VI SINH vật ỨNG DỤNG TRONG xử lí PHẾ THẢI

VI SINH VẬT ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÍ PHẾ
THẢI
I – TÌM HIỂU CHUNG VỀ PHẾ THẢI
1. Khái niệm chung
 Phế thải là gì ?
Phế thải là sản phẩm loại bỏ được thải ra trong quá
trinh hoạt động, sản xuất, chế biến của con người.
 Nguồn gốc của phế thải
Phế thải có nhiều nguồn gốc khác nhau: rác thải sinh
hoạt, rác thải đô thị, rác thải nông nghiệp, rác thải công
nghiệp, nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp v.v…
 Nguyên nhân tạo ra phế thải
– Do dân số tăng nhanh.
– Trình độ hiểu biết của nguời dân còn thấp.
– Ý thức, trách nhiệm còn kém.
– Các cấp chính quyền địa phương còn lơ là đối với
việc quản lí môi trường.
– Quá trình đô thị hóa diễn ra mạnh mẽ.
 Phân loại phế thải
Phế thải rất đa dạng nhưng có thể xếp thành 3
nhóm: phế thải hữu cơ, phế thải rắn, phế thải lỏng.
2. Tác hại và tác dụng của phế thải
 Tác hại của phế thải
– Làm ô nhiễm môi trường nghiêm trọng: ô nhiễm
không khí, ô nhiễm nguồn nước, ô nhiễm đất…
– Gây độc hại cho sức khỏe con người, vật nuôi và
cây trồng.
– Làm mất cảnh quan văn hóa v.v…
 Tác dụng của phế thải
Một số loại phế thải, rác thải có thể dùng để tái chế;
rác sau khi xử lí có thể dùng để làm phân bón…

3. Các biện pháp xử lí phế thải
Gồm 4 biện pháp:


 Biện pháp chôn lấp

– Ưu điểm: Đơn giản và dễ làm.
– Khuyết điểm:
+ Tốn kém diện tích đất.
+ Thời gian xử lí lâu.
+ Sinh ra nhiều khí độc như CH 4, H2S, NH3… gây
nên mùi hôi thối.
 Biện pháp đốt


– Ưu điểm: Là biện pháp tạm thời để xử lí lượng rác
thải lớn.
– Khuyết điểm:
+ Gây ô nhiễm không khí rất nghiêm trọng.
+ Gây hiệu ứng nhà kính.
+ Gây nên các loại bệnh về hô hấp.
+ Tốn kém nguyên liệu dùng để đốt
 Biện pháp thải ra sông ngòi và ra biển


Đây là biện pháp rất nguy hiểm, gây ô nhiễm
nghiêm trọng không khí, nguồn nước, tiêu diệt sinh vật
sống trong nước, gây ô nhiễm toàn cầu.
 Biện pháp sinh học

Đây là biện pháp dùng công nghệ vi sinh vật để
phân hủy rác thải, là biện pháp tối ưu nhất và đang được
quan tâm sử dụng rộng rãi.


II – CHẾ PHẨM VI SINH VẬT DÙNG TRONG XỬ LÍ PHẾ
THẢI SINH HOẠT (RÁC THẢI), PHẾ THẢI NÔNG NGHIỆP
1. Đặc điểm của rác thải, phế thải nông nghiệp

 Đặc điểm rác thải:
– Đó là một tập hợp không đồng nhất, cơ cấu thành
phần luôn biến động và thay đổi theo mức sống của
cộng đồng.
– Đặc điểm rác thải sinh hoạt Việt Nam:
+ Thành phần hữu cơ chiếm 55 – 65%
+ Cấu tử phi hữu cơ (kim loại, thủy tinh, rác xây
dựng…) chiếm 12 – 15%.
+ Cấu tử khác chiếm 20 – 33%.
 Đặc điểm phế thải nông nghiệp:
Là phế phẩm bỏ đi của quá trình sản xuất và chế
biến trong nông nghiệp, tàn dư thực vật… chứa nhiều
hợp chất xơ sợi khó phân giải.
2. Thành phần của rác thải, phế thải nông nghiệp


