Nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu để áp dụng trong xử lý chất thải rắn sinh hoạt hữu cơ làm phân bón hữu cơ sinh học tại đà nẵng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ CHÂU HUY NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT CHẾ PHẨM VI SINH VẬT HỮU HIỆU ĐỂ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT HỮU CƠ LÀM PHÂN BÓN HỮU CƠ SINH HỌC TẠI ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

HÀ CHÂU HUY

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT CHẾ PHẨM VI SINH VẬT HỮU HIỆU ĐỂ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT HỮU CƠ LÀM PHÂN BÓN HỮU CƠ

SINH HỌC TẠI ĐÀ NẴNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ

KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

HÀ CHÂU HUY

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT CHẾ PHẨM VI SINH VẬT HỮU HIỆU ĐỂ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT HỮU CƠ LÀM PHÂN BÓN HỮU CƠ

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các nội dung, số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và tin cậy

Tác giả luận văn

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT CHẾ PHẨM VI SINH VẬT HỮU HIỆU ĐỂ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT HỮU CƠ LÀM PHÂN

BÓN HỮU CƠ SINH HỌC TẠI ĐÀ NẴNG

Học viên: HÀ CHÂU HUY Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường

Mã số: 8520320 Khóa: K41.KTM Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN

Tóm tắt: Ba chủng vi sinh vật hữu hiệu có khả năng phân giải cellulose, tinh bột và protein là

Bacillus velezensis CT1, Bacillus amyloliquefaciens CT10, Bacillus subtilis R35 đã được

nghiên cứu để xác định các điều kiện sinh trưởng tối ưu, từ kết quả khảo sát tiến hành sản xuất chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu từ ba chủng vi sinh CT1, CT10 và R35 Và áp dụng chế phẩm

để xử lý chất thải rắn sinh hoạt hữu cơ làm phân bón hữu cơ sinh học Chế phẩm được sản xuất với tỉ lệ phối trộn giữa các chủng là 1:2:1 (CT1:CT10:R35) và tỉ lệ phối trộn giữa hỗn hợp VSV

và chất mang trấu xay là 1:2, mật độ tế bào tại thời điểm ban đầu và sau 02 tháng bảo quản đạt yêu cầu chất lượng theo TCVN 6168:2002 ( 108CFU/g)

Xây dựng công thức ủ phân từ quy trình sản xuất chế phẩm, tiến hành ủ phân với vật liệu là chất thải rắn sinh hoạt hữu cơ tại thành phố Đà Nẵng, bổ sung chế phẩm vi khuẩn (5%) từ kết quả nghiên cứu trên Sản phẩm sau khi ủ phân sẽ được bổ sung thêm 2,96% phân urê và 7,15% phân supe lân đơn

Từ khóa – Chế phẩm VSV; phân hữu cơ; Bacillus velezensis; Bacillus amyloliquefaciens;

Bacillus subtilis

RESEARCH FOR PRODUCTION OF EFFICIENT MICROBIAL PRODUCTS FOR APPLICATION IN ORGANIC SOLID WASTE TREATMENT AS

BIOGRAPHIC ORGANIC FERTILIZER IN DA NANG

Abstract: Three strains of effective microorganisms capable of degrading cellulose, starch and

proteins, Bacillus velezensis CT1, Bacillus amyloliquefaciens CT10, Bacillus subtilis R35 were

studied to determine the optimal growth conditions, from the survey results conduct production

of effective microbial products from three strains of microorganisms CT1, CT10 and R35 And apply inoculants to treat organic domestic solid waste as bio-organic fertilizer The inoculant was produced with the mixing ratio between strains of 1:2:1 (CT1:CT10:R35) and the mixing ratio between the VSV mixture and the milled husk carrier was 1:2, the cell density at the initial time and after 02 months of storage meet the quality requirements according to TCVN 6168:2002 ( 108CFU/g)

Developing a composting formula from the inoculant production process, composting with organic solid waste materials in Da Nang city, adding bacterial inoculants (5%) from research results above Products after composting will be added 2.96% urea and 7.15% single superphosphate

Key words – Micobial products; organic fertilizer; Bacillus velezensis; Bacillus

amyloliquefaciens; Bacillus subtilis

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

TÓM TẮT LUẬN VĂN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC HÌNH, ĐỒ THỊ v

DANH MỤC CÁC BẢNG vi

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 4

1.1 Tổng quan về chất thải rắn sinh hoạt 4

1.1.1 Nguồn gốc 4

1.1.2 Thành phần 4

1.1.3 Khối lượng phát sinh 5

1.2 Tổng quan về chế phẩm vi sinh vật 7

1.2.1 Khái niệm chế phẩm vi sinh vật 7

1.2.2 Ứng dụng của chế phẩm vi sinh vật 8

1.2.3 Một số chế phẩm vi sinh vật nổi bật trên thị trường hiện nay 11

1.3 Nhu cầu sử dụng phân bón của ngành nông nghiệp tại Việt Nam 16

1.3.1 Tình hình sản xuất phân bón trong nước 18

1.3.2 Tình hình nhập khẩu 19

1.3.3 Nhu cầu sử dụng 20

1.4 Tình hình nghiên cứu ứng dụng chế phẩm vi sinh vật trong xử lý chất thải hữu cơ trên thế giới và Việt Nam 20

1.4.1 Ứng dụng chế phẩm vi sinh vật trong xử lý chất thải hữu cơ trên thế giới 21

1.4.2 Ứng dụng chế phẩm vi sinh vật trong xử lý chất thải hữu cơ tại Việt Nam 25

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 28

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 28

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 28

2.2 Nội dung nghiên cứu 28

2.3 Phương pháp nghiên cứu 30

2.3.1 Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu liên quan 30

2.3.2 Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu 30

2.3.3 Phương pháp tạo chế phẩm vi sinh vật 30

2.3.4 Phương pháp xác định mật độ tế bào vi sinh vật trong chế phẩm 35

2.3.5 Phương pháp nghiên cứu xử lý chất thải rắn sinh hoạt hữu cơ thành phân bón hữu cơ sinh học 36

2.3.6 Phương pháp phân tích một số chỉ tiêu chất lượng phân bón 37

2.3.7 Phương pháp thống kê và xử lý số liệu 38

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 39

3.1 Nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu có hoạt tính phân giải cellulose, tinh bột và protein 39

3.1.1 Đánh giá đặc tính của các chủng vi sinh vật sử dụng để sản xuất chế phẩm 39

3.1.2 Lựa chọn chất mang 44

3.1.3 Nghiên cứu xác định tỉ lệ phối trộn giữa các chủng vi sinh vật và giữa hỗn hợp vi sinh vật với chất mang 46

3.1.4 Xác định chất lượng và thời gian bảo quản chế phẩm vi sinh vật 48

3.1.5 Quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh vật 48

3.1.6 So sánh chế phẩm nổi bật trên thị trường 50

3.2 Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu để xử lý chất thải rắn sinh hoạt hữu cơ làm phân bón hữu cơ sinh học 50

3.2.1 Xây dựng quy trình ủ phân 50

3.2.2 Đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ phân và chất lượng sản phẩm phân ủ 53

3.2.3 Đề xuất quy trình xử lý chất thải rắn sinh hoạt hữu cơ làm phân bón hữu cơ sinh học 60

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 62

TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 PHỤ LỤC

v

DANH MỤC CÁC HÌNH, ĐỒ THỊ

Hình 1.1: Chế phẩm EM 11

Hình 1.2: Chế phẩm Sagi Bio 12

Hình 1.3: Chế phẩm Bacillus thuringiensis 13

Hình 1.4: Chế phẩm EMIC 14

Hình 1.5: Chế phẩm EMUNIV 15

Hình 1.6: Chế phẩm S.EM 16

Hình 1.7: Biểu đồ sản lượng nhập khẩu phân Urê tại Việt Nam 19

Hình 1.8: Biểu đồ sản lượng nhập khẩu phân NPK tại Việt Nam 20

Hình 1.9: Đồ thị sản lượng tiêu thụ phân bón tại Việt Nam từ năm 1961-2017 20

Hình 1.10: Đồ thị lượng tiêu thụ phân bón trên hecta đất canh tác so giữa Việt Nam và các quốc gia trong khu vực 20

Hình 1.11: Quá trình ủ được che đậy tại khu cao tốc tây bắc Trung Quốc 23

Hình 1.12: Thùng ủ phân được sử dụng tại trang trại Federico 24

Hình 1.13: Thùng Bokashi và chế phẩm vi sinh vật Bokashi 24

Hình 1.14: Phương pháp thực hiện ủ Bokashi 25

Hình 3.1: Đồ thị động thái sinh trưởng của các chủng vi sinh vật 44

Hình 3.2: Chế phẩm được bảo quản trong túi polyetylen 48

Hình 3.3: Sơ đồ quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh vật 49

Hình 3.4: Quy trình tiến hành ủ phân 51

Hình 3.5: Lựa chọn chất thải rắn hữu cơ tại Thuận Phước 51

Hình 3.6: Sau khi đảo trộn vật liệu ủ với phân lân, vôi bột 52

Hình 3.7: Các thùng ủ sau khi bổ sung chế phẩm 53

Hình 3.8: Các mẫu ủ tại thời điểm ngày thứ 30 54

Hình 3.9: Đồ thị sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình ủ phân 55

Hình 3.10: Đồ thị sự thay đổi độ ẩm trong quá trình ủ phân 56

Hình 3.11: Đồ thị sự thay đổi pH trong quá trình ủ phân 57

Hình 3.12: Đồ thị sự thay đổi chiều cao lớp nguyên liệu ủ 58

Hình 3.13: Sơ đồ quy trình xử lý chất thải hữu cơ làm phân bón hữu cơ sinh học 60

