NGUYÊN CỨU Ủ PHÂN COMPOST TỪ BÙN THẢI

MỤC LỤC

1


DANH MỤC BẢNG
Bảng 3. 2– Phân tích chỉ tiêu kiêm loại nặng của bùn thải
Bảng 3. 3 – Nguyên liệu và thiết bị sử dụng
DANH MỤC HÌNH
Hình 3. 1 – Sơ đồ cơ bản quá trình ủ compost

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1 Lý do chọn đề tài
Bia là loại nước uống được tạo ra khá lâu đời và là loại nước uống được ưa chuộng trên
thế giới. Ở Việt Nam bia có cách đây trên 100 năm và hiện nay do nhu cầu của thị trường
ngành sản xuất bia có sự phát triển mạnh mẽ. Vì thế, trong những năm gần đây các nhà máy
bia được đầu tư xây dựng ngày càng nhiều. Mặt khác, chính sách của nhà nước khuyến
khích xây dựng ngành sản xuất bia như một ngành kinh tế mạnh giúp tăng nguồn thu ngân
sách nhà nước. Bên cạnh sự tăng trưởng của ngành bia thì vấn đề nước thải là một trong
những vấn đề nan giải cần có cách giải quyết. Theo Tổng Cục Thống Kê trong năm 2010
lượng bia tiêu thụ trên cả nước là 2,416 tỷ lít và lượng bùn thải sinh ra từ quá trình xử lý
nước thải nước cấp là rất lớn và chứa 77-80 % chất hữu cơ. Vì vậy có thể tận dụng lượng
bùn thải sinh học này để ủ compost tạo ra phân bón hữu cơ cho ngành nông nghiệp, tiết
kiệm chi phí xử lý và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

2


Hình 1. 1 – Sản lượng bia qua các năm
Mặt khác theo Bộ Công Thương và tổng cục thống kê, trong năm 2013 tổng lượng cung
phân bón cho ngành nông nghiệp Việt Nam khoảng 10,325 triệu tấn. Trong đó lượng phân

bón sản xuất trong nước đạt 5,08 triệu tấn. Cho thấy nhu cầu tiêu thụ phân bón trong nước
là rất lớn. Hơn nữa phân bón sản xuất cũng như nhập khẩu chủ yếu là phân bón hóa học nên
về lâu dài sẽ ảnh hưởng đến chất độ phì nhiêu của đất, làm xói mòn đất. Từ những vấn đề
trên việc nguyên cứu để phục vụ cho nông nghiệp mang tính cấp thiết và phù hợp với nhu
cầu phát triển của ngành nông nghiệp Việt Nam trong giai đoạn hiện nay và tương lai.
Trong sản xuất phân vi sinh, một trong những yếu tố quan trọng để đạt được hiệu quả
kinh tế là việc lựa chọn chất mang đảm bảo đầy đủ chất dinh dưỡng cho vi sinh vật tồn
tại và phát triển, không gây độc đối với vi sinh vật và cây trồng, đồng thời chất mang
này phải dồi dào, giá thành rẻ, dễ tìm và một trong các chất hữu cơ có thể sử dụng để
sản xuất phân hữu cơ vi sinh đó là lượng bùn thải từ các hệ thống xử lý nước thải.
Dân số trên thế giới ngày càng tăng, nhu cầu cần thiết phục vụ cho cuộc sống ngày
càng nhiều, lượng chất thải cũng như bùn thải thải ra môi trường cũng tăng lên. Thông
thường, lượng bùn thải này được xử lý bằng cách đổ ra biển, đem chôn lấp hay đốt đều
đòi hỏi tốn chi phí rất cao.Trong khi đó, chính lượng bùn thải giàu chất hữu cơ, nitơ,
photpho này có thể được sử dụng như là nguồn dinh dưỡng cho cây trồng. Tại Vương
quốc Anh, hàng năm có khoảng 18 triệu tấn bùn thải được bón cho nông nghiệp như nguồn
phân hữu cơ, cũng như có khoảng hơn 60% lượng bùn thải của Hoa Kỳ được bón cho mùa
màng. Theo tài liệu của Hội đồng liên minh châu Âu (1999-2001), có 40% lượng bùn thải
của các nước châu Âu được tái sử dụng lại cho nông nghiệp. Khi tái sử dụng bùn thải ứng
dụng trong nông nghiệp, nhiều nhà khoa học đã lo ngại đến một số yếu tố tồn tại trong
bùn thải có thể gây tác động ảnh hưởng xấu đến môi trường và sức khỏe của cộng đồng.
Qua nhiều nghiên cứu, phần lớn các nhà khoa học trong lĩnh vực này cho rằng, sự rủi ro khi
đưa bùn thải ứng dụng trong nông nghiệp là không đáng kể. Tuy nhiên, cần phải có những
nghiên cứu phân tích về các chỉ tiêu kim loại nặng (Zn, Cu, Ni, Cr, Pb) giá trị pH đạt yêu
cầu trước khi đưa vào sử dụng. Nghiên cứu tại Quebec (Canada) của một số tác giả cho
thấy, bùn được tạo ra từ quá trình xử lý nước thải sinh họat và nước thải công nghiệp duy trì
được sự phát triển của nhiều dòng vi khuẩn cố định đạm khác nhau bởi vì trong bùn thải có
các thành phần dinh dưỡng và các yếu tố phát triến cho các loài vi khuẩn cố định đạm như
C, N, P, Ni, Cu, Zn...
3

1.2 Tình hình nghiên cứu
Quá trình composting được nghiên cứu và ứng dụng từ lâu trên thế giới. Giai đoạn những
năm 1970 là một giai đoạn đặc trưng của quá trình composting, thời đó nở rộ kỹ thuật mới,
quá trình mới, tối ưu hóa quá trình được nghiên cứu và đề xuất, nhờ đó mở rộng thị trường
ứng dụng loại hình công nghệ này. Một trong những lý do dẫn đến sự phát triển của công
nghệ này là người ta phải trả chi phí khá cao để tiêu diệt mầm bệnh trong chất thải chôn lấp;
hơn nửa nguồn tài nguyên hạn hẹp. Vì vậy ý tưởng sử dụng chất thải hữu cơ để làm giàu
thêm cho đất trồng cũng là động lực quan trọng để nghiên cứu áp dụng công nghệ compost.
Ở Việt nam hiện cũng có nhiều công trình nghiên cứu công nghệ sản xuất compost để
phục vụ cho nông nghiệp. Các nghiên cứu sản xuất compost từ các nguồn nguyên liệu như
chất thải rắn hữu cơ, vỏ cà phê, vỏ sắn... cũng có một số thành công nhất định. Hiện nay có
nhiều địa phương áp dụng quy trình compost để xử lý chất thải với quy mô nhà máy đến hộ
gia đình. Tuy chưa rông rãi lắm nhưng nó cũng cho thấy công nghệ này ngày được xã hội
quan tâm áp dụng.
1.3 Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu công nghệ sản xuất compost từ bùn thải từ quá trình xử lý nước thải của nhà
máy bia để phục vụ cho nông nghiệp. Tái sử dụng chất thải của ngành công nghiệp chế biến
thực phẩm (bùn thải sinh học của nhà máy sản xuất bia) tạo ra sản phẩm hữu ích phục vụ
cho hoạt động sản xuất kinh doanh của con người hướng tới sự phát triển bền vững , các sản
phẩm được tạo ra từ chế phẩm vi sinh đã và đang được nghiên cứu ứng dụng trong nông
nghiệp nhằm bảo vệ môi trường và tạo ra lợi ích kinh tế tối ưu. Góp phần giảm thiểu ô
nhiễm môi trường từ bùn thải.
1.4 Nội dung nghiên cứu
-

Tổng quan về compost.
Tổng quan về bùn thải.
Tổng quan về chế phẩm vi sinh EM.

