Luận án nghiên cứu quy trình xử lý bã thải cây gai xanh - Nguyễn Thế Khoa

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THẾ KHOA NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH XỬ LÝ BÃ THẢI CÂY GAI XANH CỦA NHÀ MÁY SẢN XUẤT SỢI DỆT THANH HOÁ ĐẢM BẢO AN TOÀN MÔI TRƯỜNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG THÁI NGUYÊN - NĂM 2024 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THẾ KHOA NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH XỬ LÝ BÃ THẢI CÂY GAI XANH CỦA NHÀ MÁY SẢN XUẤT SỢI DỆT THANH HOÁ ĐẢM BẢO AN TOÀN MÔI TRƯỜNG Ngành: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Mã số: 9.01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Người hướng dẫn khoa học: 1. LÊ NHƯ KIỂU 2. DƯ NGỌC THÀNH THÁI NGUYÊN - NĂM 2024 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, công trình nghiên cứu được sự hướng dẫn của PGS. Lê Như Kiểu và TS.

Dư Ngọc Thành từ năm 2017 đến năm 2024. Các số liệu và kết quả đưa ra trong luận án là trung thực của tác giả nghiên cứu thực hiện đề tài:“Nghiên cứu quy trình xử lý bã thải cây Gai của nhà máy sản xuất sợi dệt Thanh Hoá đảm bảo an toàn môi trường”. Các thông tin trích dẫn trong luận án đã được ghi rõ nguồn gốc. Thái Nguyên, ngày tháng năm 2024 Tác giả luận án Nguyễn Thế Khoa ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, bên cạnh sự nỗ lực của bản thân, còn có sự quan tâm giúp đỡ của gia đình, hai bên nội ngoại, bạn bè đồng nghiệp.

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS. Lê Như Kiểu, Viện Thổ nhưỡng Nông hoá và TS. Dư Ngọc Thành, Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên, những người hướng dẫn khoa học đã dành nhiều thời gian và công sức giúp đỡ cho tác giả trong quá trình thực hiện luận án. Xin chân thành cảm ơn tập thể Lãnh đạo nhà trường, Viện Thổ nhưỡng Nông hoá, Khoa Môi trường và các thầy cô giáo Trường Đại học Nông lâm - Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện thuận lợi để tác giả có thể học tập và nghiên cứu.

Tác giả xin trân trọng gửi lời cảm ơn tất cả những sự giúp đỡ quý báu đó! Thái Nguyên, tháng năm 2024 Tác giả luận án Nguyễn Thế Khoa iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. ii MỤC LỤC. iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT. vii DANH MỤC BẢNG.

viii DANH MỤC HÌNH. xii DANH MỤC ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ. xiii MỞ ĐẦU. Mục đích và yêu cầu của đề tài.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. Đóng góp mới của luận án .2 Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU. Tổng quan về cây Gai xanh. Đặc điểm thực vật học của cây Gai xanh.

Đặc điểm của sợi Gai xanh. Yêu cầu điều kiện ngoại cảnh của cây Gai xanh. Giá trị kinh tế của cây Gai xanh. Tình hình sản xuất, chế biến và xử lý bã thải cây Gai xanh trên thế giới.

Tình hình sản xuất, chế biến và xử lý bã thải cây Gai xanh ở Việt Nam. Sử dụng VSV trong xử lý các hợp chất giàu xenlulo. VSV phân giải xenlulo. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân giải xenlulo của VSV.

Một số nghiên cứu về khả năng ứng dụng các nhóm VSV trong cung cấp dinh dưỡng cây trồng. VSV cố định nitơ. VSV phốt phát vô cơ khó tan hay VSV hòa tan phốt phát (Phosphate Solubilizing Microorganisms - PSM). VSV kích thích sinh trưởng.

