Đánh giá đặc điểm và ứng dụng của Eco-Enzyme được sản xuất từ vỏ họ quả Citrus

ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM VÀ ỨNG DỤNG CỦA ECO-ENZYME ĐƯỢC SẢN XUẤT TỪ VỎ HỌ QUẢ CITRUS

Tóm tắt: Eco-enzyme là sản phẩm điều chế từ quá trình lên men chất hữu cơ, các chất thải hữu cơ đều có thể sử dụng điều chế Eco-Enzyme, nhưng vỏ quả họ Citrus (như vỏ bưởi, cam…) có hiệu quả điều chế tốt hơn. Nên nghiên cứu đã tiến hành điều chế Eco-Enzyme theo tỷ lệ phổ biến 1 kg đường: 3 kg vỏ quả : 10 lít nước sạch. Sau 90 ngày ủ mẫu, Eco-Enzyme có dạng màu vàng và chua nhẹ. Nghiên cứu đã sử dụng tỷ lệ 5% Eco-Enzyme trong nước thải để đánh giá hiệu quả giảm nồng độ chất ô nhiễm (BOD₅ và COD). Sau 5 ngày cho thấy hiệu quả giảm BOD₅ là 41,5% và COD là 31,7%, tỷ lệ này cao hơn nhiều so với nước thải không có Eco_enzyme. Như vậy, Eco_Enzyme có tác dụng mạnh trong việc giảm thiểu cục bộ ô nhiễm nước.

Từ khoá: Eco-Enzyme, BOD, COD, ô nhiễm nước, nước thải.

EVALUATING THE CHARACTERISTICS AND APPLICATIONS OF ECO-ENZYME FROM CITRUS FRUIT PEELS

Abstract: Eco-enzyme is a product formulated from the fermentation of organic substances; organic waste can be used to produce Eco-Enzyme, but the peels of Citrus fruits (such as pomelo and oranges) are more effective for production. The study proceeded to prepare Eco-Enzyme according to the common ratio of 1 kg of sugar: 3 kg of fruit peels: 10 liters of clean water. After 90 days of fermentation, the Eco-Enzyme has a yellow color and a slight sourness.The study used a ratio of 5% Eco-Enzymein wastewater to evaluate the effectiveness of reducing pollutant concentrations (BOD5 and COD). After 5 days, the reduction efficiency of BOD5 was 41.5% and COD was 31.7%, which is much higher than the wastewater without Eco_enzyme. Thus, Eco_Enzyme has a strong effect in locally reducing water pollution.

Keywords: Eco-Enzyme, BOD, COD, water pollution, wastewater.

1. Giới thiệu chung

Khi các vấn đề môi trường ngày càng trở nên xấu đi, hành động để cứu Trái đất đã và đang diễn ra, với Eco-Enzyme là sự góp phần bảo vệ môi trường và đảm bảo sự ổn định của trái đất. Eco-enzyme là một hỗn hợp sinh ra từ quá trình lên men [1]. Sản xuất và sử dụng Eco-enzyme có thể được coi là một giải pháp thay thế cho thải bỏ một phần chất thải hữu cơ được tạo ra.

Trong thực tế, Eco-Enzyme được được sử dụng trong các khu vực nông nghiệp, môi trường và sức khỏe và trong y tế [1, 9]. Đối với lĩnh vực xử lý nước thải, sau khi pha chế 5% Eco-enzyme vào nước thải cho thấy khả năng loại bỏ Nitơ và phốt pho cao trong nước thải sinh hoạt và nước rỉ rác [2, 3], sau 5 ngày hiệu quả giảm nồng độc hất ô nhiễm BOD₅ và COD rất tốt [4]. Ví dụ như nước thải nhà máy đầu cọ sau 6 ngày giảm được 25% hàm lượng COD. Nước thải sinh hoạt cũng có hiệu quả giảm BOD và COD rất tốt [7], với bùn cặn đã cho thấy giảm các thành phần TS ( giảm 32,5%), TDS (giảm 39,5%) và TSS (giảm 33,0%) [5]. Với bùn nuôi trồng thuỷ sản cũng cho thấy hiệu quả giảm 89% tổng lượng chất lơ lửng Chất rắn, 78% chất rắn lơ lửng dễ bay hơi, 88% nhu cầu oxy hóa học, 94% tổng lượng amoniac Nitơ và 97% tổng lượng Phốt pho [8].Tại Việt Nam, Eco-enzyme đã được nghiên cứu và đưa vào ứng dụng, nhưng cho mục tiêu là nước rửa chén bát.