 Cellulose
Cellulose là thành phần chủ yếu trong tế bào thực
vật. Trong phế thải, cellulose thường tồn tại ở các dạng
sau:
- Phế liệu nông nghiệp: rơm rạ, lá cây, vỏ lạc, vỏ

trấu, lõi thân ngô...
- Phế liệu công nghiệp thực phẩm: vỏ và xơ quả, bã
mía, bã cà phê, bã sắn...
- Phế liệu trong công nghiệp chế biến gỗ: rễ cây,
mùn cưa, gỗ vụn...
- Các chất thải gia đình: rác, giấy loại...
Cơ chế phân giải cellulose: Những vi sinh vật phát
triển trên hợp chất chứa cellulose tiết ra các loại enzyme
thích hợp để phân hủy và chuyển hóa cellulose.

 Hemicellulose
Hemicellulose có khối lượng khá lớn trong phế thải,
chỉ đứng sau cellulose
Cơ
chế
phân
giải
hemicellulose: Phần
lớn
hemicellulose có tính chất tương đồng với cellulose, do
đó cơ chế phân giải hemicellulose cũng tương tự như
phân giải cellulose. Tuy nhiên, hemicellulose có phân tử
lượng nhỏ hơn, cấu trúc đơn giản hơn, kém bền vững hơn
nên vi sinh vật dễ phân giải và phân giải nhanh hơn so
với cellulose.
 Lignin
Là những hợp chất cao phân tử có thành phần và
cấu trúc phức tạp.

Cơ chế phân giải lignin: Vi sinh vật tiết enzyme phân
giải lignin có khoảng 15 loại nhưng các enzyme đóng vai
trò chủ chốt là: Ligninaza, lignin pezocydaza, mangan
pezocydaza và laccaza.
3. Vi sinh vật phân giải rác thải sinh hoạt, phế thải
nông nghiệp
 Vi sinh vật phân giải hợp chất chứa
cellulose:
Gồm vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn, động vật nguyên sinh
v.v…
– Vi khuẩn:
+
Vi
khuẩn
hiếu
khí: Cytophaga;
Sporocytophaga; Sorangium; Cellvibrio
+ Vi khuẩn kị khí: Clostridium; Bacillus
+ Vi khuẩn sống ở dạ dày động vật ăn
cỏ: Ruminococcus; Flavefaciens; Butyrivibrio;
Bacteroides.
+ Ngoài ra còn có các chủng khác
như: Cellulomonas; Acetobacter; Clostririum;
Pseudomonas.
– Nấm sợi: Các loại nấm sợi phân giải mạnh cellulose
là Trichoderma;
Penicillium;
Phanerochate;
Sporotrichum; Sclerotium.Trong đống ủ phế thải có
nhiều

loại
nấm
như Aspergillus;
Alternaria;
Chaetomium;
Coprinus;
Fomes;
Fusarium;
Myrothecium; Penicillium; Polypones; Rhizoctonia;
Rhizopus; Tricoderma...
– Xạ khuẩn: Có 2 nhóm là xạ khuẩn ưa ấm (phát
triển mạnh ở 28 – 300C) và xạ khuẩn ưa nhiệt (phát
triển mạnh ở 60 – 700C). Trong đống ủ phế thải có
các loại xạ khuẩn như Actinomyces; Streptomyces;
Frankia; Nocardia; Actinopolyspora; Actinosynoema;
Dermatophilus; Pseudonocardia; Cellulomonas.
 Vi sinh vật phân giải hemicellulose:


– Vi khuẩn: Ruminococcus; Bacillus ; Bacteroides;
Butyvibrio; Clostridium.
– Nấm sợi: Aspegillus; Penicillium; Trichoderma.
 Vi sinh vật phân giải lignin:
–
Vi
khuẩn: Pseudomonas;
Xanthomonas;
Acinebacter
– Nấm: Basidiomycetes; Acomycetes
– Xạ khuẩn: Streptomyces.

