NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ VI SINH TỪ BÙN THẢI NHÀ MÁY CHẾ BIẾN THỦY SẢN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC
***************

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ VI SINH TỪ BÙN
THẢI NHÀ MÁY CHẾ BIẾN THỦY SẢN

Ngành học: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Sinh viên thực hiện: LƢƠNG VĂN HƢNG
Niên khóa: 2008 - 2012

Tháng 07/2012


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC
***************

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ VI SINH TỪ BÙN
THẢI NHÀ MÁY CHẾ BIẾN THỦY SẢN

Giáo viên hƣớng dẫn

Sinh viên thực hiện:

ThS. VÕ THỊ THUÝ HUỆ

LƢƠNG VĂN HƢNG

Ks. NGUYỄN MINH QUANG

Tháng 07/2012


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn đến:
Ban giám hiệu Trƣờng Đại học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh
Ban chủ nhiệm Bộ môn Công nghệ sinh học, cùng tất cả quý thầy cô tại trƣờng
đã giúp đỡ, hƣớng dẫn tận tình cho tôi trong suốt thời gian học tập tại trƣờng.
ThS. Võ Thị Thúy Huệ, KS. Nguyễn Minh Quang đã tận tình hƣớng dẫn, giúp
đỡ và tạo điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành khóa luận này.
Anh Danh Kim Đƣợc cùng các anh chị, các bạn làm việc tại công ty TNHH
Công nghệ Nông Lâm đã tận tình hƣớng dẫn, hỗ trợ cho tôi rất nhiều trong thời gian
thực hiện đề tài tại công ty.
Các thầy cô, các anh chị và các bạn tại Viện Nghiên Cứu Công Nghệ Sinh Học
và Môi Trƣờng trƣờng Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh đã giúp đỡ, hỗ trợ
tôi trong suốt thời gian tôi thực hiện đề tài tại Viện.
Tất cả các thành viên của lớp Công Nghệ Sinh Học K34 đã đồng hành, chia sẻ
và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Con xin chân thành gởi lời cảm ơn sâu sắc đến ba mẹ, anh chị em trong gia đình
đã luôn bên cạnh, động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tối nhất cho con trong suốt
quá trình học tập và trƣởng thành của con.

Sinh viên thực hiện
Lƣơng Văn Hƣng

i

TÓM TẮT
Ngày nay, cùng với sự phát triển chung của xã hội thì ngành nông nghiệp Việt
Nam cũng có những bƣớc tiến rõ rệt. Tuy nhiên, việc sử dụng các loại phân bón hóa
học lâu dài đã làm ảnh hƣởng đáng kể đến chất lƣợng đất, gây ô nhiễm môi trƣờng và
làm tổn hại đến sức khỏe con ngƣời.
Hằng năm, các nhà máy chế biến thủy sản thải ra ngoài hàng triệu tấn bùn thải mà
nếu không có biện pháp xử lý hiệu quả sẽ gây ô nhiễm môi trƣờng. Từ nhu cầu đó đề
tài: “Nghiên cứu sản xuất phân hữu cơ vi sinh từ bùn thải nhà máy chế biến thủy sản”
đƣợc thực hiện.
Các thí nghiệm đánh giá các chỉ tiêu đầu vào gồm các chỉ tiêu về độ ẩm, tỉ lệ C/N
nhằm thiết lập ra các công thức ủ, chọn ra công thức tối ƣu nhất đƣợc tiến hành. Bố trí
nghiệm thức ủ phân compost ở quy mô phòng thí nghiệm với chế phẩm. Sau đó, tiến
hành khảo nghiệm trên rau cải xanh để so sánh chất lƣợng phân.
Kết quả ghi nhận ở công thức 2 với tỉ lệ chế phẩm là 4%o (w/w) ở tỉ lệ tro trấu 5%
và 10% là tối ƣu nhất. Kết quả đánh giá trên cải xanh cho thấy hầu hết các nghiệm
thức có sử dụng phân ủ đều đạt kết quả cao hơn so với đối chứng.

ii


SUMMARY
Today, along with the overall development of society, the Vietnam agricultural
sector also has improved markedly. However, the use of chemical fertilizers has made
long-term negative impact to soil quality, environment and human health.
Each year, the seafood processing plant discharg millions of tons of sludge that
would otherwise effective treatment measures will cause environmental pollution. In
order to solve this problem, the thesis “Research on production of organic
microoganism fertilizer from the sludge of seafood processing factory” was carried

out.
Experiments evaluating the input criteria including humidity, the ratio C/N in
order to establish the compost recipe, from which the best formula was selected, were
performed. Composting treatments were arranged at laboratory scale with biological
products. Then, the effectiveness of the fertilizer in Brassica was evaluated.
The best results were reported in formula 2 at a rate of 4%o at a rate of 5% rice
husk ash and 10% was optimum. Fertilizer evalation on Brassica should that most of
the treatments using compost achieved higher results compared to the control.
Key word: Compost, sludge, seafood processing factory.

iii


MỤC LỤC
TRANG
LỜI CẢM ƠN........................................................................................................................................ 1
TÓM TẮT .............................................................................................................................................. ii
SUMMARY.......................................................................................................................................... iii
MỤC LỤC............................................................................................................................................. iv
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT............................................................................................. vii
DANH SÁCH CÁC BẢNG .............................................................................................................. vii
DANH SÁCH CÁC HÌNH................................................................................................................. ix
Chƣơng 1 MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. 1
1.1.

Đặt vấn đề ............................................................................................................................... 1

1.2.

Yêu cầu của đề tài .................................................................................................................. 1

1.3.

Nội dung thực hiện................................................................................................................. 2

Chƣơng 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU.................................................................................................. 3
2.1.

