Tóm tắt Luận án Sử dụng bùn thải từ quá trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất bia và chế biến thủy sản trong ủ phân hữu cơ vi sinh

nghiệm. Đậy kín nắp lại và ủ trong tủ ủ. Bảng 2.4: Nghiệm thức và tỉ lệ phối trộn tương ứng với t lệ C/N Nghiệm thức Tỉ lệ khô (%) C/N Rơm 71 Xác mía 271 Bùn mía 19 Bùn thải bia 12 Bùn thải thủy sản 8 Bùn thải bia:bùn mía 20:80 20 Bùn thải thủy sản:bùn mía 20:80 20 Bùn thải bia:bùn mía:rơm 20:60:20 24 Bùn thải thủy sản:bùn mía:rơm 20:60:20 23 Bùn thải bia:bùn mía:xác mía 10:60:30 30 Bùn thải thủy sản:bùn mía:xác mía 10:60:30 30 Bùn thải bia:bùn mía:xác mía 20:60:20 30 Bùn thải thủy sản:bùn mía:xác mía 20:60:20 30 Mỗi 7 ngày các chai bi chứa NaOH được lấy ra và thay vào chai bi mới chứa 10ml NaOH 3N. Lượng CO2 phóng thích (g/kg) được đo thời điểm 7, 14, 21, 30 và 45 ngày sau khi ủ. Khối lượng mẫu c n lại sau khi ủ được xác định b ng cách cân khối lượng mẫu sau 45 ngày ủ. 2.3.2. Thí nghiệm ủ ph n hữu cơ từ hai nguồn bùn thải với qui mô t i ủ Nguồn bùn thải bia, bùn thải thủy sản, rơm, xác mía, phân bò và bùn mía được thu và xử lý tương t như mục 2.1.1 và 2.3.1. Các dụng cụ ủ phân hữu cơ gồm: túi nh a nilon loại 50kg,cân loại 30kg, bạt nh a che đậy túi ủ, nhiệt kế, dụng cụ đảo trộn, chế phẩm nấm Trichoderma-ĐHCT. Các nghiệm thức (NT) được phối trộn theo tỉ lệ khô bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên của 14 NT với 3 lần lặp lại cho mỗi nghiệm thức (Bảng 2.5). Lượng chế phẩm nấm Trichoderma-ĐHCT được chủng với liều lượng 100g nấm/m3 ủ khô vật liệu với thời gian chủng nấm vào các ngày 0 và 15 ngày sau ủ (NSU) với lượng chủng tương ứng 50g cho mỗi lần chủng. Cơ s cho việc chọn l a các tỉ lệ này là từ kết quả của thí nghiệm mục 2.3.1 và d a trên tỉ số C/N ban đầu nên nghiên cứu đã phối trộn bùn thải với bùn mía, xác mía, và rơm với các tỉ lệ phối trộn 10:60:30; 10:70:20, 20:60:20, và 20:80. Chỉ tiêu và thời gian theo dõi bao gồm nhiệt độ, ẩm độ, trọng lượng khối ủ được theo dõi 1 tuần/lần đến 75 ngày sau khi ủ. pH, EC được xác định lúc 0, 49, 63 và 75 ngàysau khi ủ. Hàm lượng C, tỉ lệ C/N sẽ được xác định lúc 0, 49 và 75 ngày sau khi ủ. Hàm lượng dưỡng chất N tổng số, P tổng số, K tổng số: xác định lúc 0, 49 ngày sau khi ủ. Mật số nấm Trichoderma, E. coli, 7 Coliforms, Salmonella: xác định lúc 75 ngày sau ủ. Phương pháp phân tích tương t mục 2.1.1. Bảng 2.5. Nghiệm thức và tỉ lệ phối trộn Nghiệm thức Nghiệm thức Tỉ lệ phối trộn (Trọng lượng khô) C/N 1 Bùn thải bia:bùn mía:xác mía 10:60:30 30 2 Bùn thải bia:bùn mía:xác mía 10:70:20 23 3 Bùn thu sản:bùn mía:xác mía 10:60:30 30 4 Bùn thu sản:bùn mía:xác mía 10:70:20 23 5 Phân b :bùn mía:xác mía 10:60:30 21 6 Phân b :bùn mía:xác mía 10:70:20 20 7 Bùn thải bia:bùn mía:rơm 20:60:20 24 8 Bùn thải bia:bùn mía:rơm 10:70:20 21 9 Bùn thu sản:bùn mía:rơm 20:60:20 23 10 Bùn thu sản:bùn mía:rơm 10:70:20 20 11 Phân b :bùn mía:rơm 20:60:20 23 12 Phân b :bùn mía:rơm 10:70:20 21 13 Bùn thải bia:bùn mía 20:80 20 14 Bùn thu sản:bùn mía 20:80 20 2.4. Sản xuất phân hữu