4. Quy trình xử lí rác thải hữu cơ
 Phương pháp sản xuất khí sinh học (Bioga) ủ yếm khí

– Ưu điểm:
+ Thu được nhiều loại khí làm chất đốt.
+ Không làm ô nhiễm môi trường.
+ Phế thải sau khi xử lí được chuyển hóa thành
phân hữu cơ có hàm lượng chất dinh dưỡng cao
được dùng để bón cho cây trồng.
– Khuyết điểm:
+ Khó lấy các chất thải sau khi lên men.


+ Thực hiện phức tạp.
+ Vốn đầu tư lớn.
+ Năng suất thấp.
+ Khó khăn trong việc tuyển chọn nguyên liệu.
 Phương pháp ủ phế thải thành đống, lên
men tự nhiên có đảo trộn

– Ưu điểm: Đơn giản, dễ thực hiện.
– Khuyết điểm: Mất vệ sinh, gây ô nhiễm nguồn nước
và ô nhiễm không khí.
 Phương pháp ủ phế thải thành đống không
đảo trộn và có thổi khí


Ưu điểm: Các quá trình chuyển hóa nhanh, nhiệt độ
ổn định, ít ô nhiễm môi trường.
 Phương pháp lên men trong các thiết bị

chứa


Ưu điểm: Các vi sinh vật được tuyển chọn để bổ
sung cho hệ vi sinh vật tự nhiên có trong đống ủ nên
quá trình xảy ra nhanh, dễ kiểm soát, ít ô nhiễm.
 Phương pháp lên men trong lò quay

– Ưu điểm: nhanh chóng
– Khuyết điểm: thực hiện phức tạp
 Phương pháp xử lí rác thải hữu cơ công
nghiệp (ủ rác theo phương pháp công nghiệp)


– Ưu điểm:
+ Mức độ tự động hóa cao.
+ Rác được phân hủy tốt.
+ Tạo được nguồn phân bón
– Khuyết điểm:
+ Đòi hỏi trình độ khoa học công nghệ cao.
+ Chi phí tốn kém.
 Phương pháp ủ rác thải hữu co làm phân ủ


– Ưu điểm:
+ Tiết kiệm chi phí vận chuyền
+ Dễ dàng thu gom nguyên liệu.
+ Ứng dụng cho nhiều loại rác sinh hoạt, phế
thải nông nghiệp, công nghiệp v.v…
+ Tạo được nguồn phân bón.

– Khuyết điểm:
+ Chi phí vốn lớn.
+ Diện tích sử dụng lớn.
+ Tốn nhiều công sức phân loại và tuyển chọn
rác.
5. Một số loại chế phẩm xử lí:
– Chế phẩm EM (Effective Micro-organisms) sử dụng
trong xử lí rác thải sinh hoạt, chuồng trại chăn nuôi và
sản xuất rau an toàn.Quy trình sử dụng, bảo quản các
loại chế phẩm EM rất đơn giản và thuận tiện. Chế phẩm
được sản xuất từ các hợp chất hữu cơ, thảo dược và các
vi sinh vật sống có ích, do đó không gây độc hại cho
người sử dụng và môi trường. Giá thành của các loại chế
phẩm EM rẻ, phù hợp với người tiêu dùng trên địa bàn
tỉnh.


Chế phẩm EM gồm các loại:
+ Chế phẩm E.M 2: Là dung dịch được sản xuất từ EM
gốc, có tác dụng phân giải các chất hữu cơ, khử mùi hôi
chuồng trại chăn nuôi, làm sạch môi trường; cải thiện
tính chất hoá lí của đất; kích thích tiêu hoá, giúp tăng
trưởng vật nuôi. Được dùng trong trồng trọt, chăn nuôi
và xử lí môi trường.
+ Chế phẩm E.M 5: Là dung dịch được sản xuất từ EM
gốc. Được sử dụng trong trồng trọt, dùng để xua đuổi
côn trùng, diệt trừ một số sâu hại; hạn chế, phòng ngừa
bệnh tật, sâu hại, tăng cường khả năng đề kháng,
chống chịu của cây trồng.
+ Chế phẩm E.M - F.P.E: Là dung dịch chiết xuất cây