Nghiên cứu ủ compost bùn thải từ quá trình xử lý nước thải của nhà máy bia trong
điều kiện hiếu khí.

Trong để tài này, nguyên liệu chính là bùn thải ra từ quá trình xử lý nước thải, được thu
gom ủ với điều kiện chế phẩm vi sinh cho vào với liều lượng khác nhau trong điều kiện hiếu
khí với thời gian nhất định nào đó. Sau đó theo dõi, phân tích các chỉ tiêu: pH, nhiệt độ, độ
ẩm, hàm lượng nitơ, hàm lượng photpho để đánh giá lựa chọn mô hình phù hợp nhất, phân
4


tích đánh giá chất lượng compost tạo thành. Từ đó đưa ra các tỷ lệ phối trộn bổ sung các
thành phần dinh dưỡng, các yếu tố vi lượng để nâng chất lượng sản phẩm đạt tiêu chuẩn quy
định.

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
2.1 Tổng quan về compost
2.1.1 Định nghĩa
Composting được hiểu là quá trình phân hủy sinh học hiếu khí các chất thải hữu cơ đến
trạng thái ổn định dưới tác động và kiểm soát của con người, sản phẩm giống như mùn được
gọi là compost. Quá trình diễn ra chủ yếu giống như phân hủy trong tự nhiên, nhưng được
tăng cường và tăng tốc bởi tối ưu hóa các điều kiện môi trường cho hoạt động của vi sinh
vật. Chính xác những chuyển hóa hóa sinh diễn ra trong quá trình composting vẫn chưa
được nghiên cứu chi tiết. Các giai đoạn khác nhau trong quá trình composting có thể phân
biệt theo biến thiên nhiệt độ như sau:
-

Pha thích nghi (latent phase) : là giai đoạn cần thiết để vi sinh vật thích nghi với

-

môi trường mới.
Pha tăng trưởng (growth phase) : đặc trưng bởi sự gia tăng nhiệt độ do quá trình

-

phân hủy sinh học đến ngưỡng nhiệt độ mesophilic (khu hệ vi sinh vật chịu nhiệt).
Pha ưa nhiệt (thermophilic phase ) : là giai đoạn nhiệt độ tăng cao nhất. Đây là giai

-

đoạn ổn định hóa chất thải và tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh hiệu quả nhất.
Pha trưởng thành (maturation phase) : là giai đoạn nhiệt độ đến mức mesophilic và
cuối cùng bằng nhiệt độ môi trường. Quá trình lên mem lần thứ hai xảy ra chậm và
thích hợp cho sự hình thành chất keo mùn (là quá trình chuyển hóa các phức chất
hữu cơ thành mùn) và các chất khoáng (Fe, Ca , N ,..) cuối cùng thành mùn.

5


Hình 2. 1 – Sự biết đổi nhiệt độ trong quá trình ủ phân compost

2.1.2 Các phản ứng hóa sinh xảy ra trong quá trình ủ compost
Quá trình phân hủy chất thải xảy ra rất phức tạp, theo nhiều giai đoạn và sản phẩm trung
gian. Ví dụ quá trình phân hủy protein bao gồm các bước :
Protein => protides => amono acid => hợp chất amonium => nguyên sinh chất của vi khuẩn
và N hoặc NH3
Phản ứng hóa sinh trong trường hợp làm phân compost hiếu khí như sau :

Các phản ứng nitrate hóa, trong đó amoni (sản phẩm phụ của quá trình ổn định hóa chất
thải) bị oxy hóa sinh học tạo thành nitrit ( và cuối cùng thành nitrate (cũng xảy ra như sau:

Kết hợp hai phương trình trên quá trình nitrate diễn ra như sau:
2.1.3 Các yêu tố ảnh hưởng đến quá trình compost
2.1.3.1 Các yếu tố vật lý


Nhiệt độ

Nhiệt độ trong khối ủ là sản phẩm phụ của sự phân hủy các hợp chất hữu cơ bởi vi sinh
vật, phụ thuộc vào kích thước của đống ủ, độ ẩm, không khí và tỉ lệ C/N, mức độ xáo trộn
6


và nhiệt độ môi trường xung quanh. Nhiệt độ trong hệ thống ủ không hoàn toàn đồng nhất
trong suốt quá trình ủ, phụ thuộc vào lượng nhiệt được tạo ra bởi các vi sinh vật và thiết kế
của hệ thống.
Nhiệt độ là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hoạt tính của vi sinh vật trong quá trình
chế biến compost và cũng là một trong các thông số giám sát và điều khiển quá trình ủ chất
thải rắn hữu cơ mà trong đề tài là bùn thải từ nhà mấy bia. Trong luống ủ, nhiệt độ trong
giai đoạn ổn định (vi sinh vật ưa nhiệt) có thể tăng trên 60℃ và ở nhiệt độ này mầm bệnh bị
tiêu diệt. Nhiệt độ tăng trên ngưỡng này sẽ ức chế hoạt động của vi sinh vật. Ở nhiệt độ thấp
hơn, phân hữu cơ sẽ không đạt tiêu chuẩn về mầm bệnh.
Nhiệt độ trong luống ủ có thể điều chỉnh bằng nhiều cách khác nhau như hiệu chỉnh tốc
độ thổi khí và độ ẩm, cô lập khối ủ với môi trường bên ngoài bằng cách che phủ hợp lý, xáo
trộn khối ủ.


Độ ẩm

Độ ẩm (nước) là một yếu tố cần thiết cho hoạt động của vi sinh vật trong quá trình chế

biến phân hữu cơ. Vì nước cần thiết cho quá trình hòa tan dinh dưỡng vào nguyên sinh chất
của tế bào. Độ ẩm tối ưu cho quá trình ủ compost nằm trong khoảng 50-60%. Các vi sinh
vật đóng vai trò quyết định trong quá trình phân hủy nguyên liệu ủ thường tập trung tại lớp
nước mỏng trên bề mặt của phân tử nguyên liệu. Nếu độ ẩm quá nhỏ ( <30% ) sẽ hạn chế
hoạt động của vi sinh vật, còn khi độ ẩm quá lớn (>65%) thì quá trình phân hủy sẽ chậm lại,
sẽ chuyển sang chế độ phân hủy kị khí vì quá trình thổi khí bị cản trở do hiện tượng bít kín
các khe rỗng không cho không khí đi qua, gây mùi hôi, rò rỉ chất dinh dưỡng và lan truyền
vi sinh vật gây bệnh. Độ ẩm ảnh hưởng đến sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình ủ vì nước
có nhiệt dung riêng cao hơn tất cả các vật liệu khác.Độ ẩm thấp có thể đều chỉnh bằng cách
thêm nước vào. Độ ẩm cao có thể điều chỉnh trộn thêm các vật liệu độn có độ ẩm thấp như :
mùn cưa , rơm rạ,...


