Tạo phân bón hữu cơ từ rác thải sinh hoạt quy mô nhà máy

Với mục tiêu hoàn thiện được quy trình sản xuất compost từ rác thải sinh hoạt quy mô nhà máy nhằm tạo phân bón hữu cơ và hoàn thiện quy trình sản xuất chất giữ ẩm sinh học, PGS.TS. Đặng Thị Cẩm Hà và nhóm nghiên cứu Viện Công nghệ sinh học kết hợp với Công ty TNHH Thương Mại Xây Dựng Xử Lý Môi Trường Thanh Long, nhà máy xử lý rác thải xã Gia An, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận đã tiến hành Dự án: “Hoàn thiện quy trình ủ compost từ rác thải sinh hoạt quy mô nhà máy, tạo phân bón hữu cơ cải tạo đất và nhân giống cây công nghiệp bằng tổ hợp vi sinh vật ưa nhiệt”, mã số UDSXTN.01/20-21, do PGS.TS. Đặng Thị Cẩm Hà làm chủ nhiệm. Dự án được xếp loại khá do ảnh hưởng của dịch Covid.

Dự án xuất phát từ ba giải pháp hữu ích của tác giả Đặng Thị Cẩm Hà, các giải pháp hữu ích có tên và mã số lần lượt là chế phẩm vi sinh vật phân lập từ Việt Nam để sản xuất mùn hữu cơ (compost) từ phụ phế liệu nông nghiệp và chăn nuôi chứa hỗn hợp xạ khuẩn ưa nhiệt thuộc chi Streptomyces có mã số là 0001733, chi Bacillus có mã số 0001734 và nấm sợi thuộc hai chi Thermomyces và Chaetomium có mã số là 0001734.

Ở Việt Nam, số lượng rác thải của cả nước không ngừng tăng. Chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH) gia tăng nhanh chóng về số lượng, với thành phần ngày càng phức tạp đã và đang gây khó khăn cho công tác thu gom, xử lý ở nước ta, đặc biệt ở các đô thị và khu dân cứ tập trung.

Nhu cầu xử lý rác thải, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, nâng cao giá trị của compost sản phẩm đầu ra là nhu cầu chính đáng và cũng là xu hướng phát triển tất yếu của thời đại. Sản phẩm compost tạo ra sẽ là tiền đề để phát triển sản xuất nông nghiệp sạch, tiến tới sản xuất hoàn toàn hữu cơ là định hướng phát triển không chỉ ở Việt Nam mà còn cả trên Thế giới. Mặt khác, sự kết hợp giữa sản phẩm compost với các chế phẩm như chế phẩm giữ ẩm sinh học kết hợp với than sinh học (biochar) là sinh khối nhiệt phân có diện tích bề mặt cao sẽ góp phần làm thay đổi độ phì nhiêu của đất, chống hạn hán, xói mòn, nâng cao năng suất. Giải pháp hữu ích đã được Cục Sở hữu trí tuệ Việt Nam chấp nhận đơn "Quy trình sản xuất chế phẩm giữ ẩm sinh học” 3 chủng vi khuẩn sinh tổng hợp chất giữ ẩm sinh học được phân lập tại Việt Nam.

Phương pháp sản xuất compost: Rác hữu cơ sau khi được phân loại và đồng nhất tự động trộn với giống vi sinh vật và các chất thêm khác, tiếp tục đảo trộn và tạo đống ủ cao dưới 3 m với các sensor đo nhiệt tự động ở các vị trí khác nhau. Trong 15 ngày đầu nhiệt độ sẽ tăng từ 60 đến 75oC. Trong điều kiện nhiệt độ cao kéo dài sẽ giúp cho sản phẩm phân compost không còn mầm bệnh như virus, vi khuẩn, nấm, ký sinh trùng các chất ô nhiễm nồng độ thấp (chất làm hỏng hệ miễn dịch) v.v. hoàn toàn bị loại bỏ. Đặc biệt tạo ra các enzyme ngoại bào như: xylanase, chitinase, lipase, amylase, protease, CMCase, laccase, v.v.. Các enzyme này đều sinh tổng hợp bởi các chủng thuộc nhóm Bacillus, Streptomyces, Thermomyces và Chaetomium ưa nhiệt (có trong 3 giải pháp hữu ích) với hoạt tính rất khác nhau ở các giai đoạn chuyển hóa trong đống ủ compost khác nhau.

Dự án đã hoàn thiện được quy trình sản xuất compost từ rác thải sinh hoạt với quy mô từ 50 đến 70 tấn/ ngày (từ 35 đên 50 tấn rác hữu cơ/ngày) và sản xuất được 255 tấn compost đạt chỉ tiêu về chất lượng theo tiêu chuẩn phân bón hữu cơ Việt Nam (TCVN 7185:2002). Cho nên chất lượng của compost đã đủ tiêu chuẩn là mùn hữu cơ có thể sử dụng để trồng cây công nghiệp.

Lần đầu các nhà khoa học đã phân lập, phân loại được 3 chủng vi khuẩn thuộc chi Bacillus và Serratia từ đất khô cằn của Việt Nam, có khả năng sinh tổng hợp được chất giữ ẩm sinh học (EPS) và tạo được qui trình sản xuất chất giữ ẩm sinh học có hoạt tính giữ ẩm tốt thông qua thử nghiệm trồng cây keo. Khi đất được bổ sung chế phẩm giữ ẩm, compost và biochar theo tỉ lệ thích hợp, cây keo sinh trưởng và phát triển tốt hơn, đồng thời chế phẩm giữ ẩm sinh học đã tăng hiệu quả giữ ẩm của đất thêm từ 30 đến 35% so với các cây keo được trồng tại đất nguyên thủy của nhà máy.

Dự án đã phân loại rác thải sinh hoạt để thu hồi rác hữu cơ cho sản xuất compost phục vụ trong sản xuất nông nghiệp. Từ đó, đã xây dựng được quy trình sản xuất compost từ rác thải sinh hoạt, góp phần tái cơ cấu nông nghiệp và xây dựng nông thôn mới với hoạt động giảm phát thải khí nhà kính, biến rác thành nguồn nguyên liệu đầu vào cho tạo ra phân bón hữu cơ chất lượng cao. Kết thúc dự án đã sản xuất được 255 tấn compost phục vụ cho thử nghiệm ươm trồng giống cây keo trên đất khô cằn của địa phương.

Dự án có hiệu quả về mặt kinh tế và tác động xã hội, sẵn sàng chuyển giao cho doanh nghiệp và ứng dụng công nghệ và thương mại hóa sản phẩm trong tương lai.

Chu Thị Ngân

Trung tâm Thông tin – Tư liệu

Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam