xử lý rác thải hữu cơ sinh hoạt bằng hỗn hợp vi sinh để làm sạch môi trường tại vùng biển đảo

LỜI CÁM ƠN
Nhóm khoa học thuộc đề tài: “Xử lý rác thải hữu cơ sinh hoạt bằng hỗn
hợp vi sinh để làm sạch môi trường tại vùng biển đảo” xin bày tỏ lòng biết ơn
sâu sắc đến BGH trường THPT CHUYÊN NGUYỄN HUỆ đã tạo điều kiện
thuận lợi giúp đỡ chúng em trong thời gian thực hiện đề tài.
Nhóm nghiên cứu xin chân thành cám ơn cố vấn khoa học PGS. TS Tăng
Thị Chính – Viện Công nghệ sinh học môi trường – Viện Hàn lâm khoa học
Việt Nam, TS. Mai Xuân Thành - Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội và cô giáo -
Thạc sĩ Nguyễn Thị Hiên đã hướng dẫn tận tình, tạo điều kiện thuận lợi để nhóm
tác giả hoàn thành tốt đề tài này.
Nhóm nghiên cứu xin chân thành cám ơn các anh chị cán bộ Viện Công
nghệ sinh học môi trường - Viện Hàn lâm Khoa học Việt Nam đã đưa ra những
lời khuyên bổ ích cũng như giúp nhóm thực hiện đề tài.
Cuối cùng nhóm tác giả chúng em xin gửi tỏ lòng biết ơn đến cha mẹ, anh
chị, gia đình và bạn bè đã giúp đỡ động viên nhóm trong suốt thời gian thực hiện
đề tài.
MỤC LỤC
I. Lí do chọn đề tài.
II. Tổng quan vấn đề nghiên cứu.
1- Tổng quan đề tài
2- Điểm mới của đề tài
3- Mục tiêu của đề tài
4- Quá trình nghiên cứu
III. Quá trình nghiên cứu và kết quả.
1- Quá trình nghiên cứu
1.1.1 Đối tượng nghiên cứu
1.1.2 Vật liệu nghiên cứu
1.1.3 Phương pháp nghiên cứu
1.2 Quy trình thí nghiệm
1.2.1 Giúp đỡ người dân phân loại rác
1.2.2 Thí nghiệm đối chứng

1.2.3 Phương pháp xử lý rác
1.2.4 Lắp ráp mô hình
2- Kết quả thí nghiệm
2.1 Mô hình nghiên cứu
2.2 Quá trình phân hủy rác hữu cơ ở đảo
3- Hướng nghiên cứu tiếp theo
3.1 Phương pháp chế tạo túi HPDE tại các vùng biển đảo
IV. Kết luận và kiến nghị
V. Tài liệu tham khảo
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trong cuộc sống hiện đại, chất lượng đời sống của con người chúng ta
được nâng cao lên rất nhiều nhưng kèm theo đó số lượng rác thải mà chúng ta
đưa ra ngoài môi trường lại càng tăng. Đó cũng là nguyên nhân chính dẫn đến ô
nhiễm môi trường và hàng loạt những hậu quả đáng lo ngại do ô nhiễm môi
trường gây ra. Chưa bao giờ vấn đề môi trường và xử lí rác thải lại được các
Quốc gia đặc biệt quan tâm như hiện nay. Việt Nam là một quốc gia đang phát
triển cũng không nằm ngoài ngoại lệ.
Công tác xử lý rác thải sinh hoạt ở đô thị hiện nay thường sử dụng như là chôn
lấp hoặc mô hình bioga có một số ưu điểm như công nghệ đơn giản, giá thành
đầu tư và chi phí không cao.
Tuy nhiên công tác xử lý rác thải ở vùng đảo lại còn hạn chế hơn, chủ yếu là
theo phương pháp chôn lấp (landfill) sẽ ảnh hưởng đến môi trường như là môi
trường không khí, môi trường đất, môi trường nước mặt và môi trường nước
ngầm vô cùng nguy hại.
Vậy nên chúng em đặt ra câu hỏi là: Liệu có thể xử lý rác thải hữu cơ
bằng phương pháp sinh học mà có thể xử lý theo một chu trình khép kín hay
không tại các đảo ngoài biển với quy mô nhỏ?
Dựa trên những băn khoăn đó, chúng em đã quyết định nghiên cứu đề
tài:“Xử lý rác thải hữu cơ sinh hoạt bằng hỗn hợp vi sinh để làm sạch môi

