HIỆU SUẤT CỦA VIỆC PHÂN Ủ TÃ LÓT ĐÃ SỬ DỤNG VỚI MỘT PHẦN CHẤT HỮU CƠ CỦA CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT PHÂN COMPOST

Topic 8
HIỆU SUẤT CỦA VIỆC PHÂN Ủ TÃ LÓT ĐÃ SỬ DỤNG VỚI
MỘT PHẦN CHẤT HỮU CƠ CỦA CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ
TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT PHÂN COMPOST
Abstract (tóm tắt)
Trong xã hội hiện đại, tã lót dùng 1 lần đóng góp tỉ lệ đáng kể về chất thải rắn đô thị.
Chúng đã được chôn lấp theo kiểu truyền thống hoặc thiêu đốt trong khi quá trình tái chế
giới hạn đang được triển khai thực hiện ở một vài nơi của châu Âu. Với việc triển khai hệ
thống thu gom riêng biệt cho phần hữu cơ của chất thải rắn đô thị (OFMSW) và sự cần
thiết cho việc bảo vệ môi trường, phân ủ tã giấy đã được xuất hiện trên thị trường để
tránh những tác động môi trường chính liên quan đến tã lót đã dùng không phân hủy sinh
học. Trong nghiên cứu này, một quá trình chế biến phân hoàn chỉnh với việc thu thập
OFMSWs khắp mọi nhà với 3% tã lót dùng 1 lần đã được thực hiện. Trước đây, các thí
nghiệm với quy mô phòng thí nghiệm đã xác định rằng gần như 50% lượng carbon của tã
lót ủ được thoát ra dưới dạng CO2 trong điều kiện hiếu khí. Kết quả thu được ở việc đúng
tỉ lệ chứng minh rằng cả 2 quá trình chế biến phân và sản phẩm cuối cùng (phân) không
bị thay đổi bởi sự có mặt của tã ủ ở khía cạnh như là khả năng gây bệnh, tính ổn định và
thành phần căn bản (bao gồm chất dinh dưỡng và kim loại nặng). Kết luận chính của
nghiên cứu này là việc thu gom các OFMSWs với tã lót dùng 1 lần có thể là một bước
mới để biến đổi chất thải này thành phân chất lượng cao.
1. Giới thiệu (introduction)

Việc phát sinh chất thải là 1 trong những vấn đề môi trường quan trọng nhất của xã
hội hiện đại, những phần chất thải đặc biệt kết hợp với chất thải có khả năng phân hủy
sinh học. Hậu quả là, việc kết hợp này quan trọng cho việc phát triển các sản phẩm mới
với khả năng phân hủy sinh học được nâng cao có thể thay thế một vài sản phẩm hiện
hành có khả năng phân hủy thấp và xu hướng tích lũy trong môi trường.
Mặc dù tã thải bao gồm các chất hữu cơ (bột giấy xenlulo, phân và nước tiểu), chúng
thường được thu gom lại trong những phần rác và được xử lý ở phần cặn của chất thải đô
thị hoặc trong lò đốt. Những vấn đề môi trường chính do các bãi chôn lấp chất thải với
hàm lượng cao các vật liệu có khả năng phân hủy sinh học cao là phát thải khí metan góp

phần vào sự ấm lên toàn cầu, nước rỉ rác có thể thấm vào nước ngầm, việc chiếm dụng
đất, tiếng ồn và mùi hôi. Mặc khác, việc thiêu đốt chất thải có thể gây ô nhiễm không khí
(NOx, SO2, HCl, bụi và dioxin), việc phát thải các khí nhà kính (CO 2 và NO2) và tro bụi
sinh ra được quản lý như là chất thải nguy hại. Nhưng những chiến lược giảm thiểu để
1


