Đồ án tốt nghiệp nghiên cứu ảnh hưởng của garbage enzyme đến quá trình xử lý nước thải sinh hoạt

Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu ảnh hưởng của garbage enzyme đến xử lý nước thải sinh hoạt. Tìm hiểu giải pháp xử lý nước thải hiệu quả, thân thiện môi trường.

• Tác giả: Thái Ngọc Anh Tuấn
• Người hướng dẫn: Th.S Trần Thị Yến Anh
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Môi Trường
• Đề tài: Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Garbage Enzyme Đến Quá Trình Xử Lý Nước Thải Sinh Hoạt
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2020-2021
• Địa điểm: Đà Nẵng

Mục lục chi tiết

• Nhận xét của người hướng dẫn
• Nhận xét của người phản biện
• Tóm tắt
• Nhiệm vụ đồ án
• Lời nói đầu
• Lời cam đoan
• Danh sách các bảng, hình vẽ
• Danh sách các ký hiệu, từ viết tắt
• MỞ ĐẦU
• 1. Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ENZYME RÁC TRONG QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT
• 1.1. Đặc tính của Enzyme rác
• 1.2. Quy trình chế tạo enzyme rác
• 1.3. Nước thải sinh hoạt
• 1.3.1. Nguồn phát thải
• 1.3.2. Tình hình phát thải
• 1.4. Phương pháp xử lý nước thải
• 1.5. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
• 2. Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, VỊ TRÍ, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Vị trí nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Phương pháp thu thập tài liệu
• 2.3.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm
• 2.3.3. Phương pháp đo, phân tích các chỉ tiêu
• 2.3.3.1. Phương pháp phân tích TN (TCVN 6638-2000)
• 2.3.3.2. Phương pháp phân tích BOD
• 2.3.3.3. Phương pháp phân tích TP (TCVN 6202 : 2008)
• 2.3.3.4. Phương pháp phân tích TDS
• 2.3.3.5. Phương pháp phân tích pH
• 3. Chương 3: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN
• 3.1. Kết quả phân tích các chỉ tiêu trong enzyme rác
• 3.2. Kết quả phân tích các chỉ tiêu sau xử lý của nước thải xám nhân tạo
• 3.2.1. Kết quả phân tích pH
• 3.2.2. Kết quả phân tích TDS
• 3.2.3. Kết quả phân tích BOD5
• 3.2.4. Kết quả phân tích TN
• 3.2.5. Kết quả phân tích TP
• 4. Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Khám phá Garbage Enzyme Giải pháp xử lý nước thải bền vững

Garbage Enzyme (GE), hay còn gọi là enzyme rác hữu cơ, là một hỗn hợp phức hợp các chất hữu cơ được tạo ra từ quá trình lên men rác thải nhà bếp. Theo nghiên cứu của Tiến sĩ Rokuson người Thái Lan, dung dịch này chứa các chuỗi protein tự nhiên, muối khoáng và enzyme có khả năng xúc tác sinh học mạnh mẽ. Đây không chỉ là một phương pháp tận dụng phế thải thực phẩm, giảm gánh nặng cho bãi rác mà còn mở ra một hướng đi mới trong việc xử lý ô nhiễm. Nghiên cứu của Thái Ngọc Anh Tuấn (2021) tại Đại học Sư phạm Kỹ thuật Đà Nẵng đã đi sâu vào việc đánh giá khả năng của dung dịch enzyme sinh học này trong việc xử lý nước thải sinh hoạt. Kết quả ban đầu cho thấy tiềm năng to lớn của GE trong việc phân hủy chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng như Nitơ và Photpho. Việc áp dụng GE được xem là một giải pháp môi trường bền vững, đặc biệt phù hợp với bối cảnh cần các công nghệ xử lý thân thiện, chi phí thấp và dễ thực hiện tại các hộ gia đình. Giải pháp này giúp xử lý nước thải tại nguồn, giảm thiểu ô nhiễm trước khi thải ra hệ thống thoát nước chung, góp phần bảo vệ hệ sinh thái nguồn nước.

1.1. Hiểu đúng về dung dịch enzyme sinh học từ rác hữu cơ

Garbage Enzyme (GE) về bản chất là một chế phẩm sinh học xử lý nước thải thu được qua quá trình lên men kỵ khí các loại rác hữu cơ như vỏ trái cây, rau củ thừa cùng với đường và nước. Sản phẩm cuối cùng là một dung dịch màu nâu sẫm, có mùi chua ngọt đặc trưng của quá trình lên men. Theo phân tích từ đề tài nghiên cứu, dung dịch GE có độ pH thấp (khoảng 3.5), cho thấy tính axit tự nhiên, có khả năng ức chế vi khuẩn gây hại. Thành phần của nó rất phức tạp, bao gồm một hệ enzyme đa dạng (amylase, protease, lipase), các axit hữu cơ, vitamin và khoáng chất. Chính hệ vi sinh vật trong garbage enzyme và các sản phẩm trao đổi chất của chúng đã tạo ra khả năng phân hủy mạnh mẽ, biến các hợp chất hữu cơ phức tạp trong nước thải thành các chất đơn giản và ít độc hại hơn.

