản xuất từ hợp chất hữu cơ, thảo dược vi sinh vật sống có ích, khơng gây độc hại cho người sử dụng môi trường Giá thành loại chế phẩm EM rẻ, phù hợp với người tiêu dùng địa bàn tỉnh Chế phẩm EM gồm loại: + Chế phẩm E.M 2: Là dung dịch sản xuất từ EM gốc, có tác dụng phân giải chất hữu cơ, khử mùi hôi chuồng trại chăn ni, làm mơi trường; cải thiện tính chất hố lí đất; kích thích tiêu hố, giúp tăng trưởng vật nuôi Được dùng trồng trọt, chăn nuôi xử lí mơi trường + Chế phẩm E.M 5: Là dung dịch sản xuất từ EM gốc Được sử dụng trồng trọt, dùng để xua đuổi côn trùng, diệt trừ số sâu hại; hạn chế, phòng ngừa bệnh tật, sâu hại, tăng cường khả đề kháng, chống chịu trồng + Chế phẩm E.M - F.P.E: Là dung dịch chiết xuất trồng lên men từ EM gốc Dùng trồng trọt nhằm bổ sung chất dinh dưỡng, kích thích sinh trưởng trồng, làm tăng suất chất lượng trồng + Chế phẩm E.M - Bokashi chăn nuôi: Là hỗn hợp chất hữu lên men với EM Dùng chăn ni nhằm tăng cường khả tiêu hố hấp thụ loại thức ăn tốt hơn, tăng khả miễn dịch, chống lại bệnh tật, ngăn chặn mùi hôi chuồng trại + Chế phẩm E.M - Bokashi môi trường: Là hỗn hợp chất hữu lên men với E.M Trong trồng trọt dùng để xử lí đất trồng trước sau thu hoạch, xử lí phế thải nơng nghiệp sau thu hoạch Trong chăn ni dùng để xử lí mơi trường chuồng trại chăn nuôi, làm giảm thiểu mùi hôi chuồng trại giúp cho vật nuôi tránh số bệnh hơ hấp, bệnh ngồi da Sản xuất chế phẩm EM – Chế phẩm vi sinh Biovina + Được dùng để xử lí chất thải tạo phân hữu vi sinh + Giống vi sinh Biovina đảm bảo tính khiết, ổn định, có khả phân giải chất hữu nhanh, môi trường điều kiện ni cấy có sẵn Việt Nam, quy trình cơng nghệ đơn giản dễ thực + Có loại: Biovina 1: Xử lí rác thải Biovina 2: Xử lí nước thải – Xử l rác thải nơng thơn Bio Micromix Hình A: Mơ hình đống ủ rạ xử lí ruộng Biomix (Micromix 3); Hình B: Sau xử lí 30 ngày rơm rạ đống ủ có bổ sung chế phẩm vi sinh vật mủn gãy vụn Nước ao làng nghề tái chế nhựa Đông Mẫu, Yên Đồng, Yên Lạc, Vĩnh Phúc xử lí Biomix (Hình A: trước xử lí ; Hình B: sau xử lí) III – CHẾ PHẨM VI SINH VẬT DÙNG TRONG XỬ LÍ PHẾ THẢI HỮU CƠ RẮN Chất thải rắn xử lí phương pháp sinh học chất thải có thành phần hữu cao như: rác thải đô thị, phế thải nông công nghiệp, chất thải rắn ngành chế biến nông sản thực phẩm v.v… Chất thải ngành công nghiệp mía đường giải pháp xử lí a) Các loại phế thải ngành cơng nghiệp mía đường – Lá mía: Đây loại phế thải chính, chiếm khối lượng lớn (25 – 30%) với thành phần hóa học đa dạng C; H; O; N; Si; cellulose; hemicellulose; lignin… – Bã mía: chất thải cơng đoạn ép mía, chiếm 25 – 30% khối lượng đem ép Thành phần hóa học gồm cellulose; hemicellulose; lignin; chất béo; tro; silic… – Bùn lọc: chất thải cơng đoạn làm nước mía thơ, có thành phần hóa học chất béo; xơ; đường; SiO2; CaO; MgO; P2O5… b) Nghiên cứu bước đầu xử lí phế thải ngành mía đường  Xử lí mía, mía: – Hướng xử lí: Tái sử dụng mía, mía để thay phân chuồng bón