giải quyết các vấn đề đó thì phụ thuộc vào việc sử dụng các công nghệ và các quy định
của địa phương.
Bên cạnh đó, Hướng Dẫn Bãi Chôn Lấp Của Liên Minh Châu Âu (Hội Đồng Liên
Minh Châu Âu 1999) yêu cầu hạn chế đáng kể việc xử lý các vật liệu có khả năng phân
hủy sinh học tại bãi chôn lấp. Theo hướng dẫn này, vào năm 2016 chất thải đô thị có khả
năng phân hủy sinh học sẽ được đưa tới bãi chôn lấp giảm xuống còn 35% (theo trọng
lượng) chất thải đô thị có khả năng phân hủy sinh học được thải ra vào năm 1995. Một sự
quản lý phù hợp các tã lót có thể đóng góp vào mục tiêu đã đề ra.
Liên quan đến việc tạo ra tã, trọng lượng của tã sử dụng 1 lần là 212g theo dữ liệu thí
nghiệm dựa trên trọng lượng trung bình của 610 tã lót được thu thập trong các thành phố
Mancomunitat La Plana (Tây Ban Nha) từ ngày 18 đến 24/2/2008. Trong EU-27, 20621
triệu tã lót trẻ em đã được sử dụng trong năm 2009 bao gồm 4,3 triệu tấn chất thải (tính
theo trọng lượng trung bình) và 1,7% tổng số chất thải đô thị phát sinh trong khu vực
này. Mặc dù việc phát thải này chủ yếu xảy ra ở hộ gia đình, các nhà trẻ tập trung chiếm 1
tỉ lệ đáng kể. Và vì vậy đó là yếu tố chiến lược quan trọng để giới thiệu cho việc thay thế
các tã lót thông thường để mà tái sử dụng hoặc làm phân ủ. Tuy nhiên, phạm vi của việc
giáo dục mầm non tại các quốc gia là khác nhau. Bảng 1 thể hiện ước tính tổng tã đã sử
dụng và tã sử dụng trong nhà trẻ ở các nước châu Âu khác nhau.
Quốc gia

Tã lót được sử
dụng (triệu)

Tỉ lệ trẻ từ 0-3 Tả lót được sử Tả lót được sử
tuổi sử dụng
dụng theo dịch dụng theo dịch
dịch vụ chăm
vụ (triệu)
vụ (%)
sóc trẻ
Đan mạch
252,21
83
52,25
20,72
Thụy điển
423,31
66
69,24
16,36
Na uy
233,15
44
25,41
10,9
Phần lan
229,82
35,7
20,39
8,87
Hà lan
709,97
29

51,21
7,21
Bỉ
487
27,6
33,18
6,81
Pháp
3140,93
27
208,34
6,63
Anh
3015
26
191,14
6,34
Bồ đào nha
400,74
25
24,95
6,23
Ý
2199,33
18,7
102,1
4,64
Ireland
279
15

10,10
3,62
Úc
299,8
10
7,54
2,52
Hung-ga-ry
375,55
9,3
8,78
2,34
Đức
2647,16
8,6
56,48
2,13
Công Hòa Séc
455,20
0,5
0,54
0,12
Bảng 1: ước tính tã giấy sử dụng trong dịch vụ chăm sóc trẻ em tại các quốc gia (%)

2


Điều quan trọng cần lưu ý là sự khác biệt quan trọng giữa việc phân tích của các
quốc gia. Mặc dù tác giả đã không nghiên cứu sâu các điểm này, có lẽ chúng liên quan
đến các khía cạnh xã hội, kinh tế và văn hóa khác nhau.

Có 2 sự lựa chọn cho các tã lót thông thường: tái sử dụng và làm phân ủ. Tái sử dụng
tã là làm sạch chúng sau mỗi lần sử dụng trong khi làm phân ủ phải được thu gom cùng
với chất thải sinh học và được quản lí trong các cơ sở quản lí, đặc biệt là các nhà máy ủ
phân. Trong trường hợp các tã đã dùng 1 lần, các khuyến cáo pháp lý cho rằng chúng
phải được thu gom cùng với các chất thải bỏ. Ngày nay, số lượng ngày càng tăng của các
thương hiệu tã thương mại có khả năng làm phân ủ mặc dù độ tin cậy hoặc phần trăm sử
dụng vẫn không có giá trị. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải biết hiệu quả thực sự về
mặt phân hủy sinh học của 1 sản phẩm mới trước khi nó có mặt trên thị trường.
Mặc dù đây không phải là mục tiêu chính của nghiên cứu này, Hakala đã thực hiện
một so sánh đánh giá vòng đời sản phẩm (LCA) giữa tã thông thường và tã phân ủ. Trong
trường hợp này, tã ủ được cân nhắc sử dụng acid polyactic (PLA) để thay thế cho
polypropylen (PP) và polyetylen (PE). Sự khác biệt được tìm thấy trong các tác động của
tã thông thường và tã ủ thì rất nhỏ.
Những tác động chính của tã thông thường được tìm thấy trong quá trình sản xuất
nông nghiệp của các nguyên liệu thô và trong suốt quá trình lên men thành acid acetic
(phát thải ở hiện thượng phú dưỡng hóa và tiêu thụ năng lượng). Ngược lại, các tã thải có
thể chuyển đổi thành phân hữu cơ, được sử dụng để tăng cường chất lượng của đất và
thay thế một phần khoáng vô cơ. Vì vậy, lượng chất thải chôn lấp giảm đáng kể. Một lợi
thế khác là các polyme sinh học được sản xuất hàng năm có thể thay thế nguyên liệu thô.
Những tác động chính của tã thông thường là phát thải hydrocacbon vào không khí và
nước từ việc sản xuất PP và PE và ảnh hưởng của bãi chôn lấp hoặc các cơ sở thiêu đốt
chất thải bỏ cuối cùng.
Khi kết quả được diễn giải bởi Hakala (1997), một vài các yếu tố đã được xét đến.
Lĩnh vực sản xuất polyme sinh học đã được tiến triễn trong những năm gần đây và điều
này cho thấy rằng tác động hiện tại của các polyme sinh học có thể thấp hơn. Đánh giá
vòng đời sống của PLA được trình bày bởi Vink (2003) thiết lập được việc giảm năng
lượng sử dụng từ 54 MJ / kg PLA còn khoảng 7 MJ / kg PLA và giảm khí nhà kính từ
+1,8 đến -1,7 kg đương lượngCO2 / kg PLA. Trong những năm gần đây, trọng lượng đơn
chất của tã thường xuyên giảm trung bình 30%, phần lớn là giảm xenlulo. Trong khi đó
hợp phần phát triển nhất là polyme hấp thụ cao (SAP). Theo thông tin của nhà sản xuất

phân tã ủ, SAP được thay thế hoàn toàn bằng polyme sinh học dựa trên tinh bột với việc
phát thải khí nhà kính là không có.
Kết quả, các mục tiêu nghiên cứu của thí nghiệm này là: (1) phân tích khả năng phân
hủy sinh học của 2 thương hiệu tã có khả năng làm phân ủ trên thị trường, (2) đánh giá
3


hiệu suất của quá trình sản xuất phân hoàn chỉnh khi sử dụng tã lót trẻ em được thu thập
tại các nhà trẻ với hệ thống OFMSW, (3) đánh giá chất lượng của sản phẩm cuối cùng khi
có và không có tã như thí nghiệm kiểm tra.
2. Nguyên liệu và phương pháp
2.1 Thử nghiệm với quy mô phòng thí nghiệm

Hai thử nghiệm với quy mô phòng thí nghiệm đã được thực hiện để đánh giá khả năng
phân hủy sinh học của 2 loại tã thương mại (D1 và D2) có khả năng làm phân trong suốt
600h. Cũng với những thí nghiêm này, 1 sự kiểm tra với việc không có tã lót cũng đã
được thực hiện. Những tã lót không được sử dụng thì được tận dụng để thực hiện thử
nghiệm với quy mô phòng thí nghiệm và điều kiện thí nghiệm phải được điều chỉnh một
cách tối ưu.
Các bước sau được thực hiện trong thử nghiệm này:
1. tã làm phân ủ (khoảng 0,5kg cho mỗi nhãn hiệu thương mại, D1 và D2) được băm

nhỏ thủ công đến kích cỡ <1cm cho mỗi mẫu, theo quan sát trong các nhà máy sản
xuất phân với tã dùng 1 lần.
2. tã được băm nhỏ (42,80g) được trộn với phân hữu cơ ổn định từ các nhà máy sản
xuất phân của Mancomunitat la Plana (100g lượng chất khô) để có được một hỗn
hợp với 30% khối lượng tã ủ và 70% khối lượng phân bón. Tỉ lệ này được chọn để
có đủ chất cấy (phân ổn định) và quan sát được sự khác biệt đáng kể trong quá
trình sản sinh CO2 liên quan đến việc thí nghiệm kiểm tra. Độ ẩm đã được điều
chỉnh bằng cách sử dụng bài kiểm tra thứ nhất theo Bộ Nông Nghiệp Mỹ và Hội

Đồng sản xuất phân của Mỹ (2001). Mỗi mẫu được làm ẩm bằng cách thêm vào
325g nước. Độ xốp đã được điều chỉnh đến 50% theo Ruggieri (2009). Một bình
erlen thủy tinh thể tích 1L đã được làm đầy với hỗn hợp cuối cùng.
Lặp lại cho mỗi mẫu phân ủ.
3. Một bình erlen thủy tinh được làm đầy với mẫu phân tương tự lấy từ nhà máy sản
xuất phân Mancomunitat la Plana được điều chỉnh độ ẩm tới 50%. Bình này được
xem là thí nghiệm kiểm tra. Các bình kiểm tra này cũng được chuẩn bị lặp lại.
4. Trong suốt quá trình kiểm tra về sự hô hấp, không khí được làm ẩm ở cùng nhiệt
độ của vật liệu, vì vậy độ ẩm của vật liệu chỉ thay đổi ± 2%.
Phát thải CO2 được tính trực tiếp bằng respiromete (thiết bị đo lường phổi con người
giữa được lượng khí là bao nhiêu) được mô tả trong phương pháp phân tích và cho phép
phương pháp này phát triển bởi Ponsá. Sự khác nhau giữa CO 2 được thải ra bởi mẫu tã
(D1 và D2) và mẫu kiểm tra (không có tã lót) được xem xét CO 2 thải ra do sự phân hủy
sinh học của tã.
Số g C phát thải được tính theo công thức sau:
4