trường tại các vùng đảo”.
2. Mục tiêu của đề tài
- Sử dụng hỗn hợp vi sinh ưa mặn có hoạt tính enzyme ngoại bào
(xenlulaza, amylaza, proteaza) cao để giúp rác thải hữu cơ phân giải
nhanh hơn và ít tạo mùi khó chịu gây ảnh hưởng đến môi trường không
khí trong quy mô nhỏ ở đảo (một cụm dân cư).
- Xử lý và tái sử dụng sản phẩm sau khi phân hủy rác thải để làm giá thể và
phân bón cho cây không làm ô nhiễm môi trường.
- Thiết kế quy trình phân giải rác hoàn chỉnh.
3. Điểm mới của đề tài
- Sử dụng các chủng vi sinh vật có khả năng chịu mặn và ưa nhiệt để nâng
cao hiệu quả phân hủy rác thải tại vùng đảo.
- Lần đầu tiên đưa ra một mô hình phân hủy rác thải bằng hệ vi sinh vật
khép kín an toàn với môi trường ở quy mô nhỏ, dễ sử dụng và có thể áp
dụng trong các đảo biển.
- Quy trình làm rẻ, đơn giản và dễ dàng sử dụng phù hợp với điều kiện
vùng đảo.
- Giúp người dân có ý thức hơn về việc phân loại rác thải và giữ gìn vệ sinh
môi trường chung.
4. Lợi ích của đề tài:
• Về mặt kinh tế: Có thể sử dụng hỗn hợp vi sinh ưa mặn có tốc độ phân
giải rác nhanh.
• Về mặt sức khỏe con người: Giảm nguy cơ nhiễm một số bệnh do ô
nhiễm môi trường đất, nước và không khí sinh ra từ phân hủy rác không
triệt để.
• Về mặt môi trường: Xử lý rác thải đúng cách để giảm nguy cơ ô nhiễm
môi trường.
• Về mặt nghiên cứu khoa học: Nghiên cứu khả năng phân giải rác theo
quy mô nhỏ đảm bảo về mặt vệ sinh môi trường.
CHƯƠNG I- TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

Mỗi năm Việt Nam sản sinh trên 15 triệu tấn chất thải rắn, tức là trung
bình mỗi người xả ra gần 2 tạ rác/năm, trong đó phần lớn không được tiêu hủy
an toàn. Lượng rác khổng lồ này đang là nguy cơ đe dọa lớn với sức khoẻ cộng
đồng và môi trường.
Lượng rác thải phát sinh không ngừng tăng lên, song việc thu gom vẫn chưa
được thực hiện hoàn toàn, khối lượng xử lý thì hầu như không đáng kể. Theo số
liệu của Ngân hàng thế giới, chỉ có gần 3/4 lượng rác thải ở các đô thị được thu
gom, và 1/5 ở nông thôn.Trong số 91 điểm tiêu hủy rác của cả nước, chỉ có 17
bãi rác là hợp vệ sinh, số còn lại thường là lộ thiên, gây ô nhiễm nghiêm trọng
đất, nước mặt và nước ngầm. Các lò đốt rác thải y tế có công suất đủ để tiêu huỷ
khoảng một nửa số rác thải y tế nguy hại trên cả nước, song do thiếu kinh phí
vận hành và bảo dưỡng, các lò đốt này được hoạt động không đúng quy trình,
làm tăng nguy cơ phát thải các khí dioxin và furan độc hại .
Thực trạng về vấn đề rác thải hữu cơ và xử lí rác hiện nay tại vùng đảo
chẳng hạn như tại xã đảo Tân Hiệp – Cù Lao Chàm – Hội An, rác được xử lý
theo phương pháp phân loại tại nguồn thành các loại chính là hữu cơ phân hủy
được và vô cơ không phân hủy. Rác hữu cơ phân hủy được sẽ xử lý tại chỗ bằng
công nghệ composting; rác không phân hủy sẽ được ép nén thành tấm rồi
chuyển vào đất liền.
Một số nghiên cứu đã sử dụng công nghệ thông tin trong việc quản lý
thông tin địa lý bằng GIS mở ra nhiều ứng dụng mới trong qui hoạch công trình
chọn địa điểm bãi chôn lấp rác đã được đề cập đến trong. Công nghệ GIS cho
phép xem xét ảnh hưởng của các "lớp" khác nhau đến vấn đề xem xét một cách
riêng rẽ hay tổng hợp.
Chính vì vậy sử dụng quy trình phân giải rác khép kín sẽ hạn chế được
những nhược điểm của các phương pháp thông thường và lại đảm bảo vệ sinh
môi trường ở các vùng đảo. Hơn nữa quy trình này lại rất rẻ tiền, dễ làm và phù
hợp cho một cụm dân cư ở vùng biển đảo
CHƯƠNG II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1. Vật liệu nghiên cứu