1.2. Tầm quan trọng của việc xử lý nước thải tại nguồn

Nước thải sinh hoạt, phát sinh từ các hoạt động hàng ngày, chứa hàm lượng lớn chất hữu cơ, dầu mỡ, chất dinh dưỡng (Nitơ, Photpho) và vi sinh vật gây bệnh. Nếu không được xử lý, chúng sẽ gây ô nhiễm nghiêm trọng cho nguồn nước mặt và nước ngầm. Phương pháp xử lý nước thải tại nguồn bằng Garbage Enzyme mang lại lợi ích kép: giảm thiểu lượng rác thải hữu cơ phải chôn lấp và xử lý sơ bộ nước thải ngay tại hộ gia đình. Điều này giúp giảm tải cho các nhà máy xử lý nước thải tập trung, tiết kiệm chi phí vận hành và năng lượng. Hơn nữa, đây là một giải pháp môi trường bền vững vì nó tuần hoàn tài nguyên, biến rác thải thành một sản phẩm có ích, góp phần xây dựng một lối sống xanh và có trách nhiệm hơn với môi trường.

II. Thách thức xử lý nước thải sinh hoạt và các vấn đề ô nhiễm

Ô nhiễm do nước thải sinh hoạt đang là một vấn đề cấp bách tại các đô thị Việt Nam. Theo các báo cáo được trích dẫn trong nghiên cứu, phần lớn nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý được xả thẳng ra môi trường, gây ô nhiễm nghiêm trọng cho sông hồ. Nước thải sinh hoạt chứa nồng độ cao các chất hữu cơ, được đo bằng chỉ số BOD (Nhu cầu oxy sinh hóa) và COD (Nhu cầu oxy hóa học). Khi xả ra môi trường, các chất này bị vi sinh vật phân hủy, tiêu thụ lượng lớn oxy hòa tan trong nước, gây suy thoái hệ sinh thái thủy sinh. Bên cạnh đó, hàm lượng Nitơ (TN) và Photpho (TP) cao là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng phú dưỡng hóa, dẫn đến sự bùng phát của tảo, làm suy giảm chất lượng nước. Các phương pháp xử lý truyền thống như AAO, MBBR tuy hiệu quả nhưng đòi hỏi chi phí đầu tư và vận hành cao, không phải lúc nào cũng khả thi ở quy mô nhỏ lẻ. Do đó, việc tìm kiếm một chế phẩm sinh học xử lý nước thải hiệu quả, chi phí thấp như Garbage Enzyme là một hướng đi đầy hứa hẹn để giải quyết bài toán này.

2.1. Phân tích thành phần và tác động của nước thải sinh hoạt

Thành phần của nước thải sinh hoạt rất đa dạng, bao gồm các chất rắn lơ lửng (SS), chất hữu cơ dễ phân hủy chất hữu cơ (gây ra chỉ số BOD, COD cao), các chất dinh dưỡng đa lượng như Nitơ (dưới dạng amoni, nitrit, nitrat) và Photpho (dưới dạng orthophosphat, polyphosphat). Ngoài ra, nước thải còn chứa các chất hoạt động bề mặt từ xà phòng, chất tẩy rửa và vô số vi sinh vật gây bệnh như E. coli, Salmonella. Những thành phần này khi không được xử lý sẽ gây ra mùi hôi thối, làm đục nguồn nước, tiêu diệt các loài thủy sinh do thiếu oxy và là nguồn lây truyền các bệnh dịch nguy hiểm như tả, thương hàn. Vấn đề giảm nồng độ amoni, nitrat và photpho là một trong những mục tiêu quan trọng nhất trong xử lý nước thải hiện đại.