Trong khi đó, Eco-enzyme lại có tác dụng phong phú, phổ biến nhất là khả năng làm sạch, cải tạo đất, xử lý nước thải và bùn thải... Khả năng đa dạng của Eco-Enzyme trong việc cải thiện môi trường sống, nên nghiên cứu đã đi phân tích và đánh giá hiệu quả cảu Eco-Enzyme và ứng dụng của nó trong cuộc sống.

2. Cơ sở lựa chọn phương án nghiên cứu

Nghiên cứu về hiệu quả Eco-Enzyme đã được tiến hành theo các bước:

Bước 1. Thu thập các dữ liệu, phân tích các đặc trưng về Eco-enzyme.
Bước 2. Thực nghiệm điều chế Eco-Enzyme theo tỷ lệ chung.
Bước 3. Phân tích các ứng dụng của Eco-Enzyme
Bước 4. Đánh giá hiệu quả Eco-Enzyme

3. Phân tích thực nghiệm về Eco-Enzyme

Đánh giá đặc điểm và ứng dụng của Eco-Enzymeđược sản xuất từ vỏ họ quả Citrus - Ảnh 1. — Hình 1: Quá trình điều chế Eco-enzyme [1]

3.1 Lựa chọn hình thức điều chế Eco-Enzyme

Khảo sát cho thấy, việc sử dụng Eco-Enzyme với tỷ lệ 1:3:10 (1 kg đường / 3 kg chất hữu cơ / 10 lít nước) cho hiệu quả tạo Eco-Enzyme tốt nhất. Bên cạnh đó, sử dụng vỏ của quả bưởi (họ Citrus) có nhiều ưu điểm về sản phẩm của Eco-Enzyme [1-4].

3.2 Điều chế Eco-Enzyme

Nguyên liệu sử dụng sản xuất Eco-enzyme (Eco-enzyme) được nghiên cứu thực nghiệm bao gồm: Đường (đường thốt nốt hoặc đường nâu): Vỏ quả quả (Vỏ quả bưởi, cam và sả) : nước và tỷ lệ áp dụng: 1:3:10. Thời gian ủ mẫu 90 ngày. Quy trình nghiên cứu được thể hiện như Hình 1. Trong quá trình lên men tạo Eco-Enzyme, thường xuyên mở nắp thùng chứa để thoát khí, nơi đặt bình ủ chỗ thoáng gió, không bị hắt nắng và sử dụng điều kiện nhiệt độ thông thường (từ 25 đến 30 độ C).

3.3 Đánh giá Eco-Enzyme

Mẫu nghiên cứu Eco-Enzyme được ngâm ủ trong 90 ngày, sau thử nghiệm cho thấy độ pH = 2,2, tính acid của Eco-Enzyme rất mạnh.

Đánh giá đặc điểm và ứng dụng của Eco-Enzymeđược sản xuất từ vỏ họ quả Citrus - Ảnh 2. — Hình 2. biểu đồ thay đổi độ pH của nước Eco-enzyme của mẫu thí nghiệm

Mẫu enzyme thành phẩm phân tích tại phòng thí nghiệm thu được

Bảng1. Phân tích các thành phần hóa học của mẫu enzyme thành phẩm

TT	Thông số	Đơn vị	Giá trị
1	pH	–	2,2
2	COD	mg/l	25.000
3	BOD₅	mg/l	14.000

Eco-Enzyme được sản xuất từ sản phẩm vỏ bưởi trong nghiên cứu màu vàng sẫm, mùi chua thanh. Điều này phù hợp các nghiên cứu khác về sử dụng vỏ quả cam, chanh (họ Citrus)… để sản xuất Eco-Enzyme. Màu sắc và mùi vị của Eco-Enzyme từ vỏ quả họ Citrus phù hợp với sử dụng cá nhân, còn các sản phẩm rau quả khác dùng để điều chế Eco-Enzyme thường có màu nâu sẫm, mùi chua nồng hoặc hơi thối.