Vật liệu Số lượng Đơn vị
Thùng sơn(hoặc thùng hóa chất) 3 Thùng
Ống nhựa nước
2
Mét
Ống nước nhỏ
1
Mét
Gen nhựa
3
Chiếc
Bình thông
1
Bình
Can nhựa
1
Chiếc
Xô nhựa
2
Chiếc
Túi chứa khí
1
Chiếc
2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
1.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là thành phần chất hữu cơ trong CTR sinh hoạt tại các
vùng biển đảo.
1.2. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu là công nghệ xử lý CTRHC bằng phương pháp lên men
yếm khí trong phòng thí nghiệm và khả năng ứng dụng trong điều kiện thực tế

tại vùng biển đảo.
Phương pháp nghiên cứu
Các phương pháp nghiên cứu chính sau: Phương pháp thống kê và kế
thừa; Phương pháp khảo sát thực tế; Phương pháp nghiên cứu lý thuyết; Phương
pháp mô hình hóa; Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm trên mô hình trong
phòng thí nghiệm; Phương pháp phân tích thực nghiệm; Phương pháp cân bằng
vật chất thông qua quá trình chuyển khối; Phương pháp so sánh; Phương pháp
tổng hợp.
3. Phân loại rác
Bước 1: Hướng dẫn người dân về hai loại rác chính
- CTR hữu cơ là gì?
CTR hữu cơ là các chất thải có chứa các hợp chất hữu cơ, có khả năng/dễ dàng
phân hủy sinh học (phân huỷ trong điều kiện tự nhiên).VD: rau quả, cơm
thừa Hay nói một cách đơn giản: CTR hữu cơ là các rác thải có nguồn gốc từ
sinh vật (cái cây, con vật). Chúng có “tuổi thọ” thấp nhất, tồn tại trong môi trường
với thời gian ngắn rồi “biến mất”. Gồm những loại: cây cỏ loại bỏ, lá rụng, rau quả
hư hỏng, đồ ăn thừa, vỏ trứng, rác nhà bếp, xác súc vật, phân chăn nuôi
- CTR vô cơ là những chất thải không có khả năng phân hủy trong điều kiện tự
nhiên hoặc có thể phân hủy nhưng thời gian rất dài (tìm lại định nghĩa chuẩn)
như thuỷ tinh, sành sứ, kim loại, giấy, cao su, nhựa, vải, đồ điện, đồ chơi, cát
sỏi, vật liệu xây dựng

Nguồn: Hà Nội URENCO & Dự án 3R JICA
3. Phương pháp và quy trình nghiên cứu thực nghiệm công nghệ lên men kỵ
khí CTRHC
3.1. Mô hình thực nghiệm: Mô hình nghiên cứu trong phòng thí nghiệm được
thể hiện trên sơ đồ nguyên lý:
Theo mô hình trên cách tiến hành cụ thể như sau:
Bước 1: chúng ta phân loại rác theo từng loại sau đó đưa các loại chất thải rắn
hữu cơ vào mô hình đã được tạo sẵn.

