Đánh giá khả năng sử dụng bộ chủng vi sinh vật vào xử lý phế phế thải sau chế biến tinh bột sắn

3.1. Theo dõi diến biến của đống ủ

3.1.1. Mật độ vi sinh vật

Trong quá trình ủ đề tài đã tiến hành theo dõi diễn biến quá trình hoạt động

của vi sinh vật 5 ngày/1lần.

Bảng 4.12. Mật độ vi sinh vật trong quá trình ủ theo các tỉ lệ phối trộn các

chủng vi sinh vật



Ngày thứ 30



nghiệm



(CFU/g)



(CFU/g)



(CFU/g)



(CFU/g)



ĐC



7,56 x 10



10,45 x 10



ĐC



8,91 x 10

1,78 x 10



ĐC



2,19 x 10

1,25 x 10



ĐC



5,58 x 10

9,67 x 10



ĐC



5,58 x 10

5,49 x 10



ĐC



1,07 x 10



CTTN



Ngày thứ 25



SHV 73



CTTN



Ngày thứ 20



SHV 18



CTTN



Ngày thứ 15



SHX 02



CTTN



Ngày thứ 10



VSV tổng số



CTTN



Ngày thứ 5



Công thức thí



CTTN



Ngày lấy mẫu



2,26 x 10



4



8,45 x 10



6



1,04 x 10



4



1,02 x 10



8



9,7 x 10



5



7,62 x 10



5



6,01 x 10



8



1,98 x 10



5



6,47 x 10



7



6,47 x 10



6



7,51 x 10



6



3

2



6



1,90 x 10



9



2



4,01 x 10



3

8

3

7

3

6

4

4



6,8 x 10



2

3



9,50 x 10



2



7,25 x 10



4



1,83 x 10



2



9,83 x 10

8,09 x 10

1,79 x 10

7,09 x 10

1,27 x 10

9,54 x 10

3,49 x 10

7,98 x 10



8

4

7

5

5

4

4



1,8 x 10



1



26,1 x 10

2,3 x 10



1



1,01 x 10

3,7 x 10



2



4



1



4,03 x 10

3,98 x 10

7,95 x 10

4,21 x 10

7,62 x 10

7,62 x 10

7,30 x 10



8

1

6

1

5

1

3



Qua bảng số liệu trên ta có thể thấy là trong khoảng 10 ngày đầu mật độ vi

sinh vật của tất cả các công thức đều tăng, tuy nhiên công thức đối chứng tăng

nhẹ so với các công thức thí nghiệm khác do các công thức thực nghiệm được

bổ sung vi sinh vật ban đầu.

Vào giai đoạn ngày thứ 15 của đống ủ thì lượng vi sinh vật tăng rất mạnh,

do khi này sinh vật thích nghi với điều kiện của đống ủ.



44



Từ sau ngày 15 lượng vi sinh vật giảm xuống và xu hướng ổn định do khi

này nguồn thức ăn bổ sung ban đầu đã hết, mật độ quá cao trong khi nguồn thức

ăn của cơ chất không đáp ứng đủ vì thế có sự cạnh tranh nguồn thức ăn, khiến

VSV bị chết.

Riêng với công thức đối chứng lại có xu hướng mật độ vi sinh vẫn tiếp tục

tăng do chưa đạt tới trạng thái ổn định.

3.1.2. Nhiệt độ

Nhiệt độ đống ủ thể hiện mức độ hoạt động của VSV trong các công thức

ủ. Đồng thời nó phản ánh đặc điểm của các giai đoạn của quá trình ủ, cho biết

khi nào quá trình ủ ổn định và có thể kết thúc.



Hình 4.1. Diễn biến nhiệt độ qua các ngày ủ

Qua đồ thị có thị có thể thấy nhiệt độ môi trường và nhiệt độ của công thức

đối chứng không có sự khác biệt nhiều.

