NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ SINH HỌC TỪ BÙN THẢI BỂ PHỐT VÀ MỘT SỐ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG 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 SINH HỌC TỪ
BÙN THẢI BỂ PHỐT VÀ MỘT SỐ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP

Ngành

: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Mã ngành

: D420201

Ngành học

: CÔNG NGHỆ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG

Sinh viên thực hiện : NGUYỄN THỊ THANH KIỀU
Niên khóa

: 2010 – 2014

Tháng 07/2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG 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 SINH HỌC TỪ
BÙN THẢI BỂ PHỐT VÀ MỘT SỐ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP

Hướng dẫn khoa học

Sinh viên thực hiện

TS. LÊ THỊ ÁNH HỒNG

NGUYỄN THỊ THANH KIỀU

Tháng 07/2014


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, con xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến ba mẹ đã sinh thành, nuôi dưỡng
và suốt đời tận tụy không ngại khó khăn, luôn ủng hộ, tạo cho con điều kiện tốt nhất và
là chỗ dựa vững chắc để con có được hôm nay.
Tôi gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu Trường Đại Học Nông Lâm
TP. Hồ Chí Minh, Ban chủ nhiệm Bộ Môn Công Nghệ Sinh Học cùng tất cả thầy cô đã
tận tình dạy dỗ, giúp đỡ tôi trong thời gian tôi theo học tại trường.
Tôi xin cảm ơn TS. Lê Thị Ánh Hồng giáo viên hướng dẫn khoa học. Thật sự
vinh dự và tự hào khi tôi được là học trò của cô. Cô chính là người truyền cho tôi lòng
nhiệt huyết và thổi lên ngọn lửa đam mê khoa học, khơi dậy ở tôi sự nỗ lực, tự tin, cố
gắng không ngừng và không nản lòng trước khó khăn trong suốt quá trình thực hiện
khóa luận tốt nghiệp.
Tôi cũng xin gởi lời tri ân cô Đỗ Thị Tuyến, chị Nguyễn Thị Nhị đã hỗ trợ và luôn
đóng góp cho tôi rất nhiều kinh nghiệm quý báu, không ngại thời gian cùng tôi nghiên cứu

những vấn đề mới phát sinh để có kết quả thu nhận tốt nhất.
Cám ơn chị Bạch Ngọc Minh, chị Huỳnh Hoàn Mỹ, bạn Đỗ Thị Liên và em Phạm
Minh Trung đã hỗ trợ, giúp đỡ, động viên và cho tôi những lời khuyên trong quá trình làm
thí nghiệm và hoàn thành nội dung khóa luận tốt nghiệp.
Cảm ơn các thầy, cô và các anh, chị đang công tác tại phòng biến đổi công nghệ
sinh học, Viện Sinh Học Nhiệt Đới đã giúp đỡ tôi trong thời gian tôi thực hiện khóa
luận. Cảm ơn các bạn sinh viên lớp DH10SM, đã luôn đồng hành, chia sẻ, giúp đỡ tôi
trong suốt thời gian học tập và làm đề tài. Cảm ơn các bạn, chúc các bạn thành công.
TP. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2014

NGUYỄN THỊ THANH KIỀU

i


TÓM TẮT
Tại Việt Nam có khoảng 90% các đô thị sử dụng bể tự hoại là công trình xử lý
nước thải sinh hoạt chủ yếu. Tuy nhiên việc quản lý bùn thải bể phốt phát sinh từ hệ
thống vệ sinh tại chỗ đang là một thách thức rất lớn, do các quy định về thu gom, vận
chuyển, thải bỏ hay xử lý phân bùn đúng quy cách còn chưa được ban hành. Xuất phát
từ nhu cầu thực tiễn trên, đề tài được thực hiện nhằm đánh giá tính chất hóa lý của bùn
thải bể phốt và một số phụ phẩm nông nghiệp, xây dựng quy trình sản xuất phân hữu cơ
sinh học từ bùn thải bể phốt và một số phụ phẩm nông nghiệp. Sau đó, thử nghiệm hiệu
quả phân compost đối với quá trình sinh trưởng của cây cải xanh, tìm ra loại phân
compost cho chất lượng tối ưu đối với quá trình phát triển của cây cải xanh.
Khi ủ bùn thải bể phốt phối trộn với vỏ cà phê có bổ sung chế phẩm Trichoderma
sp., nhiệt độ của khối ủ đạt giá trị cực đại vào ngày thứ 3 ở 550C và nhiệt độ dao động
từ 41,5 – 550C duy trì trong khoảng hai tuần, sau đó giảm dần và ổn định ở nhiệt độ
340C. Sản phẩm phối trộn giữa bùn thải bể phốt và vỏ cà phê có hàm lượng nitơ tổng
số (Nts = 4,01%), photpho tổng số (Pts = 0,41%) và kali (K2O tổng số = 3,687) và bùn

thải bể phốt - bụi xơ dừa có các chỉ tiêu N, P, K lần lượt là Nts = 1,96%, Pts = 0,42%,
K2O tổng số = 1,33% đạt chuẩn phân bón theo tiêu chuẩn Việt Nam về phân bón.
Nghiệm thức bùn thải bể phốt – than bùn có Nts = 0,94%, Pts = 0,17%, K2O tổng số =
0,54% và nghiệm thức đối chứng có hàm lượng nitơ tổng số Nts = 3,62%, photpho
tổng số Pts = 0,92%, K2O tổng số = 0,24%. Kết quả ghi nhận nghiệm thức phối trộn
giữa bùn thải bể phốt và vỏ cà phê cho chất lượng phân compost cao hơn so với các
phụ phẩm còn lại (bụi xơ dừa, than bùn).
Đánh giá chất lượng phân compost dựa trên quá trình sinh trưởng và phát triển của
cải xanh thì thấy sản phẩm compost của bùn thải bể phốt và vỏ cà phê có tốc độ tăng
trưởng nhanh cho năng suất cao hơn sản phẩm compost của các phụ phẩm còn lại.

