305 100 Minca Khu ẩ n l ạ c d ạ ng S, màu tr ắ ng nh ạ t, ñườ ng
3.5.1.3 Kết quả thí nghi ệm xử lý phân bò sữa bằng kỹ thuậ tủ hiếu khí vi sinh vật (aerobic compost)
sinh vật (aerobic compost)
+ Kết quả nghiên cứu khả năng sinh nhiệt trong quá trình xử lý phân bò sữa bằng kỹ thuật ủ hiếu khắ vi sinh vật
Khả năng nâng nhiệt ựộ lên cao, vượt quá giới hạn chịu ựựng ựược của một số vi sinh vật trong quá trình ủ hiếu khắ vi sinh vật xử lý phân nhằm mục
ựắch diệt trừ mầm bệnh ựang ựược nhiều nhà khoa học nghiên cứu. Vì vậy, ựiều khiển các yếu tố kỹ thuật, tạo ựiều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển và kiểm soát giá trị nhiệt ựộ trong quá trình xử lý phân có tác dụng tắch cực tiêu diệt mầm bệnh, ựặc biệt là những vi khuẩn gây bệnh ưa nhiệt ôn hòa như E.coli, Salmonella, virus, trứng và ấu trùng ký sinh trùng.
Kết quả thắ nghiệm chỉ ra rằng: Ở lô thắ nghiệm 1, nhiệt ựộ lớp vỏ ựống ủ thắ nghiệm cao nhất là 47,70C vào ngày thứ 2 sau khi ủ. Nhiệt ựộ bên trong ựống ủ cao nhất là 70,50C vào ngày thứ nhất sau khi ủ và ngày thứ 8 sau khi ựảo lần 1. Nhiệt ựộ lớp vỏ ựống ủ thấp nhất là 22,60C vào ngày 26 của quá trình ủ. Nhiệt ựộ bên trong thấp nhất là 30,80C vào ngày 27 của quá trình ủ.
Ở lô 2, nhiệt ựộ lớp vỏ ựống ủ cao nhất là 46,80C vào ngày thứ 3 của quá trình ủ. Nhiệt ựộ bên trong ựống ủ cao nhất là 71,10C vào ngày thứ 8 sau khi ủ. Nhiệt ựộ bên ngoài thấp nhất là 22,8 0C vào ngày 26 của quá trình ủ. Nhiệt ựộ bên trong ựống ủ thấp nhất là 30,50C vào ngày thứ 27 của quá trình ủ.
Hình 3.10. Biểu ựồ biểu diễn sự biến thiên nhiệt ựộ của 3 lô thắ nghiệm
Tương tự ở lô thứ 3, nhiệt ựộ bên ngoài cao nhất là 47,40C vào ngày thứ 2 sau khi ủ. Nhiệt ựộ bên trong cao nhất là 70,80C vào ngày thứ nhất sau khi ủ. Nhiệt ựộ lớp vỏ ựống ủ thấp nhất là 230C vào ngày thứ 27 của quá trình ủ.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 Thời gian (ngày) N hi ệ t ự ộ ( 0 C)
Lô 1(bên ngoài) Lô 1(bên trong) Lô 2(bên ngoài) Lô 2(bên trong) Lô 3(bên ngoài) Lô 3(bên trong) Môi trường
Tương tự nhiệt ựộ bên trong thấp nhất là 30,50C vào ngày thứ 27.
Nhiệt ựộ bên ngoài cao nhất của cả 3 lô trung bình là 47,70C. Mức cao nhất này ựạt ựược vào ngày thứ 2 sau khi ủ. Nhiệt bên trong ựống ủ cao nhất của cả 3 lô là 71,10C vào ngày thứ 8 sau khi ủ. Chứng tỏ, sau khi ựảo, các ựống ủ ựược cung cấp thêm oxy và ựộ ẩm tạo ựiều kiện cho các vi sinh vật họat ựộng trở lại, quá trình compost tiếp tục diễn ra cho ựến giai ựoạn chắn.
đỉnh nhiệt bên trong của 3 lô là 70,50C, 71,10C và 70,80C vào ngày thứ 1 và ngày thứ 8 sau khi ủ. Kết quả này phần nào cho thấy tác dụng tiêu diệt các tác nhân gây bệnh của phương pháp ủ phân compost, bởi giới hạn chịu nhiệt của hầu hết tác nhân gây bệnh là vi sinh vật ựều dưới 65,50C. đặc biệt vi khuẩn Salmonella và E.coli bị tiêu diệt ở giá trị nhiệt ựộ này. Bên cạnh ựó ta thấy nhiệt ựộ bên trong và bên ngoài của 3 lô thắ nghiệm tương ựối ựồng ựều nhau và tuân theo qui luật biến thiên nhiệt ựộ của quá trình compost.