2.2. Hạn chế của các phương pháp xử lý nước thải truyền thống

Các công nghệ xử lý nước thải phổ biến hiện nay thường kết hợp các phương pháp cơ học (lắng, lọc), hóa lý (keo tụ, tạo bông) và sinh học (bùn hoạt tính, màng lọc sinh học). Mặc dù các công nghệ như MBBR, SBR, UASB có hiệu quả xử lý COD và BOD cao, chúng thường gặp khó khăn trong việc loại bỏ triệt để Nitơ và Photpho, đòi hỏi các bể xử lý chuyên biệt và quy trình vận hành phức tạp. Chi phí xây dựng, tiêu thụ điện năng cho việc sục khí và xử lý bùn thải phát sinh cũng là một rào cản lớn, đặc biệt đối với các khu dân cư nhỏ hoặc các hộ gia đình riêng lẻ. Sự phức tạp và chi phí cao này tạo ra một khoảng trống cho các giải pháp thay thế đơn giản và bền vững hơn như việc sử dụng enzyme rác hữu cơ.

III. Hướng dẫn quy trình ủ enzyme rác từ rác thải nhà bếp

Việc tự sản xuất Garbage Enzyme tại nhà là một quy trình đơn giản, không đòi hỏi kỹ thuật phức tạp, giúp biến rác thải nhà bếp thành một sản phẩm giá trị. Trọng tâm của phương pháp này là quá trình lên men rác thải nhà bếp trong điều kiện yếm khí. Tài liệu nghiên cứu đã mô tả chi tiết các bước thực hiện, từ khâu chuẩn bị nguyên liệu làm garbage enzyme cho đến khi thu được thành phẩm. Yếu tố quyết định thành công của quá trình này là việc tuân thủ đúng tỷ lệ vàng giữa các thành phần và đảm bảo môi trường lên men phù hợp. Quy trình ủ enzyme rác này không chỉ tạo ra một chế phẩm sinh học hiệu quả cho việc xử lý nước thải mà còn là một hoạt động giáo dục môi trường thiết thực, nâng cao nhận thức về tái chế và giảm thiểu rác thải. Các loại rác hữu cơ có mùi thơm như vỏ dứa, vỏ cam, vỏ bưởi được khuyến khích sử dụng để tạo ra sản phẩm cuối cùng có mùi hương dễ chịu. Quá trình lên men kéo dài khoảng 3 tháng là đủ để các vi sinh vật hoạt động và chuyển hóa hoàn toàn nguyên liệu.

3.1. Các nguyên liệu làm Garbage Enzyme cần thiết và dễ tìm

Để bắt đầu quy trình ủ enzyme rác, các nguyên liệu cần chuẩn bị rất đơn giản và có sẵn trong mọi gia đình. Thành phần chính bao gồm: 1) Rác thải hữu cơ: Các loại vỏ trái cây tươi (dứa, cam, chanh, chuối), rau củ thừa. Cần tránh các loại rác đã nấu chín, có dầu mỡ hoặc các loại vỏ có độ cứng cao, khó phân hủy. 2) Chất tạo ngọt: Đường (đường nâu, đường thô, mật rỉ đường) đóng vai trò là nguồn thức ăn ban đầu, thúc đẩy sự phát triển của hệ vi sinh vật trong garbage enzyme. 3) Nước sạch: Sử dụng nước máy cần để bay hơi hết clo trong 24 giờ. 4) Bình chứa: Nên dùng bình nhựa có nắp đậy kín và có không gian để giãn nở, tránh dùng bình thủy tinh vì áp suất khí sinh ra trong quá trình lên men có thể gây nổ.

3.2. Quy trình ủ enzyme rác theo tỷ lệ 1 3 10 hiệu quả

Quy trình ủ enzyme rác được thực hiện theo công thức tỷ lệ trọng lượng 1 phần đường : 3 phần rác hữu cơ : 10 phần nước. Các bước thực hiện như sau: Đầu tiên, cắt nhỏ rác hữu cơ để tăng bề mặt tiếp xúc và đẩy nhanh quá trình lên men. Tiếp theo, hòa tan đường vào nước trong bình chứa, sau đó cho rác hữu cơ đã cắt nhỏ vào và khuấy đều. Đảm bảo chừa lại một khoảng không gian trong bình để chứa khí gas sinh ra. Đậy kín nắp và đặt bình ở nơi thoáng mát, tránh ánh nắng trực tiếp. Trong tháng đầu tiên, cần mở nắp xả khí mỗi ngày để tránh làm căng bình. Sau khoảng 3 tháng, quá trình lên men hoàn tất. Dung dịch thu được có màu nâu, mùi thơm chua đặc trưng. Lọc bỏ phần bã, dung dịch nước chính là dung dịch enzyme sinh học sẵn sàng để sử dụng.

IV. Phân tích cơ chế hoạt động của Garbage Enzyme trong nước thải

Cơ chế hoạt động của garbage enzyme trong xử lý nước thải là một quá trình sinh hóa phức tạp, dựa trên hoạt động của một hệ vi sinh vật và các enzyme do chúng tiết ra. Khi được đưa vào nước thải, các enzyme hoạt động như những chất xúc tác sinh học, đẩy nhanh tốc độ phân hủy chất hữu cơ. Các chuỗi phân tử phức tạp như protein, tinh bột, và chất béo có trong nước thải sẽ bị các enzyme chuyên biệt (protease, amylase, lipase) cắt nhỏ thành các phân tử đơn giản hơn như axit amin, đường đơn, và axit béo. Những chất đơn giản này sau đó trở thành nguồn thức ăn cho hệ vi sinh vật trong garbage enzyme. Quá trình này không chỉ làm giảm các chỉ số ô nhiễm như BOD, COD mà còn chuyển hóa các chất dinh dưỡng như Nitơ và Photpho thành sinh khối vi sinh vật hoặc các hợp chất ít gây hại khác. Môi trường axit tự nhiên của GE cũng góp phần ức chế sự phát triển của các vi khuẩn gây bệnh, giúp khử mùi và làm sạch nước thải một cách hiệu quả.

4.1. Vai trò của hệ vi sinh vật trong Garbage Enzyme

Thành công của Garbage Enzyme nằm ở hệ vi sinh vật đa dạng được hình thành trong quá trình lên men, bao gồm các chủng vi khuẩn Lactic Acid, nấm men, và vi khuẩn quang hợp. Các vi sinh vật này tồn tại cộng sinh và tạo ra một hệ enzyme phong phú. Khi được bổ sung vào nước thải, chúng nhanh chóng thích nghi và phát triển, cạnh tranh dinh dưỡng và không gian sống với các vi sinh vật gây hại. Nấm men chịu trách nhiệm chính trong việc lên men đường và các chất hữu cơ đơn giản, trong khi vi khuẩn Lactic tạo ra môi trường axit, ngăn chặn sự phát triển của mầm bệnh. Toàn bộ hệ vi sinh vật này phối hợp hoạt động để thực hiện quá trình phân hủy chất hữu cơ một cách liên tục và hiệu quả.

4.2. Quá trình xúc tác sinh học và phân hủy các chất ô nhiễm

Quá trình xử lý nước thải bằng GE thực chất là một chuỗi các phản ứng xúc tác sinh học. Các enzyme có trong dung dịch hoạt động như những "chiếc kéo sinh học", phá vỡ cấu trúc của các chất ô nhiễm. Ví dụ, enzyme Protease phân giải protein thành peptide và axit amin. Enzyme Lipase thủy phân chất béo thành glycerol và axit béo. Những sản phẩm này sau đó được vi sinh vật hấp thụ và chuyển hóa. Đối với các hợp chất chứa Nitơ và Photpho, vi sinh vật sẽ sử dụng chúng để xây dựng tế bào mới, qua đó giảm nồng độ amoni, nitrat và photphat hòa tan trong nước. Cơ chế hoạt động của garbage enzyme là một minh chứng điển hình cho sức mạnh của công nghệ sinh học ứng dụng, sử dụng chính các quy luật của tự nhiên để giải quyết các vấn đề môi trường.

V. Đánh giá hiệu quả Garbage Enzyme xử lý Nitơ và Photpho

Nghiên cứu của Thái Ngọc Anh Tuấn (2021) cung cấp những dữ liệu thực nghiệm quan trọng về hiệu quả của Garbage Enzyme. Thí nghiệm được tiến hành trong 15 ngày với các nồng độ GE khác nhau (5%, 10%, 15%) bổ sung vào nước thải xám nhân tạo. Kết quả nổi bật nhất là khả năng xử lý các chất dinh dưỡng gây phú dưỡng. Sau 15 ngày, nồng độ Tổng Nitơ (TN) và Tổng Photpho (TP) trong các mẫu nước thải đều giảm đáng kể, đạt tiêu chuẩn xả thải theo QCVN 14:2008/BTNMT. Điều này chứng tỏ dung dịch enzyme sinh học này có khả năng vượt trội trong việc loại bỏ các chất dinh dưỡng, một thách thức đối với nhiều công nghệ xử lý truyền thống. Tuy nhiên, một phát hiện đáng chú ý là chỉ số BOD và TDS (Tổng chất rắn hòa tan) lại có xu hướng tăng lên. Nguyên nhân được giải thích là do bản thân dung dịch GE gốc đã chứa một lượng lớn chất hữu cơ, khi bổ sung vào nước thải đã làm tăng nồng độ ban đầu của các chỉ số này. Đây là một yếu tố cần được cân nhắc khi ứng dụng thực tế để tránh gây ra ô nhiễm thứ cấp.

5.1. Hiệu quả giảm nồng độ Amoni Nitrat và Photpho tổng

Kết quả thực nghiệm cho thấy một xu hướng giảm rõ rệt của TN và TP trong suốt 15 ngày theo dõi. Cụ thể, cơ chế giảm nồng độ amoni, nitrat và photpho có thể được giải thích qua hai quá trình chính: đồng hóa và kết tủa. Vi sinh vật trong GE sử dụng Nitơ và Photpho như nguồn dinh dưỡng thiết yếu để tổng hợp protein và xây dựng tế bào mới, qua đó chuyển hóa các chất này từ dạng hòa tan sang dạng sinh khối rắn và lắng xuống. Ngoài ra, môi trường và các sản phẩm trao đổi chất trong GE có thể thúc đẩy quá trình kết tủa hóa học của photpho. Việc xử lý thành công hai chỉ số này cho thấy tiềm năng lớn của GE trong việc ngăn chặn hiện tượng phú dưỡng hóa tại các ao hồ.

5.2. Phân tích ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý COD và BOD

Một trong những điểm quan trọng của nghiên cứu là việc ghi nhận sự gia tăng của chỉ số BOD5. Mặc dù GE có khả năng phân hủy chất hữu cơ, dung dịch cô đặc của nó lại rất giàu chất hữu cơ hòa tan. Khi bổ sung GE vào mẫu, tổng lượng chất hữu cơ trong hệ thống tăng lên, dẫn đến giá trị BOD đo được cao hơn. Điều này không có nghĩa là GE không hiệu quả. Nó cho thấy rằng cần có một giai đoạn xử lý tiếp theo hoặc điều chỉnh tỷ lệ pha loãng phù hợp để hệ vi sinh vật có đủ thời gian phân hủy cả chất hữu cơ từ nước thải và từ chính dung dịch GE. Hiệu quả xử lý COD và BOD cần được đánh giá trong một khoảng thời gian dài hơn và trong một hệ thống xử lý hoàn chỉnh hơn để có kết luận chính xác nhất.

5.3. Đánh giá chất lượng nước sau xử lý theo QCVN 14 2008

Việc đánh giá chất lượng nước sau xử lý là bước cuối cùng để xác định tính khả thi của phương pháp. Dựa trên kết quả nghiên cứu, sau 15 ngày, các chỉ tiêu quan trọng như pH, Tổng Nitơ và Tổng Photpho đã giảm xuống mức cho phép theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt (QCVN 14:2008/BTNMT, cột B). Đây là một thành công lớn, khẳng định GE là một giải pháp tiềm năng, đặc biệt cho các khu vực chưa có hệ thống xử lý nước thải tập trung. Tuy nhiên, các chỉ số như BOD, COD và TDS cần được kiểm soát chặt chẽ hơn thông qua việc tối ưu hóa liều lượng và thời gian xử lý để đảm bảo nước thải đầu ra đạt chuẩn một cách toàn diện.

VI. Tương lai và ứng dụng GE Giải pháp môi trường bền vững

Garbage Enzyme không chỉ dừng lại ở việc xử lý nước thải. Tiềm năng của nó còn mở rộng ra nhiều lĩnh vực khác trong đời sống, từ đó khẳng định vai trò như một giải pháp môi trường bền vững và đa năng. Tài liệu nghiên cứu đã chỉ ra các ứng dụng GE trong nông nghiệp và sinh hoạt hàng ngày. Trong nông nghiệp, GE có thể được sử dụng như một loại phân bón hữu cơ lỏng, cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng và cải tạo đất. Nó cũng có tác dụng như một loại thuốc trừ sâu sinh học, giúp xua đuổi côn trùng và ngăn ngừa nấm bệnh mà không cần dùng đến hóa chất độc hại. Trong gia đình, dung dịch GE pha loãng là một chất tẩy rửa đa năng, an toàn cho sức khỏe, có thể dùng để lau sàn, rửa chén, làm sạch nhà vệ sinh và khử mùi hiệu quả. Sự đa dạng trong ứng dụng, kết hợp với quy trình sản xuất đơn giản, chi phí thấp từ chính nguồn rác thải tại chỗ, đã đưa Garbage Enzyme trở thành một hướng đi đầy triển vọng cho các cộng đồng hướng tới lối sống xanh, kinh tế tuần hoàn và phát triển bền vững.

6.1. Tiềm năng ứng dụng GE trong nông nghiệp và đời sống

Ngoài vai trò là một chế phẩm sinh học xử lý nước thải, Garbage Enzyme còn là một sản phẩm đa dụng. Trong nông nghiệp, việc sử dụng GE giúp giảm sự phụ thuộc vào phân bón hóa học và thuốc trừ sâu, góp phần tạo ra các sản phẩm nông nghiệp sạch và an toàn. Nông dân có thể tự sản xuất GE từ phế phẩm nông nghiệp, tạo thành một chu trình khép kín. Trong sinh hoạt, GE thay thế các chất tẩy rửa công nghiệp chứa hóa chất độc hại, bảo vệ sức khỏe người dùng và giảm lượng hóa chất thải ra môi trường. Các ứng dụng này cho thấy GE không chỉ là một giải pháp xử lý cuối đường ống mà còn là một công cụ phòng ngừa ô nhiễm ngay từ đầu.

6.2. Garbage Enzyme Hướng đi cho một giải pháp môi trường bền vững

Tổng kết lại, Garbage Enzyme hội tụ đủ các yếu tố của một giải pháp môi trường bền vững: hiệu quả, chi phí thấp, dễ tiếp cận và thân thiện với môi trường. Nó giải quyết đồng thời hai vấn đề lớn là quản lý rác thải rắn và xử lý nước thải ô nhiễm. Bằng cách khuyến khích các hộ gia đình tự sản xuất và sử dụng GE, chúng ta có thể giảm đáng kể lượng rác hữu cơ đưa đến bãi chôn lấp, giảm phát thải khí nhà kính. Đồng thời, việc xử lý nước thải tại nguồn giúp bảo vệ các hệ sinh thái nước quý giá. Tương lai của Garbage Enzyme nằm ở việc phổ biến kiến thức, chuẩn hóa quy trình và tích hợp nó vào các mô hình kinh tế tuần hoàn tại địa phương, góp phần xây dựng một xã hội bền vững và kiên cường hơn trước các thách thức về môi trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ENZYME RÁC TRONG QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 1. Khái niệm Enzyme sinh học từ rác GE (Garbage Enzyme) là một loại enzyme được phát triển bởi tiến sĩ người Thái – Rokuson. Cụ thể, đây là một hỗn hợp các chất hữu cơ đặc biệt như: các chuỗi protein tự nhiên, muối khoáng, hormone tăng trưởng, enzyme,… được tạo thành từ quá trình lên men rác thải hữu cơ.[1] Các hợp chất này có khả năng tạo ra xúc tác sinh học và phá vỡ cấu trúc của các chất bẩn, từ đó có khả năng tác động tích cực đến môi trường. Đồng thời, các hợp chất này còn là nguồn hữu cơ có khả năng hỗ trợ các hoạt động sống của cây trồng.

Đặc tính của Enzyme rác Enzyme rác có màu nâu sẫm, mùi chua ngọt lên men mạnh, dung dịch phức tạp, thu được bằng cách lên men vỏ trái cây, rau, đường và nước, có nhiều chức năng để phân hủy, và tăng tốc độ phản ứng.1: Đặc điểm của enzym rác (đơn vị mg/L trừ pH) Tham số Giá trị Độ pH 3,5 TDS 1053 COD 148 Tổng protein 38 HĐQT 75 1. Quy trình chế tạo enzyme rác 1. Nguyên vật liệu Rác thải hữu cơ: vỏ trái cây, vỏ rau củ, các loại dược liệu hoặc các loại thực vật có Sinh viên thực hiện: Thái Ngọc Anh Tuấn Người hướng dẫn: Th.S Trần Thị Yến Anh 2 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Nghiên cứu ảnh hưởng của Garbage Enzyme đến quá trình xử lý nước thải sinh hoạt mùi thơm và tinh dầu (vỏ cam, vỏ bưởi, nha đam, hương nhu, bồ hòn, dứa,…) Tận dụng nguồn rác thải sẵn có trong gia đình. Đường: chất xúc tác giúp đẩy nhanh quá trình ủ, cung cấp nguồn dinh dưỡng cho các vi sinh vật phát triển ở giai đoạn đầu.

Nước sạch: nếu sử dụng nước máy, nên để mặt thoáng trong 24h giúp nước bốc hơi lượng clo. Vật liệu ủ: các loại chai nhựa, bình nhựa có khả năng dãn nở. Không sử dụng các loại bình thủy tinh. Vật liệu ủ phải có nắp đậy kín.

Thao tác thực hiện Cho mật rỉ đường, vỏ rau củ quả thừa và nước với tỉ lệ 1:3:10 vào thùng nhựa, khuấy đều và đậy kín. Rau củ quả trước khi ủ nên được cắt nhỏ để đẩy nhanh thời gian lên men. Trong vòng 1 tháng đầu tiên, thường xuyên lắc đều bình ủ để rác phủ đều dung dịch ủ và xả bớt khí trong bình. Sau khoảng 3 tháng, tiến hành chiết rót enzyme bằng cách lọc bỏ bã, trữ dung dịch enzyme vào chai để dùng dần.