ii


SUMMARY
In Vietnam, there are about 90% of cities where septic tanks are used universally
as a domestic wastewater processing. However, the management of septage comes
from onsite sanitation systems is a huge challenge due to the fact that the regulations
of gathering, transporting, disposing or proper sanitary processing have not been
issued. From these reasons, the project "Research on production of organic fertilizer
from septage and some agricultural residues"

was studied in order to

evaluate

physicochemical properties of septage and some agricultural residues, then building
oragnic fertilizer

proceessing from septage and some agricultural residues was

suggested as an effective solution. After that, the experiment of effective animal dungcompost to the growth of Brassica juncea so as to find the best quality of compost.
When septage was composted with coffee husk which contained Trichoderma
sp., the temperature of incubation mass reached the maximum at 55 celsius in the
third day. The temperature fluctuated from 41,5- 55 celsius during two weeks; then, it
went down and remained unchange at 34 celsius. Products distributed and merged
between the septage and coffee husk which was contained total nitrogen content (Nts =
4,01%), total phosphorus (Pts = 0,41%0, and kali (total K2O = 3,687). The septage coconut coir dust that had respectedly N, P, K indicators Nts = 1,96%, Pts = 0,42%,
total K2O = 1,33% standarded fertilizers in Viet Nam. Septage solution- peat had Nts =
0,94%, Pts = 0,17%, K2O total = 0,54% and controlled solution had total nitrogen
content Nts = 3,62%, total phosphorus Pts = 0,92%, and K2O total= 0,24%. The results
of solutions reported that the mixture of the septage and coffee husk reached the better
quality of compost than products from coconut coir dust, peat.
The evaluation of compost quality based on the growth and development of
Brassica juncea. Compost of the septage and coffee husk had rapid growth higher
yields higher productivity than compost from the other byproducts

iii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................. i
TÓM TẮT....................................................................................................................... ii
SUMMARY...................................................................................................................iii
MỤC LỤC ..................................................................................................................... iv
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ......................................................................... vii
DANH SÁCH CÁC BẢNG ........................................................................................viii
DANH SÁCH CÁC HÌNH ............................................................................................ ix
Chương 1 MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề ................................................................................................................ 1

1.2. Yêu cầu của đề tài .................................................................................................... 2
1.3. Nội dung thực hiện .................................................................................................. 2
Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU .............................................................................. 3
2.1. Tổng quan về bùn thải bể phốt ................................................................................ 3
2.2. Tổng quan về compost............................................................................................. 5
2.2.1. Định nghĩa compost ............................................................................................... 5
2.2.2. Các phản ứng sinh hóa xảy ra trong quá trình ủ ....................................................5
2.2.2.1. Phản ứng sinh hóa............................................................................................... 5
2.2.2.2. Phản ứng sinh học............................................................................................... 6
2.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ compost ....................................................7
2.2.3.1. Các yếu tố vật lý .................................................................................................7
2.2.3.2. Các yếu tố hóa sinh............................................................................................. 9
2.2.4. Chất lượng của compost ...................................................................................... 12
2.2.5. Những lợi ích và hạn chế của quá trình compost ................................................12
2.2.5.1. Lợi ích của quá trình làm compost ...................................................................12
2.2.5.2. Hạn chế của quá trình làm compost .................................................................13
2.2.6.1. Phương pháp ủ phân theo luống dài (đánh luống cấp khí tự nhiên).................13
2.2.6.2. Phương pháp ủ phân theo luống dài hoặc đống với thổi khí cưỡng bức ..........14
iv


2.2.6.3. Phương pháp ủ trong container ........................................................................14
2.2.7. Nghiên cứu sản xuất compost ở Việt Nam .......................................................... 14
2.3. Tổng quan về Azotobacter ..................................................................................... 16
2.3.1. Đặc điểm hình thái............................................................................................... 16
2.3.2. Một số yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của Azotobacter ...........16
2.3.3. Vai trò của vi khuẩn Azotobacter đối với sự phát triển của cây ........................... 17
Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................................... 18
3.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu ......................................................................... 18
3.2. Vật liệu .................................................................................................................. 18

3.2.1. Nguyên liệu..........................................................................................................18
3.2.2. Thiết bị và dụng cụ .............................................................................................. 19
3.3. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................... 20
3.3.1. Phân tích mẫu đầu vào ......................................................................................... 20
3.3.2. Bố trí thí nghiệm ..................................................................................................20
3.3.2.1. Mô hình thí nghiệm .......................................................................................... 20
3.3.2.2. Công thức ủ ......................................................................................................20
3.3.3. Quy trình sản xuất phân hữu cơ sinh học từ bùn thải bể phốt ............................. 21
3.3.4. Đánh giá hiệu quả compost trên cây cải xanh (Brassica juncea)........................ 22
3.3.4.1. Mô hình thí nghiệm .......................................................................................... 22
3.3.4.2. Tiến hành thí nghiệm ........................................................................................ 22
3.3.4.3. Chỉ tiêu theo dõi ............................................................................................... 23
3.3.5. Phương pháp phân tích ........................................................................................ 23
3.3.5.1. Nhiệt độ ............................................................................................................23
3.3.5.2. Xác định chất hữu cơ tổng số theo phương pháp tro hóa khô .......................... 23
3.3.5.3. Phương pháp xác đinh nitơ tổng số ..................................................................24
3.3.5.4. Công thức tính tỷ lệ C/N ..................................................................................25
v


3.3.5.5. Phương pháp xác định độ ẩm ...........................................................................25
3.3.5.6. Phương pháp xác định độ dẫn điện (EC) .......................................................... 26
3.3.5.7. Phương pháp xác định giá trị pH ......................................................................26
3.3.5.8. Phương pháp đếm khuẩn lạc ............................................................................26
3.3.5.9. Phương pháp đánh giá hiệu quả của compost trên cây cải xanh ...................... 27
3.3.5.10. Xử lý số liệu ...................................................................................................27
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..................................................................... 28
4.1. Phân tích các đặc tính hóa lý của nguyên liệu ....................................................... 28
4.2. Theo dõi sự thay đổi của nhiệt độ ......................................................................... 31
4.3. Chất lượng của sản phẩm phân compost ............................................................... 33

4.4. Đánh giá hiệu quả phân compost lên cây cải xanh................................................ 38
4.4.1. Ảnh hưởng của chất lượng compost đến động thái tăng trưởng chiều cao cây ..38
4.4.2. Ảnh hưởng của các loại phân compost đến tốc độ tăng trưởng chiều cao cây ...39
4.4.3. Ảnh hưởng của chất lượng phân compost đến động thái ra lá ............................ 40
4.4.4. Ảnh hưởng của chất lượng phân compost đến tốc độ ra lá .................................41
4.4.5. Đánh giá ảnh hưởng của hiệu quả phân compost đến năng suất cây ..................42
4.5. Quy trình sản xuất phân hữu cơ sinh học từ bùn thải bể phốt ............................... 43
4.6. Đánh giá hiệu quả kinh tế ...................................................................................... 44
Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................... 47
5.1. Kết luận.................................................................................................................. 47
5.2. Kiến nghị ............................................................................................................... 47
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 48
PHỤ LỤC