Tại ngày thứ 7 sau khi ủ, nhiệt ựộ của cả 3 lô ựã giảm xuống gần tới ựiểm ựảo nhiệt. Nhiệt ựộ bên trong của lô 1 là 43,8C0, nhiệt ựộ bên trong của lô 2 là 42,20C, lô 3 là 41,40C. đây chắnh là thời ựiểm thắch hợp ựể ta tiến hành ựảo lần thứ nhất ựể thúc ựẩy quá trình compost trở lại. Tại ngày thứ 14, nhiệt ựộ của cả 3 lô ựã giảm xuống tới ựiểm nhiệt ựảo. Nhiệt ựộ bên trong của lô 1 là 42,10C. Nhiệt ựộ bên trong của lô 2 là 41,90C, nhiệt ựộ bên trong của lô 3 là 41,60C. Tiến hành ựảo lần thứ 2, ựể cung cấp thêm oxy, nước cho các vi sinh vật họat ựộng, quá trình compost tiếp tục diễn ra.
Ngày thứ 21, nhiệt ựộ bên trong của lô 1, lô 2, lô 3 lần lượt là 40,30C; 40,40C; 41,20C. Như vậy ựến ngày thứ 21 nhiệt ựộ của 3 lô cũng giảm xuống ựiểm ựảo nhiệt. đây là thời ựiểm tiến hành ựảo các ựống ủ lần thứ 3.
Việc xác ựịnh thời ựiểm nhiệt ựộ ựạt tới ựiểm ựảo nhiệt là rất cần thiết. Tại thời ựiểm nhiệt ựộ giảm xuống tới ựiểm ựảo nhiệt, cần tiến hành ựảo các ựống phân ủ ựể cung cấp oxy, ựiều chỉnh lại tỉ lệ C:N và ựộ ẩm ựể nhiệt tăng trở lại giúp cho quá trình compost tiếp tục.
+ Kết quả xác ựịnh ựộẩm
+ độẩm của mẫu nguyên liệu ban ựầu
Việc xác ựịnh ựộ ẩm của mẫu nguyên liệu ban ựầu là cơ sở lý thuyết tiến hành tắnh toán lượng nước cần thiết ựể bổ sung thêm.
Bảng 3.24a. độẩm mẫu nguyên liệu ban ựầu
STT Chỉ tiêu theo dõi Trấu Phân
1 Khối lượng ban ựầu (g) 100 100
2 Khối lượng sau khi sấy lần 1(g) 84,71 37,18
3 Khối lượng sau khi sấy lần 2(g) 72,45 25,47
4 độẩm (%) 27,55 74,52
Trấu nguyên liệu có ựộ ẩm thấp 27,55%. Phân bò sữa có ựộ ẩm trung bình 74,52%. Do ựó trong quá trình ủ, cần bổ sung thêm nước ựể ựảm bảo ựộ ẩm của các lô thắ nghiệm ựạt trong khoảng 50-60%.
+ Kết quả theo dõi ựộẩm của các lô thắ nghiệm
Sau khi ủ phân, lấy mẫu tại các lô thắ nghiệm vào các thời ựiểm khác nhau: ngày thứ 1, ngày thứ 6, 8,13, 15, 27 ựể xác ựịnh ựộ ẩm, từ ựó bổ sung thêm nước ựảm bảo ựiều kiện về ựộ ẩm cho quá trình compost diễn ra thuận lợi.
Bảng 3.24b. độẩm của các lô thắ nghiệm trong quá trình xử lý
độẩm (%)
Ngày Lô 1 Lô 2 Lô 3
1 56,63 ổ 1,16 54,66 ổ 2,31 55,40 ổ 2,12 6 43,24 ổ 0,76 42,58 ổ 1,56 43,82 ổ 0,94 8 59,67 ổ 2,21 57,72 ổ 1,67 58,70 ổ 2,21 13 38,35 ổ 1,32 37,45 ổ 1,14 37,63 ổ 1,86 15 56,79 ổ 2,32 58,33 ổ 2,26 58,39 ổ 2,16 27 31,26 ổ 0,86 28,67 ổ 0,75 30,38 ổ 2,12
độ ẩm 3 lô nằm trong khoảng 50% ựến 60%, thỏa mãn yêu cầu về ựộ ẩm trong quá trình xử lý. Kiểm tra ựộ ẩm các lô 1, lô 2 và lô 3 vào ngày thứ 6 và ngày thứ 13 ựộ ẩm ựã giảm xuống vì vậy cần bổ sung nước ựể ựiều chỉnh ựộ ẩm thắch hợp. Ngày thứ 8 và thứ 15 tiến hành kiểm tra ựộ ẩm 3 lô thắ nghiệm cho thấy ựộ ẩm ựã nâng lên ựạt mức yêu cầu ựể quá trình compost tiếp tục diễn ra thuận lợi. Số liệu những ngày sau cho thấy rằng ựộ ẩm luôn có xu hướng giảm xuống và kết thúc quá trình xử lý ựộ ẩm dao ựộng trong khoảng 28% ựến 31%.