Phân hữu cơ vi sinh................................................................................................................ 3

2.1.1.

Lịch sử phát triển phân bón vi sinh ...................................................................................... 3

2.1.2.

Định nghĩa .......................................................................................................... 3

2.1.3.

Thành phần phân vi sinh .................................................................................... 3

2.1.4.

Quá trình sản xuất ............................................................................................... 4

2.2.

Tổng quan về compost .......................................................................................................... 4

2.2.1.

Lịch sử hình thành .............................................................................................. 4

2.2.2.

Định nghĩa .......................................................................................................... 5

2.2.3.

Các phản ứng sinh hóa xảy ra trong quá trình ủ ................................................. 5

2.2.4.

Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình ủ compost ................................................. 7

2.3.

Chất lƣợng của compost ................................................................................... 14

2.4.

Các hệ thống sản xuất phân compost ................................................................................. 14

2.4.1.1. Hệ thống sản xuất compost dạng đánh luống (windrow) ................................. 14
2.4.1.2. Sản xuất compost dạng luống kiểu tĩnh (static windrow) ................................ 15
2.4.1.4. Sản xuất compost trong thùng hay kênh mƣơng (in-vessel reactors) .............. 15
2.5.

Ƣu và nhƣợc điểm sản xuất phân compost ....................................................................... 16

2.5.1.

Ƣu điểm ............................................................................................................ 16

2.5.2.

Nhƣợc điểm ...................................................................................................... 16
iv


2.6.

Nghiên cứu sản xuất compost ở Việt Nam ....................................................................... 17

2.7.
Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc về tái sử dụng phụ phẩm trong ngành chế
biến thủy sản ......................................................................................................................................... 18
2.7.1.

Các nghiên cứu ngoài nƣớc .............................................................................. 18

2.7.2.

Các nghiên cứu trong nƣớc .............................................................................. 19

Chƣơng 3 VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................................................... 21
3.1.

Thời gian và địa điểm nghiên cứu ...................................................................................... 21

3.2.

Vật liệu .................................................................................................................................. 21

3.3.

Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................................................... 21

3.3.1.

Mô hình thí nghiệm ............................................................................................. 21

3.3.2.

Bố trí thí nghiệm ................................................................................................. 22

3.4.

Đánh giá hiệu quả trên cây cải xanh .................................................................................. 23

3.4.1.

Mô hình thí nghiệm .......................................................................................... 23

3.4.2.

Bố trí ................................................................................................................. 23

3.4.3.

Quy trình kĩ thuật ................................................................................................................. 24

3.5.

Các phƣơng pháp phân tích ................................................................................................ 25

3.5.1.

Nhiệt độ ............................................................................................................ 25

3.5.2.

Độ ẩm ............................................................................................................... 25

3.5.3.

Đo pH ................................................................................................................ 25

3.5.4.

Phƣơng pháp xác định tổng số cacbon hữu cơ (10TCN 366-99) ..................... 25

3.5.5.

Định lƣợng ni tơ tổng số bằng phƣơng pháp Kjeldahl (10 TCN 304-97) ........ 26

3.5.6.

Phƣơng pháp đánh giá hiệu quả của compost trên cây cải xanh ...................... 26

3.5.7.

Xử lý số liệu ..................................................................................................... 26

Chƣơng 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................................................ 27
4.1.

Đặc tính của bùn thải đầu vào và các chế phẩm vi sinh sử dụng trong quá trình ủ....... 27

4.2.

Khảo sát sự ảnh hƣởng của tro trấu lên quá trình ủ .......................................................... 28

4.2.1.

Theo dõi sự thay đổi nhiệt độ.............................................................................................. 29

4.2.2.

Theo dõi sự thay đổi của độ ẩm ....................................................................... 29

4.2.3.

Theo dõi sự thay đổi của pH ............................................................................ 30

4.2.4.

Theo dõi sự thay đổi của hàm lƣợng carbon .................................................... 31

4.2.5.

Theo dõi sự thay đổi của hàm lƣợng ni tơ ........................................................ 32

4.2.6.

Theo dõi sự thay đổi của tỉ lệ C/N.................................................................... 32
v


4.2.7.

Nhận xét............................................................................................................ 33

4.3.

Khảo sát ảnh hƣởng của chế phẩm lên quá trình ủ........................................................... 33

4.3.3.

Theo dõi sự thay đổi của pH ............................................................................ 35

4.3.4.

Theo dõi sự thay đổi của hàm lƣợng carbon .................................................... 36

4.3.5.

Theo dõi sự thay đổi của hàm lƣợng ni tơ ........................................................ 37

4.3.6.

Sự thay đổi của tỉ lệ C/N .................................................................................. 38

4.4.

Xây dựng phƣơng pháp ủ.................................................................................................... 39

4.5.

Kết quả thử nghiệm trên cây cải xanh................................................................................ 40

Chƣơng 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................................................................. 43
5.1.

Kết luận ................................................................................................................................. 43

5.2.