Sau đó bổ sung thêm hỗn hợp vi sinh vật ưa mặn xử lí với môi trường
nước mặn (chế phẩm vi sinh xử lý trong môi trường nước mặn và bùn sinh học
kị khí theo tỉ lệ 10:0,1:1)
Trong bước này diễn ra quá trình phân hủy kị khí là quá trình phân huỷ các hợp
Rác
hữu
cơ
Lên
men
yếm
khí
Hỗn
hợp khí
sinh
học
dd NaOH
10%
CH
4
, H
2
Chất
cặn bã
chất hữu cơ và vô cơ trong điều kiện không có oxi phân tử của không khí bởi
các vi sinh vật kị khí.
Quá trình phân huỷ kị khí các hợp chất hữu cơ có trong nước thải, rác thải
hoặc các cặn bùn, cặn thải gồm hai giai đoạn:
+ Giai đoạn thuỷ phân: dưới tác dụng của các enzim thuỷ phân do vi sinh vật
tiết ra các chất hữu cơ sẽ bị phân huỷ- Hidratcacbon (kể cả các chất không hoà
tan) phức tạp sẽ thành các đường đơn giản; protein thành albumoz, pepton,

peptit, axit amin; chất béo (lipit) thành glyxerin và các axit béo.
+ Giai đoạn tạo khí: sản phẩm thuỷ phân sẽ tiếp tục bị phân giải tạo thành sản
phẩm cuối cùng là hỗn hợp các khí chủ yếu là CO
2
và CH
4
. Ngoài ra còn tạo ta
một số khí khác như H
2
. N
2
, H
2
S và một ít muối khoáng.
Các hidratcacbon bị phân huỷ sớm nhất và nhanh nhất, hầu hết chuyển thành
CH
4
và CO
2
. Các hợp chất hữu cơ hoà tan bị phân huỷ gần như hoàn toàn : axit
béo tự do được phân huỷ tới 80-90%, axit béo loại este được phân huỷ 65-68%.
Riêng lignin là hợp chất hữu cơ khó phân giải nhất, nó là nguồn tạo ra mùn.
Quá trình phân huỷ các chất hữu cơ trong điều kiện kị khí sinh ra sản phẩm
cuối cùng là hỗn hợp khí, trong đó CH
4
(metan) chiếm tới 60-75%. Vì vậy, quá
trình này còn được gọi là lên men metan. Lên men metan gồm 2 pha điển hình :
pha axit và pha kiềm ứng với 2 giai đoạn phân huỷ đã khảo sát ở trên. Ở pha
axit, hidratcacbon (xenluloza, hemixenluloza, tinh bột, các loại đường,
dextrin ) rất dễ bị phân huỷ và tạo thành các axit hữu cơ có phân tử lượng thấp

(axit propionic, butyric, axêtic ) Một phần axit béo cũng chuyển thành axit hữu
cơ. Đặc trưng của pha này là tạo thành axit, pH của môi trường có thể xuống
dưới 5 và kèm theo mùi hôi thối.
Cuối pha, axit hữu cơ và các chất tan có chứa nitơ tiếp tục bị phân huỷ thành
các hợp chất amon, amin, muối của axit cacbonic, một lượng nhỏ hỗn hợp khi
CO
2
, N
2
, CH
4
, H
2
, pH của môi trường tăng lên và chuyển đến vùng trung tính
sang kiềm. Mùi rất khó chịu do trong hỗn hợp khí có chứa H
2
S, indol, scatol và
mercaptan.
Ở pha kiềm- pha tạo khí CH
4
, các sản phẩm thuỷ phân của pha axit làm cơ
chất cho lên men metan và được tạo thành CO
2
, CH
4
, pH của pha này chuyển
hoàn toàn sang kiềm. Những amin tác dụng với CO
2
thành muối cacbonat, tạo
cho môi trường có tính đệm rất cao, thậm chí cho thêm nhiều axit vào môi