Trong khi tổng lượng C trong tã lót được tính toán theo 1 phương pháp phân tích C
tổng.
2.2 Thí nghiệm với tỉ lệ đầy đủ
2.2.1

Cung cấp tã ủ

Để có được các mẫu tã ủ đại diện trong suốt 11 ngày, 75 trẻ em ở nhà trẻ Nova
Espurna ở Lliçà d'Amunt (Barcelona, Tây Ban Nha) đã sử dụng các tã ủ thay vì các tã lót
thông thường. Hai nhãn hiệu khác nhau của tã ủ (D1 và D2, với sản lượng cao nhất tại
Tây Ban Nha) đã đươc sử dụng, 35 trẻ em sử dụng tổng cộng 558 D1 trong khi 40 em sử
dụng 542 D2. Thí nghiệm sử dụng tã ủ này được thực hiện theo thứ tự để thu thập đủ số

lượng tã trong thí nghiệm sản xuất phân với tỉ lệ đầy đủ.
Tã lót được thu gom mỗi ngày. Để làm chậm quá trình phân hủy sinh học trước khi
vào nhà máy sản xuất phân thì chúng được bảo quản trong phòng lạnh ở 100C
2.2.2

nhà máy sản xuất phân

Thí nghiệm với tỉ lệ đầy đủ được thực hiện ở nhà máy sản xuất phân Mancomunitat
La Plana. Nhà máy này được đặt tại Malla (Barcelona, Tây Ban Nha) và nhận các chất
thải hữu cơ theo phương thức thu gom từng nhà. Nhà máy được đặt trong ở khu vực nông
thôn trong điều kiện thời tiết địa trung hải. Công suất hiện tại của nhà máy là 2500
tấn/năm. Chất thải được ủ và chứa trong các thùng chứa hình thang với 3 ống thông để
cung cấp không khí và thu nước rò rỉ, chúng được lưu trử trong bể chứa riêng và được
tuần hoàn trở lại để duy trì độ ẩm thích hợp (trong 4-6 tuần). Sau đó, giai đoạn giữ nhiệt
được thực hiện trong thùng quay (8-12 tuần).
2.2.3

Thiết lập thử nghiệm

Hai quá trình khác nhau được thực hiện với việc có và không có tã ủ. Chỉ có 1 sự lặp
lại được thực hiện hoàn chỉnh với vả 2 thí nghiệm bởi vì số lượng nguyên liệu cần thiết
cho thí nghiệm rất lớn.
Các bước sau đây được theo dõi để xây dựng 2 thùng:
1. Chất nền chính trong quá trình sản xuất phân là các nguồn được thu gom OFMSW trong

thành phố với hệ thống thu gom từng nhà. Chất nền này được trộn từ chất bã dư nhà bếp
và rác cắt tỉa của khu vườn. Mức độ trung bình của các tạp chất từ OFMSW này thường
thấp hơn 1%. Các đặc điểm chính của nguyên liệu sử dụng được thể hiện trong bảng 2.

5

Thông số
Giá trị
Hàm lượng chất khô (%)
40,7
Hàm lượng chất hữu cơ (%, nền chất khô)
73,0
pH (trích w/v = 1:5)
4.7
-1
Độ dẫn điện (trích w/v = 1:5, mScm )
4,4
Nitơ (kjeldahl) (% nền chất khô)
1.8
C/N
23,0
-1
Chỉ số hô hấp (mg O2 g- OM h )
4,3
-1
Dung trọng (kgL )
0,5
Độ xốp (%)
50,0
Tạp chất (%)
<1
Bảng 2: thuộc tính các phần hữu cơ của chất thải rắn đô thị trộn với chất trộn theo tỉ lệ
thể tích 1:1
OFMSW được trộn với khối lượng chất trộn thích hợp của để đảm bảo rằng thể tích là