Đề nghị .................................................................................................................................. 43

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................................. 44

vi


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
As

Asen

C

Carbon

Cd

Cedium

CP

Chế phẩm

CT

Công thức

Ctv

Cộng tác viên

CTR

Chất thải rắn

C/N

Tỷ số carbon trên ni tơ

CFU/g

Colony forming units/gram

Compost

Sản phẩm của quá trình ủ hiếu khí chất thải hữu cơ

Composting

Quá trình ủ hiếu khí chất thải hữu cơ bởi VSV

DC

Đối chứng

Hg

Thủy ngân

K

Kali

N

Ni tơ

NT

Nghiệm thức

P

Phốt pho

Pb

Chì

Thermophilic

Ƣa nhiệt

TNHH

Trách nhiệm hữu hạn

VSV

VSV

W

Trọng lƣợng

EM

Effective microorganisms

DANH SÁCH CÁC BẢNG

vii


TRANG

Bảng 2.1 Tỉ lệ C/N các chất thải (tính theo chất khô)………………………………..11
Bảng 2.2 Các thông số quan trọng trong quá trình làm phân hữu cơ hiếu khí…….....14
Bảng 4.1 Đặc tính lý hóa và sinh học của bùn thải hệ thống xử lý nƣớc thải………..29
Bảng 4.2 Đặc điểm lý, hóa, sinh của chế phẩm sinh học……………………………..30
Bảng 4.3 Công thức phối trộn nguyên liệu ủ……………………………………...….31
Bảng 4.4 Sự thay đổi độ ẩm của các khối ủ sau 35 ngày……………………..………37
Bảng 4.5 Sự thay đổi pH của các khối ủ sau 35 ngày……………………………...…38
Bảng 4.6 Sự thay đổi hàm lƣợng carbon các khối ủ sau 35 ngày…………...………..39
Bảng 4.7 Sự thay đổi hàm lƣợng ni tơ các khối ủ sau 35 ngày…………………….....40
Bảng 4.8 Sự thay đổi tỉ lệ C/N sau 35 ngày…………………………………...……...41
Bảng 4.9 Thành phần nguyên liệu dùng thử nghiệm hiệu lực phân bón………...…...42
Bảng 4.10 Ảnh hƣởng của lƣợng phân compost đến chiều cao cây sau 21 ngày
trồng………………………...………………………………………………………....43
Bảng 4.11 Ảnh hƣởng của lƣợng phân compost đến khối lƣợng cây sau 21 ngày
trồng………………………..………………………………………………………....44

viii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
TRANG

Hình 2.1 Tuần hoàn sản phẩm compost ……………………………………..……….8
Hình 3.1 Mô hình ủ compost………………….…………………………………..…23
Hình 3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của tro trấu lên quá trình .......24

Hình 3.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của chế phẩm lên quá trình ủ.25
Hình 3.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm đánh giá hiệu lực phân bón trên cải xanh……......26
Hình 4.1 Đồ thị theo dõi sự thay đổi của các khối ủ trong suốt 35 ngày ủ…….…....31
Hình 4.2 Đồ thị theo dõi sự thay đổi của các khối ủ trong suốt 35 ngày ủ……….....32
Hình 4.3 Đồ thị theo dõi sự thay đổi của pH trong suốt 35 ngày ủ………….……...33
Hình 4.4 Đồ thị theo dõi sự thay đổi % carbon sau 35 ngày ủ…………….……......33
Hình 4.5 Đồ thị theo dõi sự thay đổi % ni tơ sau 35 ngày ủ………………….……..34
Hình 4.6 Đồ thị theo dõi sự thay đổi tỉ lệ C/N sau 35 ngày ủ……………....……….35
Hình 4.7 Đồ thị theo dõi sự thay đổi nhiệt độ khối ủ 5% tro trấu………….……….36
Hình 4.8 Đồ thị theo dõi sự thay đổi nhiệt độ khối ủ 10% tro trấu………….……...36
Hình 4.9 Sơ đồ xây dựng quy trình ủ phân compost từ bùn thải…………….….….42

ix


Chƣơng 1 MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Ngày nay, cùng với sự phát triển chung của xã hội thì ngành nông nghiệp Việt
Nam cũng có những bƣớc tiến rõ rệt. Tuy nhiên, việc sử dụng các loại phân bón hóa
học lâu dài đã làm ảnh hƣởng đáng kể đến chất lƣợng đất, gây ô nhiễm môi trƣờng và
làm tổn hại đến sức khỏe con ngƣời. Nhà nƣớc ta đang khuyến khích ngƣời dân sử
dụng phân bón hữu cơ trong canh tác nông nghiệp, đặc biệt là phân hữu cơ vi sinh để
vừa cải tạo chất lƣợng đất, giảm ô nhiễm môi trƣờng và nâng cao chất lƣợng sản
phẩm, đảm bảo sức khỏe cho ngƣời tiêu dùng.
Nuôi trồng thủy sản Việt Nam đã phát triển nhanh và mạnh nhờ vào lợi thế về diện
tích tiềm năng mặt nƣớc và là một trong những ngành mũi nhọn của nền kinh tế nƣớc
ta. Hằng năm, các nhà máy chế biến thủy sản thải ra ngoài môi trƣờng hàng triệu tấn
bùn thải. Ƣớc tính sản lƣợng cá nguyên liệu đạt 1 triệu tấn thì các nhà máy chế biến
phải thải ra thị trƣờng hơn 600.000 tấn phụ thải (Nguyễn Trọng Cẩn, 2006; VASEP,
2006). Đây là nguồn phụ phẩm khổng lồ có nguy cơ gây ô nhiễm môi trƣờng nếu

không có phƣơng pháp xử lý hiệu quả. Loại bùn sử dụng trong nghiên cứu là kết quả
của quá trình xử lý của các chất thải sau chế biến có độ ẩm cao hàm lƣợng chất hữu
cơ cao, là nguồn nguyên liệu khá tốt để sản xuất phân bón hữu cơ.
Việc nghiên cứu sản xuất phân hữu cơ vi sinh từ bùn thải kết hợp với tro trấu làm
chất độn vừa giải quyết đƣợc bài toán cho các doanh nghiệp chế biến thủy sản, vừa
giúp giảm thiểu việc ô nhiễm môi trƣờng và cũng tạo cho ngƣời nông dân một loại
phân hữu cơ vi sinh mới. Từ nhu cầu thực tiễn đó đề tài “ Nghiên cứu sản xuất phân
hữu cơ vi sinh từ bùn thải nhà máy chế biến thủy sản” đƣợc thực hiện.
1.2. Yêu cầu của đề tài
Xây dựng các quy trình ủ xử lý bùn thải làm phân bón hữu cơ vi sinh.
Thử nghiệm hiệu quả của phân bón trên cây trồng.