trồng được lên men từ EM gốc. Dùng trong trồng trọt
nhằm bổ sung chất dinh dưỡng, kích thích sinh trưởng
cây trồng, làm tăng năng suất và chất lượng cây trồng.
+ Chế phẩm E.M - Bokashi chăn nuôi: Là hỗn hợp các
chất hữu cơ lên men với EM 2. Dùng trong chăn nuôi
nhằm tăng cường khả năng tiêu hoá và hấp thụ các loại
thức ăn tốt hơn, tăng khả năng miễn dịch, chống lại
bệnh tật, ngăn chặn mùi hôi trong chuồng trại...
+ Chế phẩm E.M - Bokashi môi trường: Là hỗn hợp các
chất hữu cơ lên men với E.M 2. Trong trồng trọt dùng
để xử lí đất trồng trước và sau khi thu hoạch, xử lí phế
thải nông nghiệp sau thu hoạch. Trong chăn nuôi dùng
để xử lí môi trường chuồng trại chăn nuôi, làm giảm
thiểu mùi hôi chuồng trại và giúp cho vật nuôi tránh
được một số bệnh về hô hấp, bệnh ngoài da...


Sản xuất chế phẩm EM

– Chế phẩm vi sinh Biovina
+ Được dùng để xử lí chất thải tạo ra phân hữu cơ vi
sinh.
+ Giống vi sinh Biovina đảm bảo tính thuần khiết, ổn
định, có khả năng phân giải các chất hữu cơ nhanh, môi
trường và điều kiện nuôi cấy có sẵn ở Việt Nam, quy
trình công nghệ đơn giản và dễ thực hiện.
+ Có 2 loại: Biovina 1: Xử lí rác thải.
Biovina 2: Xử lí nước thải.
– Xử l rác thải ở nông thôn bằng Bio Micromix.

Hình A: Mô hình đống ủ rạ xử lí tại ruộng bằng Biomix 1 (Micromix 3); Hình B:
Sau khi xử lí 30 ngày rơm rạ ở đống ủ có bổ sung chế phẩm vi sinh vật đã
mủn và gãy vụn


Nước ao tại làng nghề tái chế nhựa Đông Mẫu, Yên Đồng, Yên Lạc, Vĩnh Phúc
được xử lí bằng Biomix 2
(Hình A: trước khi xử lí ; Hình B: sau khi xử lí)

III – CHẾ PHẨM VI SINH VẬT DÙNG TRONG XỬ LÍ PHẾ
THẢI HỮU CƠ RẮN
Chất thải rắn có thể xử lí bằng phương pháp sinh học là
chất thải có các thành phần hữu cơ cao như: rác thải đô thị,
phế thải nông công nghiệp, chất thải rắn của các ngành chế
biến nông sản và thực phẩm v.v…
1. Chất thải của ngành công nghiệp mía đường và
các giải pháp xử lí.
a) Các loại phế thải của ngành công nghiệp
mía đường
– Lá và ngọn mía: Đây là loại phế thải chính, chiếm
khối lượng lớn (25 – 30%) với thành phần hóa học đa
dạng như C; H; O; N; Si; cellulose; hemicellulose;
lignin…


– Bã mía: là chất thải của công đoạn ép mía, chiếm
25 – 30% khối lượng đem ép. Thành phần hóa học
gồm cellulose; hemicellulose; lignin; chất béo; tro;
silic…