cơ vi sinh từ bùn thải qui mô 0,5 m3 D a vào kết quả đạt được nội dung nghiên cứu 3 (mục 2.3) đã chọn lọc được tỉ lệ phối trộn phù hợp là bùn thải và bùn mía tỉ lệ 20:80 sản xuất phân HCVS qui mô 0,5 m 3 . Nguồn bùn thải bia, bùn thải thủy sản, rơm, xác mía, phân b và bùn mía được thu và xử lý tương t như mục 2.1.1 và 2.3.1. Các dụng cụ ủ phân hữu cơ gồm: khung tre với chiều cao x chiều dài x chiều rộng là 1m x 1m x 0,5m, bạt nh a, len, xẻn, nhiệt kế, cân loại 100kg, nấm Trichoderma-ĐHCT. Hai nghiệm thức phối trộn theo trọng lượng khô gồm bùn thải bia: bùn mía và bùn thải thủy sản: bùn mía tỉ lệ 20:80 với 3 lần lặp lại. Khu bố trí thí nghiệm được th c hiện tại vườn quả Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng, ĐHCT. Ủ theo phương pháp xếp lớp có xới đảo với thời gian 1 tuần/lần đến 30 ngày thì ngưng xới đảo. Lượng chế phẩm nấm Trichoderma-ĐHCT được chủng vào với liều lượng 200g/m3 ủ khô với mật số 108 bào tử/g nấm. Thời gian chủng vào lúc bắt đầu thí nghiệm với lượng chủng là 100g nấm, 4 tuần sau ủ (lượng chủng là 50g) và 6 tuần sau khi ủ (lượng chủng 50g). Các chỉ tiêu và thời gian khảo sát: Nhiệt độ, ẩm độ, trọng lượng khối ủ được theo dõi 1 tuần/lần đến 63 NSU. Trọng lượng khối ủ, pH, EC được theo dõi lúc 21, 28, 49, 63 NSU. Hàm lượng C, tỉ lệ C/N sẽ được xác định lúc 0, 49 và 63 NSU. Hàm lượng dưỡng chất N tổng số, P tổng số, K tổng số, N hữu 8 hiệu, P hữu hiệu, K hữu hiệu, Ca, Mg, n,Cu, Mn, mật số nấm Trichoderma tổng số xác định lúc 49 và 63 NSU. Mật số Salmonella, E. coli, kim loại nặng (Cd, Pb, As, Hg tổng số) xác định lúc 63 ngày sau ủ. Phương pháp phân tích tương t mục 2.1.1. 2.5. Đánh giá hiệu quả phân hữu cơ vi sinh từ bùn thải bia và bùn thải thủy sản trên năng suất c y rau điều kiện đồng ruộng Thí nghiệm đánh giá hiệu quả phân hữu cơ vi sinh sản xuất được từ hai nguồn bùn thải phối trộn bùn mía trên năng suất cây rau cải tùa xại, đậu bắp, dưa leo, và bí đao. Tất cả 4 loại rau đều được bố trí dạng khối hoàn toàn ngẫu nhiên với 6 nghiệm thức (NT) và 3 lặp lại cho mỗi nghiệm thức được liệt kê như sau: NT1: Nông dân (ND) (theo liều lượng của nông dân tại địa điểm thí nghiệm); NT2: Khuyến cáo (KC); NT3: KC+ 5 tấn/ha PHCVS bùn bia; NT4: 70% KC + 5 tấn/ha PHCVS bùn bia; NT5: KC+ 5 tấn/ha PHCVS bùn thủy sản; và NT6: 70% KC+ 5 tấn/ha PHCVS bùn thủy sản. Thí nghiệm trồng cải tùa xại, dưa leo và bí đao được bố trí tại phường Long Tuyền, quận Bình Thủy, thành phố Cần Thơ. Cây cải tùa xại được trồng theo luống, hàng cách hàng là 30 cm, cây cách cây là 40 cm. Khoảng cách giữa 2 liếp là 46 cm, độ sâu từ liếp đến mặt ruộng là 25 cm. Diện tích mỗi lô dài x rộng là 10,5 x 1,5 m. Thí nghiệm dưa leo được trồng theo luống, lượng hạt gieo là 0,945 kg/ha, hàng cách hàng là 1,5 m, cây cách cây là 40 cm. Khoảng cách giữa 2 liếp là 50 cm, chiều rộng liếp là 2,3 m, chiều dài là 10,5 m. Diện tích mỗi lô là dài x rộng là 10,5 x 2,5 m. Thí nghiệm bí đao được trồng theo luống, cây con được trồng khoảng 4 ngày tuổi hàng cách hàng là 2,6 m, cây cách cây là 40 cm. Khoảng cách giữa 2 liếp là 60 cm, Chiều rộng liếp là 2,6 m, chiều dài là 8,5 m. Diện tích mỗi lô là chiều dài x chiều rộng là 9,6 x 2,6 m. Thí nghiệm trên đậu bắp được bố trí tại xã Mỹ Hoà, huyện Bình Minh, tỉnh Vĩnh Long. Diện tích mỗi lô thí nghiệm là 22,5 m2 (15 x 1,5 m). Năng suất (tấn/ha) cây rau được xác định lúc thu hoạch và được xác dịnh b ng cách cân toàn bộ trên điện tích thí nghiệm. 