1


1.3. Nội dung thực hiện
Đánh giá chất lƣợng bùn thải trƣớc khi xây dựng quy trình ủ bao gồm các chỉ tiêu:
đạm lân, kali tổng số, kim loại nặng, pH, độ ẩm và các VSV.
Xây dựng quy trình ủ phân compost từ bùn thải nhà máy chế biến thủy sản có sự
tham gia của các chủng vi sinh vật phân giải protein và nấm đối kháng.
Đánh giá hiệu lực phân compost trên cây cải xanh tại công ty cổ phần Vĩnh Hoàn
(Quốc lộ 30, Tp Cao Lãnh, Đồng Tháp).

2


Chƣơng 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Phân hữu cơ vi sinh
2.1.1. Lịch sử phát triển phân bón vi sinh
Phân bón vi sinh do Noble Hiltner sản xuất đầu tiên tại Đức năm 1896 và đƣợc đặt

tên là Nitragin. Sau đó phát triển sản xuất tại một số nƣớc khác nhƣ ở Mỹ (1896),
Canada (1905), Nga (1907), Anh (1910) và Thụy Điển (1914).
Nitragin là loại phân đƣợc chế tạo bởi vi khuẩn Rhizolium do Beijerink phân lập
năm 1888 và đƣợc Fred đặt tên vào năm 1889 dùng để bón cho các loại cây thích hợp
họ đậu. Từ đó cho đến nay đã có rất nhiều công trình nghiên cứu nhằm ứng dụng và
mở rộng việc sản xuất các loại phân bón vi sinh cố định ni tơ mà thành phần còn đƣợc
phối hợp thêm một số VSV có ích khác nhƣ một số xạ khuẩn cố định ni tơ sống tự do
Frankia spp., Azotobacter spp., các vi khuẩn cố định ni tơ sống tự do Clostridium,
Pasterium, Beijerinkiaindica, các xạ khuẩn có khả năng giải cellulose, hoặc một số
chủng VSV có khả năng chuyển hóa các nguồn dự trữ phospho và kali ở dạng khó hoà
tan với số lƣợng lớn có trong đất mùn, than bùn, trong các quặng apatit, phosphoric
v.v... chuyển chúng thành dạng dễ hoà tan, cây trồng có thể hấp thụ đƣợc.
Ở Việt Nam, phân VSV cố định đạm cây họ đậu và phân VSV phân giải lân đã
đƣợc nghiên cứu từ năm 1960. Đến năm 1987, phân Nitragin trên nền chất mang than
bùn mới đƣợc hoàn thiện. Năm 1991 đã có hơn 10 đơn vị trong cả nƣớc tập trung
nghiên cứu phân VSV. Các nhà khoa học đã phân lập đƣợc nhiều chủng VSV cố định
đạm và một số VSV phân giải lân.
2.1.2. Định nghĩa
Phân vi sinh là các sản phẩm có chứa một hay nhiều chủng VSV có ích đã đƣợc
tuyển chọn, có hoạt lực cao, có mật độ đạt theo tiêu chuẩn quy định và không có khả
năng gây hại, nhằm cải tạo đất và cung cấp các chất dinh dƣỡng dễ tiêu từ quá trình cố
định đạm hay phân hủy các chất khó tiêu thành dễ tiêu cho cây trồng sử dụng, góp
phần nâng cao năng suất và chất lƣợng nông sản.
2.1.3. Thành phần phân vi sinh
Thành phần chính của phân vi sinh gồm có: VSV có ích đƣợc tuyển chọn (một hay
nhiều chủng), chất mang (có thanh trùng hay không thanh trùng) và các VSV tạp.
3


Chất mang là chất để VSV đƣợc cấy vào đó mà tồn tại và phát triển, tạo điều kiện

thuận lợi cho vận chuyển, bảo quản, sử dụng. Chất mang không đƣợc chứa các chất có
hại cho VSV, ngƣời, động, thực vật, môi trƣờng sinh thái, chất lƣợng nông sản.
VSV đƣợc tuyển chọn là các VSV đƣợc nghiên cứu, đánh giá hoạt tính sinh học và
hiệu quả sinh học đối với đất, cây trồng dùng để sản xuất phân vi sinh.
VSV tạp theo quy định này là VSV có trong phân nhƣng không thuộc loại VSV đã
đƣợc tuyển chọn.
2.1.4. Quá trình sản xuất
Quá trình sản xuất phân vi sinh theo 2 giai đoạn chủ yếu:
Giai đoạn 1 là tạo nguyên liệu cho sản xuất còn gọi là chất mang. Chất mang đƣợc
dùng là các hợp chất vô cơ (bột photphorit, bột apatit, bột xƣơng, bột vỏ sò v.v…) hay
các chất hữu cơ (than bùn, bã nấm, phế thải nông nghiệp, rác thải v.v...). Chất mang
đƣợc ủ yếm khí hoặc hiếu khí nhằm tiêu diệt một phần VSV tạp và trứng sâu bọ, bay
hơi các hợp chất dễ bay hơi và phân giải phần nhỏ các chất hữu cơ khó tan.
Giai đoạn 2 là cấy vào nguyên liệu trên các chủng VSV thuần khiết trong điều kiện
nhất định để đạt đƣợc hiệu suất cao. Mặc dù VSV nhỏ bé nhƣng trong điều kiện thuận
lợi: đủ chất dinh dƣỡng, có độ pH thích hợp, CO2 và nhiệt độ môi trƣờng tối ƣu chúng
sẽ phát triển cực kỳ nhanh chóng (hệ số nhân đôi chỉ 2 – 3 giờ); ngƣợc lại trong điều
kiện bất lợi chúng sẽ không phát triển hoặc bị tiêu diệt, dẫn đến hiệu quả của phân bị
giảm sút. Để cho phân vi sinh đƣợc sử dụng rộng rãi, ngƣời ta thƣờng chọn các chủng
vi sinh có khả năng thích nghi rộng hoặc dùng nhiều chủng trong cùng một loại phân.
Nhƣ vậy, quy trình sản xuất phân vi sinh trƣớc tiên là tạo thành phân mùn hữu cơ
cao cấp. Tùy từng địa phƣơng và cơ sở sản xuất cụ thể mà lựa chọn nguyên liệu để sản
xuất phân hữu cơ cao cấp khác nhau nhƣ than bùn, mùn rác thành phố (phân rác lên
men), phân bắc (hầm cầu), phân gà công nghiệp, phân heo, trâu, bò, dê v.v… hoặc
phân từ nguồn phế thải của quá trình chế biến của các nhà máy nhƣ mía, mụn dừa, vỏ
trái cây v.v... Sau đó là quá trình phối trộn, cấy các chủng vi sinh vào mùn.
2.2. Tổng quan về compost
2.2.1. Lịch sử hình thành
Lịch sử quá trình ủ phân compost đã có từ rất lâu, ngay từ khi khai sinh nông
nghiệp hàng nghìn năm trƣớc Công nguyên. Cách đây 3.000 năm trƣớc Công nguyên,