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Thành phần chất thải rắn sinh hoạt đô thị tại Việt Nam 4

Bảng 1.2: Khối lượng phát sinh, chỉ số phát sinh chất thải rắn sinh hoạt bình quân trên đầu người của một vài địa phương (2010, 2015, 2018, 2019) 5

Bảng 1.3: Khối lượng CTRSH phát sinh tại các khu vực đô thị theo vùng 6

Bảng 1.4: Khối lượng CTRSH phát sinh tại các khu vực nông thôn theo vùng 7

Bảng 2.1: Các công thức thí nghiệm ủ phân 37

Bảng 3.1: Ảnh hưởng của nhiệt độ 42

Bảng 3.2: Ảnh hưởng của pH 43

Bảng 3.3: Mật độ của vi sinh vật trên chất mang 45

Bảng 3.4: Tiêu chí khác so sánh chất mang 46

Bảng 3.5: Tỉ lệ phối trộn giữa các chủng vi sinh vật 47

Bảng 3.6: Tỉ lệ phối trộn giữa hỗn hợp vi sinh vật với chất mang 47

Bảng 3.7: Mật độ tế bào trong thời gian bảo quản 48

Bảng 3.8: Mật độ tế bào của các chế phẩm dạng bột 50

Bảng 3.9: Tính chất cảm quan của phân ủ 53

Bảng 3.10: Độ chín (hoại mục) trong 03 ngày cuối quá trình ủ 59

Bảng 3.11: Chất lượng sản phẩm phân hữu cơ sau khi ủ 59

vii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

QCVN Quy chuẩn Việt Nam

P2O5 Hàm lượng photpho

CTĐTHC Chất thải đô thị hữu cơ

CTRSH Chất thải rắn sinh hoạt

CTR Chất thải rắn

KT-XH Kinh tế - xã hội

XLNT Xử lý nước thải

CNSH Công nghệ sinh học

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Trong thế giới hiện tại, các ngành công nghiệp, dịch vụ ngày càng phát triển để phục

vụ cho sự cải thiện cuộc sống của con người, và đi ngược với điều đó chính là sự lãng phí các nguồn tài nguyên, lượng chất thải từ các hoạt động sinh hoạt, dịch vụ, công nghiệp, … ngày một tăng Trong khi lượng chất thải ngày càng tăng, việc tái chế, tái sử dụng chất thải vẫn còn chưa nhiều, những sản phẩm phân huỷ tự nhiên của chất thải hữu

cơ đã không ngừng đe dọa môi trường tự nhiên của sinh vật Chất hữu cơ là môi trường thuận lợi cho các vi sinh vật phát triển tạo ra các chất gây ô nhiễm nguồn nước, xâm nhập vào môi trường đất gây biến đổi môi trường, gây mùi hôi ô nhiễm môi trường xung quanh, gây bệnh tật, giảm chất lượng môi trường sống xung quanh, nếu xử lý đem chôn lấp thì tốn diện tích, mất mĩ quan, …Vì thế việc quản lý và xử lý chất thải một cách hợp

lý là yêu cầu cấp thiết hiện nay

Việc áp dụng các công nghệ xử lý truyền thống hiện nay như chôn lấp, đốt, … vẫn chưa là giải pháp hữu hiệu để bảo vệ môi trường Xử lý chất thải hữu cơ bằng phương pháp sinh học bao gồm việc tạo ra chế phẩm vi sinh vật có khả năng phân huỷ mạnh các hợp chất hữu cơ trong chất thải và để ứng dụng trong xử lý chất thải hữu cơ thành phân bón hữu cơ sinh học là phương án xử lý thân thiện với môi trường, vì không chỉ xử lý được chất thải hữu cơ mà còn tạo được lượng phân bón từ chất thải hữu cơ để giảm bớt chi phí về phân bón cho người nông dân Phương pháp này không những giải quyết được các vấn đề thoái hoá đất, tránh được ô nhiễm môi trường mà còn nâng cao năng suất cho ngành nông nghiệp Đây là giải pháp có ý nghĩa thực tiễn, vừa bảo vệ môi trường, vừa tạo nguồn phân bón hữu cơ cho ngành nông nghiệp

Sử dụng chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu để áp dụng vào sản xuất phân bón phục vụ nông nghiệp tạo ra những lợi ích rất lớn cho người sử dụng vì chế phẩm vi sinh vật không gây ảnh hưởng sức khoẻ con người và cây trồng, không gây ô nhiễm môi trường

và tác hại đến kết cấu đất, không làm thoái hoá mà còn góp phần tăng độ phì nhiêu cho đất, còn có khả năng diệt côn trùng gây hại, tăng đề kháng cây trồng, giảm thiểu sử dụng thuốc bảo vệ thực vật Có khả năng đồng hoá các chất dinh dưỡng góp phần tăng chất lượng sản phẩm

Do tính chất và mức độ quan trọng như vậy nên việc thực hiện đề tài “Nghiên cứu

sản xuất chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu để ứng dụng trong xử lý chất thải rắn sinh hoạt hữu cơ làm phân bón hữu cơ sinh học tại Đà Nẵng” là cần thiết Hướng nghiên

soát ô nhiễm môi trường theo hướng quản lý và tái sử dụng toàn diện chất thải hữu cơ góp phần xây dựng và phát triển ngành nông nghiệp bền vững và thân thiện môi trường

Ngoài ra việc tạo chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu có nguồn gốc phân lập từ Đà Nẵng

để áp dụng xử lý chất thải rắn sinh hoạt hữu cơ làm phân bón hữu cơ sinh học tại Đà Nẵng sẽ mở ra một giải pháp xử lý chất thải mới, thân thiện và hữu ích đối với môi trường, góp phần cho công cuộc phát triển bền vững nông nghiệp trên địa bàn thành phố

2 Mục tiêu nghiên cứu

1.3 Nhu cầu sử dụng phân bón của ngành nông nghiệp tại Việt Nam

1.4 Tình hình nghiên cứu ứng dụng chế phẩm vi sinh vật trong xử lý chất thải hữu

cơ trên thế giới và Việt Nam

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2.2 Nội dung nghiên cứu

2.3 Phương pháp nghiên cứu

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 Nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu có hoạt tính phân giải cellulose, tinh bột và protein

3.2 Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu để xử lý chất thải rắn sinh hoạt hữu cơ làm phân bón hữu cơ sinh học

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

sử dụng cụm từ “CTR đô thị” thể hiện cho CTRSH và mỗi quốc gia có định nghĩa hay khái niệm riêng đối với CTR đô thị Tuy nhiên, khái niệm chung được đưa ra đối với CTR đô thị là tất cả CTR phát sinh từ đô thị (hộ gia đình, công sở và khu thương mại…)

và không bao gồm chất thải phát sinh từ quá trình công nghiệp, xây dựng và nông nghiệp [1]

CTRSH là những chất thải liên quan đến các hoạt động của con người, tạo thành chủ yếu từ khu dân cư, trường học, trung tâm thương mại, dịch vụ… Ta có thể phân biệt các thành phần CTRSH qua các loại chất thải sau [1]:

 Chất thải thực phẩm: Gồm thức ăn thừa, rau củ quả, thịt cá… từ khu dân cư, chợ, siêu thị và khu thương mại

 Chất thải trực tiếp chủ yếu là phân, bao gồm phân người và phân động vật

 Chất thải lỏng từ hố ga, cống rãnh

 Tro từ các vật liệu sau cháy, các sản phẩm của quá trình đốt rác, nấu nướng như than, củi, xỉ than…

 Chất thải đường phố như lá cây, que, túi ni lông, thùng carton, …

Bảng 1.1: Thành phần chất thải rắn sinh hoạt đô thị tại Việt Nam

Thành phần Hà Nội Các đô thị khác ở Việt Nam Chất hữu cơ 51,90% 50,2 – 68,9%

Nhựa và ni lông 3,0% 3,4 – 10,6%

Giấy và bìa các tông 2,70% 3,3 – 6,6%

(Nguồn: Ngân hàng Thế giới, 2018)

Trong những năm gần đây, lượng chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH) phát sinh tiếp tục gia tăng trên phạm vi cả nước Ước tính lượng CTRSH phát sinh ở các đô thị trên toàn quốc tăng từ 10 – 16% mỗi năm Lượng CTRSH đô thị tăng mạnh ở các đô thị lớn như

Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Hải Phòng [2]

Khối lượng CTRSH phát sinh tại các đô thị phụ thuộc vào quy mô dân số, tốc độ đô thị hóa, công nghiệp hóa của đô thị và đang có xu thế ngày càng tăng Tổng khối lượng CTRSH phát sinh tại khu vực đô thị trong cả nước là 35.624 tấn/ngày (13.002.592 tấn/năm), chiếm 55% khối lượng CTRSH phát sinh của cả nước, trong đó Thành phố

Hồ Chí Minh có khối lượng phát sinh lớn nhất cả nước và kế đến là Hà Nội Chỉ tính riêng 2 đô thị này, tổng lượng CTRSH đô thị phát sinh tới 12.000 tấn/ngày chiếm 33,6% tổng lượng CTRSH đô thị phát sinh trên cả nước Khối lượng CTRSH phát sinh tại 5 đô thị đặc biệt/loại 1 là Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Hải Phòng, Cần Thơ chiếm khoảng 40% tổng lượng CTRSH phát sinh từ tất cả các đô thị trong cả nước Tại một số đô thị nhỏ (từ loại II trở xuống), mức độ gia tăng khối lượng CTRSH phát sinh không cao do mức sống thấp và tốc độ đô thị hóa không cao [2]

Bảng 1.2: Khối lượng phát sinh, chỉ số phát sinh chất thải rắn sinh hoạt bình quân

trên đầu người của một vài địa phương (2010, 2015, 2018, 2019)