vi


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
C

Carbon

N

Nitơ

C/N

Tỷ số carbon trên nitơ

P

Photpho

K

Kali

Compost

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

VSV

Vi sinh vật

NT

Nghiệm thức

CFU/g

Colony forming units/gram

BTBP

Bùn thải bể phốt

CP

Vỏ cà phê

SD

Bụi xơ dừa

TB

Than bùn

CTR

Chất thải rắn

EC

Độ dẫn điện

LLL

Lần lặp lại

ANOVA

Analys Of Variance

NSTT

Năng suất thực tế

HCSH

Hữu cơ sinh học

BT – CP

Phối trộn giữa bùn thải bể phốt và vỏ cà phê

BT – SD

Phối trộn giữa bùn thải bể phốt và bụi sơ dừa

BT – TB

Phối trộn giữa bùn thải bể phốt và than bùn

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

vii


DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Khoảng nhiệt độ của các nhóm vi sinh vật ...................................................... 8
Bảng 2.2 Tỷ lệ C/N của chất thải (tính theo chất thải khô) ..........................................10
Bảng 3.1 Lượng phân bón thúc cho cây cải với diện tích 0,15 m2 ............................... 22
Bảng 4.1 Các chỉ tiêu hóa lý của nguyên liệu ủ ............................................................ 28
Bảng 4.2 So sánh các chỉ tiêu nguyên liệu ủ với các nghiên cứu trước đó................... 30

Bảng 4.3 Tỷ lệ phối trộn bùn thải bể phốt và phụ phẩm nông nghiệp .......................... 31
Bảng 4.4 Đặc tính hóa lý của các sản phẩm phân compost sau 45 ngày ...................... 34
Bảng 4.5 Kết quả phân tích chỉ tiêu vi sinh vật gây bệnh (CFU/g) .............................. 36
Bảng 4.6 Ảnh hưởng của phân compost đến sự tăng trưởng chiều cao cây cải xanh...38
Bảng 4.7 Ảnh hưởng của phân compost đến tốc độ tăng trưởng chiều cao .................39
Bảng 4.9 Ảnh hưởng của phân compost đến tốc độ ra lá .............................................42
Bảng 4.10 Ảnh hưởng của phân đến các năng suất ...................................................... 43
Bảng 4.11 Chi phí sản xuất của sản phẩm compost tạm tính .......................................46

viii


DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 3.1 Các nguyên liệu sản xuất phân hữu cơ sinh học. ...........................................18
Hình 3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm. .................................................................................20
Hình 3.3 Quy trình sản xuất phân hữu cơ sinh học từ bùn thải bể phốt ....................... 21
Hình 3.4 Nguyên tắc pha loãng mẫu.............................................................................26
Hình 4.1 Biểu đồ sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình ủ compost. ............................... 32
Hình 4.2 Sản phẩm compost sau 45 ngày ủ. .................................................................33
Hình 4.3 Cây cải xanh ở các nghiệm thức tại thời điểm thu hoạch. ............................. 39
Hình 4.5 Quy trình sản xuất phân HCSH từ BTBP và phụ phẩm nông nghiệp. ..........44

ix


Chương 1 MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Theo thống kê của trang worldometers, tính đến thời điểm hiện nay, dân số thế
giới đã vượt mốc 7 tỷ người và Việt Nam đứng thứ 14 trong xếp hạng 20 quốc gia có

dân số đông nhất thế giới với hơn 92 triệu người. Dân số tăng dẫn đến các hoạt động
sản xuất công – nông nghiệp, xây dựng, dịch vụ cũng tăng để áp ứng những nhu cầu
thiết yếu của con người, bao gồm cả những nhu cầu cơ bản như ăn uống, vệ sinh. Sự
gia tăng dân số dẫn đến sự gia tăng chất thải sinh hoạt, đặc biệt ở các đô thị lớn. Theo
thống kê của Bộ Tài Nguyên và Môi Trường lượng chất thải sinh hoạt có xu hướng
tăng nhanh, trung bình 10%/năm. Chính điều đó đã gây ra gánh nặng lớn cho môi
trường nhưng con người cũng đang dần ý thức được tầm quan trọng của môi trường
đến cuộc sống. Hàng loạt các nghiên cứu, các công trình, hệ thống xử lý ô nhiễm ra
đời, từ hệ thống xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ, ô nhiễm hóa chất, kim loại nặng đến cả
hệ thống xử lý chất thải từ hoạt động vệ sinh của con người.
Tại Việt Nam, hệ thống xử lý chất thải từ hoạt động vệ sinh phổ biến nhất hiện
nay là hệ thống bể tự hoại hay còn gọi là bể phốt. Hệ thống này giải quyết được một số
vấn đề về nước thải, chất thải sinh hoạt hàng ngày từ nhà tắm, nhà vệ sinh, nhà bếp,
hạn chế ô nhiễm môi trường và đảm bảo sức khỏe người dân.
Tuy nhiên, xử lý bùn thải bể phốt đang là vấn đề được cảnh báo và quan tâm của
toàn xã hội. Hầu hết bùn thải được thu gom bởi các doanh nghiệp tư nhân một cách tự
phát, thải bỏ bừa bãi, gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con
người do trong bùn thải chứa nhiều mầm bệnh, vi khuẩn. Bên cạnh đó, các quy định về
thu gom, vận chuyển, thải bỏ hay xử lý bùn thải đúng quy cách chưa được ban hành,
các cơ sở thu gom, xử lý phân bùn có số lượng hạn chế và công suất xử lý chưa cao.
Với nhu cầu thực tiễn trên đề tài “Nghiên cứu sản xuất phân hữu cơ sinh học từ
bùn thải bể phốt và một số phụ phẩm nông nghiệp” được thực hiện nhằm đánh giá
tính chất hóa lý của bùn thải bể phốt thải và một số phụ phẩm nông nghiệp. Phối trộn
bùn thải bể phốt và các phụ phẩm nông nghiệp để sản xuất phân bón hữu cơ, tạo lợi
nhuận kinh tế và hạn chế ô nhiễm môi trường.

1


1.2. Yêu cầu của đề tài

-

Xác định tính chất hóa lý của bùn thải bể phốt và một số phụ phẩm nông nghiệp. Kiểm
tra sự có mặt của các vi sinh vật gây bệnh (E.coli, Coliform) trong bùn thải bể phốt.

-

Xác định tỷ lệ phối trộn của bùn thải bể phốt và một số phụ phẩm nông nghiệp để
xây dựng quy trình sản xuất phân hữu cơ sinh học từ bùn thải bể phốt và một số
phụ phẩm nông nghiệp. Đánh giá chất lượng phân compost trên cây cải xanh.
Đánh giá sơ bộ hiệu quả kinh tế.

