(tớnh theo CFU/g)
Thời điểm lấy mẫu
Lỳc 0 giờ Sau 6 ngày Sau 12 ngày Sau 18 ngày
Mụ hỡnh 1 4,3 x 102 4,0 x 102 3,5 x 102 2,9 x 102 Mụ hỡnh 2 4,1 x 103 5,1` x 103 2,1x 104 5,4 x 104 Mụ hỡnh 3 2,1 x 104 2,4 x 104 1,5 x 105 1,8 x 105 Mụ hỡnh 4 2,4 x 105 2,5 x 106 1,8 x 107 2,3 x 108 Mụ hỡnh 5 1,1 x 106 4,7 x 106 6,3 x 106 2,8 x 107
Sự biến đổi về số lƣợng vi sinh vật đƣợc thể hiện ở đồ thị sau:
Hỡnh 3.10. Sự biến đổi số lượng vi sinh vật phõn hủy xenluloza
d. Tổng Coliform S ố lƣợ n g vi sin h vật
Sau 3 tuần tiến hành thực nghiệm, tổng Coliform thuộc nhúm vi sinh vật gõy bệnh giảm đỏng kể. Tuy nhiờn ở mụ hỡnh 4 với tỉ lệ phối trộn giữa chế phẩm vi sinh với than cacbon húa tre là 5% thỡ tổng Coliform giảm mạnh, từ 104
CFU/g xuống cũn 101 CFU/g. Điều này chứng tỏ sự hiệu quả của chế phẩm vi sinh BIOMIX 1 trong cụng nghệ xử lý chất thải sinh học.
Bảng 3.10 - Tổng coliform của hỗn hợp tại cỏc thời điểm khỏc nhau
(tớnh theo CFU/g)
Thời điểm
lấy mẫu Lỳc 0 giờ Sau 6 ngày Sau 12 ngày Sau 18 ngày
Mụ hỡnh 1 2,5 x 104 2,3 x 104 2,0 x 104 1,8 x 104 Mụ hỡnh 2 2,1 x 104 1,5` x 104 5,0x 103 3,0 x 103 Mụ hỡnh 3 1,7 x 104 5,5 x 103 2,9 x 103 9,3 x 102 Mụ hỡnh 4 2,6 x 104 8,0 x 103 9,7 x 102 9,7 x 101 Mụ hỡnh 5 1,9 x 104 3,1 x 103 1,6 x 103 3,2 x 102
Sự biến đổi về số lƣợng vi sinh vật đƣợc thể hiện ở đồ thị sau:
Hỡnh 3.11. Sự biến đổi của chỉ số Total Coliform
e. Fecal Coliform
Tƣơng tự nhƣ Tổng Coliform, lƣợng Fecal Coliform cũng giảm nhiều, chứng tỏ vi khuẩn gõy bệnh đƣờng ruột Ecoli cũng bị giảm khi sử dụng chế
phẩm BIOMIX 1. S ố lƣợ n g vi sin h vật
Bảng 3.11- Chỉ số Fecal Coliform của hỗn hợp tại cỏc thời điểm khỏc nhau
(tớnh theo CFU/g)
Thời điểm
lấy mẫu Lỳc 0 giờ Sau 6 ngày Sau 12 ngày Sau 18 ngày
Mụ hỡnh 1 230 200 180 140
Mụ hỡnh 2 250 230 160 78
Mụ hỡnh 3 200 180 110 50
Mụ hỡnh 4 270 150 47 8
Mụ hỡnh 5 260 180 97 42
Sự biến đổi về số lƣợng vi sinh vật đƣợc thể hiện ở đồ thị sau:
Hỡnh 3.12. Sự biến đổi của chỉ số Fecal Coliform
f. Chỉ số Salmonella
Sau ba tuần tiến hành thực nghiệm, số lƣợng vi khuẩn Salmonella giảm một cỏch đỏng kể, nhất là đối với mụ hỡnh 4 (tỉ lệ chế phẩm vi sinh so với giỏ thể là 5%).
Bảng 3.12- Chỉ số Salmonella của hỗn hợp tại cỏc thời điểm khỏc nhau
S ố lƣợ n g vi sin h vật
(tớnh theo CFU/g)
Thời điểm
lấy mẫu Lỳc 0 giờ Sau 6 ngày Sau 12 ngày Sau 18 ngày
Mụ hỡnh 1 4,0 x 105 1,5 x 105 6,9 x 104 3,4 x 104 Mụ hỡnh 2 6,5 x 105 2,3 x 105 5,6 x 104 6,2 x 103 Mụ hỡnh 3 3,6 x 105 5,3 x 104 2,0 x 103 1,6 x 102
Mụ hỡnh 4 5,0 x 105 6,5 x 103 180 8
Mụ hỡnh 5 3,8 x 105 1,0 x 104 1,7 x 103 86
Sự biến đổi về số lƣợng vi sinh vật đƣợc thể hiện ở đồ thị sau:
Hỡnh 3.13. Sự biến đổi của chỉ số Salmonella
Kết luận:
Qua cỏc số liệu khảo sỏt trờn cỏc mụ hỡnh thớ nghiệm bio-toilet khụ theo mẻ, chỳng tụi thấy rằng mụ hỡnh 4 là tối ƣu nhất.
S ố lƣợ n g vi sin h vật
Hỡnh 3.14. Khuẩn lạc của vi khuẩn Salmonella trờn mụi trường XLT4
Ở mụ hỡnh mụ hỡnh 4, số lƣợng vi sinh vật hiếu khớ tổng số, kỵ khớ và vi sinh vật phõn giải xenluloza tăng mạnh, đồng thời số lƣợng vi sinh vật gõy bệnh nhƣ Total-Coliform, Fecal-Coliform, Salmonella giảm đỏng kể. Tỷ lệ phối trộn của mụ hỡnh 4 nhƣ sau:
- Giỏ thể vi sinh : 3,6kg
- Chế phẩm vi sinh : 0,18 kg (5% so với lƣợng giỏ thể)
- Phõn : 0,2 kg
- Nƣớc tiểu : 0,3 lớt
- pH : 6 ữ 8
- Độ ẩm : 50 ữ 60%
3.3. Kết quả thực nghiệm bio-toilet khụ liờn tục
Thực nghiệm đƣợc tiến hành nhƣ mụ tả ở trờn. Từ kết quả thực nghiệm này, chỳng tụi cú đƣợc thụng số về tốc độ khuấy phự hợp. Kết quả nhƣ sau:
a. Nhiệt độ
Yếu tố nhiệt độ cũng ảnh hƣởng đến sự sinh trƣởng và phỏt triển của cỏc nhúm vi sinh vật. Nhiệt độ của hỗn hợp nhúm nghiờn cứu đo tại cỏc thời điểm dao động trong khoảng từ 26-30o
C. Đa số cỏc nhúm vi sinh vật vẫn phỏt triển tốt trong khoảng nhiệt độ này.
b. Vi sinh vật hiếu khớ tổng số
Vi sinh vật hiếu khớ tổng số thể hiện lƣợng vi sinh vật hiếu khớ cú trong hỗn hợp thớ nghiệm. Trong mụ hỡnh thớ nghiệm bio-toilet liờn tục, chất thải đƣợc bổ
sung hàng ngày. Chớnh vỡ vậy mà lƣợng vi sinh vật tổng số cũng tăng vỡ bản thõn trong chất thải cũng cú một lƣợng vi sinh vật nhất định.
