Chế phẩm vi sinh Sagi Bio được sản xuất từ các chủng vi khuẩn Bacillus và xạ khuẩn Streptomyces ưa nhiệt để ủ xử lý chất thải rắn của bò sữa đã rút ngắn được thời gian xử lý từ 54 ngày xuống còn 36 ngày. Chế phẩm có tác dụng làm giảm phát sinh mùi do NH3 và H2S, ức chế sự sinh trưởng của một số vi sinh vật gây bệnh có trong chất thải.
Kết nghiên cứu KHCN ỨNG DỤNG CHẾ PHẨM VI SINH SAGI BIO ĐỂ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN TRONG CHĂN NI BỊ SỮA Phùng Đức Hiếu, Đặng Thị Mai Anh, Ninh Thị Lành, Nguyễn Minh Thư, Bùi Văn Cường, Nguyễn Sỹ Ngun, Tăng Thị Chính Viện Cơng nghệ mơi trường, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam C TÓM TẮT hế phẩm vi sinh Sagi Bio sản xuất từ chủng vi khuẩn Bacillus xạ khuẩn Streptomyces ưa nhiệt để ủ xử lý chất thải rắn bò sữa rút ngắn thời gian xử lý từ 54 ngày xuống 36 ngày Chế phẩm có tác dụng làm giảm phát sinh mùi NH3 H2S, ức chế sinh trưởng số vi sinh vật gây bệnh có chất thải Mùn hữu thu từ trình xử lý đạt yêu cầu làm phân hữu cho sản xuất nơng nghiệp khơng có biện pháp xử lý phù hợp Trong lồi vật ni chủ lực nay, bị sữa có khối lượng chất thải thải hàng ngày nhiều nhất, bình qn, ngày bị sữa thải môi trường hàng chục kg chất thải rắn lỏng Hiện Việt Nam, có số doanh nghiệp lớn Vinamilk, TH true milk đầu tư xây dựng khu xử lí chất thải, nước thải tập trung dành cho trang trại chăn ni quy mơ lớn Trong đó, đa phần đàn bị sữa nước ni theo mơ hình nơng hộ với quy mơ từ vài đến vài chục con/hộ chủ yếu Các giải pháp xử lý chất thải từ chăn ni bị sữa quy mơ hộ gia đình tách chất thải rắn nước thải Nước thải qua bể biogas để xử lý, chất thải rắn sử dụng làm phân bón cho trồng cỏ cho sản xuất nông nghiệp Phần lớn chất thải rắn từ hộ chăn ni bị sữa chưa ủ xử lý, ủ xử lý phương pháp tự nhiên nên thời gian phân hủy dài, ủ từ - tháng [2] ĐẶT VẤN ĐỀ Theo số liệu thống kê Cục Chăn ni, Bộ NNPTNT, tính đến ngày 1/10/2016, nước có 282.990 bị sữa [1] Mục tiêu, định hướng ngành chăn nuôi đến hết năm 2016 tổng đàn bò sữa đạt khoảng 300.000 năm 2020 khoảng 400.000 Tuy nhiên, với gia tăng số lượng chăn ni, nguy gây ô nhiễm môi trường chăn nuôi bò sữa cao Ảnh minh họa: nguồn Internet Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 4,5&6-2017 107 Kết nghiên cứu KHCN Nhằm tìm giải pháp phù hợp cho xử lý chất thải rắn từ chăn ni bị sữa cho hộ chăn ni bị sữa Việt Nam, Viện Công nghệ môi trường Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam giao thực nhiệm vụ ”Xây dựng mơ hình sử dụng chế phẩm vi sinh vật hữu ích xử lý chất thải chăn ni bị sữa qui mơ gia trại” ứng dụng chế phẩm vi sinh ưa nhiệt Sagi Bio để xử lý chất thải rắn từ chăn ni bị sữa nhằm rút ngắn thời gian xử lý, giảm phát sinh mùi hôi thối tạo phân hữu đạt chất lượng theo quy định Bộ Nông nghiệp phát triển nơng thơn, góp phần cải thiện mơi trường chăn ni bị sữa quy mơ hộ gia đình ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Chất thải rắn từ chăn ni bị sữa từ hộ ni bò sữa Trung tâm giống bò đồng cỏ Ba Vì, Hà Nội - Chế phẩm vi sinh Sagi Bio sản xuất từ chủng xạ khuẩn Streptomyces sp ưa nhiệt