1.3. Nội dung thực hiện
-

Lấy mẫu đánh giá các chỉ tiêu hóa lý đầu vào của bùn thải bể phốt và một số phụ
phẩm nông nghiệp. Đánh giá các chỉ tiêu như C, N, pH, EC và vi sinh vật gây
bệnh (E.coli, Coliform). Từ đó lập công thức ủ phân compost, tiến hành ủ bùn thải
bể phốt với vỏ cà phê, bụi sơ dừa và than bùn.

-

Tiến hành sử dụng phân hữu cơ sinh học trong quá trình sinh trưởng của cây cải
nhằm xác định hiệu quả của phân hữu cơ sinh học đối với quá trình phát triển của
cây, đồng thời tìm ra loại phân hữu cơ tối ưu cho cây cải xanh.

2


Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Tổng quan về bùn thải bể phốt
Trong những năm gần đây nền kinh tế Việt Nam phát triển theo hướng công
nghiệp hóa hiện đại hóa, quá trình đô thị hóa diễn ra mạnh mẽ. Với việc phát triển kinh
tế nhanh cùng với sự phát triển xã hội, dân số tăng nhanh, nước ta đang phải đối mặt
với vấn đề ô nhiễm môi trường từ nhiều nguồn thải khác nhau như nước thải, rác thải,
khí thải. Việc quản lý các loại chất thải trên đang gặp rất nhiều khó khăn, một trong
những loại chất thải đó là bùn thải bể phốt (BTBP) phát sinh từ hệ thống vệ sinh tại
chỗ như bể tự hoại, hố xí thùng, các nhà vệ sinh công cộng không có cống xả. Việc
quản lý bùn hầm cầu đang là một thách thức do lượng bùn thải này ngoài chất hữu cơ
chưa phân hủy còn chứa nhiều loại vi trùng gây bệnh có thể gây ô nhiễm nặng đến môi
trường sống và là nguồn lây truyền dịch bệnh nếu không được quản lý tốt.
Hiện nay, tại Hà Nội, tổng lượng phân bùn bể phốt phát sinh trên toàn thành phố
khoảng 500 tấn/ngày, trong đó khu vực nội thành phát sinh 200 tấn/ngày. Nguồn phát
sinh lượng phân bùn bể phốt chủ yếu từ bể tự hoại của nhà dân, nhà hàng, khách sạn,
chợ và nhà vệ sinh công cộng (vea.gov.vn).Tuy nhiên số lượng thu gom và đưa về xử
lý hiện rất ít. Tại Hà Nội hiện cũng chỉ có duy nhất một cơ sở xử lý chất thải bể phốt là
Nhà máy chế biến phế thải Cầu Diễn hoạt động công suất xử lý được 150 tấn chất thải
từ bể phốt. Tuy nhiên hiện tại với cơ sở vật chất và trang thiết bị vận chuyển nhà máy
chỉ mới nhận hút và đưa về xử lý được khoảng 50 tấn/ngày. Số lượng bùn thải bể phốt
còn lại được các cơ sở tư nhân hoạt động dịch vụ hút bùn thải bể phốt đảm nhận nhưng
các đơn vị này không ký hợp đồng đưa chất thải về nhà máy xử lý. Như vậy hàng ngày
có khoảng 300 tấn bùn thải bể phốt đã bị xả thẳng ra môi trường mà chưa qua xử lý.
Theo thống kê của sở Tài nguyên và Môi Trường thành phố Hồ Chí Minh, hiện
mỗi ngày thành phố có khoảng 3.000 – 4.000m3 bùn thải (tương đương 5.000 – 6.000
tấn/ngày). Nguồn bùn chủ yếu từ từ hệ thống thoát nước thải sinh hoạt đô thị, bùn
thải từ hệ thống thoát nước thải công nghiệp, bùn thải từ các hoạt động nạo vét kênh
rạch định kỳ, bùn hầm cầu, bùn thải từ các trạm, nhà máy xử lý nước cấp, bùn thải từ
các công trường xây dựng () trong đó có trên 200 tấn bùn thải bể phốt
thải ra môi trường. Thành phần bùn thải đa dạng và phân tán ở nhiều nơi khiến việc
3

thu gom, vận chuyển, xử lý và tái sử dụng gặp nhiều khó khăn. Hầu hết bùn thải đều bị
đổ vào các bãi chôn lấp, hoặc các địa điểm không xác định. Tại thành phố lượng bùn
thải bể phốt được thu gom và vận chuyển bằng xe chuyên dụng (150 - 164 xe) có tải
trọng 3 - 5 tấn/xe (dung tích 3 - 5m³). Toàn bộ lượng bùn hầm cầu thu gom được đều
xử lý bằng phương pháp cơ học kết hợp sinh học hiếu khí (tự nhiên) và sản phẩm được
sử dụng làm nguyên liệu sản xuất phân hữu cơ tại nhà máy xử lý bùn Hòa Bình, Khu
liên hợp xử lý chất thải và nghĩa trang Đa Phước (Bình Chánh) (Nguyễn Trung Việt,
2008). Tuy nhiên cũng chỉ có vài công ty có quy mô xử lý bùn thải từ bể phốt và lượng
bùn thải bể phốt do các cơ sở tư nhân thu gom và đổ xả trực tiếp ra môi trường mà
chưa qua xử lý sơ bộ.
Tại Hải Phòng sau khi dự án thoát nước và vệ sinh Hải Phòng (dự án 1B, được
chính phủ Phần Lan viện trợ không hoàn lại và Ngân hàng Thế giới cho vay vốn ưu
đãi) hoàn thành và đưa vào sử dụng từ năm 2000 đến nay, công ty đã tiến hành hút bể
phốt miễn phí cho 43 phường và khu tập thể (khoảng 50.182 bể phốt các loại) và đã
hút được 92.1910 m3 bùn phốt. Toàn bộ lượng bùn thải được đưa xe chuyên dùng chở
về đổ vào các ô chứa của bãi thải Tràng Cát. Tại đây, bùn được tách và làm khô. Bùn
thải bể phốt sau khi làm khô được lấy lên trộn với đất sét, các nguyên liệu phụ và đem
ủ. Hỗn hợp bùn và nguyên liệu sau ủ được thiết bị sàng lọc và loại ra các sản phẩm
không phù hợp để mang đi chôn lấp. Sản phẩm chính dưới dạng phân hỗn hợp được
đóng gói phục vụ cho mục đích nông nghiệp. Còn nước thu được từ quá trình xử lý
bùn thải sẽ được dẫn về hồ xử lý nước thải của bãi thải Tràng Cát, trước khi được đưa
trở lại sông (baoxaydung.com.vn). Tuy nhiên công ty cũng chỉ mới thu gom được
khoảng 48% so với lượng phân bùn phát sinh trong thực tế (Nguyễn Việt Anh. 2011).
Như vậy có khoảng 52% lượng bùn thải bể phốt của thành phố này thải ra môi trường
mà chưa qua xử lý sơ bộ.
Theo các cơ quan chuyên môn về môi trường thì trong phân người có chứa các
vi khuẩn gây ra các bệnh như: Tiêu chảy, tả, lỵ, trực khuẩn, thương hàn
(ca.cand.com.vn). Chính vì vậy việc xả thẳng những nguồn vi khuẩn này ra môi trường