Đối với các công thức thí nghiệm nhiệt độ ở những ngày đầu ủ tăng nhẹ, do

vi sinh vật đang trong thời gian thích nghi, hoạt động chưa mạnh. Từ ngày thứ 6

trở đi nhiệt độ bắt đầu tăng mạnh dần và đến khoảng ngày thứ 16 đến ngày thứ



45



19 thì nhiệt độ đạt mức cực đại là 52 0C. Điều này là do trong giai đoạn này vi

sinh vật hoạt động mạnh nên sinh nhiệt lớn, tuy nhiên theo lý thuyết nhiệt độ

cực đại thường là 68 – 700C nhưng do trong thí nghiệm này ở quy mô nhỏ và

dụng cụ không chuyên dụng nên dễ bị thất thoát nhiệt. Những ngày tiếp theo

nhiệt độ có xu hướng giảm dần tới khoảng 25 – 260C.

3.1.3. pH và độ ẩm

Để tạo điều kiện tốt cho sự sinh trưởng và phát triển của các vi sinh vật

có ích, bã thải trước khi ủ được điều chỉnh bằng vôi bột sao cho pH nằm trong

khoảng 6 – 8. Trong quá trình ủ pH sẽ thay đổi do hoạt động của vi sinh vật.

Dưới đây là kết quả theo dõi pH và độ ẩm trong quá trình ủ.



Hình 4.2. Diễn biến pH và độ ẩm qua các ngày ủ

Qua hỡnh trờn ta thấy, pH của bã thải sau khi trộn vôi bột là khoảng pH =

6,4 - 6,5. Sau 30 ngày ủ nhìn chung pH không có biến động nhiều giữa pH ban

đầu và pH qua các ngày ủ, giữa công thức ủ với công thức đối chứng. Ở các

công thức thí nghiệm thì pH đều có xu hướng tăng nhẹ, điều này là do các VSV

hiếu khí hoạt động mạnh sử dựng cơ chất làm thức ăn tạo ra CO 2 và nước mà



46



không tạo ra axit như các quá trình phân hủy yếm khí, khí CO 2 có thể bị bay hơi.

Đồng thời nhiệt độ tăng cao làm cho một số axit yếu dễ bay hơi thoát ra khỏi

đống ủ. Với công thức đối chứng pH cũng tăng nhưng tăng nhẹ do hoạt động

phân giải các chất của vi sinh vật chậm.

* Độ ẩm

Độ ẩm là một yếu tố trong những yếu tố có ảnh hưởng mạnh tới quá trình

ủ. Khi độ ẩm quá cao các quá trình yếm khí sẽ diễn ra chiếm ưu thế và ngược lại

nếu độ ẩm quá thấp lại ảnh hưởng không tốt tới hoạt động sống của vi sinh vật.

Trong quá trình ủ cần theo dõi thường xuyên để có sự điều chỉnh phù hợp.

Ở công thức đối chứng, quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ sẽ sinh ra

nước, trong khi nhiệt độ lại không tăng cao khiến cho nước sinh ra không được

thoát ra ngoài làm cho độ ẩm có xu hướng tăng so với ban đầu.

Công thức thí nghiệm độ ẩm có xu hướng giảm, do hoạt động mạnh của vi

sinh vật hiếu khí làm nhiệt độ tăng cao hơi nước sinh ra từ hoạt động phân hủy

bị bay hơi. Tới ngày 30 thì độ ẩm đạt khoảng 30% bã thải trở nên tơi xốp.

3.2. Thành phần của chất thải rắn sau xử lý

3.2.1. Đánh giá cảm quan

Bảng 4.13. Sự thay đổi màu sắc và mùi của bã thải trong quá trình ủ

Màu sắc và mùi



Ngày theo

dõi



ĐC

Màu sắc



CTTN

Mùi



Màu sắc



Mùi



Ngày thứ 1



Trắng



Mùi hăng



Trắng



Mùi hăng



Ngày thứ 5



Trắng



Mùi chua



Ngả hơi vàng



Mùi chua



Ngày thứ 10



Trắng



Mùi chua



Vàng



Hắc, bớt chua



Ngày thứ 15



Trắng



Mùi chua



Vàng đậm, ngả xám



Hắc, hết chua



Ngày thứ 20



Trắng



Mùi chua



Vàng xám



Không mùi



Ngày thứ 25



Hơi ngả vàng Mùi chua



Nâu (tơi)