Độ xốp

Độ xốp là một yếu tố quan trọng trong quá trình chế biến phân hữu cơ. Độ xốp tối ưu sẽ
thay đổi tùy theo loại vật liệu chế biến phân. Thông thường độ xốp cho quá trình diễn ra tốt
khoảng 35-60%, tối ưu là 32-36%.

7


Độ xốp của nguyên liệu ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình cung cấp oxy cần thiết cho quá
trình trao đổi chất, hô hấp của các vi sinh vật hiếu khí và sự oxy hóa các phần tử hữu cơ
hiện diện trong vật liệu ủ. Độ xốp thấp sẽ hạn chế sự vận chuyển oxy nên sẽ hạn chế sự giải
phóng nhiệt và làm tăng nhiệt độ của khối ủ. Ngược lại, độ xốp cao có thể dẫn đến nhiệt độ
trong khối ủ thấp, mầm bệnh không được tiêu diệt. Độ xốp có thể điều chỉnh bằng cách sử
dụng vật liệu tạo cấu trúc với tỉ lệ phối trộn hợp lý.



Kích thước và hình dạng của hệ thống ủ

Kích thước và hình dạng của của hệ thống ủ compost có ảnh hưởng đến sự kiểm xoát
nhiệt độ và độ ẩm cũng như khả năng cung cấp oxy. Chúng ta có thể ủ trong luống dài,
trong đống ủ tròn hoặc trong các thiết bị ủ cơ khí...


Thổi khí

Khối ủ được cung cấp không khí từ môi trường xung quanh để vi sinh vật sử dụng trong
quá trình phân hủy chất hữu cơ, cũng như làm bay hơi nước và giải phóng nhiệt. Nếu khí
không được cung cấp đầy đủ thì khối ủ có thể có những vùng kị khí gây mùi hôi.
Có thể cung cấp khí cho khối phân hữu cơ bằng cách:
-

Đảo trộn
Cắm ống tre
Thải chất thải từ tầng lưu chứa trên cao xuống thấp
Thổi khí

Cấp khí bằng phương pháp thổi khí sẽ đạt hiệu quả phân hủy cao nhất. Tuy nhiên lưu
lượng khí thải phải được khống chế thích hợp. Nếu cấp quá nhiều khí sẽ dẫn đến chi phí cao
và gây mất nhiệt cho khối phân, kéo thêm sản phẩm không an toàn vì có thể chứa vi sinh vật
gây bệnh. Khi pH của môi trường trong khối ủ lớn hơn 7, cùng với quá trình thổi khí sẽ làm
thất thoát N dưới dạng NH3. Trái lại, nếu thổi khí quá ít môi trường bên trong khối ủ trở
thành kị khí. Vận tốc thổi khí cho quá trình ủ compost thường trong khoảng 5-10m 3 khí/tấn
nguyên liệu/giờ.
2.1.3.2 Các yếu tố hóa sinh


Tỷ lệ C/N
8


Có rất nhiều nguyên tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy chất hữu cơ bởi vi sinh vật:
trong đó carbon và nitơ là cần thiết nhất, tỉ lệ C/N là thông số dinh dưỡng quan trọng nhất;
photpho (P) là nguyên tố quan trọng kế tiếp; Lưu huỳnh (S) , canxi (Ca) và các nguyên tố vi
lượng khác cũng đóng vai trò quan trọng trong trao đổ chất của tế bào. Khoảng 20-40%C
của chất thải hữu cơ (trong chất thải nạp liệu) cần thiết cho quá trình đồng hóa thành tế bào
mới, phần còn lại chuyển hóa thành CO 2. Carbon cung cấp năng lượng và sinh khối cơ bản
để tạo ra khoảng 50% tế bào vi sinh vật. Nitơ là thành phần chủ yếu của protein, acid
nucleic, acid amin, enzyme, co-enzyme cần thiết cho sự phát triển và hoạt động của tế bào.
Nếu tỉ lệ C/N của nguyên liệu sản xuất compost cao hơn giá trị tối ưu, sẽ hạn chế sự phát
triển của vi sinh vật do thiếu N. Chúng phải trải qua nhiều chu kì chuyển hóa, oxy hóa phân
carbon dư cho đến khi đạt đến tỉ lệ C/N thích hợp. Do đó, thời gian cho quá trình sản xuất
phân bị kéo dài hơn và cho sản phẩm ít mùn hơn. Theo các nghiên cứu cho thấy, nếu tỉ lệ
C/N ban đầu là 20, thời gian cần thiết cho quá trình làm phân là 12 ngày, nếu tỉ lệ này dao
động khoảng 20-50, thời gian cần thiết là 14 ngày và nếu tỉ lệ C/N =78, thời gian cần thiết là
21 ngày.


Oxy

Oxy cũng là một trong những thành phần cần thiết cho quá trình ủ phân bùn. Khi vi sinh
vật oxy hóa carbon tạo năng lượng, oxy sẽ được sử dụng và khí CO 2sẽ được sinh ra. Khi
không có đủ oxy thì sẽ trở thành quá trình yếm khí và tạo ra mùi hôi như mùi trứng gà thối
của H2S các vi sinh vật hiếu khí có thể sống được ở nồng độ oxy bằng 5%. Nồng độ oxy lớn
hơn 10% được coi là tối ưu cho quá trình ủ phân hiếu khí.


Dinh dưỡng

Cung cấp đủ photpho, kali và một số chất vô cơ khác như:Ca, Fe, Cu,..là cần thiết cho sự
chuyển hóa của vi sinh vật. Thông thường các chất dinh dưỡng này không có giới hạn bởi
chúng hiện diện phong phú trong các vật liệu làm nguồn nguyên liệu cho quá trình ủ
compost.


pH

Giá trị pH trong khoảng 5.5 - 8.5 là tối ưu cho các vi sinh vật trong quá trình ủ compost.
Các vi sinh vật, nấm tiêu thụ các hợp chất hữu cơ và thải ra các acid hữu cơ. Trong giai
đoạn đầu của quá trình ủ compost, các acid này tích tụ và kết quả là làm giảm pH, kìm hãm
9


sự phát triển của nấm và vi sinh vật, kìm hãm sự phân hủy lignin và celluloce. Các acid hữu
cơ tiếp tục bị phân hủy trong quá trình ủ. Nếu hệ thống trở nên hiếm khí, việc tích tụ các
acid có thể làm pH giảm xuống đến 4.5 và gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động của
các vi sinh vật.