+ Kết quả nghiên cứu một số chỉ tiêu vi sinh vật
+ Một số chỉ tiêu vi sinh vật của nguyên liệu compost
Nhằm mục ựắch ựánh giá sự khác nhau về ựặc tắnh vi sinh giữa nguyên liệu ban ựầu và sản phẩm sau khi ủ cũng như hiệu quả tiêu diệt các tác nhân gây bệnh là vi sinh vật, thắ nghiệm ựã tiến hành phân tắch chỉ tiêu vi sinh của nguyên liệu ban ựầu và sản phẩm compost sau 28 ngày ủ.
Bảng 3.25a. Một số chỉ tiêu vi sinh vật của nguyên liệu compost
Nguyên liệu Chỉ tiêu đơn vị
Phân Trấu Hỗn hợp 1.Nhóm vi khuẩn ưa
nhiệt ôn hòa.
-Tổng số vi khuẩn
hiếu khắ. (3,48 ổ 0,15).109 (7,24ổ0,09).107 (2,52ổ0.12).109
-Tổng số vi khuẩn
hiếu khắ sinh nha bào. (4,27ổ0.06).105 (1,56 ổ0,15).103 (3,18ổ0,15).105 2. Nhóm vi khuẩn
chịu nhiệt
-Tổng số vi khuẩn
hiếu khắ (3,27ổ 0,12).106 (5,63ổ 0,16).104 (2,34ổ0,08).106
-Tổng số vi khuẩn
hiếu khắ sinh nha bào (2,77ổ 0,06).104 (1,41ổ 0,04).103 (1,87ổ0,07).104
3. Coliform (6,35ổ 0,09).107 (1,62ổ 0,07).103 (4,58ổ0,15).107
4. E.coli
CFU/g
(3,43ổ 0,11).106 (1,32ổ 0,05).102 (2,34ổ0,12).106
Kết quả cho thấy: (1) Hỗn hợp nguyên liệu compost ban ựầu chứa một lượng lớn vi sinh vật hiếu khắ. Cụ thể ựối với nhóm vi khuẩn ưa nhiệt ôn hòa: tổng số vi sinh vật hiếu khắ ựếm ựược là 2,52.109 CFU/g tổng số vi khuẩn hiếu khắ sinh nha bào là 3,18.105. đối với nhóm vi khuẩn chịu nhiệt: tổng số vi khuẩn hiếu khắ ựạt 2,34.106, tổng số vi khuẩn hiếu khắ sinh nha bào là 2,34.106. (2) Các vi sinh vật chỉ ựiểm ựều có mặt. Trong ựó Coliform ựếm ựược là 4,58.107, E.coli là 2,34.106, Salmonella xác ựịnh ựịnh tắnh cho kết quả dương tắnh.
+ Một số chỉ tiêu vi sinh vật của sản phẩm compost sau 28 ngày ủ
để ựánh giá hiệu quả của phương pháp ủ hiếu khắ về khả năng tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh có trong phân bò, ựặc biệt là Salmonella và E.coli, tiến hành phân tắch các chỉ tiêu vi sinh vật của sản phẩm phân compost sau 28 ngày ủ.
Bảng 3.25b. Một số chỉ tiêu vi sinh vật của sản phẩm compost sau khi ủ
28 ngày
Nguyên liệu Chỉ tiêu đơn vị
Lô 1 Lô 2 Lô 3
1.Nhóm vi khuẩn ưa nhiệt ôn hòa.
-Tổng số vi khuẩn hiếu khắ.
(1,72 ổ 0.08).105 (1,67 ổ 0.07).105 (1,68 ổ 0.04).105
-Tổng số vi khuẩn hiếu khắ sinh nha bào.