sẽ để lại những tác hại khôn lường. Vì vậy bùn thải bể phốt khi được đổ bỏ hoặc chôn
lấp không có lớp lót chống thấm sẽ dẫn đến các chất ô nhiễm thấm xuống nguồn nước
ngầm và nước mặt làm cho chất lượng nguồn nước bị suy giảm. Cùng với sự gia tăng
dân số, phát triển sản xuất, lượng bùn thải ngày càng gia tăng. Nếu cứ giải quyết bùn
4


thải bằng cách tận dụng các bãi đất trống để đổ bùn tạm thời, nguy cơ gây ô nhiễm môi
trường rất cao.
Theo các chuyên gia Việt Nam và Nhật Bản, bùn thải là nguồn tài nguyên dồi
dào, chưa được tận dụng khai thác. Nó có thể tái chế sử dụng phục vụ nông nghiệp
(như

làm phân

bón),

làm

vật

liệu

xây dựng

(gạch),

hoặc

viên

đốt

(baoxaydung.com.vn). Do vậy, các đô thị cần sớm có kế hoạch quản lý bùn thải bảo
đảm vệ sinh môi trường cũng như quy hoạch bãi đổ, xây dựng nhà máy xử lý bùn thải
đúng tiêu chuẩn. Trong đó, tất cả các loại bùn thải sẽ được định hướng quản lý, áp
dụng công nghệ xử lý phù hợp.
2.2. Tổng quan về compost
2.2.1. Định nghĩa compost
Hiện nay có nhiều định nghĩa về quá trình compost và compost, một định nghĩa
thường được sử dụng là định nghĩa của Haug (1993). Theo Haug, quá trình chế biến
compost và compost được định nghĩa như sau:
“Quá trình chế biến compost là quá trình phân hủy sinh học và ổn định chất hữu cơ
dưới điều kiện nhiệt độ cao. 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 của quá trình chế biến compost, đã được ổn định như chất
mùn, không chứa các mầm bệnh, không lôi kéo côn trùng, có thể đã được lưu trữ an
toàn và có lợi cho sự phát triển của cây trồng”.
2.2.2. Các phản ứng sinh hóa xảy ra trong quá trình ủ
2.2.2.1. Phản ứng sinh hóa
Quá trình phân hủy các chất thải hữu cơ diễn ra rất phức tạp theo nhiều giai đoạn
và tạo ra nhiều sản phẩm trung gian.
Ví dụ quá trình phân hủy protein bao gồm các giai đoạn:
Protein

peptides

amino acid

hợp chất ammonium

nguyên

sinh chất của vi khuẩn và N hoặc NH3.
Đối với hydratcarbon, quá trình phân hủy xảy ra theo các giai đoạn sau:
Hydratcarbon

đường đơn

acid hữu cơ

chất của vi khuẩn.

5

CO2 và nguyên sinh


Những phản ứng chuyển hóa sinh hóa diễn ra trong quá trình ủ hiếu khí rất phức
tạp, hiện vẫn chưa được nghiên cứu chi tiết. Các giai đoạn khác nhau trong quá trình ủ
hiếu khí có thể phân biệt theo sự biến thiên nhiệt độ được chia thành các pha sau:
-

Pha thích nghi: Là giai đoạn cần thiết để VSV thích nghi với môi trường mới.

-

Pha tăng trưởng: Đặc trưng bởi sự tăng nhiệt độ do quá trình phân hủy sinh học.

-

Pha ưa nhiệt: 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 đặc trưng bởi hai phương trình:
CHONS + O2 + VSV hiếu khí
CHONS + VSV kỵ khí


CO2 + NH3 + sản phẩm khác + ATP
CO2 + H2S + CH4 + NH3 + sản phẩm khác + ATP

Pha trưởng thành (maturation) là giai đoạn giảm nhiệt độ đến bằng nhiệt độ môi

trường. 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 (NO2-) và cuối cùng thành nitrat (NO3-):
NH4+ + 3/2 O2

NO2- + 2H+ + H2O

NO2- + ½ O2

NO3-

Kết hợp hai phương trình trên, quá trình nitrat hóa diễn ra như sau:
NH4+ + 2 O2

NO3- + 2H+ + 2H2O

Mặt khác trong mô tế bào, NH4+ cũng được tổng hợp với phản ứng đặc trưng:
NH4+ + 4 CO2 + HCO3- + H2O

C5H7O2N + 5 O2

Phương trình nitrat hóa tổng cộng xảy ra như sau:
22 NH4+ + 37 O2 + 4 CO2 + HCO3-

21 NO3- + C5H7O2N + 2H2O + 42H+

2.2.2.2. Phản ứng sinh học
Ủ compost là quá trình sinh học mà các chất hữu cơ trong đó chất thải rắn được
biến đổi thành các mùn ổn định do hoạt động của các tổ chức sống trong điều kiện tự
nhiên hiện diện trong chất thải. Các tổ chức này gồm các loại VSV như vi khuẩn, nấm,
động vật nguyên sinh, phiêu sinh (protozoa).
Chất thải hữu cơ được phân hủy bắt đầu từ vi sinh vật tiêu thụ bậc một như vi
khuẩn, nấm. Sự ổn định chất thải do các phản ứng của vi khuẩn thực hiện. Trong thời