trường, nồng độ H
+
vẫn không thay đổi.
Quá trình phân huỷ các chất hữu cơ ở điều kiện kị khí hay là lên men metan
là một quá trình phức tạp. Tham gia vào quá trình có tới hàng trăm loài vi khuẩn
kị khí bắt buộc và không bắt buộc. Chúng có thể tiến hành phân huỷ cơ chất ở 3
thang nhiệt độ: 10-15
0
C; 30-40
0
C và trên 45
0
C.
Thời gian lên men là khá dài: với điều kiện tối ưu và ở nhiệt độ 45-55
0
C thời
gian lên men cũng khoảng 10-15 ngày, các thang nhiệt độ thấp hơn- thời gian
lên men tới hàng tháng hoặc vài tháng.
Bước 2: Thu các hỗn hợp khí ( CO
2,
H2S, CH4, H2,…) được thu qua bình đựng
NaOH (10%) hoặc nước vôi trong nhằm loại bỏ một số khí như CO
2
,H
2
S… khí
sạch thu được chỉ bao gồm CH
4
, H
2

, C
2
H
8
, được thu qua bình H
2
O lưu thông
chịu áp lực (dựa vào thể tích nước chảy ra có thể tính được lượng khí chiếm
chỗ) Thể tích các khí thu được được ghi lại chuyển sang điều kện tiêu chuẩn ở
nhiệt độ ) 0
o
C và áp suất 1at có đơn vị NmL.
Hình vẽ: Mô hình thí nghiệm
3.2. Các vi khuẩn tham gia quá trình phân hủy
Gồm hai nhóm: nhóm vi khuẩn không sinh metan và nhóm vi khuẩn sinh metan.
+ Nhóm vi khuẩn không sinh metan. Nhóm này gồm có cả vi khuẩn kị khí và vi
khuẩn kị khí không bắt buộc (tuỳ tiện). Các vi khuẩn kị khí thường là gram (-),
không sinh bào tử, phân huỷ polysacarit thành axit axetic, axit butyric và CO
2
,
có một số loài còn sinh ra H
2
.
Khi có mặt xenlulozơ, gặp các loài sau đây: Bacillus subtilis, Bacillus
cereus, B.megaterium, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas riboflavinam
Ps. Reptilorova, Leptespira biflexa, Alcaligenes faecalis và Proteus vulgraris.
Khi có mặt tinh bột với hàm lượng cao, sẽ bắt gặp các loài Micrococcus
candidus, M.varians, M.urea, Bacillus cereus, B.megaterium và Pseudomonas
spp. sinh trưởng và phát triển.
Trường hợp trong môi trường giầu protein, quần thể vi sinh vật sẽ là

Clostridium, Bacillus cereus,. B,cirulans, B.spaericus, B.subtilis, Micrococcus
varians, E.coli, các dạng coliform và Pseudomonas spp.
Dầu béo thực vật kích thích sinh trưởng các giống Bacillus, Micrococcus,
Streptomyces, Alcaligenes và Pseudomonas.
Trong số vi khuẩn phân huỷ protein, cần chú ý đến giống Clostridium. Chúng có
khá nhiều trong nước thải chứa protein. Các loài thuộc giống này kị khí, phân
huỷ rất mạnh protein và chia thành 3 nhóm:
• Clostridium nhóm I (Clostridium butylicum) phân huỷ trực tiếp tinh bột, sinh
axit axêtic chủ yếu là axit butylic.
• Clostridium nhóm II phân huỷ protein sinh axitt inzovaleric và axit axetic.
• Clostridium nhóm III (Clostridium perfringens), phân huỷ protein, không
phân huỷ đường, thu nhận năng lượng từ chuyển hoá các axit amin.
+ Vi khuẩn sinh metan. Những vi khuẩn này sống kị khí nghiêm ngặt, rất mẫn
cảm với oxi, sinh trưởng và phát triển rất chậm. Vi khuẩn sinh metan được chia
thành 4 giống theo hình thái và khả năng bào tử:
• Methanobacterium hình que, không sinh bào tử.
• Methanobacillus hình que, sinh bào tử/
• Methanococcus tế bào hình cầu, đứng riêng rẽ, không kết thành chuỗi.
• Methanosarsina tế bào hình cầu, kết thành chuỗi hoặc khối.
Đặc điểm của quá trình sinh metan là do tác dụng của một quần thể vi khuẩn.
Các loài vi khuẩn sinh metan nói chung có đặc tính là gram(-), không di động,
đa số không sinh bào tử và kị khí rất nghiêm ngặt. Chúng có thể sử dụng NH
3
làm nguồn nitơ. Chúng phát triển rất chậm. Sau khi cấy trên môi trường dinh
dưỡng vài tuần mới phát triển thành những dạng hoạt động.
Những vi khuẩn phân huỷ kị khí gặp ở tất cả mọi nơi trong thiên nhiên, đặc
biệt ở những nơi rác bẩn, ở bùn đáy ao hồ tù đọng, cống rãnh, ở những nơi có
nhiều chất hữu cơ bị phân huỷ. ở đây thấy đủ mặt các nhóm vi khuẩn phân huỷ
xenlulozơ, protein, chất béo, vi khuẩn amon hoá, vi khuẩn khử sunfat, vi khuẩn
tạo thành metan từ axit hữu cơ (vi khuẩn sinh metan) … Các nhóm này có hai

