VAI TRÒ CỦA GIUN QUẾ TRONG XỬ LÝ RÁC THẢI HỮU CƠ

Rác thải sinh hoạt có thành phần bao gồm kim loại, sành sứ, thủy tinh, gạch ngói vỡ, đất, đá, cao su, chất dẻo, thực phẩm dư thừa hoặc quá hạn sử dụng, xương động vật, tre, gỗ, lông gà l

NHÓM 8-11KMT VAI TRÒ CỦA GIUN QUẾ TRONG XỬ LÝ RÁC THẢI HỮU CƠ

I Các phương pháp xử lý rác thải

1 Một số định nghĩa

a Rác thải

Rác thải là những vật chất ở dạng rắn do các hoạt động của con người và động vật tạo ra Những “sản phẩm” này thường ít được

sử dụng do đó nó là “sản phẩm” ngoài ý muốn của con người

Rác thải còn bao gồm cả bùn cặn, chế phẩm nông nghiệp, xây dựng, khai thác mỏ…

b Rác hữu cơ

Rác hữu cơ (chất thải hữu cơ): Là các chất thải có nguồn gốc hữu

cơ như thực phẩm thừa, chất thải từ lò giết mổ, chăn nuôi cho đến các dung môi, nhựa dầu mỡ, và các loại thuốc bảo vệ thực vật,…

c Rác sinh hoạt

Rác thải sinh hoạt là những chất thải có liên quan đến các hoạt động của con người, nguồn tạo thành chủ yếu từ các khu dân cư, các cơ quan, trường học, các trung tâm dịch vụ, thương mại

Rác thải sinh hoạt có thành phần bao gồm kim loại, sành sứ, thủy tinh, gạch ngói vỡ, đất, đá, cao su, chất dẻo, thực phẩm dư thừa hoặc quá hạn sử dụng, xương động vật, tre, gỗ, lông gà lông vịt, rơm rạ, xác động vật, vỏ rau quả

2 Các phương pháp xử lý rác trên thế giới

Bảng 1.Các phương pháp xử lý rác thải thông thường

STT PHƯƠNG

PHÁP

ĐIỂM

1 Chôn lấp Chôn lấp là

phương pháp lưu giữ chất thải trong một vùng diện tích

- Xa khu vực sinh hoạt;

- Không có mạch nước ngầm;

+ Công nghệ đơn giản, rẻ tiền

và phù hợp với nhiều

+ Chiếm diện tích đất lớn + Không được

sự đồng tình của người dân xung

và có phủ đất lên trên

- Cần phải lót vải địa hóa;

- Nước thải rỉ rác phải được xử lý;

- Phải quản lý bãi chôn rác thải nhiều năm tiếp theo

loại rác thải;

+ Chi phí vận hành bãi rác thấp

quanh

+ Nguy cơ gây

ô nhiễm (đất, nước, không khí) cao

+ Chọn khu vực làm bãi chứa rác đạt tiêu chuẩn rất khó

2 Đốt tiến hành tro

hoá chất hữu

cơ nhờ phản ứng chuyển hoá thành CO2 và H2O

-Thực hiện trong

lò đốt nhiệt độ cao (khoảng 800 – 12000C)

- Năng lượng của quá trình đốt được thu, cung cấp cho nồi hơi tiếp sau đó là sưởi hoặc cấp cho máy phát điện

- Chất hữu

cơ được xử

lý triệt để, phần tro còn lại có thể tích rất nhỏ so với thể tích ban đầu

 Diện tích bãi chôn rác thải giảm, giảm nguy

cơ gây ô nhiễm nước ngầm

- Ô nhiễm môi trường không khí khu vực dân

cư xung quanh,

- Mất mỹ quan

đô thị

- Chi phí cao

3 Sinh

học

Ủ sinh học

Compost: là quá trình ổn định sinh hóa các chất hữu

cơ để hình thành các chất

- Sản xuất và kiểm soát một cách khoa học tạo môi trường tối ưu đối với quá trình