Ứng dụng Trong gia đình:[3] + Như là một chất lỏng là sạch hộ gia đình. + Để loại bỏ mùi hôi, nấm mốc và bụi bẩn trong nhà bếp, nhà vệ sinh. + Tẩy rửa dụng cụ nhà bếp. + Như một tác nhân chống vi khuẩn và chống vi rút.

+ Để xua đuổi côn trùng. + Để làm sạch thảm. + Làm sạch sàn lau nhà + Làm sạch xe ôtô. Sinh viên thực hiện: Thái Ngọc Anh Tuấn Người hướng dẫn: Th.S Trần Thị Yến Anh 3 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Nghiên cứu ảnh hưởng của Garbage Enzyme đến quá trình xử lý nước thải sinh hoạt - Trong nông nghiệp, enzyme rác được sử dụng:[3] + Làm giảm việc sử dụng phân bón hóa học.

+ Như là một loại thuốc trù sâu và thuốc diệt cỏ tự nhiên. + Để chuyển đổi đất cát với đất canh tác màu mỡ. + Làm sạch nước bẩn ở khu chăn nuôi. + Làm sạch không khí xung quanh chuồn trại.

Sử dụng enzyme rác đồng thời còn giúp việc giảm ô nhiễm toàn cầu, không tạo ra sản phẩm thứ cấp. Nước thải sinh hoạt 1. Khái niệm Nước thải sinh hoạt là loại nước được thải ra từ quá trình sử dụng nước hàng ngày như tắm giặt, rửa, vệ sinh… của các hộ gia đình, văn phòng, trường học, bệnh viện… [4] 1. Nguồn phát thải Khu căn hộ cao cấp.

Khu biệt thự. Khu dân cư, thương mại, vui chơi giải trí. Hoạt động chế biến thực phẩm của các nhà hàng, khách sạn, nhà ăn. Các cán bộ công nhân viên phục vụ.

Tình hình phát thải Nước thải sinh hoạt chiếm khoảng 80% tổng số nước thải ở các thành phố, là một nguyên nhân chính gây nên tình trạng ô nhiễm nước và vấn đề này có xu hướng càng ngày càng xấu đi. Tuy đã có cơ sở pháp lý là Luật và Tiêu chuẩn môi trường đối với nước thải sinh hoạt, song hiện trạng nước thải sinh hoạt và xử lý nước thải đang là vấn đề cấp bách cần được đặt ra để từng bước cải thiện tình hình. Hệ thống xử lý nước thải tại các đô thị đã quá lạc hậu, bất cập. Ô nhiễm môi trường do nước thải sinh hoạt gây ra được các chuyên gia môi trường đánh giá đang ở mức rất nghiêm trọng, thực trạng này đã được thể hiện trong nhiều báo cáo của Bộ tài Sinh viên thực hiện: Thái Ngọc Anh Tuấn Người hướng dẫn: Th.S Trần Thị Yến Anh 4 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Nghiên cứu ảnh hưởng của Garbage Enzyme đến quá trình xử lý nước thải sinh hoạt nguyên và Môi trường, của các Ủy ban bảo vệ môi trường lưu vực: sông Cầu, sông Đáy, sông Nhuệ và sông Đồng Nai, báo cáo của các sở tài nguyên môi trường các tỉnh, thành phố trong cả nước và từ thực tế quan sát được ở các sông, hồ nội thành của các thành phố Hà Nội, Đà Nẵng, Hồ Chí Minh.

Tại một số thành phố lớn, thị xã và thị trấn của một số khu vực dân cư có hệ thống cống rãnh thải nước thải sinh hoạt song hệ thống này thường dùng chung với hệ thống thoát nước mưa thải trực tiếp ra môi trường tự nhiên hoặc ao hồ, sông suối hoặc thải ra biển. Hầu như không có hệ thống thu gom và trạm xử lý nước thải sinh hoạt riêng biệt. Sô liệu thống kê cho thấy, trung bình một ngày Hà Nội thải 458000m 3 nước thải, trong đó 41% là nước thải sinh hoạt, 57% là nước thải công nghiệp, 2% nước thải bệnh viện. Chỉ có 4% nước thải được xử lý.