Địa phương

Khối lượng phát sinh (tấn/

ngày)

Chỉ số phát sinh (kg/người/ngày)

2010 2015 2018 2019 2010 2015 2018 2019

Hà Nội 5.000 5.515 6.500 6.500 0,95 0,76 0,86 0,81 Hải Phòng 1.250 1.000 1.715 1.982 0,67 0,51 0,85 0,98

Tính theo vùng phát triển kinh tế - xã hội (KT-XH) thì các đô thị vùng Đông Nam

Bộ có lượng CTRSH phát sinh lớn nhất với 4.613.290 tấn/năm (chiếm 35% tổng lượng phát sinh CTRSH đô thị cả nước), tiếp đến là các đô thị vùng đồng bằng sông Hồng với lượng phát sinh CTRSH là 3.089.926 tấn/năm (chiếm 24%) Các đô thị vùng Tây Nguyên có lượng CTRSH phát sinh thấp nhất 542.098 tấn/năm (chiếm 4%) [2]

Bảng 1.3: Khối lượng CTRSH phát sinh tại các khu vực đô thị theo vùng

Khối lượng phát sinh ( tấn/ngày)

Khối lượng phát sinh ( tấn/năm)

CTRSH nông thôn phát sinh từ các hộ gia đình, chợ, nhà kho, trường học, bệnh viện,

cơ quan hành chính CTRSH nông thôn chủ yếu bao gồm thành phần hữu cơ dễ phân hủy (thực phẩm thải, chất thải vườn) với độ ẩm thường trên 60%; tuy nhiên, chất hữu

cơ khó phân hủy, chất vô cơ (chủ yếu là các loại phế thải thủy tinh, sành sứ, kim loại, giấy, nhựa, đồ điện gia dụng hỏng ) và đặc biệt là túi ni lông xuất hiện ngày càng nhiều Hầu hết CTRSH không được phân loại tại nguồn, vì vậy tỉ lệ thu hồi chất thải có khả năng tái chế và tái sử dụng như giấy vụn, kim loại, nhựa còn thấp và chủ yếu là tự phát Theo số liệu thống kê, khối lượng phát sinh CTRSH nông thôn hiện nay là 28.394 tấn/ngày (tương đương 10.363.868 tấn/năm) Vùng Đồng bằng sông Hồng có lượng phát sinh CTRSH nông thôn lớn nhất với 2.784.494 tấn/ năm (chiếm 27%), tiếp đến là vùng

Bắc Trung Bộ và Duyên hải miền Trung với 2.690.517 tấn/năm (chiếm 26%), vùng Đồng bằng sông Cửu Long phát sinh 2.135.925 tấn/năm (chiếm 21%), vùng Tây Nguyên

có lượng phát sinh nhỏ nhất, chỉ 526.586 tấn/năm (chiếm 5%) [2]

Bảng 1.4: Khối lượng CTRSH phát sinh tại các khu vực nông thôn theo vùng

Khối lượng phát sinh ( tấn/ngày)

Khối lượng phát sinh ( tấn/năm)

Hiểu theo nghĩa đơn giản nhất đó chính là sự tập hợp hoặc riêng lẻ từng chủng vi sinh có hoạt tính sinh học cao, đa phần là chủng vi sinh vật có lợi Những vi sinh vật này được tuyển chọn kĩ lưỡng, an toàn với môi trường, chúng gia tăng hiệu quả cho những ngành sử dụng chúng [3]

Chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu (Effective microorganisms) là tập hợp các loài vi sinh vật có ích Vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, xạ khuẩn, nấm mốc Sống cộng sinh trong cùng môi trường Có thể áp dụng chúng như là một chất cấy Chế phẩm

vi sinh vật hoạt động dựa trên cơ chế tạo hệ sinh thái giúp cho vi sinh vật hoạt động tốt Nhằm tăng cường tính đa dạng vi sinh vật, bổ sung các vi sinh vật có ích vào môi trường

tự nhiên Giảm thiểu sự ô nhiễm môi trường do các vi sinh vật có hại gây ra Kết quả là

có thể cải thiện chất lượng môi trường được cấy, chống bệnh do vi sinh vật Giúp sinh vật cải thiện hiệu quả sử dụng thức ăn, nâng cao cơ chế phòng bệnh của sinh vật Cải thiện môi trường xung quanh thông qua quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhanh hơn

1.2.2 Ứng dụng của chế phẩm vi sinh vật

1.2.2.1 Ứng dụng trong chăn nuôi

 Thay thế thuốc kháng sinh để ngăn chặn dịch bệnh trong chăn nuôi:

Trước đây, ngành chăn nuôi người ta sử dụng thuốc kháng sinh để trị bệnh trên vật nuôi trong một thời gian dài, điều này đã gây ra vấn đề lớn đó là dư thừa chất kháng sinh trong vật nuôi, tạo ra các cơ chế kháng khuẩn cũng như làm mất cân bằng các men tiêu hoá trong đường ruột, gây ảnh hưởng đến sức khoẻ của vật nuôi Hơn nữa nhu cầu của con người đối với các sản phẩm trong chăn nuôi sạch và an toàn trên thế giới ngày càng cao

Vì thế nếu sử dụng quá nhiều thuốc kháng sinh trong chăn nuôi khiến lượng thuốc kháng sinh trong thành phẩm quá cao, làm cho việc xuất khẩu sản phẩm chăn nuôi rất khó khăn thậm chí là bị nước nhập khẩu trả hàng và cấm xuất khẩu

Bên cạnh việc ngăn chặn dịch bệnh trong chăn nuôi bằng cách sản sinh ra các chất hoá học có tác dụng diệt các vi khuẩn gây bệnh bám trên thành ruột của vật chủ, các vi khuẩn có lợi trong chế phẩm còn có khả năng cạnh tranh vị trí bám vào thức ăn trong thành ruột với các vi sinh vật gây bệnh, không cho phép các vi sinh vật có hại bám vào

cơ thể vật nuôi, nhờ vậy giúp ngăn ngừa dịch bệnh, đảm bảo sức khoẻ cho vật nuôi

 Giúp cải thiện hệ tiêu hóa cho vật nuôi:

Các dòng chế phẩm sinh học giúp cải thiện hệ tiêu hóa cho vật nuôi có chứa các enzyme ngoại bào như: protease, amylase, lipase, … và cung cấp các dưỡng chất phát triển cần thiết như vitamin, acid béo, amino acid, … Các vi khuẩn vi sinh như

bacteroides và clostridium đã cung cấp dinh dưỡng cho cá, đặc biệt là cung cấp các acid

béo và vitamin Ngoài ra, một số vi khuẩn có thể tham gia vào quá trình tiêu hoá của động vật bằng cách sản xuất ra các enzyme ngoại bào như protease, amylase, lipase và cung cấp dưỡng chất phát triển cần thiết như vitamin, acid béo, amino acid Vì thế chế phẩm sinh học chính là nguồn cung cấp dinh dưỡng và enzyme cho bộ máy tiêu hoá của các vật nuôi [4]

 Giảm mùi hôi chuồng trại:

Lượng phân và chất thải ở những khu chăn nuôi gia súc, gia cầm phát sinh amonia gây ra chất độc và làm ô nhiễm môi trường không khí xung quanh Việc sử dụng chế phẩm sinh học xử lý nước thải chăn nuôi, hay chất thải chăn nuôi sẽ giải quyết từ khâu phân, chất thải, giảm khí độc, giảm vi khuẩn có hại trong quá trình chăn nuôi [4]

 Xử lý các yếu tố môi trường trong ao nuôi thủy sản:

Có khả năng làm sạch ao nuôi thông qua việc xử lý tảo, làm giảm mật độ BOD và TSS Ngoài ra, sản phẩm còn giúp làm giảm hàm lượng các khí độc như: NH3, NO2,

H2S, , xử lý phân hủy các chất hữu cơ tích tụ trong ao nuôi, cải thiện các yếu tố môi trường, ngăn chặn bùng phát dịch bệnh, tôm cá phát triển khỏe mạnh tăng năng suất [4]

1.2.2.2 Ứng dụng trong trồng trọt

Để hướng đến một nền nông nghiệp sạch, phát triển bền vững, bảo vệ môi trường và sức khỏe cho con người thì yêu cầu đặt ra cho ngành trồng trọt là phải thực hiện nghiêm ngặt các quy trình, tiêu chuẩn trong sản xuất an toàn và đảm bảo chất lượng cao cho nông sản sau thu hoạch Trước tiên, cần phải chấm dứt ngay tình trạng sử dụng thuốc hóa học, hóa chất, kháng sinh trong phòng trừ dịch bệnh mà thay thế bằng các loại phân bón hữu cơ, vi sinh và chế phẩm vi sinh vật

Thực tế đã chứng minh việc sử dụng chế phẩm vi sinh vật trong trồng trọt có nhiều

ưu điểm vượt trội, đem lại nhiều lợi ích cho bà con nông dân như giảm chi phí sản xuất, tăng năng suất và chất lượng cây trồng, giúp giảm các nguy cơ ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe con người, vật nuôi, cây trồng và thân thiện với môi trường sinh thái [5]

Những ưu điểm mà chế phẩm vi sinh vật mang lại cho trồng trọt [5]:

 Có tác dụng cân bằng hệ sinh thái (vi sinh vật, dinh dưỡng, ) trong môi trường đất nói riêng và môi trường nói chung

 Ứng dụng các chế phẩm sinh học không làm hại kết cấu đất, không làm chai đất, thoái hóa đất mà còn góp phần tăng độ phì nhiêu của đất

 Có tác dụng đồng hóa các chất dinh dưỡng, góp phần tăng năng suất và chất lượng nông sản