Vi sinh vật

Chế biến compost là một quá trình phức tạp bao gồm nhiều loại vi sinh vật khác nhau. Vi
sinh vật trong quá trình chế biến compost bao gồm: actinomycetes và vi khuẩn. Những loại
vi sinh vật này có sẵn trong chất hữu cơ, có thể bổ sung thêm vi sinh vật từ các nguồn khác
để giúp quá trình phân hủy xảy ra nhanh và hiệu quả hơn.
Hiện nay có nhiều chủng vi sinh vật đã được các nhà khoa học nghiên cứu, phân lập dùng

để phân giải các chất hữu cơ một cách hiệu quả. Chúng phân hủy các chất dễ phân hủy như
tinh bột đến các chất khó phân hủy như Lignin và celluloce.
• Vi

sinh vật phân giải Cellulose

Cellulose là thành phần chủ yếu trong tế bào thực vật, chiếm tới 50% tổng số
hydratcacbon trên trái đất. Trong vách tế bào thực vật, Cellulose tồn tại trong mối liên kết
chặt chẽ với các polisaccarit khác; Hemicellulose, Pectin và Lignin tạo thành liên kết bền
vững. Trong điều kiện tự thoáng khí Cellulose có thể bị phân giải dưới tác dụng của nhiều
vi sinh vật hiếu khí. Các loài vi sinh vật như: Cytophaga, Cellulomonas, giống Bacillus,
giống Clostridium, Aspergillus, Penicillium …
• Vi

sinh vật phân giải Lưu huỳnh (S):

Lưu Huỳnh là một trong những chất dinh dưỡng quan trọng của cây trồng. Trong đất nó
thường ở dạng các hợp chất muối vô cơ như: CaSO 4, Na2SO4, FeS2, Na2S…một số ở dạng
hữu cơ. Động vật và người sử dụng thực vật làm thức ăn và cũng biến S của thực vật thành
S của động vật và người. Khi động, thực vật chết đi để lại một lượng S hữu cơ trong đất.
Nhờ sự phân giải của vi sinh vật, S hữu cơ sẽ được chuyển hóa thành H 2S. H2S và các hợp
chất vô cơ khác có trong đất sẽ được Oxy hóa bởi các nhóm vi khuẩn tự dưỡng thành S và
một phần được tạo thành S hữu cơ của tế bào vi sinh vật.

10


Các lọai vi sinh vật phân giải S tiêu biểu như: Thiobacillus thioparus , họ Thirodaceae, họ
Chlorobacteria ceae…
• Vi

sinh vật phân giải PhotPho (P):

Trong tự nhiên, P nằm trong nhiều dạng hợp chất khác nhau. Các hợp chất P hữu cơ
trong đất có nguồn gốc từ xác động vật, thực vật, phân xanh, phân chuồng… Những hợp
chất P hữu cơ này được vi sinh vật phân giải tạo thành những hợp chất P vô cơ khó tan, một
số ít được tạo thành ở dạng dễ tan. Hợp chất P hữu cơ quan trọng nhất được phân giải ra từ
tế bào vi sinh vật là nucleotide. Vi sinh vật phân hủy P hữu cơ chủ yếu thuộc 2 chi Bacillus
và Pseudomonas. Các loài có khả năng phân giải mạnh là: B.megaterium, Serratia,
B.subtilis, Serratia, Proteus, Arthrobster, ...
• Vi

sinh vật phân giải Nito (N):

Nitơ là nguyên tố dinh dưỡng quan trọng không chỉ với cây trồng mà ngay cả đối với vi
sinh vật. Nguồn dự trữ nitơ trong tự nhiên rất lớn, chỉ tính riêng trong không khí nitơ chiếm
khoảng 78,16% thể tích. Người ta ước tính trong bầu không khí bao trùm lên một ha đất đai
chứa khoảng 8 triệu tấn nitơ, lượng nitơ này có thể cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng hàng
chục triệu năm nếu như cây trồng đồng hóa được chúng.
-

Vi sinh vật cố định nito: vi khuẩn Azotobacter, vi khuẩn Beijerinskii , vi khuẩn
Clostridium, Bacillus radicicola , Rhizobium , ..., và các vi sinh vật cố định Nito

-

khác
Vi sinh vật tham gia quá trình Amon hóa : A.proteolytica, Arthrobacter spp,
Baccillus cereus, Staphilococcus aureus, Thermonospora fusca, termoactinomyces

-

vulgarries…
Vi sinh vật tham gia vào quá trình nitrat hóa : Nitrosomonas, Nitrobacter,

-

Thiobacillus denitrificans …
Vi sinh vật tham gia vào quá trình phản Nitrat hóa : Pseudomonas, denitrificans
Ps.Acruginosa, Ps. Stutzeri, Ps. Fluorescens, micrococcus...
• Vi

sinh vật phân giải tinh bột :

Trong rác bể ủ có nhiều loại vi sinh vật có khả năng phân giải tinh bột. Một số vi sinh vật
có khả năng tiết ra môi trường đầy đủ các loại enzym trong hệ enzym amilaza. Ví dụ như
một số vi nấm bao gồm một số loại trong các chi Aspergillus, , Rhizopus. Trong nhóm vi

11


khuẩn có một số loài thuộc chi Bacillus, Cytophaza, Pseudomonas … Xạ khuẩn cũng có
một số các chi Aspergillus, Fusarium, Rhizopus,… có khả năng phân huỷ tinh bột.
• Vi

sinh vật phân giải Lignin:

Lignin là một hợp chất cao phân tử có trong gỗ. Có nhiều nhóm vi sinh vật tham gia phân
hủy hợp chất này, đáng chú ý là loài: Polysticus versicolor, stereum hirsutum, poliota Sp,
lenzies Sp, poria Sp, trametes Sp, panus Sp,…

• Chất

hữu cơ

Vận tốc phân hủy dao động tùy theo thành phần, kích thước,tính chất của chất hữu cơ.
Chất hữu cơ hòa tan thì dễ phân hủy hơn chất hữu cơ không hòa tan. Lignin và cellulose là
những chất phân hủy rất chậm.
Bảng 2. 1- Các thông số quan trọng trong quá trình sản xuất compost hiếu khí
Thông số
Kích thước

Giá trị
Quá trình ủ đạt hiệu quả tố ưu khi kích thước nguyên liệu đạt từ
25 – 75mm

Tỉ lệ C/N

Tỉ lệ C/N tối ưu dao động khoảng 25 – 50
- Ở tỉ lệ thấp hơn, dư NH3 , hoạt tính sinh học giảm
- Ở tỉ lệ cao hơn, chất dinh dưỡng bị hạn chế.

Pha trộn
Độ ẩm

Thời gian ủ ngắn
Nên kiểm soát trong phạm vi 50-60% trong suốt quá trình ủ. Tối ưu
là 55%
Nhằm ngăn ngừa hiện tượng khô, đóng bánh và tạo thành các rảnh
khí, trong quá trình ủ, nguyên liệu phải được xáo trộn định kỳ. Tần

suất đảo trộn phụ thuộc vào quá trình thực hiện.
Nhiệt độ phải duy trì trong khoảng 50-55 đối với một vài ngày đầu
và 55-60 trong những ngày sau đó. Trên 66 hoạt tính của vi sinh vật
giảm đáng kể.

Đảo trộn

Nhiệt độ

Kiểm soát mầm Nhiệt độ 60-70, các mầm bệnh đều bị tiêu diệt
bệnh
12


Nhu cầu
không khí

về

Lượng oxy cần thiết được tính toán dựa trên cân bằng tỷ lượng.
Không khí chứa oxy cần thiết phải được tiếp xúc đều với tất cả các
nguyên liệu sản xuất compost.