Tình hình nghiên cứu, sản xuất phân bón hữu cơ, hữu cơ vi sinh từ phụ phẩm nông nghiệp trên thế giới và Việt Nam. Tình hình nghiên cứu, sản xuất phân bón hữu cơ, hữu cơ vi sinh từ phụ phẩm nông nghiệp trên thế giới. Tình hình nghiên cứu, sản xuất phân bón hữu cơ, hữu cơ vi sinh từ phụ phẩm nông nghiệp tại Việt Nam .38 Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Đối tượng, phạm vi, địa điểm và thời gian nghiên cứu.

Đối tượng nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu. Địa điểm nghiên cứu:. Thời gian nghiên cứu: tháng 08/2018 đến tháng 8/2021.

Nội dung nghiên cứu. Điều tra tình hình sản xuất và chế biến sợi Gai xanh. Hiện trạng môi trường và tình hình xử lý bã thải cây Gai xanh sau thu hoạch. Phân lập và tuyển chọn các chủng VSV có ích để xử lý nguyên liệu và bổ sung tạo phân bón hữu cơ vi sinh.

Nghiên cứu nhân sinh khối VSV phân giải xenlulo, cố định nitơ, phân giải phốt phát khó tan, kích thích sinh trưởng thực vật trên thiết bị lên men 3 lít. Sản xuất các chế phẩm VSV phục vụ cho thử nghiệm. Xây dựng quy trình xử lý bã thải Gai xanh thành phân bón hữu cơ vi sinh. Đánh giá hiệu quả của phân bón hữu cơ vi sinh đến cây Gai xanh tại Thanh Hóa.

Vật liệu và phương pháp nghiên cứu. Vật liệu và thiết bị nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu. Phương pháp xây dựng quy trình xử lý bã thải Gai xanh thành phân bón hữu cơ vi sinh .63 v Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU.

Điều tra tình hình sản xuất và chế biến sợi Gai xanh trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa. Hiện trạng sản xuất, chế biến cây Gai xanh. Diện tích vùng trồng Gai xanh thâm canh. Hiện trạng môi trường và tình hình xử lý bã thải cây Gai xanh sau thu hoạch.

Tính toán khối lượng bã thải cây Gai xanh. Đặc điểm của bãi thải từ cây gai xanh. Tình hình xử lý bã thải cây Gai xanh sau thu hoạch. Phân lập và tuyển chọn các chủng VSV có ích để xử lý nguyên liệu và bổ sung tạo phân bón hữu cơ vi sinh.

Phân lập và tuyển chọn các chủng VSV phân giải xenlulo cao từ các mẫu đất thu thập tại Thanh Hóa. Phân lập và tuyển chọn các chủng VSV có hoạt tính cố định nitơ tự do từ các mẫu đất trồng Gai xanh tại tỉnh Thanh Hóa. Phân lập và tuyển chọn các chủng VSV có khả năng phân giải các hợp chất phốt phát vô cơ khó tan từ các mẫu đất trồng Gai xanh tại tỉnh Thanh Hóa. Phân lập và tuyển chọn các chủng VSV sinh tổng hợp chất kích thích sinh trưởng thực vật từ các mẫu đất trồng Gai xanh tại tỉnh Thanh Hóa.

Đánh giá an toàn sinh học và xác định tên loài các chủng VSV tuyển chọn. Nghiên cứu nhân sinh khối VSV phân giải xenlulo, cố định nitơ, phân giải phốt phát khó tan, kích thích sinh trưởng thực vật trên thiết bị lên men 3 lít. Nghiên cứu nhân sinh khối VSV phân giải xenlulo. Nghiên cứu nhân sinh khối VSV cố định nitơ.

Nghiên cứu nhân sinh khối VSV phân giải phốt phát khó tan. Nghiên cứu nhân sinh khối VSV kích thích sinh trưởng thực vật. Sản xuất các chế phẩm VSV phục vụ cho thử nghiệm. Sản xuất chế phẩm vi sinh phân hủy bã thải sau chế biến cây Gai xanh thành nguồn hữu cơ.