2.6. Phân lập dòng nấm phân hủy vật liệu hữu cơ 2.6.1. Phân lập các dòng nấm có khả năng ph n hủy cellulose và chitin từ phụ phế phẩm nông nghiệp Nguồn vật liệu rơm và gốc rạ (R) được thu Đồng Tháp, Vĩnh Long. Xơ dừa (D) được thu tại Vĩnh Long. Xác mía (M) được thu tại Vĩnh Long và thành phố Cần Thơ. Các mẫu được thu trong tình trạng đang phân hủy được cắt nhỏ khoảng 1 cm và đặt 7 đoạn vật liệu thí nghiệm vào đĩa môi trường HA đã được chuẩn bị sẵn và được ủ nhiệt độ 30oC trong 24-48 giờ. Môi trường Hagem agar (HA) có bổ sung 10 g carboxy methyl cellulose (CMC) như là nguồn carbon duy nhất cho nấm sinh trư ng và phát triển cho 9 Streptomycin với nồng độ 30 ppm cho vào môi trường phân lập nấm nh m ngăn cản s phát triển của vi khuẩn. Môi trường chitin: chitin thô được rửa sạch và được trung h a với acid về môi trường pH=7. Các khuẩn lạc được tách r ng sau 3 đến 4 lần cấy truyền được sử dụng để kiểm tra khả năng tiết enzyme cellulase sử dụng dung dịch Congo red (0,1%) theo phương pháp của Alström (2001) d a trên đường kính v ng halo để đánh giá và chọn lọc các d ng nấm có khả năng tiết enzyme cellulase tốt để kiểm tra hoạt tính chitinase theo phương pháp của Ariosa et al. (2005). 2.6.2. Đánh giá khả năng ph n hủy rơm và xác mía của các dòng nấm c hoạt tính cellulase và chitinase mạnh Các mẫu xác mía được nghiền nhỏ qua mắc rây 5mm, mẫu rơm được cắt nhỏ khoảng 2-3cm. Cân 20 g khô kiệt của mỗi vật liệu cho vào 2 lớp bọc nilon loại 3kg và thêm nước để đạt 60% ẩm độ và buộc kín và được tiệt trùng 2 lần b ng nồi hấp tiệt trùng nhiệt độ 121oC trong thời gian 30 phút, mỗi lần cách nhau 24 giờ. Sau khi đã tiệt trùng các nguồn vật liệu hữu cơ, chủng dung dịch nấm phân lập vào bọc chứa nguồn vật liệu hữu cơ với mật số là 106 CFU/1g vật liệu khô kiệt, đảo trộn đều, cột kín bọc lại. Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên gồm 10 nghiệm thức với 2 nguồn vật liệu (gồm xác mía và rơm) và 3 lần lặp lại cho mỗi nghiệm thức. Mỗi vật liệu được chủng các d ng nấm tương ứng bao gồm: 1) chủng nấm D91B7; 2) chủng nấm M-LT3; 3) chủng nấm M-LT4; 4) chủng nấm R-ĐT1; 5) chủng nấm R-NVT1; 6) chủng nấm M-NK1; 7) chủng nấm M-TA3; 8) chủng nấm M-2HA1; 9) không chủng nấm (ĐC1); và 10) chủng chế phẩm Trichoderma-ĐHCT (ĐC 2). Sau 56 ngày ủ, các nghiệm thức được xác định trọng lượng tươi, trọng lượng khô kiệt, trọng lượng mất đi trong thời gian ủ mẫu. 2.6.3. Khả năng ức chế nấm bệnh R. solani của các dòng nấm đƣợc chọn Thí nghiệm đánh giá đối kháng của nấm phân lập và nấm R. solani cùng một đĩa chứa môi trường PDA. Thí nghiệm trên các vật liệu rơm và xác mía được phân hủy b i các d ng nấm đơn được đặt khối thạch PDA (= 6mm) chứa các tơ nấm của R. solani tại tâm của đĩa giá thể và được ủ nhiệt độ ph ng trong thời gian 4 tuần. Các thí nghiệm được bố trí theo thể thức hoàn toàn ngẫu nhiên với 6 nghiệm thức và 3 lặp lại cho mỗi nghiệm thức. Sau 4 tuần ủ mẫu đường kính của sợi nấm R. solani phát triển trên các vật liệu hữu cơ phân hủy sẽ được đo và so sánh với đường kính nấm R. solani phát triển nghiệm thức đối chứng. 