1:1 mặc dù tỉ lệ này có khác nhau ở cả 2 hỗn hợp (có và không có tã) khi chất trộn là
không hoàn toàn đồng nhất. Mặc dù vậy độ rỗng khí của cả 2 mẫu đã được tối thiểu
(<5%)
2. OFMSW (19575 kg) được trộn với chất trộn (8500kg) bao gồm các chất thải được băm
nhỏ với tỉ lệ thể tích 1:1 để đảm bảo độ xốp. Hỗn hợp này được xem xét như là thí
nghiệm sản xuất phân compost không có tã lót. Kích thước của ống khoảng: 1,5-2m cao,
rộng 4-5m, dài 10m.
3. OFMSW (5380kg) được trộn với tã ủ (160kg, 52%D1, 49%D2) để thu được 3 wt. Các tã
lót trong OFMSW được coi là chất đại diện của Catalan. Đồng thời, khối lượng cần thiết
của chất trộn (2830kg) cũng được thêm vào theo tỉ lệ thể tích 1:1. Hỗn hợp được xem là
thí nghiệm sản xuất phân có tã lót. Kích thước của ống khoảng: 1,5-3m cao, rộng 4-5m
và dài 5m.
Cả 2 hỗn hợp (có và không có tã lót) được ủ trong thiết bị phản ứng cưỡng bức về gió
trong 41 ngày (giai đoạn phân hủy). Thiết bị phản ứng được chia làm 2 phần và mỗi phần
được lấp đầy với 2 hỗn hợp riêng biệt. Sau giai đoạn này, giai đoạn bảo dưỡng được thực
hiện trong 2 thiết bị thùng quay riêng biệt trong 65 ngày. Trong giai đoạn curing phase,
thiết bị quay 1 tuần 1 lần và làm ẩm khi cần thiết bằng cách sử dụng thiết bị có cơ cấu
xoay đầu Backhus hiệu 15,5 (Edewech, Đức), nó có khả năng quay và thêm độ ẩm cùng
lúc. Sau giai đoạn curing phase, các vật liệu được sàng tới 10mm để thu được sản phẩm
phân cuối cùng.
Theo dõi quá trình sản xuất phân của cả 2 vật liệu trong suốt giai đoạn cưỡng bức gió,
nhiệt độ đã được đo liên tục tại chỗ tại 2 điểm khác nhau (khác nhau về độ sâu của vật
liệu: 0,4 và 1m) của 2 phần phản ứng (có và không có tã lót). Trong giai đoạn này nhiệt
6


độ trung bình đã được đưa ra. Trong giai đoạn curing phase, nhiệt độ được đo bằng
phương pháp thủ công ở ngày thứ 73 và 106 của quá trình sản xuất phân (bao gồm giai
đoạn phân hủy) sử dụng đầu dò nhiệt độ (100 Pt; Desin instrument, Barcelona, Tây Ban
Nha).

Việc chọn mẫu để phân tích cho cả 2 vật liệu được thực hiện tại ngày 1, 21, 41, 73 và
106 của cả 2 ống. 4 mẫu đại diện cho 5kg vật liệu được trích từ 4 điểm của mỗi mẫu. mỗi
mẫu sẽ được trộn thủ công để tạo thành mẫu đại diện cho mỗi ống. Độ ẩm, hàm lượng
chất hữu cơ và chỉ số hô hấp được xác định trong phần nổi ít nhất 1kg của mẫu đại diện
này.
2.3 Phương pháp phân tích chung

