Nghiên cứu thiết kế thiết bị composter xữ lý rác hữu cơ thành phân compost bằng phương pháp hiếu khí

CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Hằng ngày nƣớc ta thải ra hàng ngàn tấn rác và trong đó rất nhiều chất hữu
cơ phân hủy đƣợc nhƣ rau, củ, quả, rau, cơm thừa… Những chất này nếu không
đƣợc xử lý đúng cách hoặc không đƣợc xử lý thì sẽ gây mùi và ô nhiễm môi trƣờng
nghiêm trọng. Mặt khác nếu chúng ta xử lý đúng cách thì nguồn hữu cơ này là một
nguồn phân bón rất tốt cho cây trồng trong vƣờn và ngành nông nghiệp của nƣớc ta.
Chúng sẽ thay thế tốt nguồn phân bón vô cơ.
Để trả lại độ phì nhiêu cho đất biện pháp cấp thiết đó là sử dụng sản phẩm
phân hữu cơ chế biến từ các nguồn khác nhau, đây chính là giải pháp hay nhất hiện
nay có thể giải quyết đƣợc các vấn đề trên. Phân bón hữu cơ dựa vào các chủng vi
sinh vật sẽ phân giải các chất hữu cơ, phế thải, rác thải, phế phẩm công nông
nghiệp,… tạo ra sinh khối, sinh khối này rất tốt cho cây cũng nhƣ cho đất, giúp cải
tạo làm đất tơi xốp. Mặt khác với mức sống trung bình của một ngƣời nông dân
hiện nay khó có thể dùng các loại phân bón cho cây trồng với giá cả cao nhƣ vậy, sự
ra đời của phân hữu cơ đã đáp ứng đƣợc mong muốn của ngƣời nông dân, vừa tăng
năng suất lại hợp túi tiền. Trong khi đó, nguyên liệu để sản xuất phân hữu cơ từ chất
thải rắn ít chịu ảnh hƣởng về mặt giá cả trên thị trƣờng giúp ngƣời dân yên tâm hơn
trong việc đầu tƣ lâu dài vào ngành nông nghiệp.
Thiết kế chế tạo thiết bị Composter cho phép các hộ dân hoặc bếp ăn tập thể
tự sản xuất phân compost từ rác thải hữu cơ của mình, hạn chế rác thải nói chung và
có thể tự sản xuất phân bón hữu cơ phục vụ trồng cây (rau xanh, cây cảnh, ...).
Theo thống kê, rác thải từ hộ gia đình và các bếp tập thể chiếm khoảng 65%
là chất hữu cơ (bảng 2.1). Vì thế đề tài: “Nghiên cứu thiết kế thiết bị Composter
xử lý rác hữu cơ thành phân compost bằng phương pháp hiếu khí với thể tích
trống quay tương đương 90 lít” với mong muốn tận dụng chất thải hữu cơ để làm
phân bón hữu cơ phục vụ cho cây trồng và sản xuất nông nghiệp.


1.2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu chế tạo thiết bị Composter thùng quay xử lý rác hữu cơ thành

phân compost.
Thử nghiệm thực tế, hoàn thiện thiết bị và đánh giá chất lƣợng compost thu
đƣợc, có phân tích chất lƣợng của phân compost.
1.3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
1.3.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Rác thải là thực phẩm thừa sinh ra từ hộ gia đình hoặc bếp ăn tập thể, có
chứa rau, củ, quả, cơm thừa và chất thải nông nghiệp… xử lý thành phân hữu cơ.
Thiết bị Composter nhằm ủ hiếu khí rác hữu cơ thành phân mùn compost
quy mô hộ gia đình và bếp ăn tập thể.
1.3.2. Phạm vi nghiên cứu
Sử dụng rác hữu cơ của rau, củ, quả, cơm thừa để thực nghiệm với thiết bị
Composter.
Chất lƣợng compost thu đƣợc sẽ đƣợc đánh giá qua phân tích hóa lý và thí
nghiệm với cây trồng.
1.4. Nội dung nghiên cứu
Tham khảo các thiết bị Composter trên thế giới để từ đó có cơ sở để thiết kế
thiết bị Composter phù hợp với điều kiện ở Việt nam.
Thiết kế chế tạo thiết bị Composter.
Tiến hành nghiên cứu ủ với thiết bị Composter đã chế tạo.
Phân tích chất lƣợng phân compost.
Đánh giá chất lƣợng phân lên cây trồng.


1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.5.1. Ý nghĩa khoa học
Nghiên cứu thiết bị Composter phù hợp với điều kiện ở Việt Nam.
Nghiên cứu quá trình ủ compost bằng phƣơng pháp hiếu khí trong thiết bị
Composter.
1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn
Xử lý chất thải từ rau, củ, quả, cơm thừa…. và phế phẩm nông nghiệp, tạo

nguồn phân bón tốt cho cây trồng.
Hạn chế lƣợng rác hữu cơ sinh ra từ gia đình và bếp ăn tập thể.


CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU
2.1. Chất thải rắn sinh hoạt
2.1.1. Khái niệm
Chất thải rắn đƣợc hiểu là tất cả các chất thải phát sinh do các hoạt động của
con ngƣời và động vật tồn tại ở dạng rắn, đƣợc thải bỏ khi không còn hữu dụng hay
khi không muốn dùng nữa [1].
Rác sinh hoạt: là loại rác thải bỏ trong quá trình sinh hoạt của con ngƣời, rác
có thể là rau, củ, quả thừa sau quá trình chế biến thức ăn đƣợc thải bỏ…
2.1.2. Nguồn phát sinh [1]
Chất thải rắn phát sinh từ những nguồn chính sau: Khu dân cƣ, chợ, khu
thƣơng mại, nhà hàng, khách sạn, công sở, trƣờng học. Chất thải từ các cơ sở sản
xuất, nhà máy xí nghiệp.
2.1.3. Thành phần chất thải rắn sinh hoạt
Các chất dễ bị phân hủy sinh học: Các thực phẩm thừa, cuống rau, lá rau, lá
cây, xác động vật chết, các mảnh vải, dây buộc từ bông, sợi tự nhiên, các loại vỏ
hoa quả,…[2].
Các chất khó phân hủy sinh học: Gỗ, cành cây, cao su, túi nylon [2].
Các chất hoàn toàn không bị phân hủy sinh học: Kim loại, thủy tinh, mảnh
bát, mảnh sành, gạch, ngói, đá, vôi, vữa khô, vỏ sò, vỏ ốc [2].
Các mảnh vụn có kích thƣớc nhỏ hơn 8 mm đƣờng kính các loại: Sỏi, cát,
than, các chất hữu cơ dễ phân hủy và không bị phân hủy sinh học [2].