Hỡnh 3.15. Lượng vi sinh vật hiếu khớ tổng số (độ pha loóng10-4)
Lƣợng vi sinh vật tổng số trong mụ hỡnh 3 tăng nhiều nhất, đú chớnh là cỏc nhúm vi sinh vật cú lợi cho quỏ trỡnh phõn hủy chất thải sinh học nhƣ nhúm vi sinh vật phõn hủy xenluloza, tinh bột, protein…, cỏc nhúm vi sinh vật gõy ức chế và tiờu diệt cỏc vi sinh vật gõy bệnh nhƣ Ecoli, Salmonella…
Lƣợng vi sinh vật tăng sẽ giỳp cho quỏ trỡnh phõn hủy chất thải hữu cơ diễn ra thuận lợi.
Bảng 3.13- Vi sinh vật hiếu khớ tổng số của hỗn hợp tại cỏc thời điểm khỏc nhau
(tớnh theo CFU/g)
Thời điểm lấy mẫu
Lỳc 0 giờ Sau 6 ngày Sau 12 ngày Sau 18 ngày
Mụ hỡnh 1 2,6 x 108 2,9 x 108 3,5 x 108 3,5 x 108 Mụ hỡnh 2 2,8 x 108 4,5 x 108 1,3 x 109 4,0 x 109 Mụ hỡnh 3 2,4 x 108 6,9 x 108 5,1 x 109 4,8 x 1010 Mụ hỡnh 4 3,2 x 108 6,1 x 108 2,4 x 109 4,7 x 109 Mụ hỡnh 5 2,5 x 108 4,0 x 108 4,2 x 109 3,7 x 109
Sự biến đổi về số lƣợng vi sinh vật đƣợc thể hiện ở đồ thị sau: sau 1 tuần sau 2 tuần
Hỡnh 3.16. Sự biến đổi số lượng vi sinh vật hiếu khớ tổng số
c. Vi sinh vật kỵ khớ tổng số
Vi sinh vật kỵ khớ tổng số là tổng lƣợng vi sinh vật kỵ khớ cú trong hỗn hợp thớ nghiệm. Nhúm vi sinh vật này chủ yếu là vi khuẩn và xạ khuẩn, phõn hủy xenluloza, tinh bột và protein.
Ở mụ hỡnh 1, do khụng bổ sung chế phẩm vi sinh nờn lƣợng vi sinh vật kỵ khớ cú xu hƣớng giảm dần. Cỏc mụ hỡnh cũn lại, lƣợng vi sinh vật kỵ khớ tăng nhẹ, chỉ cú mụ hỡnh 3 thỡ lƣợng vi khuẩn kỵ khớ tăng nhiều hơn cả, tăng từ 106
CFU/g lờn 108 CFU/g.
Bảng 3.14- Vi sinh vật kỵ khớ của hỗn hợp tại cỏc thời điểm khỏc nhau
(tớnh theo CFU/g)
Thời điểm lấy mẫu
Lỳc 0 giờ Sau 6 ngày Sau 12 ngày Sau 18 ngày
Mụ hỡnh 1 1,8 x 106 2,1 x 106 2,7 x 106 3,5 x 106 Mụ hỡnh 2 2,2 x 106 4,2 x 106 5,3 x 106 6,5 x 106 Mụ hỡnh 3 2,6 x 106 1,9 x 107 4,5 x 107 2,1 x 108 Mụ hỡnh 4 2,7 x 106 3,6 x 106 8,6 x 106 2,2 x 107 Mụ hỡnh 5 1,9 x 106 2,5 x 106 3,0 x 106 3,8 x 106 Sự biến đổi về số lƣợng vi sinh vật đƣợc thể hiện ở đồ thị sau
S ố lƣợ n g vi sin h vật
Hỡnh 3.17. Sự biến đổi số lượng vi sinh vật kỵ khớ tổng số
d. Vi sinh vật phõn giải Xenluloza
Nhúm vi sinh vật phõn giải xenluloza tăng rừ rệt ở mụ hỡnh 3 với tốc độ khuấy 30 phỳt/lần. Nhúm vi sinh vật phõn giải xenluloza chủ yếu là cỏc xạ khuẩn thuộc chi Streptomyces, thuộc nhúm vi sinh vật hiếu khớ.