– Bùn lọc: là chất thải của công đoạn làm trong nước
mía thô, có thành phần hóa học là chất béo; xơ;
đường; SiO2; CaO; MgO; P2O5…
b) Nghiên cứu bước đầu về xử lí phế thải ngành
mía đường
 Xử lí lá mía, ngọn mía:
– Hướng xử lí: Tái sử dụng lá mía, ngọn mía để
thay thế phân chuồng bón cho cây mía.
– Thực tiễn nghiên cứu:
+ Vũ Hữu Yêm, Trần Công Hạnh (1995 –
1997) nghiên cứu hiệu quả việc vùi lá và
ngọn mía kết hợp với phân NPK.
+ Tác giả Nguyễn Xuân Thành, Nguyễn Đình
Mạnh (2001 – 2002) nghiên cứu xử lí lá, ngọn
mía bằng chế phẩm vi sinh vật. Đây là
phương pháp xử lí tiện lợi và cho hiệu quả
kinh tế cao.
 Xử lí bã mía:
Có các hướng xử lí sau:
– Làm chất đốt phục vụ cho khâu chưng cất
đường.
– Sử dụng làm giá thể nuôi nấm ăn.
– Trộn bã mía với đất có bổ sung các chất dinh
dưỡng để làm bầu ươm cây giống.
 Mùn mía:
Dùng men vi sinh vật phân hủy những chất còn
lại trong mùn mía và dùng những chủng vi sinh vật
có ích có bổ sung NPK để làm phân hữu cơ vi sinh
vật bón cho ây trồng.

c) Kết quả bước đầu về xử lí phế thải hữu cơ và
bã mía.
– Xử lí vi sinh vật vào đống ủ có đảo trộn (xử lí hiếu
khí và bán hiếu khí): Vi sinh vật được hòa với nước và
phun đều vào đống ủ, đảm bảo độ ẩm từ 60 – 70%,
đống ủ được đánh thành luống (kích thước 2,0 x
1,5m) dọc theo sân ủ có mái che, cứ 15 ngày đảo
trộn 1 lần.
– Xử lí vi sinh vật vào bể ủ không đảo trộn (xử lí yếm
khí): Cho phế thải vào bể mỗi lớp dày khoảng 30cm
rồi phun dịch vi sinh vật vào. Khi đầy bể thì lấy bùn
ao trát kín bề mặt bể.


Quy trình xử lí chế phẩm vi sinh vật vào đống ủ phế thải

2. Phế thải công nghiệp chế biến cà phê và giải
pháp xử lí.
a) Phế thải rắn từ vỏ cà phê.
– Thành phần có trong phế thải: chủ yếu là lignin,
cellulose, hợp chất lignin-cellulose và các chất khác.
– Vi sinh vật phân giải:
+ Nấm: Gồm các giống như Chladomyces;
Penicilium; Trichderma; Fusariumoxysporium.


+ Vi khuẩn: Gồm các chủng như Sporocytophaga
methanogenes; Rudbeckia hirta L.
– Biện pháp xử lí truyền thống ở Việt Nam là: Dùng

một phần vỏ cà phê để làm giá thể nuôi trồng nấm
ăn, còn phần lớn đổ vào môi trường gây ô nhiễm.
Hiện nay các nhà khoa học đang thử nghiệm xử lí
bằng công nghệ vi sinh vật.
b) Một số kết quả bước đầu về xử lí phế thải vỏ
cà phê bằng vi sinh vật.
– Ủ thành đống lớn không có vách ngăn ở ngoài trời,
phun chế phẩm vi sinh vật. Sau 4 tháng quá trình
mùn hóa được 80%.
– Xử lí trong các hố trong vách ngăn ở trong nhà,
phun chế phẩm vi sinh vật. Sau 3 tháng quá trình
mùn hóa được 80%.
– Để tự nhiên ngoài trời không phun chế phẩm vi
sinh vật (đối chứng). Sau 1 năm quá trình mùn hóa
mới được 80%.
c) Tái chế phế thải sau xử lí làm phân bón.
Vỏ cà phê ủ 3 – 4 tháng trộn với NPK, phân vi
lượng và vi sinh vật hữu hiệu tạo thành phân hữu cơ
vi sinh bón cho cây trồng. Kết quả sau khi bón so với
đối chứng:
- Cây mía: năng suất thực thu tăng 4 – 16%.
- Cây ngô: năng suất thực thu tăng 12 – 25%.
- Cà phê: năng suất thực thu tăng 11 – 19%.
- Cao su: tăng tỉ lệ mủ sau một lần cạo.