Không mùi



47



Ngày thứ 30



Ngả vàng



Mùi chua



Nâu (tơi)



Không mùi



Dưới hoạt động của vi sinh vật thỡ bó thải sắn đó có những biến đổi về

màu sắc, và mùi sau các giai đoạn ủ. Chất thải ban đầu có chứa nhiều thành phần

như đầu mẫu sắn nên chất thải kích thước hạt thô nhưng sau xử lý bã thải đã mịn

và tơi xốp.

Dưới hoạt động của vi sinh vật, bã thải sắn được biến đổi nhanh chóng, ko

cũn mựi chua, khó chịu, khụng gõy ô nhiễm môi trường, sau khi ủ, bã sắn có

màu nâu, tơi xốp, ko mùi.

3.2.2. Thành phần vật lý và hóa học của chất thải sau xử lý

Sau khi kết thúc quá trình ủ, đề tài đã tiến hành xác định các thành phần

hóa học của sản phẩm sau ủ để đánh giá tác dụng của 3 chủng vi sinh vật được

bổ sung vào công thức ủ. Kết quả như sau

Bảng 4.14. Thành phần vật lý, hóa học của phế thải sau ủ qua các tỉ lệ

Thông số



Trước ủ



CTTN



ĐC

NL1



NL2



NL3



TCVN 7185

-2002



pH



4,3



6,5



7,0



7,0



7,0



6-8



Độ ẩm



50 %



65



30



30



29



< 35



HCN (mg/kg)



27



25



13



13



14



-



Xenluloza %



38



30



22



23



22



-



Tinh bột %



5



4



1



1



1



-



Chất hữu cơ

(%)



48,02



46,12



33,15



33,02



34



≥22



P2O5 hh (%)



0,55



0,55



0,56



0,57



0,56



>2,5



48



(-): Không quy định

Qua bảng trên ta có thể thấy rằng

+ Sau khi ủ hàm lượng chất hữu cơ của công thức thí nghiệm đã giảm đi

nhiều so với ban đầu chưa ủ, và giảm mạnh so với công thức đối chứng. Kết quả

này là do hoạt động mạnh của vi sinh vật, đặc biệt là vi sinh vật phân giải tinh

bột và xenllulo.

+ Hàm lượng xenluloza đã được xử lý hoàn toàn đảm bảo tiêu chuẩn làm

phân bón.

+ Hàm lượng tinh bột đã được các chủng vi sinh vật phân giải tinh bột

chuyển hóa gần như hoàn toàn.

+ Khi nhiệt độ tăng cao làm cho HCN bị bay hơi nên hàm lượng HCN

giảm sau quá trình ủ (HCN là axit yếu, sôi ở 20 0C vì thế dễ bay hơi ở nhiệt

độ cao)

+ Hàm lượng photpho hữu hiệu ở công thức thí nghiệm đã tăng so với bã

thải trước khi xử lý và so với công thức đối chứng do có hoạt động của vi sinh

vật phân giải lân đã chuyển hóa lân khó tiêu thành dễ tiêu

Như vậy qua quá trình ủ có thể thấy là bã thải sắn đã biến đổi thành phần

và tính chất, các chất hữu cơ, xenluloza, tinh bột, lõn đó được phân giải.

3.3. Khả năng sử dụng chất thải sau xử lý làm cơ chất trồng cây

3.3.1. Kiểm tra độ hoai của sản phẩm sau ủ

Để kiểm tra độ hoai của sản phẩm sau ủ ta tiến hành theo quy trình được

quy định trong 10TCN 525-2002 nếu sản phẩm được kiểm tra 3 ngày liên tiếp

nếu nhiệt độ của sản phẩm không đổi, hoặc không chênh lệch quá 0,5 0C thỡ

phõn đú đạt độ hoai, có thể sử dụng được.