 Có tác dụng tiêu diệt côn trùng gây hại, giảm thiểu bệnh hại, tăng khả năng đề kháng bệnh của cây trồng mà không làm ảnh hưởng đến môi trường như các loại thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc hóa học khác

 Có khả năng phân hủy, chuyển hóa các chất hữu cơ bền vững, các phế thải sinh học, phế thải nông nghiệp, công nghiệp góp phần làm sạch môi trường

1.2.2.3 Ứng dụng trong xử lý nước thải

Chế phẩm vi sinh vật xử lý nước thải hay còn gọi là men vi sinh là tổ hợp các chủng

vi sinh vật có lợi Các vi sinh vật này có nhiệm vụ phân huỷ những chất hữu cơ trong nước thải [6]

Những ưu điểm chính của chế phẩm vi sinh vật trong xử lý nước thải [6]:

 Giảm Amonia, Nitrit, Nitrat, Nitơ trong nước thải

 Khử mùi hôi trong chuồng trại, bãi rác, trạm trung chuyển, bãi chôn lấp

 Khử dầu mỡ, chất béo trong nhà bếp, nhà hàng, khách sạn, resort

 Giảm mùi hôi toilet, bể tự hoại, giúp thông tắc đường ống

 Vệ sinh và làm sạch các bề mặt khỏi chất hữu cơ lắng đọng…

1.2.2.4 Ứng dụng trong nuôi trồng thuỷ sản

 Xử lý nước và xử lý đáy ao nuôi tôm, cá:

Các chế phẩm vi sinh vật được ứng dụng trong nuôi thuỷ sản có chức năng chuyển hoá hợp chất NH3 và H2S là Rhodobacter Việc sử dụng các vi khuẩn có lợi này để quản

lý hệ vi sinh trong ao nuôi có tác dụng làm sạch nền đáy ao, phân hủy chất hữu cơ hấp thu xác tảo, làm giảm sự gia tăng lớp bùn ao; ức chế sự hoạt động và phát triển của các

vi khuẩn có hại; chuyển hóa các khí độc gây hại cho tôm như NH3, NO2, H2S…Qua đó, giúp ổn định tảo và màu nước ao nuôi Một số chủng vi khuẩn khi sử dụng sẽ làm tăng hàm lượng ôxy, ổn định pH và các chỉ số môi trường trong ao nuôi Tạo nên một môi trường phù hợp cho sự phát triển tốt nhất của tôm cá [7]

 Tăng cường khả năng hấp thụ dinh dưỡng của tôm cá:

Để tôm cá hấp thụ tốt dinh dưỡng, thì hệ vi sinh vật đường ruột đóng vai trò rất quan trọng Vi sinh đã nâng cao sự ổn định của hệ vi sinh vật đường ruột Sản xuất ra polyamine giúp kích thích sự tiết ra các enzyme tiêu hóa giúp cơ thể hấp thu thức ăn tốt hơn [7]

1.2.2.5 Ứng dụng trong sản xuất phân bón

Trong thời đại hiện nay, việc ứng dụng công nghệ sinh học vào công cuộc sản xuất phân bón từ chất thải là rất cần thiết để đáp ứng nhu cầu phát triển bền vững nông nghiệp

Và khi sử dụng chế phẩm để tiến hành sản xuất phân bón thì nguồn nguyên liệu chính cho quá trình chính là chất thải hữu cơ, phế phẩm nông nghiệp, phân gia súc, rơm rạ, …

và chế phẩm vi sinh [8]

Chất hữu cơ từ phân bón hữu cơ được bổ sung vào đất sẽ làm tăng lượng mùn trong đất giúp cải thiện lý tính và hóa tính của đất.Cung cấp năng lượng cho các sinh vật trong đất hoạt động như vi khuẩn, nấm, giun đất, … Sau khi chết, các sinh vật này bị phân hủy sẽ để lại lượng chất dinh dưỡng đáng kể cho đất trồng Một số hoạt động của sinh

vật sống trong đất cũng góp phần cải thiện môi trường đất [8]

Việc ứng dụng chế phẩm vi sinh để sản xuất phân bón vừa tạo ra phân bón cần thiết cho quá trình sản xuất, vừa xử lý phụ phẩm phế thải và qua đó hạn chế sử dụng các chất

hoá học giúp bảo vệ môi trường và nâng cao giá trị hàng hoá

1.2.3.1 Chế phẩm EM

Dựa trên nguyên tắc hoạt động và phối chế của chế phẩm vi sinh vật hữu ích của Nhật Bản, Viện Sinh học Nông nghiệp – Trường Đại học Nông nghiệp I Hà Nội đã dày công nghiên cứu và sản xuất ra các dạng Chế phẩm EM của Việt Nam

Thành phần:

 Chủng vi khuẩn Bacillus :  109 CFU/ml

 Chủng vi khuẩn Lactobacillus :  109 CFU/ml

 Xạ khuẩn Streptomyces :  109 CFU/ml

 Nấm men, xạ khuẩn, vi khuẩn quang hợp :  109 CFU/ml

Hình 1.1: Chế phẩm EM

Chế phẩm EM là chế phẩm phổ biến trên thị trường với đa dạng khả năng áp dụng vào các lĩnh vực như xử lý phế phẩm nông nghiệp, cải tạo đất, gia tăng năng suất cây trồng, tăng khả năng hấp thụ dưỡng chất từ vật nuôi, tăng đề kháng vật nuôi, …

 Chủng vi khuẩn Bacillus:  109 CFU/ml

 Xạ khuẩn Streptomyces:  109 CFU/ml

 Chủng vi khuẩn Lactobacillus:  109 CFU/ml

Được áp dụng để xử lý chất thải sinh hoạt, phụ phẩm nông nghiệp (rơm rạ, phân gia súc, gia cầm, than bùn, vỏ cà phê, các loại rau quả …) và chất thải công nghiệp chế biến lương thực, thực phẩm giàu hữu cơ

Hình 1.2: Chế phẩm Sagi Bio 1.2.3.3 Chế phẩm vi sinh vật trừ sâu BT (Bacillus thuringiensis)

Sản phẩm BT có nguồn gốc từ 04 dòng vi khuẩn Bacillus thuringiensis, được sản xuất từ phòng thí nghiệm vi sinh Viện Nghiên cứu Công nghệ Sinh học và Môi trường – Đại học Nông Lâm TP.HCM

Được điều chế từ một loại vi khuẩn đất tự nhiên, gây bệnh cho côn trùng gây hại Nó được dùng trong canh tác hữu cơ và được coi là lý tưởng cho việc quản lý dịch hại với chi phí thấp, dễ áp dụng, độc lực cao và tính đặc hiệu loài vật chủ hẹp Do đó, BT được coi là thân thiện với môi trường, không có tác dụng độc hại đối với địch thủ thiên nhiên

và con người

Hình 1.3: Chế phẩm Bacillus thuringiensis

Thành phần:

 Vi khuẩn Bacillus thuringiensis: 4,4 x 108 CFU/ml

BT được phát huy hiệu quả khi một vật chủ nhạy cảm ăn phải nó Khi ăn vào, BT tạo ra các protein phản ứng với các tế bào của niêm mạc dạ dày Những chất độc (protein) này làm tê liệt hệ thống tiêu hóa của côn trùng, khiến côn trùng ngừng ăn trong vài giờ Côn trùng nhiễm BT sẽ sống trong vài ngày nhưng sẽ không gây thiệt hại thêm cho cây Cuối cùng côn trùng sẽ chết vì đói

Hình 1.4: Chế phẩm EMIC

Thành phần:

 Chủng vi khuẩn Bacillus:  108 CFU/g

 Chủng vi khuẩn Lactobacillus:  108 CFU/g

 Chủng nấm men Saccharomyces:  108 CFU/g

 Tạo chất kháng sinh hoặc chất ức chế các vi sinh vật có hại trong chất thải

 Làm giảm thiểu mầm bệnh và làm giảm tối đa mùi hôi thối của chất thải hữu cơ

1.2.3.5 Chế phẩm vi sinh EMUNIV

Là một chế phẩm được sản xuất và phân phối bởi Công ty cổ phần Vi sinh ứng dụng

Chế phẩm sinh học EMUNIV là chế phẩm vi sinh EM xử lý phân gia súc gia cầm, rác thải, phế thải nông nghiệp làm phân bón hữu cơ và xử lý ô nhiễm môi trường

Hình 1.5: Chế phẩm EMUNIV

Thành phần:

 Vi khuẩn Bacillus subtillis:  108 CFU/g

 Vi khuẩn Bacillus licheniformis:  107 CFU/g

 Vi khuẩn Bacillus megaterium:  107 CFU/g

 Vi khuẩn Lactobacillus acidopphilus:  108 CFU/g

 Vi khuẩn Lactobacillus plantarum:  108 CFU/g

 Xạ khuẩn Steptomyces:  107 CFU/g

 Nấm men Saccharomyces cereviseae:  107 CFU/g

Công dụng:

 Phân giải nhanh chóng phân gia súc, gia cầm, phế thải nông nghiệp thành các chất dinh dưỡng cho cây

 Chuyển hóa phân lân từ khó tiêu thành dạng dễ tiêu

 Tạo chất kháng sinh để tiêu diệt một số vi sinh vật gây bệnh cho cây trồng

 Làm mất mùi hôi của phân chuồng và ức chế sinh trưởng các vi sinh vật gây thối

 Hình thành các chất kích thích sinh trưởng thực vật, giúp cây phát triển tốt

1.2.3.6 Chế phẩm S.EM

Là một chế phẩm được sản xuất và phân phối bởi Công ty TNHH Vi sinh Môi trường

Hình 1.6: Chế phẩm S.EM

Chế phẩm xử lý rác thải, phân gia súc gia cầm Xử lý phế thải nông nghiệp làm phân bón hữu cơ Làm giảm mùi hôi phân gia súc, gia cầm Diệt mầm bệnh, trứng giun sán Chống ô nhiễm môi trường