4. Ứng dụng Eco-Enzym để giảm thiểu ô nhiễm nước thải

Ứng dụng Eco-Enzyme đối với lĩnh vực xử lý nước thải, các nghiên cứu đã thực nghiệm với tỷ lệ 5% và10% Eco-enzyme vào nước thải [2, 3, 7, 8]. Nghiên cứu đã áp dụng tỷ lệ pha chế Eco-Enzyme vào nước thải là 5% để đánh giá. Sau 5 ngày phân tích các hàm lượng pH, BOD₅ và COD để đánh giá.

Quá trình lấy mẫu nước được triển khai tại khu vực có nồng độ ô nhiễm cao, khu giết mổ gia súc ở Chợ Nông Sản Văn Quán, thời điểm lấy mẫu nắng nhẹ, không có gió và các thiết bị được làm sạch trước khi lấy mẫu (Hình 3).

Đánh giá đặc điểm và ứng dụng của Eco-Enzymeđược sản xuất từ vỏ họ quả Citrus - Ảnh 3. — Hình 3: Lấy mẫu nước thải tại Chợ Nông sản Văn Quán, Hà Nội.

Bảng 2. Phân tích các số biểu thị ô nhiễm nước tại thời điểm pha chế

TT	Thông số	Đơn vị	Giá trị
1	pH	6.92
2	COD	mg/l	850
3	BOD₅	mg/l	650

Bảng 3. dữ liệu phân tích chỉ số ô nhiễm nước thải sau 5 ngày

Thông số	Đơn vị	Tỷ lệ pha Eco-Enzyme vào nước thải
		Mẫu gốc		5% Eco-enzyme
		Giá trị	Tỷ lệ giảm (%)	Giá trị	Tỷ lệ giảm (%)
pH	–	7.12	7.26
COD	mg/l	740	12.94	580	31.76
BOD₅	mg/l	560	13.85	380	41.54

Khảo sát cho thấy Kerkar và cs [5] đã phân tích sự giảm COD sau 5 ngày với mẫu tỷ lệ 5% đã giảm được 44%, còn ở mẫu nghiên cứu 32%, điều này gây ra do nồng độ ô nhiễm đầu vào của nghiên cứu và của Kerkar và cs [5] có khác nhau.Việc sử dụng tỷ lệ 5% Eco-Enzyme trong nước thải, cho thấy hiệu quả giảm nồng độ ô nhiễm COD tốt hơn so với khả năng tự làm sạch (mẫu gốc sau 5 ngày) khoảng 2,5 lần.

Đánh giá đặc điểm và ứng dụng của Eco-Enzymeđược sản xuất từ vỏ họ quả Citrus - Ảnh 5. — Hình 5. Quá trình biến đổi nồng độ COD ở các mẫu thí nghiệm

Nghiên cứu cho thấy sự biến đổi nồng độ BOD của nghiên cứu sau 5 ngày Kerkar và cs [5] là 62%, còn mẫu nghiên cứu là 42%, như vậy sự giảm nồng độ BOD có hiệu quả cao hơn giảm COD ở các mẫu nghiên cứu. So sánh giảm nồng độ BOD₅ của mẫu 5% Eco-Enzyme so với mẫu gốc, hiệu quả giảm BOD₅ gấp 3 lần. Nghiên cứu cho thấy phương pháp này phù hợp với xử lý nước thải tại chỗ của hộ gia đình, khu vực chế biến gia súc gia cầm ở chợ, khu giết mổ hoặc tại trạm xử lý nước nhỏ. Mô hình áp dụng được đề xuất như Hình 6:

5. Kết luận

Các đặc tính của Eco-enzyme thay đổi tùy theo thành phần của chúng. Nên khi lựa chọn nguyên liệu cho chế tạo Eco-enzyme cũng ảnh hưởng đến các đặc tính và tính chất của sản phẩm đầu ra. Nghiên cứu đã cho thấy tỷ lệ 5% Eco-Enzyme trong nước thải có hiệu quả giảm thiểu ô nhiễm và thực tế là phù hợp cho quy mô hộ gia đình và khu vực cần giảm thiểu ô nhiễm nước thải trước khi xả môi trường, như khu vực chợ ở nơi giết mổ gia cầm, lò mổ hoặc hộ gia đình sản xuất thực phẩm (bún, phở …).

Nghiên cứu về Eco-Enzyme cần phải được mở rộng và chuyên sâu hơn, đồng thời đánh giá về hiều loại Eco-Enzyme có sử dụng nguyên liệu đầu vào phổ biến khác. Ví dụ sử dụng rau thừa ở các chợ đầu mối, vỏ các loại trí cây khác như café, thanh long… Tiềm năng của Eco-Enzyme cần phải khai thác để giảm thiểu chất thải chất hữu cơ và tăng cường sản phẩm tự nhiên có ích.

Tài liệu tham khảo

[1] Nguyễn Minh Ngọc, Tạ Hồng Ánh, Đào Xuân Quyền, Nguyễn Tiến Thành (2022). Nghiên cứu, đánh giá đặc tính và ứng dụng trong làm sạch của Eco-Enzyme từ vỏ quả họ Citrus. Tạp Chí Khoa Học Và Công Nghệ Thủy Lợi, số 71, trang 1-9.

[2] Fazna Nazim and V. Meera (2013). Treatment of Synthetic Greywater Using 5% and 10% Garbage Enzyme Solution. Bonfring International Journal of Industrial Engineering and Management Science, vol. 3, no. 4, p. 11-117.

[3] Tang, F.E., and Tong, C.W. (2011). A Study of the Garbage Enzyme’s Effects in Domestic Wastewater. World Academy of Science, Engineering, and Technology, vol.60, p.1143-1148.

[4] Fazna Nazim and V. Meera (2013). Treatment of Synthetic Greywater Using 5% and 10% Garbage Enzyme Solution. Bonfring International Journal of Industrial Engineering and Management Science, vol. 3, no. 4, p. 11-117.

[5] Samiksha Shridhar Kerkar và Sahil Sanjeev Salvi (2020). Application of Eco-Enzyme for Domestic Waste Water Treatment. International Journal for Research in Engineering Application & Management (IJREAM), vol.5, iss.11, p.114-116.

[6] M. Hemalatha and P. Visantini (2020). Potential use of eco-enzyme for the treatment of metal based effluent. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 716 (2020) 012-016.

[7] Chin Wen Low, Regina Leong Zhi Ling, Swee-Sen Teo (2021). Effective Microorganisms in Producing Eco-Enzyme from Food Waste for Wastewater Treatment. Applied Microbiology: Theory & Technology，vol. 2, iss. 1, p.28-36.

[8] Olgalizia Galintin, Nazaitulshila Rasit, Sofiah Hamzah (2021). Production and Characterization of Eco Enzyme Produced from Fruit and Vegetable Wastes and its Influence on the Aquaculture Sludge. Biointerface Research in Applied Chemisttry. Vol. 11, iss. 3, p. 10205 – 10214.

[9] Hasnudi, Peni Patriani, Tati Vidiana Sari. (2022). Eco-Enzyme Applications for Biosecurity and Sanitation on Goat Farm in Namorambe District, Deli Serdang Regency. Journal of Saintech Transfer, vol. 5, no. 1, pp.34 –39.

Tác giả: Nguyễn Minh Ngọc, Nguyễn Thanh Phong, Nguyễn Thanh Thư

_{Bộ môn Công nghệ nước, Khoa Kỹ thuật hạ tầng và môi trường Đô Thị, Trường ĐH Kiến trúc Hà Nội.}