2.6.4. Định danh các dòng nấm c triển vọng sử dụng phƣơng pháp sinh học ph n tử Hai d ng nấm có hoạt tính cellulase và chitinase mạnh và có khả năng phân hủy hai vật liệu rơm và xác mía tốt nhất được định danh sử dụng phương 10 pháp sinh học phân tử được mô tả b i Kennedy et al. (2005) và Do Thi Xuan (2007). 2.6.5. Đánh giá khả năng ph n hủy của hỗn hợp bùn thải và bùn mía có chủng các dòng nấm đƣợc phân lập Chuẩn bị nguồn nấm phân lập: 04 (bốn) d ng nấm có khả năng phân hủy mạnh cellulose và chitin mục 2.6.2 được chọn để kiểm tra lại mức độ phân hủy của chúng trên vật liệu phối trộn bùn thải và bùn mía. Nguồn bùn thải, bùn mía, hóa chất và phương pháp nghiên cứu được th c hiện tương t mục 2.3.1. 2.7. Phƣơng pháp xử l và đánh giá số liệu Các số liệu được kiểm định ANOVA b ng phần mềm thống kê SPSS 16.0 và sử dụng phép thử Duncan mức ý nghĩa 1% và 5% để đánh giá mức độ khác biệt ý nghĩa. Chất lượng bùn thải và phân hữu cơ vi sinh được đánh giá theo qui chuẩn Việt Nam. CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Đánh giá thành phần l , h a học, dinh dƣỡng, và sinh học của bùn thải bia, bùn thải thủy sản và một số vật liệu 3.1.1. Các đặc tính của vật liệu Kết quả phân tích cho thấy, do thành phần bùn thải không chứa nhiều các hợp chất cellulose mà chứa nhiều các hợp chất protein, đường, tinh bột và các axit hữu cơ (Feng et al., 2008; Mook et al., 2012; Olajire, 2012) nên vật liệu bùn thải bia và thủy sản không có độ tơi xốp tốt, ẩm độ cao nên khi sử dụng hai nguồn bùn thải này làm phân bón thì cần phối trộn thêm những vật liệu chứa hàm lượng cellulose như bùn mía, xác mía, hoặc rơm (Bảng 3.1). Bảng 3.1 Dung trọng và ẩm độ các mẫu vật liệu trước khi ủ phân hữu cơ Vật liệu Dung trọng (g/cm 3 ) Ẩm độ (%) pHH2O EC (mS/cm) Rơm - 18,66 - - Xác mía 0,07 29,00 6,20±0,01 0,56±0,00 Bùn mía 0,25 55,76 6,15±0,08 6,05±0,09 Phân bò 0,18 18,84 7,07±0,00 4,44±0,00 BB-Sóc Trăng 0,16 81,43 6,15±0,03 2,71±0,00 BB-Tiền Giang 0,24 74,95 5,80±0,43 2,10±0,06 BB-Bạc Liêu 0,18 81,51 6,29±0,03 4,56±0,05 BTS- Tiền Giang 0,18 80,11 7,60±0,16 2,30±0,06 BTS-Đồng Tháp 0,12 76,92 7,09±0,02 4,18±0,07 BTS-An Giang 0,13 83,26 7,43±0,02 2,12±0,06 BTS-Hậu Giang - 82,01 5,71±0,3 2,40±0,13 BTS-Bạc Liêu 0,11 86,19 6,91±0,06 3,19±0,55 Ghi chú: TB ±SD, BB: bùn thải bia, BTS: bùn thải thủy sản 11 Giá trị pH các mẫu bùn thải bia và bùn thải thủy sản dao động từ 5,71 đến 7,60 đều rất thích hợp cho việc sử dụng để ủ phân bón hữu cơ. Các mẫu bùn thải có EC cao (Bảng 3.1) nguyên nhân đối với bùn thải bia là do quá trình lên men bia để chiết tách được nhiều bia thì các nhà