sử dụng compost trong xử lý môi trường

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Các chất thải hữu cơ thích hợp cho việc ủ phân compost có thành phần thay đổi
rất lớn. Các chất thải đô thò và bùn lắng trong rác thải đô thò thường có thành phần
không đồng nhất. Trong khi đó chất thải từ các nhà máy chế biến thì thành phần
đồng nhất. Quá trình phân huỷ các chất thải hữu cơ diễn ra rất phức tạp theo
nhiều giai đoạn và sản phẩm trung gian.
Ví dụ quá trình phân huỷ protein bao gồm các bước :
Protein  peptides  amino axit  hợp chất amonium  nguyên sinh chất của vi
khuẩn và N hoặc NH
3
.
Đối với hydratcarbon, quá trình phân huỷ xảy ra theo các bước sau :
Hydratcarbon  đường đơn  axit hữu cơ  CO
2
và nguyên sinh chất của vi
khuẩn.
Chính xác là những chuyển hoá hoá sinh xảy ra trong quá trình compost vẫn
chưa được nghiên cứu chi tiết. Quá trình phân huỷ các chất thải hữu cơ trong ủ
compost diễn ra rất phức tạp, có thể phân biệt dựa vào 4 pha sau đây :
−  (Latent phase) : đây là thời gian cần thiết để VSV làm quen và
đònh cư trong môi trường mới.
−  (Growth phase) : thể hiện sự gia tăng sinh học và làm cho
nhiệt độ trong đống ủ tăng lên đến ngưỡng mesophilic.
−  (Thermophilic phase) :đây là giai đoạn nhiệt độ tăng cao nhất.
Trong pha này, các chất thải được ổn đònh và mầm bệnh bò tiêu diệt có hiệu quả

nhất. Có thể biểu diễn phản ứng sinh hoá xảy ra trong pha này bằng phương trình
sau :
CHONS + O
2
+ VSV hiếu khí  CO
2
+ NH
3
+ SP khác + năng lượng
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4
+ SP khác + năng lượng
−  (Maturation phase) : nhiệt độ giảm xuống mersophilic và
sau đó bằng nhiệt độ môi trường. Quá trình lên men thứ cấp diễn ra chậm thích
hợp cho sự biến đổi một vài chất phức tạp thành chất keo và sau đó thành chất
mùn. Quá trình Nitrat hoá với amoni làm sản phẩm trung gian bò oxy hoá sinh học
tạo thành Nitrit (NO
2
-
)và sau cùng là Nitrat (NO
3
-
). Phương trình xảy ra như sau :
(1)

Kết hợp 2 quá trình trên, quá trình nitrat hoá xảy ra theo phản ứng sau :
NH
4
+
+ 2O
2
 NO
3

-
+ 2H
+
+ H
2
O (3)
Vì NH
4
cũng được tổng hợp trong mô tế bào, phản ứng đặc trưng cho quá trình
tổng hợp trong mô tế bào như sau :
NH
4
+
+ 4CO
2
+ HCO
3
-
+ H
2
O  C
5
H
7
O
2
N + 5O
2
(4)
Kết hợp (3) và (4) ta có :

22 NH
4
+
+ 37O
2
+ 4CO
2
+ HCO
3
-
 21 NO
3
-
+ C
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H
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O
2
N + 20 H
2
O + 42H
+
Đồ thò 1 : Biến thiên nhiệt độ của các pha
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Ủ compost là một quá trình sinh học mà các chất hữu cơ có trong CTR sinh
hoạt được biến đổi thành các chất mùn ổn đònh do các hoạt động của các tổ chức
có thể sống trong điều kiện tự nhiên hiện diện trong chất thải. Các tổ chức này
gồm các loại VSV như vi khuẩn, nấm, động vật nguyên sinh (protozoa).
Chất thải hữu cơ được phân huỷ bắt đầu từ sinh vật tiêu thụ bậc 1 như vi khuẩn,

nấm. Sự ổn đònh chất thải do các phản ứng của vi khuẩn thực hiện. Trong thời
gian đầu, vi khuẩn thích hợp với điều kiện mesophilic xuất hiện trước, khi nhiệt
độ tăng vi khuẩn thermophilic xuất hiện chiếm hầu hết các vò trí trong khối ủ.
Thermophilic nấm thường tăng trưởng từ 5 -10 ngày sau khi ủ. Nếu nhiệt độ cao
hơn 65 -70
0
C thì nấm và hầu hết các vi khuẩn bò ức chế và chỉ còn các dạng bào
tử có thể phát triển. Trong giai đoạn cuối cùng, khi nhiệt độ giảm nhóm vi khuẩn
Actinomycetes trở nên chiếm ưu thế làm cho bề mặt đống ủ sẽ xuất hiện màu
trắng hoặc nâu.
Các loại vi khuẩn thermophilic, hầu hết là các loài Bacillus đóng vai trò quan
trọng trong việc phân huỷ protein và hợp chất hydratcarbon . Mặc dù chỉ hoạt
động bên lớp ngoài của đống ủ và chỉ hoạt động vào giai đoạn cuối nhưng nhóm
Actinomycetes đóng vai trò quan trọng trong việc phân huỷ cellulose, lignin và
các chất bền vững khác. Sau giai đoạn tiêu thụ bậc 1 hay sơ cấp thực hiện xong,
các chất này sẽ là thức ăn cho sinh vật tiêu thụ thứ cấp như ve, bọ cánh cứng, giun
tròn, động vật nguyên sinh
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Hệ thống làm phân hữu cơ Lema là một công nghệ kỹ thuật kín được cấp bằng
sáng chế độc quyền. Công nghệ Lema sử dụng các túi lớn có hàm lượng
polyethylene thấp để chứa và bảo vệ CTR hữu cơ, nhằm mục đích đẩy nhanh quá
trình phân hủy sinh học tự nhiên, để sản xuất ra phân bón hữu cơ chất lượng cao,
khí sẽ được thổi vào trong các bao chứa liên tục. Với hệ thống Lema, các khâu từ
xử lý nguyên liệu đầu vào cho đến giai đoạn thành phẩm hữu cơ và các sản phẩm
phụ khác có thể bán được luôn có sự kiểm soát chặt chẽ, đảm bảo độ tin cậy t
giai đoạn thiết kế quy trình đến chất lượng thiết bò.
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Hình 2.3: Quy trình coâng ngheä heä thoáng Compost Lema
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