4


Ai Cập đƣợc xem là quốc gia sử dụng phân compost trong nông nghiệp đầu tiên trên
thế giới. Ngƣời Trung Quốc đã ủ chất thải từ cách đây 4.000 năm, ngƣời Nhật đã sử
dụng compost làm phân bón trong nông nghiệp từ nhiều thế kỷ.
Tuy nhiên đến năm 1943, quá trình ủ phân compost mới đƣợc nghiên cứu một cách
khoa học và đƣợc báo cáo bởi giáo sƣ ngƣời Anh Albert Howard thực hiện tại Ấn Độ.
Đến nay đã có nhiều tài liệu viết về quá trình ủ phân compost và nhiều mô hình công
nghệ ủ phân compost quy mô lớn đƣợc phát triển trên thế giới.
2.2.2. Định nghĩa
“Quá trình chế biến compost là quá trình phân hủy sinh học và ổn định chất hữu cơ
dƣới điều kiện thermophilic. Kết quả của quá trình phân hủy sinh học tạo ra nhiệt, sản
phẩm cuối cùng ổn định, không mang mầm bệnh và có ích cho việc ứng dụng cho cây
trồng”. “Compost là sản phẩm quá trình chế biến compost, đã đƣợc ổn định nhƣ
humus, không chứa các mầm bệnh, không lôi kéo côn trùng, có thể đƣợc lƣu trữ an
toàn và có lợi cho sự phát triển của cây trồng” (Haug, 1993).
2.2.3. Các phản ứng sinh hóa xảy ra trong quá trình ủ
Quá trình phân hủy bùn hữu cơ diễn ra rất phức tạp, theo nhiều giai đoạn và tạo
nhiều sản phẩm trung gian. Quá trình phân hủy protein và carbonhydrate là hai qua
strinhg sinh hóa xảy ra trong quá trình ủ.
Quá trình phân hủy protein:
Protein

peptides

amino acids

hợp chất ammonium

nguyên sinh

chất của vi khuẩn và ni tơ hoặc NH3.
Quá trình phân hủy carbohydrate:
Carbohydrate

đƣờng đơn

acid hữu cơ

CO2 và nguyên sinh chất của vi

khuẩn.
Những chuyển hóa sinh hóa diễn ra trong quá trình ủ hiếu khí rất phức tạp. Căn cứ vào
sự biến thiên nhiệt độ có thể chia quá trình ủ hiếu khí thành các pha sau:
Pha thích nghi (latent phase) là giai đoạn cần thiết để VSV thích nghi với môi
trƣờng mới.
Pha tăng trƣởng (growth phase) đặc trƣng bởi sự tăng nhiệt độ do quá trình phân
hủy sinh học.
5


Pha ƣa nhiệt (thermophilic phase) là giai đoạn nhiệt độ tăng cao nhất, đây là giai đoạn ổn
định chất thải và tiêu diệt VSV gây bệnh hiệu quả nhất.
Phản ứng hóa sinh xảy ra trong ủ hiếu khí và phân hủy kỵ khí đƣợc đặc trƣng bởi hai phƣơng
trình:
CHONS + O2 + VSV hiếu khí  CO2 + NH3 + sản phẩm khác + năng lƣợng
CHONS + VSV kỵ khí  CO2 + H2S + CH4 + NH3 + sản phẩm khác + năng lƣợng.
Pha trƣởng thành (maturation) 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, ni tơ) 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 (NO2¯) và cuối cùng thành nitrat (NO3¯):
NH4+ + 3/2O2  NO2¯ + 2H+ + H2O
NO2¯ + 1/2O2  NO3¯
Kết hợp hai phƣơng trình trên, quá trình nitrat hóa diễn ra nhƣ sau:
NH4+ + 2O2  NO3¯ + 2H+ + H2O
Mặt khác, trong mô tế bào, NH4+ cũng đƣợc tổng hợp với phản ứng đặc trƣng cho
quá trình tổng hợp:
NH4+ + 4CO2 + HCO3¯ + H2O  C5H7O2N + 5O2
Phƣơng trình phản ứng nitrat hóa tổng cộng xảy ra nhƣ sau:
22NH4+ + 37O2 + 4CO2 + HCO3¯  21NO3¯ + C5H7O2N + 20H2O + 42H+
Quá trình phân hủy hiếu khí bùn hữu cơ bao gồm ba giai đoạn chính là 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 thì các loài
VSV ƣu thế cũng khác nhau. Quá trình phân hủy ban đầu do các VSV chịu nhiệt trung
bình chiếm ƣu thế, chúng sẽ phân hủy nhanh chóng những hợp chất có cấu trúc phân
tử đơn giản. Nhiệt độ trong quá trình này sẽ tăng nhanh chóng do nhiệt mà các VSV
tạo ra. Khi nhiệt độ gia tăng >40oC, các VSV chịu nhiệt trung bình sẽ bị thay thế bởi
các VSV hiếu nhiệt. Khi nhiệt độ gia tăng ≥ 55oC, các VSV gây bệnh sẽ bị tiêu diệt.
6


Khi nhiệt độ gia tăng đến 65oC sẽ có rất nhiều loài VSV bị tiêu diệt và nhiệt độ này
cũng giới hạn trên của quá trình phân hủy hiếu khí.
Trong giai đoạn hiếu khí, nhiệt độ cao làm tăng quá trình phân hủy protein, chất
béo và các carbohydrate phức hợp nhƣ cellulose và hemicellulose. Sau giai đoạn này,
nhiệt độ của quá trình ủ sẽ giảm từ từ và các VSV chịu nhiệt trung bình lại chiếm ƣu

thế trong giai đoạn cuối.
Khi nhiệt độ tăng vi khuẩn thermophilic xuất hiện chiếm hầu hết các vị trí trong
khối ủ, nấm thƣờng tăng trƣởng từ 5 – 10 ngày sau khi ủ. Nếu nhiệt độ cao hơn 50oC –
60oC thì nấm và hầu hết các vi khuẩn bị ức chế, chỉ còn các dạng bào tử có thể phát
triển. Trong giai đoạn cuối cùng, khi nhiệt độ giảm nhóm vi khuẩn Atinomycetes trở
nên chiếm ƣu thế làm cho bề mặt đống ủ sẽ xuất hiện màu trắng hoặc nâu.
2.2.4. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình ủ compost
2.2.4.1. Các yếu tố vật lý
Các yếu tố vật lý ảnh hƣởng đến quá trình ủ gồm: nhiệt độ, độ ẩm, kích thƣớc
nguyên liệu, độ rỗng, thổi khí.
Nhiệt độ là một yếu tố quan trọng ảnh hƣởng đến hoạt tính của VSV trong quá
trình chế biến phân hữu cơ và cũng là một trong các thông số giám sát và điều khiển
quá trình ủ. 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 VSV. Ở nhiệt độ thấp hơn phân hữu cơ không đạt
tiêu 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 tối ƣu cho quá trình ủ phân nằm trong khoảng 50 ÷ 60%. Các VSV đóng
vai trò quyết định trong quá trình phân hủy thƣờng tập trung tại lớp nƣớc mỏng trên bề
mặt của phân tử. Nếu độ ẩm quá nhỏ (< 30%) sẽ hạn chế hoạt động của VSV, còn khi
độ ẩm quá lớn (> 65%) thì quá trình phân hủy sẽ chậm lại, sẽ chuyển sang chế độ phân
hủy kỵ khí vì 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 VSV gây bệnh.
Độ ẩm ảnh hƣởng đến quá trình 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
7


thấp, có thể điều chỉnh bằng cách thêm nƣớc vào. Còn khi độ ẩm của khối ủ cao có thể

điều chỉnh bằng cách trộn với vật liệu độn có độ ẩm thấp hơn nhƣ mạt cƣa, rơm rạ.
Độ ẩm của phân bắc, bùn, phân động vật thƣờng cao hơn giá trị tối ƣu, do đó cần
bổ sung thêm các chất phụ gia để giảm độ ẩm đến giá trị cần thiết. Đối với hệ thống
làm compost vận hành liên tục, độ ẩm có thể đƣợc khống chế bằng cách tuần hoàn sản
phẩm compost nhƣ sơ đồ hình 2.1.

Hình 2.1 Tuần hoàn sản phẩm compost (Nguyễn Thị Hiền, 2009).
Kích thƣớc nguyên liệu ảnh hƣởng rất 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 sẽ 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 VSV trong đống ủ và giảm mức độ hoạt động của VSV.
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 ÷ 50 mm. Kích thƣớc hạt
tối ƣu có thể đạt đƣợc bằng nhiều cách nhƣ cắt, nghiền và sang vật liệu thô ban đầu
(Nguyễn Thị Hiền, 2009).
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,
để quá trình chế biến diễn ra tốt thì độ rỗng khoảng 35 ÷ 60%, tối ƣu là 32 ÷ 36%.
Độ rỗng ảnh hƣởng trực tiếp đến quá trình cung cấp oxy cần thiết cho sự trao đổi
chất, hô hấp của VSV hiếu khí và sự oxy hóa các phân 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
8


và làm tăng nhiệt độ trong khối ủ. Ngƣợc lại, độ 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 tỉ lệ
trộn hợp lý (Nguyễn Thị Hiền, 2009).

Khối ủ đƣợc cung cấp không khí từ môi trƣờng xung quanh để VSV 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 ủ có thể có những vùng kị khí, gây mùi
hôi.
Lƣợng không khí cung cấp cho khối phân hữu cơ có thể đƣợc thực hiện bằng cách:
đảo trộn, sử dụng ống khí, đổ chất thải từ tầng lƣu chất trên cao xuống thấp, thổi khí.
Cấp khí bằng phƣơng pháp thổi khí đạt hiệu quả phân hủy cao nhất. Tuy nhiên,
lƣu lƣợng khí phải 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 VSV gây bệnh. Khi pH của môi trƣờng trong khối phân > 7, cùng với quá trình
thổi khí sẽ làm thất thoát ni tơ dƣới dạng NH3. Trái lại, nếu thổi khí quá ít môi trƣờng
bên trong khối phân trở thành kị khí. Vận tốc thổi khí cho quá trình ủ phân thƣờng
trong khoảng 5 ÷ 10 m3 khí/tấn nguyên liệu/giờ (Nguyễn Thị Hiền, 2009).
2.2.4.2. Các yếu tố hóa sinh
Carbon cung cấp năng lƣợng và sinh khối cơ bản để tạo ra khoảng 50% khối lƣợng
tế bào VSV. Ni tơ 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.
Tỉ lệ C/N tối ƣu cho quá trình ủ phân khoảng 30:1. Ở mức tỉ lệ thấp hơn, N sẽ thừa và sinh
ra khí NH3 gây ra mùi khai. Ở mức tỉ lệ cao hơn hạn chế sự phát triển của VSV do thiếu N.
chúng phải trải qua nhiều chu kỳ chuyển hóa, oxy hóa phần C dƣ cho đến khi đạt tỉ 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 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 trong khoảng 20 ÷ 50, thời gian cần thiết là 14 ngày và
nếu tỉ lệ C/N = 78, thời gian cần thiết sẽ là 21 ngày. Mặc dù vậy, tỉ 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 (Nguyễn Thị Hiền, 2009).
9

Khi bắt đầu quá trình ủ phân, tỉ lệ C/N là 30:1 và giảm dần còn 15:1 ở các sản
phẩm cuối cùng do 2/3 C đƣợc giải phóng tạo ra CO2 khi các hợp chất hữu cơ bị phân
hủy bởi các VSV.
Trong thực tế, việc tính toán và hiệu chỉnh chính xác tỉ lệ C/N tối ƣu gặp phải
khó khăn vì những lý do sau:
- Một phần các chất nhƣ cenllulose 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 VSV 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 PO43¯.
- Phân tích hàm lƣợng C khó đạt kết quả chính xác.
Bảng 2.1 Tỉ lệ C/N các chất thải (tính theo chất khô)
STT

Chất thải

N (% khối lƣợng)

Tỉ 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

Trấu yến mạch

1,05

48

10

Bảng 2.1 (tt) Tỉ lệ C/N các chất thải (tính theo chất khô)
STT

Chất thải

N (% khối lƣợng)

Tỉ lệ C/N

18

Mạt cƣa

0,1

200 ÷ 500

19

Gỗ thông

0,07

723

20

Trái cây thải

1,52

34,8

21

Chất thải giết mổ hỗn hợp

7 ÷ 10

2

22

Giấy hỗn hợp

0,25

173

23

Giấy báo

0,05

983

24

Giấy nâu (gói hàng)

0,01

4490

25

Tạp chí

0,07

470

26

Tài liệu

0,17

223

27

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

17

Gỗ nghiền

0,13

170

18

Mạt cƣa

0,1

200 ÷ 500

19

Gỗ thông

0,07

723

20

Trái cây thải

1,52

34,8

21

Chất thải giết mổ hỗn hợp

7 ÷ 10

2

22

Giấy hỗn hợp

0,25

173

16

Trấu yến mạch

1,05

48

17

Gỗ nghiền

0,13

170

(Tchobanoglous và cộng sự, 1993)

11


Hàm lƣợng C có thể xác định theo phƣơng trình sau:

%C

100

%tro
1,8

Tỉ lệ % tro trong phƣơng trình này là lƣợng vật liệu còn lại sau khi nung ở nhiệt độ
550oC trong một giờ. Do đó, một số chất thải chứa phần lớn nhựa (là thành phần bị phân
hủy ở 550oC) sẽ có giá trị % C cao, nhƣng đa phần không có khả năng phân hủy sinh học.
Nếu tỉ lệ C/N của nguyên liệu làm phân cao hơn giá trị tối ƣu, sẽ hạn chế sự phát
triển của VSV do thiếu N. Chúng phải trải qua nhiều chu kỳ chuyển hoá, oxy hoá phân
carbon dƣ cho đến khi đạt tỉ 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.
Oxy cũng là một trong những thành phần cần thiết cho quá trình ủ phân rác. Khi
VSV oxy hóa carbon 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 VSV 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 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.
Cung cấp đủ photpho, kali và các chất vô cơ khác nhƣ Ca, Fe, Bo, Cu,... là cần
thiết cho sự chuyển hóa của VSV. Thông thƣờng, các chất dinh dƣỡng này không có
giới hạn bởi chúng hiện diện phong phú trong các vật liệu làm nguồn nguyên liệu cho
quá trình ủ phân rác.
Giá trị pH trong khoảng 5,5 – 8,5 là tối ƣu cho các VSV trong quá trình ủ phân.
Các VSV, nấm tiêu thụ các hợp chất hữu cơ và thải ra các acid hữu cơ. Trong giai
đoạn đầu của quá trình ủ phân rác, các acid này bị tích tụ và kết quả làm giảm pH, kìm
hãm sự phát triển của nấm và VSV, kìm hãm sự phân hủy lignin và cellulose. Các acid
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 acid có thể làm pH giảm xuống đến 4,5 và gây ảnh hƣởng nghiêm