Phần lớn nước thải không được xử lý đổ vào các sông Tô Lịch và Kim Ngưu gây ô nhiễm nghiêm trọng 2 con sông này và các khu vực dân cư dọc theo sông. Theo số liệu đó cách đây gần 10 năm thì nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) tại sông Kim Ngưu cao tới 92,4 mg/l, cũng đã vượt quá tiêu chuẩn cho phép tới 9 lần. Hồ cá tại hai quận Hoàng Mai và Thanh Trì đã bị ô nhiễm nặng do lấy nước từ 2 con sông trên. Không phải chỉ Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh mà ở các đô thị khác như Hải Phòng, Huế, Đà Nẵng, Nam Định, Hải Dương… nước thải sinh hoạt cũng không được xử lý độ ô nhiễm nguồn nước nơi tiếp nhận nước thải đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép, các thông số lơ lửng (SS), BOD; Nhu cầu oxy hóa học (COD); Oxy hòa tan (DO) đều vượt từ 5-10 lần, thậm chí 20 lần TCCP.

Tại các vùng nông thôn, các cụm dân cư (làng, xã) tình hình vệ sinh còn đáng lo ngại. Phần lớn các gia đình không có nhà xí hợp vệ sinh. Hầu hết nước thải sinh hoạt thải trực tiếp ra môi trường tự nhiên. Về tình trạng ô nhiễm nước ở nông thôn và khu vực sản xuất nông nghiệp, hiện nay Việt Nam có gần 76% dân số đang sinh sống ở nông thôn là nơi cơ sở hạ tầng còn lạc hậu, phần lớn các chất thải của con người và gia súc không được xử lý nên thấm xuống đất hoặc bị rửa trôi, làm cho tình trạng ô nhiễm nguồn nước về mặt hữu cơ và vi sinh vật ngày càng cao.

Theo báo cáo của bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, số vi khuẩn E.coli trung bình biến đổi từ 1500 – 3500 MNP/100ml ở các vùng ven sông Tiền và sông Hậu, tăng lên tới 3800 – 12500 MNP/100ml ở các kênh tưới tiêu. Việc thu gom và xử lý nước thải tập trung còn đang gặp rất nhiều bất cập và hạn chế. Công tác xử lý nước thải chưa được đẩy mạnh, tại một số đô thị cũng có xây dựng Sinh viên thực hiện: Thái Ngọc Anh Tuấn Người hướng dẫn: Th.S Trần Thị Yến Anh 5 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Nghiên cứu ảnh hưởng của Garbage Enzyme đến quá trình xử lý nước thải sinh hoạt một số trạm xử lý nước thải cục bộ cho các bệnh viện như (Hà Nội, Hải Phòng, Quảng Ninh, Huế, Đà Nẵng…) nhưng do nhiều nguyên nhân như thiết kế, vận hành, bảo dưỡng, không có kinh phí… mà nhiều trạm xử lý sau một thời gian ngắn hoạt động đã xuống cấp và ngừng hoạt động. Thành phần Thành phần của nước thải sinh hoạt gồm 2 loại: - Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh.

- Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt. Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học. Ngoài ra còn có các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm. Thông số vật lý - Hàm lượng chất rắn lơ lửng Các chất rắn lơ lửng trong nước có thể có bản chất là: Các chất vô cơ không tan ở dạng huyền phù (Phù sa, gỉ sét, bùn, hạt sét); Các chất hữu cơ không tan; Các vi sinh vật (vi khuẩn, tảo, vi nấm, động vật nguyên sinh…).

Sự có mặt của các chất rắn lơ lửng cản trở hay tiêu tốn thêm nhiều hóa chất trong quá trình xử lý. - Mùi Hợp chất gây mùi đặc trưng nhất là H 2S mùi trứng thôi. Các hợp chất khác, chẳng hạn như indol, skatol, cadaverin và cercaptan được tạo thành dưới điều kiện yếm khí có thể gây ra những mùi khó chịu hơn cả H2S. - Độ màu Màu của nước thải là do các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, thuốc nhuộm hoặc do các sản phẩm được tao ra từ các quá trình phân hủy các chất hữu cơ.

Đơn vị đo độ màu thông dụng là mgPt/L (thang đo Pt _Co). Độ màu là một thông số thường mang tính chất cảm quan, có thể được sử dụng để Sinh viên thực hiện: Thái Ngọc Anh Tuấn Người hướng dẫn: Th.S Trần Thị Yến Anh 6 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Nghiên cứu ảnh hưởng của Garbage Enzyme đến quá trình xử lý nước thải sinh hoạt đánh giá trạng thái chung của nước thải. - Nhiệt độ: Nhiệt độ của nước tự nhiên phụ thuộc vào điều kiện khí hậu thời tiết hay môi trường của khu vực. Nhiệt độ nước thải công nghiệp đặc biệt là nước thải của nhà máy nhiệt điện, nhà máy điện nhân thường cao hơn từ 10 – 25 oC so với nước thường.

Nước nóng có thể gây ô nhiễm hoặc có lợi tùy theo mùa và vị trí địa lý.