Tối ưu ở 7-7.5 . Để hạn chế sự bay hơi Nitơ dưới dạng NH 3, pH
không được vượt quá 8.5.
phân Đánh giá qua sự giảm nhiệt độ vào thời gian cuối.

pH

Mức độ

hủy
Nguồn : Tchobanoglous và công sự,1993

2.1.4 Chất lượng compost
Chất lượng compost được đánh giá dựa vào các yếu tố có lợi nhất cho cây trồng, trong đó
một số yếu tố cơ bản để đánh giá chất lượng compost là:
-

Mức độ lẫn tạp chất ( thủy tinh, đá, plastic, kim loại nặng, chất thải hóa học,...).
Nồng độ các chất dinh dưỡng (dinh dưỡng đa lượng N,P,K; dinh dưỡng trung lượng

-

Ca, Mg, S; dinh dưỡng vi lượng Fe, Zn, Cu, Mn, Mo, Co,..).
Mật độ vi sinh vật gây bệnh (ở mức thấp và không ảnh hưởng đến cây trồng).
Độ ổn định ( độ chín, hoai ) và hàm lượng chất hữu cơ.

2.2 Tổng quan về bùn thải
2.2.1 Định nghĩa
Bùn là dạng chất rắn tách ra từ chất lỏng, bùn thường chứa một lượng nước lớn, đặc tính
của bùn phụ thuộc vào đặc tính của chất lỏng mà nó được tách ra. Dựa vào đặc tính của bùn
có thể chia thành các loại bùn như sau: bùn thải dễ phân hủy sinh học và bùn thải khó phân
hủy sinh học.
Bùn thải dễ phân hủy sinh học được tạo ra từ quá trình xử lý sinh học (còn gọi là bùn sinh
học) hay từ nước thải có hàm lượng hữu cơ cao. Bùn dễ phân hủy sinh học cũng được chia
thành 2 loại: không nguy hại và nguy hại. Bùn thải không nguy hại được tạo ra từ quá trình
xử lý nước thải ở các nhà máy chế biến lương thực thực phẩm, nước thải sinh hoạt. Bùn này
có hàm lượng chất hữu cơ cao, ít chất độc và thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật. Vì
vậy có thể sử dụng làm phân bón cho cây trồng hoặc sử dụng làm nguyên liệu cho quá trình
nuôi cấy vi sinh vật, tạo ra nguồn năng lượng, nhiên liệu có giá trị... Bùn thải nguy hại được

tạo ra từ hệ thống nước thải bệnh viện, các khu nghiên cứu… đối với loại bùn thải này phải
13


được xử lý nghiêm ngặt bằng phương pháp thiêu đốt trước khi chôn, tuyệt đối không được
tận dụng cho mục đích nông nghiệp. Bùn thải khó phân hủy sinh học là bùn thải chứa nhiều
hợp chất khó phân hủy hay các chất độc.
Bùn thải khó phân hủy sinh học được chia thành 2 nhóm: nhóm có khả năng xử lý
thường và nhóm không thể xử lý được. Bùn thải có khả năng xử lý thường áp dụng
phương pháp thu hồi một số chất sau đó thiêu đốt, đóng rắn để tạo ra sản phẩm mới phục vụ
con người. Bùn thải không thể xử lý được là các loại bùn chứa chất phóng xạ và các chất
độc dễ phát tán trong môi trường và phải xử lý bằng phương pháp đóng rắn và chôn lấp theo
quy định.
2.2.2 Đặc tính của bùn thải
Thành phần của bùn:
-

Hàm lượng hợp chất vô cơ và hữu cơ cao.
Mật độ vi sinh vật cao.
Kim loại nặng: As, Cd, Zn, Pb, Cu, Ni, Cr…
Hóa chất hữu cơ tổng hợp.
Các chất lơ lửng.
Các thành phần khác: tùy từng ngành công nghiệp như chứa các chất phóng xạ, chất
độc,…

Trong bùn thải có chứa một hàm lượng chất dinh dưỡng được sử dụng như nguồn nguyên
liệu để sinh tổng hợp các hợp chất có hoạt tính sinh học và tổng hợp nguồn năng lượng mới.
Hiện nay, bùn thải được ứng dụng nhiều không chỉ ở các nước phát triển mà cả những nước
đang phát triển nhằm giảm thiểu lượng bùn thải được thải ra hàng triệu tấn/năm, góp phần
bảo vệ môi trường.

2.2.3 Tổng quan về bùn thải ở nước ta:
Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp đặc biệt là công nghiệp chế
biến thực phẩm thì vấn đề chất thải từ các ngành này đang là một mối quan tâm lớn. Tại
Việt Nam, đối với ngành chế biến nông sản, lương thực thực phẩm đã có rất nhiều các công
trình nghiên cứu về công nghệ xử lý nước thải, nhiều trạm xử lý nước thải đã được xây
dựng và đi vào hoạt động để xử lý nước cấp, nước thải cho các nhà máy sản xuất bia, bột
ngọt , chế biến tinh bột, chế biến nông sản, chế biến thủy sản. Tuy nhiên, chúng ta mới chỉ
tập trung quan tâm đến vấn đề xử lý nước mà vẫn chưa có nhiều nghiên cứu về xử lý bùn
thải cho các trạm xử lý trên. Bùn thải sau khi xử lý phần lớn được thu gom và chuyển đến
14


các bãi chôn lấp hoặc dùng làm phân bón cho nông nghiệp. Bên cạnh đó trong quá trình xử
lý nước bằng bùn hoạt tính có khoảng 30 - 40% các chất hữu cơ được chuyển thành dạng
bùn, nếu không có biện pháp xử lý thích hợp sẽ gây ra tái ô nhiễm môi trường.
Tại Tp Hồ Chí Minh, tổng khối khối lượng bùn thải ước tính từ 3.000 – 4.000 m 3/ngày
đêm (tương đương từ 5.000 - 6.000 tấn/ngày đêm). Bùn thải các loại trên thường đổ xả để
có chi phí thấp nhất. Ước tính chi phí xử lý các loại bùn trên khoảng 300.000đồng/tấn và
trên dưới 1.000 tỉ đồng/năm, thậm chí còn cao hơn.
Tại Hà Nội, bên cạnh việc xả thẳng bùn thải ra các bãi đất trống, tình trạng xả chất thải
xuống các dòng sông cũng diễn ra nghiêm trọng không kém. Do lượng nước thải sinh hoạt
và nước thải công nghiệp xả trực tiếp không đủ làm lưu thông dòng chảy, nên chất thải hữu
cơ đổ xuống sông đều lắng tại chỗ, gây ô nhiễm, khiến cho cả bốn con sông Tô Lịch, Kim
Ngưu, Lừ, Sét trở nên ô nhiễm nghiêm trọng. Bên cạnh đó, khi tiến hành nạo vét sông, khối
lượng bùn thải khổng lồ này lại được đổ trực tiếp tại các bãi đổ ở ngoại thành mà chưa qua
quá trình loại bỏ chất độc hại, tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm không khí, nguồn nước…
2.3 Tổng quan về chế phẩm vi sinh EM
2.3.1 Định nghĩa
EM là chế phẩm sinh học tập hợp hơn 80 chủng vi sinh vật khác nhau. EM (Effective
Microorganisms) có nghĩa là các vi sinh vật hữu hiệu. Chế phẩm này do Giáo sư Tiến sĩ

Teruo Higa - trường Đại học Tổng hợp Ryukyus, Okinawoa, Nhật Bản sáng tạo và áp dụng
thực tiễn vào đầu năm 1980. Trong chế phẩm này có khoảng 80 loài vi sinh vật kỵ khí và
hiếu khí thuộc các nhóm: vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, nấm mốc, xạ
khuẩn. 80 loài vi sinh vật này được lựa chọn từ hơn 2000 loài được sử dụng phổ biến trong
công nghiệp thực phẩm và công nghệ lên men. Tiến sỹ Lê Khắc Quảng, Giám đốc Trung
tâm Phát triển công nghệ Việt-Nhật, đã chuyển giao công nghệ này vào Việt Nam.