12


trọng đến hoạt động của VSV.
Phƣơng pháp ứng dụng VSV rất quan trọng trong quá trình ủ phân compost.
Thực tế, hệ VSV cần thiết cho quá trình ủ phân compost đã có sẵn trong vật liệu
hữu cơ, tự thích nghi và phát triển theo từng giai đoạn của quá trình ủ phân compost.
Các thành phần bổ sung thông thƣờng có thể là sản phẩm sau ủ phân compost hay
các thành phần giúp điều chỉnh dinh dƣỡng (tỉ lệ C:N). Việc bổ sung các chế phẩm có
bản chất là VSV ngoại lai hay enzyme chỉ có vai trò thúc đẩy tiến trình ủ phân
compost đƣợc triệt để.
Vận tốc phân hủy dao động tuỳ theo thành phần, kích thƣớc, tính chất của chất
hữu cơ. Chất hữu cơ hoà tan thì dễ phân hủy hơn chất hữu cơ không hoà tan.
Bảng 2.2 Các thông số quan trọng trong quá trình làm phân hữu cơ hiếu khí
Thông số

Giá trị

1. Kích thƣớc

Quá trình ủ đạt hiệu quả tối ƣu khi kích thƣớc CTR
khoảng 25 –75mm.

2. Tỉ lệ C/N

Tỉ lệ C:N tối ƣu dao động trong khoảng 25 - 50
Ở tỉ lệ thấp hơn, dƣ NH3, hoạt tính sinh học giảm.
Ở tỉ lệ cao hơn, chất dinh dƣỡng bị hạn chế.

3. Độ ẩm
4. Đảo trộn

5. Nhiệt độ

6. Kiểm soát mầm bệnh

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 rảnh khí, trong quá trình làm phân hữu cơ,
CTR phải đƣợc xáo trộn định kỳ. Tần suất đảo trộn
phụ thuộc vào quá trình thực hiện.
Nhiệt độ phải đƣợc duy trì trong khoảng 50 – 550C đối
với một vài ngày đầu và 55 – 600C trong những ngày
sau đó. Trên 660C, hoạt tính VSV giảm đáng kể.
Nhiệt độ 60 – 700C, các mầm bệnh đều bị tiêu diệt.

7. Nhu cầu về không khí

Lƣợng oxy cần thiết đƣợc tính toán dựa trên cân bằng
tỷ lƣợng. Không khí chứa oxy cần thiết phải đƣợc tiếp
xúc đều với tất cả các phần của CTR làm phân.

8. pH

Tối ƣu: 7 – 7,5. Để hạn chế sự bay hơi ni tơ dƣới dạng
NH3, pH không đƣợc vƣợt quá 8,5.

9. Diện tích đất yêu cầu

Công suất 50 T/ngày cần 1 hecta đất.
Tchobanoglous và cộng sự, 1993.

13


2.3. Chất lƣợng của compost
Chất lƣợng của compost đƣợc đánh giá dựa trên bốn yếu tố sau:
Mức độ lẫn tạp chất (thủy tinh, plastic, đá, kim loại nặng, chất thải hóa học, thuốc
trừ sâu).
Nồng độ các chất dinh dƣỡng (dinh dƣỡng đa lƣợng N, P, K; dinh dƣỡng trung
lƣợng Ca, Mg, S; dinh dƣỡng vi lƣợng Fe, Zn, Cu, Mn, Mo, Co, Bo).
Mật độ VSV gây bệnh (thấp đến mức không ảnh hƣởng đến cây trồng).
Độ ổn định (độ chín) và hàm lƣợng chất hữu cơ (độ ổn định liên quan tới nhiệt độ,
độ ẩm và nồng độ oxy trong quá trình chế biến phân hữu cơ; độ ổn định thƣờng tỉ lệ
nghịch với hàm lƣợng chất hữu cơ, khi thời gian ủ phân kéo dài, độ ổn định của phân
sẽ tăng, tức là hàm lƣợng hữu cơ trong phân giảm).
2.4. Các hệ thống sản xuất phân compost
Những hệ thống sản xuất compost hiện đang đƣợc ƣa thích sử dụng có thể phân
thành hai loại rõ ràng là đánh luống, trong thùng hay kênh mƣơng.
2.4.1.1. Hệ thống sản xuất compost dạng đánh luống (windrow)
Hiện nay, trong thực tế, có hai kiểu hệ thống sản xuất compost dạng windrow
đƣợc sử dụng, đó là hệ thống tĩnh (static hay stationary) và hệ thống có đảo trộn
(turned).
Cách làm thoáng khí (aeration) chính là điểm khác nhau cơ bản giữa kiểu tĩnh và
kiểu có đảo trộn. Trong đó, đối với kiểu tĩnh, cách làm thoáng khí không cần xáo
trộn luống compost, ngƣợc lại, đối với kiểu có đảo trộn, cách làm thoáng khí là giật
luống đổ mạnh xuống sau đó dồn đống trở lại.

Một quá trình sản xuất compost dạng windrow gồm một số bƣớc cơ bản, đầu tiên
là bƣớc trộn lẫn vật liệu có hàm lƣợng chất xơ cao kích thích hoạt động phân hủy
(bulking agent) vào chất thải rắn nếu cần thiết (Ví dụ nhƣ đối với bùn trong quá trình
xử lý nƣớc thải hay biosolids), tiếp theo là đánh luống và bố trí phƣơng pháp làm
thoáng khí, sau đó tiến hành quá trình ủ compost, rồi đến sàng lọc hỗn hợp sản phẩm
compost để loại bỏ những vật liệu có hàm lƣợng chất xơ cao có thể tái sử dụng và hoặc
để tạo ra sản phẩm đạt tiêu chuẩn kỹ thuật, tiếp theo là xử lý sản phẩm compost
(curing – quá trình cho phép 1 phần sản phẩm compost tập trung lại thành đống trong
1 khoảng thời gian nhất định, đây là 1 phần của quá trình làm cho sản phẩm compost
14