- Tiến hành cả

- Làm ổn định chất thải: khi chuyển chúng vào đất sẽ

-Chất lượng phân ủ phụ thuộc loại rác thải đem ủ -Quá trình ủ làm mất Carbon và

mùn trong điều kiện

hiếu khí và kỵ khí

không làm môi trường

bị ô nhiễm

- Ức chế và tiêu diệt các mầm bệnh

- Làm tăng dinh dưỡng cho cây trồng

Nitơ, như vậy quá trình ủ là quá trình mất năng lượng

-Quá trình ủ thường tạo ra một lượng nước

ở đáy khối ủ và một lượng khí thải cần phải xử

lý làm tăng chi phí

Giun

xử lý

rác

Loài động vật

đất ăn các

chất hữu cơ

để sinh tồn

Sau khi qua đường tiêu hóa của giun các chất hữu cơ biến đổi thành hợp chất dinh dưỡng tốt cho cây trồng

-Biến đổi rác thải thành nguồn dinh dưỡng rất tốt cho cây trồng

-Giun có hàm lượng dinh dưỡng cao là loại thức ăn giàu đạm, hàm lượng protein thô chiếm 70%

trọng lượng thân giun, rất tốt cho gia súc và gia cầm

Phải có người chăm sóc, theo dõi

-Mắn đẻ,

dễ nuôi, chăm sóc,

và phù hợp với điều kiện nước

ta

4 Phương

pháp thải

ra sông

ngòi, ra

biển

Chất thải chưa qua xử

lý được thải trực tiếp ra sông ngòi, biển

- Khi môi trường

có khả năng đồng hóa, môi trường không bị ô nhiễm

- Dân số tăng nhanh, lượng rác quá nhiều vượt qua khả năng tự làm sạch của môi trường

- Đơn giản,

dễ thực hiện

-Ít tốn kém

-Ô nhiễm môi trường

- Phát tán mầm bệnh

- Ảnh hưởng sức khỏe con người và sinh vật

Ngoài ra, chúng ta cũng có thể sử dụng một số phương pháp như:

 Phương pháp xử lý bằng công nghệ Hydromex: nghiền rác nhỏ sau đó polime hóa và sử dụng áp lực lớn để nén

ép và định hình sản phẩm, áp dụng để xử lý rác đô thị

 Công nghệ ép kiện và cách li rác: phân loại bằng thủ công trên băng chuyền, chất tái chế được thì có thể tái

sử dụng, chất còn lại thì được nén thủy lực để giảm thể tích

 Công nghệ Seraphin: Rác được tập trung, phun vi sinh khử mùi, phân loại (rác hữu cơ dùng để ủ sinh học, phần còn lại được đưa đến công nghệ xử lý khác)

3 Các phương pháp xử lý rác ở Việt Nam

Bảng 2 Một số công nghệ xử lý chất thải rắn ở Việt Nam

CÔNG NGHỆ ÁP DỤNG (TẤN/ NGÀY) Dano System Huyện Hóc Môn, TP.HCM Từ 1981 240

Compost Nhà máy phân hữu cơ Cầu

Diễn, Hà Nội

Seraphin Nhà máy xử lý rác Đông

Vinh, TP.Vinh, Nghệ An

Từ 2003 80-150

(Trung tâm thông tin KH&CN Quốc Gia, năm 2007)

Ở Việt Nam, hiện nay phương pháp xử lý chất thải rắn chủ yếu là chôn lấp (khoảng 85-90%) Điều này khiến cho quỹ đất dành cho phương

pháp việc xử lý bằng phương pháp chôn lấp ngày càng lớn, hiện đã lên lên đến hàng trăm hecta và chắc chắn con số này sẽ còn tăng nhiều hơn trong tương lai Không chỉ vậy việc chon lấp rác sẽ làm phát sinh nước

rỉ rác Đây là nguồn nước thải vô cùng độc hại cho môi trường nếu

không được xử lý tốt

Việt Nam cũng đang tiến hành nuôi giun xử lý rác nhưng chủ yếu người dân dùng để xử lý chất thải ở các trang trại chăn nuôi Còn dùng giun xử

lý rác thải sinh hoạt của con người thì chưa được sử dụng rộng rãi, bởi vì người dân vẫn quan niệm giun bẩn

II Phương pháp xử lý rác hữu cơ bằng giun quế

1) Tổng quan về giun quế

Giun quế có tên khoa học là Perionyx excavatus, chi Pheretima, họ

Megascocidae (họ cự dẫn), ngành giun đốt (Annalida)