Bảng 2.1. Thành phần rác thải sinh hoạt [5]
Stt

Thành phần rác thải

% Khối lƣợng

1

Rau, thực phẩm thừa, chất hữu cơ dễ phân hủy

64,7

2

Cây gỗ

6,6

3

Giấy, bao bì giấy

2,1

4

Plastic khó tái chế

9,1

5

Cao su, đế giày dép

6,3

6

Vải sợi, vật liệu sợi

4,2

7

Đất đá, bê tông

1,6

8

Thành phần khác

5,4

Thành phần rác thải nói chung là không ổn định, rất thay đổi. Chất dẻo dạng
túi nylon, bao bì ngày một nhiều trở thành nguy cơ ô nhiễm trong những năm gần
đây. Gạch, ngói, đá sỏi, cát, vôi vữa khô chiếm tỷ lệ lớn. Các thành phần này phụ
thuộc vào vận tốc xây dựng, cải tạo nhà cửa của từng khu phố [2].
2.1.4. Các phƣơng pháp xử lý chất thải rắn đô thị [1]
Hiện nay có các phƣơng pháp chính xử lý chất thải rắn đô thị nhƣ sau:

Bảng 2.2. Các phương pháp xử lý chất thải rắn đô thị [1]
Stt

Phƣơng pháp

1

Cơ học

2

Nhiệt

3

Chi tiết phƣơng pháp
Giảm kích
thƣớc

Phân loại
theo kích
thƣớc

Đốt

Sinh học và
hóa học

Phân loại theo
khối lƣợng

riêng

Khí hóa
Ủ hiếu khí

Phân loại theo
điện và từ
trƣờng
Nhiệt phân

Lên men kỵ khí

2.1.4.1. Phƣơng pháp cơ học [1]
Giảm kích thƣớc: Phƣơng pháp giảm kích thƣớc đƣợc sử dụng để giảm kích
thƣớc của các thành phần chất thải rắn đô thị. Chất thải rắn đƣợc làm giảm kích
thƣớc có thể sử dụng trực tiếp làm lớp che phủ trên mặt đất hay làm phân compost
hoặc một phần đƣợc sử dụng cho các hoạt động tái sinh. Thiết bị thích hợp để làm
giảm kích thƣớc chất thải rắn tùy thuộc vào loại, hình dạng, đặc tính của chất thải
rắn và tiêu chuẩn yêu cầu:
Các thiết bị thƣờng sử dụng là:
Búa đập, rất có hiệu quả đối với các thành phần có đặc tính giòn, dễ gãy.
Kéo cắt bằng thủy lực dùng để làm giảm kích thƣớc các vật liệu mềm.
Máy nghiền, ƣu điểm của máy nghiền là di chuyển dễ dàng, có thể sử dụng
để làm giảm kích thƣớc nhiều loại chất thải rắn khác nhau nhƣ nhánh cây, gốc cây,
chất thải rắn xây dựng.
Phân loại theo kích thƣớc: Phân loại theo kích thƣớc hay sàng lọc là một
quá trình phân loại một hỗn hợp các vật liệu chất thải rắn có kích thƣớc khác nhau
thành hai hay nhiều loại vật liệu có cùng kích thƣớc, bằng cách sử dụng các loại
sàng có kích thƣớc khác nhau. Quá trình phân loại có thể thực hiện khi vật liệu ƣớt

Nén


hoặc khô. Các thiết bị sàng đƣợc sử dụng trƣớc và sau khi nghiền rác. Đôi khi các
thiết bị sàng lọc còn đƣợc sử dụng trong quá trình chế biến phân compost với mục
đích tăng tính đồng nhất cho sản phẩm.
Phân loại theo khối lƣợng riêng: Phân loại bằng phƣơng pháp khối lƣợng
riêng là một phƣơng pháp kỹ thuật đƣợc sử dụng rất rộng rãi, dùng để phân loại các
vật liệu có trong chất thải rắn dựa vào khí động lực và sự khác nhau về khối lƣợng
riêng của chúng. Phƣơng pháp này đƣợc sử dụng để phân loại chất thải rắn đô thị,
tách rời các loại vật liệu sau quá trình tách nghiền thành hai phần riêng biệt: dạng có
khối lƣợng riêng nhẹ nhƣ giấy, nhựa, các chất hữu cơ và dạng có khối lƣợng riêng
nặng nhƣ gỗ và các loại phế liệu vô cơ có khối lƣợng riêng tƣơng đối lớn.
Phân loại theo điện trƣờng và từ trƣờng: Kỹ thuật phân loại bằng điện từ
trƣờng đƣợc thực hiện dựa vào tính chất điện từ khác nhau của các thành phần chất
thải rắn. Phƣơng pháp phân loại bằng từ trƣờng đƣợc sử dụng phổ biến khi tiến
hành tách các kim loại màu ra khỏi kim loại đen. Phƣơng pháp phân loại bằng tĩnh
điện cũng đƣợc áp dụng để tách ly nhựa và giấy dựa vào sự khác nhau về sự tích
điện bề mặt của hai vật liệu này. Phân loại bằng dòng điện xoáy là kỹ thuật phân
loại trong đó các dòng điện xoáy đƣợc tạo ra trong các kim loại không chứa sắt nhƣ
nhôm và tạo thành nam châm nhôm.
Nén chất thải rắn: Nén là một kỹ thuật làm tăng mật độ dẫn đến tăng khối
lƣợng riêng của chất thải để công tác lƣu trữ và vận chuyển chất thải đạt hiệu quả
cao hơn. Một vài kỹ thuật đƣợc sử dụng để nén chất thải rắn và thu hồi vật liệu sau
khi nén chất thải có dạng khối, hình lập phƣơng hay viên tròn. Nén chất thải rắn làm
giảm lƣu trữ khi tái sử dụng, giảm thể tích vận chuyển…
2.1.4.2. Phƣơng pháp nhiệt [1]
Sử dụng nhiệt để tiêu hủy hoàn toàn chất thải rắn là một phƣơng pháp rất
hiệu quả và đang đƣợc áp dụng phổ biến bởi tính ƣu việt của nó, bao gồm:
Giảm thể tích chất thải rắn (giảm 80-90% khối lƣợng, thành phần hữu cơ

trong chất thải rắn đƣợc xử lý khá triệt để trong thời gian nhanh nhất).


Thu hồi năng lƣợng.
Là thành phần quan trọng trong chƣơng trình quản lý tổng hợp chất thải rắn.
Có thể xử lý chất thải rắn tại chỗ mà không cần phải vận chuyển đi xa, tránh
đƣợc các rủi ro và chi phí vận chuyển.
Song phƣơng pháp này cũng có những hạn chế nhƣ: đòi hỏi chi phí đầu tƣ và
xây dựng lò đốt, chi phí vận hành lò đốt đòi hỏi phải có trình độ chuyên môn cao.
Đặc biệt, quá trình đốt cháy chất thải có thể gây ô nhiễm môi trƣờng nếu các biện
pháp kiểm soát quá trình đốt, xử lý khí thải không đảm bảo.
2.1.4.3. Xử lý chất thải rắn bằng phƣơng pháp chuyển hóa sinh học và hóa học
[1]
Quá trình ủ phân hiếu khí: Là một quá trình biến đổi sinh học đƣợc sử
dụng rất rộng rãi, mục đích là biến đổi các chất thải rắn hữu cơ thành các chất vô cơ
(quá trình khoáng hóa) dƣới tác dụng của vi sinh vật. Sản phẩm tạo thành mùn gọi
là phân compost.
Quá trình phân hủy chất thải lên men kỵ khí: Là quá trình biến đổi sinh
học dƣới tác dụng của vi sinh vật trong điều kiện kỵ khí, áp dụng đối với chất thải
rắn có hàm lƣợng rắn từ 4-8% (bao gồm: chất thải rắn của con ngƣời, động vật, các
sản phẩm thừa từ nông nghiệp và chất hữu cơ trong thành phần của chất thải rắn đô
thị). Quá trình phân hủy lên men kỵ khí đƣợc áp dụng rộng rãi trên thế giới. Sản
phẩm cuối cùng là khí metan, khí CO2 và chất mùn ổn định dùng làm phân bón.
Quá trình chuyển hóa hóa học: Quá trình chuyển hóa hóa học bao gồm
một loạt các phản ứng thủy phân đƣợc sử dụng để tái sinh tạp chất nhƣ gluco và
một loạt các phản ứng khác dùng để tái sinh dầu tổng hợp, khí và axetat xenlulo. Kỹ
thuật xử lý chất thải rắn bằng phƣơng pháp hóa học phổ biến nhất là phản ứng thủy
phân xenlulo dƣới tác dụng của axit và quá trình biến đổi metan thành metanol.
Năng lƣợng từ quá trình chuyển hóa sinh học của chất thải rắn: Một khi
các sản phẩm đƣợc hình thành từ chất thải rắn hoặc từ quá trình phân hủy yếm khí

(tạo khí metan) hay từ biến đổi hóa học (tạo thành metanol), thì những bƣớc thực
hiện tiếp theo là sử dụng và lƣu trữ. Nếu các sản phẩm này sinh ra năng lƣợng thì
đòi hỏi cần thực hiện những bƣớc biến đổi tiếp theo. Biogas có thể sử dụng trực tiếp
làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong hoặc là sử dụng khí này làm quay tuabin để
tạo ra điện năng.
Trong tất cả các phƣơng pháp trên phân loại và xử lý chất thải rắn, với mục
đích đề tài là xử lý sản phẩm hữu cơ thừa từ rau, củ, quả thì phƣơng pháp đơn giản
là xử lý chất thải rắn bằng phƣơng pháp chuyển hóa sinh học, phƣơng pháp ủ hiếu
khí là thích hợp nhất để phân hủy chất hữu cơ thành compost và giảm nguồn rác
thải phát sinh.
2.2. Ủ sinh học hiếu khí rác sinh hoạt
2.2.1. Khái niệm Compost
Compost là sản phẩm của quá trình chế biến compost, đã đƣợc ổn định nhƣ
humus, không chứa các mầm bệnh, không lôi kéo các côn trùng, có thể đƣợc lƣu trữ
an toàn và có lợi cho sự phát triển của cây trồng [4]. Compost là sản phẩm giàu chất
hữu cơ và có hệ vi sinh vật phong phú, ngoài ra còn chứa các nguyên tố vi lƣợng có
lợi cho đất và cây trồng [2].
Ủ compost đƣợc hiểu là quá trình phân hủy sinh học hiếu khí các chất thải
hữu cơ dễ phân hủy sinh học đến trạng thái ổn định dƣới sự tác động và kiểm soát
của con ngƣời, sản phẩm giống nhƣ mùn đƣợc gọi là compost. Quá trình diễn ra chủ
yếu giống nhƣ phân hủy trong tự nhiên, nhƣng đƣợc tăng cƣờng và tăng tốc bởi tối
ƣu hóa các điều kiện môi trƣờng cho hoạt động của vi sinh vật.
2.2.2. Nguồn gốc [11]
Lịch sử quá trình ủ compost đã có từ rất lâu, ngay từ khi khai sinh của nông
nghiệp hàng nghìn năm trƣớc công nguyên, ghi nhận tại Ai Cập từ 3.000 năm trƣớc
công nguyên nhƣ là một quá trình xử lý chất thải nông nghiệp đầu tiên trên thế giới.
Tuy nhiên đến năm 1943, quá trình ủ compost mới đƣợc nghiên cứu một cách khoa
học và báo cáo bởi Giáo sƣ ngƣời Anh, Sir Albert Howard thực hiện tại Ấn Độ đã

khiến ông đƣợc công nhận nhƣ là cha đẻ hiện đại của nông nghiệp hữu cơ và làm
vƣờn.
Đến nay đã có nhiều tài liệu viết về quá trình ủ compost và nhiều mô hình
công nghệ ủ compost quy mô lớn đƣợc phát triển trên thế giới.
2.2.3. Ứng dụng của phân compost
Phân compost đƣợc ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực nhƣ trồng trọt,
cây cảnh, lâm nghiệp, xử lý môi trƣờng…
Bảng 2.3. Các lĩnh vực sử dụng phân compost [15]
Stt

Lĩnh vực

Ứng dụng
Cải tạo đất về mặt hóa lý, tác động tích

1

Trồng trọt

2

Cây cảnh

3

Lâm nghiệp

Ƣơm giống, lớp phủ

4

Xử lý môi trƣờng

Sửa đổi đất, lớp phủ

cực đến cây trồng
Sử dụng phân compost cho cây cảnh tại
gia đình, cảnh quan đô thị

Ghi chú


Hình 2.1. Sơ đồ chung của quá trình ủ hiếu khí chất thải rắn đô thị [1]
Tất cả các quá trình làm compost đều xảy ra theo ba bƣớc: (1) xử lý sơ bộ
chất thải rắn, (2) phân hủy hiếu khí phần chất hữu cơ của chất thải rắn và (3) bổ
sung chất cần thiết để tạo thành sản phẩm có thể tiêu thụ trên thị trƣờng [4].
Trong quá trình làm phân compost hiếu khí, các vi sinh vật tùy tiện và hiếu
khí bắt buộc chiếm ƣu thế. Ở giai đoạn đầu – pha thích nghi, giai đoạn cần thiết để
vi sinh vật thích nghi với môi trƣờng mới – vi sinh vật ƣu lạnh (mesophilic) chiếm
ƣu thế nhất. Khi nhiệt độ gia tăng - pha tăng trƣởng và pha ƣu nhiệt – vi sinh
vật chịu nhiệt (thermophilic) lại là nhóm trội trong khoảng từ 5-10 ngày. Và ở giai
đoạn cuối – pha trƣởng thành – khuẩn tia (actinomycetes) và mốc xuất hiện. Do các
loại vi sinh vật này có thể không tồn tại trong chất thải rắn ở nồng độ thích hợp, nên
cần bổ sung chúng vào vật liệu làm phân nhƣ là chất phụ gia [4].
2.2.4. Các phản ứng sinh hóa của quá trình phân hủy [1]
Quá trình phân hủy chất thải rắn diễn ra rất phức tạp, theo nhiều giai đoạn và
tạo nhiều sản phẩm trung gian. Ví dụ, quá trình phân hủy protein:
Protein → peptides → amino axits → hợp chất ammonium → nguyên

sinh chất của vi khuẩn và N hoặc NH3.


Đối với carbonhydrat, quá trình phân hủy xảy ra: Carbonhydrat → đƣờng
đơn → axít hữu cơ → CO2 và nguyên sinh chất của vi khuẩn.
Những phản ứng chuyển hóa sinh hóa diễn ra trong quá trình ủ hiếu khí rất
phức tạp, hiện vẫn chƣa đƣợc nghiên cứu chi tiết. Một cách tổng quát căn cứ trên sự
biến thiên nhiệt độ có thể chia quá trình ủ hiếu khí thành các pha sau:
Pha thích nghi là giai đoạn cần thiết để vi sinh vật thích nghi với môi trƣờng
mới.
Pha tăng trƣởng đặc trƣng bởi sự tăng nhiệt độ do quá trình phân hủy sinh
học.
Pha ƣu nhiệt là giai đoạn nhiệt độ tăng cao nhất. Đây là giai đoạn ổn định
chất thải và tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh hiệu quả nhất. Phản ứng hóa sinh xảy ra
trong ủ hiếu khí và phân hủy kị khí đƣợc đặc trƣng bởi hai phƣơng trình:
COHNS + O2 + vi sinh vật hiếu khí → CO2 + NH3 + sản phẩm khác + năng lƣợng
COHNS + vi sinh vật kỵ khí → CO2 + H2S + NH3 + CH4 + sản phẩm khác + năng lƣợng.
Pha trƣởng thành là giai đoạn giảm nhiệt độ đến bằng nhiệt độ môi trƣờng.
Trong pha này, quá trình lên men xảy ra chậm, thích hợp cho sự hình thành chất keo
mùn (quá trình chuyển hóa các phức chất hữu cơ thành chất mùn), các chất khoáng
(sắt, canxi, nitơ…) và cuối cùng thành mùn. Ngoài ra còn xảy ra các phản ứng nitrat
hóa, ammonia (sản phẩm phụ của quá trình ổn định chất thải) bị oxy hóa sinh học
tạo thành nitrit (NO-2) và cuối cùng thành nitrat (NO-3):
NH4+ + 3/2O2→ NO2- + 2H+ + H2O
NO-2 + 1/2 O2→NO3Kết hợp hai phƣơng trình trên, quá trình nitrat hóa diễn ra nhƣ sau:
NH4+ + 2 O2→NO-3 + 2 H+ + H2O
Mặt khác trong mô tế bào, NH4+ cũng đƣợc tổng hợp với phản ứng đặc trƣng
cho quá trình tổng hợp:

NH4+ + 4CO2 + HCO-3 + H2O→C5H7NO2 + 5O2
Phƣơng trình phản ứng nitrat hóa tổng cộng xảy ra nhƣ sau:
22NH4+ + 37O2 + 4CO2 + HCO-3→21NO-3 + C5H7NO2 + 20H2O + 42H+
70
60

Nhiệt độ

50
40
30
20
10

Pha thích nghi

Pha tăng trƣởng

Pha ƣa nhiệt

Pha trƣởng thành

0
Thời gian

Hình 2.2. Biến thiên nhiệt độ trong quá trình ủ hiếu khí [1]
Tóm lại quá trình phân hủy hiếu khí chất thải rắn bao gồm ba giai đoạn chính
sau:
Giai đoạn nhiệt độ trung bình: Kéo dài trong một vài ngày.
Giai đoạn nhiệt độ cao: Có thể kéo dài một vài ngày đến một vài tháng.

Giai đoạn làm mát và ổn định: Kéo dài vài tháng.
Trong quá trình phân hủy hiếu khí, ứng với từng giai đoạn ủ khác nhau các
loài vi sinh vật ƣu thế cũng khác nhau. Quá trình phân hủy ban đầu do các vi sinh
vật chịu nhiệt trung bình chiếm ƣu thế, chúng sẽ phân hủy nhanh chóng các hợp
chất dễ phân hủy sinh học. Nhiệt độ trong quá trình này sẽ gia tăng nhanh chóng do
nhiệt mà các vi sinh vật này tạo ra. Khi nhiệt độ gia tăng trên 400C, các vi sinh vật
chịu nhiệt trung bình sẽ bị thay thế bởi các vi sinh vật hiếu nhiệt. Khi nhiệt độ gia
tăng đến 550C và hơn nữa, các vi sinh vật gây bệnh sẽ bị tiêu diệt. Khi nhiệt độ gia


tăng đến 650C sẽ có rất nhiều loài vi sinh vật bị chết và nhiệt độ này cũng là giới
hạn trên của quá trình phân hủy hiếu khí [1].
Trong giai đoạn hiếu nhiệt, nhiệt độ cao làm tăng quá trình phân hủy protein,
chất béo và các hydrocarbon phức hợp nhƣ xenlulo và hemixenlulo. Sau giai đoạn
này, nhiệt độ của quá trình ủ sẽ giảm từ từ và các vi sinh vật chịu nhiệt trung bình
lại chiếm ƣu thế trong giai đoạn cuối [1].
2.2.5. Các nhóm vi sinh vật có mặt trong quá trình ủ hiếu khí [1]
Vi khuẩn có dạng hình que, hình phẩy hay hình xoắn, nhiều loài có khả năng
tự di chuyển. Khi bắt đầu của quá trình ủ phân rác, các vi khuẩn chịu nhiệt trung
bình chiếm ƣu thế. Khi nhiệt độ tăng trên 400C, các vi khuẩn hiếu nhiệt sẽ tiếp
quản. Giai đoạn này, khuẩn hình que sẽ chiếm ƣu thế về số lƣợng. Khi quá trình ủ
rác đƣợc làm mát, vi khuẩn chịu nhiệt trung bình lại chiếm ƣu thế.
Xạ khuẩn có vai trò quan trọng trong việc phân hủy các chất hữu cơ phức tạp
nhƣ xenlulo, lignin, chitin và protein trong quá trình ủ rác. Enzym của chúng cho
phép xạ khuẩn phân hủy hóa học nhanh các mảnh vụn nhƣ thân cây, vỏ cây. Một
vài loài xuất hiện trong giai đoạn chịu nhiệt trung bình, những loài khác đóng vai
trò quan trọng trong giai đoạn làm mát và ổn định.
Nấm có vai trò quan trọng trong việc phân hủy các mảnh vụn, tạo cho các vi
khuẩn tiếp tục quá trình phân hủy hết các xenlulo còn lại. Các loài nấm có số lƣợng
lớn trong cả hai giai đoạn: nhiệt độ trung bình và nhiệt độ cao. Hầu hết nấm sống ở

lớp bên ngoài của đống ủ khi nhiệt độ còn cao.
Động vật nguyên sinh đƣợc tìm thấy ở trong nƣớc rỉ rác của đống ủ nhƣng có
vai trò khá nhỏ trong phân hủy rác.
Trùng roi đƣợc tìm thấy trong nƣớc rỉ rác của đống ủ. Chúng ăn các hợp chất
hữu cơ, vi khuẩn và nấm.


2.2.6. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình phân hủy hiếu khí [1]
Vận tốc phân hủy chất hữu cơ trong quá trình ủ phân chịu ảnh hƣởng của
nhiều yếu tố nhƣ nhiệt độ, pH, vi sinh vật, oxygen, chất hữu cơ, độ ẩm, tỷ lệ C/N và
cấu trúc chất thải.
2.2.6.1. Các yếu tố vật lý [1]
Nhiệt độ: Nhiệt trong khối ủ là sản phẩm phụ của sự phân hủy các hợp chất
hữu cơ bởi vi sinh vật, phụ thuộc vào kích thƣớc đống ủ, độ ẩm, không khí và tỷ lệ
C/N, mức độ xáo trộn và nhiệt độ môi trƣờng xung quanh.
Nhiệt độ trong hệ thống ủ không hoàn toàn đồng nhất trong suốt quá trình ủ,
phụ thuộc vào lƣợng nhiệt tạo ra bởi các vi sinh vật và thiết kế của hệ thống.
Nhiệt độ là một yếu tố quan trọng ảnh hƣởng đến hoạt tính của vi sinh vật
trong quá trình chế biến phân hữu cơ và cũng là một trong các thông số giám sát
điều khiển quá trình ủ chất thải rắn. Trong luống ủ, nhiệt độ cần duy trì là 55 - 650C,
vì ở nhiệt độ này, quá trình chế biến phân vẫn hiệu quả và mầm bệnh bị tiêu diệt.
Khi nhiệt độ tăng trên ngƣỡng này sẽ ức chế hoạt động của vi sinh vật. Ở nhiệt độ
thấp hơn, phân hữu cơ không đạt chuẩn về mầm bệnh.
Nhiệt độ trong luống ủ có thể điều chỉnh bằng nhiều cách khác nhau nhƣ
hiệu chỉnh tốc độ thổi khí và độ ẩm, cô lập khối ủ với môi trƣờng bên ngoài bằng
cách che phủ hợp lý.
Độ ẩm (nƣớc): Là một yếu tố cần thiết cho hoạt động của vi sinh vật trong
quá trình chế biến phân hữu cơ. Vì nƣớc cần thiết cho quá trình hòa tan chất dinh
dƣỡng vào nguyên sinh chất của tế bào.
Độ ẩm tối ƣu cho quá trình ủ phân chất thải rắn nằm trong khoảng 50 - 60%.

Các vi sinh vật đóng vai trò quyết định trong quá trình phân hủy chất thải rắn
thƣờng tập trung tại lớp nƣớc mỏng trên bề mặt phân tử chất thải rắn. 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 kỵ khí


và quá trình thổi khí bị cản trở do hiện tƣợng bít kín các khe rỗng không cho không
khí đi qua gây mùi hôi, rò rỉ chất dinh dƣỡng và lan truyền vi sinh vật gây bệnh.
Độ ẩm ảnh hƣởng đến sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình ủ vì nƣớc có nhiệt
dung riêng cao hơn tất cả các vật liệu khác.
Trong trƣờng hợp độ ẩm của khối ủ thấp, có thể điều chỉnh bằng cách thêm
nƣớc vào. Còn khi độ ẩm khối ủ cao có thể điều chỉnh bằng cách trộn với vật liệu
độn có độ ẩm thấp hơn nhƣ mạt cƣa, rơm rạ...
Kích thƣớc hạt: Ảnh hƣởng lớn đến tốc độ phân hủy. Quá trình phân hủy
hiếu khí xảy ra trên bề mặt hạt, hạt có kích thƣớc nhỏ sẽ có tổng diện tích bề mặt
lớn nên gia tăng sự tiếp xúc với oxy, gia tăng vận tốc phân hủy. Tuy nhiên nếu kích
thƣớc hạt quá nhỏ và chặt làm hạn chế sự lƣu thông khí trong đống ủ, điều này sẽ
làm giảm oxy cần thiết cho các vi sinh vật trong đống ủ và làm giảm mức độ hoạt
động của vi sinh vật. Ngƣợc lại hạt có kích thƣớc quá lớn sẽ có độ xốp cao và tạo ra
các rãnh khí làm cho sự phân bố khí không đều, không có lợi cho quá trình chế biến
phân hữu cơ.
Đƣờng kính hạt tối ƣu cho quá trình chế biến khoảng 3 - 50mm. Kích thƣớc
hạt tối ƣu có thể đạt đƣợc bằng nhiều cách nhƣ cắt, nghiền và sàng vật liệu thô ban
đầu. Chất thải rắn đô thị và chất thải rắn công nghiệp phải đƣợc nghiền đến kích
thƣớc thích hợp trƣớc khi làm phân. Phân bắc, bùn và phân động vật thƣờng có kích
thƣớc hạt mịn, thích hợp cho quá trình phân hủy sinh học.
Độ rỗng (xốp): Độ rỗng của khối vật liệu ủ là một yếu tố quan trọng trong
quá trình chế biến phân hữu cơ. Độ rỗng tối ƣu sẽ thay đổi tùy theo loại vật liệu chế
biến phân. Thông thƣờng, độ rỗng để quá trình chế biến diễn ra tốt khoảng 35 60%, tối ƣu là 32 - 36%. Độ rỗng của chất thải rắn ảnh hƣởng trực tiếp đến quá
trình cung cấp oxy cần thiết cho sự trao đổi chất, hô hấp của các vi sinh vật hiếu khí

và sự oxy hóa các phần tử hữu cơ hiện diện trong lớp vật liệu ủ. Độ rỗng thấp sẽ
hạn chế sự vận chuyển oxy, nên hạn chế sự giải phóng nhiệt và làm tăng nhiệt độ


trong khối ủ. Ngƣợc lại, đỗ rỗng cao có thể dẫn tới nhiệt độ trong khối ủ thấp, mầm
bệnh không bị tiêu diệt.
Độ rỗng có thể đƣợc điều chỉnh bằng cách sử dụng vật liệu tạo cấu trúc với
tỷ lệ trộn hợp lý.
Kích thƣớc và hình dạng của hệ thống ủ phân rác: Kích thƣớc và hình
dạng của các đống ủ có ảnh hƣởng đến sự kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm cũng nhƣ
khả năng cung cấp oxy.
Thổi khí: Khối ủ đƣợc cung cấp không khí từ môi trƣờng xung quanh để vi
sinh vật sử dụng cho sự phân hủy chất hữu cơ, cũng nhƣ làm bay hơi nƣớc và giải
phóng nhiệt. Nếu khí không đƣợc cung cấp đầy đủ thì trong khối có thể có những
vùng kỵ khí gây mùi hôi.
Lƣợng không khí cung cấp cho khối phân hữu cơ có thể thực hiện bằng cách:
• Đảo trộn.
• Sử dụng ống thông khí.
• Đổ chất thải từ tầng lƣu chứa trên cao xuống thấp.
• Thổi khí.
Quá trình đảo trộn cung cấp khí không đủ theo cân bằng tỷ lƣợng. Điều kiện
hiếu khí chỉ thỏa mãn đối với lớp trên cùng, các lớp bên trong hoạt động trong môi
trƣờng tùy tiện hoặc kỵ khí. Do đó tốc độ phân hủy giảm và thời gian cần thiết để
quá trình ủ phân hoàn tất bị kéo dài.
Cấp khí bằng phƣơng pháp thổi khí đạt hiệu quả phân hủy cao nhất. Tuy
nhiên lƣu lƣợng khí phải đƣợc khống chế thích hợp. Nếu cấp quá nhiều khí sẽ dẫn
đến chi phí cao và gây mất nhiệt của khối phân, kéo theo sản phẩm không đảm bảo
an toàn vì có thể chứa vi sinh gây bệnh. Khi pH của môi trƣờng trong khối phân lớn
hơn 7, cùng với quá trình thổi khí sẽ làm thất thoát nitơ dƣới dạng NH3. Trái lại,
nếu thổi khí quá ít, môi trƣờng bên trong khối phân trở thành kỵ khí. Vận tốc thổi

khí cho quá trình ủ phân thƣờng trong khoảng 5-10m3 khí/ tấn nguyên liệu/giờ.


2.2.6.2. Các yếu tố hóa sinh [1]
Tỷ lệ C/N: Có rất nhiều nguyên tố ảnh hƣởng đến quá trình phân hủy
do vi sinh vật, trong đó Cacbon và Nitơ là cần thiết nhất, tỷ lệ C/N là thông số dinh
dƣỡng quan trọng nhất; quan trọng kế tiếp là nguyên tố Photpho (P); Lƣu huỳnh
(S); Canxi (Ca). Các nguyên tố vi lƣợng khác cũng đóng vai trò quan trọng trong
trao đổi 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 CO2.
Cacbon cung cấp năng lƣợng và sinh khối cơ bản để tạo ra khoảng 50% khối lƣợng
tế bào vi sinh vật. Nitơ là thành phần chủ yếu của protein, axit nucleic, axit amin,
enzym, co-enzym cần thiết cho sự phát triển và hoạt động của tế bào.
Tỷ lệ C/N tối ƣu cho quá trình ủ phân rác khoảng 30/1. Ở mức tỷ lệ thấp hơn,
nitơ sẽ thừa và sinh ra khí NH3, gây ra mùi khai. Ở mức tỷ lệ cao hơn, hạn chế sự
phát triển của vi sinh vật do thiếu N. Chúng phải trải qua nhiều chu kỳ chuyển hóa,
oxy hóa phần Cacbon dƣ cho đến khi đạt tỷ lệ C/N thích hợp. Do đó, thời gian cần
thiết cho quá trình làm phân bị kéo dài hơn và sản phẩm thu đƣợc chứa ít mùn hơn.
Theo nghiên cứu cho thấy, nếu tỷ lệ C/N ban đầu là 20, thời gian cần thiết
cho quá trình làm compost là 12 ngày, nếu tỷ lệ này dao động trong khoảng 20 - 50,
thời gian cần thiết là 14 ngày và nếu tỷ lệ C/N là 78, thời gian cần thiết sẽ là 21
ngày. Mặc dù vậy, tỷ lệ này cũng có thể đƣợc hiệu chỉnh theo giá trị sinh học của
vật liệu ủ, trong đó quan trọng nhất là cần quan tâm tới các vật liệu ủ có hàm lƣợng
lignin cao.
Trừ phân ngựa và lá khoai tây, tỷ lệ C/N của tất cả các chất thải khác nhau
đều phải đƣợc điều chỉnh để đạt giá trị tối ƣu trƣớc khi tiến hành làm compost. Tỷ
lệ C/N của các chất thải khác nhau đƣợc trình bày trong bảng 2.4.
Khi bắt đầu quá trình ủ phân rác, tỷ lệ C/N là 30/1 và giảm dần còn 15/1 ở
các sản phẩm cuối cùng do 2/3 Cacbon đƣợc giải phóng tạo ra CO2, khi các hợp

chất hữu cơ bị phân hủy bởi các vi sinh vật.


Trong thực tế, việc tính toán và hiệu chỉnh chính xác tỷ lệ C/N tối ƣu gặp
phải khó khăn vì những lý do sau:
• Một phần các cơ chất nhƣ xenlulo và lignin khó bị phân hủy sinh học, chỉ
bị phân hủy sau một khoảng thời gian dài.
• Một số chất dinh dƣỡng cần thiết cho vi sinh vật không sẵn có.
• Quá trình cố định N có thể xảy ra dƣới tác dụng của nhóm vi khuẩn
Azotobacter, đặc biệt khi có đủ PO3-4.
• Phân tích hàm lƣợng C khó đạt kết quả chính xác.
Bảng 2.4. Tỷ lệ C/N của chất thải (tính theo chất khô)[1]
STT

Chất thải

N (% khối lƣợng khô)

Tỷ lệ C/N

1

Phân bắc

5,5-6,5

6-10

2

Nƣớc tiểu

15-18

0,8

3

Máu

10-14

3,0

4

Phân động vật

-

4,1

5

Phân bò

1,7

18

6

Phân gia cầm

6,3

15

7

Phân cừu

3,75

22

8

Phân heo

3,75

20

9

Phân ngựa

2,3

25

10

Bùn cống thải khô

4-7

11

11

Bùn hoạt tính đã phân hủy

1,88

15,7

12

Bùn cống đã phân hủy

2,4

-

13

Bùn hoạt tính thô

5,6

6,3

14

Cỏ cắt xén

3-6

12-15

15

Chất thải rau quả

2,5-4

11-12

16

Cỏ hỗn hợp

2,4

19

17

Lá khoai tây

1,5

25

18

Trấu lúa mì

0,3-0,5

128-150


STT

Chất thải

N (% khối lƣợng khô)

Tỷ lệ C/N

19

Trấu yến mạch

1,05

48

20

Gỗ nghiền

0,13

170

21

Mạt cƣa

0,1

200-500

22

Gỗ thông

0,07

723

23

Trái cây thải

1,52

34,8

24

Chất thải giết mổ hỗn hợp

7-10

2

25

Giấy hỗn hợp

0,25

173

26

Giấy báo

0,05

983

27

Giấy nâu (gói hàng)

0,01

4490

28

Tạp chí

0,07

470

29

Tài liệu

0,17

223

30

Cỏ xén

2,15

20,1

31

Lá cây (tƣơi)

0,5-1,0

40-80

32

Sinh khối thực vật

1,96

20,9-24

(Nguồn: Chongrak, 1996, Tchobanoglous và cộng sự, 1993)
Oxy: Oxy cũng là một trong những thành phần cần thiết cho quá trình ủ
phân rác. Khi vi sinh vật oxy hóa Cacbon tạo năng lƣợng, oxy sẽ đƣợc sử dụng và
khí CO2 đƣợc sinh ra, khi không có đủ oxy thì sẽ trở thành quá trình yếm khí và tạo
ra mùi hôi nhƣ mùi trứng gà thối của khí H2S.
Các vi sinh vật hiếu khí có thể sống đƣợc ở nồng độ oxy bằng 5%. Nồng độ
oxy lớn hơn 10% đƣợc coi là tối ƣu cho quá trình ủ phân rác hiếu khí.
Tổng lƣợng khí cần cung cấp và do lƣu lƣợng dòng khí là các thông số thiết
kế quan trọng đối với hệ thống ủ trong thùng kín. Nhu cầu oxy thay đổi theo tiến
trình ủ gián đoạn, do đó cần xác định nhu cầu oxy tối đa để chọn máy thổi khí và
thiết kế hệ thống ống phân phối khí phù hợp.
Dinh dƣỡng: Ngoài một số nguyên tố đa lƣợng, quá trình chuyển hóa các
chất hữu cơ nhờ hoạt động của vi sinh vật cũng cần một số nguyên tố vi lƣợng khác

nhƣ P, K, Ca, Fe, Bo, Cu... Thông thƣờng các chất dinh dƣỡng này không giới hạn
bởi chúng có mặt nhiều trong các vật liệu làm nguyên liệu cho quá trình ủ phân rác.
pH: Giá trị pH trong khoảng 5,5 - 8,5 là tối ƣu cho các vi sinh vật trong quá
trình ủ phân rác. Các vi sinh vật, nấm, tiêu thụ các hợp chất hữu cơ và thải ra axít
hữu cơ. Trong giai đoạn đầu của quá trình ủ phân rác, các axít này bị tích tụ và kết
quả làm giảm pH, kìm hãm sự phát triển của nấm và vi sinh vật, kìm hãm sự phân
hủy lignin và xenlulo. Các axít hữu cơ sẽ tiếp tục bị phân hủy trong quá trình ủ phân
rác. Nếu hệ thống trở nên yếm khí, việc tích tụ các axít có thể làm pH giảm xuống
đến 4,5 và gây ảnh hƣởng nghiêm trọng đến hoạt động của vi sinh vật.
Vi sinh vật: Chế biến phân hữu cơ là một quá trình phức tạp bao gồm nhiều
loại vi sinh vật khác nhau. Vi sinh vật trong quá trình chế biến phân hữu cơ 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.
Chất hữu cơ: Vận tốc phân hủy dao động tùy theo thành phần, kích thƣớc,
tính chất của chất hữu cơ. Chất hữu cơ hòa tan thì dễ phân hủy hơn chất hữu cơ
không hòa tan. Lignin và ligno- cellulosics là những chất phân hủy rất chậm.


Bảng 2.5. Các thông số quan trọng trong quá trình làm phân hữu cơ hiếu khí [1]
STT
1

Thông số
Nguyên liệu đầu vào

Giá trị
Quá trình ủ đạt hiệu quả tối ƣu khi kích thƣớc chất
thải rắn khoảng 25-75mm
Tỷ lệ C/N tối ƣu dao động trong khoảng 25-50/1.

2

Tỷ lệ C/N

4

Độ ẩm

5

Nhu cầu oxi

Ở tỷ lệ thấp hơn, dƣ NH3, hoạt tính sinh học giảm.
Ở tỷ lệ cao hơn, chất dinh dƣỡng bị hạn chế.
Nên kiểm soát trong phạm vi 50-60% trong
suốt quá trình ủ. Tối ƣu là 55%.
Nhằm ngăn ngừa hiện tƣợng khô, đóng bánh và sự
tạo thành các rãnh khí, trong quá trình làm phân
hữu cơ, chất thải rắn phải đƣợc xáo trộn định kỳ.
Tần suất đảo trộn phụ.

6

Nhiệt độ

Nhiệt độ duy trì trong khoảng 50-550C trong
khoảng 1 tuần để diệt khuẩn.

8

Nhu cầu về không khí

Lƣợng oxy không dƣới 5% thể tích ủ.

9

pH

pH 6,5-7,5 để hạn chế sự bay hơi Nitơ dƣới dạng
NH3.

(Nguồn: Tchobanoglous và cộng sự, 1993)
2.3. Các thiết bị và mô hình Composter hiện nay ở Việt Nam và trên thế giới
Mô hình thiết bị Composter ở Việt Nam hiện nay chỉ có mô hình thiết bị
Composter của sinh viên Nguyễn Phƣớc Thạch Thảo với đề tài: “Nghiên cứu thiết
kế thiết bị xử lý hiếu khí rác sinh hoạt làm phân compost cho quy mô hộ gia đình”.
Đề tài trên xử lý rác hữu cơ khoảng 2kg/mẻ đƣợc thực hiện vào năm 2011.
Nhìn chung đề tài trên bƣớc đầu đã xử lý tốt rác hữu cơ thành compost.
Compost tạo ra cũng đạt. Khoang ủ trên của thiết bị trên thiết kế có nhiều lỗ thông
khí nên quá trình ủ bị thất thoát nhiệt, công suất xử lý còn thấp vì vậy cần nghiên
cứu để tăng công suất của thiết bị để đáp ứng việc xử lý rác hữu cơ với khối lƣợng
lớn.


Hình 2.3. Thiết bị Composter xử lý rác sinh hoạt bằng phương pháp hiếu khí với
công suất 2kg/mẻ [6]
Các mô hình ủ compost trên thế giới hiện nay theo quy mô hộ gia đình hoặc
theo quy mô công nghiệp. Về quy mô hộ gia đình thì chủ yếu xử lý rác thải gia đình
với số lƣợng nhỏ, quy mô công nghiệp xử lý rác thải với số lƣợng lớn, nguồn tiếp

nhận có thể từ các hộ gia đình đƣợc gom lại và xử lý tập trung.
2.3.1. Các mô hình ủ phân compost
2.3.1.1. Ủ phân compost quy mô hộ gia đình
2.3.1.1.1. Dạng thùng hoặc Composter dạng trống [7]
Tạo ra phân hữu cơ trong một thời gian tƣơng đối ngắn. Phƣơng pháp này
cần một thùng ít nhất 55 gallon (207 lít; 1 gallon = 3,78 lít) có nắp đậy. Tuyệt đối
không sử dụng thùng lƣu trữ hóa chất độc hại. Khoan 6-9 hàng lỗ 1/2-inch hơn
chiều dài của thùng để cho phép không khí lƣu thông và thoát nƣớc khi độ ẩm quá
mức.
Đặt thùng thẳng đứng trên các phiến đá hoặc trên giá để không khí lƣu thông
vào thùng, cho chất thải hữu cơ vào 3/ 4 thùng và thêm về ¼ compost, trộn đều.


Nếu cần thiết, có thể cung cấp thêm nƣớc để đảm bảo độ ẩm cần thiết. Cứ vài ngày,
ta xoay trống bằng cách lăn nó xung quanh sân để xáo trộn và thông khí. Tốt nhất,
phân hữu cơ nên ủ từ 2 – 4 tháng. Composter dạng thùng là một sự lựa chọn tuyệt
vời cho ngƣời dân thành phố chỉ cần một cái sân tƣơng đối nhỏ.

Hình 2.4. Compost dạng thùng
2.3.1.1.2. Composter dạng lƣới [7]
Composter dạng lƣới có cấu trúc phù hợp để ủ với một lƣợng chất thải hữu
cơ lớn. Ví dụ, một thùng tròn có làm bằng cách sử dụng một tấm lƣới hàng rào có
đƣờng kính khoảng 4-5 feet (1,2 - 1,5 m). Với thiết kế này, nó là dễ nhất để chuyển
các vật liệu ủ phân đơn giản.

Hình 2.5. Composter dạng lưới


2.3.1.1.3. Composter ba ngăn [7]
Composter ba ngăn hoạt động dựa trên lý thuyết 3 giai đoạn phân hủy khác

nhau của quá trình ủ phân compost.
Vật liệu phân hữu cơ đƣợc bắt đầu đƣợc ủ trong ô đầu tiên từ 3-6 tuần. Tiếp
theo nó đƣợc chuyển vào ô thứ 2 và đƣợc ủ ở đó từ 4 đến 8 tuần, trong khi một loạt
các nguyên liệu mới bắt lại đầu đƣợc ủ ở ô đầu tiên. Cuối cùng, vật liệu trong thùng
giữa đƣợc chuyển vào thùng cuối cùng là lúc phân compost đã gần hoàn thành.

Hình 2.6. Composter ba ngăn
Để ủ phân theo cách này, tốt nhất là sử dụng gỗ bền, không bị phân hủy,
chẳng hạn nhƣ gỗ đỏ hoặc tuyết tùng, hoặc sự kết hợp của gỗ và các kim loại. Mỗi ô
rộng khoảng 5 feet (1,5 m) và cao khoảng 4-5 feet (1,2 - 1,5 m). Kích thƣớc nhƣ
vậy rất phù hợp cho việc duy trì nhiệt. Ở phía trƣớc nên sử dụng những thanh gỗ có
thể tháo ra đƣợc, điều đó sẽ thuận lợi cho việc đảo cũng nhƣ chuyển vật liệu ủ từ
ngăn này qua ngăn khác.
2.3.1.2. Ủ phân compost quy mô công nghiệp [1]
Các mô hình công nghệ ủ compost quy mô lớn hiện nay trên thế giới đƣợc
phân loại theo nhiều cách khác nhau. Theo trạng thái của khối ủ compost tĩnh hay
động, theo phƣơng pháp thông khí khối ủ cƣỡng bức hay tự nhiên, có hay không
đảo trộn. Dựa trên đặc điểm, hệ thống ủ compost lại đƣợc chia thành hệ thống mở
và hệ thống kín, liên tục hay không liên tục. Mô hình ủ compost hệ thống mở phổ