Trong trồng trọt :

EM có tác dụng đối với nhiều loại cây trồng (cây lương thực, cây rau màu, cây ăn quả…)
ở mọi giai đoạn sinh trưởng, phát triển khác nhau. Những thử nghiệm ở tất cả các châu lục
cho thấy rằng EM có tác dụng kích thích sinh trưởng, làm tăng năng suất và chất lượng cây
trồng, cải tạo chất lượng đất. Cụ thể là:
-

Làm tăng sức sống cho cây trồng, tăng khả năng chịu hạn, chịu úng và chịu nhiệt.
15


-

Kích thích sự nảy mầm, ra hoa, kết quả và làm chín (đẩy mạnh quá trình đường

-

hoá).
Tăng cường khả năng quang hợp của cây trồng.
Tăng cường khả năng hấp thụ và hiệu suất sử dụng các chất dinh dưỡng.
Kéo dài thời gian bảo quản, làm hoa trái tươi lâu, tăng chất lượng bảo quản các loại

-

nông sản tươi sốngchế phẩm sinh học.
Cải thiện môi trường đất, làm cho đất trở nên tơi xốp, phì nhiêu.
Hạn chế sự phát triển của cỏ dại và sâu bệnh.



Trong chăn nuôi :
-

Làm tăng sức khoẻ vật nuôi, tăng sức đề kháng và khả năng chống chịu đối với các

-

điều kiện ngoại cảnh.
Tăng cường khả năng tiêu hoá và hập thụ các loại thức ăn.
Kích thích khả năng sinh sản.
Tăng sản lượng và chất lượng trong chăn nuôi.
Tiêu diệt các vi sinh vật có hại, hạn chế sự ô nhiễm trong chuồng trại chăn nuôi.

Điều kỳ diệu ở đây là: EM có tác dụng đối với mọi loại vật nuôi, bao gồm các loại gia súc,
gia cầm và các loài thuỷ, hải sản.


Trong bảo vệ môi trường :

Do có tác dụng tiêu diệt các vi sinh vật gây thối (sinh ra các loại khí H 2S, SO2, NH3…)
nên khi phun EM vào rác thải, cống rãnh, chuồng trại chăn nuôi…sẽ khử mùi hôi một cách

nhanh chóng. Đồng thời số lượng ruồi, muỗi, ve, các loại côn trùng bay khác giảm hẳn số
lượng. Rác hữu cơ được xử lý EM chỉ sau một ngày có thể hết mùi và tốc độ mùn hoá diễn
ra rất nhanh. Trong các kho bảo quản nông sản, sử dụng EM có tác dụng ngăn chặn được
quá trình gây thối, mốc. Các nghiên cứu cho biết chế phẩm EM có thể giúp cho hệ vi sinh
vật tiết ra các enzyme phân huỷ như lignin peroxidase. Các enzyme này có khả năng phân
huỷ các hoá chất nông nghiệp tồn dư, thậm chí cả dioxin. Do những tác động trên, EM có
thể sử dụng rất rộng rãi trong phát triển nông nghiệp, chăn nuôi, thuỷ sản, trong làm sạch
môi trường, góp phần tạo lập sự bền vững cho nông nghiệp và môi trường, góp phần bảo vệ
sức khỏe cộng đồng.
2.3.2 Chế phẩm sử dụng trong đề tài

16


Chế phẩm bổ sung cho quá trình ủ compost trong đề tài là chế phẩm BIO-EM có thể
dùng để bổ sung nguồn vi sinh vật cho các nguồn nguyên liệu khác nhau ( rác thải sinh hoạt,
bùn thải, phế phẩm nông nghiệp,…) để sản xuất compost.
 Thành phần, tính chất:
Là sản phẩm có dạng bột, gồm vi sinh vật: Bacillus sp, Lactobacillus sp, Streptomyces sp,
Saccharomyces sp, Aspergillus sp, Nitrobacter sp, Nitrosomonas sp…có vai trò phân hủy
mạnh mẽ các chất hữu cơ như: cenllulose, tinh bột, protein, lipit, pectin, kitin…Có khả năng
tiêu diệt vi trùng gây bệnh làm cho vi trùng gây bệnh không tồn tại lâu dài và phát triển
trong môi trường nước.
 Khả năng ứng dụng chế phẩm :
BIO-EM gồm tổ hợp chủng vi sinh vật được phân lặp sản xuất lên men từ hệ thống lên men
từng chủng vi sinh vật, hoạt tính của các chủng vi sinh vật chứa trong BIO-EM cao.
-

Tổng số vi sinh vật: ≥ 109 cfu/g.
Xử lý nhanh nguồn nước ô nhiễm.

Phân giải nhanh chất thải hữu cơ.
Xử lý làm sạch hệ thống xử lý nước thải.
Khử mùi hôi chất thải hữu cơ.
Phân hủy các thành phần khó tiêu như: Protein, Tinh Bột, cenllulose, Kitin, Pectin,

-

lipit,…
Chuyển hóa thành phần khó tiêu thành dễ tiêu trong nước thải.
Giảm chỉ số COD, BOD, TSS… khi sử dụng chế phẩm.
Khôi phục lại hệ vi sinh trong hệ thống xử lý và môi trường.
Diệt mầm bệnh và các vi khuẩn gây mùi hôi thối.