máy có bổ sung thêm một lượng ít muối vào nguyên liệu đầu vào nên EC trong mẫu bùn thải bia tương đối cao (Olajire, 2012). Đối với bùn thải thủy sản có EC cao có thể do nguồn gốc của loài thủy sản là thủy sản nước mặn (Mirzoyan et al., 2008). Mặc dù giá trị EC cao nhưng đã có những nghiên cứu của nhiều tác giả như Jones et al. (2011), Bùi Thị Nga và ctv. (2014), Lakhdar et al. (2010), và Dương Minh Viễn và ctv. (2011) cho giá trị EC ban đầu của bùn đạt cao hơn 4mS/cm nhưng các tác giả đã cho thấy, không có s ảnh hư ng EC trên cây trồng nên việc sử dụng bùn thải để ủ phân hữu cơ vi sinh vẫn được sử dụng. Bên cạnh đó, hai nguồn bùn thải bia và bùn thải thủy sản có hàm lượng đạm tổng số và lân (tổng và hữu hiệu) đạt rất cao, cao hơn so với các nguồn bùn thải khác như bùn mía, bùn đáy ao, bùn cống thải nhưng hàm lượng kali từ hai nguồn bùn thải đạt mức nghèo. Hàm lượng đạm tổng số (Nts) trong bùn thải cao do nguồn nguyên liệu đầu vào của bùn thải có nhiều protein và trong thành phần chất phụ gia có chứa axit nitric để làm sạch công đoạn sản xuất đã làm tăng hàm lượng Nts trong bùn thải (Olajire, 2012). Hàm lượng Pts trong bùn thải cao do nguồn nguyên liệu ban đầu và do các nhà máy sử dụng chất tẩy rửa trong quá trình xử lý nước thải nên dẫn đến bùn thải có hàm lượng Pts cao (Olajire, 2012) (Bảng 3.2). Bảng 3.2. Đặc tính dinh dưỡng các mẫu vật liệu trước khi ủ phân hữu cơ Nguyên liệu Nt ng số (%) Pt ng số (%P2O5) Kt ng số (%K2O) N hữu hiệu (%) P hữu hiệu (%P2O5) K hữu hiệu (%K2O) Rơm 0,6 0,31±0,00 1,37 - - - Xác mía 0,21 0,13±0,01 0,20 0,02 0,002 0,16 Bùn mía 2,31 6,37±0,01 0,78 0,45 3,37 0,48 Phân bò 1,31 3,76±0,00 1,18 0,22 2,87 1,08 BB-ST 3,95 4,99±0,02 0,2 0,29 1,93 0,16 BB-TG 2,61 10,7±0,03 0,97 0,18 2,38 0,10 BB-BL 2,59 5,56±0,10 0,23 0,33 1,04 0,16 BTS-TG 2,11 7,27±0,02 0,16 0,25 5,54 0,09 BTS-ĐT 3,87 7,29±0,04 0,50 0,74 4,72 0,36 BTS-AG 2,94 6,32±0,07 0,16 0,22 3,85 0,05 BTS-HG 5,62 7,17±0,16 0,74 0,32 4,97 0,18 BTS-BL 4,65 4,66±0,02 0,45 0,27 3,53 0,3 Phần trăm carbon hữu cơ (%C) từ hai nguồn bùn thải bia và thủy sản cho giá trị thấp nên tỉ lệ C/N của bùn thải thấp nên cần phối trộn bùn thải với 12 các nguồn có thành phần chất xơ cao như bùn mía, xác mía và rơm nh m tăng độ xốp và bổ sung thêm nguồn cacbon cho vi sinh vật phát triển trong quá trình ủ phân hữu cơ (Bảng 3.3). Bảng 3.3. Hàm lượng C tổng (%C) và tỉ lệ C/N Nguyên liệu C (%) C/N Rơm 42,67 71 Xác mía 57,94 276 Bùn mía 31,78 14 Phân bò 46,66 36 BB-Sóc Trăng 21,53 6 BB-Tiền Giang 31,75 12 BB-Bạc Liêu 31,38 12 BTS-Tiền Giang 42,09 20 BTS-Đồng Tháp 41,71 11 BTS-An Giang 34,24 12 BTS-Hậu Giang 42,81 8 BTS-Bạc Liêu 37,43 8 3.1.2. Hàm lƣợng canxi, magiê, vi lƣợng, kim loại nặng, và vi sinh vật gây bệnh Kết quả nghiên cứu cho thấy nguồn bùn thải từ bia và thủy sản là hai nguồn thải có hàm lượng Ca, Mg, Mn, n, Cu đều đạt mức khá cao nhưng n m trong ngưỡng giới hạn cho phép QCVN 50/2013/BTNMT. Vì thế, các nguồn bùn thải này có thể cung cấp thêm nguồn vi lượng hữu dụng bổ sung cho phân hữu cơ vi sinh (Bảng 