khoảng nhiệt độ hoạt động: có thể ưa ấm với khoảng 25 – 37
o
C và các thể ưa
nhiệt với khoảng 50 – 55
o
C
Bảng 3.1. Vi sinh vật sinh axit hữu cơ
Tên vi khuẩn pH
Nhiệt độ
(t
o
C)
Sản phẩm
Baccillus cereus 5,2 25 - 35 axetic, lactic
Baccillus knolfekampi 5,2 – 8,0 25 - 35 axetic, lactic
Baccillus megaterium 5,2 – 7,5 28 - 35 axetic, lactic
Bacteroides succinigenes 5,2 – 7,5 25 - 35 axetic, sucxinic
Clostridium carnefectium 5,2 – 8,5 25 - 37 formic, axetic
Clostridium cellobinharus 5,2 – 8,5 36 - 38 lactic, ethanol, CO
2
Clostridium dissolvens
5,2 – 8,5 35 - 51
formic, axetic, lactic,
sucxinic
Clostridium
thermocellulaseum
5,2 – 8,5 55 - 65 lactic, sucxinic, etanol
Pseudomonas
- 3 – 42
formic, axetic, lactic,

sucxinic, etanol
Ruminococcus sp. - 33 - 48 formic, axetic, sucxinic
Bảng 3.2. Vi khuẩn sinh metan
Tên vi khuẩn pH Nhiệt độ
(toC)
Sản phẩm
Methanobacterium
omelianskii
6,5 – 8 37 – 40 CO
2
, H
2
, rượu I và II
Methanopropionicum Axit propionic
Methanoformicum H
2
, CO
2
, formic axit
Methanosochngenii Axit axetic
Methanosuboxydans Axit butyric, axit valeric,
caprionic
Methanoruminanticum H
2
, axit formic
Methanococcus vanirielli 1,4 – 9,0 Axit formic và H2
Methanococcus mazei 30 – 37 Axit axetic, axit butyric
Methanosarcina methanica 35 – 37 Axit axetic, axit butyric
Methanosarcina barkerli 7,0 30 CO
2

, H
2
, axit axetic, metanol
Bảng 3.3. Các phản ứng sinh metan
Tên vi khuẩn Phản ứng
1. Methanobacterium
sochngenii
Methanococcus mazei
CH
3
COOH → CH
4
+ CO
2
Methanosarcina barkerli
Methanosarcina methanica
2. Methanobacterium
propionicum
4CH
3
CH
2
COOH + 2H
2
O → 7CH
4
+ 5CO
2
Methanococcus mazei
2CH

3
(CH
2
)
2
COOH + 2H
2
O → 5CH
4
+ CO
2
Methanosarcina methanica
Methanobacterium
suboxydans
2CH
3
(CH
2
)
2
COOH + 2H
2
O → CH
4
+
4CH
3
COOH
3 Methanobacterium
omelianskii