carbon tổng (TC), chất khô (DM) và độ ẩm, thành phần chất hữu cơ (OM), pH, độ dẫn
điện, N tổng, tỉ lệ C/N, dung trọng ẩm đã được xác định 3 lần từ các mẫu đại diện theo
phương pháp đề xuất bởi Bộ Nông Nghiệp Hoa Kỳ và Hội Đồng Sản Xuất Phân Bón Hoa
Kỳ (2001).
Độ xốp được xác định tại vị trí cũ với hằng số mật độ thể tích được đưa ra bởi
Ruggieri (2009). AFP là giá trị trung bình của 3 lần đo.
Hàm lượng kim loại nặng (niken, chì, đồng, kẽm, thủy ngân, cadimi, crom và crom
VI) được xác định trong mẫu phân cuối cùng ở 1 phòng thí nghiệm bên ngoài sử dụng
phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (Applus S.A., Lleida, Tây Ban Nha). Các chỉ số về
tác nhân gây bệnh (khuẩn Salmonella và ecoli) cũng được phân tích ở phòng thí nghiệm
riêng bằng phương pháp đếm màng lọc (Applus SA, lleIDA, Tây Ban Nha).
Để giám sát hoạt động và độ ổn định của vật liệu, chỉ số hoạt động hô hấp (DRI) và
CO2 tích lũy (ATn) đã được xác định. Ở nghiên cứu này, DRI và AT n được xác định theo
phương pháp được đề xuất bởi Ponsá và cộng sự (2010). Tóm tắt, nó gồm có 2 bình phản
ứng thủy tinh, bình ổn định nhiệt độ ở 370C, 1 tủ điều khiển, 1 cảm biến O2 và CO2, 1 hệ
thống cung cấp không khí dựa trên nhiều flow-meter và máy tính cá nhân. DRI được hiểu
như là mgO2 đốt cháy hết 1g chất hữu cơ trong 1h ( mgO 2 g-1 OM h-1) và nó là giá trị
trung bình của phép lặp. Nó tương ứng với giá trị trung bình của chỉ số hoạt động hô hấp
trong suốt 24h. ATn được hiểu như là gCO2 được tạo ra từ 1g chất khô (mgCO 2 g-1 DM)
trong đó n là số giờ thí nghiệm và nó cũng được đưa ra như là giá trị trung bình của phép
lặp.
3. Kết quả và thảo luận
3.1 Thử nghiệm trên quy mô phòng thí nghiệm

Biểu đồ 1a cho thấy sự tăng trưởng của CO2 trong suốt thí nghiệm quá trình hô hấp.
Lượng CO2 cao được thải ra trong suốt 300 giờ đầu tiên ở các thí nghiệm D1 và D2 cho
thấy phân hủy sinh học đáng kể của tả ủ. Ngược lại, phát thải CO 2 của thí nghiệm điều
khiển thì rất thấp và liên quan đến sự ổn định cao của phân hữu cơ được sử dụng (chỉ số
7


hô hấp là 0,8 mg O2 g OM h-1). Nhấn
mạnh rằng độ ổn định của phân được
sử dụng giống chất nền với mục đích
tối đa hóa sự khác biệt giữa lượng khí
thải CO2 của D1, D2 với kiểm tra.
Giai đoạn đầu tiên của sự giảm xuống
nhanh này đi theo giai đoạn mà thí
nghiệm D1 và D2 có lượng khí thải
CO2 thấp, rất gần với đường chuẩn
khí thải sinh ra do thí nghiệm kiểm
tra. Một giả thuyết có khả năng giải
thích sự sụt giảm nhanh chóng hoạt
động của vi sinh trong mẫu D1 và D2
có thể là do thiếu các chất dinh dưỡng
có trong mẫu chủ yếu là nitơ, tỷ lệ
C/N cao vì bổ sung một lượng lớn của
C (tã ủ chủ yếu là làm bằng carbon
phân hủy sinh học). Tuy nhiên để xác nhận thời điểm này, phân tích cụ thể về hàm lượng
nitơ và sự cân bằng hoàn toàn của hợp chất này bao gồm phát thải ammoniac đã được
thực hiện.
Biểu đồ 1b cho thấy lượng CO2 tích lũy trong toàn bộ thí nghiệm. Lượng khí thải CO2
phát ra từ phân hủy sinh học của tã (cả cellulose và polyme phân hủy sinh học) tương ứng

với 8.04 và 7,91 g C, có nghĩa là lượng C ban đầu của tã đã giảm tương ứng là 44,72% và
44%. Những kết quả này được tóm tắt trong Bảng 3. Việc thiếu các chất dinh dưỡng,
nhiệt độ trung bình và việc sử dụng một hệ thống tĩnh có thể là nguyên nhân của việc
phân hủy sinh học không hoàn toàn. Nếu cải thiện được những điểm này khi tiến hành tại
một cơ sở đầy đủ điều kiện có thể nâng cao phân hủy sinh học của tã. Nghiên cứu gần
đây đã chỉ ra rằng ngay cả ở quy mô phòng thí nghiệm, phân hủy sinh học của tã dùng
một lần có thể đạt giá trị gần 90% do sử dụng các điều kiện kiểm soát và thuận lợi. Điều
này sẽ phù hợp với tiêu chuẩn EN 13432 cho nhựa phân hủy sinh học. Mặc dù tiêu chuẩn
này không đạt được với làm phân ủ ở quy mô phòng thí nghiệm nhưng mục tiêu chính là
để quan sát khả năng phân hủy sinh học của tã trong thời gian ngắn. Theo thông tin của
nhà sản xuất, phân hủy sinh học đối với phân tã ủ được xem xét cho yêu cầu thời gian
tiêu chuẩn EN 13432 là trên 95%