49



Bảng 4.15. Kết quả kiểm tra độ hoai của sản phẩm sau ủ

Nhiệt độ



Ngày 1



Ngày 2



Ngày 3



Sản phẩm sau ủ



30 0C



29 0C



28,5 0C



Qua bảng 4.15 ta thấy rằng nhiệt độ của 3 ngày liên tiếp sau khi ủ nhiệt độ

biến động không quá 0,5 0C do đó bã sắn sau khi ủ đã đạt độ hoai mục, và có thể

sử dụng làm phân bón.

3.3.2. Thí nghiệm trồng rau cải

Để đánh giá nhanh hiệu quả và mức độ an toàn đối với cây trồng, đề tài

thực hiện thí nghiệm trồng rau cải ngọt có trộn phế thải sau ủ và bổ sung NPK

theo các công thức thí nghiệm được trình bày trong phần phương pháp nghiên

cứu. Kết quả đánh giá thông qua khối lượng tươi của rau cải sau 1 tuần gieo

trồng và tỉ lệ nảy mầm được trình bày trong bảng 4.16

Bảng 4.16. Khối lượng tươi và tỉ lệ nảy mầm của cây cải

Trọng lượng tươi (g)



Tỉ lệ nảy mầm (%)



NL1



NL2



NL1



NL2



CT1



67,82



70,35



70



70



CT2



27,75



33,90



65



70



CT3



89,20



101,84



85



90



CT4



133,44



126,05



90



95



Công thức



Kết quả thí nghiệm cho thấy:

+ Công thức 2 cho thấy trọng lượng tươi và tỉ lệ nảy mầm của cây cải là

thấp nhất.

+ Công thức 4 cho kết quả tốt nhất về trọng lượng lẫn tỉ lệ nảy mầm

+ Công thức 3 là công thức bún bó thải đã xử lý bằng vi sinh vật, kết quả

cho trọng lượng và tỉ lệ nảy mầm của hạt cải là tốt. Điều này cho thấy bã thải



50



sau xử lý được sử dụng làm cơ chất trồng cây đảm bảo an toàn sinh học cho cây

trồng và cho hiệu quả khi trồng cây.



51



PHẦN V. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. Kết luận

(1) Đặc điểm của phế thải dạng rắn sau chế biến tinh bột sắn

Phế thải sau chế biến tinh bột sắn có độ ẩm cao 85%, pH rất thấp 4,3; hàm

lượng chất hữu cơ cao, hàm lượng xenlulo cao 38%, hàm lượng tinh bột 5%, có

hàm lượng HCN cao 27%, Nts và lân hữu hiệu thấp.

(2) Kết quả tuyển chọn vi sinh vật

+ Bằng phương pháp kiểm tra hoạt tính sinh học và định danh loài bằng

phương pháp sinh học phân tử đề tài đã tuyển chọn được 3 chủng vi sinh vật có

khả năng phân giải xenluloza, tinh bột, photphat khó tan và cố định nitơ tự do

lần lượt là: SHX02 (Streptomyces griseorubens) với đường kính vòng phần giải

xenluloza là 45mm, và phân giải tinh bột là 38mm); SHV18 (Bacillus

polyfermenticus) đường kính phân giải lân là 21mm: SHV73 (Azotobacter

beijerinckii) có khả năng cố định nitơ tự do

+ Khả năng tổ hợp của vi sinh vật tốt nhất ở điều kiện CT12 ( T 0=45 ±2

(0C); pH=7,5; 0,75* )

+ Nuôi cấy vi sinh vật trên môi trường cơ chất là bã thải sắn cho kết quả

mật độ của vi sinh vật ở công thức đơn chủng và hỗn chủng không cho kết quả

sai khác nhau nhiều với LSD 0,05 là 3,8.