Chúng thuộc nhóm Epeigeic, thường sống trong môi trường có nhiều chất hữu cơ đang phân hủy, trong tự nhiên ít tồn tại với phần thể

lớn và không có khả năng cải tạo đất trực tiếp như một số loài giun địa

phương sống trong đất

- Kích thước tương đối nhỏ, độ dài vào khoảng 10 –15 cm, thân hơi dẹt Bề ngang của con trưởng thành có thể đạt 0,1 – 0,2 cm

- Màu từ đỏ đến màu mận chín (tùy theo tuổi), màu nhạt dần về phía bụng, hai đầu hơi nhọn

- Cơ thể thon dài nối với nhau bởi nhiều đốt, trên mỗi đốt có một vành tơ, đếm kỹ thân có tới 120 đốt Khi di chuyển, các đốt co duỗi kết hợp các lông tơ phía bên dưới các đốt bám vào cơ chất đẩy cơ thể di chuyển một cách dễ dàng

- Giun quế là sinh vật lưỡng tính, tuy nhiên chúng không thể tự thụ tinh cho nhau mà phải sinh sản thông qua việc thụ tinh chéo giữa hai cá thể, phía gần đuôi có 1 cái đai, gọi là đai sinh dục, đai này nằm từ đốt thứ 18 đến đốt 22 Chúng sinh sản quanh năm và rất nhanh theo cấp số nhân nên lượng sinh khối thu được trong quá trình nuôi là khá lớn

- Trong tự nhiên, giun quế thích sống nơi ẩm thấp, gần cống rãnh, hoặc nơi có nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy và thối rửa như trong các đống phân động vật, các đống rác hoai mục Nhiệt độ môi trường khoảng 20-30o

C, pH bằng 7-7.5, độ ẩm 60 -70%

- Giun quế thích nghi với phổ thức ăn khá rộng, chúng ăn bất kỳ chất thải hữu cơ nào có thể phân hủy trong tự nhiên (rác đang phân hủy, phân gia súc, gia cầm…) Tuy nhiên, những thức ăn có hàm lượng dinh dưỡng cao sẽ hấp dẫn chúng hơn, giúp cho chúng sinh trưởng và sinh sản tốt hơn

- Thức ăn sau khi qua hệ thống tiêu hóa với nhiều vi sinh vật cộng sinh, chúng thải phân ra ngoài (hệ số chuyển hóa ở đây vào khoảng 0.7), những vi sinh vật cộng sinh có ích trong hệ thống tiêu hóa này theo phân ra khỏi cơ thể giun nhưng vẫn còn hoạt động ở

“màng dinh dưỡng” trong một thời gian dài Đây là một trong những nguyên nhân làm cho phân giun có hàm lượng dinh dưỡng cao và có hiệu quả cải tạo đất tốt hơn dạng phân hữu cơ phân hủy bình thường trong tự nhiên

2) Sử dụng giun quế trong xử lý rác thải hữu cơ

a) Trên thế giới

 Wormtech Limited

- Công ty đóng tại hạt Monmouthshire (Anh) chuyên thu thập rác thải để tái chế

- Hiện nay, Wormtech đang gấp rút sửa sang năm căn nhà chứa máy bay ở Caerwent thành xưởng cho các "công nhân giun" làm việc, cần tuyển khoảng 18 tỷ giun cho dự án tái chế của mình

- Theo dự tính, phải có khoảng 30.000 tấn giun, nhờ đó tạo được công ăn việc làm cho khoảng 20 lao động địa phương

 Vancouver

- Sử dụng giun để sản xuất phân bón phổ biến tại Vancouver

(Canada) từ những năm 80

- Trên mười năm qua, chính quyền thành phố Vancouver đã tài trợ cho một chương trình sản xuất phân bón từ giun

- Vào thứ bảy hàng tuần, 25 người quan tâm tới sản xuất phân bón

từ giun tham dự một lớp học kéo dài 1 giờ tại khu vườn thí nghiệm của City Farmer, họ học cách chăm sóc và quản lý giun