3.4). Bảng 3.4. Hàm lượng Ca, Mg,Cu, n, Mn và kim loại nặng trong vật liệu Nguyên liệu Cats (% CaO) Mgts (% MgO) Mn (mg/kg) Zn (mg/kg) Cu (mg/kg) Xác mía 0,05 0,09 70 11 3 Bùn mía 4,44 0,61 327 256 106 Phân bò 2,35 1,31 664 567 159 BB-Sóc Trăng 0,84 0,72 359 132 454 BB-Tiền Giang 1,23 0,42 436 1327 201 BB-Bạc Liêu 1,13 0,84 293 144 514 BTS-Tiền Giang 4,78 0,01 114 104 13 BTS-Đồng Tháp 3,72 0,13 174 272 53 BTS-An Giang 5,41 0,15 154 771 74 BTS-Hậu Giang 3,02 0,39 293 349 340 BTS-Bạc Liêu 5,79 1,57 187 526 539 Ghi chú: BB: bùn thải bia, BTS: bùn thải thủy sản. 13 Các mẫu bùn thải bia và bùn thải thủy sản không có độc tố KLN nhưng mật số vi sinh vật gây bệnh là E.coli và Coliforms đều vượt mức giới hạn cho phép theo Nghị định 108/2017/NĐ-CP đối với E.coli và QCVN số 40/2011/BTNMT đối với Coliforms nên việc xử lý b ng phương pháp ủ phân hữu cơ là rất cần thiết để tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh (Bảng 3.5 và 3.6). Bảng 3.5. Hàm lượng kim loại nặng trong các mẫu vật liệu Nguyên liệu Cd (mg/kg) Pb (mg/kg) As (mg/kg) Hg (mg/kg) Xác mía 0,01 1,58 - - Bùn mía 0,48 1,10 0,04 KPH Phân bò 1,06 0,66 - - BB-Sóc Trăng 0,11 - - - BB-Tiền Giang 0,55 0,55 0,67 KPH BB-Bạc Liêu 0,15 - - - BTS-Tiền Giang 0,08 0,37 - - BTS-Đồng Tháp 0,12 0,45 - - BTS-An Giang 0,38 1,10 - - BTS-Hậu Giang 1,18 0,09 0,09 KPH BTS-Bạc Liêu 5,03 8,66 - - Ngƣỡng cho ph p <10 <300 <40 <4 Bảng 3.6 Mật số vi sinh vật gây bệnh từ các nguồn bùn thải Nguyên liệu Coliforms (CFU/g khô) E.Coli (CFU/g khô) Salmonella (CFU/g khô) Bùn mía 2700 541 KPH BB-Sóc Trăng 4,5 x 104 1,6 x 103 KPH BB-Tiền Giang 2,7 x 105 2,7 x 105 KPH BB-Bạc Liêu - - KPH BTS-Tiền Giang - - KPH BTS-Đồng Tháp 3,2 x 104 1,7 x 103 KPH BTS-An Giang - - KPH BTS-Hậu Giang 5,5 x 104 5,4 x 106 KPH Ngƣỡng cho ph p < 3000 <1100 KPH Ghi chú: BB: bùn thải bia, BTS: bùn thải thủy sản, “-“: số liệu thiếu. gư ng cho ph p theo BT T v ngư ng chất thải nguy h i. 3.2. Đánh giá phƣơng pháp xử l trực tiếp b ng cách phơi nắng hai loại bùn thải làm phân bón trên cây rau 3.2.1. Đánh giá sự nẩy mầm của cải bẹ xanh (Brassica juncea) đƣợc gieo trên các giá thể bùn thải đƣợc xử l phơi nắng 14 Sau quá trình xử lý b ng phương pháp phơi nắng, hàm lượng dưỡng chất đối với hai nguồn bùn thải không có s biến động lớn nhưng mật số VSV gây bệnh giảm so với trước khi xử lý và đạt dưới ngưỡng gây hại theo tiêu chuẩn QCVN 40/2011/BTNMT cho Coliforms và NĐ 108/2017/NĐ-CP cho E. coli. Vì vậy việc xử lý hai nguồn BB và BTS b ng phương pháp phơi nắng đã diệt được mầm bệnh nên có thể sử dụng để làm phân bón trên cải xanh. Tỉ lệ nẩy mầm của cải bẹ xanh trên bốn giá thể BB-30, BB-50, BTS- 30, và BTS-50 sau 14 ngày gieo không khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức đối chứng. Tuy nhiên, việc bón bùn thải sau xử lý phơi nắng cho tốc độ sinh trư ng và sinh khối của cải mầm cao hơn khác biệt ý nghĩa so với đối chứng (Bảng 3.7). Trong đó, BB-30 và BTS-50 cho s sinh trư ng của cải mầm tốt nhất so với việc xử lý bùn thải các ẩm độ c n lại. Bảng 3.7: S nảy mầm của hạt cải bẹ xanh trên các giá thể Nghiệm thức Tỉ lệ nẩy mầm (%) Chiều cao chồi (cm/chồi) Sinh khối tươi (g/ khay) Sinh khối khô (g/khay) Đất (ĐC) 91 5,63 b 5,73 b 0,08 c BB-30 96,33 9,72 a 9,24 a 0,76 b BB-50 95,33 6,53 ab 7,31 ab 0,64 b BTS-30 92,33 6,62 ab 7,67 ab 0,74 b BTS-50 97,33 7,88 a 9,68 a 1,25 a CV(%) 4,11 5,3 10,2 18,2 Ghi chú: ác ký tự a,b,c cho giá trị khác biệt ý nghĩa thống kê % . 