Thành phần:

 Chủng vi khuẩn Bacillus:  108 CFU/g

 Chủng vi khuẩn Lactobacillus:  108 CFU/g

 Xạ khuẩn Streptomyces:  108 CFU/g

 Chủng nấm men Saccharomyces:  108 CFU/g

 Chuyển hoá phân lân thành dạng dễ tiêu cho cây trồng

 Làm mất mùi hôi thối và ức chế sinh trưởng của các vi khuẩn gây thối

1.3 Nhu cầu sử dụng phân bón của ngành nông nghiệp tại Việt Nam

Việt Nam là nước nông nghiệp với quá trình phát triển lâu đời Những thế kỉ trước,

người nông dân chủ yếu sử dụng phân bón hữu cơ tự chế từ tro, xác thực vật, phân chuồng, … để bón cho cây trồng Từ khi công nghiệp hóa chất bắt đầu phát triển, phân bón hóa học ra đời đã thúc đẩy ngành sản xuất nông nghiệp phát triển mạnh mẽ, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng cây trồng

Ngành phân bón Việt Nam hình thành và phát triển theo 04 giai đoạn [9]:

 Giai đoạn trước 1960: Ngành nông nghiệp kém phát triển do chiến tranh, người nông dân chỉ sử dụng phân hữu cơ tự chế để bón cho cây trồng

 Giai đoạn 1961 – 1980: Sản xuất và tiêu thụ phân Urê, lân ở mức thấp, các nhà máy phân bón ra đời: Nhà máy phân lân Văn Điển (1961), Nhà máy Supe phốt phát Lâm Thao (1962) Nhà máy đạm Hà Bắc (1975) – nhà máy đạm đầu tiên ở Việt Nam, cũng mới chỉ đáp ứng được 8% nhu cầu phân đạm cả nước, vẫn phải nhập khẩu bổ sung từ Trung Quốc Tốc độ tăng trưởng nhu cầu phân bón giai đoạn này đạt 6,2%/năm, nhu cầu kali cho cây trồng vẫn chưa được chú trọng

 Giai đoạn 1981 – 2000: Ngành phân bón đạt tốc độ tăng trưởng cao ở hầu hết các phân khúc, tốc độ tăng trưởng trung bình đạt 10,1%/năm Đặc biệt, sự ra đời của phân phức hợp NPK là một đóng góp rất quan trọng cho nền sản xuất nông nghiệp do đầy đủ chất dinh dưỡng và tiện lợi khi sử dụng, giúp tiết kiệm chi phí và công chăm sóc Giai đoạn này, các nhà sản xuất trong nước đầu tư công nghệ tiên tiến để gia tăng nguồn cung

cả chất và lượng Ước tính, sản xuất toàn ngành tăng trưởng trung bình 22% giai đoạn

1991 - 1997, mức đầu tư toàn ngành tăng từ 63,5 tỉ đồng năm 1991 lên 102 tỉ đồng năm

1997 Tăng trưởng sản xuất đã nhanh chóng bù đắp phần nào nhu cầu thiếu hụt các mảng sản phẩm NPK, Urê, lân

 Giai đoạn 2001 – nay, ngành phân bón tiếp tục tăng trưởng nhưng tốc độ chậm lại so với giai đoạn trước Nhu cầu tiêu thụ phân bón đang có tốc độ tăng trưởng giảm dần, cả giai đoạn đạt 3,1%/năm Tiêu thụ phân bón cả nước tăng từ 6,5 triệu tấn/năm

2002, đến năm 2018 đạt gần 11 triệu tấn, trong khi nguồn cung trong nước vẫn tiếp tục gia tăng

Tính đến tháng 06/2018, cả nước có 735 cơ sở sản xuất kinh doanh phân bón được cấp phép với tổng công suất lên tới 29,5 triệu tấn/năm Trong đó, có 10 doanh nghiệp lớn thuộc Tập đoàn Hóa chất Việt Nam (Vinachem) và 2 doanh nghiệp thuộc Tập đoàn Dầu khí Việt Nam (PVN) chiếm phần lớn sản lượng phân bón hàng năm Còn lại là các doanh nghiệp vừa và nhỏ, chủ yếu tham gia vào phân khúc phân hỗn hợp NPK Tuy vậy, phân Kali và SA vẫn phải phụ thuộc lớn vào nhập khẩu do trong nước chưa có doanh nghiệp sản xuất [9, 10]

1.3.1 Tình hình sản xuất phân bón trong nước

Phân Urê, hiện tại năng lực sản xuất trong nước đến thời điểm hiện tại là 2,340 triệu

tấn/năm, bao gồm Đạm Phú Mỹ 800.000 tấn, Đạm Cà Mau 800.000 tấn, Đạm Hà Bắc 180.000 tấn, Đạm Ninh Bình 560.000 tấn Dự kiến cuối năm 2014, Đạm Hà Bắc nâng công suất từ 180.000 tấn lên 500.000 tấn/năm, cả nước sẽ có 2,660 triệu tấn/năm Như vậy, về Urê đến nay, sản xuất trong nước không những phục vụ đủ cho nhu cầu sản xuất nông nghiệp mà còn có lượng để xuất khẩu [11]

Phân DAP, hiện sản xuất trong nước tại nhà máy DAP Đình Vũ 330.000 tấn/năm,

đến hết 2015 có thêm nhà máy DAP Lào Cai công suất 330.000 tấn/năm và theo kế hoạch của Thủ tướng từ nay đến hết năm 2015 sẽ có thêm một nhà máy DAP nữa hoặc nâng công suất hiện có của DAP Đình Vũ lên thêm 330.000 tấn/năm Như vậy sau 2015 sản xuất trong nước có thể đạt tới gần 1 triệu tấn DAP/năm, cơ bản đáp ứng đủ nhu cầu trong nước Hiện tại từ nay đến hết năm 2014, chúng ta vẫn phải nhập khẩu DAP thêm

từ 500.000 – 600.000 tấn/năm [11]

Phân Lân: Hiện tại Supe Lân sản xuất trong nước có công suất 1,2 triệu tấn/năm,

bao gồm nhà máy Lâm Thao công suất 800.000 tấn/năm, Lào Cai 200.000 tấn/năm và Long Thành 200.000 tấn/năm [11]

Sản xuất Lân nung chảy hiện tại vào khoảng 600.000 tấn/năm bao gồm nhà máy Văn Điển và nhà máy Ninh Bình Dự kiến tương lai sẽ có thêm khoảng 500.000 tấn/năm của

3 nhà máy mới (Lào Cai, Thanh Hóa, …)

Như vậy sản xuất phân Lân trong nước cũng đáp ứng được về cơ bản cho nhu cầu sản xuất nông nghiệp trong nước

Phân NPK: Hiện cả nước có tới cả trăm đơn vị sản xuất phân bón tổng hợp NPK các

loại Về thiết bị và công nghệ sản xuất cũng có nhiều dạng khác nhau, từ công nghệ cuốc xẻng đảo trộn theo phương thức thủ công bình thường đến các nhà máy có thiết bị và công nghệ tiên tiến Về quy mô sản xuất tại các đơn vị cũng khác nhau từ vài trăm tấn/năm tới vài trăm ngàn tấn/năm và tổng công suất vào khoảng trên 3,7 triệu tấn/năm Nói chung là sản xuất NPK ở Việt Nam vô cùng phong phú cả về thiết bị, công nghệ đến công suất nhà máy Chính điều này đã dẫn tới sản phẩm NPK ở Việt Nam rất nhiều loại khác nhau cả về chất lượng, số lượng đến hình thức bao gói [11]

Phân Kali: Hiện trong nước chưa sản xuất được do nước ta không có mỏ quặng Kali,

vì vậy 100% nhu cầu của nước ta phải nhập khẩu từ nước ngoài [11]

Phân Hữu cơ và vi sinh: Hiện tại sản xuất trong nước vào khoảng 400.000 tấn/năm,

tương lai nhóm phân bón này vẫn có khả năng phát triển do tác dụng của chúng với cây trồng, làm tơi xốp đất, trong khi đó nguyên liệu được tận dụng từ các loại rác và phế thải cùng than mùn sẵn có ở nước ta [11]

Lượng phân bón nhập khẩu ở nước ta khoảng 3 triệu tấn phân bón các loại/ năm Trong đó chủ yếu là phân Kali, SA, Urê và NPK [9]

Mặc dù lượng phân Urê sản xuất trong nước vượt quá nguồn cung trong nước nhưng

do giá thành chênh lệch giữa phân nhập khẩu và phân sản xuất trong nước nên một lượng lớn phân Urê vẫn được nhập về nước ta hằng năm [9]

Hình 1.7: Biểu đồ sản lượng nhập khẩu phân Urê tại Việt Nam [9]

Hiện tại, cả nước có khoảng trên 800 doanh nghiệp sản xuất và kinh doanh phân NPK, các doanh nghiệp nhỏ lẻ chiếm hơn 30% thị phần, còn lại là nhập khẩu Có thể thấy phần lớn các doanh nghiệp nội địa sản xuất NPK với công nghệ thô sơ, lạc hậu, dẫn đến sản phẩm sản xuất trong nước kém chất lượng, không có thương hiệu, dễ bị làm giả Nên khiến cho việc nhập khẩu phân NPK đang tăng dần sản lượng trong từng năm [9]

Hình 1.8: Biểu đồ sản lượng nhập khẩu phân NPK tại Việt Nam [9]