(2,16 ổ0.06).102 (2,47 ổ 0.03).102 (2,49 ổ 0.02).1022. Nhóm vi khuẩn chịu 2. Nhóm vi khuẩn chịu
nhiệt
-Tổng số vi khuẩn hiếu khắ (2,85 ổ 0.10).104 (2,82 ổ 0.05).104 (2,78 ổ 0.05).104
-Tổng số vi khuẩn hiếu khắ sinh nha bào
(1,24 ổ 0.02).103 (1,26 ổ 0.12).103 1,29.1033. Coliform < 102 <102 <102 3. Coliform < 102 <102 <102 4. E.coli CFU/g MPN/g MPN/g 3 3 3 5. Salmonella định tắnh - - - Chú thắch: (-) âm tắnh (+) dương tắnh
Nhóm vi khuẩn ưa nhiệt ôn hòa:
Tổng số vi khuẩn hiếu khắ của 1 gram hỗn hợp nguyên liệu ban ựầu là: 2,52.109; của sản phẩm compost (28 ngày) ựã giảm xuống 1,72.105 ở lô 1; 1,67.105 ở lô 2 và 1,68.105 ở lô 3. Nguyên nhân chắnh dẫn tới kết quả này là trong quá trình compost một lượng lớn vi khuẩn hiếu khắ ôn hòa có nhiệt ựộ sống thắch hợp từ 200C-450C ựã bị tiêu diệt bởi ựỉnh nhiệt của quá trình compost ựạt trên 700C.
Tổng số vi khuẩn hiếu khắ sinh nha bào của 1 gram hỗn hợp nguyên liệu ban ựầu là 3,18.105. Sau 28 ngày ủ, số lượng vi khuẩn hiếu khắ sinh nha bào ựã giảm ở cả 3 lô thắ nghiệm: 2,46.102 ; 2,47. 102 ; 2,49. 102. đó là do các vi khuẩn hiếu khắ sinh nha bào có khả năng tạo nha bào trong ựiều kiện bất lợi ựể tăng sức ựề kháng với môi trường và tăng tỉ lệ sống sót khi nhiệt ựộ ựống ủ compost tăng cao.
Nhóm vi khuẩn chịu nhiệt:
Tổng số vi khuẩn hiếu khắ của 1 gram sản phẩm compost (28 ngày) ở lô 1, lô 2, lô 3 giảm lần lượt là: 82,1; 82,9; 84 lần so với hỗn hợp nguyên liệu ban ựầu. Mức giảm này thấp hơn hẳn so với tổng số vi khuẩn hiếu khắ của nhóm ưa nhiệt ôn hòa. Kết quả này là do vi khuẩn chịu nhiệt có ngưỡng chịu nhiệt cao hơn so với vi khuẩn ưa nhiệt ôn hòa. Ngưỡng chịu nhiệt của vi khuẩn chịu nhiệt là 500C-700C so với ngưỡng chịu nhiệt của vi khuẩn ưa nhiệt ôn hòa là: 200C-450C.
Tổng số vi khuẩn hiếu khắ sinh nha bào của sản phẩm compost (28 ngày) giảm so với hỗn hợp nguyên liệu ban ựầu ở 3 lô lần lượt là: 15; 14,8 và 14,5 lần. Mức giảm này thấp hơn nhiều so với mức giảm ựối với tổng số vi khuẩn hiếu khắ ở trên. Giải thắch cho kết quả này là do vi khuẩn hiếu khắ sinh nha bào có khả năng hình thành nha bào trong ựiều kiện bất lợi làm tăng tỉ lệ
sống sót ở nhiệt ựộ cao. đồng thời so sánh mức giảm của vi khuẩn hiếu khắ sinh nha bào ở 2 nhóm ưa nhiệt ôn hòa và chịu nhiệt cho thấy mức giảm ở nhóm chịu nhiệt thấp hơn nhiều do ngoài có cùng chung ựặc tắnh sinh nha bào khi gặp ựiều kiện không thuận lợi thì ở nhóm vi khuẩn chịu nhiệt ngưỡng chịu nhiệt cao hơn nên tỉ lệ sống sót khi nhiệt ựộ compost lên cao cũng như khả năng nảy mầm từ nha bào trở lại vi khuẩn khi nhiệt ựộ xuống thấp là lớn hơn. Kết quả trên cho thấy: sau khi xử lý, sản phẩm compost (28 ngày) ựã không còn phát hiện thấy sự có mặt của Salmonella. Số lượng Coliform, E.coli giảm xuống mức tối thiểu.
đây là một trong những ưu ựiểm lớn nhất của kỹ thuật ủ hiếu khắ vi sinh vật. Với kết quả trên các tác nhân gây bệnh cho người và gia súc phổ biến ựã không còn ựược tìm thấy trong sản phẩm compost. Khả năng ô nhiễm môi trường, lây lan dịch bệnh qua phân bò ựã ựược hạn chế qua phương pháp ủ phân hiếu khắ.