Bacillus sp dùng để ủ xử lý chất thải rắn từ chăn ni bị sữa thành phân hữu vi sinh Phòng Vi sinh vật môi trường Viện Công nghệ môi trường để sản xuất, mật độ xạ khuẩn Streptomyces sp Bacillus sp đạt 108CFU/g [3] Phương pháp bố trí thí nghiệm để xử lý chất thải rắn từ chăn ni bị + Mẫu đối chứng (ĐC): sử 108 dụng 2000kg chất thải rắn từ ni bị sữa khơng bổ sung chế phẩm Sagi Bio + Mẫu thí nghiệm (TN): sử dụng 2000kg chất thải rắn từ ni bị sữa + 2kg chế phẩm vi sinh Sagi Bio Các mẫu thí nghiệm ủ thành đống có chiều rộng 2m, chiều dài 3m, chiều cao 1,5m, dùng nilơng phủ kín, tuần đảo trộn lần Lấy mẫu định kỳ để đánh giá khả xử lý - Phương pháp phân tích vi sinh vật: vi khuẩn Bacillus sp., Streptomyces sp theo TCVN 4884: 2001 nuôi nhiệt độ 450C Tổng E.coli, Fecal coliform theo TCVN:6187-1:1996, tổng Salmonella theo TCVN 4829:2005 [4] - Phương pháp phân tích tổng chất hữu cơ, N, P, NH3, H2S theo Standards Method of EPA, USA - Phương pháp xử lý số liệu: Tất số liệu xử lý theo phương pháp thống kê sinh học phần mềm Excel phần mềm xử lý thống kê thông dụng khác KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Sự biến động nhóm vi sinh vật hữu ích q trình ủ xử lý chất thải rắn bò sữa Kết Bảng cho thấy nhóm vi khuẩn Bacillus, xạ khuẩn Streptomyces ưa nhiệt có tồn mẫu đối chứng thí nghiệm Tuy nhiên biến động mật độ nhóm theo thời gian mẫu đối chứng thí nghiệm lại hồn tồn khác Ở mẫu đối chứng vi khuẩn Bacillus xạ khuẩn Streptomyces ưa nhiệt tăng chậm theo thời gian xử lý thấp so với Bảng Sự biến động vi khuẩn Bacillus xạ khuẩn Streptomyces ưa nhiệt q trình ủ xử lý Thời gian Tuần Vi khuẩn Bacillus ĐC Xạ khuẩn Streptomyces TN 4,3.10 ÑC 3,2.10 TN 2,3.105 4,3.10 3,9.106 4,7.108 4,5.103 2,3.107 3,7.107 7,5.108 4,7.104 9,4.108 3,6.107 7,3.108 1,2.104 4,3.108 5,2.107 8,4.108 6,9.104 6,7.108 7,1.107 8,6.108 8,3.104 7,5.108 4,2.108 8,4.108 4,7.105 7,1.108 6,3.108 8,4.108 6,3.105 7,2.108 Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 4,5&6-2017 Kết nghiên cứu KHCN mẫu thí nghiệm Ở mẫu thí nghiệm mật độ Bacillus xạ khuẩn Streptomyces có xu huớng tăng mạnh sau tuần ủ trì mật độ cao hết q trình ủ Điều giải thích sau: mẫu đối chứng chất thải rắn chăn nuôi bò tồn số lượng vi khuẩn Bacillus xạ khuẩn Streptomyces, chúng khơng phải nhóm vi sinh vật có hoạt tính mạnh, có khả cạnh tranh với nhóm vi sinh vật khác nên trình ủ mật độ chúng tăng lên khơng nhiều Đối với mẫu thí nghiệm có bổ sung chế phẩm chứa vi khuẩn Bacillus xạ khuẩn Streptomyces ưa nhiệt nên vào môi trường giàu chất hữu chúng phát triển mạnh mật độ tăng nhanh lấn át vi sinh vật có sẵn tự nhiên Qua cho thấy, vi sinh vật chế phẩm Sagi Bio bổ sung để xử lý chất thải rắn chăn ni bị sữa sinh trưởng tốt quy mơ đống ủ 2000 kg/mẻ Hình Sự biến động nhiệt độ đống ủ xử lý chất thải rắn bò sữa 3.2 Đánh giá khả xử lý chất thải chăn nuôi bị sữa quy mơ trang trại Sự biến động nhiệt độ trình ủ xử lý: Trong trình ủ xử lý, nhiệt độ đống ủ thay đổi theo thời gian xử lý, nhiệt độ cao trình phân hủy chất thải diễn mạnh Kết đánh giá biến động nhiệt độ trình ủ xử lý trình bày Hình Kết