8


3.2 Thí nghiệm toàn diện

Nhìn chung, mô hình tương tự trong quá trình sản xuất phân về OFMSW có và không
có tã ủ đã được theo dõi với các polyme có khả năng phân hủy sinh học khác với các tỉ lệ
khác nhau.
Hình 2 cho thấy các thông số nhiệt
độ đo được trong quá trình ủ, nhiệt độ
theo mô hình điển hình của một quá
trình ủ và nhiệt độ ưa nhiệt đã đạt được
trong cả hai trường hợp trong vài ngày.
Một đỉnh nhiệt độ cao thứ hai đã được
theo dõi sau 20 ngày thử nghiệm cho cả
2 vật liệu, mà có lẽ là do sự thay đổi tốc
độ thoáng gió. Vì vậy, có thể kết luận

rằng toàn bộ vật liệu đã được tiếp xúc
với nhiệt độ để đảm bảo điều kiện vệ
sinh của vật liệu (loại bỏ tác nhân gây
bệnh và hạt cỏ dại có thể có) theo các
tiêu chí dựa trên điều kiện nhiệt độ-thời
gian được đề xuất bởi Cơ quan bảo vệ
môi trường Mỹ (1995) và Ủy ban châu
Âu (2000).
Trong tất cả các giai đoạn ủ phân, độ ẩm trong khoảng 40-60%. Độ ẩm không hoàn
toàn có xu hướng giảm trong giai đoạn phân hủy vì nhờ sự hoạt động của hệ thống (tuần
hoàn không liên tục nước rỉ rác). Trong quá trình bảo dưỡng, độ ẩm được duy trì khoảng
50% thông qua việc bổ sung nước máy khi cần thiết để duy trì sự phát triển thích hợp của
vi khuẩn phân hủy. Hơn nữa, quá trình ủ diễn ra trong điều kiện mùa đông và lượng mưa
sẽ làm ướt phân trong những ngày cuối.
Hàm lượng chất hữu cơ cũng giảm liên tục trong toàn bộ thời gian ủ, giảm từ 74%
đến 50% đo được vào cuối của quá trình sản xuất phân. Theo dự kiến, sự sụt giảm của
OM xảy ra trong cả hai giai đoạn ưa nhiệt và bảo dưỡng.

9


Hình 3 thể hiện sự tăng trưởng
của các chỉ số hô hấp động lực học.
Theo đo đạc, phần quan trọng nhất
của việc giảm hoạt động sinh học
xảy ra trong giai đoạn phân hủy hoạt
động cao (41 ngày) khi DRI giảm từ
4-5 tới 2 mg O2 g-1 OM h-1. Sau thời
kỳ đầu này, sự giảm chậm các hoạt
động hô hấp đã được đo đạc cho đến

khi kết thúc quá trình này (ngày 106)
và đạt giá tr ị cuối cùng gần 1 mg O2
g-1 OM h-1, kết quả tương tự như
phân ổn định. Khoảng tương ứng này
ứng với một phân hủy sinh học gần
90% khi xem xét các OFMSW và
giảm phân ủ tã lót trong hoạt động
hô hấp.

Bảng 4 cho thấy các đặc tính hoàn chỉnh của phân ủ cuối cùng thu được có và không
có tã ủ. Một lần nữa, giá trị quan sát giữa hai phân trộn là rất giống nhau. Chỉ sự khác
biệt tương đối nhỏ đã được quan sát ở một vài thông số. Những khác biệt này có thể liên
quan đến sự không đồng nhất vốn có của nguyên liệu ban đầu và một số khác biệt nhỏ có
thể có trong hiệu suất của quá trình phân huỷ, kể cả quy mô đầy đủ nhưng không thể thực
hiện cả hai thí nghiệm dưới điều kiện chính xác. Kết luận chung là cả hai sản phẩm được
làm vệ sinh, ổn định và chất lượng tốt. Trong cả hai phân trộn, hàm lượng chất hữu cơ
cao hơn 35%, hàm lượng nitơ tổng hơn 2%, và tỷ lệ C/N thấp hơn 20, cùng với một mức
độ cao của sự ổn định (DRI ≤ 1mg O 2 g-1 OM h-1) làm cho vật liệu này một loại phân chất
lượng cao hữu ích cho bất kỳ ứng dụng nông học nào.
10