Trên thế giới, lượng tiêu thụ phân bón trên một hecta đất canh tác của Việt Nam ở mức khá cao Năm 2016, Việt Nam tiêu thụ 430 kg phân bón trên một hecta đất canh tác, chỉ sau một số quốc gia như New Zealand (1.717 kg/ha), Ai Cập (645,5 kg/ha), Trung Quốc (503 kg/ha) Mức tiêu thụ tại Việt Nam cao gấp 3,1 lần mức trung bình thế giới (138 kg/ha năm 2016) [9]

Theo số liệu của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, hàng năm, nước ta sử dụng trên 10 triệu tấn phân bón Trong năm 2020, nền nông nghiệp tại Việt Nam sử dụng 10,23 triệu tấn, trong đó 7,6 triệu tấn phân bón vô cơ và 2,63 triệu tấn phân bón hữu cơ [9]

Hình 1.9: Đồ thị sản lượng tiêu thụ phân bón tại Việt Nam từ năm 1961-2017 [9]

Hình 1.10: Đồ thị lượng tiêu thụ phân bón trên hecta đất canh tác so giữa Việt Nam và

các quốc gia trong khu vực [9]

1.4 Tình hình nghiên cứu ứng dụng chế phẩm vi sinh vật trong xử lý chất thải hữu

cơ trên thế giới và Việt Nam

1.4.1 Ứng dụng chế phẩm vi sinh vật trong xử lý chất thải hữu cơ trên thế giới

Việc áp dụng chế phẩm vi sinh vật vào xử lý rác thải hữu cơ trên thế giới đã được phổ biến từ rất lâu, họ không chỉ dùng chế phẩm để xử lý rác thải hữu cơ mà còn sử dụng để xử lý phế phẩm nông nghiệp và công nghiệp

Theo nghiên cứu của Babett et al (2021) về việc áp dụng vi khuẩn Cellulomonas flavigena và Streptomyces viridosporus trong việc xử lý phế phẩm hoa oải hương (hoa

lavander) sau khi được chiết xuất thì việc sử dụng chế phẩm và vật liệu ủ đã kéo dài được giai đoạn ưa nhiệt, đẩy nhanh sự phân huỷ các chất hữu cơ và nâng cao số lượng

vi sinh vật hữu ích còn sống, nhưng cũng có tác dụng phụ quan sát được như giảm chỉ

số nảy nầm Sản phẩm ủ không có sự xuất hiện của vi khuẩn thương hàn Salmonella và E.coli, sản phẩm ủ ổn định và sẵn sàng để sử dụng Theo kết quả nghiên cứu từ trước

đến nay thì chưa có nghiên cứu nào thành công trong việc sử dụng vật liệu ủ là hoa oải hương [12]

Ngoài những yếu tố quan trọng như pH, độ ẩm, ủ kỵ khí hay hiếu khí thì vật liệu là phần rất quan trọng trong quá trình ủ phân và qua sự nghiên cứu của Yee Van Fan et al (2017) về so sánh giữa việc sử dụng nguyên liệu ủ là phế phẩm nông nghiệp hay chất thải đô thị hữu cơ (CTĐTHC) đã nói lên rằng phế phẩm nông nghiệp tạo được nhiều kết quả tích cực hơn là chất thải đô thị hữu cơ trong việc xử lý bằng chế phẩm vi sinh Chất thải đô thị hữu cơ được sử dụng để ủ ít có sự thay đổi lớn giữa mẫu đối chứng và mẫu

có chế phẩm, khác biệt lớn nhất là mẫu có chế phẩm kiểm soát được tốt mùi hôi trong quá trình ủ [13]

Cũng theo Yee Van Fan et al (2017) ở một nghiên cứu khác trình bày ảnh hưởng của chế phẩm vi sinh đến các thông số ủ phân cho cả chất thải đô thị hữu cơ và phế phẩm nông nghiệp Chế phẩm vi sinh có nhiều khả năng tăng cường hiệu quả đáng kể quá trình ủ phân của phế phẩm nông nghiệp (80%) so với CTĐTHC (38%) Tuy nhiên, chế phẩm vi sinh được phát hiện có hiệu quả trong việc kiểm soát mùi hôi trong quá trình ủ phân của CTĐTHC Hiệu quả của chế phẩm để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ủ phân tuỳ vào loại chất thải và chất lượng mục tiêu của quá trình làm phân trộn,

vì không phải tất cả các thông số kết quả thu được đều có thể được nâng cao một cách hiệu quả Đánh giá cho thấy vi sinh vật bản địa là đủ cho quá trình phân hủy trong điều kiện bình thường, nơi các thông số được đề cập hoặc chất lượng phân trộn không phải

là mối quan tâm chính Điều này đặc biệt phù hợp với quy trình ủ hiếu khí Tối ưu hóa các thông số hóa lý của quá trình ủ phân, tức là tỉ lệ C:N ban đầu, giá trị pH, độ ẩm và

sự thông khí để tạo môi trường thuận lợi cho các vi sinh vật bản địa, có thể là một lựa chọn tốt hơn cho việc dùng chế phẩm vi sinh vật Nghiên cứu so sánh về tính khả thi

giữa việc ứng dụng công nghệ cấy vi sinh và tối ưu hóa các điều kiện vận hành (ví dụ tần suất sục khí) thì việc sử dụng chế phẩm vi sinh cũng yêu cầu kiểm soát cụ thể về điều kiện hoạt động Tuy nhiên, chỉ riêng việc kiểm soát điều kiện hoạt động cũng có khả năng bỏ qua các bước sử dụng chế phẩm vi sinh vì vi sinh vật bản địa có sẵn trong nguyên liệu ủ là đủ Cần cân nhắc sự cân bằng giữa chi phí, hiệu quả của quy trình và tác động đến môi trường liên quan đến việc áp dụng chế phẩm vi sinh để hỗ trợ quá trình

ủ phân hữu cơ một cách bền vững Việc đánh giá chế phẩm vi sinh đối với quá trình ủ phân hữu cơ đã được thực hiện và qua đó trong tương lai nên xem xét thành phần chi tiết hơn của nguyên liệu đầu vào, ủ kỵ khí hay hiếu khí, kích cỡ và các nguyên liệu bổ sung Lý tưởng nhất thì cần phải có một chỉ tiêu phân tích để áp dụng chế phẩm vi sinh vật hiệu quả cho các tình huống ủ phân khác nhau [14]

Ở Thái Lan, Karnchanawong và Nissaikla (2014) đã tiến hành một nghiên cứu so sánh về việc sử dụng giữa một chế phẩm vi sinh được bán trên thị trường và một sản phẩm phân ủ thành công, vật liệu bổ sung nào là thích hợp nhất cho việc ủ phân tại nhà Cách thức thực hiện của họ là sử dụng 05 thùng 200L có sục khí, mỗi ngày sẽ cho thức

ăn thừa và lá khô vào (theo tỉ lệ 1:0,14) đến ngày thứ 60 sẽ ngưng cho vào Kết quả so sánh dựa trên tỉ lệ C:N thì phân ủ với chế phẩm có thời gian ổn định lâu hơn là việc sử dụng thành phẩm phân ủ Nghiên cứu từ Karnchanawong và Nissaikla (2014) đã cho thấy được việc ủ phân tại nhà lần đầu tiên có thể tốn chi phí cho chế phẩm, nhưng từ lần

ủ thứ 02 trở đi thì có thể sử dụng sản phẩm ủ thành công trước đó thay thế cho chế phẩm [15] Một trong những công nghệ phổ biến để xử lý chất thải rắn hữu cơ tại thành phố Bangkok và các thành phố khác là công nghệ ủ sinh học “DANO system” Rác thải hữu

cơ được đưa đến các phễu tiếp nhận và theo băng chuyền đến tang quay phân loại, để loại bỏ các thành phần tạp chất và tách kim loại trên băng từ Sau đó, các thành phần hữu cơ có thể ủ được đưa đến khu “ổn định sinh học- DANO Bio-Stabilizer” Quá trình

xử lý trong thùng thường kéo dài từ 2,5-5 ngày [16]

Ngoài việc sử dụng nguyên liệu ủ là phế phẩm nông nghiệp, chất thải hữu cơ thì Jing Zhao et al (2021) có thực hiện một nghiên cứu về sử dụng bùn thải kết hợp bốn chủng

vi khuẩn tốt nhất được phân lập ra từ bùn thải là Bordetella sp, Ochrobactrum sp, Bacillus subtilis và Staphylococcus sciuri tại khu vực tây bắc của Trung Quốc để tiến

hành xử lý bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải trong khu vực để làm phân bón Và kết quả thu được là sản phẩm từ quá trình ủ kỵ khí của họ đã đạt tiêu chuẩn GB / T 23486-

2009 (tiêu chuẩn cho bùn thải sau xử lý được sử dụng tại vườn và công viên của Trung Quốc) [17]

Hình 1.11: Quá trình ủ được che đậy tại khu cao tốc tây bắc Trung Quốc [17]

Tại Hoa kỳ vào những năm 2010 đã ban hành lệnh cấm chôn lấp chất thải hữu cơ vì theo những thông số từ bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ thì có khoảng 133 tỉ pound (60 triệu tấn) thực phẩm bị lãng phí mỗi năm, trong đó bao gồm thức ăn thừa, bị thối rửa hoặc không được thu hoạch EPA Hoa Kỳ ban hành dữ liệu cho rằng thực phẩm là nguyên liệu lớn nhất trong các bãi chôn lấp tại Hoa Kỳ, vừa lãng phí vừa tạo nguồn thải khí metan lớn ảnh hưởng biến đổi khí hậu toàn cầu Song hành với lệnh cấm chôn lấp rác thải hữu cơ thì Hoa Kỳ cũng ban bố nhiều luật liên quan đến việc tạo điều kiện cho các

cơ sở tư nhân, doanh nghiệp thu nhận rác thải hữu cơ kết hợp chế phẩm vi sinh vật để làm phân ủ cảnh quan (không mùi, không ảnh hưởng mĩ quan) Và càng ngày thì nhiều quy định về quy tắc ủ phân đã được đưa ra để tạo điều kiện cho các cơ sở tư nhân và doanh nghiệp có thể dễ dàng tiến hành ủ phân hơn [18]