6


gian đầu, vi khuẩn thích hợp với điều kiện nhiệt độ trung bình xuất hiện trước, khi
nhiệt độ tăng vi khuẩn ưa nhiệt xuất hiện hầu hết các vị trí trong khối ủ.
Pha ưa nhiệt nấm thường tăng trưởng từ 5 – 10 ngày sau khi ủ. Nếu nhiệt độ cao hơn
50 - 600C 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 Actinomycetes
trở nên chiếm ưu thế làm cho bề mặt đống ủ sẽ xuất hiện màu trắng hoặc nâu.
Các loại vi khuẩn ưa nhiệt, hầu hết là các loài Bacillus đóng vai trò quan trọng

trong việc phân hủy protein và hợp chất hydratcarbon. Mặc dù chỉ hoạt động bên lớp
ngoài của đống ủ và chỉ hoạt động vào giai đoạn cuối nhưng nhóm Actinomycetes
đóng vai trò quan trọng trong việc phân hủy cellulose, lignin và các chất bền vững
khác. Sau giai đoạn tiêu thụ bậc một hay sơ cấp thực hiện xong, các chất này sẽ làm
thức ăn cho sinh vật tiêu thụ thứ cấp như ve, bọ cánh cứng, giun tròn, động vật nguyên
sinh.
2.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ compost
Hiệu quả của quá trình ủ phụ thuộc vào nhóm các hệ VSV tồn tại và làm ổn định
trong chất thải hữu cơ. Do đó, quá trình ủ sẽ không đạt kết quả mong muốn, nguyên
nhân chính là do sự mất cân bằng về thành phần hóa học và điều kiện lý học trong quá
trình ủ. Chính vì vậy, cần chú ý đến các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ phân
compost như: Nhiệt độ, độ ẩm, pH, VSV, oxy, chất thải hữu cơ và tỷ lệ C/N.
2.2.3.1. Các yếu tố vật lý
Các yếu tố vật lý ảnh hưởng đến quá trình ủ gồm: nhiệt độ, độ ẩm, kích thước,
nguyên liệu, độ rỗng, thổi khí.
a. Nhiệt độ của quá trình ủ
Nhiệt độ là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hoạt tính của VSV trong quá
trình chế biến phân hữu cơ và cũng là một thông số giám sát và điều khiển quá trình ủ
chất thải rắn. Trong luống ủ, nhiệt độ cần duy trì 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 ngưỡng
này sẽ ức chế hoạt động của vi sinh vật. Ở nhiệt độ thấp hơn phân hữu cơ không đạt
tiêu chuẩn về mầm bệnh.

7


Bảng 2.1 Khoảng nhiệt độ của các nhóm vi sinh vật
Nhiệt độ (0C)

Loại vi sinh vật

Khoảng dao động

Tối ưu

Psychrophilic ( VSV ưa lạnh)

10 – 30

15

Mesophilic (VSV ưa ấm)

40 – 50

35

Thermophilic (VSV ưa nhiệt)

45 – 75

55

(Danh Kim Được, 2011).
b. Độ ẩm của quá trình ủ phân compost
Là yếu tố cần thiết cho hoạt động của vi sinh vật trong quá trình chế biến phân
hữu cơ. Vì nước cần thiết cho quá trình trao đổi chất trong tế bào vi sinh vật. Độ ẩm
tối ưu cho quá trình ủ phân chất thải rắn (CTR) nằm trong khoảng 50 - 60%. Các vi
sinh vật đóng vai trò quyết định trong quá trình phân hủy chất thải rắn thường tập
trung tại lớp nước mỏng trên bề mặt của phân tử chất thải rắn. Nếu độ ẩm quá nhỏ (<

30%) sẽ hạn chế hoạt động của vi sinh vật, còn 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 tượng bít kín các khe rỗng không cho không khí đi qua, gây mùi hôi, rò
rỉ chất dinh dưỡng và lan truyền vi sinh vật gây bệnh.
c. Kích thước nguyên liệu ủ
Kích thước nguyên liệu ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ phân hủy. Quá trình phân
hủy hiếu khí xảy ra trên bề mặt hạt, hạt có kích thước nhỏ sẽ có tổng diện tích bề mặt
lớn hơn nên sẽ tăng sự tiếp xúc với oxy, gia tăng tốc độ phân hủy. Tuy nhiên, nếu kích
thước hạt quá nhỏ và chặt làm hạn chế sự lưu 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.
Hạt có kích thước quá lớn sẽ có độ xốp cao, tạo ra các rãnh khí làm cho sự phân bố khí
không đều, không có lợi cho quá trình chế biến phân hữu cơ. Đường kính hạt tối ưu
cho quá trình chế biến khoảng 3 - 50 mm. Kích thước hạt tối ưu có thể đạt được bằng
nhiều cách như cắt, nghiền và sang vật liệu thô ban đầu (Nguyễn Thị Hiền, 2009).
d. Độ rỗng (xốp) của quá trình ủ
Độ rỗng xốp của khối vật liệu ủ là một yếu tố quan trọng trong quá trình chế biến
phân hữu cơ. Độ rỗng tối ưu sẽ thay đổi tùy theo loại vật liệu chế biến phân. Thông
thường, để quá trình chế biến diễn ra tốt khoảng 35 - 60%, tối ưu là 32 - 36%.

8


Độ rỗng của CTR ảnh hưởng 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 và làm tăng nhiệt độ trong khối ủ, độ rỗng cao có thể dẫn tới nhiệt độ
trong khối ủ thấp, mầm bệnh không bị tiêu diệt. Độ rỗng có thể được điều chỉnh bằng
cách sử dụng vật liệu tạo cấu trúc với tỷ lệ trộn hợp lý (Nguyễn Thị Hiền, 2009).
2.2.3.2. Các yếu tố hóa sinh
a. Tỷ lệ C/N (Carbon/Nitơ) của quá trình ủ

Tỷ lệ C/N là thông số quan trọng trong cân bằng dinh dưỡng cho VSV. Carbon là
nguồn năng lượng chủ yếu của VSV và nitơ là nguyên tố để tổng hợp chất nguyên
sinh. Tỷ lệ C/N tối ưu trong khoảng 25 - 30. Nếu tỷ lệ C/N của vật liệu làm compost
cao hơn giá trị tối ưu, sẽ hạn chế sự phát triển của VSV do thiếu Nitơ, chúng sẽ trải
qua nhiều chu trình chuyển hóa, oxy hóa phần carbon dư cho đến khi đạt tỷ lệ C/N
thích hợp. Do đó thời gian cần thiết cho quá trình làm compost sẽ bị kéo dài hơn và
thu được sản phẩm ít mùn hơn. Nếu tỷ lệ C/N thấp, nitơ sẽ bị mất dưới dạng NH3 đặc
biệt trong điều kiện nhiệt độ cao, pH cao và có thổi khí. Tỷ lệ C/N ở sản phẩm
compost thu được thông thường 15 - 20 là tốt nhất.