- Cho tới nay, chương trình đã phân phát khoảng 3.500 thùng giun Mỗi thùng như vậy (cao 61cm, dài 51cm và rộng 30,5cm) có thể

xử lý khoảng 2,25kg rác trong một tuần, ngăn khoảng 60kg rác hữu cơ được chuyển tới bãi chôn lấp của thành phố mỗi năm

Ngoài lợi ích có thể thấy được, chương trình còn thúc đẩy ý thức giảm rác thải của công chúng

- Ngày nay, chương trình này đã phổ biến tới mức hình thành một dịch vụ mới: Sản xuất phân bón từ giun

- Thành phố này cũng đã thiết lập một đường dây điện thoại nóng giành riêng cho loại hình dịch vụ này

Mary Murphy, trưởng dự án, cho biết: “Chúng giải quyết đến 70% thức ăn thừa và tuyệt nhiên không để lại mùi hôi thối gì cả” Hiện nay nhờ lũ giun, Mount Nelson tái tạo lại được khoảng 20% số rác thải hữu cơ Trang trại nuôi giun ở Mount Nelson là mô hình đầu tiên được áp dụng ở Nam Phi Sắp tới Murphy sẽ nhân rộng sang các

trường học, nhà hàng và khách sạn khác

b) Tại Việt Nam

Trên thực tế, việc nuôi giun để xử lý ô nhiễm môi trường đã được nhân dân ta áp dụng từ lâu Kinh nghiệm này đã được phổ biến rộng rãi nhất ở Hà Đông Nhân dân ở đây thường làm chuồng gà phía trên

và nuôi giun phía dưới, vì phân do gà thải ra là nguồn thức ăn tốt cho

giun Mặt khác nhờ giun đùn đất, tiêu hoá và thải ra chất hữu cơ, mà sau một thời gian, đất ở phía dưới chuồng gà sẽ tơi xốp, rất tốt cho cây trồng

Nghiên cứu của Thạc sĩ Nguyễn Thị Thanh Mỹ, kỹ sư Phạm Quốc Khánh, PGS-TS Nguyễn Văn Phước và GS-TS Lâm Minh Triết

(thuộc Viện Môi trường - Tài nguyên và Trường Đại học Tôn Đức Thắng) về khả năng xử lý rác của giun Quế: Nhóm nghiên cứu cho biết ban đầu khi thực hiện ở phòng thí nghiệm cho thấy giun Quế ăn rất mạnh các chất hữu cơ có trong chất thải rắn sinh hoạt như mít, đu

đủ, các loại rau, vỏ trái cây

Từ kết quả trên, nhóm nghiên cứu thiết kế hai mô hình nuôi giun quy mô hộ gia đình và bố trí tại 2 hộ dân ở huyện Cần Giờ và 2 hộ dân ở quận 10 và quận 7 Kết quả cho thấy giun Quế tiêu thụ chất thải rắn hữu cơ khá ổn định

3) Các mô hình nuôi giun quế

a Quy mô hộ gia đình

Sơ đồ xử lý rác thải quy mô hộ gia đình

Theo sơ đồ trên, rác hữu cơ trong gia đình và giun quế là hai đầu vào ban đầu của mô hình Trong đó rác hữu cơ là nguồn thức ăn cho giun

quế Mô hình tạo ra các sản phẩm bậc một gồm có: dịch giun, rác đã phân hủy và giun Các sản phẩm này tiếp tục được sử dụng làm phân bón trồng rau và làm thức ăn cho gia cầm Quá trình hoạt động và hiệu quả sử dụng của mô hình nuôi giun sẽ được phân tích để làm cơ sở khoa học cho việc đề xuất phát triển mở rộng mô hình

 Các hình thức nuôi giun quế:

 Nuôi trong khay, chậu:

Áp dụng cho những hộ gia đình không có đất sản xuất hoặc muốn tận dụng tối đa các diện tích trống có thể sử dụng được, mô hình này có thể sử dụng các dụng cụ đơn giản và rẻ tiền như các thùng gỗ, thau chậu, thùng xô… Các thùng gỗ chỉ nên có kích thước vừa phải (vào khoảng 0,2 – 0,4 m2 với chiều cao khoảng 0,3m) Các dụng cụ này nên được đặt trên những cái khung nhiều tầng để dễ chăm sóc và tận dụng được

không gian

Các dụng cụ nuôi nên được che mưa gió, đặt nơi có ánh sáng hạn chế càng tốt Chúng phải được lỗ thoát nước, những lỗ này cần được chặn lại bằng bông gòn, lưới… để không bị thất thoát nước con giống