Theo bài báo từ tác giả Angie Light (2021) trên báo Journal thì tại quần đảo San Juan thuộc bang Washington, Hoa Kỳ có một trang trại tên Federico, mọi người trên đảo có thể mang thức ăn thừa, trái cây rau củ thối, thực phẩm hết hạn đến trang trại để thực hiện

ủ phân Chủ trang trại sau khi tiếp nhận chất thải hữu cơ thì tiến hành ủ phân kết hợp với chế phẩm vi sinh vật của riêng họ và tạo ra phân bón hữu cơ từ những chất thải được mang đến để rồi bón phân cho cây cối, rau củ từ chính trang trại Federico Người dân tại San Juan có thể mua thùng chứa và chế phẩm vi sinh vật từ trang trại để tự ủ phân tại nhà [19]

Hình 1.12: Thùng ủ phân được sử dụng tại trang trại Federico [19]

Có một phương pháp ủ phân tại Nhật Bản từ lâu đời, và hiện nay thì lan rộng trên toàn thế giới, đó là phương pháp Bokashi Từ “Bokashi” được dịch ra là chất hữu cơ lên men Nó xuất phát từ phương pháp canh tác của Nhật Bản trong đó nông dân chôn các thực phẩm thừa xuống đất có chứa vi sinh vật để tăng tốc độ phân huỷ của thức ăn Đến năm 1980 thì người ta mới phát hiện ra cách sử dụng phương pháp này trong nhà, bằng cách sử dụng thùng Bokashi.và chế phẩm vi sinh vật Bokashi [20]

Hình 1.13: Thùng Bokashi và chế phẩm vi sinh vật Bokashi

Phương pháp này có nhiều ưu điểm để khiến cho nó nổi bật trên toàn thế giới như dễ thực hiện, không gây mùi, ít tốn diện tích, thời gian ủ ngắn và sản phẩm từ thùng ủ có thể dùng bón cây trực tiếp

Hình 1.14: Phương pháp thực hiện ủ Bokashi

Nhiều quốc gia trên thế giới đang áp dụng chế phẩm vi sinh để xử lý chất thải, lợi ích từ việc sử dụng chế phẩm vi sinh để xử lý mang đến nguồn lợi lớn cho môi trường, vừa giảm thiểu ô nhiễm vừa tái sử dụng chất thải, giảm thiểu chi phí cần có để xử lý

Xử lý chất thải bằng biện pháp sinh học là quá trình phân giải hữu cơ trong tự nhiên: quá trình tự làm sạch Muốn thúc đẩy nhanh quá trình phân hủy, ngoài việc tăng cường các điều kiện lên men, cần phải bổ sung các chủng vi sinh vật phù hợp và phân hủy mạnh nguồn các chất cần xử lý

Trong nhiều năm qua, những nhà khoa học tại Việt Nam đã đưa ra nhiều nghiên cứu lựa chọn và áp dụng vào xử lý chất thải hữu cơ

Tác giả Vũ Thuý Nga và các cộng sự (2011) đã tuyển chọn được 05 chủng giống vi

sinh vật bản địa gồm Streptomyces griseosporeus, Streptomyces rochei, Bacillus subtillis, Lactobacillus farraginis, Saccharomyces cerevisiae từ phế thải chăn nuôi tại

Quỳ Hợp, Nghệ An từ đó tạo ra chế phẩm vi sinh xử lý phế thải chăn nuôi thành phân bón hữu cơ sinh học và xây dựng được 05 mô hình ủ phân trên cây lúa, ngô, lạc, đậu tương và rau tại Quỳ Hợp [21]

Trong năm 2016, Ngô Thị Tường Châu cùng cộng sự (2016) bằng việc sử dụng môi trường nuôi cấy làm giàu và các loại môi trường phân lập thích hợp, đã phân lập được

78 chủng vi khuẩn, 73 chủng xạ khuẩn và 53 chủng nấm mốc ưa nhiệt từ bùn thải nhà

chất hữu cơ bằng phương pháp khuếch tán enzyme, đã tuyển chọn được các chủng vi khuẩn V18, chủng xạ khuẩn X38 và chủng nấm mốc N37 từ các chủng được phân lập Các chủng này đã không thể hiện đặc tính đối kháng lẫn nhau Dựa vào đặc điểm hình thái và phân tích trình tự 16S rRNA (hoặc 28S rRNA) đã xác định được các chủng V18, X38 và N37 lần lượt thuộc các loài Bacillus subtilis, Aspergillus fumigatus và Streptomyces glaucescens So với đối chứng và các công thức thí nghiệm

khác, công thức CT8 với việc sử dụng tất cả các chủng được tuyển chọn đã nâng cao đáng kể hiệu quả phân hủy sinh khối bùn thải nhà máy tinh bột sắn FOCOCEV Thừa Thiên Huế với độ giảm khối lượng, thể tích và cellulose lần lượt là 19,73; 33,75 và 29,33% Vì vậy tập hợp giống vi sinh vật ưa nhiệt này có thể được xem xét sử dụng trong sản xuất phân bón hữu cơ từ bùn thải nhà máy tinh bột sắn FOCOCEV Thừa Thiên Huế nói riêng và bùn thải hữu cơ nói chung [22]

Nguyễn Thị Hằng Nga và cộng sự (2016) đã nghiên cứu sản xuất thành công chế phẩm vi sinh vật từ phế thải trong quá trình chế biến tinh bột để làm phân hữu cơ sinh học, chế phẩm sử dụng than bùn là chất mang và đạt yêu cầu chất lượng theo TCVN 6168-2002 với mật độ tế bào  108 CFU/g và đảm bảo chất lượng sau 3 tháng bảo quản [23]

Từ mẫu nước thải tại nhà máy giấy, Vũ Thị Dinh cùng cộng sự (2017) đã phân lập được 11 chủng vi sinh có khả năng phân giải cellulose, và trong đó lựa ra được chủng

tối ưu nhất là Bacillus subtillis và bắt đầu áp dụng để xử lý nước thải nhà máy giấy Với quy mô phòng thí nghiệm thì hiệu quả thu được từ việc áp dụng chủng Bacillus subtillis

là khá cao với hiệu suất COD đạt 84,3% sau 09 ngày xử lý [24]

Lê Thị Loan và Cao Ngọc Điệp (2019) đã phân lập được chủng vi khuẩn Bacillus subtillis từ một cơ sở sản xuất hủ tiếu Mỹ Tho ở Tiền Giang và ứng dụng vào xử lý nước

thải tại đó Ứng dụng vi khuẩn này trong xử lý nước thải cơ sở sản xuất bún đã làm giảm các chỉ số BOD5, TSS, chỉ số N tổng, P tổng và hàm lượng ammonium lần lượt là 17,76%, 11,26%, 21,87%, 21,67% và 36,61% so với chỉ số ban đầu Chỉ tiêu tổng chất rắn lơ lửng và hàm lượng amoni đạt tiêu chuẩn A của QCVN:40-2011/BTNMT [25]

Tại Khánh Hoà, tác giả Lê Đặng Công Toại (2020) đã giới thiệu một quy trình kỹ thuật ủ phân hữu cơ mới với nguyên liệu là phụ phẩm thu hoạch trong nông nghiệp kết hợp chế phẩm sinh học Fito- Biomix RR Các kết quả đạt được có độ chính xác cao, hiệu quả, dễ thực hiện và có khả năng nhân rộng lớn [26]

Tác giả Đặng Quang Hải (2020) đã phân lập và tuyển chọn từ nước thải nhà máy sản xuất cồn được 03 chủng vi khuẩn có hoạt tính amylase, cellulose và protease cao Thực

nghiệm quá trình tạo bùn hoạt tính từ các chủng đã tuyển chọn với thời gian nhân giống trong bình tam giác 250ml khoảng 36 giờ, nhân giống trong bể lớn hơn để tạo đủ lượng bùn hoạt tính đưa vào xử lý khoảng 48 giờ cho mỗi cấp nhân giống Kết quả đã cho thấy nước thải sản xuất cồn có hàm lượng hữu cơ cao (COD 2840 – 4123 mg/l) bằng phương pháp hiếu khí với hàm lượng bùn hoạt tính bổ sung 30% đã cho hiệu suất xử lý khá cao 84,46% trong khi đó thì trường hợp không bổ sung bùn hoạt tính chỉ đạt 63,72% [27]

Trong hội thảo khoa học Ứng dụng CNSH trong xử lý môi trường diễn ra tại Hà Nội, PGS.TS Tăng Thị Chính - Viện Công nghệ Môi trường - Viện Hàn lâm KHCN Việt Nam cho biết hiện nay chúng ta đang áp dụng công nghệ vi sinh trong xử lý chất thải Một trong những xu hướng phát triển hiện nay là tạo ra các chế phẩm vi sinh vật hay nói cách khác là tuyển chọn những vi sinh vật có đặc tính tốt hơn, dễ dàng thích nghi với môi trường