9


Bảng 2.2 Tỷ lệ C/N của chất thải (tính theo chất thải khô)
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
26
28
29
30
31
32

N (% khối lượng)
5,5 - 6,5
15 - 18
10 - 14
1,7
6,3
3,75
3,75
2,3
4-7
1,88
2,4

5,6
3-6
2,5 - 4
2,4
2,5
0,3 - 0,5
1,05
0,13
0,1
0,07
1,52
7 - 10
0,25
0,05
0,01
0,07
2,15
0,5 - 1
1,96
0,17

Chất thải
Phân bắc
Nước tiểu
Máu
Phân động vật
Phân bò
Phân gia cầm
Phân cừu
Phân heo

Phân ngựa
Bùn cống thải khô
Bùn hoạt tính đã phân hủy
Bùn cống đã phân hủy
Bùn hoạt tính thô
Cỏ cắt xén
Chất thải rau quả
Cỏ hỗn hợp
Lá khoai tây
Trấu khoai mì
Trấu yến mạch
Gỗ nghiền
Mạt cưa
Gỗ thông
Trái cây thải
Chất thải giết mổ hỗn hợp
Giấy hỗn hợp
Giấy báo
Giấy nâu (gói hàng)
Tạp chí
Cỏ xén
Lá cây (tươi)
Sinh khối thực vật
Tài liệu

Tỷ lệ C/N
6 - 10
0,8
3
4,1

18
15
22
20
25
11
15,7
6,3
12 - 15
11 - 12
19
25
128 - 150
48
170
200 - 500
723
34,8
2
173
983
4490
470
20,1
40 - 80
20,9 - 24
223

(Danh Kim Được, 2011).

Hàm lượng carbon có thể xác định theo phương trình sau:

%C 

100  %tro
1,8

Phần trăm tro trong phương trình này là lượng vật liệu còn lại sau khi nung ở nhiệt độ
5500C trong một giờ. Do đó, một số chất thải chứa phần lớn nhựa (là thành phần bị
phân hủy ở 5500C) sẽ có giá trị % cao, nhưng đa phần không có khả năng phân hủy
sinh học.

10


b. Oxy của quá trình ủ
Oxy cũng là một trong những thành phần cần thiết cho quá trình ủ phân rác. Khi
vi sinh vật oxy hóa carbon tạo năng lượng, oxy sẽ được sử dụng và khí CO2 được sinh
ra. Khi không có đủ oxy thì sẽ trở thành quá trình yếm khí và tạo ra mùi hôi như mùi
trứng gà thối của khí H2S. Các VSV hiếu khí có thể sống được ở nồng độ oxy bằng
5%. Nồng độ oxy lớn hơn 10% được coi là tối ưu cho quá trình ủ phân rác hiếu khí.
c. pH của quá trình ủ
Giá trị pH trong khoảng 5,5 - 8,5 là tối ưu cho các vi sinh vật trong quá trình ủ
phân compost. Các vi sinh vật, nấm tiêu thụ các chất hữu cơ và thải ra các acid hữu cơ.
Trong giai đoạn đầu của quá trình ủ phân compost, các acid này bị tích tụ và kết quả là
làm giảm pH, kìm hãm sự phát triển của nấm và vi sinh vật, kìm hãm sự phân hủy
lignin và cellulose. Các acid hữu cơ sẽ tiếp tục bị phân hủy trong quá trình ủ phân
compost. Nếu hệ thống trở nên yếm khí, việc tích tụ các acid có thể làm pH giảm
xuống đến 4,5 và gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động của vi sinh vật.
d. Chất hữu cơ của quá trình ủ

Tốc độ phân hủy tùy thuộc vào thành phần, kích thước và tính chất của chất hữu
cơ. Chất hữu cơ hòa tan dễ dàng phân hủy hơn chất hữu cơ không hòa tan. Lignin và
lingo – cellulose là những chất phân hủy rất chậm.
e. Vi sinh vật
Sản xuất phân compost là một quá trình phức tạp trong đó có sự tham gia của
nhiều nhóm vi sinh vật khác nhau gồm: Nấm, xạ khuẩn, vi khuẩn, protozoa và tảo.
Vi khuẩn: Có mặt hầu hết trong các giai đoạn sản xuất compost, hầu hết hoạt động của
vi sinh vật trong quá trình ủ compost có đến 80 – 90% là do vi khuẩn. Bao gồm:
Streptococus sp., Vibrio sp., Bacillus sp.
Xạ khuẩn: Thường xuất hiện vào khoảng ngày thứ 5 – 7 trong quá trình ủ, bao
gồm: Micromonospora, Streptomyces, Actinomyces.
Nấm: Giới hạn nhiệt độ phát triển của nấm là khoảng 600C, gồm các loại như
sau: Aspergillus, Penicillin, Fusarium, Trichoderma và Chaetomonium.
Vi sinh vật gây bệnh: Một trong những yêu cầu sản xuất compost là phải hạn chế
đến mức tối đa các loài vi sinh vật gây bệnh có trong sản phẩm. Theo lý thuyết, nếu
nguyên liệu để sản xuất compost không có chứa phân, chất thải sinh học thì sản phẩm
đầu ra sẽ chứa ít các loài gây bệnh, tuy nhiên trên thực tế, nguyên liệu đầu vào cho quá
11


trình chế biến compost không phải lúc nào cũng đáp ứng các yêu cầu đó. Do đó, để
đảm bảo tiêu chuẩn tiêu diệt mầm bệnh cho cây trồng, trong lúc vận hành chế biến
compost, chúng ta cần đảm bảo nhiệt độ để có thể tiêu diệt hết mầm bệnh.
2.2.4. Chất lượng của compost
Chất lượng compost được đánh giá dựa trên 4 yếu tố sau:
-

Mức độ lẫn tạp chất (thủy tinh, plastic, đá, kim loại nặng, chất thải hóa học).

-

Nồng độ các chất dinh dưỡng (dinh dưỡng đa lượng như N, P, K; dinh dưỡng
trung lượng Ca, Mg, S; dinh dưỡng vi lượng Fe, Zn, Cu, Mn, Mo, Co, Bo).

-

Mật độ vi sinh vật gây bệnh (thấp ở mức không ảnh hưởng đến cây trồng).

-

Độ ổn định (độ hoai mục của phân) và hàm lượng chất hữu cơ.

2.2.5. Những lợi ích và hạn chế của quá trình compost
2.2.5.1. Lợi ích của quá trình làm compost
-

Ổn định chất thải: Các phản ứng sinh học xảy ra trong quá trình làm phân hữu cơ
sẽ chuyển hóa chất hữu cơ dễ thối rửa sang dạng ổn định, chủ yếu là các chất vô
cơ ít gây ô nhiễm môi trường khi thải ra đất và nước.