Bảng 3.15- Vi sinh vật phõn giải xenluloza của hỗn hợp tại cỏc thời điểm khỏc nhau
(tớnh theo CFU/g)
Thời điểm
lấy mẫu Lỳc 0 giờ Sau 6 ngày Sau 12 ngày Sau 18 ngày
Mụ hỡnh 1 2,0 x 105 2,7 x 105 3,4 x 105 3,8 x 105 Mụ hỡnh 2 2,8 x 105 8,3 x 105 1,2 x 106 3,4 x 106 Mụ hỡnh 3 4,0 x 105 2,3 x 106 5,4 x 106 3,6 x 107 Mụ hỡnh 4 2,5 x 105 5,6 x 105 1,9 x 106 3,8 x 106 Mụ hỡnh 5 3,8 x 105 5,3 x 105 8,5 x 105 2,7 x 106 S ố lƣợ n g vi sin h vật
Sự biến đổi về số lƣợng vi sinh vật đƣợc thể hiện ở đồ thị sau:
Hỡnh 3.18. Sự biến đổi số lượng vi sinh vật phõn giải Xenlulloza
e. Tổng Coliform)
Ở mụ hỡnh 1 khụng bổ sung chế phẩm vi sinh, trong khi lƣợng chất thải vẫn bổ sung liờn tục hàng ngày nờn tổng Coliform tăng dần theo thời gian.
Sau 3 tuần tiến hành thực nghiệm, tổng Coliform thuộc nhúm vi sinh vật gõy bệnh giảm đỏng kể. Điều này chứng tỏ sự hiệu quả của chế phẩm vi sinh BIOMIX 1 trong cụng nghệ xử lý chất thải sinh học của ngƣời. Trong đú tổng Coliform ở mụ hỡnh 3 giảm nhiều nhất từ 104
xuống cũn 52 CFU/g.
Bảng 3.16- Tổng Coliform của hỗn hợp tại cỏc thời điểm khỏc nhau
(tớnh theo CFU/g
Thời điểm lấy mẫu
Lỳc 0 giờ Sau 6 ngày Sau 12 ngày Sau 18 ngày
Mụ hỡnh 1 2,7 x 104 3,0 x 104 3,2 x 104 3,4 x 104 Mụ hỡnh 2 2,5 x 104 1,4 x 104 4,0 x 103 2,2 x 103 Mụ hỡnh 3 2,8 x 104 7,6 x 103 780 52 Mụ hỡnh 4 1,8 x 104 5,7 x 103 3,0 x 103 640 Mụ hỡnh 5 2,1 x 104 3,3 x 103 1,4 x 103 350 S ố lƣợ n g vi sin h vật
Sự biến đổi về số lƣợng vi sinh vật đƣợc thể hiện ở đồ thị sau:
Hỡnh 3.19. Sự biến đổi của chỉ số Total Coliform
f. Fecal Coliform
Tƣơng tự nhƣ tổng Coliform, lƣợng Fecal Coliform cũng giảm nhiều, chứng tỏ vi khuẩn gõy bệnh đƣờng ruột Ecoli cũng bị giảm khi sử dụng chế phẩm
BIOMIX 1.
Bảng 3.17- Chỉ số Fecal Coliform của hỗn hợp tại cỏc thời điểm khỏc nhau
(tớnh theo CFU/g)
Thời điểm
lấy mẫu Lỳc 0 giờ Sau 6 ngày Sau 12 ngày Sau 18 ngày
Mụ hỡnh 1 240 270 280 300 Mụ hỡnh 2 250 210 150 75 Mụ hỡnh 3 280 140 35 6 Mụ hỡnh 4 220 200 120 42 S ố lƣợ n g vi sin h vật
Mụ hỡnh 5 270 170 68 37
Sự biến đổi về số lƣợng vi sinh vật đƣợc thể hiện ở đồ thị sau:
Hỡnh 3.20. Sự biến đổi của chỉ số Fecal Coliform
g. Chỉ tiờu Salmonella
Chỉ số Salmonella trong tất cả cỏc mụ hỡnh đều giảm, tuy nhiờn lƣợng vi sinh vật gõy bệnh Salmonella trong mụ hỡnh 3 giảm nhiều nhất.