cho mía – Thực tiễn nghiên cứu: + Vũ Hữu Yêm, Trần Công Hạnh (1995 – 1997) nghiên cứu hiệu việc vùi mía kết hợp với phân NPK + Tác giả Nguyễn Xuân Thành, Nguyễn Đình Mạnh (2001 – 2002) nghiên cứu xử lí lá, mía chế phẩm vi sinh vật Đây phương pháp xử lí tiện lợi cho hiệu kinh tế cao  Xử lí bã mía: Có hướng xử lí sau: – Làm chất đốt phục vụ cho khâu chưng cất đường – Sử dụng làm giá thể ni nấm ăn – Trộn bã mía với đất có bổ sung chất dinh dưỡng để làm bầu ươm giống  Mùn mía: Dùng men vi sinh vật phân hủy chất lại mùn mía dùng chủng vi sinh vật có ích có bổ sung NPK để làm phân hữu vi sinh vật bón cho ây trồng c) Kết bước đầu xử lí phế thải hữu bã mía – Xử lí vi sinh vật vào đống ủ có đảo trộn (xử lí hiếu khí bán hiếu khí): Vi sinh vật hòa với nước phun vào đống ủ, đảm bảo độ ẩm từ 60 – 70%, đống ủ đánh thành luống (kích thước 2,0 x 1,5m) dọc theo sân ủ có mái che, 15 ngày đảo trộn lần – Xử lí vi sinh vật vào bể ủ khơng đảo trộn (xử lí yếm khí): Cho phế thải vào bể lớp dày khoảng 30cm phun dịch vi sinh vật vào Khi đầy bể lấy bùn ao trát kín bề mặt bể Quy trình xử lí chế phẩm vi sinh vật vào đống ủ phế thải Phế thải công nghiệp chế biến cà phê giải pháp xử lí a) Phế thải rắn từ vỏ cà phê – Thành phần có phế thải: chủ yếu lignin, cellulose, hợp chất lignin-cellulose chất khác – Vi sinh vật phân giải: + Nấm: Gồm giống Chladomyces; Penicilium; Trichderma; Fusariumoxysporium + Vi khuẩn: Gồm chủng Sporocytophaga methanogenes; Rudbeckia hirta L – Biện pháp xử lí truyền thống Việt Nam là: Dùng phần vỏ cà phê để làm giá thể ni trồng nấm ăn, phần lớn đổ vào môi trường gây ô nhiễm Hiện nhà khoa học thử nghiệm xử lí công nghệ vi sinh vật b) Một số kết bước đầu xử lí phế thải vỏ cà phê vi sinh vật – Ủ thành đống lớn vách ngăn ngồi trời, phun chế phẩm vi sinh vật Sau tháng q trình mùn hóa 80% – Xử lí hố vách ngăn nhà, phun chế phẩm vi sinh vật Sau tháng q trình mùn hóa 80% – Để tự nhiên ngồi trời khơng phun chế phẩm vi sinh vật (đối chứng) Sau năm q trình mùn hóa 80% c) Tái chế phế thải sau xử lí làm phân bón Vỏ cà phê ủ – tháng trộn với NPK, phân vi lượng vi sinh vật hữu hiệu tạo thành phân hữu vi sinh bón cho trồng Kết sau bón so với đối chứng: - Cây mía: suất thực thu tăng – 16% - Cây ngô: suất thực thu tăng 12 – 25% - Cà phê: suất thực thu tăng 11 – 19% - Cao su: tăng tỉ lệ mủ sau lần cạo  ... men vi sinh vật phân hủy chất lại mùn mía dùng chủng vi sinh vật có ích có bổ sung NPK để làm phân hữu vi sinh vật bón cho ây trồng c) Kết bước đầu xử lí phế thải hữu bã mía – Xử lí vi sinh vật. .. Hình B: sau xử lí) III – CHẾ PHẨM VI SINH VẬT DÙNG TRONG XỬ LÍ PHẾ THẢI HỮU CƠ RẮN Chất thải rắn xử lí phương pháp sinh học chất thải có thành phần hữu cao như: rác thải đô thị, phế thải nông công... sinh học Đây biện pháp dùng công nghệ vi sinh vật để phân hủy rác thải, biện pháp tối ưu quan tâm sử dụng rộng rãi II – CHẾ PHẨM VI SINH VẬT DÙNG TRONG XỬ LÍ PHẾ THẢI SINH HOẠT (RÁC THẢI), PHẾ