-

Làm mất hoạt tính của VSV gây bệnh: Nhiệt độ của chất thải sinh ra từ quá trình
phân hủy sinh học có thể đạt khoảng 600C, đủ để làm mất hoạt tính của VSV gây
bệnh, virus và trứng giun sán nếu nhiệt độ này duy trì ít nhất một ngày. Do đó,
các sản phẩm của quá trình làm phân hữu cơ có thể sử dụng làm chất bổ sung
dinh dưỡng cho đất.

-

Thu hồi dinh dưỡng và cải tạo đất: Các chất dinh dưỡng (N, P, K) có trong chất
thải thường ở dạng có hữu cơ phức tạp, cây trồng khó hấp thụ. Sau quá trình làm
phân hữu cơ, các chất này được chuyển hóa thành các chất vô cơ như NO3-, PO43thích hợp cho cây trồng. Sử dụng các sản phẩm của compost sẽ bổ sung dinh
dưỡng cho đất, có khả năng làm giảm sự thất thoát dinh dưỡng do rò rỉ vì các
chất dinh dưỡng vô cơ tồn tại chủ yếu ở dạng không tan, cải tạo đất giúp cây
trồng phát triển tốt hơn.

-

Tăng khả năng kháng bệnh cho cây trồng: Với hàm lượng dinh dưỡng cao, dễ
hấp thụ và chủng loại vi sinh vật đa dạng, phân hữu cơ không những làm tăng
năng suất cây trồng mà còn giảm thiểu bệnh trên cây trồng.

12


2.2.5.2. Hạn chế của quá trình làm compost
Hàm lượng chất dinh dưỡng trong phân hữu cơ không thỏa mãn yêu cầu, do đặc
tính của chất hữu cơ có thể thay đổi rất nhiều do thời gian, khí hậu và phương pháp
thực hiện, nên tính chất sản phẩm cũng khác nhau. Bản chất vật liệu làm phân thường
làm cho sự phân bố nhiệt trong đống phân không đồng đều. Do đó, khả năng làm mất
hoạt tính của VSV gây bệnh trong phân cũng không hoàn toàn. Quá trình làm phân
hữu cơ thường tạo mùi hôi, gây mất mỹ quan và phải tốn thêm công và diện tích để ủ.
2.2.6. Tình hình nghiên cứu sản xuất phân compost trên thế giới
Tại Châu Âu và Châu Mỹ, công nghệ compost hiện đang được triển khai tương
đối rộng và phân compost đang được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau.
Năm 2001, tại Châu Âu có 16,9 triệu tấn trong số 49 triệu tấn rác hữu cơ được xử lý
sinh học với đa phần là sản xuất compost. Trong đó cao nhất là Cộng Hòa Liên Bang
Đức đã xử lý 7 triệu tấn trong 9 triệu tấn tổng số (78%). Riêng Hà Lan toàn bộ 3,2
triệu tấn đã được xử lý.

2.2.6.1. Phương pháp ủ phân theo luống dài (đánh luống cấp khí tự nhiên)
Trong phương pháp này, vật liệu ủ được sắp xếp theo luống dài và hẹp, không
khí được cung cấp tới hệ thống theo con đường tự nhiên. Các luống compost được xáo
trộn bằng cách di chuyển luống compost với xe xúc hoặc xe trộn chuyên dụng.
- Ưu điểm của phương pháp ủ phân theo luống dài:
 Do xáo trộn thường xuyên nên chất lượng compost thu được khá đều.
 Vốn đầu tư và chi phí vận hành thấp vì không cần hệ thống cung cấp khí.
- Nhược điểm của phương pháp ủ phân theo luống dài:
 Cần nhiều nhân công.
 Thời gian ủ dài (3 – 6 tháng).
 Do sử dụng khối khí tự nhiên nên khó quản lý, đặc biệt là khó kiểm soát nhiệt
độ và các mầm bệnh có trong luống ủ.
 Xáo trộn luống compost thường gây thất thoát nitơ và gây mùi.
 Quá trình ủ có thể bị phụ thuộc vào điều kiện thời tiết.
 Cần một lượng lớn vật liệu tạo cấu trúc và vật liệu tạo cấu trúc này khó tìm hơn
so với các phương pháp khác.

13


2.2.6.2. Phương pháp ủ phân theo luống dài hoặc đống với thổi khí cưỡng bức
Với phương pháp này, vật liệu ủ chất thải được sắp xếp thành đống hoặc luống
dài. không khí được cung cấp tới hệ thống bằng quạt thổi khí hoặc bơm nén khí và hệ
thống phân phối khí hoặc sàn phân phối khí.
Ưu điểm của phương pháp ủ phân theo luống dài với thổi khí cưỡng bức:
 Dễ kiểm soát khi vận hành hệ thống, đặc biệt là kiểm soát nhiệt độ và nồng độ
oxy trong luống ủ.
 Giảm mùi hôi và mầm bệnh.
 Thời gian ủ ngắn (3 – 6 tuần).
 Nhu cầu sử dụng đất thấp và có thể vận hành ngoài trời hoặc có mái che phủ.

Nhược điểm của phương pháp ủ phân theo luống dài với thổi khí cưỡng bức:
 Hệ thống phân phối khí dễ bị tắt nghẽn, cần bảo trì thường xuyên.
 Chi phí bảo trì hệ thống và năng lượng thổi khí của phương pháp này cao.
2.2.6.3. Phương pháp ủ trong container
Là phương pháp mà vật liệu ủ được chứa trong container, túi đựng hoặc trong
nhà. Thổi khí cưỡng bức thường được sử dụng cho phương pháp này.
Ưu điểm của phương pháp ủ trong container:
 Ít nhạy cảm với điều kiện thời tiết.
 Khả năng kiểm soát quá trình ủ và kiểm soát mùi tốt hơn.
 Thời gian ủ ngắn hơn so với phương pháp ủ ngoài trời.
 Nhu cầu sử dụng đát nhỏ hơn các phương pháp khác.
 Chất lượng compost tốt.
Nhược điểm của phương pháp ủ trong container:
 Vốn đầu tư cao.
 Chi phí sản xuất và bảo trì hệ thống cao.
 Thiết kế phức tạp và đòi hỏi trình độ cao.
2.2.7. Nghiên cứu sản xuất compost ở Việt Nam
Ngày nay, xu thế sử dụng trở lại các nguồn phân hữu cơ thay thế cho phân hóa học
ngày càng nhiều. Trong đó một số nhà máy xử lý rác thải sinh hoạt thành compost đã ra
đời nhằm phục vụ nhu cầu trên, bao gồm các nhà máy sau (Trần Thị Mỹ Diệu, 2002):
Nhà máy xử lý chất thải Cầu Diễn – Hà Nội.
Nhà máy xử lý chất thải Tân Thành, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu.
14