17


CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 Mục tiêu
Mục tiêu của quá rình ủ compost là Ổn định sinh học, giản thể tích và khối lượng bùn
thải, làm khô, loại bỏ tối đa các chất độc đối với thực vật, hạt hay những thành phần của cây
và tiêu diệt các mầm bệnh.
3.2 Phân tích thành phần bùn thải
Thành phần dinh dưỡng của bùn lắng bao gồm các thành phần photpho, nitơ, kali, mùn…
đây là các yếu tố quan trọng để đánh giá khả năng có thể tận dụng bùn lắng làm phân bón
hữu cơ trong nông nghiệp. Từ đó đưa ra một số tiêu chuẩn: nếu sử dụng bùn lắng làm phân
bón hữu cơ thì thành phần các chất dinh dưỡng cần đạt tổng N: 0,3-0,8%; tổng P: 0,1-0,2%;
tổng K: 0,2-0,3%; CaO: 0,4-1,8%; C/N: 20-50%. Từ nguồn nguyên liệu được thu gom ta
tiến hành phân tích các chỉ tiêu để xác định thành phần phối trộn hợp lý cho quá trình
compost và kết quả chỉ tiêu về hóa lý của nguyên liệu bùn thải nhà máy bia việt nam như
sau:

Bảng 3. 1- Phân tích các thành phần dinh dưỡng của bùn thải
STT
1
2
3
4
5

CHỈ TIÊU
Tổng N
Tổng P
Tổng K
pH
C/N

ĐƠN VỊ
%
%
%
%

KẾT QUẢ
1,86
7,17
0,108
6,5
6

Nguồn: Trung tâm nghiên cứu khoa học kỹ thuật và khuyến nông
Dựa vào thành phần dinh dưỡng phân tích được trong bùn thải ở Bảng 3. 1 so với chỉ tiêu

thành phần dinh dưỡng bùn thải khi sử dụng làm phân bón (Trung tâm nghiên cứu Khoa học
kỹ thuật và Khuyến nông), Từ đó có nhận xét như sau: hàm lượng Nitơ (N) của bùn thải là
1,86%; hàm lượng photpho (P) của bùn thải là 7,17% so với thành phần dinh dưỡng bùn
thải khi sử dụng làm phân bón lần lượt tương ứng là > 0,3%; > 0,2%, vì vậy, có thể kết
luận bùn thải thuộc vào loại khá giàu dinh dưỡng và đạt chất lượng về dinh dưỡng để dùng
18


làm phân bón hữu cơ. Hàm lượng kali (K) của bùn thải là 0,108%, so với thành phần dinh
dưỡng bùn thải khi sử dụng làm phân bón cần phải đạt từ 0,2-0,3%, có nghĩa là không đạt
chất lượng về hàm lượng K.
Ngoài ra, trong bùn thải còn có các chất ô nhiểm vi lượng là các chất thông thường ở nồng
độ rất nhỏ (ppm), tuy nhiên, chúng lại gây những ảnh hưởng rất đáng kể do chúng là các
chất rất khó phân hủy sinh học, có độc tính cao, có khả năng tích lũy (bioaccumulation) và
khếch đại (biomagnification) theo chuỗi thức ăn sinh học, một số chất có khả năng gây ung
thư và biến đổi gen.
Bảng 3. 2– Phân tích chỉ tiêu kim loại nặng của bùn thải
Hàm lượng kim loại nặng
Chỉ
tiêu
phân
tích

Hàm lượng kim loại nặng của bùn thài từ nhà máy
Bia Việt Nam (Kết quả kiểm nghiệm - mã số
242/AS - Cetnarm - Trường đại học Nông lâm tp.
Hồ Chí Minh)
Hàm

trong bùn của các trạm

xử lý nước thải dùng làm
phân bón trong nông
nghiệp

lượng

Phương pháp

Hàm lượng

Zn

(mg/kg)
856,89

ACIAR ASS 019-2007

(mg/kg)
2550

Cu

89,60

ACIAR ASS 007-2007

704

Ni

43,20

ACIAR ASS 014-2007

58

Cr

200,46

ACIAR ASS 006-2007

176

Pb

8,88

ACIAR ASS 015-2007

492

Co

2,99

ACIAR ASS 005-2007

Fe

2800

AOAC 990.08-2000

Mn

93,55

ACIAR ASS 012-2007

Cd

12

Hg

6

Nguồn: Trung tâm nghiên cứu khoa học kỹ thuật và khuyến nông
Sau khi phân tích mẫu bùn thải Bảng 3. 2 với hàm lượng Cu, Zn, Ni và Pb lần lượt là 89,6
mg/kg, 856,98 mg/kg, 43,2 mg/kg, 8,88 mg/kg so với hàm lượng Cu, Zn, Ni và Pb trong
bùn của các trạm xử lý nước thải dùng làm phân bón trong nông nghiệp Bảng 3. 2 lần lượt
704 mg/kg, 2550 mg/kg, 58 mg/kg, 492 mg/kg. Như vậy, mẫu bùn thải đã đạt được hàm
lượng kim loại nặng cho phép để làm phân bón và hàm lượng kim loại nặng này cũng là vi
lượng cần thiết cho cây trồng. Hàm lượng Cu cần thiết cho quá trình tổng hợp
19


leghemoglobin, khi thiếu đồng, cây bộ Đậu thường tạo ra những nốt sần nhỏ bé và nằm rãi
rác trên khắp bộ rễ. Hàm lượng Co đạt 2,99 mg/l, Co cũng có tác dụng đáng kể đối với việc

nâng cao sản lượng và nâng cao hoạt động cố định nitơ của cây bộ Đậu. Fe đạt 2800 mg/l.
Fe, Co, Cu... có tác dụng như những chất trung gian vận chuyển điện tử trong quá trình oxy
hóa khử có enzyme xúc tác. Mn đạt 93,55 mg/kg cũng được coi là nguyên tố vi lượng cần
thiết đối với vi khuẩn nốt sần.
Hàm lượng Cr trong mẫu bùn chúng tôi phân tích được là 200,46 mg/kg cao hơn so với hàm
lượng Cr 176 mg/kg Bảng 3. 2
3.3 Quy trình tiến hành và theo dõi
3.3.1 Nguyên liệu và thiết bị
Bảng 3. 3 – Nguyên liệu và thiết bị sử dụng
Thiết bị

Nguyên liệu

Thùng ủ

Bùn thải

Hệ thống dẫn khí

Mùn cưa

Nhiệt kế

Chế phẩm sinh học BIO-EM

Bút đo pH

Nước

Bình Phun

3.3.2 Chuẩn bị
Sau khi chuẩn bị các nguyên liệu và thiết bị đã được liệt kê ở Bảng 3. 3 ta tiến hành và bố
trí thí nghiệm ủ compost.
-

Lắp đặt hệ thống thổi khí đã được khoan lỗ vào đáy thùng.
Giảm độ ẩm bùn thải sau khi thu gom bằng cách trải mỏng phơi cho cho tới khi độ

-

ẩm giảm còn 50-60%.
Hoạt hóa chế phẩm sinh học: Tiến hành hoạt hóa men vi sinh bằng cách cho nước
vào chế phẩm sinh học BIO-EM và tiến hành khuất tan đều, che đậy tránh ánh sáng
bụi bẩn bay vào sau đó để vi sinh vật lên men sau 3-4 này.
20


-

Phối trộn nguyên liệu bùn thải (trên), mùn cưa, phân gà, chế phẩm sinh học BIO-

-

EM
Tiến hành phối trộn cho vào thùng xốp.