Bảng 3.18- Chỉ tiờu Salmonella của hỗn hợp tại cỏc thời điểm khỏc nhau
(tớnh theo CFU/g)
Thời điểm
lấy mẫu Lỳc 0 giờ Sau 6 ngày Sau 12 ngày Sau 18 ngày
Mụ hỡnh 1 3,9 x 105 5,5 x 105 6,7 x 105 7,4 x 105 Mụ hỡnh 2 4,5 x 105 2,7 x 105 5,4 x 104 5,7 x 103 Mụ hỡnh 3 5,2 x 105 5,5 x 104 40 22 S ố lƣợ n g vi sin h vật
Mụ hỡnh 4 3,7 x 105 5,4 x 104 2,6 x 103 1,8 x 102 Mụ hỡnh 5 4,7 x 105 3,5 x 104 1,8 x 103 2,1 x 102
Sự biến đổi về số lƣợng vi sinh vật đƣợc thể hiện ở đồ thị sau:
Hỡnh 3.21. Sự biến đổi của chỉ số Salmonella
Kết luận:
Qua cỏc số liệu khảo sỏt trờn cỏc mụ hỡnh thớ nghiệm bio-toilet khụ liờn tục, nhận thấy thấy mụ hỡnh thớ nghiệm 3 là tối ƣu nhất. Lƣợng vi sinh vật phõn hủy chất thải sinh học tăng đỏng kể, tăng khoảng 10-100 lần, đồng thời lƣợng vi khuẩn gõy bệnh nhƣ Total-Coliform, Fecal-Coliform, Salmonella cũng giảm mạnh. Tổng
hợp kết quả nghiờn cứu cho thấy cỏc thụng số cụng nghệ tối ƣu khi tiến hành thực nghiệm bio-toilet khụ liờn tục nhƣ sau:
- Tốc độ khuấy trộn phự hợp là 30 phỳt/lần
- Thời gian phõn hủy khoảng 14-18 ngày
3.4. Kết quả thực nghiệm đo khớ ở nhà vệ sinh sinh thỏi (Bio-toilet) toilet) S ố lƣợ n g vi sin h vật
Với những kết quả nghiờn cứu tối ƣu nhất nhƣ ở trờn, Viện cụng nghệ mụi trƣờng tiến hành sản xuất thử nghiệm một nhà vệ sinh dựng cụng nghệ Bio- toilet đặt tại một cụng trƣờng đang thi cụng số 18 đƣờng Thụy Khuờ Hà Nội với cụng suất 30 đến 50 lƣợt sử dụng một ngày nhằm đỏnh giỏ thờm hiệu quả xử lý chất thải trong mụ hỡnh Bio-toilet khụ. Với kết quả thu
đƣợc nhƣ sau:
Bảng 3.19. Kết quả đo H2S và NH3 sau 1 tuần sử dụng
Stt Điểm đo khớ Kết quả (μg/m3) H2S NH3 1 Trong toilet <10 421 2 Đầu ra quạt hỳt <10 333 3 Ngoài toilet <10 556 QCVN 06:2009/BTNMT 42 200
Từ kết quả bảng 3.19 mựi H2S hoàn toàn khụng cú, chứng tỏ rằng vi sinh vật hoạt động rất cú hiệu quả, nhƣng bờn cạnh đú mựi NH3 vẫn chƣa đạt quy chuẩn Việt Nam. Cú thể mụ hỡnh này mới hoàn toàn, chƣa quen thuộc đối với ngƣời sử dụng nờn trong lỳc thực hiện cú thể rơi rớt ra phớa bờn ngoài.