3.2.2. Đánh giá hiệu quả của bùn thải đƣợc xử l phơi nắng phối trộn với bùn mía trên năng suất của cải bẹ xanh (Brassica Juncea) Nhìn chung, khi sử dụng nguồn BB-30 và BTS-50 phối trộn với bùn mía làm phân bón đã cho s sinh trư ng và năng suất cải bẹ xanh cao hơn so với đối chứng (đất) và PHC Bùn mía. Trong đó, công thức phối trộn BB và BTS với bùn mía tỉ lệ 20:80 được khuyến nghị do công thức này thì cây cải bẹ xanh đạt chất lượng tốt về năng suất và không nhiễm các vi sinh vật gây bệnh trên người (Bảng 3.8 và 3.9). 15 Bảng 3.8: Ảnh hư ng của bùn thải được phơi nắng phối trộn bùn mía trên năng suất cải xanh Nghiệm thức Số bẹ/cây Chiều cao cây (cm/cây) Sinh khối tươi (g/chậu) Sinh khối khô (g/chậu) Đối chứng (Đất) 7,62 b 24,3 b 40,02 b 6,24 e BB:BM (50:50) 9,17 a 30,9 a 95,91 a 7,93 b BTS:BM (50:50) 10,2 a 28,03 ab 113,18 a 8,33 a BB:BM (20:80) 8,67 ab 27,7 ab 88,92 a 7,54 cd BTS:BM (20:80) 9,73 a 27,73 ab 86,81 a 7,79 bc PHC bùn mía 8,63 ab 26,67 ab 45,24 b 7,16 d CV (%) 6,4 6,6 14,4 13,3 Ghi chú: ác ký tự a,b cho giá trị khác biệt ý nghĩa thống kê %. Bảng 3.9: Mật số vi sinh vật gây bệnh trong cải xanh khi thu hoạch Ghi chú: (a) uyết đinh 4: 7 Đ-BNN; (b) QCVN 8-3/2012/BYT; KHP: không phát hiện. 3.3. Xác định khả năng ph n hủy, công thức ủ phối trộn phù hợp để ủ bùn thải bia và bùn thải thủy sản ở qui mô t i ủ 3.3.1. Khả năng ph n hủy của bùn thải và các vật liệu hữu cơ Kết quả nghiên cứu cho thấy các vật liệu nghiên cứu và việc phối trộn các vật liệu theo từng tỉ lệ tương ứng đều có s phân hủy mạnh. Đối với vật liệu đơn thì bùn thải có s phân hủy chậm nhất so với các nguồn rơm, xác mía và bùn mía thể hiện qua s phóng thích CO2 (Hình 3.1) và phần trăm trọng lượng giảm (Hình 3.2). Trong các công thức phối trộn thì việc phối trộn bùn thải với rơm hoặc bùn thải với bùn mía tỉ lệ 20:80 cho khả năng phân hủy là mạnh nhất. Tuy nhiên d a vào điều kiện thu mẫu và lợi ích kinh tế nên bùn mía là l a chọn tối ưu cho nghiên cứu tiếp theo. Nghiệm thức Mật số vi sinh vật ( CFU/g chất khô) Coliforms E.Coli Salmonella Đối chứng (Đất) 7400 1710 KPH BB:BM (50:50) 6 000 1100 KPH BTS:BM ( 50:50) 53000 1700 KPH BB:BM (20:80) 3800 754 KPH BTS:BM (20:80) 5400 387 KPH PHC Bùn mía 1782 712 KPH Ngưỡng cho phép(*) < 10 (a) <1000 (b) KPH 16 Ngaìy sau uí 7 14 21 30 45 L æ å ün g C O 2 p h o ïn g t h êc h ( g /k g ) 0 100 200 300 400 500 600 Råm Xaïc mêa Buìn mêa Buìn thaíi bia Buìn thaíi thuíy saín BB:BM (20:80) BTS:BM (20:80) BB:BM:R (20:60:20) BTS:BM:R (20:60:20) BB:BM:XM (10:60:30) BTS:BM:XM (10:60:30) BB:BM:XM (20:60:20) BTS:BM:XM (20:60:20) Hình 3.1. Lượng CO2 phóng thích Hình 3.2. Phần trăm trọng lượng giảm hi ch : BB-bùn thải bia, BTS-bùn thải thu sản, -rơm, -xác mía, B -bùn mía. Thanh sai số trên đồ thị bi u thị đ lệch chu n, n=3. 