3.3.3 Thuyết minh quá trình ủ compost

Hình 3. 1 – Sơ đồ cơ bản quá trình ủ compost

Bước 1: Phối trộn nguyên liệu
Bùn thải trộn đều với mùn cưa (mùn cưa chứa C cao và giúp tạo lỗ hổng trong bùn và
giúp tăng sự lưu thông không khí). Sau đó rưới đều chế phẩm sinh học BIO-EM đã hoạt hóa
lên dung dịch bằng cách rải 1 phần hỗn hợp bùn, mùn cưa đã trộn rồi tưới đều chế phẩm lên
lớp hỗn hợp đã rải. Cứ tiếu tục từng lớp như thế cho đến khi hoàn thành. Trong quá trình
rưới ta thực hiện xáo trộn để chế phẩm được phân phối đều lên nguyên liệu ủ.
Bước 2: Ủ compost bằng phương pháp hiếu khí
Sau khi đã phối trộn nguyên liệu xong ta cho nguyên liệu vào thùng xốp đã lắp đặt hệ
thống bơm và dẫn khí và tiến hành ủ compost. Trong quá trình ủ luôn theo dõi các thông số
( nhiệt độ, thể tích,pH, độ ẩm…) và ghi kết quả hằng ngày.
-

Kiểm soát nhiệt độ

Cần cắm nhiệt kế để theo dõi nhiệt độ hằng ngày trong suốt quá trình ủ và ghi kết quả.
Họat động của vi sinh vật hiệu quả trong khỏang nhiệt độ từ 65 – 70 oC trong khoảng 1- 3
21


ngày. Nhiệt độ trên 70 sẽ ức chế họat động này. Nhiệt độ trên 80 sẽ làm chết hầu hết các vi
sinh vật và quá trình compost sẽ dừng lại. Nhiệt độ dưới 65 là thích hợp nhất cho quá trình
compost và cũng đảm bảo loại bỏ các mầm bệnh trong nguyên liệu ủ. Vì thế cần duy trì
nhiệt độ này trong ít nhất là 3 ngày. Sau tuần thứ nhất nhiệt độ sẽ giảm và quá trình compost
cũng chậm lại. Quá trình sẽ chuyển qua giai đọan thực vật với nhiệt độ từ 45 – 50 và các vi
sinh vật khác sẽ giữ vai trò chuyển hóa cho đến khi bùn trở thành compost.
-

Kiểm soát độ ẩm

Vi khuẩn lấy các dưỡng chất chỉ khi nó được phân hủy thành ion trên mặt phân tử nước.

Vì thế độ ẩm giữ 1 vai trò quan trọng. Để đảm bảo tốc độ phân hủy cần duy trì độ ẩm trong
các bể compost ở mức 40 – 60%.
-

Xác định pH 3 ngày 1 lần và ghi nhận kết quả.

pH được xác định bằng phương pháp lấy 1 khoảng 1 g mẫu ủ hoàn tan trong 30 ml nước
cất và dùng bút do pH để xác định pH trong mẫu.
-

Cung cấp không khí trong quá trình ủ

Trong suốt quá trình ủ phải đảm bảo cung cấp đầy đủ không khí. Trong vài ngày đầu
lượng vi sinh vật hiếu khí tăng trưởng rất nhanh nên cần nhiều oxy. Việc thiếu oxy sẽ làm
tăng trưởng vi sinh vật kỵ khí và làm xuất hiện mùi hôi, đồng thờilàm chậm quá trình
compost. Vì thế phải lưu ý để luôn đảm bảo lượng không khí được cung cấp đầy đủ.
-

Xác định độ sụt giảm thể tích

Đo chiều cao mặt thoáng bên trong mô hình ủ mỗi ngày để xác định độ sụt giảm thể tích
hằng ngày.
Bước 3: Phối trộn phụ gia (N, P, K,…)
Sau khi ủ compost xong ta thu được phân hữu cơ vi sinh, kiểm tra độ ẩm khoảng 30% (có
thể hong khô tự nhiên). Phân hữu cơ vi sinh thu được có thể dùng để sử dụng trực tiếp bón
cây và cải tạo đất hoặc có thể bổ sung phối trộn với các hợp chất khoáng đa, trung, vi lượng
và phụ gia thường dùng trong sản xuất phân bón (N, P, K, các hợp chất sulphate vi lượng,
dolomit...) cho tường loại cây trồng.
Bước 4: Lưu trữ và tiêu thụ sản phẩm

22


Phân hữu cơ vi sinh sau khi phối trộn phụ gia phù hợp với từng loại cây trồng thì ta tiến
hành đóng gói lưu trữ và tiêu thụ sản phẩm.

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN
Việc sản xuất phân bón từ bùn thải hay một số phẩm phẩm nông nghiệp khác được ứng
dụng khá nhiều, và mang lại lợi ích cho kinh tế và môi trường. Lợi ích trước mắt là xử lý ô
nhiễm môi trường khi hấp thụ mùi và phân hủy chất hữu xơ dễ bay hơi. Góp phần làm sạch
môi trường, có thêm nguồn phân hữu cơ để bón cho cây trồng với chi phí thấp vì dễ làm, có
thể tận dụng các nguồn nguyên, vật liệu sẵn có tại địa phương. Ngoài cung cấp dinh dưỡng
cho cây trồng, phân compost còn cung cấp thêm chất mùn, nguồn hữu cơ vừa có tác dụng
cải tạo (làm cho đất tơi xốp, thông thoáng, tăng số lượng và khả năng hoạt động của các vi
sinh vật hữu ích trong đất, tăng độ phì cho đất) và bảo vệ đất (giữ ẩm, giữ nước tốt, chống
xói mòn, chống rửa trôi đất, chống chai cứng đất…).
Công nghệ vi sinh vật xử lí chất thải là một trong những hướng phát triển ưu tiên hàng
đầu trong đó chú trọng sử dụng các công nghệ sạch tạo đà cho việc phát triển bền vững. Các
quá trình xử lí chất thải bằng biện pháp sinh học mà vai trò chính là sự đóng góp của các
loài vi sinh vật nhằm bảo vệ các giá trị của môi trường thiên nhiên. Dựa trên cơ sở loại bỏ
hỗn hợp nhiều chất có trong chất thải và tái sử dụng chúng. Ứng dụng công nghệ vi sinh vật
xử lí chất thải sẽ tăng cường khả năng phân hủy các chất, giảm thời gian phân hủy dẫn đến
giảm giá thành sản phẩm. Tóm lại, công nghệ vi sinh vật xử lí chất thải là sự phát triển của
công nghệ sinh học nhằm ứng dụng vi sinh vật và các cấu phần của tế bào vi sinh vật để sản
xuất các chế phẩm có giá trị mới và ứng dụng các quá trình công nghệ mới, thích hợp trong
bảo vệ và phục hồi chất lượng môi trường sống của con người.

23

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. GS.TS. Trần Hiếu Nhuệ - Hà Nội 2001 - Quản lý chất thải rắn - NXB Xây Dựng
2. Lê Phi Nga và cộng sự - Giáo trình công nghệ sinh học môi trường – NXB Đại học quốc
gia TP.HCM, 2010
3. Võ Thị Kiều Thanh và cộng sự - Nghiên cứu sản xuất phân vi sinh cố định đạm từ bùn
thải nhà máy bia việt nam – Tạp Chí Sinh Học, 2012
4. PGS.TS Hoàng Kim Cơ – Kỹ thuật môi trường – NXB Khoa Học Kỹ Thuật
5. PGS.TS Lê Gia Huy – Giáo trình công nghệ vi sinh vật xử lý chất thải – NXB Giái Dục,
2010
6. Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 2001. Tuyển tập tiêu chuẩn Việt Nam, tập 3.
Trung tâm Thông tin Nông nghiệp và Phát triển nông thôn.

24