Bảng 3.20. Kết quả đo H2S và NH3 sau 1 thỏng sử dụng
Stt Điểm đo khớ Kết quả (μg/m
3) H2S NH3 1 Trong toilet <10 92 2 Đầu ra quạt hỳt <10 162 3 Ngoài toilet <10 49 QCVN 06:2009/BTNMT 42 200 Bảng 3.22. Nhà vệ sinh sinh thỏi
Từ bảng 3.20, chứng tỏ rằng vi sinh vật bỏm dớnh lờn than cacbon hoỏ hoạt động hết sức mạnh mẽ. Chỳng đó giải quyết triệt để mựi H2S và NH3, gúp phần vụ cựng quan trọng nhằm giải quyết những vấn đề bức xỳc hiện nay ở cỏc nhà vệ sinh cụng cộng.
3.5. Cỏch thức vận hành bio-toilet khụ
Dựa trờn cỏc kết quả chớnh của việc tớnh toỏn, thiết kế mụ hỡnh thớ nghiệm, cỏc quỏ trỡnh thực nghiệm bio-toilet khụ theo mẻ và liờn tục, cỏch thức vận hành bio-toilet đƣợc tiến hành theo cỏc bƣớc sau:
Bƣớc 1: Trộn chế phẩm vi sinh với nƣớc cho đủ độ ẩm khoảng 50-60%, sau đú trộn cựng với than cacbon húa tre. Hỗn hợp đƣợc đƣa vào thựng chứa qua cửa tiếp liệu, ủ 3 ngày ở nhiệt độ 25-30oC để vi sinh phỏt triển và bỏm dớnh lờn giỏ thể.
Bƣớc 2: Bổ sung chất thải vào thiết bị bio-toilet. Bƣớc 3: Đặt tốc độ khuấy trộn là 30 phỳt/lần.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận:
Cụng nghệ Bio-toilet khụ cú khả năng ứng dụng rộng rói do cỏc ƣu điểm nhƣ tiết kiệm nƣớc, xõy dựng đơn giản và vận hành dễ dàng nờn rất thớch hợp với những vựng xa xụi, biệt lập và xa nguồn nƣớc, khụng cần những đƣờng ống nƣớc phức tạp, khụng gõy ụ nhiễm nguồn nƣớc, đặc biệt với những nơi khụng cú bể phốt do đú cú thể thu gom chất thải dễ dàng.
Qua thực nghiệm trờn mụ hỡnh thớ nghiệm bio-toilet theo mẻ và liờn tục, đó xỏc định đƣợc cỏc thụng số cụng nghệ tối ƣu cho bio-toilet khụ trong điều kiện khớ hậu miền Bắc Việt Nam nhƣ sau:
- Tỷ lệ phối trộn của giỏ thể, chế phẩm vi sinh và lƣợng chất thải tƣơng ứng là 3,6 kg giỏ thể; 0,18 kg chế phẩm vi sinh (5% so với giỏ thể), 0,2 kg phõn; 0,3 lớt nƣớc tiểu; pH = 6 ữ 8; độ ẩm 50 ữ 60%
- Tốc độ khuấy trộn phự hợp là 30 phỳt/lần.
- Vi sinh vật ức chế vi khuẩn gõy bệnh nhƣ tổng Coliform, Fecal-Coliform, Salmonella tăng từ 10 - 120 lần trong mụ hỡnh Bio-toilet liờn tục và theo mẻ.
- Giải quyết triệt để mựi gõy hụi thối NH3 và H2S. Kiến nghị:
+ Tiếp tục nghiờn cứu thờm cỏc giải phỏp cải tiến nhà vệ sinh sinh thỏi Bio- toilet phự hợp với nhu cầu của ngƣời sử dụng. Từ một nhà vệ sinh phải sử dụng điện để chạy động cơ khuấy đảo sang nhà vệ sinh thụng minh hơn nhƣ khuấy đảo