2CH
3
CH
2
COOH → 3CH
4
+ CO
2
2CH
3
CH
2
COOH + CO
2
→ CH
4
+ 2CH
3
COOH
Methanobacterium
suboxydans
CH
3
COOH + H
2
O → 4CH
4
+ CO
2
Những vi khuẩn sinh metan rất nhạy cảm với môi trường, đặc biệt là rất dễ bị

ức chế bởi các kim loại nặng có trong môi trường.
Nguồn cacbon của chúng là các hợp chất hữu cơ, vô cơ đơn giản, như axit
formic, butiric, propionic, axetic, rược metanol, etanol, khí H
2
, CO
2
, CO. Để các
vi khuẩn metan phát triển bình thường trong môi trường cần phải có đủ CO
2
và
các chất chứa nitơ. Nếu trường hợp môi trường lên men thiếu thì phải bổ sung.
Nguồn nitơ tốt nhất đối với vi khuẩn metan là amon cacbonat và mon clorua.
Đặc biệt là vi khuẩn metan không sử dụng nitơ trong các axit amin. Để quá
trình lên men tiến hành bình thường thì lượng nitơ cần thiết trong môi trường
theo tỉ lệ sau : C/N là 20:1.
Bảng 3.4. sự phân huỷ sinh học các thành phần hữu cơ trong nước thải
Chất phân bị
phân huỷ
enzim
Sản phẩm phân huỷ
Hiếu khí Kị khí
Protein Proteinaza Amon, nitrit,
nitrat,
Axit amin, Amon
Hidro sulfua Hidro sulfua
Axit sulfuric Metan
Rượu, axit hữu
cơ
Cacbon dioxit,
Hidro

Cacbon dioxit Rượu
Nước Axit hữu cơ
Phenol
Indol
Cacbon hidrat Amilaza Rượu Cacbon dioxit
Xenlulaza Axit hữu cơ Hidro
Zima Cacbon dioxit Rượu
Dehidrogenaza
…
Nước Axit hữu cơ
Lipit Lipaza Rượu Axit hữu cơ
Axit hữu cơ Cacbon dioxit
Cacbon dioxit Hidro
Nước Rượu
4. Địa điểm, máy móc, thiết bị và kế hoạch thực nghiệm
- Mô hình được lắp đặt và thực hiện tại THPT chuyên Nguyễn Huệ. Các
mẫu được đo nhanh trực tiếp tại thực địa.
- Các máy móc, thiết bị được sử dụng với sự hợp tác giúp đỡ của Viện
Công nghệ môi trường- Viện Hàn Lâm khoa học công nghệ Việt Nam.
- Quá trình thực nghiệm được thực hiện trong 3 tháng nghiên cứu trên mô
hình thực nghiệm.
Quy trình nghiên cứu thực nghiệm
Quy trình nghiên cứu thực nghiệm gồm 5 bước:
Bước 1: Lựa chọn nguồn nguyên liệu, xử lý sơ bộ nguyên liệu trước khi lên
men
Bước 2: Nạp nguyên liệu vào các thùng lên men
Bước 3: Theo dõi quá trình thí nghiệm, thực hiện bổ sung độ sụt và đảo trộn
theo các mục đích thực nghiệm
Bước 4: Phân tích mẫu thực nghiệm (Thể tích, thành phần khí)
Bước 5: Xử lý số liệu, bàn luận đánh giá kết quả thực nghiệm.