3.3.2. Kết quả ủ phân hữu cơ từ hai nguồn bùn thải qui mô túi ủ 3.3.2.1. Đặc tính lý, hóa, dinh dưỡng phân hữu cơ sau ủ Trong quá trình ủ phân hữu cơ từ bùn thải qui mô túi ủ, nhiệt độ độ khối ủ của các nghiệm thức vẫn đạt mức thấp (đạt cao nhất là 520C lúc 14 NSU) sau đó giảm trong khoảng 40-430C và ổn định 32-340C nguyên nhân là kích thước khối ủ nhỏ nên khả năng giữ nhiệt kém nhiệt dễ phát tán dẫn đến s biến động nhiệt độ tương đối thấp. Ẩm độ sau ủ đạt cao 53% sau 49 ngày ủ nhưng kết quả đạt tương đương kết quả của Võ Phú Đức (2013), Shammas and Wang (2009) và Shilev et al. (2007) phân hữu cơ chưa đạt yêu cầu về ẩm độ sau ủ (ẩm độ <40%) và chưa đáp ứng được theo yêu cầu của phân hữu cơ vi sinh theo TCN 526:2002 và Nghị định 108/2017/NĐ-CP. Phân hữu cơ sau khi kết thúc quá trình ủ của các nghiệm thức có khoảng pH và EC phù hợp với qui định TCN526-2002/BNNPTNT về tiêu chuẩn của phân bón. Cũng phù hợp với nhận định của Dương Minh Viễn và ctv. (2011) và Shilev et al. (2007) cho r ng do tốc độ phân hu chất hữu cơ tăng khi pH đạt trong khoảng giá trị 6-9 và EC <4 dS/m (Bảng 3.10). Bảng 3.10. Giá trị pH và EC của phân hữu cơ bùn thải sau ủ Nghiệm thức pH EC BB:BM:XM(10:60:30) 6.08 1,98 a BB:BM:XM(10:70:20) 6.42 1,30 abc BTS:BM:XM(10:60:30) 6.49 0,92 c BTS:BM:XM(10:70:20) 6.49 1,28 abc PB:BM:XM(10:60:30) 6.73 0,83 c PB:BM:XM(10:70:20) 6.72 1,25 bc BB:BM:R(20:60:20) 6.90 1,21 bc 17 BB:BM:R(10:70:20) 6.83 1,22 bc BTS:BM:R(20:60:20) 6.53 1,21 bc BTS:BM:R(10:70:20) 6.79 1,05 c PB:BM:R(20:60:20) 6.67 1,31 abc PB:BM:R(10:70:20) 6.84 1,82 ab BB:BM(20 :80) 7.06 0,87 c BTS:BM(20 :80) 6.68 1,07 c CV (%) 30,9 hi ch : BB: bùn thải bia, BTS: bùn thải thủy sản, B : bùn mía, : xác mía, : rơm, B: phân b . Thanh sai số trên đồ thị bi u thị đ lệch chu n (S ), n . Chất lượng phân hữu cơ sau ủ qui mô túi ủ cho hàm lượng N, P, K đạt rất cao. Hàm lượng C và tỉ lệ C/N đạt yêu cầu về chất lượng phân bón. Mật số nấm Trichoderma đạt chỉ tiêu về mật số vi sinh vật có ích (≥1,0x106 CFU/g). Mật số vi sinh vật gây bệnh Salmonella và E.Coli đều không được phát hiện khi kết thúc quá trình ủ (Bảng 3.11 và 3.12). Như vậy phân hữu cơ từ bùn thải đạt qui chuẩn ngành và trong các NT phối trộn bùn thải thì NT phối trộn bùn thải với bùn mía tỉ lệ 20:80 được xem là tỉ lệ phối trộn tối ưu vì chất lượng phân hữu cơ sau ủ đạt mức cao phù hợp tiêu chuẩn. Bảng 3.11. Hàm lượng N, P, K tổng, %C, tỉ lệ C/N và trọng lượng giảm (%) Nghiệm thức N t ng P t ng K t ng %C C/N % TL giảm BB:BM:XM(10:60:30) 2,01 e 6,7 ef 3,15 a 31.27f 17,53 b 21,75 de BB:BM:XM(10:70:20) 2,3 c 7,14 de 2,62 ef 41,61 a 19,1 a 25,70 d BTS:BM:XM(10:60:30) 2,06 e 6,32 f 2,78 bcdef 42,60 a 19,15 a 15,89 e BTS:BM:XM(10:70:20) 2,25 cd 6,37 f 2,69 cdef 33,54 e 16,65 c 22,32 de PB:BM:XM(10:60:30) 2,06 e 4,75 g 2,71 cdef 36,06 cd 19,4 a 39,87 bc PB:BM:XM(10:70:20) 2,13 de 4,82 g 2,68 def 34,5