Về vấn đề vệ sinh môi trường, điều này cho hiệu quả cao và không có các vi sinh vật
gây bệnh thường gặp khi các sinh vật chỉ thị được phát hiện với số lượng đáng kể. Rõ
ràng là nhiệt độ đạt mức và sự phân rã tự nhiên của tác nhân gây bệnh có tác động tích
cực về vệ sinh và không có vấn đề khi bổ sung tã.
Về chỉ tiêu kim loại nặng, rõ ràng mức độ phát hiện đối với 2 loại nguyên liệu đều
khá thấp. Ngoại lệ duy nhất là sự hiện diện của chì trong lượng phân ủ cuối cùng mà
không có tã ủ thì vượt ngưỡng giới hạn Cột A trong luật pháp châu Âu. Điều quan trọng
để lưu ý hàm lượng kẽm thấp trong tã ủ phân hữu cơ, vì kẽm thường được sử dụng trong

sáp thơm để chăm sóc da bé và bổ sung cho sữa bột. Điểm này đã được đưa ra giả thuyết
của Colón et al (2011) như là một trong những lý do có thể xảy ra tìm thấy lượng kẽm
tương đối cao trong phân ủ cuối của quá trình ủ OFMSW với tã lót dùng một lần thông
thường. Trong nghiên cứu này, các kết luận chính rằng tã dùng một lần không làm thay
đổi hiệu suất của quá trình phân huỷ, nhưng một số đặc tính của thành phẩm cuối cùng là
khác nhau. Nói chung, về kim loại nặng, có sự khác biệt giữa hai loại phân trộn, có thể
liên quan đến sự biến đổi vốn có của mẫu OFMSW và hệ thống thu gom. Trước đó đã
được quan sát thấy khi ủ các OFMSW, một phần nhỏ của chất thải rắn đô thị sở hữu tính
không đồng nhất ở một mức độ cao.
Mặc dù phân hủy sinh học tả lót không xảy ra hoàn toàn, nhưng phần lớn đã được
phân hủy, mặc dù theo lý thuyết nên thực hiện bằng cách sử dụng C-14 theo sau lượng
khí thải CO2 nhưng thực tế không có điều kiện để thực hiện. Trong thực tế, chỉ có một số
bộ phận nhỏ của tã không phân hủy sinh học được quan sát trực quan sau quá trình phân
huỷ. Tuy nhiên, các phần này được tách ra dễ dàng đi qua các vật liệu lọc qua mặt lưới 10
mm, thường được sử dụng trong những bước cuối cùng trong việc sàng lọc phân. Sau đó,
những mảnh còn lại của tã không phân hủy có thể được tái tuần hoàn ở quá trình tiếp theo
mà không đáng quan ngại, vì chúng không chứa bất kỳ phần không phân hủy nào.
4. Kết luận

Tã lót em bé chiếm một tỷ lệ đáng kể trong chất thải rắn đô thị, khoảng 1,7 % trong
UE -27 (2009). Hiện nay, tã giấy không thể tái chế và chúng được chôn trong các bãi
chôn lấp hoặc lò đốt.
Một thí nghiệm đã được thực hiện trong một nhà trẻ với hai tã lót thương mại và sau
đó khả năng phân hủy sinh học của chúng được phân tích bởi quá trình sản xuất phân với
OFMSW. Thu gom và xử lý tã ủ cùng với các nguồn tách từ OFMSW không bao hàm bất
kỳ sự thay đổi nào trong hoạt động và quá trình ủ chất thải dòng chất rắn đô thị này.
Trong thử nghiệm quy mô phòng thí nghiệm, có thể trình bày một số hạn chế so với
kết quả toàn diện, giá trị suy giảm gần 45% hàm lượng C ban đầu đã được đo đạc.
Quá trình ủ phân của OFMSW với tã lót làm phân ủ tại toàn diện đã cho thấy không
có vấn đề kỹ thuật trong quá trình sinh học về sự ổn định , chất lượng và vệ sinh môi

11


trường. Không có vi sinh vật gây bệnh đã được phát hiện khi làm phân ủ tã, một điểm có
liên quan khi xem xét hạn chế pháp lý có thể trong việc thu thập và xử lý của OFMSW
chứa tã đã sử dụng.
Tác giả cho rằng việc sử dụng tã phân ủ là một lựa chọn thực tế không có vấn đề kỹ
thuật đã được đưa ra và một số lượng đáng kể các chất hữu cơ có thể được phục hồi. Tuy
nhiên, một LCA hoàn chỉnh của tất cả các quá trình về tính bền vững và tác động môi
trường và phân tích kinh tế chặt chẽ nên là đối tượng nghiên cứu xa hơn nữa để xác nhận
các lựa chọn phù hợp.

12