5. Xác định các thông số đầu vào của nguyên liệu lên men kỵ khí CTRHC.
- Mẫu rác hộ gia đình có độ xốp và nồng độ oxy trung bình, thành phần
ngoài rau, củ quả còn có một phần nhỏ cơm, vỏ tôm, cá, thức ăn thừa, .chứa
cả chất xơ, tinh bột và đạm nhưng rác bị lẫn nhiều tạp chất nhỏ khó tách loại
như nilon, giấy, nhựa, gây ảnh hưởng đến chất lượng phân sau ủ.
- Kích thước vật liệu ủ: kích thước 3-5cm, độ xốp 42,9%
- Lựa chọn chế phẩm vi sinh bổ sung trước khi ủ: Bổ sung của Viện Công
nghệ môi trường – Viện Hàn lâm khoa học công nghệ Việt Nam, bùn trong
bể phân hủy kỵ khí lấy từ trại lợn tại Lương Sơn- Hòa Bình.
- Thời gian cần thiết cho 1 quá trình lên men kỵ khí CTRHC là 30 ngày
6. Kết quả thí nghiệm
Hình ảnh mô hình đã được lắp ráp
Mô hình trong phòng thí nghiệm để xác định lượng khí
1
2
3
4
5
Mô hình đưa vào sử dụng thu khí.
Chú thích:
1- thùng đựng rác 2- bình dựng NaOH 10%
3- đồng hồ đo lưu lượng khí 4- bình thông nhau để chứa khí
5- can chứa nước 6- túi chứa khí
6
6
CHƯƠNG III – KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận:
- Đã thiết kế được mô hình và thực nghiệm trên mô hình phân giải khép kín
không gây ô nhiễm môi trường
- Chứng minh quá trình phân giải rác có vi sinh vật nhanh hơn quá trình phân

giải rác không có vi sinh vật.
- Nghiên cứu được vi sinh vật ưa mặn hoạt động được trong quá trình phân giải
rác ở vùng đảo.
- Giúp người dân có ý thức phân loại rác thải để bảo vệ môi trường.
Kiến nghị:
- Tiếp tục nghiên cứu và ưu việt hóa các chủng vi sinh vật ưa mặn để phân
giải nhanh rác hữu cơ ở các vùng đảo.
- Xây dựng mô hình phân hủy rác khép kín trên quy mô lớn hơn.
- Tái sử dụng chất thải của quá trình phân giải rác để làm phân bón hoặc giá
thể trồng cây.
- Xử lí triệt để khí thải để thu được khí sạch dung trong sinh hoạt.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
I. Tài liệu trong nước:
1. Sách giáo khoa Sinh học cơ bản lớp 10
2.Sách giáo khoa Sinh học nâng cao lớp 10.
3. Sách giáo khoa sinh học cơ bản lớp 12.
4. Sách giáo khoa sinh học nâng cao lớp 10.
5. Bồi dưỡng học sinh giỏi THPT Vi sinh vật học.
6. Bồi dưỡng học sinh giỏi THPT Sinh thái học.
7. Tài liệu giáo khoa chuyên Sinh học THPT Vi sinh vật học.
8. Tài liệu giáo khoa chuyên Sinh học THPT Sinh thái học.
9. Biology (7th Edition) by Neil A. Campbell, Jane B. Reece
10. Văn phòng dự án khí sinh học Trung ương (2011), Công nghệ khí sinh học
quy mô hộ gia đình, Cục chăn nuôi-Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Hà
Nội.
II. Tài liệu trên mạng:
1. />_so_tay_huong_dan_thu_gom_rac_thai_ho_gia_dinh.pdf
2. />hoat-chon-cong-nghe-phu-hop-voi-tung-vung-mien/
3. />4. />MT/B%E1%BA%A3o%20v%E1%BB%87%20m%C3%B4i%20tr%C6%B0%E1
%BB%9Dng%20bi%E1%BB%83n%20theo%20h%C6%B0%E1%BB%9Bng

%20ph%C3%A1t%20tri%E1%BB%83n%20b%E1%BB%81n%20v%E1%BB
%AFng.pdf
III. Tài liệu nước ngoài:
1. A.U. Ofoefule, E. U (2009), “Comparative study of the effect of different
pretreatment methods on biogas yield from water hyacinth”, International
Journal of Physical Sciences, Vol. 4 (8), pp. 535-539.
2. Carina C. Gunnarsson, C. M (2007), “Water hyacinths as a resource in
agriculture and energy production: A literature review”, Waste Management-
Technical paper, Vol. 27, pp. 117-129.
3. Jing Gao Li Chen, Zongcheng Yan, Lin Wang (2013), “Effect of ionic liquid
pretreatment on the composition, structure and biogas production of water
hyacinth (Eichhornia crassipes)”, Bioresource Technology, Vol.132, pp. 361-
364.