theo dõi biến động nhiệt độ trình xử lý Hình cho thấy, nhiệt độ mẫu TN giai đoạn đầu, từ ngày thứ đến ngày thứ 18, cao nhiệt độ mẫu ĐC khoảng 100C; điều chứng tỏ rằng: VSV chế phẩm Sagi Bio sinh trưởng tốt hơn, trình phân hủy chất hữu mạnh VSV tự nhiên có sẵn chất thải, nên nhiệt lượng giải phóng mơi trường từ q trình phân hủy nhiều làm cho nhiệt độ đống ủ cao Từ ngày thứ 20 Hình Sự thay đổi nồng độ NH3 trình ủ xử lý chất thải rắn bị sữa Hình Sự thay đổi nồng độ khí H2S q trình ủ xử lý chất thải rắn bị sữa Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 4,5&6-2017 109 Kết nghiên cứu KHCN nhiệt độ đống ủ TN bắt đầu giảm nhanh, nhiệt độ đống ủ ĐC chưa giảm mức cao (500C) trình phân hủy chất hữu tiếp tục diễn Sau 35 ngày ủ, nhiệt độ đống TN giảm xuống 400C, đống ủ ĐC phải sau 55 ngày nhiệt độ xuống 400C tương đương với nhiệt độ môi trường Điều cho thấy, q trình phân hủy chất hữu đống ủ TN diễn nhanh so với đống ủ ĐC tiến hành ủ điều kiện 20 ngày (từ 55 ngày xuống 35 ngày), trình ủ compost chất thải hữu nhiệt độ đống ủ đạt tương đương với nhiệt độ mơi trường kết thúc q trình phân hủy chất hữu Đánh giá hàm lượng NH3 H 2S Kết đo nồng độ NH3 trình ủ hình cho thấy, nồng độ NH3 mẫu TN đạt cực đại (5- 5,2ppm) từ ngày thứ đến ngày thứ 12 trình xử lý, sau giảm dần theo thời gian xử lý, sau tháng ủ nồng độ NH3 2,5ppm ngày thứ 35 Trong mẫu ĐC nồng độ NH3 liên tục tăng từ ngày đầu đến ngày thứ 22 đạt cực đại 25,2ppm trình xử lý, sau bắt đầu giảm xuống 7,2ppm vào cuối trình ủ ngày thứ 55 Kết đo H2S Hình cho thấy, mẫu TN nồng độ H2S tăng lên mức tối đa sau ngày 110 ủ, từ 2,4ppm lên 3,62ppm, sau bắt đầu giảm dần, sau tháng ủ nồng độ H2S mẫu TN thấp (dưới 1ppm) Trong với mẫu ĐC, nồng độ H2S liên tục tăng ngày đầu xử lý đạt mức cao 11,5ppm ngày thứ 20-30, sau giảm dần dần, cuối trình ủ nồng độ H2S mẫu ĐC cao mẫu TN gần lần 3.3 Sự biến động nhóm vi sinh vật gây bệnh trình ủ xử lý chất thải rắn bị sữa Việc đánh giá số nhóm vi sinh vật gây bệnh trình ủ xử lý chất thải rắn yếu tố quan trọng để kiểm soát phát tán vi sinh trình sử dụng chúng để bón cho trồng Kết đánh giá biến động vi sinh vật gây bệnh trình bày Bảng Kết Bảng cho thấy, số vi khuẩn gây bệnh (Coliforms, Fecal coliform, Salmonella) mẫu TN bắt đầu giảm mạnh sau tuần ủ từ tuần thứ trở vi khuẩn Fecal coliform Salmonella mẫu thí nghiệm khơng cịn phát Tổng Coliform mẫu TN sau tuần mật độ cịn vài khuẩn lạc Ở mẫu ĐC, mật độ vi sinh vật gây bệnh giảm chậm so với mẫu TN, mật độ Fecal coliform phải sau tuần ủ Salmonella phải sau tuần ủ khơng cịn xuất Từ cho thấy, việc sử dụng chế phẩm vi sinh Sagi Bio trình ủ xử lý chất thải rắn chăn ni bị sữa làm cho trình phân hủy nhanh hơn, rút ngắn thời gian phân hủy cịn có tác dụng ức chế sinh trưởng vi sinh vật gây bệnh có chất thải tốt Bảng Biến động mật độ vi sinh vật gây bệnh trình ủ xử lý chất thải rắn Thời gian Tổng Coliform Fecal coliform Salmonella ÑC TN ÑC TN ÑC TN 1,1.105 1,1.105 4,2.103 4,2.103 3.102 3.102 5,3.104 4,8.103 2,6.102 2,1.101 2,7.102 2,4.101 1,1.104 760 1,9.102 3,1.101 2.102 11 9,1.10 350 3,4.10 5,4.10 120 1,5.10 