Do tính ưu tối nên trên mặt của dụng cụ cần được kiểm tra thường

xuyên

Mô hình nuôi này có ưu điểm là dễ thực hiện, có thể sử dụng lao động phụ trong gia đình hoặc tận dụng thời gian rãnh rỗi Công tác chăm sóc cũng thuận tiện vì dễ quan sát và gọn nhẹ Tuy nhiên, nó có nhược điểm là tốn nhiều thời gian hơn các mô hình khác, số lượng sản phẩm có giới hạn, việc chăm sóc cho giun phải được chú ý cẩn thận hơn

 Nuôi trên đồng ruộng có mái che:

Thích hợp cho quy mô gia đình vừa phải hoặc mở rộng, thích hợp cho những vườn cây ăn quả, cây công nghiệp lâu năm có bóng râm vừa phải

Các luống nuôi có thể đạt độ ẩm trong đất hoặc làm bằng các vật liệu nhẹ như bạt không thấm nước, gỗ…, có bề ngang từ 1 – 2m, độ sâu (hoặc cao) khoảng 30 – 40 cm, bảo đảm thoát nước được nước và thông thoáng Mái che nên làm ở dạng cơ động để dễ di chuyển, thay đổi trong

những thời tiết khác nhau Độ dày chất nền ban đầu và thức ăn nên được

bổ sung hàng tuần Luống nuôi cần được che phủ để giữ ẩm, kích thích hoạt động của giun và chống các thiên địch

 Nuôi trên đồng ruộng không có mái che:

Đây là phương pháp nuôi truyền thống ở các nước đã phát triển công nghệ nuôi giun như Mỹ, Úc và có thể thực hiện ở quy mô lớn Luống nuôi có thể nổi hoặc âm trong mặt đất, bề ngang khoảng 1 – 2m, chiều dài thường không giới hạn mà tùy theo diện tích nuôi Với phương pháp này, người nuôi không phải làm lán trại, có thể sử dụng các trang thiết bị cơ giới để chăm sóc và thu hoạch sản phẩm Nếu cho lượng thức

ăn ban đầu ít và bổ sung hàng tuần thì việc thu hoạch cũng khá dễ dàng Tuy nhiên, phương pháp nuôi này bị tác động mạnh bởi các yếu tố thời tiết, có thể gây tổn hại đến giun và cần một diện tích tương đối lớn

b Quy mô công nghiệp và bán công nghiệp

Là dạng cải tiến và mở rộng của luống nuôi có mái che trên đồng ruộng và nuôi trong thau chậu.Các khung (bồn) nuôi có thể được xây dựng kiên cố trên mặt đất có kích thước rộng hơn hoặc được sắp thành nhiều tầng Việc chăm sóc có thể thực hiện bằng tay hoặc các hệ thống

tự động tùy theo quy mô

Phương pháp này có nhiều ưu điểm là chủ động được điều kiện nuôi Chăm sóc tốt, nuôi theo quy mô lớn nhưng chi phí xây dựng cơ bản và trang thiết bị cao Hiện nay, quy mô nuôi công nghiệp với những trang thiết bị hiện đại được áp dụng khá phổ biến ở các nước phát triển như Mỹ, Úc, Canada

4) Một vài mô hình xử lý rác hữu cơ bằng giun quế ở Việt Nam

 Mô hình nghiên cứu sản xuất phân hữu cơ từ rác thải bằng giun quế ở Đà Nẵng

 Chuẩn bị nguồn thức ăn cho giun quế: Lấy nguồn rác hữu cơ từ chợ, không lấy rác có tính cay, độc, tinh dầu

 Tạo môi trường sống cho giun quế:

- Đất được lấy trong vườn (thành phần chủ yếu là đất pha cát)

- Trộn rác với đất theo tỉ lệ đất:rác = 1:3 (rác được phân loại, cắt nhỏ với kích thước 2-3 cm)