Sản xuất chế phẩm vi sinh chứa VSV có ích (cố định nitơ, phốt phát vô cơ khó tan, sinh chất kích thích sinh trưởng thực vật) để bổ sung vào phân hữu cơ tạo phân bón hữu cơ vi sinh. Xây dựng quy trình xử lý bã thải Gai xanh thành phân bón hữu cơ vi sinh. Nghiên cứu về liều lượng chế phẩm vi sinh và số lần đảo đến thời gian xử lý bã thải Gai xanh và chất lượng phân hữu cơ tạo thành. Nghiên cứu bổ sung phụ gia để nâng cao hiệu quả quá trình ủ nguyên liệu 133 3.

Nghiên cứu bổ sung VSV hữu ích vào phân hữu cơ tạo phân bón hữu cơ vi sinh. Đánh giá chất lượng sản phẩm phân hữu cơ vi sinh tạo thành sau quá trình thử nghiệm trên đống ủ lớn (2 tấn/đống). Xây dựng quy trình xử lý bã thải Gai xanh thành phân bón hữu cơ vi sinh. Đánh giá hiệu quả của phân bón hữu cơ vi sinh đến cây Gai xanh tại Thanh Hóa 145 3.

Ảnh hưởng của bón phân bón hữu cơ vi sinh đến chiều cao cây của giống Gai xanh. Ảnh hưởng của bón phân bón hữu cơ vi sinh đến đường kính thân của giống Gai xanh. Ảnh hưởng của bón phân bón hữu cơ vi sinh đến năng suất thân tươi và năng suất bẹ khô của cây Gai xanh giống. Hiệu quả kinh tế - xã hội, môi trường của việc sử dụng phân bón hữu cơ vi sinh làm từ bã thải cây Gai xanh .147 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .150 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN .152 TÀI LIỆU THAM KHẢO.

Error! Bookmark not defined.153 vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT FAO : Tổ chức nông lương thế giới IAA : Axit Indole -3 -Acetic NFB : Nitrogen Fixing Bacteria NPK : Phân bón N.K NXB : Nhà xuất bản PGPR : Plant Growth Promoting Rhizobacteria PGS : Phó Giáo sư QCVN : Quy chuẩn Việt Nam TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TS : Tiến sĩ UBND : Ủy ban nhân dân VSV : vi sinh vật viii DANH MỤC BẢNG Bảng 1. So sánh chất lượng sợi Gai xanh với các loại sợi tự nhiên khác. Thành phần hóa học của sợi Gai xanh. Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong một số phụ phẩm trồng trọt.

Các công thức đánh giá hiệu quả xử lý bã thải Gai xanh của chế phẩm chứa VSV phân giải xenlulo. Các công thức nghiên cứu bổ sung phụ gia. Hiện trạng trồng cây Gai xanh trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa. Hiện trạng đất trồng cây Gai xanh trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa.

Tính toán khối lượng nguyên liệu đáp ứng công suất tiêu thụ của nhà máy sợi dệt tại Thanh Hoá. Diện tích quy hoạch trồng cây Gai xanh giai đoạn 2018 - 2025 và định hướng đến 2030. Diện tích đất có khả năng thâm canh Gai xanh vùng nguyên liệu đến năm 2025 và định hướng đến năm 2030. Một số chỉ tiêu lý, hóa, sinh học trong bã thải cây Gai xanh.

Số liệu điều tra về sử dụng chất thải cây Gai xanh của nông dân. Các chủng VSV phân lập từ mẫu đất và phân ủ tại Thanh Hóa. Đặc điểm hình thái và khả năng tạo vòng phân giải CMC của các chủng vi khuẩn phân giải xenlulo phân lập. Đặc điểm hình thái và khả năng tạo vòng phân giải CMC của các chủng xạ khuẩn phân giải xenlulo phân lập.

Tỷ lệ giảm khối lượng bã thải trong bình ủ ở nhiệt độ phòng sau 30 ngày. Đặc điểm sinh lý, sinh hóa của các chủng VSV phân giải xenlulo tuyển chọn .