(3)Khả năng xử lý phế thải của vi sinh vật

+ Thành phần và tính chất hóa học của phế thải sau xử lý: Phế thải sau xử

lý hàm lượng chất hữu cơ đã giảm xuống còn 33,15% ở CTTN, và 46,12% ở

CTĐC; Xenluloza được phân giải từ 38% về 22%ở CTTN và 30% ở CTĐC, tinh

bột được phân giải từ 5% về 1% ở CTTN và 4% ở CTĐC ; lân hữu hiệu tăng từ

0,55 tới 0,56 ở CTTN và không tăng ở CTĐC; HCN giảm từ 27% về 13% ở

CTTN và 25% ở CTĐC.

+ Sản phẩm sau xử lý có màu nâu, tơi xốp, không mùi, độ hoai đạt yêu cầu.



52



+ Khả năng sử dụng sản phẩm sau ủ làm cơ chất: CTTN4 ( 136g phân

chuồng ủ hoai và NPK) cho kết quả trọng lượng và tỉ lệ hạt nảy mầm của cây cải

là cao nhất trọng lượng tươi của cây cải là 133,64g ở lần 1 và 126,44g ở lần 2.

Tỉ lệ nảy mầm của hạt là 90% ở lần 1 và 95% ở lần 2. CTTN3 (bón 136g bã thải

sau ủ của CTTN và bón NPK) cho kết quả tương tự với trọng lượng tươi của cây

cải là 89,20g ở lần 1 và 101, 84g ở lần 2. Tỉ lệ nảy mầm của hạt là 85% ở lần 1

và 90% ở lần 2.

2. Kiến nghị

+ Nghiên cứu sâu hơn để sản xuất chế phẩm phục vụ cho sản xuất nông

nghiệp.

+ Nghiờn cứu trên quy mô rộng, lượng ủ lớn để xử lý chất thải rắn cho các

nhà máy sản xuất tinh bột sắn.



53



TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Bộ công thương, Bộ Giáo dục và Đào tạo 2008, “Tài liệu sản xuất sạch hơn,

ngành sản xuất tinh bột sắn” phiên bản 06.2008, Hà Nội.

2. Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn (15/10/2008), “Quyết định số

100/2008/QĐ-BNN, về việc ban hành Quy định sản xuất, kinh doanh, sử

dụng phõn bún”, Hà Nội

3. Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn, “ Quyết định số 38/2002/QĐBNN, ngày 16 tháng 5 năm 2002 về việc ban hành tiêu chuẩn ngành„

4. Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn, “ Quyết định số 37/2007/QĐ –

BNN về việc ban hành Quy định khảo nghiệm, công nhận và đặt tên

phân bón mới”

5. Cao Văn Hùng (2001), “Bảo quản và chế biến sắn” NXB Nông nghiệp, TP.

Hồ Chí Minh, năm 2001

6. Chu Thị Thanh Bình, Nguyễn Lân Dũng, Lương Thuỳ Dương “ Phân lập,

tuyển chọn và nghiên cứu các chủng nấm men có khả năng phân giải

xenluloz nhằm ứng dụng trong xử lý bã thải hoa quả làm thức ăn chăn

nuụi”. Trung tâm Công nghệ Sinh học, Đại học Quốc gia Hà Nội

7. Dufour. “Nâng cao giá trị cây sắn ở châu Phi và châu Mỹ La tinh. Sản xuất

tinh bột và các phương pháp nâng cao giá trị sắn” Trung tâm hợp tác

Quốc tế về nghiên cứu Nông nghiệp để phát triển (CIRAD - PHÁP).

8. Đặng Thị Thu, 1995. Làm giàu protein cho bột sắn sống bằng phương pháp

lên men trên môi trường rắn dùng làm thức ăn cho gia súc. Tạp chí khoa

học và công nghệ. Tập XXXIII-1995-1, Trung tâm khoa học tự nhiên và

công nghệ Quốc gia, tr.1- 4.

9. Đoàn Thị Thanh Duyên, Luận văn thạc sỹ: “Nghiờn cứu ảnh hưởng của

CYANIDE (CN-) trong sắn cao sản đến hiệu quả xử lý nước thải sản



54