9.10 10 76 45 Tuaàn 7.10 KPH KPH 5.10 KPH KPH KPH 11 KPH KHP KPH KPH KPH KPH KPH KPH KPH KPH Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 4,5&6-2017 Kết nghiên cứu KHCN Bảng Chất lượng mùn hữu thu từ trình ủ xử lý chất thải rắn bị sữa TT Chỉ tiêu phân tích Đơn vị tính Mẫu TN Mẫu ĐC Tổng chất hữu % 33,62 48,2 Toång N % 1,85 2,24 N dễ tiêu ppm 612 459 Tổng P % 0,35 0,30 P dễ tiêu ppm 135 115 Toång K (K2O) % 0,15 0,13 Axit humic % 3,5 3,1 Độ ẩm % 33,9 36,7 10 pH 7,0 7,0 11 Tổng VSV phân giải xenluloza CFU/g 3x108 106 12 Toång E.coli CFU/g 45 13 Salmonella CFU/25g 0 Kết đánh giá chất lượng mùn thu sau xử lý Bảng cho thấy, việc sử dụng chế phẩm Sagi Bio trình ủ xử lý chất thải rắn bò sữa cho hiệu kinh tế so với ủ thông thường: rút ngắn thời gian xử lý (18 ngày), hàm lượng nitơ dễ tiêu tăng 33,3%, photpho dễ tiêu tăng 17%, axit humic tăng 13%, đồng thời mùn hữu khơng cịn vi sinh vật gây bệnh Mùn hữu thu từ trình ủ xử lý chất thải rắn bò sữa đáp ứng yêu cầu theo Thông tư 41/2014- BNNPTNT để sản xuất phân hữu từ chất thải [5] KẾT LUẬN Sử dụng chế phẩm vi sinh ưa nhiệt Sagi Bio sản xuất từ chủng vi khuẩn Bacillus sp xạ khuẩn Streptomyces sp thúc đẩy nhanh trình ủ xử lý chất thải rắn bị sữa, rút ngắn thời gian xử lý từ 55 ngày xuống cịn 35 ngày, giảm phát sinh mùi thối khí NH3 H2S phát sinh q trình ủ xử lý Chất lượng mùn hữu thu tốt hơn: hàm lượng nitơ dễ tiêu tăng 33,3%, photpho dễ tiêu tăng 17%, axit humic tăng 13% so với không sử dụng chế phẩm Mùn hữu thu đạt yêu cầu để sử dụng làm phân hữu cho sản xuất nơng nghiệp an tồn theo quy định Thông tư 41/2014/BNPTNT Bộ Nông nghiệp Phát triển nơng thơn Lời cảm ơn Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam cấp kinh phí để thực Nhiệm vụ Sự nghiệp môi trường mã số: VAST.BVMT.01/16-17 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Thống kê số liệu chăn nuôi gia súc, gia cầm 2016 Cục Chăn nuôi, Bộ NNPTNT 01/10/2016 [2] Bùi Hữu Đồn, Nguyễn Xn Trạch, Vũ Đình Tôn, 2011 Quản lý chất thải chăn nuôi, Nhà Xuất Nơng nghiệp, Hà Nội [3] Tăng Thị Chính, Đặng Mai Anh, Nguyễn Thị Hòa, Phùng Đức Hiếu, Nguyễn Minh Thư, Nguyễn Sỹ Nguyên, 2015 Ứng dụng chế phẩm vi sinh vật xử lý chất rắn sinh hoạt chế biến thành phân hữu vi sinh Tạp chí KH&CN, tập 53(6A), 70-79 [4] Tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia: TCVN 4884: 2001; TCVN:6187-1:1996, TCVN 4829:2005 [5] Thơng tư 41/2014 BNTPTNT Bộ NNPTNT Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 4,5&6-2017 111 ... phẩm vi sinh vật hữu ích xử lý chất thải chăn ni bị sữa qui mơ gia trại” ứng dụng chế phẩm vi sinh ưa nhiệt Sagi Bio để xử lý chất thải rắn từ chăn nuôi bò sữa nhằm rút ngắn thời gian xử lý, giảm... vật chế phẩm Sagi Bio bổ sung để xử lý chất thải rắn chăn ni bị sữa sinh trưởng tốt quy mô đống ủ 2000 kg/mẻ Hình Sự biến động nhiệt độ đống ủ xử lý chất thải rắn bò sữa 3.2 Đánh giá khả xử lý chất. .. nghiệm để xử lý chất thải rắn từ chăn ni bị + Mẫu đối chứng (ĐC): sử 108 dụng 2000kg chất thải rắn từ ni bị sữa khơng bổ sung chế phẩm Sagi Bio + Mẫu thí nghiệm (TN): sử dụng 2000kg chất thải rắn