Trên thực tế thì việc ứng dụng chế phẩm vi sinh vật trong xử lý chất thải hữu cơ vẫn còn khá mới mẻ đối với người Việt Nam, người dân đã nghe đến những loại chế phẩm được ứng dụng trong nuôi trồng thuỷ sản, trồng trọt, xử lý nước thải từ lâu nhờ vào ưu điểm và hiệu quả nổi trội mà chế phẩm vi sinh vật mang lại nhưng việc áp dụng vào xử

lý chất thải hữu cơ thì ít người hiểu rõ và chế phẩm nào thì phù hợp Do thực tế hiện nay thì rác thải tại các khu đô thị và nông thôn phần lớn chưa qua phân loại và được thu gom, xử lý, nên việc áp dụng chế phẩm vi sinh vật vào xử lý chất thải hữu cơ chỉ xuất hiện tại các nhà máy có nguồn cung về chất thải hữu cơ còn hộ gia đình, cá nhân nếu muốn thực hiện thì lại vướng vào vấn đề không có đủ chất thải hữu cơ để có thể thực hiện xử lý làm phân bón hữu cơ sinh học

Một vài nhà máy điển hình trên khắp cả nước đang sử dụng chế phẩm vi sinh vật áp dụng vào xử lý rác thải hữu cơ:

 Nhà máy chế biến rác thải hữu cơ Cầu Diễn – Hà Nội: ủ bằng phương pháp sinh học hiếu khí, phối trộn với phân bùn và có sử dụng chế phẩm EM và Enchoice

 Nhà máy xử lý rác thải Lộc Hoà – Nam Định: Sử dụng phương pháp ủ hiếu khí theo luống, sử dụng chế phẩm bổ sung EM

 Nhà máy xử lý rác thải sinh hoạt Việt Trì – Phú Thọ: Sử dụng phương pháp ủ sinh học hiếu khí, bổ sung chế phẩm EM và BioMix và phối trộn phân bùn

 Nhà máy xử lý rác thải Thuỳ Phương – Huế: Ủ sinh học hiếu khí, sử dụng chế phẩm bổ sung VTCC-L,S,F

 Trang trại Xuân Thọ organic – Đà Lạt: Sử dụng phương pháp ủ sinh học hiếu phí

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Các chủng vi sinh vật có khả năng phân giải cellulose, tinh bột và protein

Các chủng vi sinh vật được sử dụng để sản xuất chế phẩm là những chủng đã được

phân lập và tuyển chọn từ đề tài “Nghiên cứu phân lập, tuyển chọn một số chủng vi sinh vật hữu hiệu để ứng dụng trong xử lý chất thải rắn hữu cơ làm phân bón hữu cơ sinh học”, mã số T2021 – 02 – 36 của TS Đặng Quang Hải:

 Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm vi sinh vật để xử lý chất thải rắn sinh hoạt hữu

cơ trên địa bàn thành phố Đà Nẵng làm phân bón hữu cơ sinh học

2.2 Nội dung nghiên cứu

Nội dung nghiên cứu chính của luận văn bao gồm:

Nội dung 1: Đánh giá tình hình ứng dụng chế phẩm vi sinh vật trong xử lý chất thải hữu

cơ trên thế giới và tại Việt Nam

 Tổng quan về chất thải rắn sinh hoạt

 Tổng quan về chế phẩm vi sinh vật

 Nhu cầu sử dụng phân bón của ngành nông nghiệp tại Việt Nam

 Tình hình nghiên cứu ứng dụng chế phẩm vi sinh vật trong xử lý chất thải hữu cơ trên thế giới và Việt Nam

Nội dung 2: Nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu có hoạt tính phân giải

cellulose, tinh bột và protein

 Đánh giá đặc tính của các chủng vi sinh vật sử dụng để sản xuất chế phẩm: Xác định các điều kiện sinh trưởng tối ưu của 03 chủng vi sinh vật CT1, R35 và CT10

Từ kết quả thu được thông qua sau nghiên cứu xác định điều kiện sinh trưởng tối ưu, tiến hành tạo chế phẩm vi sinh vật

 Lựa chọn chất mang (cám gạo, than bùn, trấu xay):

Các chất mang được xác định sử dụng trong đề tài (cám gạo, than bùn, trấu xay) là những chất mang dễ tìm kiếm trên địa bàn thành phố

Chất mang sẽ được xử lý, và được sấy ở 130°C, sau đó được bảo quản trong tủ cách

Các chủng vi sinh vật sẽ được lên men sinh khối và tiến hành phối trộn Tiến hành

đo mật độ hỗn hợp sinh khối của các tỉ lệ vào thời điểm 0 giờ và sau 30 ngày, tỉ lệ được lựa chọn là tỉ lệ có mật độ tế bào vi sinh vật lớn nhất

Sau khi xác định tỉ lệ phối trộn giữa các chủng vi sinh vật thì sẽ tiến hành phối trộn

tỉ lệ hỗn hợp vi sinh vật đó với chất mang và tiến hành sấy hỗn hợp sau phối trộn ở 40°C đến khi đạt độ ẩm 8 – 9% Tiến hành xác định mật độ tế bào vi sinh vật tại thời điểm 0 giờ và sau 30 ngày

Tỉ lệ giữa hỗn hợp vi sinh vật với chất mang sẽ được lựa chọn dựa trên tiêu chí mật

độ tế bào lớn nhất và thời gian sấy phù hợp để tiết kiệm chi phí

 Xác định chất lượng và thời gian bảo quản chế phẩm vi sinh vật:

Sau các quá trình nghiên cứu lựa chọn chất mang, xác định tỉ lệ phối trộn giữa các chủng vi sinh vật và giữa hỗn hợp vi sinh vật với chất mang, chế phẩm được tạo từ các nghiên cứu trên sẽ được bảo quản trong túi polyetylen ở nhiệt độ thường

Xác định mật độ tế bào vi sinh vật tại thời điểm 0 giờ, 15 ngày, 30 ngày, 45 ngày và

60 ngày bảo quản

 Xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm

Nội dung 3: Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu để xử lý chất thải rắn

sinh hoạt hữu cơ làm phân bón hữu cơ sinh học

 Tiến hành ủ phân và đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ phân và chất lượng sản phẩm phân ủ:

Sử dụng CTRSH hữu cơ là nguyên liệu chính cho quá trình ủ phân, xử lý CTRSH hữu cơ có sử dụng chế phẩm vi sinh vật vừa sản xuất theo phương pháp ủ bán hiếu khí

có đảo trộn với 03 công thức thí nghiệm và 01 mẫu đối chứng

Trong quá trình ủ tiến hành đánh giá các thông số nhiệt độ, độ ẩm, pH, chiều cao và tính chất cảm quan của đống ủ mỗi 03 ngày/lần Xác định độ hoại mục của đống ủ vào ngày thứ 28,29 và 30

 Xây dựng quy trình ủ phân:

Sau phân tích các chỉ tiêu OC, N và P2O5 và so sánh với QCVN 01 - 189:2019/BNNPTNT [28], sẽ tiến hành bổ sung N và P2O5 nếu không đạt QC

Xây dựng công thức ủ phân

2.3 Phương pháp nghiên cứu

Thu thập, phân tích và tổng hợp các nguồn tài liệu, số liệu liên quan đến ứng dụng chế phẩm vi sinh vật trong xử lý chất thải rắn sinh hoạt hữu cơ làm phân bón hữu cơ sinh học như các bài báo khoa học trong và ngoài nước, đề tài nghiên cứu, luận án, báo cáo khoa học của các sở, ban, ngành, địa phương, sách báo các phương tiện truyền thông

và thông tin có liên quan một cách khoa học có chọn lọc

Việc lấy mẫu được thực hiện dựa vào TVCN 9486:2018 Phân bón – Phương pháp lấy mẫu [29]

Trong quá trình lấy mẫu, vận chuyển và xử lý mẫu, bảo đảm tránh sự tạp nhiễm từ bên ngoài và bảo đảm giữ mẫu được nguyên trạng như ban đầu cho tới khi đem phân tích trong phòng thí nghiệm

Các thao tác thí nghiệm sẽ được thực hiện trong tủ cấy vô trùng CleanBench

Các thiết bị được sử dụng trong quá trình tạo chế phẩm :

 Máy lắc trong tủ cấy Velp – Classic

Đối với môi trường lỏng (cao thịt – pepton) thì không dùng thạch [30]

 Chuẩn bị môi trường và dụng cụ

Môi trường dinh dưỡng có thành phần như trên Khi pha chế môi trường định lượng các thành phần bằng cân phân tích và ống đong Sau đó dùng đũa thuỷ tinh khuấy cho tan hết, dùng máy đo pH để điều chỉnh pH môi trường về 7,2 ± 0,2 bằng dung dịch NaOH 10% Sau đó cho thạch vào khuấy đều, rồi cho vào lò vi sóng đun sôi để tan hết thạch [30]

Lấy môi trường ra, nhanh chóng phân phối môi trường vào các ống nghiệm có nút bông đã vô trùng bằng phễu để tránh môi trường bám vào ống nghiệm (lượng môi trường cho vào bằng 1/4 thể tích ống nghiệm) Phần môi trường còn lại được phân phối vào các bình tam giác loại 250 ml có nút bông đã vô trùng [30]

 Khử trùng môi trường và làm thạch nghiêng, thạch đĩa:

Tất cả các ống nghiệm chứa môi trường, nước cất và các bình tam giác chứa môi trường, nước cất, được đem khử trùng trong thiết bị hấp áp lực ở nhiệt độ 121C trong

25 phút Lấy ra để nguội các ống nghiệm, bình tam giác chứa nước cất, sau đó đưa vào

tủ lạnh hoặc tủ vô trùng bảo quản để sử dụng [30]

Các ống nghiệm chứa môi trường đặc thì được làm thạch nghiêng để cấy chuyền giống vi sinh vật

Các bình tam giác chứa môi trường đặc thì được làm thạch đĩa